電腦橫機(jī)新型推針三角控制裝置的設(shè)計與改進(jìn)

福建睿能科技股份有限公司 張國利/ 文

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電腦橫機(jī)新型推針三角控制裝置的設(shè)計與改進(jìn)

福建睿能科技股份有限公司 張國利/ 文

本文介紹了一種電腦橫機(jī)新型推針三角控制裝置的設(shè)計及改進(jìn)。該控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪、推針三角連桿以及推針三角導(dǎo)向座。通過對該裝置重新設(shè)計，使得每個系統(tǒng)中的新型推針三角能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)控制，且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，同時配合選針?biāo)惴?，得以實現(xiàn)電腦橫機(jī)對織物的高效編織。

推針三角 磁鋼驅(qū)動機(jī)械式推針機(jī)構(gòu) 電機(jī)驅(qū)動式推針機(jī)構(gòu)

1 引言

近年來電腦橫機(jī)市場逐漸擺脫低谷，各大主機(jī)企業(yè)銷售數(shù)量較去年同期都有了顯著增長，分析其原因：其一，2009~2010年間出廠的橫機(jī)效率偏低，已不能滿足當(dāng)前下游用戶的生產(chǎn)需求；其二，國內(nèi)的電腦橫機(jī)制造技術(shù)水平和控制系統(tǒng)不斷提高，機(jī)頭快速回轉(zhuǎn)、動態(tài)密度，針床橫移零等待、多針距等技術(shù)逐漸成熟完善，故眾多用戶對橫機(jī)進(jìn)行更新?lián)Q代。

在電腦橫機(jī)技術(shù)改進(jìn)的各種方向中，通過對電腦橫機(jī)零部件以及控制方案進(jìn)行改進(jìn)，以縮短編織時間，提高編織效率，成為眾多廠商提高橫機(jī)總體性能的首要努力方向。而電腦橫機(jī)的編織是基于控制系統(tǒng)及其機(jī)械部件的協(xié)同工作，編織出針是其中的一個基本動作。其動作過程為：織針經(jīng)過初選、重選，由推針三角推動選針片帶動彈簧針將其送至初始位置，使彈簧針不受壓迫，并使長針處于工作狀態(tài)；由推針三角將長針二段接走，并退往中山三角工作軌跡中，出針至3/4，完成基礎(chǔ)編織動作，再由織針牽拉紗線成圈進(jìn)行織物的基礎(chǔ)編織。

2 現(xiàn)有推針三角驅(qū)動結(jié)構(gòu)及其控制方式

推針三角是電腦橫機(jī)實現(xiàn)編織的一個重要三角機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有技術(shù)中具有多系統(tǒng)的橫機(jī)包括多個推針三角，多個推針三角通過一個推針三角連桿連接，推針三角連桿在機(jī)構(gòu)往復(fù)運(yùn)動時在磁鋼導(dǎo)向作用下帶動多個推針三角左右運(yùn)動。主要缺陷如下：

1）純機(jī)械控制，無反饋信號給系統(tǒng)，如發(fā)生推針連桿出現(xiàn)故障，系統(tǒng)無法進(jìn)行故障停機(jī)，會造成織物與設(shè)備損壞。

2）因推針三角連桿帶動多個推針三角左右運(yùn)動，無法單獨(dú)控制每個系統(tǒng)的推針三角，無法進(jìn)行效率優(yōu)化。

現(xiàn)有技術(shù)中三角系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1-1和1-2所示：

圖1-1 單系統(tǒng)推針三角驅(qū)動機(jī)構(gòu)

圖1-2 多系統(tǒng)推針三角驅(qū)動機(jī)構(gòu)

3 新型（電機(jī)式）推針三角控制裝置

為避免以上缺陷，提高推針三角控制的可靠性和靈活性，設(shè)計一種電機(jī)式推針三角的控制裝置，用于控制推針三角左行突出，右行突出與左右推針三角收起，該控制裝置包括步進(jìn)電機(jī)、齒輪、推針三角連桿以及推針三角導(dǎo)向座。齒輪設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)上，推針三角連桿設(shè)置在齒輪的下方，推針三角連桿與推針三角連接，推針三角導(dǎo)向座用于限定推針三角的移動位置，步進(jìn)電機(jī)和推針三角導(dǎo)向座固定在三角底板上。其三角系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖以及驅(qū)動電路如圖2-1和2-2所示：

