郭 康

(國(guó)家紡織器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,天津 300308)

0 引言

目前,我國(guó)無(wú)梭織機(jī)的規(guī)?？涨鞍l(fā)展,且呈逐年增加的態(tài)勢(shì)[1]?？棛C(jī)主噴嘴噴出的氣流將儲(chǔ)緯器上的緯紗均勻地帶入噴氣織機(jī)用異形筘(以下簡(jiǎn)稱“氣筘”)異形槽內(nèi),借助輔助噴嘴噴射出的接力氣流,使緯紗在織口中平穩(wěn)勻速飛行,最終完成引緯、打緯動(dòng)作。因此,需要有對(duì)氣筘氣流槽內(nèi)的壓縮氣流動(dòng)態(tài)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)的儀器,以保證每片氣筘在上機(jī)使用前均能夠達(dá)到使用要求[2]。

1 現(xiàn)有檢驗(yàn)儀器的弊端

按照每臺(tái)噴氣織機(jī)每年3片氣筘的用量,國(guó)內(nèi)織造企業(yè)每年需要使用氣筘?cái)?shù)量可高達(dá)上百萬(wàn)片,需更換的約占1/3,而每片氣筘在織物更換品種時(shí),可重復(fù)使用6次～8次,每次上機(jī)前均需重新校驗(yàn)。

目前,多數(shù)國(guó)內(nèi)織造企業(yè)采用新氣筘上機(jī)人工調(diào)整、維修氣筘采取返廠維修的方法,費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)。而氣筘制造企業(yè)由于原材料價(jià)格上漲,用工成本增加,其盈利空間也逐年降低。

目前,大多數(shù)氣筘制造企業(yè)使用由國(guó)家紡織器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心制造的氣筘檢測(cè)儀和修筘儀。采用1臺(tái)檢測(cè)儀配備1臺(tái)或2臺(tái)修筘儀,其正常的工作流程為:將氣筘放入檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)檢測(cè)結(jié)果、操作人員再將氣筘拿到修筘儀上進(jìn)行修磨,修磨后再次將氣筘拿到檢測(cè)儀上進(jìn)行檢測(cè);如果不合格還要再次在修筘儀上修磨,這就要求操作人員在2臺(tái)儀器之間往返數(shù)次,如果是新手還要進(jìn)行更多次往返工作,費(fèi)時(shí)費(fèi)工[3]。

鑒于此,需研發(fā)出計(jì)算機(jī)一體化控制噴氣織機(jī)用筘氣壓值檢修儀,使原來(lái)2臺(tái)儀器的工作只需在1臺(tái)儀器上完成,可使制造企業(yè)在該工序減少1/3的用工成本,同時(shí)可減少往返時(shí)間,避免來(lái)回搬運(yùn)氣筘造成不必要的磕碰或損傷,大幅減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 計(jì)算機(jī)一體化控制氣筘氣壓值檢修儀

2.1 設(shè)計(jì)思路

將反射氣流折射理論引入檢測(cè)方法,研究氣流在槽內(nèi)螺旋運(yùn)動(dòng)方式,最終決定采用輔噴嘴噴射氣流按一定的入射角度射入筘槽,并使其在筘槽內(nèi)形成螺旋氣流折射進(jìn)入皮特管。因筘片質(zhì)量產(chǎn)生的壓力變化均被傳感器接收,噴嘴的位置形態(tài)與織機(jī)輔噴嘴一致。因此按照文獻(xiàn)[4]進(jìn)行測(cè)定,這種形式檢測(cè)的氣筘氣壓值變化狀態(tài)符合實(shí)物質(zhì)量。有關(guān)筘檢測(cè)方面的發(fā)明專利見(jiàn)表1。

計(jì)算機(jī)一體化控制噴氣織機(jī)用筘氣壓值檢修儀采用Mictosoft Visual Studio平臺(tái)編制控制程序,采用設(shè)計(jì)接口電路和AD轉(zhuǎn)換器。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)出調(diào)校工藝,為編制調(diào)校工藝程序提供基礎(chǔ)參數(shù)。

2.2 組成

噴氣織機(jī)用筘氣壓值檢修儀由檢測(cè)單元和修磨單元組成。整個(gè)儀器主要由基座、工作臺(tái)面、測(cè)量系統(tǒng)(傳感器)、PLC(控制系統(tǒng))、人機(jī)操作界面、伺服控制器、驅(qū)動(dòng)設(shè)備(電機(jī))、儲(chǔ)氣調(diào)壓系統(tǒng)和氣動(dòng)控制系統(tǒng)等構(gòu)成[5]。

表1 有關(guān)筘檢測(cè)方面的專利

2.3 工作原理

該儀器平臺(tái)程序分為3個(gè)部分。

第1部分:檢測(cè)數(shù)據(jù)的收集。根據(jù)不同織機(jī)的工作原理,建立不同規(guī)格型號(hào)氣筘氣壓值數(shù)據(jù)庫(kù)(主要通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)筘采集)。

第2部分:控制檢測(cè)部分按照程序要求完成檢測(cè)動(dòng)作、接收檢測(cè)數(shù)據(jù),并與標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)內(nèi)同型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)筘的標(biāo)準(zhǔn)示值比較分析,繪制曲線圖并顯示。

