一、前言

劍桿織機是目前應(yīng)用最為廣泛的無梭織機，它除了具有無梭織機高速、高自動化程度、高效能生產(chǎn)的特點外，其積極引緯方式具有很強的品種適應(yīng)性，能適應(yīng)各類紗線的引緯，加之劍桿織機在多色緯織造方面也有著明顯的優(yōu)勢，可以生產(chǎn)多達16色緯紗的色織產(chǎn)品。隨著無梭織機取代有梭織機，劍桿織機將成為機織物的主要生產(chǎn)機種。

劍桿織機屬于無梭織機的一種，是我國紡織機械行業(yè)重點發(fā)展的龍頭機型之一。新型劍桿織機以其高速、幅寬、優(yōu)質(zhì)、品種適應(yīng)性強和噪聲低等特點，深受廣大用戶的喜愛。其優(yōu)勢在于：

1、品種適應(yīng)性強。劍桿織機對生產(chǎn)小批量多品種適應(yīng)性好。劍桿織機上棉、毛、絲、麻都能織，且適織混紡織物，特別是織花色織物具有獨特優(yōu)勢。

2、速度快，效率高。劍桿織機入緯率高，轉(zhuǎn)速快，單位面積產(chǎn)量高。中檔機型就能夠達到300-500r/min，高檔機型甚至到達800r/min以上。以劍桿織機為代表的新型無梭織機，打破了以往按原料種類“棉、毛、絲、麻”行業(yè)產(chǎn)品的限制，生成多種纖維的混紡、交織產(chǎn)品以及高新技術(shù)纖維產(chǎn)品的開發(fā)，使得行業(yè)紡織產(chǎn)品對市場貼近能力増加，款式新穎、花色品種對路的適銷新產(chǎn)品供不應(yīng)求，中高檔產(chǎn)品出口看好。20世紀(jì)90年代初在世界主要紡織品生產(chǎn)國中，新型織機占織機總數(shù)已占20%以上，其中西歐紡織大國如意大利、法國均達70%以上。而我國無梭織機比例很低，市場還需要改造大批低檔的劍桿織機，所以，長期看市場是非常誘人的。但是我們注意到，由于原材料漲價以及從2007年中期至今的人民幣升值等因素影響，紡機市場正在經(jīng)受艱難的考驗。原本較低的利潤空間在銷售不暢的背景下顯得比任何時候都嚴(yán)峻，所以，各織機生產(chǎn)廠家在積極尋找降低成本的方式。在今年鐵礦石價格又大幅提升的形勢下，機械成本降低恐怕已經(jīng)成為一種美好愿望，所以電控系統(tǒng)改進，將成為行之有效的一種途徑。

二、劍桿織機原理

伺服系統(tǒng)在整個劍桿織機的電控系統(tǒng)中占有比較重的位置，這體現(xiàn)在伺服作用和價格兩個方面。電子送經(jīng)和電子卷取裝置以往是作選購件（尤其是電子卷取），由用戶指定，隨著織機速度和電機、電子傳感元件性能的提高，近10年來國外高檔劍桿織機均已作為標(biāo)準(zhǔn)件配置。而電子送經(jīng)和電子卷曲正是由伺服系統(tǒng)來完成。下面就介紹一下臺安9300系列JSDA伺服系統(tǒng)在劍桿織機上的應(yīng)用。

劍桿織機完成經(jīng)、緯紗線的交織需由提棕、引緯、打緯、送經(jīng)、卷取等五大運動的有機配合以及其他輔助運動的配合，才能得以完成。另外還有斷經(jīng)自停、缺緯自停、緯紗補給（換梭）等由輔助機構(gòu)控制的輔助運動。整個運行過程控制復(fù)雜，既要實現(xiàn)織機啟動、停車、經(jīng)停、緯停及自動尋緯等基本功能，同時系統(tǒng)又由送經(jīng)電機、卷取電機、減速系統(tǒng)、伺服控制器、張力傳感器及相關(guān)機構(gòu)通過伺服控制器分別調(diào)節(jié)送經(jīng)電機和卷取電機的轉(zhuǎn)速，以維持織物所要求的緯密，并保證張力恒定。下圖是劍桿織機控制系統(tǒng)框圖