圖2-1 推針三角步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動機(jī)構(gòu)

圖2-2 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路

其中，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上裝配有位置傳感器，控制器可實時采集傳感器型號，通過驅(qū)動IC進(jìn)行可靠的閉環(huán)控制，極端情況下機(jī)構(gòu)卡死等異常情況時，均能反饋給控制器做出保護(hù)停機(jī)，避免損失。

4 現(xiàn)有技術(shù)和改進(jìn)型技術(shù)的區(qū)別

通過加入步進(jìn)電機(jī)，新型推針三角控制與原有推針三角控制在編織狀態(tài)、設(shè)備結(jié)構(gòu)與控制方式方面具有以下差異：

1）編織狀態(tài)

現(xiàn)有技術(shù)方案兩種狀態(tài)：左行突出，右行突出。

改進(jìn)技術(shù)方案三種狀態(tài)：左行突出，右行突出，左右推針三角收起。

2）結(jié)構(gòu)

現(xiàn)有技術(shù)方案：多個推針三角通過一個推針三角連桿連接，推針三角連桿帶動多個推針三角左右運(yùn)動，無法單獨(dú)控制每個系統(tǒng)的推針三角。

改進(jìn)技術(shù)方案：每個系統(tǒng)推針三角無連接裝置，可單獨(dú)控制每個系統(tǒng)的推針三角。

3）控制方式

現(xiàn)有技術(shù)方案：通過機(jī)械磁鋼帶動換向，無到位反饋裝置。

改進(jìn)技術(shù)方案：由步進(jìn)電機(jī)控制，有感應(yīng)器或編碼器反饋到位狀態(tài)。

5 現(xiàn)有技術(shù)與改進(jìn)技術(shù)工作原理分析

橫機(jī)用于進(jìn)行編織，如圖3-1所示，現(xiàn)有技術(shù)的橫機(jī)包括至少兩個系統(tǒng)11和12，以兩個系統(tǒng)11和12為例進(jìn)行說明。如系統(tǒng)11工作，系統(tǒng)12不工作，在橫機(jī)向左進(jìn)行編織時，系統(tǒng)11的選針器13進(jìn)行編織，系統(tǒng)12的選針器14用于為橫機(jī)的下一次編織的進(jìn)行預(yù)選針，即選針器14用于為橫機(jī)向右進(jìn)行編織時進(jìn)行預(yù)選針。因此橫機(jī)編織一次的行程為編織物的長度L1和3/4橫機(jī)的機(jī)頭長度L2之和，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的橫機(jī)的編織行程長，編織效率低。

圖3-1 機(jī)械控制推針三角機(jī)頭行程圖

新型推針三角控制裝置編織，如圖3-2與圖3-3所示，假設(shè)橫機(jī)包括至少兩個系統(tǒng)和控制器30，其中橫機(jī)包括系統(tǒng)1、系統(tǒng)2、……以及系統(tǒng)n，n為大于或等于2的正整數(shù)。每個系統(tǒng)包括兩個選針器，即系統(tǒng)1包括選針器1’和選針器2’，系統(tǒng)2包括選針器3’和選針器4’，……，系統(tǒng)n包括選針器2n-1’和選針器2n’。 橫機(jī)的控制器30與至少兩個系統(tǒng)分別連接，用于控制至少兩個系統(tǒng)的選針器進(jìn)行編織、預(yù)選針或者避開。

