劍桿織機(jī)氣動選緯裝置設(shè)計

陳伍彪,任強(qiáng)勝,黃晨志,陳 濤,韋 佳

(四川省絲綢科學(xué)研究院有限公司,四川 成都 610031)

目前劍桿織機(jī)上配套的自動選緯裝置普遍是由電磁訊號控制選緯針執(zhí)行選緯動作的電子選緯裝置,但由于其選緯執(zhí)行機(jī)構(gòu)中構(gòu)件較多,選緯動作頻繁導(dǎo)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(zhì)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(xiàn)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(yù)置程序進(jìn)行收放,推動氣缸中的活塞從而帶動選緯針進(jìn)行選緯。

1 氣動選緯裝置總體設(shè)計方案

為解決電子選緯裝置中選緯執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,磁鐵和線圈容易磨損掉粉,電子元器件的質(zhì)量、性能參差不齊等弊端,研發(fā)出一種氣動控制選緯針動作的選緯裝置,簡化選緯執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的構(gòu)件,使選緯動作更加準(zhǔn)確可靠。氣動選緯裝置由選緯控制機(jī)構(gòu)、氣路控制機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成,如圖1所示。選緯訊號由電腦預(yù)置程序控制,由氣動控制選緯針實現(xiàn)選緯,能夠進(jìn)行十幾種緯紗的選緯工作。

圖1 氣動選緯裝置總體構(gòu)成

2 關(guān)鍵機(jī)構(gòu)設(shè)計

2.1 氣動選緯控制機(jī)構(gòu)

氣動選緯控制機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)系統(tǒng)工作框圖。

圖2 氣動選緯控制機(jī)構(gòu)系統(tǒng)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(fù)責(zé)信號采集和傳送。劍桿織機(jī)上的中心軸帶動旋轉(zhuǎn)盤上的磁鐵進(jìn)行圓周運(yùn)動,當(dāng)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(zhuǎn)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(nèi)的訊號和執(zhí)行選緯動作為1∶1,即收集到的訊號經(jīng)控制器處理,然后發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行選緯,實現(xiàn)投梭一次就選緯一次。因此選擇訊號取點(diǎn)的位置即磁鐵安放位置就與磁鐵和探頭個數(shù)有關(guān)。

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(guān)鍵,負(fù)責(zé)訊號的接收、處理和發(fā)送以及織物組織、花色等預(yù)置程序的運(yùn)行和協(xié)調(diào)等。其結(jié)構(gòu)就是一個微電腦,主要由人機(jī)界面、數(shù)據(jù)處理模塊、輸出模塊等構(gòu)成,系統(tǒng)模塊工作框圖如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)模塊工作框圖

首先在電腦端使用專業(yè)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(shè)計好的花型導(dǎo)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(fā)送給氣動選緯訊號控制器,控制器中的微電腦按照預(yù)置程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,然后發(fā)送訊號給氣路控制機(jī)構(gòu),由氣路控制機(jī)構(gòu)中的電磁閥控制一定壓力的氣體進(jìn)行選緯,實現(xiàn)投梭一次就選緯一次。電子氣動選緯訊號控制器設(shè)有輸入對話功能,主要設(shè)有換梭、調(diào)格、調(diào)緯、顯示、設(shè)置、暫停、復(fù)位等功能按鍵,且可通過液晶顯示屏查閱參數(shù)、數(shù)據(jù)等信息,方便生產(chǎn)管理。

2.2 氣路控制機(jī)構(gòu)

氣路控制機(jī)構(gòu)由空壓機(jī)、空濾裝置和氣路控制器等組成。空壓機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)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?？諡V裝置主要是過濾掉空氣中的雜質(zhì)以及維持空氣壓力穩(wěn)定,當(dāng)空氣壓力過高時,空濾裝置上的泄壓閥將打開,以便維持設(shè)備正常運(yùn)行。氣路控制器是連接選緯訊號控制器、空壓機(jī)和選緯執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)備,它將選緯訊號控制器發(fā)出的訊號通過電磁閥控制氣體的收放,從而達(dá)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(tǒng)氣路圖。

圖5 系統(tǒng)氣路圖

本系統(tǒng)圖是適配12色選緯,首先來自氣源的氣體先經(jīng)過一個單向閥和儲氣罐,再通過過濾器將氣體進(jìn)行凈化并調(diào)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(jù)訊號來控制氣體的收放驅(qū)動氣缸,從而控制選緯針的動作達(dá)到選緯的目的。電磁閥選用兩路五通電磁閥(DC24V),驅(qū)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(zhí)行機(jī)構(gòu)

選緯執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由氣缸、選緯針和底板構(gòu)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(dāng)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(nèi)部活塞運(yùn)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(jìn)梭口,完成緯紗傳送后,氣動裝置再次發(fā)出指令,氣體從氣孔B口注入,氣缸內(nèi)部活塞向后運(yùn)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(jié)構(gòu)圖

圖7 氣動選緯針結(jié)構(gòu)圖

3 性能分析

氣動選緯裝置中選緯的執(zhí)行動力是壓縮氣體,由通過一定壓力的氣體驅(qū)動氣缸來實現(xiàn)選緯針的上下移動,從而達(dá)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(diào)節(jié)也比較容易,并且具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。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(zhǔn)備。另外,根據(jù)生產(chǎn)的需求加強(qiáng)了氣動選緯訊號控制器內(nèi)置電腦的功能,增加了一些方便生產(chǎn)管理的功能鍵。特別是編輯一些織物花型循環(huán)數(shù)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(shù)據(jù),如果需要輸入的數(shù)據(jù)較多或出錯時,更改數(shù)據(jù)會相當(dāng)麻煩。現(xiàn)通過電腦端進(jìn)行操作,比在電子選緯控制器上只能直接輸入預(yù)置程序要準(zhǔn)確、容易,同時在電腦端進(jìn)行查看、更改會更加方便。

4 結(jié)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(yōu)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(diào)節(jié)。同時,由于采用了先進(jìn)的計算機(jī)技術(shù),查看、核對、修改快捷,可存儲容量大,方便生產(chǎn)管理,節(jié)省了上機(jī)的準(zhǔn)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(xì),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