自動(dòng)紡織機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及控制理論的發(fā)展，電氣控制系統(tǒng)在工程中得到日益廣泛的應(yīng)用。劍桿織機(jī)作為一種適應(yīng)性最強(qiáng)的無(wú)梭織機(jī)，其發(fā)展方向?yàn)殡娮舆x緯、電子送經(jīng)、電子卷取控制技術(shù)的研究和應(yīng)用。本論文采用DSP2407作為劍桿織機(jī)電氣控制系統(tǒng)的主控芯片。并對(duì)重要組成部分進(jìn)行了較為系統(tǒng)的闡述，涉及送經(jīng)卷取系統(tǒng)，引緯系統(tǒng)及其電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制，故障檢測(cè)做出具體的分析，同時(shí)對(duì)劍桿織機(jī)的經(jīng)紗張力做出檢測(cè)并及時(shí)反映給單片機(jī)。送經(jīng)卷取電機(jī)采用無(wú)刷直流電機(jī)來(lái)完畢，并在微解決器的控制下實(shí)現(xiàn)送經(jīng)卷取的同步運(yùn)營(yíng)，保持張力恒定。引緯電機(jī)采用三相混合式步進(jìn)電機(jī)。本文一方面對(duì)紡織機(jī)和其電控部分的總體設(shè)計(jì)做出概述，然后是設(shè)計(jì)的主體部分，一方面是對(duì)三相電的整流，濾波做出設(shè)計(jì)并進(jìn)行整流二極管和濾波電容的選擇。本文對(duì)送經(jīng)卷取電機(jī)和引緯電機(jī)都使用雙極性PWM控制，選取MOSFET作為橋式逆變的開(kāi)關(guān)器件。送經(jīng)電機(jī)部分選用驅(qū)動(dòng)芯片IR2113來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)器件。同時(shí)對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)，本文對(duì)整流輸出母線(xiàn)電壓和送經(jīng)電機(jī)定子短接電流進(jìn)行檢測(cè)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換將信號(hào)傳給控制芯片。引緯部分對(duì)三相混合式步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)做了具體設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中采用“S”型張力傳感器對(duì)經(jīng)紗張力進(jìn)行檢測(cè)，將檢測(cè)信號(hào)傳遞給控制芯片進(jìn)行解決，若張力超過(guò)限定值則發(fā)出停車(chē)信號(hào)。再次是軟件設(shè)計(jì)部分對(duì)織機(jī)控制主程序，張力調(diào)節(jié)子程序和送經(jīng)電機(jī)啟動(dòng)子程序做出設(shè)計(jì)。在文章的最后應(yīng)用MATLAB對(duì)PWM逆變和無(wú)刷直流電機(jī)的控制部分進(jìn)行仿真。關(guān)鍵詞劍桿織機(jī)無(wú)刷直流電機(jī)三相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)AbstractWiththepowerelectronics,microelectronicsandcontroltheoryofthedevelopment,electricalcontrolsystemincreasinglywidelyinengineeringapplications.Asamostadaptablerapierinloom,itsdirectionfortheelectronicweft,electroniclet-off,e-coilingcontroltechnologyresearchandapplication.

Inthisthesis,DSP2407ascontrolchipelectricalcontrolsystemofrapierchip.Andthemaincomponentofamoresystematicexposition,includingthedeliverybythetake-upsystem,theweftinsertionsystemanditsmotordrivecontrol,faultdetectionandmakespecificanalysis,whilethetensionontheloomtomakedetectionofthewarpandpromptlyreflectedtothemicrocontroller.Sentbythetake-upmotorwithbrushlessDCmotortocomplete,andunderthecontrolofthemicroprocessortoachievesynchronousoperationsentbythetake-up,maintainconstanttension.Weftchiocethree-phasehybridsteppingmotormotor.

