CN109252271A - 一种多剑杆引纬装置及其闭环控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多剑杆引纬装置及其闭环控制方法，其剑杆支架包括支架底座和剑杆架；剑杆架固定安装在支架底座上；剑杆组件包括直线电机、推杆、剑杆和陶瓷孔眼；直线电机固结于剑杆架上；推杆一端和直线电机连接，另一端和剑杆连接；剑杆行程控制组件包括光栅、光学传感器和剑杆限位块；光栅设置于剑杆上；传感器固结于剑杆架上，光栅与光学传感器相对设置；剑杆限位块固定于剑杆上；纬纱架包括纱轴架、纱轴、纱筒和球形套环；纱轴架固结于剑杆支架底座上，纱轴并排一列固结于纱轴架上，纱轴上配置纱筒，每个纱筒设置一个球形套环。本发明提供织造窄幅三维机织物的多剑杆引纬技术，解决了多剑杆引纬过程中存在的行程位置反馈和控制的技术问题。

Description

一种多剑杆引纬装置及其闭环控制方法

【技术领域】

本发明涉及一种三维机织物的织造装置，具体涉及一种用于高性能纤维三维机织物的纺织技术的多剑杆引纬装置及其闭环控制方法，属于纺机设备技术领域。

【背景技术】

现代高性能复合材料替代传统钢铁材料已成为现代工业发展的一种趋势。织物复合材料作为复合材料中的重要组成部分，相对于普通纤维复合材料具有更好的服役和力学性能。其中，三维机织物作为复合材料的增强体能够显著提升复合材料的层间性能，在航空航天、汽车工业、海洋工程等领域具有广泛的应用潜力。

然而，三维机织物相比传统二维机织物(平纹、斜纹、缎纹等)具有多层纬纱，这就需要对普通单剑杆织机的剑杆数量和剑杆运动方式进行调整。由于三维机织物在厚度方向增加了厚度，导致织物组织结构与传统织物具有较大的差异，尤其是增加了织物厚度方向的变化纬度，从而影响织物及其复合材料的力学性能。

因此，为解决上述问题，确有必要提供一种创新的多剑杆引纬装置及其闭环控制方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种多剑杆引纬装置，能适用于小型窄幅的三维机织物织造过程中的引纬问，以促进三维机织物的生产织造，为织物复合材料提供更加广阔的发展空间。

本发明的第二目的在于提供一种多剑杆引纬装置的闭环控制方法。

为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种多剑杆引纬装置，其包括：

一剑杆支架，包括支架底座和剑杆架；所述剑杆架固定安装在支架底座上，剑杆架上设有若干剑杆孔；

一剑杆组件，包括直线电机、推杆、剑杆和陶瓷孔眼；所述直线电机固结于剑杆架上；所述推杆一端和直线电机连接，另一端和剑杆连接，使直线电机推动剑杆而能穿过剑杆孔；每一根剑杆的端部固结有所述陶瓷孔眼；

一剑杆行程控制组件，包括光栅、光学传感器和剑杆限位块；所述光栅设置于剑杆上；所述传感器固结于剑杆架上，且光栅与光学传感器相对设置；所述剑杆限位块固定于剑杆上；

一纬纱架，包括纱轴架、纱轴、纱筒和球形套环；所述纱轴架固结于剑杆支架底座上，纱轴并排一列固结于纱轴架上，纱轴上配置纱筒，每个纱筒设置一个球形套环。

本发明的多剑杆引纬装置进一步设置为：所述剑杆孔和剑杆呈一一对应设置。

本发明的多剑杆引纬装置进一步设置为：所述直线电机通过直线电机固定螺栓固定于剑杆架上，其具体采用直流马达。

本发明的多剑杆引纬装置进一步设置为：所述光栅设置于剑杆的侧面上。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种多剑杆引纬装置的闭环控制方法，包括如下控制步骤：

1)，直线电机伸缩运动执行控制，直线电机固接在剑杆架上，采用直流马达，当需要推杆进行伸长运动，给直流马达通正向电流；当需要推杆进行收缩运动，给直流马达通反向电流；电流的正反向由电磁继电器切换；

2)，光学传感信号实时检测过程，光学传感器实时的读取光栅的计数值，计算出剑杆的行程和速率，配合电磁继电器状态，计算剑杆的伸缩行程和收缩行程，从而获取剑杆的位置信息，达到剑杆位置实时检测的目的；

3)，剑杆行程反馈控制，从步骤2)中获取剑杆的位置数据，将该数据与预设的剑杆位置进行比对，再通过步骤1)的伸缩运动控制进行剑杆位置的实时调整，从而对剑杆的行程进行精确的闭环反馈控制。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的多剑杆引纬装置采用直线电机实现剑杆的伸缩运动，通过控制直流马达的正转和反转实现剑杆的伸长和收缩，在剑杆支架上可安装多根剑杆，剑杆一端与直线电机推杆一端固结，采用光学传感器和光栅作为剑杆行程的检测装置，结合电磁继电器的状态信息和光学计数器的数值可计算剑杆当前的行程位置，将剑杆的行程位置与预设的剑杆位置进行实时的比对，从而实现多剑杆的行程闭环控制。

