運(yùn)籌學(xué)課件送經(jīng)機(jī)構(gòu)

8.織機(jī)送經(jīng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)織機(jī)經(jīng)紗動(dòng)態(tài)張力圖2-1織機(jī)經(jīng)紗系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)模塊圖經(jīng)紗張力、織口位置提綜運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)打緯運(yùn)動(dòng)卷取運(yùn)動(dòng)送經(jīng)運(yùn)動(dòng)織物的品質(zhì)經(jīng)紗張力是織造生產(chǎn)中的重要工藝參數(shù)，它不但與織造的順利進(jìn)行有關(guān)，還直接影響著經(jīng)紗斷頭率的高低和織物的質(zhì)量。經(jīng)紗張力經(jīng)紗張力圖2-2平紋織物的動(dòng)態(tài)經(jīng)紗張力曲線ab21第一轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)第一轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)ab3主軸轉(zhuǎn)角主軸轉(zhuǎn)角0°0°0°0°為了維持正?？椩?，送經(jīng)機(jī)構(gòu)須賦予經(jīng)紗一定的張力。可通過(guò)加壓彈簧（或重錘）來(lái)產(chǎn)生，這種經(jīng)紗張力稱為上機(jī)張力或靜態(tài)張力（如圖中直線1所示）。不同的織物和不同結(jié)構(gòu)型式的送經(jīng)機(jī)構(gòu)所要求的經(jīng)紗上機(jī)張力是不一樣的。上機(jī)張力太大，易使經(jīng)紗斷頭；太小，又會(huì)使梭口不清，影響引緯。經(jīng)紗張力經(jīng)紗張力ab21第一轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)第一轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)ab3主軸轉(zhuǎn)角主軸轉(zhuǎn)角0°0°0°0°織機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后，開(kāi)口、打緯、卷取、送經(jīng)、后梁擺動(dòng)等使經(jīng)紗伸長(zhǎng)變形，使經(jīng)紗張力發(fā)生復(fù)雜變化，稱為動(dòng)態(tài)經(jīng)紗張力（曲線2和3所示）。動(dòng)態(tài)經(jīng)紗張力隨著主軸的回轉(zhuǎn)作周期性的變化。多數(shù)織物的動(dòng)態(tài)經(jīng)紗張力的最高峰值出現(xiàn)在打緯時(shí)期，如曲線2中的a處；有些稀緯密織物的打緯力比較小，開(kāi)口張力b就大于打緯張力a，如曲線3所示。經(jīng)紗張力經(jīng)紗張力ab21第一轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)第一轉(zhuǎn)第二轉(zhuǎn)ab3主軸轉(zhuǎn)角主軸轉(zhuǎn)角0°0°0°0°織軸退繞過(guò)程中，若織軸的送經(jīng)量不等于織造的經(jīng)紗消耗量，也將引起經(jīng)紗張力的波動(dòng)，這種波動(dòng)與周期性的動(dòng)態(tài)張力波動(dòng)有本質(zhì)區(qū)別：一個(gè)是發(fā)生在整個(gè)織軸退繞過(guò)程中，一個(gè)發(fā)生在織機(jī)主軸各個(gè)回轉(zhuǎn)中。因送經(jīng)不良而引起的經(jīng)紗張力波動(dòng)，基本上不會(huì)顯著改變周期性動(dòng)態(tài)經(jīng)紗張力的波形特征，主要是改變了峰值的大小和整個(gè)波形曲線的位置高低。K2K1K3X(a)彈簧式加壓O1(b)重錘式加壓O1W活動(dòng)式后梁的結(jié)構(gòu)和型式θ經(jīng)紗動(dòng)態(tài)張力的測(cè)試與控制0809AD轉(zhuǎn)換8031單片機(jī)及外圍電路顯示器鍵盤TP40微型打印機(jī)經(jīng)紗張力傳感器LS-2000經(jīng)紗張力檢測(cè)控制器YD-15電阻應(yīng)變儀經(jīng)紗張力織機(jī)主軸位置信號(hào)

