电子式调节送经机构的工作原理

发表于 2015-7-31 22:34:59

在电子式调节送经机构中，经纱放送传动部分由送经电动机驱动，并受送经量自动调节部分控制。送经量自动调节部分是根据经纱张力设定值和实际经纱张力检测的结果进行控制的。通过对送经电动机的转速和转向的控制，放送出所需的经纱并维持适宜的经纱张力。电子式调节送经机构的机械结构比较简单，作用灵敏，适应高速，是织造技术进步的一个方向。
电子式调节送经机构可分解为经纱张力信号采集系统、信号处理和控制系统、织轴放送装置三个组成部分。

发表于 2015-7-31 22:36:51

１.经纱张力信号采集系统　
经纱张力信号采集系统主要有后梁位置检测方式和后梁受力检测方式两种。
（１）后梁位置检测方式。以接近开关判别后梁位置，进而间接地对经纱张力信号进行判断、采集，是典型的后梁位置检测方式。它的经纱张力采集系统工作原理和机械式送经机构基本相同，即利用经纱张力与后梁位置的对应关系，通过监测后梁位置控制经纱张力。如图所示，从织轴上退绕出来的经纱９绕过后梁１，经纱张力使后梁摆杆２绕Ｏ点沿顺时针方向转动，对张力弹簧３进行压缩。通过改变弹簧力，可以调节经纱上机张力，并使后梁摆杆位于一个正常的平衡位置上。织造过程中，当经纱张力相对预设定值增大或减小时，后梁摆杆从平衡位置发生偏移，固定在后梁摆杆上的铁片４、５相对于接近开关６、７作位置变化。

接近开关方式经纱张力采集系统

发表于 2015-7-31 22:40:45

接近开关３是一种电感式传感器。当铁片１遮住传感器感应头时（图），由于电磁感应使感应线圈２的振荡回路损耗增大，回路振荡减弱。当铁片遮盖到一定程度时，耗损大到使回路停振，此时晶体管开关电路输出一个信号。
铁片４遮盖接近开关６的感应头时，开关电路输出一个信号，送经电动机回转，放出经纱。在正常运转时，铁片５总是在接近开关７的上方。若经纱张力过大超出允许范围，铁片５就会遮盖接近开关７，开关电路输出信号，命令织机停车。当张力小于允许范围时，铁片４会遮住接近开关７，也使织机停车。
后梁摆杆根据经纱张力变化，不断调整铁片４与接近开关６的相对位置，使送经电动机时而放出经纱、时而停放，让后梁摆杆始终在平衡位置上下作小量的位移，经纱上机张力始终稳定在预设的上机张力附近。
由于后梁系统具有较大的运动惯量，当经纱张力发生变化时，后梁系统不可能及时地做出位移响应，于是不能及时地反映张力的变化并匀整经纱张力。这是后梁位置检测方式的弊病。
在高经纱张力或中厚织物织造时，开口、打纬等运动引起经纱张力快速、大幅度的波动，会导致后梁跳动，造成打纬力不足，织物达不到设计的密度，并影响经纱张力调节的准确性。为避免这一缺点，在后梁系统中安装了阻尼器８，如图所示。阻尼器的两端分别与机架和后梁摆杆铰接。由于阻尼器的阻尼力与后梁摆杆上铰接点Ａ的运动速度平方呈正比，因此，开口、打纬等运动造成的经纱张力大幅度、高速度波动不可能引起阻尼器工作长度相应的变化，阻尼器如同一根长度固定的连杆，对后梁摆杆、后梁起到了强有力的握持作用，阻止了后梁跳动。但是，对于织轴直径减小或某些因素引起的经纱张力慢速的变化，阻尼器几乎不产生阻尼作用，不影响后梁摆杆在平衡位置附近作相应的偏移运动。

接近开关原理

发表于 2015-7-31 22:43:50

（２）后梁受力检测方式。与后梁位置检测方式相比，后梁受力检测方式的经纱张力采集系统工作原理有了明显改进。
①一种较简单的、利用应变片传感器对经纱张力进行采集的结构如图（ａ）所示，经纱８绕过后梁１，经纱张力的大小通过后梁摆杆２、杠杆３、拉杆４，施加到应变片传感器５上。这里采用了非电量电测方法，通过应变片微弱的应变来采集经纱张力变化的全部信息，相对于通过后梁系统的位置（位移）来感受经纱张力变化，它的优点是可以十分及时地反映经纱张力的变化。曲柄６、连杆７、后梁摆杆２组成了平纹织物织造的经纱张力补偿装置，对经纱开口过程中经纱张力的变化进行补偿调节。改变曲柄长度，可以调节张力补偿量的大小。
②图（ｂ）为一种结构稍复杂的利用应变片工作的经纱张力信号采集系统。经纱张力通过后梁１、后梁摆杆２、弹簧１２、弹簧杆１０，施加到应变片传感器５上，其电测原理与前一种方式是完全相同的。它们都不必通过后梁系统的运动来反映经纱张力数值变化，从而避免了后梁系统运动惯性对经纱张力采集的频率响应影响，保证送经机构能对经纱张力的变动做出及时、准确的调节。这有利于对经纱张力要求较高的稀薄织物加工。
在经纱张力快速变化的条件下，阻尼器１１对后梁摆杆起握持作用，阻止后梁上下跳动，使后梁处于“固定”的位置上。但是，当经纱张力发生意外的较大幅度的慢速变化时，后梁摆杆通过弹簧１２的柔性连接可以对此作出反应。弹簧会发生压缩或变形恢复，后梁摆杆会适当上下摆动，对经纱长度进行补偿，避免了经纱的过度松弛和过度张紧。

