劍桿織機氣動選緯裝置設計

陳伍彪,任強勝,黃晨志,陳 濤,韋 佳

(四川省絲綢科學研究院有限公司,四川 成都 610031)

目前劍桿織機上配套的自動選緯裝置普遍是由電磁訊號控制選緯針執行選緯動作的電子選緯裝置,但由于其選緯執行機構中構件較多,選緯動作頻繁導致個別零件容易磨損,維修安裝精度要求較高,并且會受到電子元器件質量良莠不齊的影響,因此電子選緯裝置的故障率、使用壽命等也參差不齊。介紹一種由氣體控制選緯針實現選緯的氣動選緯裝置,通過電磁閥將適宜壓力的氣體按照預置程序進行收放,推動氣缸中的活塞從而帶動選緯針進行選緯。

1 氣動選緯裝置總體設計方案

為解決電子選緯裝置中選緯執行機構結構較復雜,磁鐵和線圈容易磨損掉粉,電子元器件的質量、性能參差不齊等弊端,研發出一種氣動控制選緯針動作的選緯裝置,簡化選緯執行機構中的構件,使選緯動作更加準確可靠。氣動選緯裝置由選緯控制機構、氣路控制機構和執行機構三部分組成,如圖1所示。選緯訊號由電腦預置程序控制,由氣動控制選緯針實現選緯,能夠進行十幾種緯紗的選緯工作。

圖1 氣動選緯裝置總體構成

2 關鍵機構設計

2.1 氣動選緯控制機構

氣動選緯控制機構主要由外部信號采集裝置和選緯訊號控制器組成。圖2為氣動選緯控制機構系統工作框圖。

圖2 氣動選緯控制機構系統工作框圖

2.1.1 外部信號采集裝置

外部信號采集裝置主要由磁鐵和霍爾傳感器組成,磁鐵作為信號源,霍爾傳感器則負責信號采集和傳送。劍桿織機上的中心軸帶動旋轉盤上的磁鐵進行圓周運動,當探頭靠近磁鐵時,就接收到一個電磁信號,霍爾傳感器將被測到的線速度轉化為脈沖信號,傳輸給選緯訊號控制器,如圖3所示。訊號源可在中軸或曲軸上取,也可在其他軸上取,要求一個周期內的訊號和執行選緯動作為1∶1,即收集到的訊號經控制器處理,然后發送給執行機構進行選緯,實現投梭一次就選緯一次。因此選擇訊號取點的位置即磁鐵安放位置就與磁鐵和探頭個數有關。

圖3 外部信號采集裝置示意圖

2.1.2 氣動選緯訊號控制器

氣動選緯訊號控制器是整個氣動選緯裝置的關鍵,負責訊號的接收、處理和發送以及織物組織、花色等預置程序的運行和協調等。其結構就是一個微電腦,主要由人機界面、數據處理模塊、輸出模塊等構成,系統模塊工作框圖如圖4所示。

圖4 系統模塊工作框圖

首先在電腦端使用專業紡織電腦花型編輯軟件編輯好所需要的花型,即選色順序,然后存儲到可移動存儲器中,再通過串行總線接口將設計好的花型導入到電子氣動選緯控制器中。通過外部訊號將采集裝置采集到的訊號發送給氣動選緯訊號控制器,控制器中的微電腦按照預置程序進行數據處理,然后發送訊號給氣路控制機構,由氣路控制機構中的電磁閥控制一定壓力的氣體進行選緯,實現投梭一次就選緯一次。電子氣動選緯訊號控制器設有輸入對話功能,主要設有換梭、調格、調緯、顯示、設置、暫停、復位等功能按鍵,且可通過液晶顯示屏查閱參數、數據等信息,方便生產管理。

2.2 氣路控制機構

氣路控制機構由空壓機、空濾裝置和氣路控制器等組成。空壓機為執行機構中的選緯針提供動力,可為一臺或多臺選緯裝置提供氣體動力,氣體壓力一般要求為1.5～3 kgf/cm2。空濾裝置主要是過濾掉空氣中的雜質以及維持空氣壓力穩定,當空氣壓力過高時,空濾裝置上的泄壓閥將打開,以便維持設備正常運行。氣路控制器是連接選緯訊號控制器、空壓機和選緯執行機構的設備,它將選緯訊號控制器發出的訊號通過電磁閥控制氣體的收放,從而達到控制選緯針的動作。氣動選緯的氣體回路由單向閥、儲氣罐、過濾器、電磁閥、氣缸等組成。圖5是氣動選緯裝置系統氣路圖。

圖5 系統氣路圖

本系統圖是適配12色選緯,首先來自氣源的氣體先經過一個單向閥和儲氣罐,再通過過濾器將氣體進行凈化并調整壓力,然后通過氣路控制器分12路送入電磁閥中,電磁閥根據訊號來控制氣體的收放驅動氣缸,從而控制選緯針的動作達到選緯的目的。電磁閥選用兩路五通電磁閥(DC24V),驅動氣缸是由12個兩路五通電磁閥為其提供控制。

2.3 選緯執行機構

選緯執行機構主要由氣缸、選緯針和底板構成,如圖6所示。選緯針針尖處開有直徑約為4 mm 的孔眼,緯紗從此孔眼中穿過,如圖7所示。當接收到選緯訊號后,氣體從氣孔A 口注入,一定壓力的氣體推動氣缸內部活塞運動,選緯針下滑至引緯路線上,將被選緯紗送至劍桿的通道中,送緯劍頭則夾住緯紗將其引進梭口,完成緯紗傳送后,氣動裝置再次發出指令,氣體從氣孔B口注入,氣缸內部活塞向后運動,帶動選緯針縮回,完成一次整個的送緯動作。此時其他單元中的選緯針仍在引緯路線的上方,不參與引緯。

圖6 氣動選緯結構圖

圖7 氣動選緯針結構圖

3 性能分析

氣動選緯裝置中選緯的執行動力是壓縮氣體,由通過一定壓力的氣體驅動氣缸來實現選緯針的上下移動,從而達到選緯的目的。氣缸的動作速度比液壓和電氣方式的動作速度都要快些、靈敏些,輸出力及工作速度的調節也比較容易,并且具有結構簡單、可靠性高、使用壽命長的優點。同時,作為給選緯針提供動力的氣體,其氣源一般工廠都具備,不需要另行準備。另外,根據生產的需求加強了氣動選緯訊號控制器內置電腦的功能,增加了一些方便生產管理的功能鍵。特別是編輯一些織物花型循環數較大的品種時,由于一般的電子選緯控制器上的顯示屏只能顯示幾行數據,如果需要輸入的數據較多或出錯時,更改數據會相當麻煩。現通過電腦端進行操作,比在電子選緯控制器上只能直接輸入預置程序要準確、容易,同時在電腦端進行查看、更改會更加方便。

4 結束語

實踐證明,氣動選緯裝置相較于電子選緯裝置具有一定的優勢,其選緯動作靈敏可靠、故障率低,選色適用范圍大,維修簡單便于調節。同時,由于采用了先進的計算機技術,查看、核對、修改快捷,可存儲容量大,方便生產管理,節省了上機的準備時間。稍有不足就是氣體管線較多,安裝及維修時要小心仔細,不可弄破氣管,但它仍不失為一種理想的選緯裝置。

圖8 氣動選緯裝置實物圖