【正文】 剛性劍桿織機(jī)引緯系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是積極將緯紗傳遞到織口中心而不需要任何引導(dǎo)裝置，剛性劍桿織機(jī)占地面積小，主要是筘幅寬度有一定的限度。柔性劍桿織機(jī)引緯系統(tǒng)的適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣，引緯率顯著增加，筘幅寬達(dá)460cm。 20 世紀(jì)最后 15 年，電子計(jì)算機(jī)引入織機(jī)，微電子 CADCAM 體系得到廣泛應(yīng)用，使微電子技術(shù)、信息傳遞技術(shù)與織造技術(shù)形成完美的結(jié)合，許多電子裝置及系統(tǒng)與織機(jī)的結(jié)合成為劍桿織機(jī)的組成部分，尤其是微電子技術(shù)在劍桿織機(jī)上的廣泛應(yīng)用，包括引緯技術(shù)等。一些引緯元件大為改進(jìn)，體積小巧、重量又輕。微電子技術(shù)的 廣泛應(yīng)用，使劍桿織機(jī)的速度及引緯率大大提高。在各種引緯方式中，如片梭引緯、劍桿引緯、噴氣引緯及噴水引緯系統(tǒng)中，劍桿引緯速度除噴氣引緯外也是很高的。 20 世紀(jì)后 50 年劍桿織機(jī)取得顯著進(jìn)步，非凡在 1995 年米蘭及 1999 年巴黎展覽會(huì)上，向世界展示了最新型的高科技劍桿織機(jī)。 V 劍桿織機(jī)的現(xiàn)狀 我國(guó)無(wú)梭織機(jī)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)歷了近二十年的發(fā)展歷程，進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展時(shí)期，各織機(jī)制造企業(yè)通過(guò)技術(shù)引進(jìn)、消化吸收與自主開(kāi)發(fā)相結(jié)合的辦法，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)了劍桿、噴氣、噴水和片梭織機(jī)，并且形成了一定批量的生產(chǎn)能 力。生產(chǎn)企業(yè)遍及全國(guó)十幾個(gè)省市 50 多家，年產(chǎn)高中低檔不同類(lèi)型的無(wú)梭織機(jī)近 5萬(wàn)臺(tái)，這些織機(jī)適用于棉、毛、麻、絲和化纖織物。品種比較齊全，技術(shù)水平也有高、中、低檔之分，基本上可以適應(yīng)市場(chǎng)的不同需求。無(wú)梭織機(jī)中的劍桿織機(jī)更是以其適應(yīng)性強(qiáng)、更換品種方便等優(yōu)點(diǎn)，深受用戶(hù)歡迎，在國(guó)內(nèi)無(wú)梭織機(jī)中占有相當(dāng)大的比例。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上批量生產(chǎn)和銷(xiāo)售的機(jī)型主要是從意大利舒美特公司的SM93 機(jī)型、比利時(shí)畢加諾公司 GTM 機(jī)型、意大利斯密特公司的 FAST 機(jī)型、中國(guó)臺(tái)灣亨得機(jī)型轉(zhuǎn)化而來(lái)。其中第一種機(jī)型主要生產(chǎn)廠家有聊城昌潤(rùn)紡織機(jī)械有限 公司 (原聊城第一紡織機(jī)械廠，主要機(jī)型為 GA731— Ⅱ、 ER 一 1000)、經(jīng)緯紡機(jī)公司 (型號(hào)為 JWGl724 型 )、泰坦紡機(jī)公司 (型號(hào)為 TT 一 96)、西航紡機(jī)公司 (型號(hào)為 GA731B)、無(wú)錫龍力公司 (型號(hào)為 LL— 680)。第二種機(jī)型主要有：畢加諾 (蘇州 )紡機(jī)公司 (型號(hào)為 GTM— AS)、高淳紡機(jī)廠 (型號(hào)為 SGA726)、蘇紡機(jī)廠 (型號(hào)為 GA737A)、萬(wàn)利紡機(jī)公司 (型號(hào)為 WL450)、廣東豐凱公司 (型號(hào)為 KT566)等。上海紡機(jī) (新龍 )劍桿織機(jī)由意大利斯密特公司的 FAST 機(jī)型轉(zhuǎn)化而來(lái)，三種機(jī)型除引緯部件略有 不同之外，都為墻板式機(jī)架，共軛凸輪打緯、分離式筘座、 8 色選緯、機(jī)械式送經(jīng)卷取 (也可配電子式 )，運(yùn)轉(zhuǎn)速度在 300— 400r/min 之間。