福建睿能科技股份有限公司 張國(guó)利/ 文

技術(shù)追蹤 TECHNOLOGY

電腦橫機(jī)新型推針三角控制裝置的設(shè)計(jì)與改進(jìn)

福建睿能科技股份有限公司 張國(guó)利/ 文

本文介紹了一種電腦橫機(jī)新型推針三角控制裝置的設(shè)計(jì)及改進(jìn)。該控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪、推針三角連桿以及推針三角導(dǎo)向座。通過(guò)對(duì)該裝置重新設(shè)計(jì)，使得每個(gè)系統(tǒng)中的新型推針三角能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)控制，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，同時(shí)配合選針?biāo)惴ǎ靡詫?shí)現(xiàn)電腦橫機(jī)對(duì)織物的高效編織。

推針三角 磁鋼驅(qū)動(dòng)機(jī)械式推針機(jī)構(gòu) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)式推針機(jī)構(gòu)

1 引言

近年來(lái)電腦橫機(jī)市場(chǎng)逐漸擺脫低谷，各大主機(jī)企業(yè)銷售數(shù)量較去年同期都有了顯著增長(zhǎng)，分析其原因：其一，2009~2010年間出廠的橫機(jī)效率偏低，已不能滿足當(dāng)前下游用戶的生產(chǎn)需求；其二，國(guó)內(nèi)的電腦橫機(jī)制造技術(shù)水平和控制系統(tǒng)不斷提高，機(jī)頭快速回轉(zhuǎn)、動(dòng)態(tài)密度，針床橫移零等待、多針距等技術(shù)逐漸成熟完善，故眾多用戶對(duì)橫機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代。

在電腦橫機(jī)技術(shù)改進(jìn)的各種方向中，通過(guò)對(duì)電腦橫機(jī)零部件以及控制方案進(jìn)行改進(jìn)，以縮短編織時(shí)間，提高編織效率，成為眾多廠商提高橫機(jī)總體性能的首要努力方向。而電腦橫機(jī)的編織是基于控制系統(tǒng)及其機(jī)械部件的協(xié)同工作，編織出針是其中的一個(gè)基本動(dòng)作。其動(dòng)作過(guò)程為：織針經(jīng)過(guò)初選、重選，由推針三角推動(dòng)選針片帶動(dòng)彈簧針將其送至初始位置，使彈簧針不受壓迫，并使長(zhǎng)針處于工作狀態(tài)；由推針三角將長(zhǎng)針二段接走，并退往中山三角工作軌跡中，出針至3/4，完成基礎(chǔ)編織動(dòng)作，再由織針牽拉紗線成圈進(jìn)行織物的基礎(chǔ)編織。

2 現(xiàn)有推針三角驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)及其控制方式

推針三角是電腦橫機(jī)實(shí)現(xiàn)編織的一個(gè)重要三角機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中具有多系統(tǒng)的橫機(jī)包括多個(gè)推針三角，多個(gè)推針三角通過(guò)一個(gè)推針三角連桿連接，推針三角連桿在機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)在磁鋼導(dǎo)向作用下帶動(dòng)多個(gè)推針三角左右運(yùn)動(dòng)。主要缺陷如下：

1）純機(jī)械控制，無(wú)反饋信號(hào)給系統(tǒng)，如發(fā)生推針連桿出現(xiàn)故障，系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行故障停機(jī)，會(huì)造成織物與設(shè)備損壞。

2）因推針三角連桿帶動(dòng)多個(gè)推針三角左右運(yùn)動(dòng)，無(wú)法單獨(dú)控制每個(gè)系統(tǒng)的推針三角，無(wú)法進(jìn)行效率優(yōu)化。

現(xiàn)有技術(shù)中三角系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1-1和1-2所示：

圖1-1 單系統(tǒng)推針三角驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

圖1-2 多系統(tǒng)推針三角驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

3 新型（電機(jī)式）推針三角控制裝置

為避免以上缺陷，提高推針三角控制的可靠性和靈活性，設(shè)計(jì)一種電機(jī)式推針三角的控制裝置，用于控制推針三角左行突出，右行突出與左右推針三角收起，該控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪、推針三角連桿以及推針三角導(dǎo)向座。齒輪設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)上，推針三角連桿設(shè)置在齒輪的下方，推針三角連桿與推針三角連接，推針三角導(dǎo)向座用于限定推針三角的移動(dòng)位置，步進(jìn)電機(jī)和推針三角導(dǎo)向座固定在三角底板上。其三角系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖以及驅(qū)動(dòng)電路如圖2-1和2-2所示：