Firstly,thetextilemachineandelectriccontrolpartofitsoveralldesignmadetomakeanoverview,andthenthemainpartofthedesign,thefirstofthethree-phaserectifier,thefilterwasdesignedandcalculatedtomaketheselectionofrectifierdiodesandfiltercapacitorselection.Inthispaper,sentbythetake-upmotorandweftareusingbipolarPWMmotorcontrol,selecttheMOSFETasabridgeinverterswitchingdevices.SentbythemotorpartoftheIR2113driverchipusedtodrivetheswitchingdevices.Whiletestingthecircuit,therectifieroutputpapersentbythebusvoltageandshortcircuitstatorcurrentwasdetectedbytheA/Dconversionsignalstocontrolchip.Weftpartofathree-phasehybridsteppingmotordrivedesignandtestingindetail.Designby"S"TypeTensionroadwarptensionsensordetection,willdetectthesignalstocontrolchipDSPprocessing,ifthetensionexceedsthelimitvalueofthestopsignalisissued.Forthesoftwaredesignpartonthemainloomcontrol,tensionadjustmentandlet-offmotorstarterssubroutinesubroutinetomakethedesign.ApplicationofMATLABtothePWMinverterandbrushlessDCmotorcontrolpartofthesimulation.

KeywordsrapierbrushlessDCmotorhybridsteppingmotordriver 目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1紡織機(jī)的概述 11.1.1紡織業(yè)的發(fā)展 11.1.2紡織機(jī)的概念及分類(lèi) 21.2劍桿織機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 41.3紡織機(jī)中自動(dòng)控制的應(yīng)用 5第2章自動(dòng)紡織機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 62.1織機(jī)的基本組成部分和織造原理 62.2織機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8第3章硬件設(shè)計(jì) 113.1送經(jīng)卷取控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 113.2送經(jīng)電機(jī)的選取 113.3送經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 143.3.1整流電路設(shè)計(jì) 143.3.2逆變電路設(shè)計(jì) 163.3.3驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 173.4檢測(cè)電路 183.4.1電機(jī)電流檢測(cè)電路 183.4.2整流輸出電壓監(jiān)測(cè)電路 203.4.3轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路 213.5引緯系統(tǒng) 233.5.1引緯電機(jī)的選擇 233.5.2步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制 