【正文】 AS)、高淳紡機廠 (型號為 SGA726)、蘇紡機廠 (型號為 GA737A)、萬利紡機公司 (型號為 WL450)、廣東豐凱公司 (型號為 KT566)等。電控系統(tǒng)采用單片機或可編程控制器。另外，還有 GA74 系列普及型劍桿織機，主要生產(chǎn)廠家有上海紡機、蘇州三和公司等，運轉(zhuǎn)速度在 160— 200r/min 之間。兩種織機都充分應用了最新的、綜合性的模塊化設計理念，可擴展和演化原機型，特別是斯密特 (SMIT)公司機型采用“ SMART”共用平臺，除劍桿派生出 GS920 F 型毛圈織機、 GS920 T 型工業(yè)用布織機外；并可和該公司最新推出的 JS900 型噴氣織機共用“ SMART”平臺，采用相同的模塊結構和最 先進的單元系統(tǒng)。 劍桿織機的發(fā)展在我國有以下幾個趨勢 (1)廣泛采用成熟的電子控制技術，利用計算機對眾多分電動機實行控制，提高織機智能化、遠程控制等機電一體化水平，提高織機的可靠性和穩(wěn)定性，便于操作和保養(yǎng)，如實現(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、緯紗張力自動控制、主傳動自動變速 。如采用輕質(zhì)小劍頭、窄劍帶、實行無走劍板的導軌走劍系統(tǒng)，減少劍頭與經(jīng)紗的摩擦，采用緯紗張力控制技術可適應緯紗在運動時的張力變化，提高織物品質(zhì)。 (3)減少經(jīng)緯紗斷頭率，降低織機的故障時間，不斷提高織機的可靠性和穩(wěn)定性，提高開車效率。國內(nèi)劍桿織機制造廠家由于已具備了獨立開發(fā)新機型的能力，應加快研究新技術、新機型、繼續(xù)提高車速。隨著人們環(huán)保意識的增強，綠色織造就漸漸提到議事日程?？棛C振動、噪音的降低、先進電子控制技術和人機工程原理在織機上的廣泛應用，將是織機設計人員重點考慮的課題。它圍繞 PLC 為核心控制器，建立整個控制系統(tǒng)的硬件和軟件部分，來實現(xiàn)織機的啟動、停車、點動、一緯、正反找緯、斷經(jīng)、斷緯，油壓低。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計、人機交互軟件設計和整個電氣控制箱的設計?？棽嫉男纬删褪峭ㄟ^這 五大運動過程實現(xiàn)的。在梭口的形狀和尺寸確定后，綜框運動規(guī)律就成為影響開口運動效果的根本因素，對保證織造順利進行和提高織機生產(chǎn)率及織物質(zhì)量有著重要意義 2，引緯 引緯在織機兩側都裝有劍桿和相應的傳劍機構，這兩根劍桿分別稱之為送緯劍和接緯劍?？椏谑墙?jīng)紗和織物的分界。梳形的筘是常用的打緯部件，它是一個擺桿機構，當向前擺動時，將已經(jīng)引入梭口中的緯紗推至織口，同時綜框反向運動，使織口閉合，進而使經(jīng)紗與緯紗交織。為保證織造過程的持續(xù)進行，由送經(jīng)機構陸續(xù)送出適當長度的經(jīng)紗來進行補充，使織機上經(jīng)紗張力嚴格地控制在一定范圍之內(nèi)。 5，卷取 新型織機通常采用積極式連續(xù)卷取機構，在織造過程中，織物的卷取工作連續(xù)進行。隨著織機技術的發(fā)展，產(chǎn)生了以無級變速器來調(diào)節(jié)加VIII 工織物緯密的機構，使緯密的控制精確程度得以提高。由于開口、引緯、打緯、送經(jīng)和卷取等五大運動都是以織機主軸轉(zhuǎn)動一周的時間為運動周期，因此， 可以用旋轉(zhuǎn)角度來表示運動的開始、結束時間及各運動的相互協(xié)調(diào)關系。