影響圓網印花精度的因素

西安駿泰印花裝備技術服務有限公司 張丹/文

影響圓網印花精度的因素

西安駿泰印花裝備技術服務有限公司 張丹/文

影響圓網印花精度的因素很多，大致可分為：印花系統綜合精度，印花系統響應性，印花系統穩定性，印花系統中人的因素幾個方面。

圓網印花 速差 印花精度

圖1 傳統機械傳動式圓網印花機示意圖

圓網印花機是印染廠的關鍵設備，也是機械電氣高度協調統一的重要設備之一，圓網印花機顧名思義就是負責印花的設備，其印花精度的好壞就顯得尤為重要。然而，影響圓網印花精度的因素有很多，在筆者看來，目前的圓網印花機都是機械、電氣高度結合的整體，分析影響印花精度不能簡單的按照機械、電氣問題進行簡單的劃分，而應該將圓網印花看作一個系統來分析。

本文結合作者多年的現場服務經驗，將影響印花精度的因素分為以下幾個方面進行分析：

1 印花系統的綜合精度

大家都清楚：傳統機械傳動式印花機的印花精度主要是通過良好的機械配合來保證，傳統的機械傳動印花機要達到圓網同導帶的同步，也就是要將圓網鎳網的運行速度，無論在導帶穩速或變速的情況下，嚴格地控制在導帶運行速度的-0.2%至-3%范圍內，即：通常所講圓網同導帶間的速差穩定。因此，我們必須在設計時分別考慮主電機帶輪、過渡軸帶輪、蝸輪蝸桿減速箱、主輥直徑、導帶或織物厚度等影響導帶速度的因素；還同時需要考慮圓網同導帶間隙、網頭、網頭傳動齒輪的速比、網頭傳動齒輪箱速比等影響圓網速度的因素。

當然，除此之外，機械配合公差、傳動磨損也是需要研究的，最后使得圓網和導帶在運轉起來達到同步，同步精度達到正負0.1mm， 其實現難度可想而知。接下來則是一些簡單的電氣邏輯控制來滿足其操作、調速、同步要求。 （如圖1所示。）

圖1中，若主輥或導帶在更換時直徑或厚度變化Δr’，圓網速度不變（機械傳動沒辦法變），那么導帶線速變化為ΔV=ω(r+Δr’)-ωr=ωΔr’，設備運轉越快，這個變化對印花精度的影響就越大，實際生產過程中所出現的印花不準，拖色、甚至斷網，并隨著車速的提高而加劇的現象就很好解釋了。

西安德高印染自動化工程有限公司開發的獨立傳動、自動對花系統，可以對圓網速度進行大范圍精確的調整，這樣一來，以往因主輥直徑、導帶或織物厚度的變化帶來的影響，就可以通過相應修正圓網速度來進行彌補，這也是企業產品可暢銷的一個重要原因。

圓網印花是一個大的傳動系統，系統的綜合精度，取決于系統中每一個影響因素，各因素之間是“與”的關系，如同：0.99100=0.366。我們需要力求每一個環節，每一個因素都達到100%完好。

2 印花系統的響應性

獨立傳動式圓網印花機的核心是獨立傳動系統，通過對導帶速度的檢測，一般采用加裝光電編碼器進行信號采樣，再建立一系列數據模型，通過控制板卡控制驅動器來驅動電機使得圓網以相同與導帶的速度運轉，從而實現精確對花。

編碼器安裝位置的選擇直接影響到系統的響應速度，從而影響印花精度。可以分析同一獨立傳動控制系統，其印花機運行的速度（導帶速度）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，我們截取其運行過程中某一時間點的狀態來分析。由于，電機至導帶之間有同步帶或三角帶、導帶傳動的柔性傳動，有齒輪箱或蝸輪蝸桿箱傳動，圓網則是由步進或伺服電機經精密行星減速機傳動或直驅電機直接驅動，而電氣信號傳輸速度要遠遠大于機械傳動鏈的傳動響應速度的。因此，假設編碼器分別安裝在主電機上和編碼器安裝在被動輥兩種情況，前者圓網是超前導帶運行的，后者圓網則是滯后導帶運行的。這樣，某一瞬時的圓網速度和導帶速度就出現了超前或滯后的現象。因而，編碼器安裝位置選擇不當，整個圓印花系統中圓網的響應速度就會受到影響，從而導致印花精度不理想。

綜上，在圓網控制系統設計中，應當重視系統響應性的設計，能在系統設計中引入超前滯后控制，可同時改善系統的瞬態性能和穩態性能，即兼有快速響應特性和良好穩態精度。引入超前滯后控制后，圓網響應性可調，對實際改造過程中，由于現場原因對編碼器安裝位置的調整有十分重要的意義。同時，系統響應性可控制，在不穩定系統中的作用更為突出：如升降速過程，低速時的不平穩運行。

3 印花系統的穩定性

系統穩定性是一個十分重要的問題。對上述的超前或滯后問題來講，假設導帶以一恒定速度運行，即導帶每一時間點的速度都是恒定的，那么從一定程度上講，圓網超前還是滯后問題就不存在了，圓網和導帶間的相對運動的速差就是恒定的，也就可以實現精確印花。否則，無論超前還是滯后就會出現，圓網和導帶間的速差的變化，從而出現整體性錯花。理解這一點是尤為重要的，這樣就很容易解釋，國外圓網為什么選擇大功率直流或伺服電機來拖動導帶，目的是為了提高導帶的穩定性。某一印花機升降速跑花，為什么延長升降速時間可以緩解跑花？升降速時間的延長使得圓網印花機在單位時間內的速度更加趨于穩定。

當然，穩定性的概念還可以延伸：諸如，氣壓、張力的穩定與否、漿料液位，機械傳動配合間隙，導帶的橫向偏移、縱向的伸長等諸多方面均會對印花產生一定的影響，因此，提高圓網印花機穩定性企業還有許多工作要去做。

4 印花系統中人的因素

當然，系統中人的因素是最重要的，同樣的事不同的人去做會出現不同的結果。設計人員對印花機認識的深淺，安裝人員的技能水平、操作人員優劣，實踐經驗的多少，工藝安排得當與否，操作人員工作態度的好壞，對設備理解的層次，維護人員的負責與否均可以影響到印花的精度。

綜上所述，在印花這個大系統里，我們作為設備提供商和服務商扮演著重要的一環，只有系統地學習、思考，不懈的努力才能不斷地提升圓網的印花精度。