紡織機(jī)械中的自動(dòng)控制技術(shù)研究

關(guān)偉　趙丹

摘要：近年來(lái)，紡織機(jī)械在自動(dòng)控制技術(shù)的帶動(dòng)下得到飛速發(fā)展。文章結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)參數(shù)設(shè)置法對(duì)于控制紡機(jī)停車稀密路的自動(dòng)控制技術(shù)展開(kāi)探討，此種方式因無(wú)需織口位置的檢測(cè)裝置，使成本得到大幅降低，實(shí)現(xiàn)了靈活的自動(dòng)控制，提高了紡織效率。

關(guān)鍵詞：紡織機(jī)械；紡機(jī)停車；稀密路；自動(dòng)控制技術(shù)；參數(shù)設(shè)置法 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TS107 文章編號(hào)：1009-2374（2015）25-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.013

隨著我國(guó)紡機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的不斷完善，紡織行業(yè)的生產(chǎn)效率得到飛速提升，同時(shí)也促進(jìn)現(xiàn)代紡織工藝與技術(shù)在我國(guó)的深入推廣。自動(dòng)控制技術(shù)是當(dāng)今紡機(jī)業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新與改革的有效途徑，同時(shí)也是紡織行業(yè)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì)。自動(dòng)控制技術(shù)能夠及時(shí)糾正紡織過(guò)程中的非正?，F(xiàn)象，保證紡織工作的高效開(kāi)展。下文結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)參數(shù)設(shè)置法對(duì)于控制紡機(jī)停車稀密路的自動(dòng)控制技術(shù)展開(kāi)探討。

1 紡機(jī)停車稀密路現(xiàn)象概述

紡機(jī)停車稀密路指的是兩根緯紗間距相比正常值來(lái)說(shuō)出現(xiàn)增大或是減少的情況，會(huì)使織物出現(xiàn)疵點(diǎn)，影響紡織質(zhì)量。這一原因主要分為織物與機(jī)械兩方面的因素。機(jī)械因素多種多樣，如長(zhǎng)期工作致使機(jī)構(gòu)磨損而造成運(yùn)動(dòng)精度的逐漸下降、筘座腳剛度減少、第一緯度的紡織過(guò)程中主軸轉(zhuǎn)速不均或打緯力較差造成第一緯沒(méi)能充分進(jìn)入織口、斷紗時(shí)剎車時(shí)機(jī)不夠及時(shí)造成緯紗的空缺，以上機(jī)械問(wèn)題都可能造成這一現(xiàn)象。

織物原因指的是因緯紗以及織物存在粘彈性，在紡機(jī)停車之后，因粘彈性造成織物以及經(jīng)紗的蠕動(dòng)以及松弛等情況，致使織口位置出現(xiàn)了偏離，使開(kāi)車之后的第一緯不能完全進(jìn)入織口，從而造成稀路，或是因和之前一緯的距離太密從而造成了密路現(xiàn)象。

2 傳統(tǒng)紡機(jī)停車稀密路控制技術(shù)存在的弊端

以往針對(duì)此種現(xiàn)象主要采用的技術(shù)原理為通過(guò)激光位移傳感器對(duì)后梁的位置進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)織口位置的調(diào)節(jié)，但以往的方式存在以下三點(diǎn)弊端：（1）沒(méi)有對(duì)引發(fā)停車稀密路的織物以及機(jī)械因素進(jìn)行全面考慮：有些方法僅僅考慮了織物因素，利用織口檢測(cè)以及調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使織口得以在開(kāi)車之前返回至正確的位置，這就一定程度解除了稀密路的問(wèn)題，但卻沒(méi)有對(duì)機(jī)械因素進(jìn)行考慮。還有一些方法僅僅對(duì)機(jī)械因素進(jìn)行考慮，采取克服性能不足的方式，但卻沒(méi)有考慮到織口蠕動(dòng)的問(wèn)題。總之，以往的技術(shù)往往較為片面，不能同時(shí)有效解決不同類型因素造成的稀密路問(wèn)題；（2）基于以往較為片面的解決辦法所帶來(lái)的弊端，一些紡機(jī)安裝了較為復(fù)雜的織口檢測(cè)裝置，但這種方式成本較高，同時(shí)其檢測(cè)精度也會(huì)因紡機(jī)振動(dòng)等問(wèn)題出現(xiàn)波動(dòng)，安裝過(guò)程也較為復(fù)雜，因此這種方式也存在一定的制約性；（3）以往的稀密路控制技術(shù)，普遍缺少調(diào)節(jié)功能，不能同時(shí)適應(yīng)多類不同品種的織物，因此存在一定局

限性。

3 基于參數(shù)設(shè)置法的停車稀密路自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成

基于參數(shù)設(shè)置法的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要以步進(jìn)電機(jī)作為卷取及送經(jīng)的電機(jī)，以經(jīng)紗張力傳感器對(duì)紡機(jī)后梁擺動(dòng)的情況進(jìn)行檢測(cè)，并可間接獲取經(jīng)紗張力在這一過(guò)程中的變化情況。

在紡機(jī)操作過(guò)程中，控制器會(huì)隨著張力的改變自動(dòng)對(duì)送經(jīng)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，從而保障張力穩(wěn)定。紡機(jī)在停車之后，自動(dòng)控制器能夠保證電機(jī)的定量正轉(zhuǎn)，從而使經(jīng)紗保持在放松狀態(tài)，減輕經(jīng)紗與織物的蠕變情況。在紡機(jī)操作之前，控制器能夠使卷取以及送經(jīng)電機(jī)根據(jù)預(yù)先設(shè)置進(jìn)行定量倒轉(zhuǎn)，從而使織口移至設(shè)定位置，使稀密路情況得到有效解除。

