随着技术的发展以及制造工艺的提高,新型细纱机经过不断的迭代更新,在自动化、数字化甚至智能化方面都达到了较高的水平。近年来,在电子牵伸、电子升降以及电子成形等方面也有了进展,但是大都采用伺服、变频驱动,控制和执行精度尚存在问题。本文基于运动控制器,在细纱试验机上进行控制系统的开发,能够实现全部电子控制,为细纱机全电子控制提供借鉴。本文首先分析了各运动机构的控制要求,提出了采用五电机驱动的细纱试验机的控制系统方案设计,即前、中、后三罗拉、钢领板、锭子等运动部件都通过电机进行独立驱动。取消了传统细纱机成形机构中凸轮、摆臂、棘轮、撑爪等众多构件,简化了细纱试验机的机械结构。此细纱试验机控制系统方案的设计立足于提高机器的控制精度,以运动控制器为控制中心,配备了伺服驱动系统、触摸屏以及其他元件。运动控制器与伺服系统、触摸屏之间的通信都采用了基于以太网的通信技术,提高了数据传输速率的同时,增加了系统的稳定性。该控制方案不仅加强了对各个运动机构的控制,还为提高运行精度提供了基本条件。其次通过建立运动控制部分的数学模型,确定了系统外部的信息输入与细纱机运动输出的关系。能够根据设置的粗纱定量、细纱定量、牵伸倍数、捻度等工艺参数,通过控制模型确定罗拉轴转速、锭子轴转速、钢领板升降速度等机器运行参数。运动数学模型的建立主要涉及锭子调速数学模型、罗拉牵伸数学模型、电子卷绕成形数学模型,其中电子卷绕成形数学模型又包含钢领板往复升降运动和级升、动程变化两个模型。基于建立的控制模型,根据控制系统的总体方案设计要求,设计了运动控制主程序以及触摸屏的界面程序。运动控制主程序的设计主要实现罗拉牵伸、锭子调速、钢领板卷绕成形等运动控制以及参数处理、满管停车、故障报警等基本功能。触摸屏作为人机交互界面实现对细纱机的运行监控、工艺参数设置等功能。通过在线仿真测试,运动控制主程序基本能够实现各机构的运动控制要求。最后在完成细纱试验机控制系统硬件搭建和程序设计的基础上,对控制器、伺服驱动系统等硬件进行了调试,确保各硬件部分能够实现基本功能。通过对控制系统的试验,测试控制系统的实现效果以及稳定性,在此基础上对控制系统做进一步的完善和优化。经试验,该细纱试验机控制系统基本能够按照工艺要求完成对罗拉、钢领板、锭子的运动控制,完成细纱试验机的整个工作流程。本文所设计的细纱试验机控制系统方案机械结构简单、自动化程度高。此外,采用专门用于电机控制的运动控制器替代了传统的PLC,提高了系统的实时性能,能够更好的完成复杂的运动任务,伺服系统的应用加强了对各个机构的运动控制。该系统不管是对传统细纱机的改造还是对新型细纱机的开发都具有很大的参考意义。