影響圓網(wǎng)印花精度的因素

西安駿泰印花裝備技術(shù)服務(wù)有限公司 張丹/文

影響圓網(wǎng)印花精度的因素

西安駿泰印花裝備技術(shù)服務(wù)有限公司 張丹/文

影響圓網(wǎng)印花精度的因素很多，大致可分為：印花系統(tǒng)綜合精度，印花系統(tǒng)響應(yīng)性，印花系統(tǒng)穩(wěn)定性，印花系統(tǒng)中人的因素幾個(gè)方面。

圓網(wǎng)印花 速差 印花精度

圖1 傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)式圓網(wǎng)印花機(jī)示意圖

圓網(wǎng)印花機(jī)是印染廠的關(guān)鍵設(shè)備，也是機(jī)械電氣高度協(xié)調(diào)統(tǒng)一的重要設(shè)備之一，圓網(wǎng)印花機(jī)顧名思義就是負(fù)責(zé)印花的設(shè)備，其印花精度的好壞就顯得尤為重要。然而，影響圓網(wǎng)印花精度的因素有很多，在筆者看來，目前的圓網(wǎng)印花機(jī)都是機(jī)械、電氣高度結(jié)合的整體，分析影響印花精度不能簡單的按照機(jī)械、電氣問題進(jìn)行簡單的劃分，而應(yīng)該將圓網(wǎng)印花看作一個(gè)系統(tǒng)來分析。

本文結(jié)合作者多年的現(xiàn)場服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，將影響印花精度的因素分為以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：

1 印花系統(tǒng)的綜合精度

大家都清楚：傳統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)式印花機(jī)的印花精度主要是通過良好的機(jī)械配合來保證，傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)印花機(jī)要達(dá)到圓網(wǎng)同導(dǎo)帶的同步，也就是要將圓網(wǎng)鎳網(wǎng)的運(yùn)行速度，無論在導(dǎo)帶穩(wěn)速或變速的情況下，嚴(yán)格地控制在導(dǎo)帶運(yùn)行速度的-0.2%至-3%范圍內(nèi)，即：通常所講圓網(wǎng)同導(dǎo)帶間的速差穩(wěn)定。因此，我們必須在設(shè)計(jì)時(shí)分別考慮主電機(jī)帶輪、過渡軸帶輪、蝸輪蝸桿減速箱、主輥直徑、導(dǎo)帶或織物厚度等影響導(dǎo)帶速度的因素；還同時(shí)需要考慮圓網(wǎng)同導(dǎo)帶間隙、網(wǎng)頭、網(wǎng)頭傳動(dòng)齒輪的速比、網(wǎng)頭傳動(dòng)齒輪箱速比等影響圓網(wǎng)速度的因素。

當(dāng)然，除此之外，機(jī)械配合公差、傳動(dòng)磨損也是需要研究的，最后使得圓網(wǎng)和導(dǎo)帶在運(yùn)轉(zhuǎn)起來達(dá)到同步，同步精度達(dá)到正負(fù)0.1mm， 其實(shí)現(xiàn)難度可想而知。接下來則是一些簡單的電氣邏輯控制來滿足其操作、調(diào)速、同步要求。 （如圖1所示。）

圖1中，若主輥或?qū)г诟鼡Q時(shí)直徑或厚度變化Δr’，圓網(wǎng)速度不變（機(jī)械傳動(dòng)沒辦法變），那么導(dǎo)帶線速變化為ΔV=ω(r+Δr’)-ωr=ωΔr’，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)越快，這個(gè)變化對印花精度的影響就越大，實(shí)際生產(chǎn)過程中所出現(xiàn)的印花不準(zhǔn)，拖色、甚至斷網(wǎng)，并隨著車速的提高而加劇的現(xiàn)象就很好解釋了。

西安德高印染自動(dòng)化工程有限公司開發(fā)的獨(dú)立傳動(dòng)、自動(dòng)對花系統(tǒng)，可以對圓網(wǎng)速度進(jìn)行大范圍精確的調(diào)整，這樣一來，以往因主輥直徑、導(dǎo)帶或織物厚度的變化帶來的影響，就可以通過相應(yīng)修正圓網(wǎng)速度來進(jìn)行彌補(bǔ)，這也是企業(yè)產(chǎn)品可暢銷的一個(gè)重要原因。

圓網(wǎng)印花是一個(gè)大的傳動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)的綜合精度，取決于系統(tǒng)中每一個(gè)影響因素，各因素之間是“與”的關(guān)系，如同：0.99100=0.366。我們需要力求每一個(gè)環(huán)節(jié)，每一個(gè)因素都達(dá)到100%完好。

2 印花系統(tǒng)的響應(yīng)性

獨(dú)立傳動(dòng)式圓網(wǎng)印花機(jī)的核心是獨(dú)立傳動(dòng)系統(tǒng)，通過對導(dǎo)帶速度的檢測，一般采用加裝光電編碼器進(jìn)行信號采樣，再建立一系列數(shù)據(jù)模型，通過控制板卡控制驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)電機(jī)使得圓網(wǎng)以相同與導(dǎo)帶的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)精確對花。