電控系統(tǒng)采用單片機(jī)或可編程控制器。第四種機(jī)型主要有：中一機(jī)械公司 (型號(hào)為 SF— 888)、無(wú)錫龍力公司 (型號(hào)為 LL— 380)、濟(jì)南魯思達(dá)公司 (型號(hào)為 JW780)等，運(yùn)轉(zhuǎn)速度在200— 280 r/min 之間。另外，還有 GA74 系列普及型劍桿織機(jī)，主要生產(chǎn)廠家有上海紡機(jī)、蘇州三和公司等，運(yùn)轉(zhuǎn)速度在 160— 200r/min 之間。 近年來(lái)國(guó)外主要廠商的劍桿織機(jī)在體現(xiàn)高速化、智能化、自 動(dòng)化、多適用化、模塊化方面作了改進(jìn)和努力，直至推出新機(jī)型，如：在德國(guó)舉辦的 ITMA 展會(huì)上比利時(shí)必佳樂(lè) (Picanol)公司推出最新一代的 OptiMax 型劍桿織機(jī)，意大利斯密特(SMIT)公司推出最新的 GS920 型劍桿織機(jī)。兩種織機(jī)都充分應(yīng)用了最新的、綜合性的模塊化設(shè)計(jì)理念，可擴(kuò)展和演化原機(jī)型，特別是斯密特 (SMIT)公司機(jī)型采用“ SMART”共用平臺(tái)，除劍桿派生出 GS920 F 型毛圈織機(jī)、 GS920 T 型工業(yè)用布織機(jī)外；并可和該公司最新推出的 JS900 型噴氣織機(jī)共用“ SMART”平臺(tái)，采用相同的模塊結(jié)構(gòu)和最 先進(jìn)的單元系統(tǒng)。近來(lái)各主要廠商在主傳動(dòng)方式、劍頭交接緯紗的方式、劍桿運(yùn)行 (有無(wú)導(dǎo)鉤系統(tǒng) )形式、織機(jī)可織產(chǎn)品的幅寬拓寬、產(chǎn)VI 品的拓展 (如：適用產(chǎn)業(yè)用布、異經(jīng)類(lèi)織物等 )、降低能耗等方面作了不少的改進(jìn)。 劍桿織機(jī)的發(fā)展在我國(guó)有以下幾個(gè)趨勢(shì) (1)廣泛采用成熟的電子控制技術(shù)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)眾多分電動(dòng)機(jī)實(shí)行控制，提高織機(jī)智能化、遠(yuǎn)程控制等機(jī)電一體化水平，提高織機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，便于操作和保養(yǎng)，如實(shí)現(xiàn)電子送經(jīng)、電子卷取、電子多臂、電子選色、電子剪刀、電子絞邊、緯紗張力自動(dòng)控制、主傳動(dòng)自動(dòng)變速 。 (2)提高織物品種適應(yīng)性和織造織物質(zhì)量。如采用輕質(zhì)小劍頭、窄劍帶、實(shí)行無(wú)走劍板的導(dǎo)軌走劍系統(tǒng)，減少劍頭與經(jīng)紗的摩擦，采用緯紗張力控制技術(shù)可適應(yīng)緯紗在運(yùn)動(dòng)時(shí)的張力變化，提高織物品質(zhì)。采用送經(jīng)、卷取和主傳動(dòng)聯(lián)動(dòng)的電子控制技術(shù)，可自動(dòng)控制經(jīng)紗張力及變化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)改變緯密功能，提高織物品種適應(yīng)性和織物質(zhì)量。 (3)減少經(jīng)緯紗斷頭率，降低織機(jī)的故障時(shí)間，不斷提高織機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，提高開(kāi)車(chē)效率。 (4)由于劍桿織機(jī)的增速受到本身構(gòu)造特點(diǎn)和紗線承受能力等原因的限制，對(duì)于國(guó)外先進(jìn)劍桿織機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速提高到 700r/min 以上后，繼續(xù)增速已經(jīng)不是未來(lái)一段時(shí)期的主要發(fā)展方向，重要是自動(dòng)化水平的進(jìn)一步提高。國(guó)內(nèi)劍桿織機(jī)制造廠家由于已具備了獨(dú)立開(kāi)發(fā)新機(jī)型的能力，應(yīng)加快研究新技術(shù)、新機(jī)型、繼續(xù)提高車(chē)速。 (5)綠色織造。隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，綠色織造就漸漸提到議事日程。這就對(duì)織機(jī)的開(kāi)發(fā)提出了更高要求?？棛C(jī)振動(dòng)、噪音的降低、先進(jìn)電子控制技術(shù)和人機(jī)工程原理在織機(jī)上的廣泛應(yīng)用，將是織機(jī)設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)考慮的課題。 這里主要介紹了一種以 三菱 FX2N32MR 為控制核心的劍桿織機(jī)電氣控制箱的設(shè)計(jì)過(guò)程。它圍繞 PLC 為核心控制器，建立整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件和軟件部分，來(lái)實(shí)現(xiàn)織機(jī)的啟動(dòng)、停車(chē)、點(diǎn)動(dòng)、一緯、正反找緯、斷經(jīng)、斷緯，油壓低。主要有三部分： 織機(jī)的工作原理分析， 整體控制方案設(shè)計(jì)， 整個(gè)控制箱的電氣設(shè)計(jì)。本文著重介紹第三部分，包括電氣控制的硬件和軟件部分設(shè)計(jì)、人機(jī)交互軟件設(shè)計(jì)和整個(gè)電氣控制箱的設(shè)計(jì)。 VII 第二節(jié)總體方案設(shè)計(jì) 劍桿織機(jī)主要是由開(kāi)口裝置，引緯裝置，打緯裝置，送經(jīng)裝置，卷曲裝置組成，這五個(gè)部分組成織機(jī)五個(gè)運(yùn)動(dòng)：開(kāi)口，引緯，打緯，送經(jīng)和卷曲?？棽嫉男纬删褪峭ㄟ^(guò)這 五大運(yùn)動(dòng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的。 1，開(kāi)口 在開(kāi)口過(guò)程中，經(jīng)紗由綜框帶動(dòng)作升降運(yùn)動(dòng)形成梭口，綜框運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)對(duì)經(jīng)紗的斷頭有著很大的影響。在梭口的形狀和尺寸確定后，綜框運(yùn)動(dòng)規(guī)律就成為影響開(kāi)口運(yùn)動(dòng)效果的根本因素，對(duì)保證織造順利進(jìn)行和提高織機(jī)生產(chǎn)率及織物質(zhì)量有著重要意義 2，引緯 引緯在織機(jī)兩側(cè)都裝有劍桿和相應(yīng)的傳劍機(jī)構(gòu)，這兩根劍桿分別稱(chēng)之為送緯劍和接緯劍。引緯時(shí)，緯紗由送緯劍送至梭口中央，然后交付給對(duì)側(cè)也已運(yùn)動(dòng)到梭口中央的接緯劍上，兩劍再各自退回，由接緯劍將緯紗拉過(guò)梭口 3，打緯 把引入梭口的緯紗，在打緯機(jī)構(gòu)的作用下推向“織 口”，與經(jīng)紗交織，形成具有一定緯密的織物?？椏谑墙?jīng)紗和織物的分界。織物的經(jīng)紗密度和幅寬由打緯機(jī)構(gòu)的鋼筘來(lái)控制。梳形的筘是常用的打緯部件，它是一個(gè)擺桿機(jī)構(gòu)，當(dāng)向前擺動(dòng)時(shí)，將已經(jīng)引入梭口中的緯紗推至織口，同時(shí)綜框反向運(yùn)動(dòng)，使織口閉合，進(jìn)而使經(jīng)紗與緯紗交織。 4，送經(jīng) 織造過(guò)程中，經(jīng)紗與緯紗交織成織物后不斷地被卷走。為保證織造過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行，由送經(jīng)機(jī)構(gòu)陸續(xù)送出適當(dāng)長(zhǎng)度的經(jīng)紗來(lái)進(jìn)行補(bǔ)充，使織機(jī)上經(jīng)紗張力嚴(yán)格地控制在一定范圍之內(nèi)。 對(duì)送經(jīng)的工藝要求是：保證從織軸上均勻地送出經(jīng)紗，以適應(yīng)織物形成的要求；給經(jīng)紗以符合工藝 要求的上機(jī)張力，并在織造過(guò)程中保持張力的穩(wěn)定。 5，卷取 新型織機(jī)通常采用積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)，在織造過(guò)程中，織物的卷取工作連續(xù)進(jìn)行。