运筹学课件送经机构

8.织机送经机构的设计织机经纱动态张力图2-1织机经纱系统运动模块图经纱张力、织口位置提综运动平稳运动打纬运动卷取运动送经运动织物的品质经纱张力是织造生产中的重要工艺参数，它不但与织造的顺利进行有关，还直接影响着经纱断头率的高低和织物的质量。经纱张力经纱张力图2-2平纹织物的动态经纱张力曲线ab21第一转第二转第一转第二转ab3主轴转角主轴转角0°0°0°0°为了维持正常织造，送经机构须赋予经纱一定的张力。可通过加压弹簧（或重锤）来产生，这种经纱张力称为上机张力或静态张力（如图中直线1所示）。不同的织物和不同结构型式的送经机构所要求的经纱上机张力是不一样的。上机张力太大，易使经纱断头；太小，又会使梭口不清，影响引纬。经纱张力经纱张力ab21第一转第二转第一转第二转ab3主轴转角主轴转角0°0°0°0°织机运转后，开口、打纬、卷取、送经、后梁摆动等使经纱伸长变形，使经纱张力发生复杂变化，称为动态经纱张力（曲线2和3所示）。动态经纱张力随着主轴的回转作周期性的变化。多数织物的动态经纱张力的最高峰值出现在打纬时期，如曲线2中的a处；有些稀纬密织物的打纬力比较小，开口张力b就大于打纬张力a，如曲线3所示。经纱张力经纱张力ab21第一转第二转第一转第二转ab3主轴转角主轴转角0°0°0°0°织轴退绕过程中，若织轴的送经量不等于织造的经纱消耗量，也将引起经纱张力的波动，这种波动与周期性的动态张力波动有本质区别：一个是发生在整个织轴退绕过程中，一个发生在织机主轴各个回转中。因送经不良而引起的经纱张力波动，基本上不会显著改变周期性动态经纱张力的波形特征，主要是改变了峰值的大小和整个波形曲线的位置高低。K2K1K3X(a)弹簧式加压O1(b)重锤式加压O1W活动式后梁的结构和型式θ经纱动态张力的测试与控制0809AD转换8031单片机及外围电路显示器键盘TP40微型打印机经纱张力传感器LS-2000经纱张力检测控制器YD-15电阻应变仪经纱张力织机主轴位置信号

经纱张力检测原理图片纱片纱电阻应变片图2-12经纱张力传感器第一节概述

一、送经机构的作用

卷取运动使刚刚形成的织物被不断引离织口，这就必须从织轴上放出相应长度的经纱，并保持一定经纱张力，保证织造的连续进行。二、送经机构的要求1.送经量要合适，能保证织造过程中送经均匀，送经机构应具有较好的系统稳定性，以满足所织产品的用经要求。2.机构所能送出的最小经纱量要尽可能小，最大送经量要尽可能大，以尽量扩大可织纬密范围，适应多品种需要。3.给经纱符合工艺要求的上机张力，并保证从满轴到空轴的加工过程中张力均匀。张力和送经量的调节要精密，最好能无极调节，以适应产品高档化的要求。4.送经要平稳，最好采用连续送经，以尽量消除机构惯性的影响。在主轴一回转中，送经运动应与卷取等运动协调配合。5.机构动态响应要快，能及时追随张力变化并调节送经量。机构要坚固，以适应织机高速、阔幅、大张力织造的需要。机构调节要方便，并能适应织机自动化的要求。

第一节概述

第二节电子送经机构

电子送经机构特点：（1）响应速度比机械送经系统快10倍左右。高档喷气、剑杆织机以及喷水织机都需要使用电子送经装置。（2）具有记忆功能，在织机再启动时可实现织轴的任意倒顺转，伺服电机在时间上先于主电机执行反转等动作，有效地防止了开车稀密路。（3）电子送经张力的控制精度高，从满织轴到小织轴，经纱张力差异小于2%。（4）仍采用平均经纱张力作为控制对象，仍以活动后梁作为经纱张力的检测和调节的主要部件。电子送经系统在经纱张力调节功能上，只是对机械送经系统作出了部分改进。（5）电子送经系统的动态经纱张力变化平稳，波动量较小。（6）电子送经系统可通过键盘或触摸屏等事先设定一组变化的送经参数，计算机自动执行，可以制织变纬密等特殊织物。一、电子送经原理第二节电子送经机构

信号处理张力传感器信号处理调频装置送经电动机经纱张力张力设定值++--二、经纱张力检测装置（一）接近开关检测方式1-后梁2-后梁摆杆3-张力弹簧4、5-铁片6、7-接近开关

8-阻尼器9-经纱A-阻尼器与后梁摆杆铰接点第二节电子送经机构

二、经纱张力检测装置利用经纱张力与后梁位置的对应关系，通过监测后梁位置，控制经纱张力。经纱9绕过后梁1，使后梁摆杆2绕O点沿顺时针方向转动，对张力弹簧3进行压缩。改变弹簧力，可以调节经纱上机张力，并使后梁摆杆位于一个正常的平衡位置上。第二节电子送经机构

