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0 引言
     開口機(jī)構(gòu)是控制噴氣織機(jī)運(yùn)動的關(guān)鍵部件，決定織機(jī)運(yùn)動的平穩(wěn)性和織物組織的品質(zhì)。開口機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)織物組織圖上經(jīng)緯交織的變化規(guī)律，按序及時帶動經(jīng)紗，形成梭口，待緯紗進(jìn)入梭口后，兩層經(jīng)紗再上下交替，互易位置，形成新的梭口，如此反復(fù)循環(huán)。傳統(tǒng)織機(jī)的開口機(jī)構(gòu)一般采用機(jī)械的方法，以控制和調(diào)節(jié)經(jīng)緯交織的變化規(guī)律，在織物上形成不同的花型或花紋，而現(xiàn)代噴氣織機(jī)多采用電子多臂來做到這一點，電子多臂是一種典型的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。它的性能優(yōu)越，可以用微型計算機(jī)控制織物的花紋，快速提供不同復(fù)雜花型的織制。
     本文介紹 2861 型噴氣織機(jī)工作原理以及應(yīng)用 PLC 構(gòu)成噴氣織機(jī)的電氣控制系統(tǒng)，應(yīng)用PLC 控制噴氣織機(jī)開口機(jī)構(gòu)。

1 2861 型噴氣織機(jī)開口機(jī)構(gòu)的組成和特點
     噴氣織機(jī)的開口機(jī)構(gòu)由多臂機(jī)構(gòu)控制，一個提綜臂可控制一個或多個綜框作上下往復(fù)運(yùn)動，因此使用電子多臂必須先了解機(jī)械多臂機(jī)構(gòu)的原理。

2.1 開口機(jī)構(gòu)的組成
     開口機(jī)構(gòu)總體來說是由選綜機(jī)構(gòu)和提綜機(jī)構(gòu)組成的，而提綜機(jī)構(gòu)卻是由一個連桿機(jī)構(gòu)和一個共軛凸輪機(jī)構(gòu)疊加而成的。提綜機(jī)構(gòu)簡圖如圖 1 所示。
    圖中 O₁是裝在大圓盤 O₁上的一根軸，凸輪 1、2 是一對共軛凸輪，它們固定在機(jī)架上，相對地面靜止，擺臂 4、5 作為一剛體繞軸O1 轉(zhuǎn)動，軸 O₁ 以 O₁O₂為半徑，以O₁ 為圓心作勻速圓周運(yùn)動。如圖所示，該機(jī)構(gòu)相當(dāng)于 O₁ 固定的共軛凸輪作勻速圓周運(yùn)動，即整個機(jī)構(gòu)為一對凸輪機(jī)構(gòu)疊加一個連桿機(jī)構(gòu)，在這里運(yùn)用共軛凸輪，能提高運(yùn)動精度，減小沖擊，而且可以改善機(jī)構(gòu)的受力情況。

1—大圓盤 2、3—共軛凸輪 4、5—擺臂 6—滑槽 7—滑塊 8—偏心輪
9—盤形連桿 10—提綜臂 11—提綜臂連桿 12、14—轉(zhuǎn)臂 13—轉(zhuǎn)臂連桿
15、16—綜框連桿 17、18—支撐桿 19—綜框
　

