现代喷气织机自动化特性及在高端品种上的应用(下)

　　意达喷气织机主轴、送经、卷取三个光电编码器位置与转速闭环反馈,后梁与卷取部位的张力传感器转距闭环反馈,双闭环反馈信号经过电子齿轮送至中央CPU经DSP模块处理。在全数字伺服系统中一般采用光电编码器作为位置反馈信号，根据光电编码盘器在电机转过一圈时产生的脉冲数来对电机进行精确的定位。在实际应用中，电机与卷取送经装置采用齿轮的连接方式，一旦固定连接后，电机每转一圈产生的机械轴位移量一定。并且，在伺服控制系统中，位置控制通常由上位控制器产生一定频率和个数的脉冲来决定电机的转速和转过的角度，当指令脉冲当量和位置反馈脉冲当量不一致时，就必须采用电子齿轮的方法来进行调节。MYTHOS ETEC型织机采用2500线光电编码器，由于驱动器内部采用了8倍频技术，其脉冲当量为 360°/20 000＝0.018°,达到每一转20 000分之一的控制精度。而电子齿轮软件经15年左右的不断积累,更趋完善。同时无刷电机的转速范围远大于步进电机,所以纬密范围达到4根/cm～200根/cm,最大经纱张力达到2000 kg,远大于步进电机方式的送经卷取。

　　7 现代喷气织机的气动系统

　　喷气织机是由喷射具有一定压力的气流进行引纬的,引纬方式不同于有梭织机及其他无梭织机的机械引纬,机械引纬速度受机械运动的限制,速度不能提的很高。如剑杆织机实际引纬率最快也只有1500 m/min,引纬频率190幅宽达到750 r/min。而喷气织机的喷嘴喷射气流的动作是经过电子计算机控制电磁阀的开闭运动完成的,更由于喷气织机的主喷嘴已由单喷嘴改为双喷嘴、四喷嘴、六喷嘴、八喷嘴。相对于一定的引纬率、织机转速下,多喷嘴上电磁阀开闭运动的频率可以相应降低。因此，喷气织机主喷嘴喷射气流的喷气引纬频率可大大提高。一般喷气织机的实际引纬率已高达2400 m／min。提高喷气织机的引纬率,除了要解决好主辅喷嘴在计算机控制下电磁阀高频率的开启、闭合技术之外,贮纬器及停止指的停止与释放动作也有了相应的改进与提高。在电子计算机的程序控制下,贮纬器停放纬纱的动作与主喷嘴喷射气流的电磁阀的开启与闭合动作十分协调。

　　目前喷气织机气动系统的主要特点是:

　　（1）多色纬,自由混纬,多臂织机的实用引纬达到6色(色织产品),电子大提花喷气织机的实用引纬达到8色(商标产品)。

　　（2）由于欧洲的专业化生产体系,启动关键件基本来自同一家公司——荷兰的TSTRICK公司,如主喷嘴、预喷嘴,而控制系统由各分别开发。主喷嘴喷管长度加长,加速度较小,对纬纱的作用力减弱,气流集束性强,长短纤通用。主喷采用电磁销自动调节方式与开度自动调节方式构成纬纱自动到达控制系统。通过快速放气系统形成气夹,减少混纬等待期间的退捻。

　　（3）主喷嘴与预主喷嘴分段控制,压力可以分别调节,有效减少纬缩及不同纬纱粗细差异较大的情况。

　　（4）根据空气动力学原理,辅助喷嘴由单孔发展为欧系喷气织机的19孔设计,气流集中度高,可采用低压引纬,辅助喷嘴位置在改变品种时不需要调节,对纬纱的作用力柔和,加速比低,对纬纱单强及强力不匀要求降低,对细号产品的适应能力增强。辅助喷嘴供气罐左右二节分离,通过CANBUS与DSP控制辅助喷嘴电磁筏的开启时间,响应时间及故障率大为降低。同时优化辅助喷嘴电磁阀、管道等的几何形状及空间布置设计,使得压缩空气消耗量占喷气织机70%以上的辅助喷嘴耗气量大为降低。

