剑杆织机在送经机构方面的的研究进展

剑杆织机在送经机构方面的的研究进展及
其织造过程中的应用
摘要：研究和开发适合我国国情的剑杆织机电子送经系统,提高剑杆织机的自动化水平,对缩短与国外同类产品的差距,满足国内市场日益增长的需要,具有重要意义。

本文分析了电子送经系统的原理,在分析了经纱张力的影响因素后提出了经纱张力的采集方案"并提出了电子送经系统的总体设计方案,为下面控制系统的搭建提供指导"。

在送经系统中近些年一直都有很多的研究成果：
【1】G1731型剑杆织机送经机构的设计宋国宪G1731型挠性剑杆织机是国内较高档次的剑杆织机,该机型配备了AC伺服电机的电子送经、电子卷取、法国Sta™bli2650型电子多臂、电子选色等自动化程度较高的机构,并采用性能可靠的PLC控制全机运动,触摸屏液晶显示系统,具有织造织物品种多、范围广、适应性强等特点.而要织造高档织物,必须有均匀稳定的送经量,这就对送经机构提出了很高的要求.本文就该机型的连续式电子送经机构中的后梁张力检测系统进行了分析.。

送经机构的种类很多,根据织轴的传动方式可分为:机械式和电子式;根据织轴的回转方式可分为:间歇式和连续式.G1731型剑杆织机送经机构采用的是连续式电子送经机构,这种机构具有送经运动平稳、无冲击的特点,满足了高性能剑杆织机在高速运转条件下对机构运动平稳性的要求。

本文给出了闭环控制系统的稳定性及性能分析,并进行了仿真,结果表明小信号分析法对于建立复杂电力电子变换器的频域模型并进行系统分析是行之有效的,这为复杂电力电子电路的设计与分析提供了一种有效的途径.。

1731型剑杆织机送经机构的设计给了我们讲述了送经机构的工作原理和过程。

【2】THEMA11 EXCEL剑杆织机电子送经装置性能分析景秋根庞华肖亚锋,郁宏良在织造过程中,送经运动的张力通常通过机械摆杆棘轮传动装置,或由计算机控制的电子送经系统,来随机调节织轴的转动速度,保持实际的纱线张力与符合织造要求的经纱张力均匀一致。

THEMA11 EXCEL剑杆织机电子送经系统由织机后梁系统、送经控制系统和织轴驱动系统三部分组成。

送经运动由于采用了机电一体化的电子送经系统,使经纱张力的控制数字化,调试方便,控制精度高。

在织造过程中,使经纱张力保持在最佳工作状态,减少了织疵的形成,提高了织物的质量,提高了织机的效率,是一种值得推广应用的技术。

电子送经是一个现在比较先进的机构是各个研究者都在努力研究的方向，这篇论文对THEMA11 EXCEL剑杆织机电子送经装置性能的分析细致入微对每一个方面都进行了较为全面的解释。

【3】无梭织造技术的应用现状与发展趋势洪海沧在无梭织机中，剑杆织机是织制中小批量、品种翻改频繁的花色织物通用和最可靠的织机，价格比片梭织机低廉。

近年来，随着引纬机构的优化设计，引纬线速度提高，而加速度的变化却可比较缓和；剑头构造可适用于不同原料和结构的纱线，德国Dornier（多尼尔）机型积极式剑头结构在0.7 ～ 3 300 tex 之间可不需调换剑头。

剑杆织机加工织物的范围，可从中厚织物到轻薄织物，从服饰面料到装饰、产业用织物，从单层织物到毛圈及双层起绒织物，从单经轴织物到多经轴及经轴和经轴架组合织物，幅宽已达4.6 m（特种产业用织机可达12.5 m）。

现今国外高档剑杆织机由于机电一体化的高度应用，已实现了自动化和智能化，对织机进行了实时信息控制，提升了剑杆织机的整体水平。

剑杆织机的最高入纬率已突破1 500 m/min，纬纱的选色最多可达16色，品种适应能力方面至今还是其他几种无梭织机不可比拟的。

剑杆织机入纬率在无梭织机中虽不是最高，但以其功能完善、品种适应性广、不同档次剑杆织机选用充沛、特别是国内中高档剑杆织机制造技术已较成熟、性价比好等特性，在销
售总量上一直居于无梭织机前列，预计今后剑杆织机的销售数量还将继续扩大。

本文系统的介绍了无梭织机的现状和发挥的趋势，系统的讲述了各个织机的原理。

【4】交流伺服系统在剑杆织机电子送经系统上的应用杨正斌焦立娟为了解决目前剑杆织机电子送经控制系统存在的问题,采用交流伺服系统取代故障率频繁、维修价值昂贵的电子送经控制系统,结果表明,该系统具有适用范围广,控制灵活及位置精度高等特点。