位置時剪斷上一次引緯的緯紗， 65176。時引緯開始，到達 250176。時梭口開始閉合，到 310176。后開始下一輪的開口運動。之前完成。 開口機構： 開口系統(tǒng)的作用是根據(jù)織物上機圖上經(jīng)緯交織的變化規(guī)律，按序及時帶動經(jīng)紗，將經(jīng)紗分成上下兩層，形成供載緯器通過的 梭口通道。此階段經(jīng)紗張力由大到小逐漸變化。 (1)工作圓圖表示法：如圖 把開口三階段的起止時間標志在象征曲 柄回轉(zhuǎn)的圓周圖上，以箭頭表示曲柄回轉(zhuǎn)方向。綜平時間大致在上心附近。依次對應于開口、靜止、閉合三階段的角度稱為開口角、靜止角、閉合角。開口角、靜止角、閉合角的分配隨織機幅寬、織物種類、引緯方式和開口機構形式等因素而異。對于采用凸輪開口的高速織機，為使綜框運動平穩(wěn)和減少凸輪的不均勻摩擦，常采用開口角大于閉合角。 X (2)運動周期圖表示法：圖 織物的開口周期圖，該圖假設梭口的高度上下對稱，經(jīng)紗上下作等速運動，開口三階段的時間各相當于 120176。圖中的折線是開口過程中各階段梭口變化的示意曲線。如圖 為經(jīng)紗的最大升降動程，稱為梭口高度；從織口 B 到停經(jīng)架導棒 D 的水平距離為梭口長度或梭口深度，它又可分為梭口前部長度 L1 和后部長度 L2； L3為綜眼 C1 至后梁握紗點 E 的水平距離。當 m 等于 1 時，稱為對稱梭口， m 大于或小于 1 時稱為不對稱梭口。梭口滿開時上下層經(jīng)紗在織口 B 處形成的夾角稱為梭口前角，在停經(jīng)架中導棒 D 處形成的夾角稱為梭口后角。若 D、 E 兩點位于 BC 的延長線上，則經(jīng)位置線成為一條直線，成為經(jīng)直線。后梁高于經(jīng)平線，即 P0 時叫高后梁，后梁低于經(jīng)平線，即 P O 時叫低后梁?？椩焐a(chǎn)中所進行的經(jīng)位 置線調(diào)整一般是指后梁位置的改變，而其他各點的位置一旦確定，一般不再變化。若梭口前部上下層經(jīng)紗都各自準確的處于同一平面就稱為清晰梭口，它利于載緯器的通過，但這種開口方式經(jīng)紗容易糾纏，后綜框動程大，易造成經(jīng)紗斷頭。 三 、 梭 口 高 度 與 綜 框 動 程 1. 梭口高度 開口時經(jīng)紗的最大位移稱為梭口高度，各頁綜框處的高度是不一樣的，從織口向后梁方向逐頁增大，這樣前部梭口呈銳三角形?！?5176。目的是在保證梭口開啟，引緯器順利通過的同時，盡可能的減小鋼筘與綜框的擺動動程，以減少經(jīng)紗與它們之間的摩擦，有利于減少經(jīng)紗斷頭。對于清晰梭口，各頁綜框的開口高度不 一 ， 其 動 程 也 各 異 ， 兩 者 關 系 為 ： Si =Hi + e1+e2+e3 式中： Si—— 綜 框 動 程 ； Hi—— 綜框處的梭口高度； e1—— 綜絲眼長度； e2—— 綜絲耳環(huán)與綜絲桿間的間隙； e3——綜框及其傳動連接件的變形以及運動副中的間隙所造成的動程減少量。由于無梭織機的高速化，對開口運動提出了更高的要求，如開、閉口角不相等，后者短一些以增加靜止時間；甚至向上開口與向下開口的動程或時間亦不相等，以適應不同的引緯方式。 XII 五 、 開 口 過 程 中 經(jīng) 紗 的 拉 伸 變 形 在開口過程中經(jīng)紗的拉伸變形的大小與梭口高度和深度有關：在梭口前、后部高度和深度一定時，經(jīng)紗的伸長變形與梭口高度平方近似成正比；梭口高度一定時，梭口深度愈長，經(jīng)紗的伸長愈小。為防止因張力過大而引起經(jīng)紗斷頭，應控制合理的梭口高度，力求較長的梭口深度。 