CN101003923B - 全自动高速宽幅喷气织机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全自动高速宽幅喷气织机，包括全自动控制系统、打纬机构、双压布辊及后梁；上述全自动控制系统，其硬件包括主控板、电子送经板及液晶触摸屏，在主控板、电子送经板及液晶触摸屏上分别设置CPU，主控板与电子送经板之间通过I/O及总线扩展接口连接，主控板与液晶触摸屏通过串行接口通讯，上述CPU采取16位单片机，并配置在线可编程单元及容量为128KB以上的存储单元；所述打纬结构为六连杆打纬机构。上述二者的有效结合，能够更好地满足高速宽幅喷气织机在控制及机械某些技术层面的发展要求，有利于进一步提升高速宽幅喷气织机的发展水平。

Description

全自动高速宽幅喷气织机

所属技术领域

本发明涉及一种喷气织机。

背景技术

现有技术中的喷气织机，某些有关方面的技术特点及存在的问题如下：

一是：其控制系统核心硬件主要有可编程控制器PLC。可编程控制器包括可编程模块、输出模块、输入模块、模拟量输入模块，各可编程模块间采用串行通讯连接，通过PLC内部程序及外部控制线路实现对喷气织机的自动控制。这种全自动控制系统电气结构比较简洁，但是系统响应速度慢，织物品种适应性差，不能很好地应用到高速宽幅喷气织机上。主要原因在于PLC的主要功能是逻辑控制，即开关量控制，它虽然也有一些特殊功能模块，但这些模块是作为PLC的附加模块，在硬件上与PLC之间存在接口，在软件上又无法在PLC程序中统一编程控制，同时，常规的PLC操作系统大多采用单任务的时钟扫描或监控程序，来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的I/O通道的状态采集与刷新，这种处理方式，直接导致了真正意义上的“控制速度”依赖于应用程序的大小，这一结果，无疑是同喷气织机I/O通道中高实时性的控制要求相违背的。另外，PLC的内存容量只有几十kB，数据运算和处理能力也较为有限。因此采用传统的可编程逻辑控制器PLC将无法满足高速宽幅喷气织机的控制要求。此外，目前喷气织机的打纬机构，大多为四连杆结构，四连杆结构的缺点是：打纬轴摆动运动在后死心的停留时间较短，可引纬角度小，引纬不顺利，也不太适于宽幅织机引纬的需要。

二是：其卷取辊配置双压布辊，即位于卷取辊上方的上压布辊和位于卷取辊一侧的下压布辊。当更换织物即引布时，需抬起或外推上压布辊和下压布辊，使各压布辊与卷取辊得以脱离出现适当的间隙，以便使织物通过。由于在各压布辊部分并未配置相应的升降机构，只能由多人协同操作，往往还需要先卸掉各压布辊所配置的使其压靠卷取辊的拉簧，然后手工直接抬升或推拉各压布辊的轴端等部位，费时费力，极不便于操作，劳动强度高，安全性差。

三是：其经纱上机张力主要是由一个后梁辊形成并调整，经纱由织轴送出，直接经过该后梁辊并形成包角，在进行张力调整时，使后梁辊相应移动促使经纱包角随之改变，进而达到使经纱保持适宜张力的目的。由于经纱由织轴送出直接经过后梁辊，而导致下述问题的出现：一是经纱的压力过于集中在该后梁辊上；二是在后梁辊移动过程中还会使在织轴处送出经纱角度随之产生较大幅度变化，状态平稳性较差。这些问题的存在，极易给后梁辊的张力传感器带来不利影响，使其灵敏性降低。

发明内容

本发明主要任务一是克服现有技术喷气织机控制系统存在的采用传统可编程逻辑控制器PLC而不能很好地满足高速宽幅喷气织机自动控制发展要求的技术缺陷，提供一种新式全自 动控制系统，系统采取新的核心控制部件及新的组合方式；二是提供一种新式打纬机构，可以使打纬轴摆动运动在后死心具备较长的停留时间，具有可引纬角度大，引纬更加顺利等优点；二者结合，不仅能够较好地满足高速宽幅喷气织机的自动控制要求，还能满足高速宽幅喷气织机引纬对机械方面的要求。