　　（5）储纬器:由于现代喷气织机的入纬率大为提高,尤其是纬纱制动喷气织机要依赖于储纬器的电磁销,所以储纬器与织机的协调尤其重要。目前国际能在高速喷气应用的储纬器制造商仅有IRO公司与LGL公司,其适用喷气织机的储纬器入纬率达到3000 m/min。日本喷气的储纬器由织机生产商自己制造。而IRO与LGL处于领先位置。其储纬器主要特点:自动分纱、纱圈分离、气动穿纱、带有气圈破裂罩。纱圈分离可减弱喷气对原纱毛羽的要求,同时对花式纱的适应能力提高。气圈破裂罩可减少纬纱的张力波动,而对于储纬部分,尤其重要的是电子纬纱张力自动控制器,即我们形象称为的ABS。目前国内喷气的常规运行车速以190 cm幅宽为例大概在720 r/min左右为例,入纬率1400 m/min,每一纬制动时相当与时速近90 km的汽车急刹车。由于喷气是自由端引纬,纬纱承受的张力突变在这个时候发生,存在强力弱环的纬纱断头或弹力纱的纬缩于是随之发生,采用微型线性电机起平缓刹车的电子纬纱张力自动控制器的作用就非常重要。目前IRO与LGL都生产出配CANBUS连接具备实时控制功能的储纬器,目前国内比较热门的课题是家纺产品的多纬入一梭口织造。制造商也开发出了纱架张力位置的张力传感器以探测单根纬纱在纱架与储纬器之间的断头。纬纱到达处的光电管也是一个重要因素。目前有插筘式与筘前式两种,插筘式采用体积测量，而筘前式采用光栅测量,因而前者灵敏度较高，而后者不会对筘造成损伤,维护保养方便。故除色织行业,筘前式已成为主流。但在浙江长丝嵌条产品遇到黑色丝时筘前式灵敏度不够,舒美特经过攻关也解决了此问题。

　　（6）牵伸喷嘴紧随钢筘可完全省去右侧废边,对弹力产品适应性强,打纬时纬纱被夹持,有更好的右侧布面质量,可与纬纱断头自动修补装置联合使用,但需截筘,适合大批量单一筘幅生产,但国内应用较少。

　　8 现代喷气织机的开口系统

　　喷气织机的开口装置有连杆、消极踏盘、积极凸轮、电子多臂、电子大提花开口等几种方式。喷气织机运转速度也要受到开口装置与综框材质的限制。连杆与消极踏盘在丰田和津田驹织机上还可选配,而欧洲织机基本只有积极凸轮和电子多臂与大提花开口。目前世界级的开口装置制造商仅有瑞士STAUBLI和隶属与意达集团的FIMTEXTILE。史陶比尔的多臂机型号有2861B/2871/2881,分别达到800/900/1000 r/min的名义机械转速,常规最大16片刀片。积极凸轮开口有1661、1771。而菲姆的多臂机有QJ/XJ,分别达到750/900 r/min的名义机械转速,最大16片刀片。积极凸轮开口有EP11,最高机械转速1200 r/min。积极凸轮开口最多达到10片刀片。史陶比尔雄居世界第一开口装置制造商位置多年,有完善的售后服务体系。而菲姆电子多臂机采用单元式电磁铁设计,一片损坏不影响织机运行;凸轮结合采用弧状连接,接触面大,稳定性更高,在技术上有独到之处,近年通过与意达集团的PROMATECH、意达上海、SULTEX的内部紧密结合,销量大幅增加,呈异军突起之势。丰田公司近年开发了电子开口,但由于成本高昂,未得到商业化应用。

　　电子大提花世界上有STAUBLI、BONUS与GROSS三家制造商。目前在国内主要用于纯棉床单大提花,主要集中在山东，浙江也有两家宁波维科和舟山弘生。门幅以340 cm与360 cm为主,车速在450 r/min左右。而目前浙江一些中长仿毛产品企业选用小针数的国产提花装置制织边字,速度可达到600 r/min左右。

　　由于喷气织机的速度高,对综框的要求比较高,目前能适应宽幅高转速全系列的的制造商仅有瑞士GROB，而车速在950 r/min以上最好配用碳纤维综框。目前可以提供的有SCHMEING、STAUBLI和GROB。而开口又分为更换品种时不脱卸综框的C型脱卸综框和J型两种。不脱卸综框需采用综丝夹,操作方便,但布面易出条影,不利于高速,所以欧洲织机普遍采用了J型。

　　9 现代喷气织机的电子控制系统

　　现代喷气织机近年来经历了多个单片机系统的模拟量控制到基于数字信号处理,新一代控制电机与CANBUS系统的全数字控制的革命性变化,结合以太网与ERP,CAD/CAM等全系列的软件处理方案，可以作到实时控制与远程诊断，由设计、生产、销售、售前后等整个工厂全流程的网络化管理，可以完全做到与信息革命大潮同步。

　　CAN（Controller Area Network——控制器局域网）是一种由CAN控制器组成的高性能串行数据局域通信网络，是国际上应用最广泛的现场总线之一。它最早由德国Bosch公司于1984年推出，最初用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信，96最早由VAMATEX在LENORO箭杆织机上采用后,在国际无梭织机行业得到广泛应用。目前CANBUS已成为判断一台织机是不是数字化的重要标志。CANBUS系统在喷气织机上应用的主要优点:

