郭 康

(國家紡織器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,天津 300308)

0 引言

目前,我國無梭織機的規(guī)模空前發(fā)展,且呈逐年增加的態(tài)勢[1]。織機主噴嘴噴出的氣流將儲緯器上的緯紗均勻地帶入噴氣織機用異形筘(以下簡稱“氣筘”)異形槽內(nèi),借助輔助噴嘴噴射出的接力氣流,使緯紗在織口中平穩(wěn)勻速飛行,最終完成引緯、打緯動作。因此,需要有對氣筘氣流槽內(nèi)的壓縮氣流動態(tài)指標進行檢測的儀器,以保證每片氣筘在上機使用前均能夠達到使用要求[2]。

1 現(xiàn)有檢驗儀器的弊端

按照每臺噴氣織機每年3片氣筘的用量,國內(nèi)織造企業(yè)每年需要使用氣筘數(shù)量可高達上百萬片,需更換的約占1/3,而每片氣筘在織物更換品種時,可重復使用6次～8次,每次上機前均需重新校驗。

目前,多數(shù)國內(nèi)織造企業(yè)采用新氣筘上機人工調(diào)整、維修氣筘采取返廠維修的方法,費用高、時間長。而氣筘制造企業(yè)由于原材料價格上漲,用工成本增加,其盈利空間也逐年降低。

目前,大多數(shù)氣筘制造企業(yè)使用由國家紡織器材質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心制造的氣筘檢測儀和修筘儀。采用1臺檢測儀配備1臺或2臺修筘儀,其正常的工作流程為:將氣筘放入檢測儀進行檢測,根據(jù)檢測結(jié)果、操作人員再將氣筘拿到修筘儀上進行修磨,修磨后再次將氣筘拿到檢測儀上進行檢測;如果不合格還要再次在修筘儀上修磨,這就要求操作人員在2臺儀器之間往返數(shù)次,如果是新手還要進行更多次往返工作,費時費工[3]。

鑒于此,需研發(fā)出計算機一體化控制噴氣織機用筘氣壓值檢修儀,使原來2臺儀器的工作只需在1臺儀器上完成,可使制造企業(yè)在該工序減少1/3的用工成本,同時可減少往返時間,避免來回搬運氣筘造成不必要的磕碰或損傷,大幅減輕了操作人員的勞動強度。

2 計算機一體化控制氣筘氣壓值檢修儀

2.1 設計思路

將反射氣流折射理論引入檢測方法,研究氣流在槽內(nèi)螺旋運動方式,最終決定采用輔噴嘴噴射氣流按一定的入射角度射入筘槽,并使其在筘槽內(nèi)形成螺旋氣流折射進入皮特管。因筘片質(zhì)量產(chǎn)生的壓力變化均被傳感器接收,噴嘴的位置形態(tài)與織機輔噴嘴一致。因此按照文獻[4]進行測定,這種形式檢測的氣筘氣壓值變化狀態(tài)符合實物質(zhì)量。有關筘檢測方面的發(fā)明專利見表1。

計算機一體化控制噴氣織機用筘氣壓值檢修儀采用Mictosoft Visual Studio平臺編制控制程序,采用設計接口電路和AD轉(zhuǎn)換器。根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計方法,通過實驗總結(jié)出調(diào)校工藝,為編制調(diào)校工藝程序提供基礎參數(shù)。

2.2 組成

噴氣織機用筘氣壓值檢修儀由檢測單元和修磨單元組成。整個儀器主要由基座、工作臺面、測量系統(tǒng)(傳感器)、PLC(控制系統(tǒng))、人機操作界面、伺服控制器、驅(qū)動設備(電機)、儲氣調(diào)壓系統(tǒng)和氣動控制系統(tǒng)等構(gòu)成[5]。

表1 有關筘檢測方面的專利

2.3 工作原理

該儀器平臺程序分為3個部分。

第1部分:檢測數(shù)據(jù)的收集。根據(jù)不同織機的工作原理,建立不同規(guī)格型號氣筘氣壓值數(shù)據(jù)庫(主要通過標準筘采集)。

第2部分:控制檢測部分按照程序要求完成檢測動作、接收檢測數(shù)據(jù),并與標準庫內(nèi)同型號標準筘的標準示值比較分析,繪制曲線圖并顯示。

第3部分:根據(jù)數(shù)據(jù)曲線圖指導修磨儀對氣筘進行修磨。

2.4 電氣控制系統(tǒng)