其技术解决方案是：

一种全自动高速宽幅喷气织机，包括全自动控制系统、打纬机构、双压布辊及后梁；上述全自动控制系统，其硬件包括主控板、电子送经板及液晶触摸屏，在主控板、电子送经板及液晶触摸屏上分别设置CPU，主控板与电子送经板之间通过I/O及总线扩展接口连接，主控板与液晶触摸屏通过串行接口通讯，上述CPU采取16位单片机，并配置在线可编程单元及容量为128KB以上的存储单元；上述打纬结构，包括打纬轴和安装打纬轴的轴承座组件，打纬轴上固定有筘座，所述打纬轴的端部通过联轴节与摇轴联接在一起，摇轴的另一端与摆轴摇杆连接在一起，摆轴摇杆的另一端与摇杆牵手的一端铰接在一起，摇杆牵手的另一端与摇臂的一端铰接在一起，摇臂的另一端与曲轴牵手的一端铰接在一起，曲轴牵手的另一端连接在曲轴上，曲轴与主传动轴转动联接。

在上述主控板或电子送经板上设置高频脉冲接口，和/或增量式编码器接口，和/或张力信号接口，和/或伺服驱动器接口。

本发明，其全自动控制系统在硬件结构方面，采取多个CPU分布式控制特点是很显著的。主控板、电子送经板、触摸显示屏各设置一个中央处理器(CPU)如选用一块单片机，在其所在的线路板上，为CPU配备了容量数倍于常规PLC的大容量存储单元(如容量为128KB)，这无疑为强大的系统和应用软件提供了坚实的硬件基础。该系统在硬件上的特点，还体现在它为工业现场的各种信号设计了许多专用的接口，如高频脉冲接口、增量式编码器接口、张力信号接口及伺服驱动器接口等等，它们将各种形式的现场信号十分方便的联入以CPU为核心的数字控制系统中，从而对喷气织机进行高精度的运动控制。这种由多CPU构成的分布式控制硬件基础，各个CPU可分别控制其对应的主控板、电子送经板及液晶触摸屏等单元，各个单元程序独立性很强，完全能独立完成简单的控制任务，同时各个CPU之间又可互相联系，保证整个系统的运行协调一致，这样程序运行起来更加稳定可靠，能够较好地满足高速宽幅喷气织机的控制要求。同时其打纬机构，可使得打纬轴摆动运动在后死心具备较长的停留时间，打纬速度和打纬力量提高，同时由于大大增加了可引纬角，使引纬更加顺利，更加稳定可靠，在织造宽幅织物时更能高效发挥织物的特性实现高速运转。上述二者的有效结合，能够更好地满足高速宽幅喷气织机在某些控制及机械技术层面的发展要求，有利于进一步提升高速宽幅喷气织机的发展水平。

上述双压布辊配置升降机构，该升降机构在上压布辊某侧端配置上辊臂，上辊臂设置一动支点，上辊臂通过轴套套接在上压布辊的轴端上，在下压布辊的同侧端配置下辊臂，下辊臂设置一动支点，下辊臂通过轴套套接在下压布辊的轴端上，在下辊臂与上辊臂的相对端各设有能够搭接的啮合部；设有一手动操作部，该手动操作部包括手柄及位于手柄上的凸轮， 凸轮轮廓与下辊臂传动联接。

上述上辊臂和下辊臂的动支点可分别通过销轴及轴套固定联接在辊臂座上形成，上述凸轮联接在轮座上，凸轮配置轴承滚子，轴承滚子通过销轴固定联接在下辊臂上，凸轮轮廓与轴承滚子保持接触；在上述上辊臂的中段设置动支点，其根节端通过轴套套接在上压布辊的轴端上，其梢节端为自由端，在下摇臂的根节端设置动支点，其中段通过轴套套接在下压布辊的轴端上，其梢节端为自由端，其中，啮合部分别设置在下辊臂的根节端与上辊臂的梢节端；上述位于下辊臂根节端的啮合部与上辊臂梢节端的啮合部，可为两个头端能够相搭接、弯曲方向相反的探出头。