圖3-2 電子控制推針三角機(jī)頭行程圖

如圖3-3所示，選用該裝置控制選針包括以下步驟:步驟S21：在至少兩個系統(tǒng)中至少一個系統(tǒng)不工作時，控制器30控制每個工作的系統(tǒng)中的一個選針器進(jìn)行編織；其中，系統(tǒng)不工作具體為橫機(jī)沒有采用該系統(tǒng)對編織物進(jìn)行編織，工作的系統(tǒng)為橫機(jī)采用該系統(tǒng)對編織物進(jìn)行編織。在橫機(jī)進(jìn)行左行編織時，控制器30控制位于工作的系統(tǒng)的左側(cè)的選針器進(jìn)行編織；在橫機(jī)進(jìn)行右行編織時，控制器30控制位于工作的系統(tǒng)的右側(cè)的選針器進(jìn)行編織。

圖3-3 電子控制推針三角橫機(jī)的選針方法的流程圖

當(dāng)橫機(jī)包括系統(tǒng)1和系統(tǒng)2時，系統(tǒng)1不工作，系統(tǒng)2工作；或者系統(tǒng)1工作，系統(tǒng)2不工作。在系統(tǒng)1不工作，系統(tǒng)2工作時，橫機(jī)進(jìn)行左行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的左側(cè)的選針器進(jìn)行編織；橫機(jī)進(jìn)行右行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的右側(cè)的選針器進(jìn)行編織。

步驟S22：控制器30控制在與編織的選針器相鄰的選針器中的至少一個選針器進(jìn)行預(yù)選針。其中，位于正在編織的選針器兩側(cè)的選針器，即該兩側(cè)的選針器與編織的選針器相鄰設(shè)置，控制器30控制該兩側(cè)的選針器中的至少一個選針器進(jìn)行預(yù)選針，以使橫機(jī)在進(jìn)行下一次編織時直接編織。在系統(tǒng)1不工作，系統(tǒng)2工作時，橫機(jī)進(jìn)行左行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的右側(cè)的選針器進(jìn)行預(yù)選針；橫機(jī)進(jìn)行右行編織，則控制器30控制位于系統(tǒng)2的左側(cè)的選針器進(jìn)行預(yù)選針。進(jìn)一步參見圖3-4和圖3-5，圖3-4是圖3-2中選針器在正常位置的示意圖；圖3-5是圖3-2中選針器在選針位置的示意圖。選針器41為上述實施例所描述的選針器，如圖3-4所示，選針器41在正常位置時，選針器41的選針擺片42壓住選針片43上，選針片43設(shè)置在彈簧片44上。如圖3-5所示，選針器41在選針位置，即選針器41在預(yù)選針時，選針器41的選針擺片42避開選針片43，以使的選針片43被抬起；在選針器41進(jìn)行編織時，控制器30控制橫機(jī)的推針三角推動被抬起的選針片43。

相對于現(xiàn)有技術(shù)的橫機(jī)，本改進(jìn)型方案的選針方法在與編織的選針器相鄰的選針器中的至少一個選針器進(jìn)行預(yù)選針，能夠減少橫機(jī)編織時運(yùn)行的行程，提高橫機(jī)編織的效率。

圖3-4 選針器在正常位置的示意圖圖3-5 選針器在選針位置的示意圖

綜上所述，在橫機(jī)往復(fù)運(yùn)動實現(xiàn)編織時，機(jī)頭有效行程距離得到大大縮短，預(yù)計可節(jié)省25%的編織時間，大大提高了橫機(jī)的編織效率。

6 結(jié)束語

隨著電腦橫機(jī)機(jī)械機(jī)構(gòu)的不斷改造、升級，對應(yīng)的核心技術(shù)控制系統(tǒng)也在不斷地創(chuàng)新，通過橫機(jī)控制系統(tǒng)以及機(jī)頭三角推針機(jī)構(gòu)的機(jī)電一體化的協(xié)同開發(fā)工作，結(jié)合我公司的F4000PLUS電腦針織橫機(jī)控制系統(tǒng)（產(chǎn)品），滿足了橫機(jī)高效編織的需求，該技術(shù)推廣到國內(nèi)眾多橫機(jī)制造廠家，得到了用戶的認(rèn)可，提高了生產(chǎn)效率，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，證實了F4000PLUS電腦針織橫機(jī)控制系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性與實用性，推動了橫機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展。