振动的检测对织机设计和改造有重要的指导意义,使用LabWindows/CVI测试软件平台,PCI-6024E多功能数据采集卡,结合性能优良的传感器,设计基于虚拟仪器的织机振动检测系统,按要求对织机进行实时测量和频谱分析。

西班牙剑杆织机,该机采用PC单板机控制。

分为主控单元,松经/紧经控制单元、松经/紧经控制部分采用直流晶体桥式,驱动器驱动一种惯性特别小的线绕盘式无铁芯直流电动机。

使用至今,已有一上电动机出现了转子盘扎间短路、断路、测速微转子线圈断路磨损坏等问题。

为了保证设备正常运行,我们对原松经/紧经电气控制部分进行了以交流伺服控制取代直流控制的技术改造。

运用虚拟仪器技术,基于LabWindows/CVI平台开发一种用于检测和分析织机振动的系统,能迅速有效地反映织造过程中的织机振动参数,并根据需要,绘制振动参数的波形图、频谱图等,以便对织机的振动进行分析。

这是虚拟仪器在新型织机机械性能检测方面的最新应用,促进了织机动态性能检测水平,
本系统共计人民币4 650元,节约了大量资金,改造后,控制精度大大提高,避免了零点漂移,可靠性和抗干扰性能较优,降低了系统成本,极大提高了产品适应能力,故障率低,而且操作简单,维护方便,具有推广应用的价值。

【5】无梭织机常见电子送经系统的组成及其发展舒建电子送经系统的功能及组成先进的送经机构是织造高品质产品的前提,它应具有以下的功能:
(1)经纱张力控制灵敏,调节精度高;
(2)织轴大卷装;
(3)纬密适应范围广;
(4)适应织机高速化和智能化;
(5)有助于消除开车稀密路。

电子送经系统结构简单、品种适应范围广、调节灵敏、操作方便,能满足以上功能要求,因此,无梭织机普遍地采用电子送经系统。

电子送经系统由经纱张力感应系统、控制系统、织轴驱动系统三部分组成。

2 经纱张力感应系统
国内外无梭织机所配备的电子送经系统大多采用后梁或张力探测辊的运动信号作为其控制输入信号,因为这些信号的检测成本低,灵敏度较高,安装调节方便,又能间接地反应经纱张力的变化情况。

检测经纱张力的传感器分模拟量接近开关检测和张力传感器检测两大类。

电子送经控制系统
送经控制系统是将传感器检测的经纱张力变化信息加以集中、储存和处理,并按一定程序发出各种指令,指挥和控制整个系统的运行。

目的在于保持织机经纱张力的基本恒定。

这篇论文介绍了组成无梭织机电子送经系统的经纱张力感应系统、控制系统、织轴驱动系统,并对经纱张力感应系统中的接近开关检测方式和张力传感器检测方式、控制系统中的交流电机开关方式和交流伺服电机控制方式、织轴驱动系统中直流伺服驱动方式和交流伺服驱动方式进行了对比和分析,阐述了电子送经系统的发展趋势及方向。

【6】基于伺服控制的剑杆织机送经及卷取机构的研究徐立权随着电力电子技术、微电子技术及控制理论的发展,伺服控制系统在土程中得到日益广泛的应用。

其主要特点是具有高效率的驱动性能、良好的控制特性。

剑杆织机作为一种适应性最强的无梭织机,发展趋势为高速化、智能化、高可靠性和多用性。

把伺服技术研究、应用于剑杆织机的主要机构
部分一送经及卷取机构是国际.高档织机的发展方向。

本论文针对送经及卷取机构在适应剑杆织机发展,提出的要求,采用工控机来提高剑杆织机控制水平,用伺服控制系统来改进送经及卷取机构的传动和控制,并就张力控制问题提出模糊控制方法和参数白格定方法。

本沦文各章内容简述如下:
第一章首先阐述了本论文的研究目的,“寸送经及卷取机构的发展进行了争述,之后提出了华于伺服控制系统的送经及卷取机构的优点和应用关键。

第三章介绍FGA732型剑杆织机的一仁要结构,在此基础上对电控系统及软件进行了设计。

第三章对萃于伺服控制的送经及卷取机构进行研究和设计,介绍了具体工程应J1J中的般要一「作和张力控制。

第四章为解决送经及卷取机构的关键问题张力控制问题,研究了模糊张力控器和基一J 几参数自整定思想的模糊PID控制器的设云1方法,并在MA TLAB,对匕述控制器进行了仿真研究。