253.5.3MOSFET的驅(qū)動(dòng)電路 263.5.4步進(jìn)電機(jī)電流檢測(cè)電路 273.6張力信號(hào)測(cè)量電路設(shè)計(jì) 283.7剎車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 293.8電源設(shè)計(jì) 30第4章軟件設(shè)計(jì) 324.1軟件設(shè)計(jì)總體方案 324.2主程序 334.3張力調(diào)節(jié)子程序 344.4送經(jīng)電機(jī)啟動(dòng)子程序 37第5章仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì) 395.1MATLAB簡(jiǎn)介 395.2逆變電路的仿真分析 395.3無(wú)刷直流電機(jī)仿真系統(tǒng) 42經(jīng)濟(jì)性分析 46總結(jié) 47致謝 48參考文獻(xiàn) 49 CONTEINTSAbstract(chinese) IAbstract IIChapter1Introduction 11.1Overviewoftextilemachines 11.1.1Textileindustry 11.1.2Conceptsandcategoriesoftextilemachines 21.2Rapieroftrends 41.3AutomaticcontrolofTextileMachine 5Chapter2ElectriccontrolsystemdesignofAutomatictextile 62.1Thebasiccomponentsandweavingprincipleoftextilemachines 62.2Electriccontrolsystemoftextilemachines 8Chapter3HardwareDesign 113.1Coilingandsendwarpcontrolsystemdesign 113.2Selectthemotortosendwarp 113.3Designofwarpdrivesystem 143.3.1Rectifiercircuit 143.3.2Choppercircuitdesign 173.3.3Drivecircuitdesign 183.4Detectorcircuit 193.4.1Motorcurrentdetectioncircuit 193.4.2Rectifieroutputvoltagedetectioncircuit 213.4.3RotorPositionDetectionCircuit 223.5Weftinsertionsystem 243.5.1Motorchoiceweft 243.5.2Steppermotordrivecontrol 263.5.3MOSFETdrivercircuit 273.5.4Steppingmotorcurrentdetectioncircuit 283.6Thetensionsignalmeasurementcircuit 293.7BrakeSystem 303.8PowerSupplyDesign 31Chapter4SoftwareDesign 334.1Softwaredesigntheoverallprogram 334.2Themainprogram 344.3Tensionadjustmentsubroutine 354.4Motorstartroutine 38Chapter5SimulationSystem 405.1MATLABIntroduction 405.2SimulationofInverter 405.3BrushlessDCMotorSimulationSystem 43EconomicAnalysis 47Conclusions 48Acknowledgements 49References 50第1章緒論1.1紡織機(jī)的概述1.1.1紡織業(yè)的發(fā)展紡織業(yè)有數(shù)千年的發(fā)展歷史，可以認(rèn)為紡織業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展是與人類(lèi)社會(huì)的文明發(fā)展是同步的，由于在人類(lèi)歷史上，紡織生產(chǎn)幾乎是和農(nóng)業(yè)同時(shí)開(kāi)始的，紡織生產(chǎn)的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類(lèi)脫離了茹毛飲血的原始狀態(tài)，進(jìn)入了文明社會(huì)。人類(lèi)的文明史，從一開(kāi)始便和紡織生產(chǎn)緊密地聯(lián)系在一起。