织造时，当经纱张力相对预设定值增大或减小时，后梁摆杆与平衡位置发生偏移，固定在后梁摆杆上的铁片4与5相对于接近开关6与7发生位置变化。铁片4遮盖接近开关6时，开关电路输出一个信号，送经电动机回转，放出经纱。正常运转时，铁片5总是在接近开关7的上方，若经纱张力大到超出允许范围，铁片5就会遮盖接近开关7，开关电路输出信号，命令织机停车。后粱摆杆根据经纱张力变化，不断调整铁片4与接近开关6的相对位置，使送经电动机时而放出经纱，时而停放。二、经纱张力检测装置（二）张力传感器受力检测方式第二节电子送经机构

单后梁系统经纱张力的变化T1F经纱经纱活动后梁张力传感器检测板织轴后梁支点经纱经纱活动后梁张力传感器检测板织轴后梁支点织轴T2(a)大织轴直径时(b)小织轴直径时T1F经纱经纱活动后梁张力传感器检测板织轴后梁支点T2固定后梁双后梁系统经纱张力分析经纱张力经纱张力检测采样示意图采样点a第一织造周期第二织造周期主轴转角0°0°第三织造周期0°0°采样点b采样点c稳态张力偏差三、经纱张力控制方式电子送经控制框图V2-V0愈大，电动机转速愈高，送经速度愈快。当V2-V0小于等于零时，无信号传给放大器，电机不转，不送出经纱。第二节电子送经机构

三、经纱张力控制方式V2-V0愈大，电动机转速愈高，送经速度愈快。当V2-V0小于等于零时，无信号传给放大器，电机不转，不送出经纱。计算机控制送经框图测速校正PIKAC伺服电机经纱张力张力设定值（RAM内）++测力传感器A/D转换第二节电子送经机构

三、经纱张力控制方式模糊自适应PID经纱张力反馈控制原理闭环控制第二节电子送经机构

四、经纱送出装置（一）结构原理

电子送经经纱送出装置1—伺服电动机2、3—齿轮4—蜗杆5—蜗轮6—送经齿轮7—织轴边盘齿轮第二节电子送经机构

四、经纱送出装置

第二节电子送经机构

织物纬密范围10～250根/英寸织机转速范围150～800转/分织轴卷绕直径范围16.5～100厘米步进电机织轴驱动系统的设计电子送经系统的设计指标：第二节电子送经机构

力矩(N.m)1211109876543210频率(KHz)0.111050110BYG550C步进电机矩频特性图相数电流(A)步距角(°)最大静转矩(N.m)空载启动频率(KHz)运行频率(KHz)550.36/0.7212340

表7-2110BYG550C步进电机主要技术参数减速轮系的设计在设计送经和卷取减速轮系时，必须兼顾步进电机的容量和织物纬密要求。电子送经减速轮系的设计任务就是：根据表7-1的设计指标，计算出减速轮系的减速比i。在满足设计指标的情况下，尽可能只取一个i值（一个i值就对应一套调速齿轮）。如果用户要求的纬密范围太大，步进电机的矩频特性无法满足要求，那么只好取两个i值（一般最多取两个i值），相应地提供两套调速齿轮。织物纬密范围10～250根/英寸织机转速范围150～800转/分织轴卷绕直径范围16.5～100厘米第二节电子送经机构

下面根据极限送经量来计算减速轮系的减速比：织造最密的织物、织轴满轴时对应最小送经量Lmin；织造最稀的织物、织轴接近空轴时对应最大送经量Lmax。已知：步进电机的步矩角为0.36°，设工作频率为f（赫兹），织机的转速为N织机（转/分），步进电机转速为N电机（转/分），织轴的转速为N织轴（转/分），织物的纬密为W（根/英寸），织轴直径为D（厘米），减速轮系的减速比为i，那么，步进电机的转速N电机为：根据织造工艺，得出下列关系：将式（1）,（2）代入式（3）：

（4）综上所述，当减速轮系的减速比i=231时，可以满足表7-1所示的设计指标，而且送经电机的工作频率范围是f=100～10090赫兹，从图7-1（110BYG550C步进电机矩频特性曲线图）可以看出，该工作频率范围的转矩在9N.m以上，说明有理想的矩频特性。完全达到我们的设计要求。力矩(N.m)1211109876543210频率(KHz)0.111050110BYG550C步进电机矩频特性图极限情况一（最小送经量）：当织物的最大纬密为250根/英寸，织轴的最大直径为100厘米时，送经电机的转速最慢，将步进电机的工作频率选定为100赫兹（也是步进电机的启动频率），并将织机的转速选定为最大转速800转/分，那么可以计算出减速轮系的减速比：极限情况二（最大送经量）：当织物的最小纬密为10根/英寸，织轴的最小直径为16.5厘米时，送经电机的转速最快，将织机的转速选定为最大转速(800转/分)，前面已计算出减速轮系的减速比i=231，那么，将这些数据代入式7-4，可得送经电机的最高工作频率fmax：六、JAT型电子送经机构1—织轴2—经纱3—固定后梁4—活动后梁5—连杆6—测力传感器7—编码器8—测速发电机9—交流伺服电动机10—变速装置第二节电子送经机构

六、JAT型电子送经机构JAT型送经控制框图第二节电子送经机构

经纱