本发明的多剑杆引纬装置的闭环控制方法提供了织造窄幅三维机织物的多剑杆引纬技术，解决了多剑杆引纬过程中存在的行程位置反馈和控制的技术问题。

【附图说明】

图1是本发明的多剑杆引纬装置的立体图。

图2为图1中的剑杆及其支架组件的立体图。

图3为本发明的多剑杆引纬装置的主视图。

图4为本发明的多剑杆引纬装置的侧视图。

图5为本发明的多剑杆引纬装置的闭环控制方法的流程图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图4所示，本发明为一种多剑杆引纬装置，其由剑杆支架、剑杆组件、剑杆行程控制组件以及纬纱纱架等几部分组成。

其中，所述剑杆支架包括支架底座1和剑杆架11。所述剑杆架11通过支架紧固螺栓12固定安装在支架底座上1，剑杆架11上设有若干剑杆孔(未标号)。

所述剑杆组件包括直线电机2、直线电机推杆21、剑杆23和陶瓷孔眼22。所述直线电机2固结于剑杆架11上。具体的说，所述直线电机2通过直线电机固定螺栓13固定于剑杆架11上，其具体采用直流马达。所述直线电机推杆21一端和直线电机2连接，另一端和剑杆23连接，使直线电机2推动剑杆23而能穿过剑杆孔，即所述剑杆孔和剑杆23呈一一对应设置，剑杆23通过剑杆孔可进行滑移运动。每一根剑杆23的端部固结有所述陶瓷孔眼22。

所述剑杆行程控制组件包括光栅4、光学传感器41和剑杆限位块43。所述光栅4设置于剑杆23上，具体的说，所述光栅4设置于剑杆23的侧面上。所述光学传感器41通过传感器紧固螺栓42固结于剑杆架11上，并通过传感器紧固螺栓42调节距离。所述光栅4与光学传感器41相对设置，光学传感器41通过检测光栅4的反射光，将计数信号转化成行程信息。所述剑杆限位块43固定于剑杆23上，从而避免直线电机推杆21超过最大伸长量而损坏直线电机2。

所述纬纱架包括纬纱支架3、纬纱筒31、纬纱轴32以及球形套环33。所述纬纱支架3通过纬纱支架紧固螺栓34安装于底座1上。所述纬纱轴32固结于剑杆支架底座1的上方，纬纱轴32并排一列固结于纬纱支架3上，所述纬纱轴32分别配置一个纬纱筒31，每个纬纱筒31设置一个球形套环33，用于纬纱的纱线供给和张力调节。

请参阅说明书附图5所示，本发明的多剑杆引纬装置的闭环控制方法包括控制过程如下：

1)，直线电机2伸缩运动执行控制，直线电机2固接在剑杆架11上，采用直流马达，当需要推杆21进行伸长运动，给直流马达通正向电流；当需要推杆21进行收缩运动，给直流马达通反向电流；电流的正反向由电磁继电器切换；

2)，光学传感信号实时检测过程，光学传感器41实时的读取光栅4的计数值，计算出剑杆23的行程和速率，配合电磁继电器状态，计算剑杆23的伸缩行程和收缩行程，从而获取剑杆23的位置信息，达到剑杆23位置实时检测的目的；

3)，剑杆行程反馈控制，从步骤2)中获取剑杆23的位置数据，将该数据与预设的剑杆23位置进行比对，再通过步骤1)的伸缩运动控制进行剑杆位置的实时调整，从而对剑杆23的行程进行精确的闭环反馈控制。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多剑杆引纬装置，其特征在于：包括

一剑杆支架，包括支架底座和剑杆架；所述剑杆架固定安装在支架底座上，剑杆架上设有若干剑杆孔；

一剑杆组件，包括直线电机、推杆、剑杆和陶瓷孔眼；所述直线电机固结于剑杆架上；所述推杆一端和直线电机连接，另一端和剑杆连接，使直线电机推动剑杆而能穿过剑杆孔；每一根剑杆的端部固结有所述陶瓷孔眼；

一剑杆行程控制组件，包括光栅、光学传感器和剑杆限位块；所述光栅设置于剑杆上；所述传感器固结于剑杆架上，且光栅与光学传感器相对设置；所述剑杆限位块固定于剑杆上；

一纬纱架，包括纱轴架、纱轴、纱筒和球形套环；所述纱轴架固结于剑杆支架底座上，纱轴并排一列固结于纱轴架上，纱轴上配置纱筒，每个纱筒设置一个球形套环。

2.如权利要求1所述的多剑杆引纬装置，其特征在于：所述剑杆孔和剑杆呈一一对应设置。

3.如权利要求1所述的多剑杆引纬装置，其特征在于：所述直线电机通过直线电机固定螺栓固定于剑杆架上，其具体采用直流马达。

4.如权利要求1所述的多剑杆引纬装置，其特征在于：所述光栅设置于剑杆的侧面上。

5.如权利要求1至4项任意一项的多剑杆引纬装置的闭环控制方法，其特征在于：包括如下控制步骤：

1)，直线电机伸缩运动执行控制，直线电机固接在剑杆架上，采用直流马达，当需要推杆进行伸长运动，给直流马达通正向电流；当需要推杆进行收缩运动，给直流马达通反向电流；电流的正反向由电磁继电器切换；

2)，光学传感信号实时检测过程，光学传感器实时的读取光栅的计数值，计算出剑杆的行程和速率，配合电磁继电器状态，计算剑杆的伸缩行程和收缩行程，从而获取剑杆的位置信息，达到剑杆位置实时检测的目的；

3)，剑杆行程反馈控制，从步骤2)中获取剑杆的位置数据，将该数据与预设的剑杆位置进行比对，再通过步骤1)的伸缩运动控制进行剑杆位置的实时调整，从而对剑杆的行程进行精确的闭环反馈控制。