紡織業(yè)不是“夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”，我們可以預(yù)見(jiàn)在將來(lái)，不管世界上有多少尖端的高新技術(shù)出現(xiàn)，也不管紡織業(yè)是否在個(gè)別國(guó)家或地區(qū)也許會(huì)衰退，甚至消失，但就總體而言，紡織業(yè)將繼續(xù)保持作為一門(mén)“永恒的產(chǎn)業(yè)”或一門(mén)“不可替代的重要產(chǎn)業(yè)”而長(zhǎng)期存在[1]。盡管我國(guó)是世界紡織服裝生產(chǎn)和出口大國(guó)，是世界上最大的棉花、蠶絲、羊絨生產(chǎn)國(guó)，也是羊毛、羊絨、亞麻、兔毛等資源的重要生產(chǎn)國(guó)，毛紡織、化纖、呢絨產(chǎn)量已位居世界第一。但是，我國(guó)近代紡織業(yè)的工業(yè)化進(jìn)程幾乎比歐洲晚了一個(gè)世紀(jì)。與紡織發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)相比，我國(guó)的紡織生產(chǎn)仍處在中低水平。這重要表現(xiàn)在原材料的開(kāi)發(fā)能力、生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備和后期整理技術(shù)與世界先進(jìn)水平有著一定的差距，紡織品的生產(chǎn)工藝與花色設(shè)計(jì)也難以趕上世界潮流。中國(guó)早在公元前1世紀(jì)就已使用多綜織機(jī)生產(chǎn)絲織物，宋代已制成現(xiàn)代稱(chēng)為開(kāi)口機(jī)構(gòu)的大型提花機(jī)。16世紀(jì)后，歐洲手工紡織機(jī)器開(kāi)始有較大改善,1533年德國(guó)人制成裝有翼錠和筒管的手工紡車(chē),1733年英國(guó)人發(fā)明手拉機(jī)件循筘坐投梭裝置，182023法國(guó)人J.M雅卡爾發(fā)明用穿孔卡控制生產(chǎn)復(fù)雜圖案的織機(jī)。19世紀(jì)70年代以前，紡織生產(chǎn)重要是手工操作。20世紀(jì)50年代開(kāi)始采用各種傳感器檢測(cè)非電量參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。20世紀(jì)80年代以來(lái)開(kāi)始采用蒸汽拖動(dòng)織機(jī)，并逐步使投梭、換緯等手工操作實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，從原料進(jìn)入車(chē)間到紡成紗，以及織成布的各個(gè)工序都在提高自動(dòng)監(jiān)控水平的基礎(chǔ)上加快了紡織速度、縮短了紡織生產(chǎn)周期，先后誕生了許多自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)，紡織生產(chǎn)有的已實(shí)現(xiàn)了無(wú)人車(chē)間、無(wú)人工廠(chǎng)、無(wú)人工序，紡織生產(chǎn)也在自動(dòng)化進(jìn)程中加快了步伐。自動(dòng)化及自動(dòng)監(jiān)控水平的實(shí)現(xiàn)，不僅減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了紡織效率，還顯著提高了紡織品的質(zhì)量，使紡織工業(yè)走向高科技階段，估計(jì)再通過(guò)若干年時(shí)間，紡織業(yè)在自動(dòng)化進(jìn)程中會(huì)向著更加完善、更加高級(jí)的水平發(fā)展，甚至?xí)?shí)現(xiàn)無(wú)人操作工廠(chǎng)。下圖分別為古代紡織機(jī)械和現(xiàn)代化自動(dòng)紡織機(jī)從中我們不難看出紡織業(yè)的發(fā)展。圖1-1古代紡織機(jī)圖1-2自動(dòng)紡織機(jī)1.1.2紡織機(jī)的概念及分類(lèi)紡織機(jī)又稱(chēng)織布機(jī)就是把線(xiàn)、絲、麻等原材料加工成絲線(xiàn)后織成布料的工具全稱(chēng)。人類(lèi)的第一臺(tái)織布機(jī)稱(chēng)作紡紗機(jī)史哈格里夫斯發(fā)明的，紡紗機(jī)的名字叫“珍妮”，是用其女兒的名字命名的。織布機(jī)有很多種類(lèi)按織物纖維分類(lèi)可分為棉紡織機(jī)、毛紡織機(jī)、麻袋織機(jī)、絲綢織機(jī)等，按織造的引緯方法的可分為有梭織機(jī)和無(wú)梭織機(jī)兩大類(lèi)：有梭織機(jī)——有梭子引緯的傳統(tǒng)織機(jī)；無(wú)梭織機(jī)——噴氣織機(jī)、噴水織機(jī)、劍桿織機(jī)、片梭織機(jī)等。