CN102634910A - 全独立伺服驱动剑杆织机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织设备领域，尤其是一种全独立伺服驱动剑杆织机，包括电子送经部分、电子卷取部分、电子打纬部分、电子引纬部分，主要由伺服电机、打纬轴、钢扣、打纬轴支撑座、剑带轮、减速器、齿轮、送经轴、卷布辊、伺服电机轴安装组成，其特征是：采用全伺服控制，织机引纬、打纬、送经、卷取全部由伺服驱动器驱动并实现精确定位，整个系统是由主控单元进行协调工作的，高性能的伺服系统可以提供灵活、方便、准确、快速的驱动，在电气方面进行复杂联动与数字互锁，较常规织机具有工艺调整方便，简单可靠，无易损件，节省了维护成本，适用于纺织行来的各个领域。

Description

全独立伺服驱动剑杆织机
所属技术领域
本发明涉及纺织设备领域，尤其是一种全独立伺服驱动剑杆织机。
背景技术
剑杆织机是目前应用最为广泛的无梭织机，它除了具有无梭织机高速、高自动化程度、高效能生产的特点外，其积极引纬方式具有很强的品种适应性，能适应各类纱线的引纬，加之剑杆织机在多色纬织造方面也有着明显的优势，可以生产多达16色纬纱的色织产品。随着无梭织机取代有梭织机，剑杆织机将成为机织物的主要生产机种。现在剑杆织机的机械结构多以连杆或凸轮为主，由于采用的结构已经固化，不具备可调性，因此织机的专用性强，织造品种单一。织机的送经，卷曲高端基本由伺服电机带动，即所谓的电送和电卷，而打纬，引纬由普通马达带动共轭凸轮或连杆机构完成，造成织机打纬、引纬结构固化，动程不能自由调整，工艺调整不方便，不便于维护。
发明内容
为了克服现有剑杆织机技术的不足，本发明提供了一种全独立伺服驱动剑杆织机，打纬、引纬由各自独立的伺服电机驱动，高性能的伺服系统可以提供灵活、方便、准确、快速的驱动，在电气方面进行复杂联动与数字互锁，较常规织机具有工艺调整方便，简单可靠，适用于纺织行来的各个领域。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，全独立伺服驱动剑杆织机，包括电子送经部分、电子卷取部分、电子打纬部分、电子引纬部分，主要由伺服电机、打纬轴、钢扣、打纬轴支撑座、剑带轮、减速器、齿轮、送经轴、卷布辊、伺服电机轴、减速箱和压布辊安装组成。采用全伺服控制，织机引纬、打纬、送经、卷取全部由伺服驱动器驱动并实现精确定位，整个系统是由主控单元进行协调工作，运行后主控单元内部根据设定好的织机转速建立一个虚拟时间主轴，虚拟主轴的位置归零，当织机的运行按键按下后，主控单元首先控制虚拟主轴按照设定好的速度运行，引纬部分、打纬部分是当虚拟主轴运行到指定位置后，主控单元控制引纬电机和打纬电机跟着虚拟主轴一起动作。
将由普通马达带动共轭凸轮或连杆机构完成的打纬角度，引纬曲线，改成由各自独立的伺服电机驱动。
打纬机械结构采用单一的机构，省去了复杂的凸轮或连杆机构，打纬轴与伺服电机的主轴连接在一起，并由伺服电机采用直接驱动的方式，带动打纬轴及钢筘以打纬轴为主轴，电机带动机械结构作往复运动，且整个往复运动可以实时调节，打纬电机采用11KW的伺服驱动器，8KW的伺服电机，额定转速3000r/min，额定电流为21A，打纬轴采用碳纤维为主要材料，具有质量轻，强度高的优点。
伺服电机为当前工业自动化条件下最高端的电机，具备对各种电机参数进行实时监控的功能，伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。具体特点如下：体积小、动作快反应快、过载能力大、调速范围宽；低速力矩大，波动小，运行平稳；低噪音，高效率；后端编码器反馈。
