畢業設計劍桿織機設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 穿入非清晰的經 紗層面而造成錯織和斷經。 三 、 梭 口 高 度 與 綜 框 動 程 1. 梭口高度 開口時經紗的最大位移稱為梭口高度，各頁綜框處的高度是不一樣的，從織口向后梁方向逐頁增大，這樣前部梭口呈銳三角形。為了達到高速運轉的目的，無梭織機的梭口三角形趨于小型化，其梭口角一般取 23176。—25176。且呈非清晰梭口。目的是在保證梭口開啟，引緯器順利通過的同時，盡可能的減小鋼筘與綜框的擺動動程，以減少經紗與它們之間的摩擦，有利于減少經紗斷頭。 2. 綜框動程 開口過程中綜框的最大位移稱為綜框動程。對于清晰梭口，各頁綜框的開口高度不 一 ， 其 動 程 也 各 異 ， 兩 者 關 系 為 ： Si =Hi + e1+e2+e3 式中： Si—— 綜 框 動 程 ； Hi—— 綜框處的梭口高度； e1—— 綜絲眼長度； e2—— 綜絲耳環與綜絲桿間的間隙； e3——綜框及其傳動連接件的變形以及運動副中的間隙所造成的動程減少量。 四 、 綜 框 運 動 規 律 綜框運動規律常用的有簡諧運動規律、橢圓比運動規律和正弦加速度運動規律等，前兩種用于速度不高的織機上。由于無梭織機的高速化，對開口運動提出了更高的要求，如開、閉口角不相等，后者短一些以增加靜止時間；甚至向上開口與向下開口的動程或時間亦不相等，以適應不同的引緯方式。 這些變動使綜框運動更加復雜化，必須對運動方程式作相應的修正或采用多種曲線的組合。 XII 五 、 開 口 過 程 中 經 紗 的 拉 伸 變 形 在開口過程中經紗的拉伸變形的大小與梭口高度和深度有關：在梭口前、后部高度和深度一定時，經紗的伸長變形與梭口高度平方近似成正比；梭口高度一定時，梭口深度愈長，經紗的伸長愈小。由于無梭織機車速較高，經紗的變形時間非常短，可看作是急彈性變形，在這種條件下，經紗張力與其伸長變形成正比。為防止因張力過大而引起經紗斷頭，應控制合理的梭口高度，力求較長的梭口深度。 六、開口機構的類型 開口機構具有多種類型，以 織制不同類的織物，通常有曲柄、偏心、凸輪、多臂、提花和電子開口六種類型。 1. 曲柄開口機構 曲柄開口機構的連接點均是轉動副，對高速運轉有利，用于高速劍桿織機和某些噴氣織機。曲柄開口機構的運動特性是相對靜止時間短，一般只能用來織造平紋織物，每兩緯一個循環的完全組織，且不適合于寬幅織機，這只是它的主要缺點，但是制造加工容易，成本較低。 2. 偏心開口機構 偏心傳動開口機構的偏心裝置有滾針軸承套裝在織機中軸上，中軸的轉速是織機主軸速度的一半。這種機構不僅能高速運轉，而且適于微機控制。一般這類織機在運轉時沒有靜止時間 ，綜框運動近似于簡諧運動。如果這種偏心機構的傳動軸通過變速機構傳動，如同回轉多臂那樣，綜框運動也可以有停頓時間并用在普通的或寬幅的織機上。 3. 凸輪 ( 踏盤 ) 開 口 機 構 凸輪傳動開口機構包括用彈簧回綜的消極凸輪機構 (踏盤 )和積極式外側共軛凸輪機構。共軛凸輪開口機構可避免或減少其在高速運轉時因間隙而引起的沖擊和振動。這種機構通常用于大量生產織物的現代織機上，尤其是用于織密織物時用4—8 頁綜框織平紋織物，它容易使綜框運動獲得靜止并具有不對稱性，而且是綜框的平綜時間相互叉開，使經紗的斷頭率減少。凸輪開口機構適宜于生產 從22 到 6 6 三原組織及其變化組織的織物，包括燈芯絨等絨織物。 4. 多臂開口機構 多臂開口機構是一種提綜器，新型多臂機提綜數可達 12—24 頁綜框，各頁綜之間的片距一般為 12 mm。織物組織的循環理論上不受限制可為 48—6400 緯，常用范圍一般小于 1000 緯。 現代無梭織機所用多臂機的特點是都用全開梭口取代半開梭口或閉合梭口。綜框可以按照織物組織的要求保持停留在上方或下方，只有在改變起伏方向時才做升降運動，另外，梭口滿開時綜框都有停頓時間，它具有利于選擇提綜，又利于提XIII 高車速。它沒有任何浪費的動作，從而有利 于減少經紗的斷頭。