經(jīng)紗張力檢測(cè)原理圖片紗片紗電阻應(yīng)變片圖2-12經(jīng)紗張力傳感器第一節(jié)概述

一、送經(jīng)機(jī)構(gòu)的作用

卷取運(yùn)動(dòng)使剛剛形成的織物被不斷引離織口，這就必須從織軸上放出相應(yīng)長(zhǎng)度的經(jīng)紗，并保持一定經(jīng)紗張力，保證織造的連續(xù)進(jìn)行。二、送經(jīng)機(jī)構(gòu)的要求1.送經(jīng)量要合適，能保證織造過(guò)程中送經(jīng)均勻，送經(jīng)機(jī)構(gòu)應(yīng)具有較好的系統(tǒng)穩(wěn)定性，以滿足所織產(chǎn)品的用經(jīng)要求。2.機(jī)構(gòu)所能送出的最小經(jīng)紗量要盡可能小，最大送經(jīng)量要盡可能大，以盡量擴(kuò)大可織緯密范圍，適應(yīng)多品種需要。3.給經(jīng)紗符合工藝要求的上機(jī)張力，并保證從滿軸到空軸的加工過(guò)程中張力均勻。張力和送經(jīng)量的調(diào)節(jié)要精密，最好能無(wú)極調(diào)節(jié)，以適應(yīng)產(chǎn)品高檔化的要求。4.送經(jīng)要平穩(wěn)，最好采用連續(xù)送經(jīng)，以盡量消除機(jī)構(gòu)慣性的影響。在主軸一回轉(zhuǎn)中，送經(jīng)運(yùn)動(dòng)應(yīng)與卷取等運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合。5.機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)要快，能及時(shí)追隨張力變化并調(diào)節(jié)送經(jīng)量。機(jī)構(gòu)要堅(jiān)固，以適應(yīng)織機(jī)高速、闊幅、大張力織造的需要。機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)要方便，并能適應(yīng)織機(jī)自動(dòng)化的要求。

第一節(jié)概述

第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：（1）響應(yīng)速度比機(jī)械送經(jīng)系統(tǒng)快10倍左右。高檔噴氣、劍桿織機(jī)以及噴水織機(jī)都需要使用電子送經(jīng)裝置。（2）具有記憶功能，在織機(jī)再啟動(dòng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)織軸的任意倒順轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)在時(shí)間上先于主電機(jī)執(zhí)行反轉(zhuǎn)等動(dòng)作，有效地防止了開(kāi)車稀密路。（3）電子送經(jīng)張力的控制精度高，從滿織軸到小織軸，經(jīng)紗張力差異小于2%。（4）仍采用平均經(jīng)紗張力作為控制對(duì)象，仍以活動(dòng)后梁作為經(jīng)紗張力的檢測(cè)和調(diào)節(jié)的主要部件。電子送經(jīng)系統(tǒng)在經(jīng)紗張力調(diào)節(jié)功能上，只是對(duì)機(jī)械送經(jīng)系統(tǒng)作出了部分改進(jìn)。（5）電子送經(jīng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)經(jīng)紗張力變化平穩(wěn)，波動(dòng)量較小。（6）電子送經(jīng)系統(tǒng)可通過(guò)鍵盤或觸摸屏等事先設(shè)定一組變化的送經(jīng)參數(shù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)執(zhí)行，可以制織變緯密等特殊織物。一、電子送經(jīng)原理第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

信號(hào)處理張力傳感器信號(hào)處理調(diào)頻裝置送經(jīng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)紗張力張力設(shè)定值++--二、經(jīng)紗張力檢測(cè)裝置（一）接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)方式1-后梁2-后梁擺桿3-張力彈簧4、5-鐵片6、7-接近開(kāi)關(guān)

8-阻尼器9-經(jīng)紗A-阻尼器與后梁擺桿鉸接點(diǎn)第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

二、經(jīng)紗張力檢測(cè)裝置利用經(jīng)紗張力與后梁位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)監(jiān)測(cè)后梁位置，控制經(jīng)紗張力。經(jīng)紗9繞過(guò)后梁1，使后梁擺桿2繞O點(diǎn)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)張力彈簧3進(jìn)行壓縮。改變彈簧力，可以調(diào)節(jié)經(jīng)紗上機(jī)張力，并使后梁擺桿位于一個(gè)正常的平衡位置上。第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