应变片方式经纱张力采集系统
１—后梁　２—后梁摆杆　３—杠杆　４—拉杆　５—应变片传感器　６—曲柄　７—连杆
８—经纱　９—固定后梁　１０—弹簧杆　１１—阻尼器　１２—弹簧　１３—双臂杆

发表于 2015-7-31 22:48:33

２.信号处理和控制系统
（１）后梁位置检测方式。图表示了经纱张力采集、处理和控制原理。当经纱张力大于预定数值Ｆ０时，如图（ａ）中虚线所示，铁片对接近开关的遮盖程度达到使振荡回路停振，于是开关电路输出信号Ｖ１，如图（ｂ）所示。Ｆ０的数值由调整张力弹簧刚度和接近开关安装位置来设定。信号Ｖ１经积分电路、比较电路处理，如图（ｃ）所示。当积分电压Ｖ２高于设定电压Ｖ０，则输出信号（Ｖ２－Ｖ０）通过驱动电路使直流送经伺服电动机转动，织轴放出经纱。输出信号（Ｖ２－Ｖ０）越大，电动机转速越高，经纱放出速度越快。当Ｖ２＜Ｖ０时，电动机不转动，织轴被锁定，经纱不能放出。
在上述这种方式中，经纱不是每纬都送出的，因此送经量调节的精确程度稍差些，较适宜于中、厚织物的织制。但是，它的电路结构比较简单、可靠，有较强的实用性。

电子送经机构的经纱张力控制原理

　信号处理过程

发表于 2015-7-31 22:51:44

（２）后梁受力检测方式。后梁受力检测方式的经纱张力信号处理与控制系统中采用了微型计算机。该方式应用在不同电子式送经机构中，信号处理和控制的方法各有特点，所使用的织轴驱动伺服电动机也有交流和直流之分。因此，经纱张力信号的处理与控制系统有多种不同的形式，它们的基本原理可以归纳为如图所示。
计算机按照程序设定的采样时间间隔，根据主轴时间信号，对应变片传感器输出的模拟电量进行采样及模拟量到数字量的转换（Ａ／Ｄ转换），然后将经纱张力变化一个周期内各采样点的数值作算术平均或加权平均（周期为预设参数）。计算出的平均张力与预设定的经纱张力值进行比较，或者与计算机根据预设定的织造参数（纱线特数、织物密度、幅宽等）所算得的经纱张力值进行比较，由张力偏差所得的修正系数进入速度指令环节。
速度指令通过数字量到模拟量的转换（Ｄ／Ａ转换），输入到驱动电路，进而驱动交流或直流伺服电动机。
在使用交流伺服电动机时，还需测出电动机的当前转速，信号反馈到驱动电路，使驱动输出作出相应的修正。

应变片方式电子送经机构的经纱张力控制原理

发表于 2015-7-31 22:54:35

３.织轴放送装置　
织轴放送装置包括交流或直流伺服电动机及其驱动电路和送经传动轮系。
由电动机特性曲线可知，直流伺服电动机的机械特性较硬，线性调速范围大，易控制，效率高，比较适宜于用作送经电动机。但直流电动机使用电刷，长时间运转产生磨损，需要经常维护。在低速转动时，由于电刷和换向器易产生死角，引起火花，电火花将干扰电路部分正常工作。交流伺服电动机无电刷和换向器引起的弊病，但它的机械特性较软，线性调速区小。为此，在交流伺服电动机上装有测速发电机，检测电动机转速，并以此检测信号作为反馈信号，输入到驱动电路，形成闭环控制，保证送经调节的准确性。
送经传动轮系由齿轮、蜗轮、蜗杆和制动阻尼器构成，如图所示，执行电动机１通过一对齿轮２和３、蜗杆４、蜗轮５，起到减速作用。装在蜗轮轴上的送经齿轮６与织轴边盘齿轮７啮合，使织轴转动，放送出经纱。为了防止惯性回转造成送经不精确，在送经执行装置中都含有阻尼部件。在图１０－１９中是在蜗轮轴上装有一只制动盘，通过制动带的作用，使蜗轮轴的回转受到一定的阻力矩作用，而当电动机一旦停止转动，蜗轮轴也立即停止转动，从而不出现惯性回转而引起的过量送经。
电子送经机构常采用交流伺服电动机、开关磁阻电动机和直流毛刷电动机。目前，喷气织机的电子送经机构中还增加了停车时间记录装置（以５ｍｉｎ、１０ｍｉｎ为一个单位），在织机开车时，电子送经机构自动卷紧织轴，使经纱张力达到织机开车所需的数值，可以有效地防止开车稀密路疵点。

电子送经的织轴驱动装置

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