多臂機構適用于小花紋組織的織造，如提花府綢、床單、浴巾等尤其適合于織制各種毛料織物。 現代多臂機主要有三種結構： 復 動 式 積 極 多 臂 —— 如 Staubli 2232 ； 復 動 式 消 極 多 臂 —— 如 Staubli 2500 及 2560 系 列 的 電 子 多 臂 ； 回轉多臂 ——如 Stauble2600 式及 2800 系列的電子多臂。 5. 提花機開口機構 提花開口機構的特點是每一根經紗都有一根綜線控制，而不是用綜框，可以使每一根經紗獨立的上下運動，可織造復雜的花紋組織。提花開口機構有單動式、復動式和單花筒、雙花筒之分。單動式配 置一組豎鉤和一個刀架。織機主軸每一轉刀架升降一次，形成一次梭口；復動式則配置兩組豎鉤和兩個刀架，織機主軸每一轉，兩個刀架交替各自升降一次，形成兩次梭口。單花筒提花機中，每形成一次梭口花筒要回轉一次；雙花筒提花機則有兩種情況：一種是兩只花筒各管一種花紋，適宜于織制兩種花紋交替配置毛毯和毛毯類織物，以節約紋板，另一種是每形成一次梭口兩只花筒輪流作用，使每只花筒的動作減少一半，花筒的回轉速度可以緩慢，以適應提高車速的要求。 提花機的規格一般用針數 (號數、口數或孔數 )來表示，即其所能容納的橫針數。400—600 針提 花機較多用于針織行業的經編機。 900—2688 針提花機多用于棉織行業，織制各種提花棉織物， 1400—15000 針提花機多用于絲織行業及裝飾布行業，織制各種提花被面類的絲織物及裝飾布織物。 6. 電子開口機構 電子開口機構是一種新技術，每片綜框的運動由單獨伺服電動機控制和驅動，可通過多功能操作盤自由設定每片綜框的運動方式、上下不同的靜止角和閉合時間。適用于一些特殊織物的織造。 織機電氣控制系統的總體結構，如圖 示。 PLC 對一系列輸入信號進行處理后，做出相應的動作，完成對織機的控制。 傳感 器采用絕對值式光電編碼器，準確給出織機主軸任何定位角度，由經停按鈕和停經片等組成經停檢測裝置，該按鈕可在織機后部控制織機停車，拔出后用于織機調試。 XIV 設計任務 設計一個織機電氣控制系統 ，主要有電控箱中的主控制器、電源、測量和控制接口，包括 PLC 配置設計、人機交流界面設計和電氣設計。 設計的主要內容： 1． 課題相關資料的查詢與搜集 2． 基于 PLC 的劍桿織機控制系統總體方案設計 3． 基于 PLC 的劍桿織機控制系統硬件設計及其調試（包括器件選擇、原理圖設計）。 4． 基于 PLC 的劍桿織機控制系統軟件設計及其調試。 控制系統硬件結構 送經機構 XV 送經機構 , 把經軸上的經紗退解下來 , 送入編織區。有消極式和積極式兩類。消極式機構中經軸為經紗張力拉動而送出經紗 , 不需要專門的經軸傳動裝置 ,適合于編織送經量多變的花紋復雜的組織。由于經軸轉動慣性大，易造成經紗張力較大的波動。積極式送經機構采用專門的傳動裝置使經軸回轉送出經紗。隨著編織的進行，經軸直徑逐漸變小，因此主軸與經軸之間的傳動裝置必須相應增加傳動比，以保持經軸送經速度恒定，否則送經量將愈來愈少。積極式送經機構又有張力感應式和線速度感應式之別。張力感應式機構通過張 力桿感應經紗張力的大小來控制經軸的轉速。線速度感應式機構通過測速裝置感應經紗運動速度的大小來控制經軸的轉速。這類機構以預定線速度送出經紗 , 能在高速運轉條件下穩定地工作。 電子送經是通過獨立的伺服電機來做動力源，使用張力傳感器來檢測經紗的張力，當張力很大時，微電腦控制伺服電機增加轉速，減少張力；當張力很小時，微電腦控制伺服電機減小轉速，增大張力。這樣，織造的過程中，經紗的張力比較平衡。 卷取機構 卷取機構的作用是以預定的速度將織物從編織區牽引出來并卷繞成布卷。經編機在運轉時，坯布牽拉的速度對坯布的密度和質 量都有影響。機上坯布的縱向密度隨著牽拉速度的增大而減小，反之亦然。因此，為了要得到結構比較均勻的經編坯布，就必須保持牽拉速度恒定 傳動機構 織機主軸的傳動：為適應不同原料、織物品種的要求，織機從起動到正常運轉需采用不同速度傳動。在織機生產中，根據所采用電動機的不同性能而有不同的變速方式。