圖2-1 推針三角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

圖2-2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

其中，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上裝配有位置傳感器，控制器可實(shí)時(shí)采集傳感器型號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)IC進(jìn)行可靠的閉環(huán)控制，極端情況下機(jī)構(gòu)卡死等異常情況時(shí)，均能反饋給控制器做出保護(hù)停機(jī)，避免損失。

4 現(xiàn)有技術(shù)和改進(jìn)型技術(shù)的區(qū)別

通過(guò)加入步進(jìn)電機(jī)，新型推針三角控制與原有推針三角控制在編織狀態(tài)、設(shè)備結(jié)構(gòu)與控制方式方面具有以下差異：

1）編織狀態(tài)

現(xiàn)有技術(shù)方案兩種狀態(tài)：左行突出，右行突出。

改進(jìn)技術(shù)方案三種狀態(tài)：左行突出，右行突出，左右推針三角收起。

2）結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有技術(shù)方案：多個(gè)推針三角通過(guò)一個(gè)推針三角連桿連接，推針三角連桿帶動(dòng)多個(gè)推針三角左右運(yùn)動(dòng)，無(wú)法單獨(dú)控制每個(gè)系統(tǒng)的推針三角。

改進(jìn)技術(shù)方案：每個(gè)系統(tǒng)推針三角無(wú)連接裝置，可單獨(dú)控制每個(gè)系統(tǒng)的推針三角。

3）控制方式

現(xiàn)有技術(shù)方案：通過(guò)機(jī)械磁鋼帶動(dòng)換向，無(wú)到位反饋裝置。

改進(jìn)技術(shù)方案：由步進(jìn)電機(jī)控制，有感應(yīng)器或編碼器反饋到位狀態(tài)。

5 現(xiàn)有技術(shù)與改進(jìn)技術(shù)工作原理分析

橫機(jī)用于進(jìn)行編織，如圖3-1所示，現(xiàn)有技術(shù)的橫機(jī)包括至少兩個(gè)系統(tǒng)11和12，以兩個(gè)系統(tǒng)11和12為例進(jìn)行說(shuō)明。如系統(tǒng)11工作，系統(tǒng)12不工作，在橫機(jī)向左進(jìn)行編織時(shí)，系統(tǒng)11的選針器13進(jìn)行編織，系統(tǒng)12的選針器14用于為橫機(jī)的下一次編織的進(jìn)行預(yù)選針，即選針器14用于為橫機(jī)向右進(jìn)行編織時(shí)進(jìn)行預(yù)選針。因此橫機(jī)編織一次的行程為編織物的長(zhǎng)度L1和3/4橫機(jī)的機(jī)頭長(zhǎng)度L2之和，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的橫機(jī)的編織行程長(zhǎng)，編織效率低。

圖3-1 機(jī)械控制推針三角機(jī)頭行程圖

新型推針三角控制裝置編織，如圖3-2與圖3-3所示，假設(shè)橫機(jī)包括至少兩個(gè)系統(tǒng)和控制器30，其中橫機(jī)包括系統(tǒng)1、系統(tǒng)2、……以及系統(tǒng)n，n為大于或等于2的正整數(shù)。每個(gè)系統(tǒng)包括兩個(gè)選針器，即系統(tǒng)1包括選針器1’和選針器2’，系統(tǒng)2包括選針器3’和選針器4’，……，系統(tǒng)n包括選針器2n-1’和選針器2n’。 橫機(jī)的控制器30與至少兩個(gè)系統(tǒng)分別連接，用于控制至少兩個(gè)系統(tǒng)的選針器進(jìn)行編織、預(yù)選針或者避開。