有梭織機(jī)是二十世紀(jì)八十年代和九十年代初以前的重要織布機(jī)，比如在浙江一些地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)公司中特別多見(jiàn)。由于有梭織機(jī)的梭子尺寸重量大，規(guī)定的梭口高度大，撞擊劇烈，噪聲高，機(jī)物料消耗大，綜框動(dòng)程大，紡織速度低(最大也只有230r/min)，幅寬窄，織物檔次相對(duì)較低，己處在淘汰的過(guò)程中，在浙紹地區(qū)，幾年前就已基本淘汰。無(wú)梭織機(jī)是運(yùn)用高速射流和輕巧的引緯器來(lái)牽引緯紗通過(guò)梭口，無(wú)梭織機(jī)具有速度高、運(yùn)動(dòng)幅度小、噪聲低、損耗低、入緯率高、織物檔次較高等優(yōu)點(diǎn)，是目前重要的織造設(shè)備。噴水織機(jī)是運(yùn)用高速水流進(jìn)行引緯的，重要用于不需要上漿的疏水性纖維織物的加工。噴水織機(jī)的速度高(入緯率高達(dá)2200m/min)，但噴嘴射程較小，不能用于寬幅織造(最大2.3m劍桿織機(jī)是以劍桿作為引緯器，劍桿的劍頭握持緯紗，穿越梭口，完畢引緯。劍桿引緯運(yùn)動(dòng)具有較低的啟動(dòng)加速度和緯紗交接加速度，引緯過(guò)程平穩(wěn)，緯紗張力較小，斷緯瑕疵少，有助于真絲織造；其采用夾持式引緯，可不受緯紗密度的限制，緯紗處在受控狀態(tài)，其退捻和收縮可以較好的受到克制，減少緯紗瑕疵，這對(duì)花式引緯、和厚重織物的生產(chǎn)非常有利，劍桿織機(jī)的選緯能力較強(qiáng)，可以8色任意選緯，最多可達(dá)16色。我國(guó)引進(jìn)的劍桿織機(jī)重要用于毛織、色織、裝飾類(lèi)織物及特種工業(yè)用織物的生產(chǎn)。噴氣織機(jī)是運(yùn)用高速流動(dòng)的空氣對(duì)紗線(xiàn)表面所產(chǎn)生的摩擦力牽引來(lái)進(jìn)行引緯的。噴氣織機(jī)的引緯速度很高(主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)1000r/min，入緯率高達(dá)2023m/min)。和噴水織機(jī)相比，由于空氣的慣性小，單向流動(dòng)，所以噴氣織機(jī)可以進(jìn)行寬幅織造。噴氣織機(jī)的選緯能力也不強(qiáng)，一般可選4色或6色。噴氣織機(jī)最適合于大批量生產(chǎn)單色織物。片梭織機(jī)的引緯過(guò)程是運(yùn)用片狀鋼梭作為引緯器，將緯紗引過(guò)梭口。整個(gè)引緯過(guò)程分為擊梭階段、飛梭階段和制梭階段。片梭織機(jī)與有梭織機(jī)不同，片梭不裝載紆管(緯紗)，因此可以加工的很輕巧，實(shí)現(xiàn)高速飛行。一臺(tái)織機(jī)可以同時(shí)有十幾片片梭，片梭的夾持力大，可以合用于各種密度的緯紗。片梭織機(jī)的轉(zhuǎn)速也較高，可達(dá)470r/min，幅寬可達(dá)5.4m；片梭織機(jī)的啟動(dòng)加速度大(約為劍桿引緯的10～20倍)，不合用于強(qiáng)力低的細(xì)弱緯紗。片梭織機(jī)一般不會(huì)產(chǎn)生縮緯疵點(diǎn)；片梭織機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高，適合生產(chǎn)附加值高的產(chǎn)品。片梭織機(jī)的使用量目前不大此外尚有多相織機(jī)區(qū)別于一般的織機(jī)，多相織機(jī)同時(shí)具有多個(gè)梭口，即同時(shí)有多根緯線(xiàn)被引入，入緯率大大提高，從而大幅度提高產(chǎn)量。如SuzerTextil的M8300多相織機(jī)。M8300多相織機(jī)無(wú)疑是生產(chǎn)最高質(zhì)量普通織物的織造系統(tǒng)的先鋒，高達(dá)5500m/min的投緯速度賦予了這款機(jī)型數(shù)倍于傳統(tǒng)的單相高速織機(jī)的性能潛力。即使在如此高的投緯速度下，投入的緯紗仍保持了連續(xù)且均一的速度為22m/s，因此緯紗的負(fù)荷被顯著減少了。1.2劍桿織機(jī)發(fā)展趨勢(shì)在現(xiàn)代紡織工業(yè)中，用新型織機(jī)替代有梭織機(jī)是發(fā)展織機(jī)工業(yè)的重要課題。劍桿織機(jī)是無(wú)梭織機(jī)中合用性最強(qiáng)、使用最多的一種織機(jī)。近幾年來(lái)，國(guó)際上的劍桿織機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為：高速化、智能化、高可靠性和多樣性，以適應(yīng)紡織物小批量、多品種和高質(zhì)量的需要。