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一、前言

        劍桿織機(jī)屬于無梭織機(jī)的一種，是我國紡織機(jī)械行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展的龍頭機(jī)型之一。新型劍桿織機(jī)以其高速、幅寬、優(yōu)質(zhì)、品種適應(yīng)性強(qiáng)和噪聲低等特點(diǎn)，深受廣大用戶的喜愛。其優(yōu)勢在于：1、品種適應(yīng)性強(qiáng)。劍桿織機(jī)對生產(chǎn)小批量多品種適應(yīng)性好。劍桿織機(jī)上棉、毛、絲、麻都能織，且適織混紡織物，特別是織花色織物具有獨(dú)特優(yōu)勢。2、速度快，效率高。劍桿織機(jī)入緯率高，轉(zhuǎn)速快，單位面積產(chǎn)量高。中檔機(jī)型就能夠達(dá)到300-500r/min，高檔機(jī)型甚至到達(dá)800r/min以上。以劍桿織機(jī)為代表的新型無梭織機(jī)，打破了以往按原料種類“棉、毛、絲、麻”行業(yè)產(chǎn)品的限制，生成多種纖維的混紡、交織產(chǎn)品以及高新技術(shù)纖維產(chǎn)品的開發(fā)，使得行業(yè)紡織產(chǎn)品對市場貼近能力増加，款式新穎、花色品種對路的適銷新產(chǎn)品供不應(yīng)求，中高檔產(chǎn)品出口看好。20世紀(jì)90年代初在世界主要紡織品生產(chǎn)國中，新型織機(jī)占織機(jī)總數(shù)已占20%以上，其中西歐紡織大國如意大利、法國均達(dá)70%以上。而我國無梭織機(jī)比例很低，市場還需要改造大批低檔的劍桿織機(jī)，所以，長期看市場是非常誘人的。但是我們注意到，由于原材料漲價(jià)以及從2007年中期至今的人民幣升值等因素影響，紡機(jī)市場正在經(jīng)受艱難的考驗(yàn)。原本較低的利潤空間在銷售不暢的背景下顯得比任何時(shí)候都嚴(yán)峻，所以，各織機(jī)生產(chǎn)廠家在積極尋找降低成本的方式。在今年鐵礦石價(jià)格又大幅提升的形勢下，機(jī)械成本降低恐怕已經(jīng)成為一種美好愿望，所以電控系統(tǒng)改進(jìn)，將成為行之有效的一種途徑。

二、劍桿織機(jī)原理

        伺服系統(tǒng)在整個(gè)劍桿織機(jī)的電控系統(tǒng)中占有比較重的位置，這體現(xiàn)在伺服作用和價(jià)格兩個(gè)方面。電子送經(jīng)和電子卷取裝置以往是作選購件(尤其是電子卷取)，由用戶指定，隨著織機(jī)速度和電機(jī)、電子傳感元件性能的提高，近10年來國外高檔劍桿織機(jī)均已作為標(biāo)準(zhǔn)件配置。而電子送經(jīng)和電子卷曲正是由伺服系統(tǒng)來完成。下面就介紹一下臺(tái)安9300系列JSDA伺服系統(tǒng)在劍桿織機(jī)上的應(yīng)用。

        劍桿織機(jī)完成經(jīng)、緯紗線的交織需由提棕、引緯、打緯、送經(jīng)、卷取等五大運(yùn)動(dòng)的有機(jī)配合以及其他輔助運(yùn)動(dòng)的配合，才能得以完成。另外還有斷經(jīng)自停、缺緯自停、緯紗補(bǔ)給（換梭）等由輔助機(jī)構(gòu)控制的輔助運(yùn)動(dòng)。整個(gè)運(yùn)行過程控制復(fù)雜，既要實(shí)現(xiàn)織機(jī)啟動(dòng)、停車、經(jīng)停、緯停及自動(dòng)尋緯等基本功能，同時(shí)系統(tǒng)又由送經(jīng)電機(jī)、卷取電機(jī)、減速系統(tǒng)、伺服控制器、張力傳感器及相關(guān)機(jī)構(gòu)通過伺服控制器分別調(diào)節(jié)送經(jīng)電機(jī)和卷取電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持織物所要求的緯密，并保證張力恒定。下圖是劍桿織機(jī)控制系統(tǒng)框圖