　　提綜機(jī)構(gòu)的作用是將主軸的動力通過連桿和凸輪機(jī)構(gòu)傳遞給綜框，使綜框作上下往復(fù)運(yùn)動，在綜框上裝有筘座，經(jīng)線從筘座中穿過。綜框作上下往復(fù)運(yùn)動的同時帶動筘座運(yùn)動，從而使經(jīng)線產(chǎn)生開口。滑槽 6 作積極式運(yùn)動，其運(yùn)動由勻速轉(zhuǎn)動和擺動合成，滑塊 7 和偏心輪8 之間的關(guān)系為：滑塊是從動件，它由滑槽帶動�；瑝K的運(yùn)動，使滑槽和偏心輪作變速運(yùn)動，當(dāng)偏心輪隨滑塊運(yùn)動，此時，這里相當(dāng)于一個開口曲柄，盤形連桿 9 帶動提綜臂 10 做來回擺動，使綜框產(chǎn)生上升或下降的開口運(yùn)動，而選綜機(jī)構(gòu)則是用來選擇提綜臂的機(jī)構(gòu)，即被選中的提綜臂按預(yù)定的運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行動作，而未被選中的提綜臂則停止不動，通過這種有選擇的運(yùn)動，可以在經(jīng)線之間形成不同形式的開口，從而織出不同型式的花紋布料。選綜機(jī)構(gòu)簡圖如圖 2 所示。
　　在圖 2 中，選綜機(jī)構(gòu)是這樣工作的，主軸 14 做勻速圓周運(yùn)動，而傳動輪 5 則以花鍵連接的形式裝在主軸上跟隨主軸運(yùn)動，連桿 6 活套在偏心盤 3 上，偏心盤 3 通過控制鉤 8 連接傳動輪 5，提綜臂 4 由連桿 6 帶動。而且在傳動輪上有兩個相距 180 度的凹槽，只要控制鉤進(jìn)入凹槽，傳動輪就會帶動偏心盤轉(zhuǎn)動，而偏心盤就會帶動提綜臂運(yùn)動，從而起到選綜的目的。左右擺臂在共軛凸輪的作用下做擺動在這里有這么幾種運(yùn)動情況：
　　1.電磁鐵吸合， 則擺桿 12 頂動左擺桿繞回轉(zhuǎn)中心順時針轉(zhuǎn)動。
　　(1)如果之前提綜臂靜止，此時左擺桿的凸頭從控制構(gòu)的凹槽中脫出，控制構(gòu)由于受彈簧 7 的回復(fù)力繞控制鉤的中心做逆時針轉(zhuǎn)動。此時，控制鉤 8 上的凸頭則滑進(jìn)傳動輪 5 的凹槽中，使得偏心盤與傳動輪一起運(yùn)動，從而帶動連桿 6 提綜臂 4 運(yùn)動，完成提綜動作。

1．左擺桿彈簧 2．左擺桿 3．偏心盤 4．提綜臂 5．傳動輪 6．連桿
7．彈簧 8．控制鉤 9．右擺桿 10．右擺桿拉簧 11．電磁鐵 12．?dāng)[桿
13．主軸
　

　　(2)如果之前提綜臂運(yùn)動，此時控制鉤轉(zhuǎn)到右面，右擺桿凸頭滑入控制鉤的凹槽中，控制鉤受彈簧回復(fù)力作用繞控制鉤的中心做順時針轉(zhuǎn)動，使得控制鉤的凸頭從傳動盤的凹槽中脫出，此時偏心盤與傳動輪分離，綜框靜止保持提升狀態(tài)。
　　2. 電磁鐵不吸合，則擺桿 12 頂動右擺桿繞回轉(zhuǎn)中心逆時針轉(zhuǎn)動。
　　(1) 如果之前提綜臂靜止，此時左擺桿受左擺桿彈簧的作用繞回轉(zhuǎn)中心做逆時針轉(zhuǎn)動，左擺桿凸頭從控制鉤的凹槽中脫出，此時，控制鉤受彈簧回復(fù)力作用繞回轉(zhuǎn)中心左逆時針轉(zhuǎn)動，控制鉤的凸頭滑入傳動輪的凹槽中，使得偏心盤與傳動輪一起運(yùn)動，從而帶動連桿 6和提綜臂 4 運(yùn)動，完成提綜動作使綜框下降。
　　(2) 如果之前提綜臂運(yùn)動，此時控制鉤轉(zhuǎn)到右面，右擺桿繞回轉(zhuǎn)中心做逆時針轉(zhuǎn)動，此時，右擺桿凸頭將不會影響控制鉤，因此傳動輪繼續(xù)帶動偏心連桿運(yùn)動，綜框保持下降狀態(tài)。

　　2.2 開口機(jī)構(gòu)的特點
　　2861 型噴氣織機(jī)采用的是電子多臂開口裝置，可帶動 16～32 片綜框單獨(dú)運(yùn)動，適合用于織造斜紋、鍛紋和小花紋織物。多臂機(jī)動力消耗少，組織變化不必進(jìn)行改變機(jī)械結(jié)構(gòu)，品種變換較為方便。