重要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2-3]：(1)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用：劍桿織機(jī)技術(shù)具有革命性的發(fā)展是原動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展。與計(jì)算機(jī)技術(shù)相關(guān)聯(lián)的自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，使織機(jī)的原動(dòng)力技術(shù)有了主線(xiàn)性的變化，加上無(wú)刷直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等的應(yīng)用，可使織機(jī)的速率在較大的范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)各種紗線(xiàn)和織物織造技術(shù)的規(guī)定。(2)織造工藝技術(shù)的改善：新奇的原動(dòng)力技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)同樣促進(jìn)了織造技術(shù)的進(jìn)一步改善，例如受控的緯紗張力器的應(yīng)用，使引緯變成更積極的過(guò)程，這樣減少了緯紗的應(yīng)力，使現(xiàn)代化的劍桿織造技術(shù)更合用于纖細(xì)及易受損的緯紗。(3)送經(jīng)卷取系統(tǒng)的改善：送經(jīng)裝置和卷取裝置均為單獨(dú)傳動(dòng)，并應(yīng)用微電腦和電子耦合技術(shù)，可隨時(shí)調(diào)整織機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中經(jīng)線(xiàn)的張力和緯紗密度，保證織物的優(yōu)質(zhì)化。(4)自動(dòng)解決斷緯技術(shù)：通過(guò)斷緯自動(dòng)解決裝置，減少織機(jī)停臺(tái)時(shí)間，提高織造的有效率。我國(guó)劍桿織機(jī)研究工作起步較晚，織機(jī)機(jī)電一體化產(chǎn)品產(chǎn)量少并且面窄，總體設(shè)計(jì)水平不高，特別是在自動(dòng)化控制方面與國(guó)外先進(jìn)水平尚有相稱(chēng)大的差距，國(guó)內(nèi)的高檔劍桿織機(jī)市場(chǎng)重要被國(guó)外織機(jī)占有。國(guó)產(chǎn)劍桿織機(jī)如何加強(qiáng)電子技術(shù)的應(yīng)用，提高產(chǎn)品質(zhì)量和競(jìng)爭(zhēng)力，減少勞動(dòng)強(qiáng)度．提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，是我國(guó)織機(jī)的一個(gè)重要的問(wèn)題和發(fā)展方向。目前，采用計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)，完畢各種控制功能，是高檔劍桿織機(jī)標(biāo)志和發(fā)展趨勢(shì)。而送經(jīng)卷取系統(tǒng)作為新型織機(jī)的通用性的運(yùn)動(dòng)裝簧，對(duì)提高劍桿織機(jī)的織造速度和運(yùn)轉(zhuǎn)效率，改善織物質(zhì)量，具有重要意義。當(dāng)前隨著科學(xué)時(shí)代的發(fā)展，高新科技正在迅速地向紡織工業(yè)滲透，成為改造傳統(tǒng)紡織工業(yè)的巨大力量。機(jī)電一體化和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為紡織設(shè)備實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、自動(dòng)化、連續(xù)化發(fā)明了極為有利的條件。1.3紡織機(jī)中自動(dòng)控制的應(yīng)用80年代后，開(kāi)始用單片或單板計(jì)算機(jī)作分散控制，用微型計(jì)算機(jī)或超級(jí)微型計(jì)算機(jī)作集中監(jiān)測(cè)控制。計(jì)算機(jī)群控以及同自動(dòng)化管理相結(jié)合的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相繼建立起來(lái)。紡織自動(dòng)化的發(fā)展，推動(dòng)了紡織業(yè)的高速發(fā)展?，F(xiàn)在紡織機(jī)逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化即將電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于紡織設(shè)備，使之成為具有高速、高效的機(jī)、電一體化的自動(dòng)化單機(jī)或聯(lián)合機(jī)。