織造時(shí)，當(dāng)經(jīng)紗張力相對(duì)預(yù)設(shè)定值增大或減小時(shí)，后梁擺桿與平衡位置發(fā)生偏移，固定在后梁擺桿上的鐵片4與5相對(duì)于接近開(kāi)關(guān)6與7發(fā)生位置變化。鐵片4遮蓋接近開(kāi)關(guān)6時(shí)，開(kāi)關(guān)電路輸出一個(gè)信號(hào)，送經(jīng)電動(dòng)機(jī)回轉(zhuǎn)，放出經(jīng)紗。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，鐵片5總是在接近開(kāi)關(guān)7的上方，若經(jīng)紗張力大到超出允許范圍，鐵片5就會(huì)遮蓋接近開(kāi)關(guān)7，開(kāi)關(guān)電路輸出信號(hào)，命令織機(jī)停車。后粱擺桿根據(jù)經(jīng)紗張力變化，不斷調(diào)整鐵片4與接近開(kāi)關(guān)6的相對(duì)位置，使送經(jīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)而放出經(jīng)紗，時(shí)而停放。二、經(jīng)紗張力檢測(cè)裝置（二）張力傳感器受力檢測(cè)方式第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

單后梁系統(tǒng)經(jīng)紗張力的變化T1F經(jīng)紗經(jīng)紗活動(dòng)后梁張力傳感器檢測(cè)板織軸后梁支點(diǎn)經(jīng)紗經(jīng)紗活動(dòng)后梁張力傳感器檢測(cè)板織軸后梁支點(diǎn)織軸T2(a)大織軸直徑時(shí)(b)小織軸直徑時(shí)T1F經(jīng)紗經(jīng)紗活動(dòng)后梁張力傳感器檢測(cè)板織軸后梁支點(diǎn)T2固定后梁雙后梁系統(tǒng)經(jīng)紗張力分析經(jīng)紗張力經(jīng)紗張力檢測(cè)采樣示意圖采樣點(diǎn)a第一織造周期第二織造周期主軸轉(zhuǎn)角0°0°第三織造周期0°0°采樣點(diǎn)b采樣點(diǎn)c穩(wěn)態(tài)張力偏差三、經(jīng)紗張力控制方式電子送經(jīng)控制框圖V2-V0愈大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速愈高，送經(jīng)速度愈快。當(dāng)V2-V0小于等于零時(shí)，無(wú)信號(hào)傳給放大器，電機(jī)不轉(zhuǎn)，不送出經(jīng)紗。第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

三、經(jīng)紗張力控制方式V2-V0愈大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速愈高，送經(jīng)速度愈快。當(dāng)V2-V0小于等于零時(shí)，無(wú)信號(hào)傳給放大器，電機(jī)不轉(zhuǎn)，不送出經(jīng)紗。計(jì)算機(jī)控制送經(jīng)框圖測(cè)速校正PIKAC伺服電機(jī)經(jīng)紗張力張力設(shè)定值（RAM內(nèi)）++測(cè)力傳感器A/D轉(zhuǎn)換第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

三、經(jīng)紗張力控制方式模糊自適應(yīng)PID經(jīng)紗張力反饋控制原理閉環(huán)控制第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

四、經(jīng)紗送出裝置（一）結(jié)構(gòu)原理

電子送經(jīng)經(jīng)紗送出裝置1—伺服電動(dòng)機(jī)2、3—齒輪4—蝸桿5—蝸輪6—送經(jīng)齒輪7—織軸邊盤齒輪第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

四、經(jīng)紗送出裝置

第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

織物緯密范圍10～250根/英寸織機(jī)轉(zhuǎn)速范圍150～800轉(zhuǎn)/分織軸卷繞直徑范圍16.5～100厘米步進(jìn)電機(jī)織軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電子送經(jīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)：第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

