電腦橫機(jī)電子選針原理分析及影響因素
| 目前,針織橫機(jī)已普遍采用了計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是利用電子選針技術(shù)控制橫機(jī)進(jìn)行單針選針,從而形成各種花色 . 另外,一些老的機(jī)械,在進(jìn)行設(shè)備改造時(shí),也采用電子選針替代舊式的機(jī)械選 針,以擴(kuò)大其花紋的可能性和實(shí)用性. 我們?cè)谡{(diào)研中發(fā)現(xiàn)不少?gòu)S家在進(jìn)行選針系統(tǒng)的自行研制改造中,因選針器選用不當(dāng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)花型錯(cuò)亂變形, 甚至還可能引起機(jī)構(gòu)的錯(cuò)誤動(dòng)作而損壞機(jī)械 結(jié)構(gòu),為此,我們?cè)谘兄坪蛯?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)影響電腦橫機(jī)選針器選針可靠性的幾個(gè)因素進(jìn)行了一些研究,提出相應(yīng)措施,以保證選針可靠. 1 選針器的作用 大多數(shù)電腦橫機(jī)選針控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都是電磁選針這里,電腦橫機(jī)采用上、下兩級(jí)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu),上位機(jī)為工控機(jī),主要負(fù)責(zé)管理與監(jiān)控;下位機(jī)采用單片機(jī)及擴(kuò)展系統(tǒng),其根據(jù)同步信號(hào)和上位機(jī)的控制信號(hào),負(fù)責(zé)控制選針器的選針. 由此可見,選針器是一種依照織物花型組合的電信號(hào)依次驅(qū)動(dòng)選針機(jī)件的換能器 , 是電腦橫機(jī)控制系統(tǒng)用來實(shí)施選針控制的執(zhí)行元件. 因此,其性能好壞將直接影響選針準(zhǔn)確性和可靠性. 2 選針器的類別 目前常用的選針器,從動(dòng)作原理上分,有電磁式和壓電式兩種. 壓電式選針器是利用壓電陶瓷材料作為轉(zhuǎn)換元件,利用控制器發(fā)送的脈沖信號(hào),作用于壓電元件上,靠壓電材料的逆壓電效應(yīng), 使壓電元件彎曲到預(yù)先記憶的形狀來進(jìn)行選針;另一種選針器則是利用對(duì)電磁螺旋管通入不同方向電流,使電磁螺旋管頭端的極性相應(yīng)變化,或與永久性磁鐵配合使用,靠電磁鐵與永久性磁鐵間的吸力和斥力來實(shí)現(xiàn)選針頭擺動(dòng),即用壓針法實(shí)現(xiàn)選針,或者直接通過電磁鐵的極性變化來控制選針器選針,使織針分走不同軌道,用抄針法完成選針. 兩種選針方式相比較,壓電式選針器具有響應(yīng)速度快、發(fā)熱少的特點(diǎn),但在元件的受力和防沖擊、震動(dòng)等方面稍稍遜色,易發(fā)生壓電元件失去記憶的情況,故在針織圓機(jī)上使用較多,以保證快速響應(yīng),并適應(yīng)多路,同時(shí)選針器耗電和發(fā)熱量也不會(huì)太大. 而在橫機(jī)上選用電磁式選針器較為有利. 主要原因有: ?、贆M機(jī)機(jī)針 較粗,編織時(shí)紗線張力較大,因而選針器受力較大,采用電磁式選針器可承受較大的力,且防震動(dòng)性好,使用壽命長(zhǎng). ?、跈M機(jī)控制動(dòng)作復(fù)雜,各部分間配合精度要求高,因而采用電磁選針器可取其動(dòng)作可靠之優(yōu)勢(shì). 故在實(shí)驗(yàn)中我們選用電磁選針器. 3 選針器結(jié)構(gòu) 電磁式選針器原理:選針時(shí),選針器中的電磁螺旋管被通以某個(gè)方向的電流產(chǎn)生極性,該極性磁場(chǎng)與永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用,推拉結(jié)合,使送針器的選針頭繞軸上擺,不與選針片齒作用,選針片沿選針三角上升.選針器構(gòu)造 1-電磁螺旋管;2 -永久磁鐵;3 -選針頭;4 -軸 電磁式選針器的選針原理 不選針時(shí),電磁螺旋管被通以反方向的電流,產(chǎn)生相反極性. 使得選針器的選針頭擺向下方,作用于片齒,選針片被壓入針槽,選針片的下齒不露出針床表面,選針片不沿選針三角上升. 由此可見,對(duì)選針的控制,簡(jiǎn)而言之就是控制選針電磁鐵使選針頭處在工作和不工作兩個(gè)位置. 