细纱机是纺织行业的主要设备,以单程粗纱喂入,经牵伸和加捻后纺制成织造、针织等所用的细纱。细纱由上下循环往返的钢领板牵引,卷绕到高速旋转的纱管即锭子上,形成特定成型的纱锭。目前国内的细纱机卷绕成型大都采用机械凸轮,坏纱率高、机械磨损大、通用性不强。本文利用新研制的卷绕伺服系统驱动钢领板升降,取代了传统的异步电机和机械凸轮,实现卷绕成型。该系统由触摸屏、可编程序控制器(PLC)、伺服驱动器、永磁同步伺服电机及传感器等部分组成。触摸屏完成系统的参数输入、数据显示、工艺监控。PLC通过通讯方式与触摸屏连接,采集系统各种传感器的输入信号,并向变频器、伺服驱动器等执行机构发出控制信号。伺服驱动器驱动伺服电机,经齿轮减速后带动钢领板上下运动。伺服驱动器中的数字信号处理器(DSP)不仅实现了永磁同步电机的磁场定向控制(FOC),而且嵌入了卷绕算法,并通过串行通讯接口(SCI)与PLC进行数据通讯。本文介绍了细纱机的工作原理,通过分析卷绕的机械运动和纱锭成型过程,得到了电子凸轮的运动轨迹方程即卷绕算法。描述了卷绕伺服系统的构成,详尽介绍了各部分的功能。然后设计了以DSP为核心的伺服驱动器,将卷绕算法和FOC融合在一起,降低了对PLC的实时性要求。该系统配置在改造后的环锭细纱机中,得到了理想的管纱成型,并给出了试验结果。现场运行表明该系统的软、硬件设计方案是可行的,并具有通用性。