這一自動(dòng)控制系統(tǒng)的中心就是控制器，控制器的中心處理單元采用單片機(jī)并配置擴(kuò)展電路而構(gòu)成。這其中RAM作為數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，同時(shí)配置掉電保護(hù)電路，ROM作為存儲(chǔ)系統(tǒng)的調(diào)解控制程序，通過(guò)以上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)備份與現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)。以鍵盤、接口新品以及顯示器共同構(gòu)成參數(shù)設(shè)置的輸入與顯示系統(tǒng)。

4 基于參數(shù)設(shè)置法的停車稀密路自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制原理

紡機(jī)在操作過(guò)程中，自動(dòng)控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)目前操作主軸的回轉(zhuǎn)周期T以及送經(jīng)電機(jī)均轉(zhuǎn)速n進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，所以控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于每個(gè)織入的緯線送經(jīng)量應(yīng)當(dāng)對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)的計(jì)算，從而能夠保證卷取步進(jìn)以及送經(jīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)定量。紡機(jī)剛停車織口通常在正常位置A處，為了能夠有效緩解因經(jīng)紗以及織物在張緊過(guò)程中的蠕變情況，控制系統(tǒng)會(huì)將送經(jīng)電機(jī)保持正轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而使輕紗處于放松狀態(tài)，這時(shí)織口會(huì)在B的位置，放松量a的數(shù)據(jù)能夠利用減排以及顯示器實(shí)現(xiàn)預(yù)先設(shè)置。在開(kāi)車之前，送經(jīng)電機(jī)線對(duì)經(jīng)紗進(jìn)行收卷，織口會(huì)回至開(kāi)車時(shí)的位置（但不一定就是A位置），收卷量設(shè)為d，d值為放松量a、補(bǔ)償量b以及調(diào)整量c的總和。若收卷量與放松量a是相等的，但因經(jīng)紗和機(jī)械間的摩擦力、織物與胸梁以及卷布輥間的摩擦力等原因，使得織口只能到C的位置，而不是返回到A的位置。此外因機(jī)械因素，即使織口是在正常的位置開(kāi)車，也會(huì)出現(xiàn)稀密路的情況，所以收卷量還要或加或減去調(diào)整量c，使織口位置存在一個(gè)調(diào)整空間，從而預(yù)防稀密路的現(xiàn)象。如果想減少參數(shù)數(shù)量，以減輕參數(shù)設(shè)置工作，可將調(diào)整量與補(bǔ)償量合并為參數(shù)e，這種做法不會(huì)改變調(diào)整效果。

5 自動(dòng)控制的參數(shù)設(shè)置

在紡機(jī)紡織新織物之前，需適當(dāng)?shù)乜刂瓶椏谖恢玫膮?shù)設(shè)置，以應(yīng)對(duì)不同類型織物的停車稀密路現(xiàn)象。參數(shù)所設(shè)置的大小需要先由正式紡織前的試織來(lái)決定，如果在試織過(guò)程中沒(méi)有稀密路的情況，那么參數(shù)則無(wú)需進(jìn)行調(diào)節(jié)；若在試織過(guò)程中存在稀密路現(xiàn)象，那么應(yīng)減少開(kāi)車之前織軸倒轉(zhuǎn)量（密路）或是增加倒轉(zhuǎn)量（稀路），根據(jù)以上方式進(jìn)行參數(shù)設(shè)置之后，即可正式利用紡機(jī)進(jìn)行織造操作。因織造工藝的技術(shù)要求，每個(gè)參數(shù)都有上下限，因此參數(shù)的調(diào)整操作并不難，如果更換織物品種，也只需重新設(shè)置一下參數(shù)，設(shè)置時(shí)間在十余分鐘內(nèi)便可完成，操作簡(jiǎn)便，適宜范圍廣。

總之，基于參數(shù)設(shè)置法的稀密路自動(dòng)控制系統(tǒng)同時(shí)將織物因素與機(jī)械因素考慮其中，操作簡(jiǎn)便、適用范圍廣、可隨時(shí)調(diào)節(jié)，這種靈活的自動(dòng)控制系統(tǒng)成本低，以模塊化的方式設(shè)計(jì)，值得推廣。

6 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代自動(dòng)控制技術(shù)是推動(dòng)我國(guó)紡織行業(yè)振興的關(guān)鍵，為進(jìn)一步推動(dòng)自動(dòng)控制技術(shù)的有效應(yīng)用還需不斷強(qiáng)化應(yīng)用基礎(chǔ)的研究，并重視自動(dòng)控制技術(shù)的創(chuàng)新，強(qiáng)化技術(shù)和實(shí)際工作的有效銜接。通過(guò)自動(dòng)化工藝在紡機(jī)中的技術(shù)改造，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)效益提升。雖然我國(guó)紡機(jī)的自動(dòng)控制技術(shù)相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，但相信隨著研究的不斷深入，我國(guó)紡機(jī)技術(shù)一定會(huì)盡快迎頭趕上，帶動(dòng)紡織行業(yè)的工作效率，贏得經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的雙贏。

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（責(zé)任編輯：周 瓊）