大量實(shí)驗(yàn)證明,選針器結(jié)構(gòu)必須滿足:螺旋管通電時(shí),選針頭能迅速擺動(dòng)到位,而且在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定下來,而后仍受小電流和永久性磁鐵控制,使之處于受控狀態(tài);螺旋管不通電時(shí),也應(yīng)受永久性磁鐵握持,使選針器的選針頭始終處于受控制狀態(tài),無論在任何狀態(tài)下選針頭都不會(huì)處在一個(gè)不確定的中間位置,這樣則不會(huì)出現(xiàn)編織錯(cuò)誤和碰針現(xiàn)象. 我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中采用德國(guó)雅迪(HARTING) 公司的電磁選針器. 該選針器是一種較新的具有雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的選針器. 4 選針器的級(jí)數(shù) 選針器選針,可分為單級(jí)選針和多級(jí)選針. 單級(jí)選針是每路安裝的選針器僅一級(jí)選針位,即此選針器對(duì)每枚針都作用,其具有機(jī)件體積小、作用時(shí)間短、選針頻率高、機(jī)件磨損小等特點(diǎn),特別適于高速機(jī). 但是單級(jí)選針對(duì)機(jī)件精度要求高,價(jià)格較貴,與之相比,多級(jí)選針的應(yīng)用更為普遍. 多級(jí)選針器具有多個(gè)選針頭,對(duì)應(yīng)多級(jí)選針位,每一級(jí)選針頭只對(duì)應(yīng)選取具有等高度的選針片,因此,對(duì)每一個(gè)選針器上的每一片選針頭而言,它都要間隔多針才對(duì)選針片作用一次,這樣就增加了選針時(shí)間,使選針更加可靠. 但多級(jí)選針機(jī)構(gòu)增加了針床的高度,并要求不同齒高的選針片類,使機(jī)構(gòu)稍復(fù)雜. 目前電腦橫機(jī)上采用的選針器大多為多級(jí)選針器, 因此,如何確定選針器級(jí)數(shù)成為一個(gè)重要問題,因?yàn)槊糠N選針器的選針動(dòng)作頻率都有一個(gè)上限,而電腦橫機(jī)機(jī)速越快,機(jī)號(hào)越高,需要的選針頻率也高,即要求的選針器級(jí)數(shù)越高機(jī)號(hào)(針數(shù)/ 25. 4 mm);若選擇的選針器級(jí)數(shù)比要求的多,則造成浪費(fèi);選擇的級(jí)數(shù)不夠,則無法正確選針,為此我們進(jìn)行如下計(jì)算: 設(shè): G —— 機(jī)頭運(yùn)動(dòng)最高速度 t0 — 選用的選針器選針周期 則: 針距為T = 25. 4/G 機(jī)頭以最高速移過每一針?biāo)璧臅r(shí)間t = T/ Vmax 所要求的選針頻率f′= 1 000/ t 考慮保險(xiǎn)系數(shù)f =1. 5 f′ 而選針器選針頻率f 0=1 000/t0 故選針級(jí)數(shù)n0= f/ f 0 一般電腦橫機(jī)中常用六檔或八檔選針器. 5 選針器的驅(qū)動(dòng)方式 電磁式選針器的驅(qū)動(dòng)方式有兩種:一種是脈沖寬度調(diào)制法控制開關(guān)電壓; 一種是用斬波限流的電流控制法. 從選針可靠的角度出發(fā), 應(yīng)采用第二種方法, 以便控制方式較穩(wěn)定,免受溫度的影響. 這是因?yàn)殡姶盆F在電磁感應(yīng)中,除了磁能增加, 做機(jī)械功外, 還有一部分能量用于產(chǎn)生熱量,該熱量會(huì)使電磁鐵溫度升高,而溫度又影響電阻大小,從而影響電流大小,最終影響電磁力,即影響選針的可靠性. 由此可見, 當(dāng)脈沖信號(hào)發(fā)出后, 選針頭要滯后若干時(shí)間才開始擺動(dòng), 擺動(dòng)到位后還會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的回跳與抖動(dòng),穩(wěn)定下來,后才能開始與選針片作用. 選針器的驅(qū)動(dòng)方式 (斬波限流的電流控制法) 6 結(jié) 語 選針器是用來實(shí)施選針控制的關(guān)鍵元件, 它的結(jié)構(gòu)、性能等都將直接影響選針控制的準(zhǔn)確性和可靠性. 因此,在選用選針器時(shí), 應(yīng)考慮其本身特點(diǎn), 注意以下幾點(diǎn): (1) 選用適合電腦橫機(jī)使用的選針器種類; (2) 根據(jù)需要選取選針器參數(shù),如級(jí)數(shù); (3) 采用合理的控制方式,減少控制過程中的不穩(wěn)定因素; (4) 選擇結(jié)構(gòu)時(shí),宜采用選針頭始終處于受控制的雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu),以保證性能穩(wěn)定. |