如配有計(jì)算機(jī)控制裝置的化纖彈力絲機(jī),配有檢測(cè)儀器。通過(guò)微機(jī)控制的燒毛機(jī)。尚有自動(dòng)軋紋版機(jī)、自動(dòng)抓棉機(jī)、自動(dòng)絡(luò)筒機(jī)、自動(dòng)穿經(jīng)機(jī)、自動(dòng)卷染機(jī)、自動(dòng)繅絲機(jī)、自動(dòng)橫機(jī)等。國(guó)外先進(jìn)的紡織設(shè)備已普遍采用電子技術(shù)。如配有電子清紗器，自動(dòng)拈接器，自動(dòng)計(jì)長(zhǎng)、自動(dòng)換管、自動(dòng)落筒和自動(dòng)監(jiān)控的絡(luò)紗機(jī)，具有按鈕開(kāi)停車(chē)、電子控制傳動(dòng)、定位制動(dòng)、電子探緯、選緯、送經(jīng)、自動(dòng)采集數(shù)據(jù)的噴氣、劍桿片梭等新型織機(jī)。目前的紡織機(jī)有兩種控制方式，一種是硬件控制，一種是軟件編程控制，兩者比較之下，硬件控制的成本較低，但機(jī)器的設(shè)計(jì)電路復(fù)雜不宜調(diào)節(jié)，變動(dòng)性生硬，不易修復(fù)，且機(jī)器壽命不長(zhǎng)；而用軟件編程控制可靠性好，易于控制、故障易修復(fù)但是成本較高。本課題重要采用軟件編程控制容易實(shí)現(xiàn)。第2章自動(dòng)紡織機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1織機(jī)的基本組成部分和織造原理一臺(tái)織機(jī)重要由開(kāi)口裝置（凸輪開(kāi)口、電子多臂開(kāi)口、曲柄開(kāi)口）、引緯裝置（梭子引緯、噴水引緯、劍桿引緯、噴氣引緯片梭等）、打緯裝置、送經(jīng)裝置和卷取裝置等五個(gè)核心組成部分。這五個(gè)核心部分就組成了一臺(tái)織機(jī)的五大運(yùn)動(dòng)：開(kāi)口（也稱(chēng)為提綜）、引緯、打緯、送經(jīng)和卷取。經(jīng)緯紗線(xiàn)在織機(jī)上整個(gè)交織形成織物的過(guò)程，是通過(guò)以五大運(yùn)動(dòng)過(guò)程實(shí)現(xiàn)的?？棛C(jī)的其他輔助裝置有：?jiǎn)⒅苿?dòng)裝置、斷經(jīng)紗斷緯紗自停裝置、選緯器、儲(chǔ)緯器和布邊裝置等[4]。1．卷取和送經(jīng)運(yùn)動(dòng)為了保證織造生產(chǎn)過(guò)程的連續(xù)進(jìn)行，緯紗被打入織口形成織物后，必須按照織物緯密的規(guī)定將織物引離織口，卷繞到卷布輥上；同時(shí)，經(jīng)紗軸上必須放出相應(yīng)長(zhǎng)度的經(jīng)紗，使經(jīng)緯紗不斷地進(jìn)行交織。這就形成了織機(jī)的此外兩大重要運(yùn)動(dòng)：卷取和送經(jīng)。卷取運(yùn)動(dòng)中重要的一點(diǎn)是必須按照織物的緯密規(guī)定進(jìn)行卷取輥轉(zhuǎn)動(dòng)速度的設(shè)定；而送經(jīng)運(yùn)動(dòng)重要的一點(diǎn)是必須合理控制經(jīng)紗的張力，使織造過(guò)程中經(jīng)紗張力波動(dòng)穩(wěn)定，防止經(jīng)紗斷裂和經(jīng)紗張力波動(dòng)大而形成的疵點(diǎn)。卷取和送經(jīng)有機(jī)械式和電子式兩種。機(jī)械卷取是通過(guò)傳動(dòng)齒輪和減速齒輪箱將主軸和卷取輥聯(lián)動(dòng)起來(lái)，主軸轉(zhuǎn)一周打一次緯，相應(yīng)的，卷取輥轉(zhuǎn)過(guò)一定角度。通過(guò)改變傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)，可以在很大的一個(gè)范圍內(nèi)進(jìn)行緯密的設(shè)定。機(jī)械送經(jīng)是通過(guò)連桿、凸輪傳動(dòng)的方式，在一個(gè)主軸回轉(zhuǎn)周期內(nèi)，經(jīng)紗張力大的時(shí)候織軸放送經(jīng)紗，張力小的時(shí)候停止放送經(jīng)紗。當(dāng)織機(jī)生產(chǎn)不同的織物時(shí)，必須調(diào)整送經(jīng)裝置的機(jī)械參數(shù)，以適應(yīng)不同經(jīng)紗的不同張力。電子卷取是用微電腦控制的新型卷取裝置。