上述两种技术解决方案工作原理及技术效果是：由操作人员向一侧搬拉其手动操作部的手柄，迫使凸轮随转，由于凸轮轮廓的型面作用，推动下辊臂相应摆动，进而通过下辊臂抬起下压布辊，可使下压布辊与卷取辊得以脱离出现使织物能够通过的间隙；同时，上、下辊臂相对端的啮合部相搭接使动力得以传递，同时推动上辊臂相应摆动，进而通过上辊臂抬起上压布辊，也可使上压布辊与卷取辊得以脱离出现使织物能够通过的间隙；待织物通行完成后，反向搬拉手动操作部的手柄，各辊臂回摆，得以使各压布辊归位。与现有技术中操作方式相比，只需人工搬动操作手柄这样简单的动作即可完成各压布辊的抬起和下放使其归位，便于操作，省时省力。上述凸轮结构，当操作手柄带动凸轮转过最远点时，轴承滚子等将受手柄阻挡，在各压布辊重力及拉簧等的作用下，可实现自锁，松开手柄，能使各压布辊的抬起状态得以保持在该到达位置上，便于放手操作，还有利于降低劳动强度，提高安全性。

上述后梁，其结构包括后梁辊，在后梁辊的后方设有过渡辊；上述过渡辊，其位置高度低于后梁辊。

上述过渡辊，其两侧轴端可通过轴承套与对应侧机架墙板联接。

上述两种技术方案工作原理及技术效果是：经纱由织轴送出，得以首先经过过渡辊，然后再抵达并经过后梁辊。与现有技术相比，在经纱抵达后梁辊前，已由过渡辊对经纱产生的压力进行分担，能够减轻后梁辊处的经纱压力；此外，在后梁辊移动过程中，由于后梁辊所带动的经纱段在过渡辊处被阻隔，经纱在织轴处送出角度可保持较好的稳定状态；特别有利于提高后梁辊张力传感器的灵敏性。

附图说明

图1为本发明中全自动控制系统一种实施方式原理框图。

图2为本发明中打纬机构一种实施方式的整体结构示意图。

图3为图2实施方式的侧面结构示意图。

图4为本发明中双压布辊升降结构一种实施方式结构原理示意图。

图5为图4实施方式的局部立体结构示意图。

图6为本发明中后梁一种实施方式结构原理示意图，仅示出了朝向机架右侧的部分。

图7为图6实施方式的局部立体结构示意图。

下面结合附图对本发明进行说明：

具体实施方式

本发明未述及的技术部分均可采纳或借鉴现有技术实现。下面重点介绍本发明一种全自动高速宽幅喷气织机中几个创新部分的技术内容，该创新部分包括全自动控制系统、打纬机构、双压布辊及后梁。

一、全自动控制系统，结合参看图1，将其硬件组成中的主控板作为主控制器，电子送经板通过I/O及总线扩展接口与主控板相连接，人机界面采用多功能液晶触摸屏，通过RS422串行通讯与主控板相连接。在主控板、电子送经板及液晶触摸屏上分别设置CPU，各CPU可选用16位单片机，各CPU配置容量数倍于常规PLC的存储单元(如容量为128KB、256KB等)，此外主控板上的CPU还配置在线可编程单元如选用FLASH存储器。

为了适应织机的实际需要，进行相应的操作指令序列(操作软件)设定，普通软件技术人员均可实现；所需配制的各相关电路部分普通电工技术人员可结合实际情况能够实现。

该控制系统的硬件组成，在编制不同的单个任务模块时，可具有灵活选用不同编程语言的特点，这就意味着不仅在常规PLC上一直为人们所熟悉的梯形图、指令表语言可在PCC上继续沿用，而且用户还可采用更为高效直观的高级语言(PL2000)，它是一套完全面向控制的文本语言，熟悉BASIC的技术人员会对它的语法有种似曾相识的感觉，它对于控制要求的描述非常简便，直观。除此之外，该控制系统的应用软件开发还具有集成“C”语言程序的能力，从而提供了强大的数据运算和处理能力。

这种多CPU分布的硬件组合，及与其适配的软件结构还特别便于用户维护操作，任何一块线路板出现故障都能在液晶触摸屏上显示中文故障信息及相应的故障代码，很方便用户判断存在故障的线路板。

在主控板上的CPU还配置在线可编程单元如FLASH存储器，可实现在线编程，用户可根据不同的织物进行不同的参数设置，实现自动工艺变更。

上述硬件组成通过配备其他相应硬件及相应操作软件，其工作过程及原理是：

其采用计算机控制技术，并可结合现有技术中的光纤通讯技术和多种传感技术等高新技术，用以实现电子控制喷气引纬、寻纬、电子送经、电子卷取、经纬向断头检测、机器停车的自动控制等，使织机在高速运转下能保证产品质量的稳定与提高。该控制系统可具有工艺参数设定、数据显示、运行过程自动化监控、故障自动检测等功能，通过控制方式、参数的调整及功能的设置，能适应多种织物织造，大大提高生产效率和织物质量。诸如：

