片梭織機具有打緯力大、緯紗適應(yīng)范圍廣、可織特寬、特窄、特疏、特密織物等功能特點,是劍桿織機、噴氣織機、噴水織機等其他無梭織機不可比擬的,在織機設(shè)備中具有舉足輕重的地位。而其他選色機構(gòu)是片梭織機的重要組成部分,它直接影響到生產(chǎn)產(chǎn)品的品種規(guī)格與質(zhì)量。蘇爾壽·魯?shù)俟旧a(chǎn)的PU、P7100片梭織機的選色機構(gòu)主要有WM型混緯機構(gòu),ZSD型二色變換機構(gòu),VSD、VSK、VSI型四色變換機構(gòu),SSD型六色變換機構(gòu)等多種選色機構(gòu)。我公司于1994年引起了蘇爾壽·魯?shù)俟旧a(chǎn)的PU、P7100片梭織機54臺,其中一部分織機的選色機構(gòu)是機械1:1混緯的WM型機械,只能織造一些常規(guī)品種,對經(jīng)緯組織變化大、附加值高的產(chǎn)品不能生產(chǎn),不能及時適應(yīng)花色品種多變的市場需求,在激烈的市場競爭中面臨被淘汰的境地,因此對PU、P7100型片梭織機1:1混緯的選色機械進(jìn)行改造就具有了現(xiàn)實意義。
長期以來,對PU、P7100型片梭織機選色機構(gòu)的改造,國內(nèi)與國外都著重于機械選色機構(gòu)的機械改造,不能根本地解決問題。針對這一情況,山東王子紡織股份有限公司的技術(shù)人員結(jié)合近幾年來的自動控制技術(shù)成果和多年來的工作經(jīng)驗,借鑒電子多臂織機、劍桿織機的優(yōu)點,研制生產(chǎn)了WM型片梭織機自動可變選緯裝置,用于片梭織機的選色機構(gòu)的改造,使其由原來的1:1混緯變?yōu)閮煞N緯紗的自由選緯,實現(xiàn)了按工藝設(shè)計要求自動控制緯紗的根數(shù)與顏色,能形成各種不同的組織;并由PLC控制電子制緯器的開關(guān)時間,合理的控制了織造過程中的張力,對解決布面的緯縮、百腳有明顯效果,從而實現(xiàn)了PU、P7100型片梭織機選色功能上的一大飛躍。
該裝置部件由PLC軟件、驅(qū)動器、編程器、伺服電機、開關(guān)電源、齒輪、常用的電子元器件、機械托腳等組成,結(jié)構(gòu)緊湊,設(shè)計合理。其技術(shù)特征如下:
1、該裝置首次將伺服驅(qū)動技術(shù)用于片梭織機的高速選色領(lǐng)域,改變了原有片梭織機單純1:1混緯的結(jié)構(gòu)。
原PU、P7100型片梭織機選色方式為機械方式選色,各部件連接固定不變,A、B兩個遞緯器運行的方式即1:1混緯是恒定的,只能按照A1→B1→A1→B1→A1……這種簡單的方式引緯,生產(chǎn)品種單一,不能滿足市場變化的要求。而本裝置由PLC從織機控制系統(tǒng)采集相關(guān)的控制信號,如角度、織機運行、停車、斷緯等,經(jīng)PLC的軟件判斷處理后發(fā)出控制指令,使伺服電機按照工藝設(shè)計要求運轉(zhuǎn),同時驅(qū)動遞緯器A、B協(xié)同動作,從而實現(xiàn)了自由選緯。
伺服驅(qū)動技術(shù)與原機械選色方式相比,不僅使其達(dá)到了組織、顏色任意可變,而且顯著提高了選色速度和產(chǎn)品的穩(wěn)定性,減少了故障的發(fā)生,延長了織機使用壽命,提高了易維護(hù)性和經(jīng)濟性。
2、本產(chǎn)品通過軟件編程,由PLC控制電子制緯器的開關(guān)時間,合理的控制織造過程中的張力,對解決布面的緯縮、百腳有明顯效果。
PLC軟件采用了帶短路保護(hù)功能的晶體管,I/O注釋可以跟程序一同寫入本體,大幅度提高了系統(tǒng)保存功能。PID控制指令化,可以進(jìn)行自整定,實現(xiàn)簡便、高性能的控制程序方式:梯形圖控制方式、循環(huán)運算方式。程序容量12000步,運算速度0.4us/步,脈沖捕捉輸入8點。編制的軟件在此PLC上運行,最大掃描周期1.5ms,平均0.7ms,伺服電機達(dá)到在1秒內(nèi)轉(zhuǎn)動5轉(zhuǎn)的速度,能夠巧妙的與原機配合起來。軟件編程控制實現(xiàn)了脈沖的頻率可調(diào),占空比可調(diào),數(shù)量可控制的脈寬調(diào)制波,以及高速下的精確定位功能。從而實現(xiàn)了位置控制,合理的控制織造過程中的張力,對解決布面的緯縮、百腳有明顯效果。