最后,通过对基于伺服控制的送经及卷取机构的研究和设计,对伺服技术及竹能PID控制技术在工程中的应用进行了展望。

【7】剑杆织机电子送经系统与控制算法的研究王炉意电子送经和电子卷取系统结构简单!品种适应范围广!调节灵敏!操作方便,因此,电子送经和卷取系统在无梭织机上得到普遍地应用"电子送经和电子卷取替代机械送经器和机械卷取既能提高产品质量,解决织疵问题,又可任意调节纬密,快速变化品种,是当前发展的方向之一〔4〕"国外无梭织机上电子送经系统与配用的电子卷取己经作为主机的标准配置,通过电子联轴器同步控制,而国产的无梭织机对电子送经和电子卷取装置的使用和开发才刚刚起步"
1国内外电子送经卷取系统现状
目前,国外己经有比较成熟的电子送经控制系统,如日本丰田!津田驹,德国百格拉,意大利舒美特,比利时必佳乐等公司,它们的产品占据着我们高档织机的大部分市场〔5]"根据系统驱动方式,国外电子送经系统可分为下列几种:(l)交流伺服电机系统,如意大利舒美特公司的THEMA一nE型!HEMA一11一Excel型,意大利舒美特公司选用意大利MotorPower公司的Tlls型的交流伺服电机系统,比利时必佳乐公司的GTX型,德国多尼尔公司的H型!P型系列,德国多尼尔公司选用德国西门子公司的交流伺服电机系统"(2)步进电机系统,如意大利范美特公司的PIO0le/es,P1001一Super一EK型,意大利斯密特公司的FASTT型!66300型等步进电机系统,均选用德国百格拉(BergerLahr)公司的三相混合式步进电机及驱动器;驱动器采用交流伺服的原理,解决了低频振动大!噪声高!高速无扭矩和驱动器可靠性低问题,使电机的运动几乎与交流伺服电机一样平稳"(3)开关磁阻电机系统,如比利时必佳乐公司的GAMMAX 型!GAMMA型!GTX一PluS型的关磁阻电机系统"(4)直流无刷电机系统,如意大利舒美特公司的THEMA一Super一Exce1(天马超优秀)型!ALPHA型直流无刷电机系统〔6〕"国内大概在90年代中后期展开了电子送经控制系统的应用研究,但研制的产品在运行稳定性,高速化,批量商品化等方面还有所欠缺,没取得大规模应用,基本还处于样机开发使用或小范围的使用阶段"国内自己研制的早期电子送经和控制系统一般都是采用PLC或单片机作为主控制器,电机采用力矩电机或步进电机,近来也有采用高档PLC或工业计算机作为主控制器来进行闭环控制的电子送经控制系统"国内大部分剑杆织机的送经系统主要为机械送经,小部分为电子送经,其中电子送经系统进口的居多数"
电子送经系统的发展趋势
先进的送经机构是织造高品质产品的前提,应具有以下的功能:
(l)经纱张力控制灵敏,调节精度高;
(2)适应织轴大卷装;
(3)纬密适应范围广;
(4)适应织机高速化和智能化;
(5)消除开车稀密路的措施"
电子送经系统的发展体现在经纱张力感测系统!控制系统和织轴驱动系统三部分的发展上面"。

【8】基于DSP的剑杆织机电子送经卷取控制系统林蒙电子送经和电子卷取是现代高档织机的一大显著特征"织机采用电送电卷既能提高产品质量,解决织疵问题,又可任意调节纬密,快速变化织造品种,而且结构简单,灵敏度高!操作方便,是当前纺织工业发展的重要方向"目前,国产高档织机在电送电卷装置的关键控制部件上直接采用国外的产品"但系统价格昂贵,而且维修不便,技术上受制于人"无法满足国内的大量需求"针对这种情况,本文在前期调研及初步研究成果的基础上,设计开发了剑杆织机电子送经和电子卷取控制系统"该系统以DSP(数字信号处理器)为主控制器,应用交流伺服技术,实现在送经和卷取过程中对经纱张力和纬密的控制"主要工作如下:
第一,采用了基于增量式数字PID的张力补偿控制策略,可通过人机界面或上位机组态软件实时设定各种控制量和调节参数,同时可对生产状态进行监控"从而实现对经纱张力和纬密的精确控制"
第二,预设八种张力值和八种纬密值,可根据用户需要实时设定并调整,并在预设值之间切换,还可实现无级调节"
第三,针对开车痕问题,采取了开车前和开车后补偿两种手段"开车前恢复上机张力设定值,开车后对起始的若干纬进行张力补偿"补偿纬数和补偿量可根据生产状况的实际情况来确定和调整"该系统经过生产现场的多次调试,运行基本稳定,能以较低的成本达到生产工艺要求"。