1、基本动作控制

使用主控板的编码器模块对织机的角度传感器信号进行采样，经过倍频处理以提高控制精度，然后转换成织机角度信号，作为织机各种动作的基本参考依据。通过人机界面完成对织机的各项参数设置。在织机运转过程中，实时监测系统状态，控制织机的每一项动作，并同时在触摸显示屏上显示当前织机状态和故障原因。探纬检测范围信号由主控板的高速数字I/O模块输出，其精确度可达±1度。

2、引纬控制

主控板上设有电磁阀控制单元，通过通讯接口由人机界面完成对电磁阀开启和关闭角度的设置。电磁阀的动作由主控板的CPU发出指令，根据角度传感器信号，驱动电磁阀工作。本系统为四喷任意选纬系统，引纬系统具有正常运行引纬、慢动引纬及引一纬功能。所有功能操作均通过触摸显示屏进行。

3、送经控制

电子送经板根据系统所设定的经轴卷径、纬纱密度、织机转速等参数，计算送经系统伺服电机转速。织机运行过程中自动检测经纱张力，经CPU计算后，再由模拟量输出模块调整伺服电机转速，保证织机运行过程当中经纱张力的相对恒定。

4、生产管理统计

该控制系统强大的数据处理和计算能力使生产效率统计、运行状况记录及落布情况记录变得简单而有效。

二、打纬机构1，结合参看图2及图3，该打纬机构1包括打纬轴101和安装打纬轴101的轴承座组件102，打纬轴101上固定有筘座103，筘座103通过筘座支撑104与打纬轴101联接，打纬轴101的端部通过联轴节105与摇轴106的一端联接在一起，摇轴106的另一端与摇轴摆杆107联接，摇轴摆杆107的另一端通过销轴与摇杆牵手108铰接，摇杆牵手108的另一端通过销轴与“>”形摇臂109的一端铰接，“>”形摇臂109的中部设置有转轴1010，“>”形摇臂109可围绕转轴1010转动，摇臂109的另一端通过销轴1013与曲轴牵手1011铰接，曲轴牵手1011的另一端与曲轴1012联接，曲轴1012通过机器的主传动轴带动转动。

三、双压布辊升降机构2，结合图4及图5，在上压布辊201一侧端配置上辊臂202，上辊臂202的中段通过销轴及轴套联接在辊臂座208上，形成动支点2201，上辊臂202的根节端通过轴套或其它适宜方式联接在上压布辊201的轴端上，上辊臂202的梢节端为自由端。在下压布辊203的同侧端配置下辊臂204，下辊臂204的根节端通过销轴及轴套联接在辊臂座208上，形成动支点2401，下辊臂204的中段通过轴套或其它适宜方式联接在下压布辊203的轴端上，下辊臂204的梢节端为自由端。在下辊臂204的根节端与上辊臂202的梢节端各设有对应的啮合部2402、2202，位于下辊臂204根节端的啮合部2402与上辊臂202梢节端的啮合部2202，为两个头端能够相搭接、弯曲方向相反的探出头。设有一手动操作部，该手动操作部包括手柄205和位于手柄205上的凸轮206，凸轮206通过销钉(轮轴)207联接在轮座上，该轮座可直接借用现有技术中的护布杆座209，凸轮206配置轴承滚子2010，轴承滚子2010通过销轴2011固定联接在下辊臂204上，凸轮206的轮廓与轴承滚子2010保持接触。

其工作过程大致是：当更换织物(引布)需要将上、下压布辊201、203与卷取辊2012脱离出现通行间隙时，用手将手柄205向外侧(正向)用力搬起，这时手动操作部中与轴承滚子2010保持接触的凸轮轮廓由小径逐渐到大径，得推动下辊臂204向外运动，进而带动下压布辊203从与卷取辊2012接触到脱离出现间隙；与此同时，下、上辊臂相对端的 啮合部2402、2202相搭接使动力得以传递，同步推动上辊臂202相应摆动，进而通过上辊臂202抬起上压布辊201，也可使上压布辊与卷取辊2012得以脱离出现使织物能够通过的间隙；当凸轮转过其轮廓最远点时，轴承滚子2010受手柄205阻挡，在上、下压布辊201、203自重及各自配置拉簧2013、2014的作用下，实现自锁，松开手柄205，各压布辊的抬起状态能得以保持在该到达位置上，可放手进行引布操作；待引布完成后，向内侧(反向)用力搬拉手柄205，凸轮回转至其小径轮廓，同时得以释放下辊臂，在上、下压布辊自重及各自配置拉簧的作用下，下、上辊臂回摆，使各压布辊归位贴靠卷取辊，可进行织造。