PLC具有運行速度快、可靠性高、組合靈活、編程容易、安裝簡單、維修方便,適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的高溫、沖擊和振動等惡劣環(huán)境的特點,符合現(xiàn)代工業(yè)控制智能化、數(shù)字化、產(chǎn)業(yè)化的方向。
3、選色機構(gòu)傳動傳動改造,設(shè)計合理,增強傳動效率,且與原機配合緊湊。
原機的選色系統(tǒng)是經(jīng)過主軸傳動過來的一根側(cè)軸上裝有一個24齒的小齒輪,這個齒輪與一個48齒的大齒輪嚙合,48齒的大齒輪帶動連桿去驅(qū)動遞緯器A和遞緯器B交替動作,由于這種結(jié)構(gòu)各部件連接關(guān)系是固定不變的,因此限定了組織的變化。因此,要實現(xiàn)選緯的自動可變,就必須對機械結(jié)構(gòu)加以改造。改造的措施就是把側(cè)軸上的小齒輪去掉,而另外由伺服電機帶動一個24齒的小齒輪,通過軟件控制電機的動作來改變選色器,達(dá)到能夠任意改變緯紗的根數(shù)的目的。
原機簡圖(見圖1)與改造后的簡圖(見圖2)對比如下:
該裝置的機械設(shè)計結(jié)構(gòu)合理,體積小巧,適合于工業(yè)現(xiàn)場的安裝與維護(hù)。
4、合理設(shè)計電子齒輪比,有效地控制伺服電機溫升。
由于伺服電機處于連續(xù)工作狀態(tài),產(chǎn)生熱量很高,達(dá)到70-80℃之間,影響了電機正常工作。經(jīng)過合理的運算和動態(tài)分析,得出了最優(yōu)化的電子齒輪比和負(fù)荷慣量比,并利用外加風(fēng)扇強制冷卻等措施有效的降低了電機的發(fā)熱量,而且使傳動效率顯著提高。
5、工藝參數(shù)設(shè)置方便,操作簡便易行。
工藝參數(shù)的改變?nèi)∠思y板而代之于編程器或觸摸屏,使輸入或修改工藝參數(shù)變得方便,緯紗排列輸入程序簡單,易于品種的更換,從而減輕了操作員的勞動負(fù)擔(dān),提高了生產(chǎn)效率。
整套裝置功能流程圖(見圖3)如下:
工藝參數(shù)由觸摸屏輸入PLC,同時PLC實時地采集原機的織機運行信號(ML信號)、角度信號(WIS信號)、斷緯信號(SFW信號)等,并實時地跟預(yù)置的工藝參數(shù)相比較,一旦條件滿足,PLC就發(fā)出控制指令,使伺服電機按預(yù)置的選色要求轉(zhuǎn)動,從而帶動選色器轉(zhuǎn)動,達(dá)到選色的目的。同時,選色器及時的將位置信號反饋給PLC,調(diào)節(jié)織造過程中的張力,如此循環(huán)往復(fù)動作。
WM型片梭織機自動可變選緯裝置,摒棄了傳統(tǒng)的研究方法,順應(yīng)國際發(fā)展趁勢,采用全新的設(shè)計和研究思路,借助電子自動控制技術(shù)的研究成果,在不改變原有機型的基礎(chǔ)上,成功的實現(xiàn)了片梭織機的再改造。該裝置已順利通過了樣機測試和標(biāo)準(zhǔn)委員會的審查,性能指標(biāo)測試參照瑞士兩色機構(gòu)2Q、洛飛LFB公司的技術(shù)性能指標(biāo)測試,達(dá)到技術(shù)性能可比。并經(jīng)山東王子紡織股份有限公司實際應(yīng)用,在瑞士蘇爾壽·魯?shù)俟旧a(chǎn)的P7100型片梭織機上,采用270r/min的織造速度,成功的織造了雙色彩格牛仔布(采用5根紅緯紗,2根綠緯紗)、緯向竹節(jié)彈力牛仔布(緯紗采用150D+70D2根,16tex竹節(jié)紗2根)和緯半彈牛仔布(緯紗采用2根10tex紗,1根10tex+70D紗)等多個品種的牛仔布。一等品率達(dá)到了99.1%,比改造前的出口一等品率95.5%提高了3.6%,獲得了較好的經(jīng)濟效益。
WM型片梭織機自動可變緯裝置經(jīng)過我公司科研人員的不懈努力,現(xiàn)技術(shù)已基本成熟,并進(jìn)行了批量生產(chǎn)。該裝置性能穩(wěn)定,能耗較低,操作簡便易行,且安裝簡單,使用可靠,廣泛適用于國內(nèi)1:1混緯機構(gòu)的片梭織機,既可節(jié)約大量新設(shè)備購置資金,又能實現(xiàn)經(jīng)濟效益的大幅度提升,具有廣闊的發(fā)展前景,在激烈的紡織行業(yè)市場競爭中必將會越來越受到重視。