      控制電路以PLC為核心，或以單片機(jī)代替。下面主要介紹一下和伺服系統(tǒng)密切相關(guān)的電子送經(jīng)與電子卷取機(jī)構(gòu)。電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)由張力信號(hào)采集系統(tǒng)、信號(hào)處理和控制系統(tǒng)、織軸驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成。裝在雙后梁上的壓力傳感器檢測經(jīng)面張力，PLC在平棕時(shí)檢測張力反饋信號(hào)，信號(hào)經(jīng)PLC內(nèi)部處理后控制我們的伺服系統(tǒng)，伺服電機(jī)通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)至織軸上，控制送經(jīng)速度，從而實(shí)現(xiàn)恒張力的自動(dòng)控制，保證織軸由大變小的過程中保持張力均勻。下圖為電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)示意圖。

     電子卷取是根據(jù)織物要求的緯密，通過觸摸屏輸入織物緯密，有PLC控制伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)織物定量定速的卷取。采用伺服電機(jī)做動(dòng)力，電機(jī)通過減速箱，由同步帶傳動(dòng)到卷取傳動(dòng)軸，通過錐齒變向后，帶動(dòng)刺毛輥轉(zhuǎn)動(dòng)，對包覆在輥上的織物進(jìn)行卷取，下圖為電子卷取機(jī)構(gòu)示意圖。

       整個(gè)織造工藝對伺服系統(tǒng)主要有三方面的要求，第一，起停要平穩(wěn)，不能抖動(dòng)，而且升速時(shí)間要短；因?yàn)樵诳棛C(jī)啟動(dòng)時(shí)，如果引緯和打緯已經(jīng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，而送經(jīng)電機(jī)還處于升速狀態(tài)，沒有達(dá)到正常運(yùn)轉(zhuǎn)速度，或者出現(xiàn)抖動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致織物橫檔疵點(diǎn)的出現(xiàn)。這一點(diǎn)可以通過調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)QN401=80，QN402=10，QN405=100，QN407=10來解決；第二，為了保持經(jīng)面張力的恒定，當(dāng)織軸直徑由大變小時(shí)，電機(jī)的速度應(yīng)連續(xù)緩慢增加；第三，能在多塵埃、短纖維溫濕度較高的環(huán)境中工作。通過在該廠商撓性劍桿織機(jī)上的應(yīng)用效果看看，9300系列JSDA伺服系統(tǒng)完全可以滿足工況要求，而且運(yùn)行穩(wěn)定。

兩個(gè)驅(qū)動(dòng)的接線和參數(shù)設(shè)置都相同，如下：
控制器           驅(qū)動(dòng)器                             
1                  1 servo_on                               
2                  15 pluse                                
3                  17 sign                                   
4  49 SG
驅(qū)動(dòng)器41、45、47短接。
參數(shù)設(shè)置：
CN001=2   （位置模式）
CN025=70  （慣量比）
CN030=212 （系列化參數(shù)）
PN301=0  （位置命令型式，方向+脈沖）
PN302=8192（電子齒輪比分母）                
PN306=5000（電子齒輪比分子）
PN313=0   （位置一次平滑時(shí)間） 
QN401=80 （速度回路增益）
QN402=10（速度回路積分時(shí)間）
QN405=100 （位置回路增益）
QN407=10 （前饋增益）

三、結(jié)論

        當(dāng)前國內(nèi)眾多劍桿織機(jī)制造商的伺服選擇以進(jìn)口品牌為主，在業(yè)內(nèi)用戶認(rèn)可其產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，也在承受著不小的成本壓力。東元伺服在劍桿織機(jī)的成功應(yīng)用堅(jiān)定了臺(tái)安科技做過內(nèi)最好伺服的信念，其優(yōu)良的性價(jià)比必將得到更多織機(jī)廠商的信賴。