本论文在前期调研及初步研究成果的基础上,对剑杆织机电子送经和电子卷取控制系统进行了深入的研究和开发,特别是对张力滤波!控制算法和软件设计进行了发展和完善。

【9】电子送经卷取系统的研究与开发郑华在分析和总结国内外先进电子送经卷取系统的基础上,深入分析了电子送经卷取系统的功能和工作原理。

并在此基础上,设计了一套电子送经卷取系统的方案,该方案基于MCF5235微处理器和VxWorks实时操作系统,保证了系统的快速性和实时性,还利用MCF5235的eTPU模块代替伺服驱动器对送经卷取电机进行矢量控制,把电机驱动系统集成在电子送经卷取系统中。

系统分析了送经卷取系统各个环节的运动学以及影响经纱张力的因素,为经纱的张力控制提供了理论依据。

在此基础上对经纱张力控制策略进行了研究,提出了Fuzzy-PI控制和前馈控制相结合的复合控制器对经纱张力进行控制,并对该控制算法进行仿真和分析。

还系统介绍了利用eTPU模块对永磁同步电机的矢量控制。

主要介绍了永磁同步电机的驱动电路和用eTPU对矢量控制软件算法的实现,在软件上,根据实现功能的不同把矢量控制算法拆分成若干个模块分别实现,并搭建实验平台对eTPU模块电机控制功能进行验证。

经纱张力控制算法仿真结果表明该算法能使控制的经纱张力稳定,系统反应快速,控制精度高。

电机控制实验表明eTPU模块能很好得实现永磁同步电机的矢量控制,满足送经卷取电机的控制要求。

本文通过对电子送经卷取控制系统的讨论,可以看出电子送经卷取控制系统是一个非常复杂的控制系统。

要开发出能实现商品化的电子送经卷取控制系统,路还很长,任务还很艰巨,需要做出大量深入细致的研究,还需要进行大量的实验和实践。

不过,只要我们再进行不懈的努力,就一定可以真正使得我们的电子送经卷取控制系统迈上一个新的台阶。

【10】新型剑杆织机的工作原理及设备性能分析陈明剑杆织机作为新型无梭织机,具有良好的机械性能,先进的生产工艺,为纺织品生产提供了保障,通过对织机的工作原理和构造分析,对剑杆织机五大运动,开口、引纬、打纬、卷取、送经五大机构进行分析,使我们对
剑杆织机的特点进一步了解,与其它无梭织机对比,所具有的优缺点,以及不同型号剑杆织机机构特点比较,了解剑杆织机各机构的特点,和剑杆织机的发展趋势。

电子送经机构
随着织机转速提高和电脑技术的发展,电送经机构得到了广泛的应用,使机械结构简化尔寿6200织机、多尼尔HTV织机采用这种机构,电子送经机构由单独的电动机驱动,驱动轴经减速轮系后,送出经纱。

采用活动后梁作为经纱张力的感应元件,将后梁的不同位置转变为电信号,微机对信号处理,根据处理结果,控制经纱送出速度的快慢,以保证恒定的经纱张力。

机械送经机构与电子送经机构相比,机械送经机构的机械结构比较复杂,容易产生零件磨损,机械故障和织物疵点,由于受机械零件的运动惯性影响,张力控制和调节系统对经纱张力的动态影响较差,送经张力不能及时准确对经纱张力波动作出补偿。

电子送经机构的机械结构部分大简化,机械故障少工艺性能稳定,机械传递引起的送经误差小,排除了机械惯性的影响,使送经机构对经纱张力波动具有十分良好的响应特能迅速对经纱张力进行调节,因此特别适宜高速织机。

这10篇文章读完后对我的影响是深远的，了解了剑杆织机的送经机构的工作原理和工作方法。

是对我的织机知识的进一步深化。

参考文献
【1】宋国宪G1731型剑杆织机送经机构的设计中原工学院学报2004.8
【2】景秋根庞华肖亚锋,郁宏良THEMA11 EXCEL剑杆织机电子送经装置性能分析现代纺织技术2007.1
【3】洪海沧无梭织造技术的应用现状与发展趋势
【4】杨正斌焦立娟交流伺服系统在剑杆织机电子送经系统上的应用纺织机械2005
【5】舒建无梭织机常见电子送经系统的组成及其发展棉纺织技术2003.10
【6】徐立权基于伺服控制的剑杆织机送经及卷取机构的研究浙江工业大学2003.1 【7】王炉意剑杆织机电子送经系统与控制算法的研究浙江大学2008.7 【8】林蒙基于DSP的剑杆织机电子送经卷取控制系统青岛大学2009.6
【9】郑华电子送经卷取系统的研究与开发东华大学2012.3
【10】陈明新型剑杆织机的工作原理及设备性能分析第29届全国毛纺年会论文集2009.10。