1. 曲柄開口機構 曲柄開口機構的連接點均是轉(zhuǎn)動副，對高速運轉(zhuǎn)有利，用于高速劍桿織機和某些噴氣織機。 2. 偏心開口機構 偏心傳動開口機構的偏心裝置有滾針軸承套裝在織機中軸上，中軸的轉(zhuǎn)速是織機主軸速度的一半。一般這類織機在運轉(zhuǎn)時沒有靜止時間 ，綜框運動近似于簡諧運動。 3. 凸輪 ( 踏盤 ) 開 口 機 構 凸輪傳動開口機構包括用彈簧回綜的消極凸輪機構 (踏盤 )和積極式外側共軛凸輪機構。這種機構通常用于大量生產(chǎn)織物的現(xiàn)代織機上，尤其是用于織密織物時用4—8 頁綜框織平紋織物，它容易使綜框運動獲得靜止并具有不對稱性，而且是綜框的平綜時間相互叉開，使經(jīng)紗的斷頭率減少。 4. 多臂開口機構 多臂開口機構是一種提綜器，新型多臂機提綜數(shù)可達 12—24 頁綜框，各頁綜之間的片距一般為 12 mm。 現(xiàn)代無梭織機所用多臂機的特點是都用全開梭口取代半開梭口或閉合梭口。它沒有任何浪費的動作，從而有利 于減少經(jīng)紗的斷頭。 現(xiàn)代多臂機主要有三種結構： 復 動 式 積 極 多 臂 —— 如 Staubli 2232 ； 復 動 式 消 極 多 臂 —— 如 Staubli 2500 及 2560 系 列 的 電 子 多 臂 ； 回轉(zhuǎn)多臂 ——如 Stauble2600 式及 2800 系列的電子多臂。提花開口機構有單動式、復動式和單花筒、雙花筒之分?？棛C主軸每一轉(zhuǎn)刀架升降一次，形成一次梭口；復動式則配置兩組豎鉤和兩個刀架，織機主軸每一轉(zhuǎn)，兩個刀架交替各自升降一次，形成兩次梭口。 提花機的規(guī)格一般用針數(shù) (號數(shù)、口數(shù)或孔數(shù) )來表示，即其所能容納的橫針數(shù)。 900—2688 針提花機多用于棉織行業(yè)，織制各種提花棉織物， 1400—15000 針提花機多用于絲織行業(yè)及裝飾布行業(yè)，織制各種提花被面類的絲織物及裝飾布織物。適用于一些特殊織物的織造。 PLC 對一系列輸入信號進行處理后，做出相應的動作，完成對織機的控制。 XIV 設計任務 設計一個織機電氣控制系統(tǒng) ，主要有電控箱中的主控制器、電源、測量和控制接口，包括 PLC 配置設計、人機交流界面設計和電氣設計。 4． 基于 PLC 的劍桿織機控制系統(tǒng)軟件設計及其調(diào)試。有消極式和積極式兩類。由于經(jīng)軸轉(zhuǎn)動慣性大，易造成經(jīng)紗張力較大的波動。隨著編織的進行，經(jīng)軸直徑逐漸變小，因此主軸與經(jīng)軸之間的傳動裝置必須相應增加傳動比，以保持經(jīng)軸送經(jīng)速度恒定，否則送經(jīng)量將愈來愈少。張力感應式機構通過張 力桿感應經(jīng)紗張力的大小來控制經(jīng)軸的轉(zhuǎn)速。這類機構以預定線速度送出經(jīng)紗 , 能在高速運轉(zhuǎn)條件下穩(wěn)定地工作。這樣，織造的過程中，經(jīng)紗的張力比較平衡。經(jīng)編機在運轉(zhuǎn)時，坯布牽拉的速度對坯布的密度和質(zhì) 量都有影響。因此，為了要得到結構比較均勻的經(jīng)編坯布，就必須保持牽拉速度恒定 傳動機構 織機主軸的傳動：為適應不同原料、織物品種的要求，織機從起動到正常運轉(zhuǎn)需采用不同速度傳動。高速經(jīng)機一般使用高起動轉(zhuǎn)矩的電動機，其起動轉(zhuǎn)矩一般不小于正常運轉(zhuǎn)時滿載轉(zhuǎn)矩的 3/4，以確?？