控制電路以PLC為核心，或以單片機代替。下面主要介紹一下和伺服系統(tǒng)密切相關(guān)的電子送經(jīng)與電子卷取機構(gòu)。電子送經(jīng)機構(gòu)由張力信號采集系統(tǒng)、信號處理和控制系統(tǒng)、織軸驅(qū)動裝置三部分組成。裝在雙后梁上的壓力傳感器檢測經(jīng)面張力，PLC在平棕時檢測張力反饋信號，信號經(jīng)PLC內(nèi)部處理后控制我們的伺服系統(tǒng)，伺服電機通過蝸輪蝸桿傳動至織軸上，控制送經(jīng)速度，從而實現(xiàn)恒張力的自動控制，保證織軸由大變小的過程中保持張力均勻。下圖為電子送經(jīng)機構(gòu)示意圖。

電子卷取是根據(jù)織物要求的緯密，通過觸摸屏輸入織物緯密，有PLC控制伺服系統(tǒng)實現(xiàn)織物定量定速的卷取。采用伺服電機做動力，電機通過減速箱，由同步帶傳動到卷取傳動軸，通過錐齒變向后，帶動刺毛輥轉(zhuǎn)動，對包覆在輥上的織物進行卷取，下圖為電子卷取機構(gòu)示意圖。

整個織造工藝對伺服系統(tǒng)主要有三方面的要求，第一，起停要平穩(wěn)，不能抖動，而且升速時間要短；因為在織機啟動時，如果引緯和打緯已經(jīng)進入正常工作狀態(tài)，而送經(jīng)電機還處于升速狀態(tài)，沒有達到正常運轉(zhuǎn)速度，或者出現(xiàn)抖動，就會導(dǎo)致織物橫檔疵點的出現(xiàn)。這一點可以通過調(diào)節(jié)驅(qū)動器參數(shù)QN401=80，QN402=10，QN405=100，QN407=10來解決；第二，為了保持經(jīng)面張力的恒定，當(dāng)織軸直徑由大變小時，電機的速度應(yīng)連續(xù)緩慢增加；第三，能在多塵埃、短纖維溫濕度較高的環(huán)境中工作。通過在該廠商撓性劍桿織機上的應(yīng)用效果看看，9300系列JSDA伺服系統(tǒng)完全可以滿足工況要求，而且運行穩(wěn)定。

兩個驅(qū)動的接線和參數(shù)設(shè)置都相同，如下：

控制器 驅(qū)動器

1 1 servo_on

2 15 pluse

3 17 sign

4 49 SG

驅(qū)動器41、45、47短接。

參數(shù)設(shè)置：

CN001=2 （位置模式）

CN025=70 （慣量比）

CN030=212 （系列化參數(shù)）

PN301=0 （位置命令型式，方向+脈沖）

PN302=8192（電子齒輪比分母）

PN306=5000（電子齒輪比分子）

PN313=0 （位置一次平滑時間）

QN401=80 （速度回路增益）

QN402=10（速度回路積分時間）

QN405=100 （位置回路增益）

QN407=10 （前饋增益）

三、結(jié)論

當(dāng)前國內(nèi)眾多劍桿織機制造商的伺服選擇以進口品牌為主，在業(yè)內(nèi)用戶認(rèn)可其產(chǎn)品質(zhì)量的同時，也在承受著不小的成本壓力。東元伺服在劍桿織機的成功應(yīng)用堅定了臺安科技做過內(nèi)最好伺服的信念，其優(yōu)良的性價比必將得到更多織機廠商的信賴。