引纬结构采用两台伺服电机直驱的方式，两台电机带动剑轮同样做对称往复运动，控制剑带在织机的中间部位完成送纬，接纬等动作，由于没有复杂的机械结构，采用电机直驱的方式，所以整套结构安装方便，易损件少，维护方便，且织机的幅宽不再受限，整套引纬机械结构简单可靠，且已做成模块化，能与打纬机构分开动作及调整，较常规剑杆织机省时省力。引纬电机采用5.5KW的伺服驱动器，4.7KW的伺服电机，额定转速3225r/min，额定电流为12A，直接驱动剑轮工作，引纬机械结构以碳纤维为优选材料，质量轻，强度高。
送经是送经轴由伺服电机通过减速器来驱动齿轮的，电子送经部分的调整是根据张力传感器测试的经纱的张力大小来实现的。
卷取是织机系统的主控单元控制伺服电机轴连接的卷取伺服电机转动，并将织好的布匹卷出，伺服电机的转动速度由主控单元根据织机的车速进行控制。
织机电控，针对织机结构的运动特点，建立结构的数学模型，转换成各部分的工艺曲线，各个结构根据织机的主轴按照设定的工艺曲线点对点的运行，以防止各个结构干涉，撞车的发生。整套电气控制核心为运动控制器，它协调各个伺服电机协调运行，并将电机的各个位置传到运动控制器中，人机界面通过通讯方式与运动控制器进行数据传递，将织机的运行状况实时显示出来，以方便操作人员进行管理及操作。
本发明的有益效果是，全独立伺服驱动剑杆织机，打纬，引纬由各自独立的伺服电机驱动，能实现打纬角度、引纬曲线的自由调整，省去了凸轮、连杆的润滑系统；高性能的伺服系统可以提供灵活、方便、准确、快速的驱动，在电气方面进行复杂联动与数字互锁，较常规织机具有工艺调整方便，简单可靠，无易损件，节省了维护成本，适用于纺织行来的各个领域。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明打纬结构示意图。
图2为本发明引纬结构示意图。
图3为本发明送经部分示意图。
图4为本发明电子卷取部分示意图。
图中1.伺服电机，2.打纬轴，3.钢扣，4.打纬轴支撑座，5.剑带轮，6.减速器，7.齿轮，8.送经轴，9.卷布辊，10.伺服电机轴，11.减速箱，12.压布辊。
具体实施方式
附图1中电机采用8KW 3000r/min大惯量伺服电机(1)，作为打纬操作的主动力；伺服电机(1)由主控单元控制动作，并通过编码器把位置信息反馈给主控单元，实现电机的精确定位，伺服电机(1)做为主电机可以自由调整每次的打纬角度，满足不同织物的要求。打纬轴(2)与伺服电机(1)的主轴连接在一起，并由伺服电机(1)直接驱动，并带动固定在其上面的钢扣(3)来同摆动完成一个打纬周期，打纬轴支撑座(4)固定打纬轴(2)。
在图2中，电机采用4.7KW 3225r/min大惯量伺服电机(1)，伺服电机(1)由主控单元直接驱动，能实现引纬操作按照自定义的曲线运行，引纬机械采用伺服电机(1)通过剑带轮(5)直接驱动，省去了凸轮、连杆的润滑系统，并带动剑带高速射出并返回，以完成一个引纬周期，无易损件，节省了维护成本，对强机的幅宽要求不高，可随意调整。
在图3中，送经轴(8)是由伺服电机(1)通过减速器(6)来驱动齿轮(7)的，电子送经部分的调整是根据张力传感器测试的经纱的张力大小来实现的，送经方式有两种：
a主动送经方式