焖倨饎?，使經(jīng)機在盡可能短的時間內(nèi)加速到全速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，減少開停車條痕的橫列數(shù)，改善坯布的質(zhì)量。 成圈機件的傳動：為了使成圈過程中各機件產(chǎn)生一定規(guī)律的運動并保證紡織的順利進行，成圈機件的傳動機構必須滿足：保證各成圈機件的運動在時間上能密切配合；盡量使機件在運動中輕快平穩(wěn)，避免出現(xiàn)速度的急劇變化；傳動機構的結構盡可能簡單，制造加工方便。 系統(tǒng)主要 有幾個模塊組成： PLC 控制裝置，角度編碼器裝置，經(jīng)紗檢測裝置，緯XVI 紗檢測裝置，離合制動部分，報警保護部分，人機交互界面方案，電子送經(jīng)卷曲，緯紗選色部分， PLC 控制裝置：采用的三菱公司推出的 FX2N32MR 角度編碼器裝置：采用的是天津霍德生產(chǎn)的絕對式 HJM 經(jīng)紗檢測裝置：采用電氣式經(jīng)紗檢測裝置 緯紗檢測裝置：采用電氣式緯紗檢測裝置 離合制動部分：采用 DSG 電磁離合器啟動、制動 報警保護部分：只要把這個四色警燈的對應的四個信號線頭與 PLC 輸出口一一相連接即可。 FX2N 系列 PLC 的用戶存儲器可擴展到 16K 步， I/O 點最多可擴展到 256點，有 27 條基 本指令，其執(zhí)行速度超過了很多大型 PLC。 電氣控制裝置的資源配置 I/O 口地址分配如表 81 所示。 表 82 中間變量地址分配表 地址 功能 地址 功能 M0 啟動 M11 斷經(jīng)停車 M1 停車 M12 運行角度控制 M2 低壓制動中間變量 M13 電子送經(jīng) M3 高壓制動中間變量 M14 梳櫛橫移 M4 急停 M15 變頻器報警復位 M5 變頻器故障消鈴 M16 送經(jīng)伺服電機 M6 運行 M17 橫移伺服電機 M7 經(jīng)停信號 M19 光電編碼器觸發(fā)信號 M8 油壓信號 M20 光電編碼器角度顯示 M9 經(jīng)停停車 M21 變頻器啟動 M10 斷經(jīng)信號 M22 變頻器停止 在本次設計中只有四十幾個 I/O 口，可以使用一個外加一個 16 輸入和 16 輸出的擴展模塊解決，這樣可以降低成本。本論文采用的是三菱電機公司生產(chǎn)的 FX1NC32MT，因為 FX1NC32MT 性價比好，且近年來，在國已經(jīng)廣泛應用于各行各業(yè)的生產(chǎn)過程的自動控制中。 FX2N 系列兼?zhèn)漭斎胼敵鰯U展、模擬量控制，通訊，鏈接功能等擴展性，所以，不僅在 FA，也廣泛使用在其它領域。性價比連接小型 FX2NC 系列的輸入輸出擴展模塊后，輸入輸出點數(shù)量最大可以為 128點。 2.機身小巧，高速運算基本指令： ~： ~數(shù) 100us/指令 3.使用放心，存儲量大的存儲器規(guī)格內(nèi)置 8000 步 EEPROM 存儲器安裝存儲盒后，最大可以擴展到 16000 步 ： 3072 點定時器： 256點計數(shù)器： 235 點數(shù)據(jù)寄存器： 8000 點 海外的產(chǎn)品適合種安全規(guī)格規(guī)格概況規(guī)格概況電源電源規(guī)格 DC 電源型： DC24V 輸入輸出輸入規(guī)格 DC24V7mA/5mA無電壓接點，或者 NPN 集電極開路型晶體管輸入（光電隔離）輸出規(guī)格晶體管輸出型： ， ， DC5V~30V 輸入輸出擴展特殊擴展可以直接連接 FX2NC 系列的擴展模塊。 檢測部分方案選擇 角