2 PLC 控制
　　基于 PLC 的 2861 型噴氣織機(jī)電控系統(tǒng)充分采用當(dāng)今先進(jìn)的微電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)，采用西門子可編程序控制器，解決現(xiàn)有的控制系統(tǒng)無法解決的工藝差、穩(wěn)定性差、抗干擾能力差、故障率高的缺陷，使整個電控系統(tǒng)的控制水平有了很大的提高，反映了當(dāng)今國內(nèi)紡機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向，基于 PLC 的噴氣織機(jī)多臂開口機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)組成框圖如圖 3 所示。

　　2.1 織機(jī)控制程序基本流程圖:

圖 4 織機(jī)控制流程圖

　　2.2 電子離合器
　　使用 PLC 控制開口機(jī)構(gòu)區(qū)別于以上陳述的凸輪控制，首先它采用伺服電機(jī)帶動提綜機(jī)構(gòu)運(yùn)動，因此只要能有規(guī)律的控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動就能有選擇性的進(jìn)行提綜動作。在這里采用電子離合器來實現(xiàn)，每個電子離合器連接一個或多個電動機(jī)，只要電子離合器通電，電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動并間接控制一片綜框運(yùn)動。其次它是利用 PLC 采用軟邏輯線圈的原理，即將 PLC的某位輸出置為高位 1，電子離合器吸合，電動機(jī)轉(zhuǎn)動；反之，將 PLC 的某位置為低位 0，電子離合器脫開，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。利用 PLC 的這種原理我們可以很靈活便捷的設(shè)計開口機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律，不同的運(yùn)動規(guī)律就可以織造出比凸輪開口機(jī)構(gòu)斜紋、鍛紋和小花紋織物等不同種類的織物。
　　2.3 人機(jī)界面
　　人機(jī)界面須配備常用電源、啟動、停止、檢測等等按鈕，另外還需配置可用于在線編程的模塊，通過此模塊用戶可以查詢、新建、編輯、存儲、以及人工輸入花紋控制程序，方便用戶操作。
　　2.4 斷經(jīng)檢測裝置
　　織機(jī)的定位停車位置，由 PLC 根據(jù)絕對式光電編碼器確定。斷經(jīng)信號可由經(jīng)線的傳感器傳給PLC，PLC 根據(jù)用戶設(shè)定的斷經(jīng)停車角度和絕對值式光電編碼器的角度信號實現(xiàn)定位停車。根據(jù)經(jīng)紗的品種不同，調(diào)節(jié) PLC 對停經(jīng)片的靈敏度，可以準(zhǔn)確實現(xiàn)定位停車，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量。
　　2.5 光電式旋轉(zhuǎn)編碼器
　　紡織機(jī)的所有運(yùn)動與主軸的運(yùn)動都密切相關(guān),因此在硬件資源上必須配備能夠測量主軸旋轉(zhuǎn)角度的設(shè)備,用光電編碼器作為主軸運(yùn)動角度的測量裝置。光電編碼器的分辨率選擇為360,也就是主軸每轉(zhuǎn)一周,編碼器輸出脈沖信號360 個,這樣通過PLC 上自帶的高速計數(shù)器計算出主軸運(yùn)動的角度值.絕對值式光電編碼器軸旋轉(zhuǎn)時，隨主軸位置的變動產(chǎn)生對應(yīng)的代碼(二進(jìn)制碼)輸出。從代碼大、小的變更，即可判別主軸的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)動的角度。并且它有一個臨時寄存器，當(dāng)停電或關(guān)機(jī)后再開機(jī)重新測量時，仍可準(zhǔn)確地讀出停電或關(guān)機(jī)位置的代碼。
　　一般情況下，絕對值式編碼器的測量范圍為 0～360 度，編碼器將主軸所轉(zhuǎn)的角度所對應(yīng)的代碼傳給 PLC，再由 PLC 通過人機(jī)界面顯示，這樣用戶就可以準(zhǔn)確把握織機(jī)的停車角度、織機(jī)的轉(zhuǎn)速、停經(jīng)角度、停緯角度等。

3 結(jié)束語
　　基于 PLC 的 2861 型噴氣織機(jī)電子多臂的控制系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，界面簡潔，成本低廉等優(yōu)點，特別適用于織造復(fù)雜花紋的噴氣織機(jī)系統(tǒng)，也可在其它無梭織機(jī)中也推廣應(yīng)用。