編碼器安裝位置的選擇直接影響到系統(tǒng)的響應(yīng)速度，從而影響印花精度?？梢苑治鐾华?dú)立傳動(dòng)控制系統(tǒng)，其印花機(jī)運(yùn)行的速度（導(dǎo)帶速度）不是絕對恒定的，即使是在我們通常所說的“某一固定車速下”。

為便于分析，我們截取其運(yùn)行過程中某一時(shí)間點(diǎn)的狀態(tài)來分析。由于，電機(jī)至導(dǎo)帶之間有同步帶或三角帶、導(dǎo)帶傳動(dòng)的柔性傳動(dòng)，有齒輪箱或蝸輪蝸桿箱傳動(dòng)，圓網(wǎng)則是由步進(jìn)或伺服電機(jī)經(jīng)精密行星減速機(jī)傳動(dòng)或直驅(qū)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，而電氣信號傳輸速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于機(jī)械傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)響應(yīng)速度的。因此，假設(shè)編碼器分別安裝在主電機(jī)上和編碼器安裝在被動(dòng)輥兩種情況，前者圓網(wǎng)是超前導(dǎo)帶運(yùn)行的，后者圓網(wǎng)則是滯后導(dǎo)帶運(yùn)行的。這樣，某一瞬時(shí)的圓網(wǎng)速度和導(dǎo)帶速度就出現(xiàn)了超前或滯后的現(xiàn)象。因而，編碼器安裝位置選擇不當(dāng)，整個(gè)圓印花系統(tǒng)中圓網(wǎng)的響應(yīng)速度就會(huì)受到影響，從而導(dǎo)致印花精度不理想。

綜上，在圓網(wǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)重視系統(tǒng)響應(yīng)性的設(shè)計(jì)，能在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中引入超前滯后控制，可同時(shí)改善系統(tǒng)的瞬態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能，即兼有快速響應(yīng)特性和良好穩(wěn)態(tài)精度。引入超前滯后控制后，圓網(wǎng)響應(yīng)性可調(diào)，對實(shí)際改造過程中，由于現(xiàn)場原因?qū)幋a器安裝位置的調(diào)整有十分重要的意義。同時(shí)，系統(tǒng)響應(yīng)性可控制，在不穩(wěn)定系統(tǒng)中的作用更為突出：如升降速過程，低速時(shí)的不平穩(wěn)運(yùn)行。

3 印花系統(tǒng)的穩(wěn)定性

系統(tǒng)穩(wěn)定性是一個(gè)十分重要的問題。對上述的超前或滯后問題來講，假設(shè)導(dǎo)帶以一恒定速度運(yùn)行，即導(dǎo)帶每一時(shí)間點(diǎn)的速度都是恒定的，那么從一定程度上講，圓網(wǎng)超前還是滯后問題就不存在了，圓網(wǎng)和導(dǎo)帶間的相對運(yùn)動(dòng)的速差就是恒定的，也就可以實(shí)現(xiàn)精確印花。否則，無論超前還是滯后就會(huì)出現(xiàn)，圓網(wǎng)和導(dǎo)帶間的速差的變化，從而出現(xiàn)整體性錯(cuò)花。理解這一點(diǎn)是尤為重要的，這樣就很容易解釋，國外圓網(wǎng)為什么選擇大功率直流或伺服電機(jī)來拖動(dòng)導(dǎo)帶，目的是為了提高導(dǎo)帶的穩(wěn)定性。某一印花機(jī)升降速跑花，為什么延長升降速時(shí)間可以緩解跑花？升降速時(shí)間的延長使得圓網(wǎng)印花機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)的速度更加趨于穩(wěn)定。

當(dāng)然，穩(wěn)定性的概念還可以延伸：諸如，氣壓、張力的穩(wěn)定與否、漿料液位，機(jī)械傳動(dòng)配合間隙，導(dǎo)帶的橫向偏移、縱向的伸長等諸多方面均會(huì)對印花產(chǎn)生一定的影響，因此，提高圓網(wǎng)印花機(jī)穩(wěn)定性企業(yè)還有許多工作要去做。

4 印花系統(tǒng)中人的因素

當(dāng)然，系統(tǒng)中人的因素是最重要的，同樣的事不同的人去做會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果。設(shè)計(jì)人員對印花機(jī)認(rèn)識的深淺，安裝人員的技能水平、操作人員優(yōu)劣，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的多少，工藝安排得當(dāng)與否，操作人員工作態(tài)度的好壞，對設(shè)備理解的層次，維護(hù)人員的負(fù)責(zé)與否均可以影響到印花的精度。

綜上所述，在印花這個(gè)大系統(tǒng)里，我們作為設(shè)備提供商和服務(wù)商扮演著重要的一環(huán)，只有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)、思考，不懈的努力才能不斷地提升圓網(wǎng)的印花精度。