部分積極式連續(xù)卷取機(jī)構(gòu)以改變齒輪齒數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)加工織物的緯密，存在緯密控制不夠精確的弊病。隨著織機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了以無(wú)級(jí)變速器來(lái)調(diào)節(jié)加VIII 工織物緯密的機(jī)構(gòu)，使緯密的控制精確程度得以提高。電子式卷取機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)，不僅簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)緯密精確控制，而且在織造過(guò)程中可以隨時(shí)改變卷取量，調(diào)整織物的緯密。由于開(kāi)口、引緯、打緯、送經(jīng)和卷取等五大運(yùn)動(dòng)都是以織機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間為運(yùn)動(dòng)周期，因此， 可以用旋轉(zhuǎn)角度來(lái)表示運(yùn)動(dòng)的開(kāi)始、結(jié)束時(shí)間及各運(yùn)動(dòng)的相互協(xié)調(diào)關(guān)系。如圖 所示的是一個(gè)劍桿織機(jī)的主軸一周內(nèi)各角度的主要?jiǎng)幼? 在 10176。位置時(shí)剪斷上一次引緯的緯紗， 65176。時(shí)梭口滿(mǎn)開(kāi)，梭口保持靜止， 80176。時(shí)引緯開(kāi)始，到達(dá) 250176。時(shí)引緯結(jié)束，開(kāi)始打緯 280176。時(shí)梭口開(kāi)始閉合，到 310176。時(shí)綜平，梭口交織， 310176。后開(kāi)始下一輪的開(kāi)口運(yùn)動(dòng)。打緯動(dòng)作在 0176。之前完成。不同的織機(jī)需要不同的時(shí)間配合。 開(kāi)口機(jī)構(gòu)： 開(kāi)口系統(tǒng)的作用是根據(jù)織物上機(jī)圖上經(jīng)緯交織的變化規(guī)律，按序及時(shí)帶動(dòng)經(jīng)紗，將經(jīng)紗分成上下兩層，形成供載緯器通過(guò)的 梭口通道。 一、開(kāi)口運(yùn)動(dòng)周期 (1)開(kāi)口時(shí)期：兩片經(jīng)紗離開(kāi)綜平位置上下分開(kāi)形成梭口至滿(mǎn)開(kāi)，此階段經(jīng)紗處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，經(jīng)紗張力由小到大逐漸增加； IX (2)靜止時(shí)期：梭口滿(mǎn)開(kāi)后，經(jīng)紗在上下兩個(gè)極端位置靜止不動(dòng)，以使載緯器通過(guò)梭口； (3)閉合時(shí)期：載緯器通過(guò)梭口后，經(jīng)紗從滿(mǎn)開(kāi)返回綜平位置，使梭口閉合。此階段經(jīng)紗張力由大到小逐漸變化。 上述三階段形成一個(gè)開(kāi)口周期，并不斷循環(huán)，使織造連續(xù)進(jìn)行。 (1)工作圓圖表示法：如圖 把開(kāi)口三階段的起止時(shí)間標(biāo)志在象征曲 柄回轉(zhuǎn)的圓周圖上，以箭頭表示曲柄回轉(zhuǎn)方向。該圓周的四個(gè)等分位置稱(chēng)為前心、后心、上心、下心。綜平時(shí)間大致在上心附近。在該圓上還可標(biāo)注織機(jī)其他各種主要運(yùn)動(dòng)的時(shí)間參數(shù)，以表示： 織機(jī)各機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間配合關(guān)系，此時(shí)的圓圖稱(chēng)為織機(jī)工作圓圖。依次對(duì)應(yīng)于開(kāi)口、靜止、閉合三階段的角度稱(chēng)為開(kāi)口角、靜止角、閉合角。由于在閉合、開(kāi)口階段內(nèi)綜框處于連續(xù)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以閉合時(shí)期和開(kāi)口時(shí)期合稱(chēng)為綜框運(yùn)動(dòng)時(shí)期。開(kāi)口角、靜止角、閉合角的分配隨織機(jī)幅寬、織物種類(lèi)、引緯方式和開(kāi)口機(jī)構(gòu)形式等因素而異。