这种方式是送经电机的动作是根据当前的织机转速、张力、开口的高度、前后梁高度先计算好送经电机转动的速度和方向，并在转动过程中根据测量的张力值不断地测试和调整转速。
b被动送经方式
这种方式是先测量张力大小，与设定的张力值对比，当测量值大于或小于设定的张力值时电机反转，反转过程中测试张力值，并不断调整。
在图4中，由织机系统的主控单元控制伺服电机轴(10)连接的卷取伺服电机(1)转动，并将织好的布匹卷出，伺服电机(1)的转动速度由主控单元根据织机的车速进行控制，卷布辊(9)由伺服电机(1)经减速箱(11)变速后连接到卷布辊(9)，卷布辊(9)上、下各有一个压布辊(12)，两者相互挤压，并且通过卷布辊(9)的转动，给织物一个向前转动的拉力。

Claims (9)

1.全独立伺服驱动剑杆织机，包括电子送经部分、电子卷取部分、电子打纬部分、电子引纬部分，主要由伺服电机、打纬轴、钢扣、打纬轴支撑座、剑带轮、减速器、齿轮、送经轴、卷布辊、伺服电机轴安装组成，其特征是：采用全伺服控制，织机引纬、打纬、送经、卷取全部由伺服驱动器驱动并实现精确定位，整个系统是由主控单元进行协调工作的。
2.根据权利要求1所述的全独立伺服驱动剑杆织机，其特征是：将由普通马达带动共轭凸轮或连杆机构完成的打纬角度、引纬曲线，改成由各自独立的伺服电机驱动。
3.根据权利要求1所述的全独立伺服驱动剑杆织机，其特征是：运行后主控单元内部根据设定好的织机转速建立一个虚拟时间主轴，虚拟主轴的位置归零，当织机的运行按键按下后，主控单元首先控制虚拟主轴按照设定好的速度运行，引纬部分、和打电纬部分是当虚拟主轴运行到指定位置后，主控单元控制引纬电机和打纬电机跟着虚拟主轴一起动作。
4.根据权利要求1所述的全独立伺服驱动剑杆织机，其特征是：打纬机械结构采用单一的机构，省去了复杂的凸轮或连杆机构，打纬轴与伺服电机的主轴连接在一起，并由伺服电机采用直接驱动的方式，带动打纬轴及钢筘以打纬轴为主轴，电机带动机械结构作往复运动，且整个往复运动可以实时调节，打纬轴采用碳纤维为主要材料。
5.根据权利要求1所述的全独立伺服驱动剑杆织机，其特征是：引纬结构采用两台伺服电机直驱的方式，两台电机带动剑轮同样做对称往复运动，控制剑带在织机的中间部位完成送纬，接纬动作，整套引纬机械结构已做成模块化，能与打纬机构分开动作及调整，以碳纤维为优选材料。
6.根据权利要求1所述的全独立伺服驱动剑杆织机，其特征是：送经是送经轴由伺服电机通过减速器来驱动齿轮的，电子送经部分的调整是根据张力传感器测试的经纱的张力大小来实现的。
7.卷取是织机系统的主控单元控制伺服电机轴连接的卷取伺服电机转动，并将织好的布匹卷出，伺服电机的转动速度由主控单元根据织机的车速进行控制。
8.根据权利要求1所述的全独立伺服驱动剑杆织机，其特征是：针对织机结构的运动特点，建立结构的数学模型，转换成各部分的工艺曲线，各个结构根据织机的主轴按照设定的工艺曲线点对点的运行，整套电气控制核心为运动控制器，它协调各个伺服电机协调运行，并将电机的各个位置传到运动控制器中，人机界面通过通讯方式与运动控制器进行数据传递，将织机的运行状况实时显示出来。
9.根据权利要求1所述的全独立伺服驱动剑杆织机，其特征是：打纬电机采用11KW的伺服驱动器，8KW的伺服电机，额定转速3000r/min，额定电流为21A，引纬电机采用5.5KW的伺服驱动器，4.7KW的伺服电机，额定转速3225r/min，额定电流为12A。
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