第3部分:根據(jù)數(shù)據(jù)曲線圖指導(dǎo)修磨儀對(duì)氣筘進(jìn)行修磨。

2.4 電氣控制系統(tǒng)

檢修過(guò)程多個(gè)元器件的協(xié)同動(dòng)作需要PLC指令精確控制,以實(shí)時(shí)傳輸和處理各種數(shù)字信號(hào)和模擬量信號(hào)。電氣控制系統(tǒng)由檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳輸運(yùn)算系統(tǒng)和工作系統(tǒng)(修磨)組成[6],見(jiàn)圖1所示。

圖1 檢修儀PLC及電氣控制系統(tǒng)框圖

2.5 工作臺(tái)面

檢修儀工作臺(tái)面采用碳鋼澆鑄工藝,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不變形,受環(huán)境影響較小,經(jīng)高精密磨床精磨而成,其長(zhǎng)度為5000 mm,寬度為600 mm,夾持筘工作面對(duì)導(dǎo)軌的直線度為0.05 mm/(1000 mm),平面度為0.03 mm,在工作臺(tái)面同側(cè)安裝雙導(dǎo)軌。其導(dǎo)軌采用BSG25-4000型韓國(guó)SBC高精密導(dǎo)軌,滑塊為SBG25SL型。

2.6 氣動(dòng)控制系統(tǒng)

氣動(dòng)控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 氣動(dòng)控制系統(tǒng)框圖

2.7 修磨單元工作系統(tǒng)

修磨單元工作系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、電機(jī)、進(jìn)刀微動(dòng)系統(tǒng)和拋輪組成。該系統(tǒng)的參數(shù)為:最大修筘長(zhǎng)度為3500 mm,拋輪上下裝置的調(diào)整范圍為60 mm,拋輪前后伺服微調(diào)裝置的調(diào)整范圍為15 mm,走車速度的調(diào)節(jié)范圍為1 mm/s～180 mm/s,拋輪轉(zhuǎn)速為1500 r/min～2500 r/min;適用氣流槽的高度為50 mm～70 mm;總功率為500 W。修磨單元系統(tǒng)框圖如圖3所示。

圖3 修磨單元系統(tǒng)框圖

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方法,將通過(guò)多年實(shí)驗(yàn)和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的修磨工藝作為編制調(diào)校工藝程序的基礎(chǔ)參數(shù)。修磨單元的拋輪進(jìn)刀微動(dòng)系統(tǒng),采用雙蝸桿系統(tǒng)使得伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一周拋輪進(jìn)刀為0.05 mm。

2.8 檢測(cè)單元

模仿氣筘在織機(jī)上的工作狀態(tài),采用立式夾筘方式雙噴嘴結(jié)構(gòu),最大有效測(cè)量距離為4500 mm;氣壓值接收距離:一是檢測(cè)氣流槽下邊夾角為12°的氣筘,其噴嘴至皮特管接收孔之間距離為80 mm(多數(shù)以日本機(jī)器為主);二是氣流槽下邊夾角為6°的氣筘,其噴嘴至皮特管接收孔間距為110 mm(多數(shù)以歐洲織機(jī)為主)。氣流槽高度微調(diào)系統(tǒng)調(diào)整范圍為50 mm～57 mm,測(cè)量速度為3 m/min,測(cè)量精度為±0.1%。

3 工作狀態(tài)

3.1 操作人員按照工藝要求,將被測(cè)氣筘的規(guī)格型號(hào)輸入計(jì)算機(jī),然后將氣筘放于夾板中夾好,在計(jì)算機(jī)檢測(cè)儀控制頁(yè)面中點(diǎn)擊開(kāi)始,檢測(cè)單元開(kāi)始工作,對(duì)氣筘進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)把檢測(cè)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)。

3.2 計(jì)算機(jī)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)同規(guī)格型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)氣筘的數(shù)值進(jìn)行比對(duì),并根據(jù)各點(diǎn)的差異繪出曲線圖和各點(diǎn)需要修磨的位置和修磨深度。

3.3 修磨單元按照計(jì)算機(jī)繪制的曲線進(jìn)行修磨,第一遍修磨完成后,修磨機(jī)自動(dòng)返回到起點(diǎn)。

3.4 檢測(cè)儀再次對(duì)氣筘進(jìn)行檢測(cè),檢驗(yàn)修磨后的實(shí)際情況,檢測(cè)后計(jì)算機(jī)自動(dòng)比對(duì),是否符合標(biāo)準(zhǔn)氣筘的各項(xiàng)參數(shù)。如果合格,即工作完成;否則計(jì)算機(jī)會(huì)再次啟動(dòng)修磨儀按照新的檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)氣筘進(jìn)行修磨,直到合格為止。

4 結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)一體化控制噴氣織機(jī)用筘氣壓值檢修儀,已經(jīng)在天津市科技委員會(huì)完成立項(xiàng),項(xiàng)目編號(hào)為09ZHHJGX31300。該儀器具有操作簡(jiǎn)單,對(duì)操作者的技術(shù)水平要求不高,檢修速度快,精度高等特點(diǎn)。對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量控制提供可靠的測(cè)試數(shù)據(jù),能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定,為企業(yè)的發(fā)展、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低企業(yè)生產(chǎn)成本發(fā)揮重要作用。