例如，在劍桿織機(jī)上為了保證交接緯紗運(yùn)動(dòng) 的準(zhǔn)確性，靜止角應(yīng)適當(dāng)加大，在噴氣織機(jī)上如采用六連桿開(kāi)口機(jī)構(gòu)，由于桿件結(jié)構(gòu)關(guān)系，開(kāi)口角和閉合角較大，而靜止角較小。對(duì)于采用凸輪開(kāi)口的高速織機(jī)，為使綜框運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)和減少凸輪的不均勻摩擦，常采用開(kāi)口角大于閉合角。開(kāi)口過(guò)程中三個(gè)時(shí)期的時(shí)間分配既要為引緯提供良好的條件，又要使經(jīng)紗在開(kāi)口過(guò)程中不受到過(guò)分的損傷，要綜合考慮。 X (2)運(yùn)動(dòng)周期圖表示法：圖 織物的開(kāi)口周期圖，該圖假設(shè)梭口的高度上下對(duì)稱(chēng)，經(jīng)紗上下作等速運(yùn)動(dòng)，開(kāi)口三階段的時(shí)間各相當(dāng)于 120176。它以織機(jī)主軸的回轉(zhuǎn)角作為橫坐標(biāo)，以經(jīng)紗開(kāi)口位移為縱坐標(biāo)，按組織圖上 經(jīng)紗循環(huán)的規(guī)律進(jìn)行繪制。圖中的折線是開(kāi)口過(guò)程中各階段梭口變化的示意曲線。 二、 梭口形成與清晰度 開(kāi)口時(shí)經(jīng)紗隨著綜框的運(yùn)動(dòng)被分成上下兩層，形成一個(gè)菱形空間，即為梭口。如圖 為經(jīng)紗的最大升降動(dòng)程，稱(chēng)為梭口高度；從織口 B 到停經(jīng)架導(dǎo)棒 D 的水平距離為梭口長(zhǎng)度或梭口深度，它又可分為梭口前部長(zhǎng)度 L1 和后部長(zhǎng)度 L2； L3為綜眼 C1 至后梁握紗點(diǎn) E 的水平距離。 L1 與 L2 的比值稱(chēng)為梭口的對(duì)稱(chēng)度，以 m表示。當(dāng) m 等于 1 時(shí)，稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)梭口， m 大于或小于 1 時(shí)稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)梭口。整個(gè)梭口被綜框分為前后兩個(gè)部分，綜框前為工作部 分，載緯器從這里通過(guò)引入緯紗。梭口滿(mǎn)開(kāi)時(shí)上下層經(jīng)紗在織口 B 處形成的夾角稱(chēng)為梭口前角，在停經(jīng)架中導(dǎo)棒 D 處形成的夾角稱(chēng)為梭口后角。 圖中的折線 BCDE 為綜平時(shí)的經(jīng)紗位置線，簡(jiǎn)稱(chēng)為經(jīng)位置線。若 D、 E 兩點(diǎn)位于 BC 的延長(zhǎng)線上，則經(jīng)位置線成為一條直線，成為經(jīng)直線。過(guò) A 點(diǎn)所作的水平線稱(chēng)為胸梁水平線，又稱(chēng)經(jīng)平線，是衡量后梁 E 高低的標(biāo)準(zhǔn)。后梁高于經(jīng)平線，即 P0 時(shí)叫高后梁，后梁低于經(jīng)平線，即 P O 時(shí)叫低后梁。經(jīng)位置線對(duì)織造過(guò)XI 程中經(jīng)紗的斷頭、張力、伸長(zhǎng)以及織物外觀質(zhì)量等都有顯著影響，應(yīng)予以調(diào)節(jié)控制。織造生產(chǎn)中所進(jìn)行的經(jīng)位 置線調(diào)整一般是指后梁位置的改變，而其他各點(diǎn)的位置一旦確定，一般不再變化。 2. 梭 口 清 晰 度 梭口前部上下層經(jīng)紗各自處于同一平面的程度稱(chēng)為梭口的清晰度。若梭口前部上下層經(jīng)紗都各自準(zhǔn)確的處于同一平面就稱(chēng)為清晰梭口，它利于載緯器的通過(guò)，但這種開(kāi)口方式經(jīng)紗容易糾纏，后綜框動(dòng)程大，易造成經(jīng)紗斷頭。若梭口前部上下層經(jīng)紗不處于同一平面就稱(chēng)為不清晰梭口，如果前部梭口上層經(jīng)紗不在同一平面而下層經(jīng)紗在一個(gè)平面內(nèi)，則稱(chēng)為半清晰梭口，在這種情況下，綜框動(dòng)程的差異較小，后綜的動(dòng)程小于清晰梭口，這是有利的，但要防止因載緯器