檢修過程多個元器件的協(xié)同動作需要PLC指令精確控制,以實時傳輸和處理各種數(shù)字信號和模擬量信號。電氣控制系統(tǒng)由檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳輸運算系統(tǒng)和工作系統(tǒng)(修磨)組成[6],見圖1所示。

圖1 檢修儀PLC及電氣控制系統(tǒng)框圖

2.5 工作臺面

檢修儀工作臺面采用碳鋼澆鑄工藝,其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、不變形,受環(huán)境影響較小,經(jīng)高精密磨床精磨而成,其長度為5000 mm,寬度為600 mm,夾持筘工作面對導軌的直線度為0.05 mm/(1000 mm),平面度為0.03 mm,在工作臺面同側(cè)安裝雙導軌。其導軌采用BSG25-4000型韓國SBC高精密導軌,滑塊為SBG25SL型。

2.6 氣動控制系統(tǒng)

氣動控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 氣動控制系統(tǒng)框圖

2.7 修磨單元工作系統(tǒng)

修磨單元工作系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、電機、進刀微動系統(tǒng)和拋輪組成。該系統(tǒng)的參數(shù)為:最大修筘長度為3500 mm,拋輪上下裝置的調(diào)整范圍為60 mm,拋輪前后伺服微調(diào)裝置的調(diào)整范圍為15 mm,走車速度的調(diào)節(jié)范圍為1 mm/s～180 mm/s,拋輪轉(zhuǎn)速為1500 r/min～2500 r/min;適用氣流槽的高度為50 mm～70 mm;總功率為500 W。修磨單元系統(tǒng)框圖如圖3所示。

圖3 修磨單元系統(tǒng)框圖

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法,將通過多年實驗和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗總結(jié)的修磨工藝作為編制調(diào)校工藝程序的基礎參數(shù)。修磨單元的拋輪進刀微動系統(tǒng),采用雙蝸桿系統(tǒng)使得伺服電機每旋轉(zhuǎn)一周拋輪進刀為0.05 mm。

2.8 檢測單元

模仿氣筘在織機上的工作狀態(tài),采用立式夾筘方式雙噴嘴結(jié)構(gòu),最大有效測量距離為4500 mm;氣壓值接收距離:一是檢測氣流槽下邊夾角為12°的氣筘,其噴嘴至皮特管接收孔之間距離為80 mm(多數(shù)以日本機器為主);二是氣流槽下邊夾角為6°的氣筘,其噴嘴至皮特管接收孔間距為110 mm(多數(shù)以歐洲織機為主)。氣流槽高度微調(diào)系統(tǒng)調(diào)整范圍為50 mm～57 mm,測量速度為3 m/min,測量精度為±0.1%。

3 工作狀態(tài)

3.1 操作人員按照工藝要求,將被測氣筘的規(guī)格型號輸入計算機,然后將氣筘放于夾板中夾好,在計算機檢測儀控制頁面中點擊開始,檢測單元開始工作,對氣筘進行檢測,同時把檢測數(shù)據(jù)傳輸給計算機。

3.2 計算機根據(jù)實測數(shù)據(jù),與數(shù)據(jù)庫內(nèi)同規(guī)格型號標準氣筘的數(shù)值進行比對,并根據(jù)各點的差異繪出曲線圖和各點需要修磨的位置和修磨深度。

3.3 修磨單元按照計算機繪制的曲線進行修磨,第一遍修磨完成后,修磨機自動返回到起點。

3.4 檢測儀再次對氣筘進行檢測,檢驗修磨后的實際情況,檢測后計算機自動比對,是否符合標準氣筘的各項參數(shù)。如果合格,即工作完成;否則計算機會再次啟動修磨儀按照新的檢測數(shù)據(jù)對氣筘進行修磨,直到合格為止。

4 結(jié)語

計算機一體化控制噴氣織機用筘氣壓值檢修儀,已經(jīng)在天津市科技委員會完成立項,項目編號為09ZHHJGX31300。該儀器具有操作簡單,對操作者的技術水平要求不高,檢修速度快,精度高等特點。對生產(chǎn)質(zhì)量控制提供可靠的測試數(shù)據(jù),能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定,為企業(yè)的發(fā)展、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低企業(yè)生產(chǎn)成本發(fā)揮重要作用。