圖3-2 電子控制推針三角機(jī)頭行程圖

如圖3-3所示，選用該裝置控制選針包括以下步驟:步驟S21：在至少兩個(gè)系統(tǒng)中至少一個(gè)系統(tǒng)不工作時(shí)，控制器30控制每個(gè)工作的系統(tǒng)中的一個(gè)選針器進(jìn)行編織；其中，系統(tǒng)不工作具體為橫機(jī)沒有采用該系統(tǒng)對(duì)編織物進(jìn)行編織，工作的系統(tǒng)為橫機(jī)采用該系統(tǒng)對(duì)編織物進(jìn)行編織。在橫機(jī)進(jìn)行左行編織時(shí)，控制器30控制位于工作的系統(tǒng)的左側(cè)的選針器進(jìn)行編織；在橫機(jī)進(jìn)行右行編織時(shí)，控制器30控制位于工作的系統(tǒng)的右側(cè)的選針器進(jìn)行編織。

圖3-3 電子控制推針三角橫機(jī)的選針方法的流程圖

當(dāng)橫機(jī)包括系統(tǒng)1和系統(tǒng)2時(shí)，系統(tǒng)1不工作，系統(tǒng)2工作；或者系統(tǒng)1工作，系統(tǒng)2不工作。在系統(tǒng)1不工作，系統(tǒng)2工作時(shí)，橫機(jī)進(jìn)行左行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的左側(cè)的選針器進(jìn)行編織；橫機(jī)進(jìn)行右行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的右側(cè)的選針器進(jìn)行編織。

步驟S22：控制器30控制在與編織的選針器相鄰的選針器中的至少一個(gè)選針器進(jìn)行預(yù)選針。其中，位于正在編織的選針器兩側(cè)的選針器，即該兩側(cè)的選針器與編織的選針器相鄰設(shè)置，控制器30控制該兩側(cè)的選針器中的至少一個(gè)選針器進(jìn)行預(yù)選針，以使橫機(jī)在進(jìn)行下一次編織時(shí)直接編織。在系統(tǒng)1不工作，系統(tǒng)2工作時(shí)，橫機(jī)進(jìn)行左行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的右側(cè)的選針器進(jìn)行預(yù)選針；橫機(jī)進(jìn)行右行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的左側(cè)的選針器進(jìn)行預(yù)選針。進(jìn)一步參見圖3-4和圖3-5，圖3-4是圖3-2中選針器在正常位置的示意圖；圖3-5是圖3-2中選針器在選針位置的示意圖。選針器41為上述實(shí)施例所描述的選針器，如圖3-4所示，選針器41在正常位置時(shí)，選針器41的選針擺片42壓住選針片43上，選針片43設(shè)置在彈簧片44上。如圖3-5所示，選針器41在選針位置，即選針器41在預(yù)選針時(shí)，選針器41的選針擺片42避開選針片43，以使的選針片43被抬起；在選針器41進(jìn)行編織時(shí)，控制器30控制橫機(jī)的推針三角推動(dòng)被抬起的選針片43。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的橫機(jī)，本改進(jìn)型方案的選針方法在與編織的選針器相鄰的選針器中的至少一個(gè)選針器進(jìn)行預(yù)選針，能夠減少橫機(jī)編織時(shí)運(yùn)行的行程，提高橫機(jī)編織的效率。

圖3-4 選針器在正常位置的示意圖圖3-5 選針器在選針位置的示意圖

綜上所述，在橫機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)編織時(shí)，機(jī)頭有效行程距離得到大大縮短，預(yù)計(jì)可節(jié)省25%的編織時(shí)間，大大提高了橫機(jī)的編織效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

隨著電腦橫機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的不斷改造、升級(jí)，對(duì)應(yīng)的核心技術(shù)控制系統(tǒng)也在不斷地創(chuàng)新，通過(guò)橫機(jī)控制系統(tǒng)以及機(jī)頭三角推針機(jī)構(gòu)的機(jī)電一體化的協(xié)同開發(fā)工作，結(jié)合我公司的F4000PLUS電腦針織橫機(jī)控制系統(tǒng)（產(chǎn)品），滿足了橫機(jī)高效編織的需求，該技術(shù)推廣到國(guó)內(nèi)眾多橫機(jī)制造廠家，得到了用戶的認(rèn)可，提高了生產(chǎn)效率，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，證實(shí)了F4000PLUS電腦針織橫機(jī)控制系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性與實(shí)用性，推動(dòng)了橫機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展。