除上述实施方式外，还可有其他诸如下述显而易见的变化方式。如可在上述上摇臂的根节端设置动支点，中段通过轴套套接在上压布辊的轴端上，梢节端为自由端；在下摇臂的中段设置动支点，根节端通过轴套套接在下压布辊的轴端上，梢节端为自由端。

四、后梁3，结合参看图6及图7，后梁3包括后梁辊301和过渡辊303，过渡辊303位于后梁辊301的后方，高度低于后梁辊301，过渡辊303的右侧轴端3301通过轴承套3302与右侧机架墙板305联接，左侧轴端也同样通过轴承套与左侧机架墙板联接。在此需要强调的是，对过渡辊303的位置并未有特别严格的限制，只要设置在经纱304(4)由织轴302到达后梁辊301的路径上，即在经纱304由织轴302送出抵达后梁辊301前，能经过过渡辊303，并形成包角即可。

Claims (6)

1.一种全自动高速宽幅喷气织机，包括全自动控制系统、打纬机构、双压布辊及后梁；其特征在于：所述全自动控制系统，其硬件包括主控板、电子送经板及液晶触摸屏，在主控板、电子送经板及液晶触摸屏上分别设置CPU，主控板与电子送经板之间通过I/O及总线扩展接口连接，主控板与液晶触摸屏通过串行接口通讯，上述CPU采取16位单片机，并配置在线可编程单元及容量为128KB以上的存储单元；所述打纬机构，包括打纬轴和安装打纬轴的轴承座组件，打纬轴上固定有筘座，所述打纬轴的端部通过联轴节与摇轴联接在一起，摇轴的另一端与摆轴摇杆连接在一起，摆轴摇杆的另一端与摇杆牵手的一端铰接在一起，摇杆牵手的另一端与摇臂的一端铰接在一起，摇臂的另一端与曲轴牵手的一端铰接在一起，曲轴牵手的另一端连接在曲轴上，曲轴与主传动轴转动联接。

2.根据权利要求1所述的全自动高速宽幅喷气织机，其特征在于：在所述主控板或电子送经板上设置高频脉冲接口和增量式编码器接口，和张力信号接口，和伺服驱动器接口。

3.根据权利要求1所述的全自动高速宽幅喷气织机，其特征在于：所述双压布辊配置升降机构，该升降机构在上压布辊某侧端配置上辊臂，上辊臂设置一动支点，上辊臂通过轴套套接在上压布辊的轴端上，在下压布辊的同侧端配置下辊臂，下辊臂设置一动支点，下辊臂通过轴套套接在下压布辊的轴端上，在下辊臂与上辊臂的相对端各设有能够搭接的啮合部；设有一手动操作部，该手动操作部包括手柄及位于手柄上的凸轮，凸轮轮廓与下辊臂传动联接。

4.根据权利要求3所述的全自动高速宽幅喷气织机，其特征在于：所述上辊臂和下辊臂的动支点可分别通过销轴及轴套固定联接在辊臂座上形成，上述凸轮联接在轮座上，凸轮配置轴承滚子，轴承滚子通过销轴固定联接在下辊臂上，凸轮轮廓与轴承滚子保持接触；在上述上辊臂的中段设置动支点，上辊臂的根节端通过轴套套接在上压布辊的轴端上，上辊臂的梢节端为自由端，在下摇臂的根节端设置动支点，下辊臂的中段通过轴套套接在下压布辊的轴端上，下辊臂的梢节端为自由端，其中，啮合部分别设置在下辊臂的根节端与上辊臂的梢节端；上述位于下辊臂根节端的啮合部与上辊臂梢节端的啮合部，为两个头端能够相搭接、弯曲方向相反的探出头。

5.根据权利要求1至4任一要求所述的全自动高速宽幅喷气织机，其特征在于：所述后梁，其结构包括后梁辊，在后梁辊的后方设有过渡辊；上述过渡辊，其位置高度低于后梁辊。

6.根据权利要求5所述的全自动高速宽幅喷气织机，其特征在于：所述过渡辊，其两侧轴端可通过轴承套与对应侧机架墙板联接。

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