力矩(N.m)1211109876543210頻率(KHz)0.111050110BYG550C步進(jìn)電機(jī)矩頻特性圖相數(shù)電流(A)步距角(°)最大靜轉(zhuǎn)矩(N.m)空載啟動(dòng)頻率(KHz)運(yùn)行頻率(KHz)550.36/0.7212340

表7-2110BYG550C步進(jìn)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)減速輪系的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)送經(jīng)和卷取減速輪系時(shí)，必須兼顧步進(jìn)電機(jī)的容量和織物緯密要求。電子送經(jīng)減速輪系的設(shè)計(jì)任務(wù)就是：根據(jù)表7-1的設(shè)計(jì)指標(biāo)，計(jì)算出減速輪系的減速比i。在滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的情況下，盡可能只取一個(gè)i值（一個(gè)i值就對(duì)應(yīng)一套調(diào)速齒輪）。如果用戶要求的緯密范圍太大，步進(jìn)電機(jī)的矩頻特性無(wú)法滿足要求，那么只好取兩個(gè)i值（一般最多取兩個(gè)i值），相應(yīng)地提供兩套調(diào)速齒輪。織物緯密范圍10～250根/英寸織機(jī)轉(zhuǎn)速范圍150～800轉(zhuǎn)/分織軸卷繞直徑范圍16.5～100厘米第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

下面根據(jù)極限送經(jīng)量來(lái)計(jì)算減速輪系的減速比：織造最密的織物、織軸滿軸時(shí)對(duì)應(yīng)最小送經(jīng)量Lmin；織造最稀的織物、織軸接近空軸時(shí)對(duì)應(yīng)最大送經(jīng)量Lmax。已知：步進(jìn)電機(jī)的步矩角為0.36°，設(shè)工作頻率為f（赫茲），織機(jī)的轉(zhuǎn)速為N織機(jī)（轉(zhuǎn)/分），步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速為N電機(jī)（轉(zhuǎn)/分），織軸的轉(zhuǎn)速為N織軸（轉(zhuǎn)/分），織物的緯密為W（根/英寸），織軸直徑為D（厘米），減速輪系的減速比為i，那么，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速N電機(jī)為：根據(jù)織造工藝，得出下列關(guān)系：將式（1）,（2）代入式（3）：

（4）綜上所述，當(dāng)減速輪系的減速比i=231時(shí)，可以滿足表7-1所示的設(shè)計(jì)指標(biāo)，而且送經(jīng)電機(jī)的工作頻率范圍是f=100～10090赫茲，從圖7-1（110BYG550C步進(jìn)電機(jī)矩頻特性曲線圖）可以看出，該工作頻率范圍的轉(zhuǎn)矩在9N.m以上，說(shuō)明有理想的矩頻特性。完全達(dá)到我們的設(shè)計(jì)要求。力矩(N.m)1211109876543210頻率(KHz)0.111050110BYG550C步進(jìn)電機(jī)矩頻特性圖極限情況一（最小送經(jīng)量）：當(dāng)織物的最大緯密為250根/英寸，織軸的最大直徑為100厘米時(shí)，送經(jīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速最慢，將步進(jìn)電機(jī)的工作頻率選定為100赫茲（也是步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率），并將織機(jī)的轉(zhuǎn)速選定為最大轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分，那么可以計(jì)算出減速輪系的減速比：極限情況二（最大送經(jīng)量）：當(dāng)織物的最小緯密為10根/英寸，織軸的最小直徑為16.5厘米時(shí)，送經(jīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速最快，將織機(jī)的轉(zhuǎn)速選定為最大轉(zhuǎn)速(800轉(zhuǎn)/分)，前面已計(jì)算出減速輪系的減速比i=231，那么，將這些數(shù)據(jù)代入式7-4，可得送經(jīng)電機(jī)的最高工作頻率fmax：六、JAT型電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)1—織軸2—經(jīng)紗3—固定后梁4—活動(dòng)后梁5—連桿6—測(cè)力傳感器7—編碼器8—測(cè)速發(fā)電機(jī)9—交流伺服電動(dòng)機(jī)10—變速裝置第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

六、JAT型電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)JAT型送經(jīng)控制框圖第二節(jié)電子送經(jīng)機(jī)構(gòu)

經(jīng)紗