　　（1）摒弃了传统电控系统通过电平与电压控制的接触点与线路老化、信号干扰等缺点,通过把织机各部位的电信号转变为编码数字信号,不需要给出信号接收者的地址，信号发送者就可以将安全编码后的数据发送给所有的接收者，以短帧多发的方式实现数据的高实时性。高速的CANBUS每毫秒内可以传送32字节的有效数据，每个信号接收者从总线上自行读取其所需的数据。采用CANbus能大幅缩减电线的使用量，用光纤替代传统电线,传输速率高,相对的也减少了许多线路上的接点，线路板个数减少,织机的电控柜体积大大减小,织机电气发热量减少,织机的电气故障率大大降低,织机控制的精确度大大提高,耗气量减少,布面质量会大大改进。

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　　（2） CANbus可以更简单、迅速地实现在线编程、在线诊断,多个控制器共同作用等新功能,可以设立优先级,最先保障对织机运行最关键数据的处理;同时可对织机运行的各部位实行在线监控和自诊断功能,织机停台时可立即给出故障原因,使得维修更加简单方便。

　　（3）织机控制通过编码后可以标准化管理,便于与外部各种接口通讯,同时预留足够接口,内部功能可以很方便的扩展;如织机购置运行以后一段时间根据市场需要:双喷变为四喷,添置机外大卷装,另加布面在线监测系统,气动折入边等在电气系统上都很容易实现;而且机器的升级将主要发生在软件的改革上,织机新的进步可以很容易在老的机型上扩展,织机象软件一样具备了也可以不断升级,织机的技术劣化程度将大大降低。

　　（4）采用CANBUS后显示屏可以放置到织机的任何位置,容易实现大屏幕图解显示。

　　（5）织机可以采用微处理器等通用电子器件,对于意达这样的企业,可以在剑杆、喷气、片梭等不同品牌不同型号的织机上采用相同界面,便与统一管理。

　　随着主控系统的进步,目前许多电子技术在喷气织机得到可靠方便的应用。如电子绞边。其闭口时间可以随纬纱的不同而每一纬编程控制,对于弹力产品由为适合;不像机械行星绞边需占用织机的有效筘幅,可采用常规筒子,减少了绞边更换占用的停台时间，基本不需维修保养。又如电子独立织边,在凸轮机上可以节省综框占用。电子剪刀通过步进电机作到几纬一剪,冲力大,延长剪刀使用寿命,布边质量好。电子驱动积极后梁,后梁摆动的幅度和周期可以根据布面组织编程控制。

　　10 现代喷气织机的本土化趋势

　　任何技术的发展如果离开市场都将成为无本之源。现代喷气织机向简明化、数字化等发展的同时,在制造上如何更贴近市场已成为生存与发展的关键。中国是国际最大的无梭织机市场,欧洲最大的两家织机制造商都在国内设立了独资企业，意达上海和苏州毕加诺,通过关键件引进和配套件国产的方式组装喷气织机,目前意达的L88和毕加诺的OMNI JET应该是中国本土能够生产的最先进的喷气织机,在技术水平上已领先日本原装机,与国内喷气织机拉开了相当大的距离。

　　意达的L88是以苏尔寿L5500与PROMATEC的MYTHOS ETEC为原型,结合中国国情开发的现代喷气织机,由于K88作为国内最先进的剑杆织机03年以来在商业上取得成功,意达准备沿用该路线制造出同样水平的喷气织机。该机型的主要特点:

　　（1）采用数码驱动,共轭凸轮打纬,织机无须与地面固定。

　　（2）喷射系统与L5500与MYTHOS ETEC采用同样配置:主喷嘴分离控制,19孔辅助喷嘴;使用LGL原装储纬器,具备气动穿纱,防气圈罩与纬纱张力自动程控装置。

　　（3）送经卷取与MYTHOS ETEC采用同样的无刷电机与电子齿轮技术,CANBUS系统,大屏幕彩显触摸屏。

　　（4）在影响织机性能的瓶颈:开口装置上,意达由于拥有FIMTEXTILE排名世界第二的开口装置制造商,所以在L88上配置了FIM的积极凸轮开口,首批10台190门幅织机已在绍兴庆茂作纯棉品种以800 r/min的速度稳定运转了一年。

　　11 现代喷气织机性能优势在高难品种上的应用(略)

　　12 结束语

　　进入21世纪以来,喷气织机技术取得了长足进步,主要体现在机械结构，气动系统，交流同步电机及电机控制系统及CANBUS的的应用,开口装置如高速电子多臂机,积极凸轮,高速大提花开口的技术发展,新材料如综框，辅助系统如储纬器等的协同发展,已成为无梭织机最有发展前途的门类。国内喷气织机开发的织物品种在国际上已处于领先水平,近年来随着劳动力成本、土地资源、电力短缺、外贸补贴政策的变化,周边低成本国家竞争的加强,我国纺织工业面临越来越大的挑战。如何发挥科技是第一生产力的要诀,在我国织造业无梭化的进程中少走弯路,是我们纺织从业者必须面对的重要课题,由于本人时间与水平有限,上述观点抛砖引玉,欢迎大家不吝指正。希望纺织界同仁能够集思广益,共同为国家纺织工业从大国向强国的转化作出贡献。