這種卷取機(jī)構(gòu)中，采用了單獨(dú)的直流伺服電機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)減速輪系驅(qū)動(dòng)卷取輥對(duì)織物進(jìn)行卷取。減速輪系的各個(gè)齒輪都是固定的，不必根據(jù)織物的緯密規(guī)定而變更?？椩爝^(guò)程中，通過(guò)控制器來(lái)控制伺服電機(jī)的電壓，改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)緯密的變化。通過(guò)程序參數(shù)的設(shè)定就可以適應(yīng)不同織物的緯密，十分方便。電子送經(jīng)也是通過(guò)獨(dú)立的直流伺服電機(jī)來(lái)作為動(dòng)力源，使用張力傳感器來(lái)檢測(cè)經(jīng)紗的張力，檢測(cè)信號(hào)作為負(fù)反饋信號(hào)，通過(guò)閉環(huán)控制，保證送經(jīng)調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，克服機(jī)械特性軟，線(xiàn)性區(qū)小的缺陷。即當(dāng)張力很大時(shí)，微電腦控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)送經(jīng)，減少?gòu)埩?；?dāng)張力很小時(shí)，微電腦控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)卷經(jīng)，增大張力。這樣，織造的過(guò)程中，經(jīng)紗的張力比較平衡。在織軸傳動(dòng)部分中，送經(jīng)電機(jī)通過(guò)齒輪、蝸桿軸、渦輪、送經(jīng)齒輪、織軸編碼盤(pán)齒輪等一系列機(jī)械部件，帶動(dòng)經(jīng)紗軸轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，在無(wú)梭織機(jī)中尚有一個(gè)十分重要的運(yùn)動(dòng)即絞邊運(yùn)動(dòng)。在有梭織機(jī)中，緯紗是連續(xù)的，在梭子的來(lái)回運(yùn)動(dòng)中會(huì)自動(dòng)形成布邊。而在無(wú)梭織機(jī)中，每次引緯后，緯紗都被剪斷，這就容易導(dǎo)致布兩邊的經(jīng)紗容易外泄。為了紡織這種情況的發(fā)生，必須使用絞邊裝置將布邊上的經(jīng)紗“鎖住”。在較高檔織機(jī)上，一般采用電子旋轉(zhuǎn)式紗羅邊絞邊裝置，程序控制絞邊方式。2．引緯運(yùn)動(dòng)劍桿織機(jī)的引緯和打緯機(jī)構(gòu)均為紡織機(jī)主軸帶動(dòng)的機(jī)械式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。引緯方式重要由兩大類(lèi)：有梭引緯和無(wú)梭引緯。無(wú)梭引緯是運(yùn)用高速射流(如空氣、水)或體積小、重量輕的引緯器來(lái)牽引緯紗通過(guò)梭口，無(wú)梭引緯的特點(diǎn)是：(1)射流引緯器的質(zhì)量減輕，使織機(jī)速度有也許大幅度提高，特別是以流體作為引緯工質(zhì)時(shí)，織機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)成1000r/min以上；織物幅寬也得到成倍的擴(kuò)大，片梭織機(jī)的幅寬已經(jīng)達(dá)5.4m。(2)引緯射流和引緯器具有很小的截面尺寸，因此筘座動(dòng)程和經(jīng)紗開(kāi)口高度得到了相稱(chēng)的縮小，從而對(duì)經(jīng)紗起到良好的保護(hù)作用。(3)部分引緯器的運(yùn)動(dòng)規(guī)律還受到控制，因此引緯動(dòng)作比較緩和，緯紗所受張力也比較合理。(4)噪聲低，機(jī)物料消耗低，工作環(huán)境改善。(5)入緯率高。一般織機(jī)的主軸一轉(zhuǎn)引一根緯紗，提高入緯率的關(guān)鍵是提高引緯速度(緯紗的平均飛行速度)，從而使提高織機(jī)轉(zhuǎn)速和增大織機(jī)幅寬才干得以實(shí)現(xiàn)，因此無(wú)梭織機(jī)的入緯率有了明顯的提高，這是無(wú)梭引緯的一個(gè)特殊優(yōu)點(diǎn)。多梭口引緯在不提高織機(jī)速度的情況下，增長(zhǎng)織機(jī)每轉(zhuǎn)的入緯根數(shù)也可以成倍地提高入緯率。劍桿織機(jī)引緯機(jī)構(gòu)將緯紗引入由經(jīng)紗所構(gòu)成的梭口，以便和經(jīng)紗交織，形成織物。它一般采用雙劍桿作為引緯器，引緯由兩根分別位于梭口兩側(cè)的劍桿協(xié)同完畢。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