高速經機一般使用高起動轉矩的電動機，其起動轉矩一般不小于正常運轉時滿載轉矩的 3/4，以確保快速起動，使經機在盡可能短的時間內加速到全速運轉狀態，減少開停車條痕的橫列數，改善坯布的質量。經編機常用的變速方式有下皮帶盤變速和電動機變速兩種。 成圈機件的傳動：為了使成圈過程中各機件產生一定規律的運動并保證紡織的順利進行，成圈機件的傳動機構必須滿足：保證各成圈機件的運動在時間上能密切配合；盡量使機件在運動中輕快平穩，避免出現速度的急劇變化；傳動機構的結構盡可能簡單，制造加工方便。經編機上采用的成圈機件傳動機構，一般有凸輪機構、偏心連桿機構和曲柄軸傳動機構三種。 系統主要 有幾個模塊組成： PLC 控制裝置，角度編碼器裝置，經紗檢測裝置，緯XVI 紗檢測裝置，離合制動部分，報警保護部分，人機交互界面方案，電子送經卷曲，緯紗選色部分， PLC 控制裝置：采用的三菱公司推出的 FX2N32MR 角度編碼器裝置：采用的是天津霍德生產的絕對式 HJM 經紗檢測裝置：采用電氣式經紗檢測裝置 緯紗檢測裝置：采用電氣式緯紗檢測裝置 離合制動部分：采用 DSG 電磁離合器啟動、制動 報警保護部分：只要把這個四色警燈的對應的四個信號線頭與 PLC 輸出口一一相連接即可。 人機交互界面方案：在本設計中采用 F900GOT 系列人機界面中的F940GOTSWD 電子送經卷曲：采用伺服電機控制送經和卷取機構 緯紗選色部分： PLC 對應的 3 個 I/O 口依次連接織機上 3 個選色磁鐵的電路信號，實現控制 3 個選色電磁，達到選色目的 第三節 系統硬件硬件設計 PLC 地址分配 三菱 FX2N 系列 PLC 作為經編機裝置的控制器，進行全開關量輸入、輸出的控制，實現經編機裝置的啟動、停車、急停、斷經停車等功能，并對整機進行自動監控。 FX2N 系列 PLC 的用戶存儲器可擴展到 16K 步， I/O 點最多可擴展到 256點，有 27 條基 本指令，其執行速度超過了很多大型 PLC。該系列還具有多種特殊功能模塊，如模擬量輸入 /輸出模塊、 RS485 串行通信模塊和功能擴張板等。 電氣控制裝置的資源配置 I/O 口地址分配如表 81 所示。 表 81 PLC 的 I/O 地址分配表 輸入地址 輸入器件功能 輸出地址 輸出器件功能 X0 經紗檢測信號 Y0 綠指示燈 X1 編碼器信號 0 Y1 紅指示燈 X2 編碼器信號 1 Y2 黃指示燈 X3 編碼器信號 2 Y3 電子送經 X4 編碼器信號 3 Y4 梳櫛橫移 X5 編碼器信號 4 Y5 報警電鈴 XVII X6 啟動按鈕 Y6 停車 X7 停車按鈕 Y7 低壓制動 X10 急停按鈕 Y10 變頻器啟停 X11 油壓信號 Y11 變頻器故障報警指示燈 X12 經停信號 Y12 運行 X13 變頻器報警輸出信號 Y13 變頻器報警復位 X14 消鈴按鈕 Y14 變頻運行信號（ STF） 中間變量地址分配如表 82 所示。 表 82 中間變量地址分配表 地址 功能 地址 功能 M0 啟動 M11 斷經停車 M1 停車 M12 運行角度控制 M2 低壓制動中間變量 M13 電子送經 M3 高壓制動中間變量 M14 梳櫛橫移 M4 急停 M15 變頻器報警復位 M5 變頻器故障消鈴 M16 送經伺服電機 M6 運行 M17 橫移伺服電機 M7 經停信號 M19 光電編碼器觸發信號 M8 油壓信號 M20 光電編碼器角度顯示 M9 經停停車 M21 變頻器啟動 M10 斷經信號 M22 變頻器停止 在本次設計中只有四十幾個 I/O 口，可以使用一個外加一個 16 輸入和 16 輸出的擴展模塊解決，這樣可以降低成本。 PLC 許多技術參數，在選擇 PLC 時，主要考慮以下幾點 1，輸入 /輸出點數 2，存儲系統程 序的容量 3，掃描速度 4，指令數 5，編程語言 XVIII 6，模擬量輸入輸出模塊及其他智能模塊 7，通訊功能 8，性能價格比與供貨公司的技術服務質量 PLC 的主要品牌有：三菱，西門子， koyo,omron,等。本論文采用的是三菱電機公司生產的 FX1NC32MT，