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喷气织机自动化技术分析与展望
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喷气织机, 剑杆织机, 针织机, 编织机, 提花机, 横机, 圆织机, ...
1 喷气织机的技术发展概况

喷气织机最大特点是车速快、效率高、机物料消耗少、喷气引纬方式合理,运转操作简便安全,劳动生产率高,适用于大批量、中号数、高密度、高品质的织物,在棉织物、牛仔布、防羽布、色织布、中长仿毛、弹性织物、毛巾织物等方面应用较多。由于喷气织机的入纬率在无梭织机中最高,射流喷射引纬初期在品种上面临一些局限,涉及到交叉学科多,对配套组件的技术要求高,故20世纪60年代初由捷克开发面世以来,在发展上一直面临很多瓶颈,与剑杆及片梭织机相比缺乏比较优势。 1981 年后喷气织机由于射流技术的突破性进步以及相关工业如交流伺服电机、单板机、传感器、空压机及变频调速技术的应用,大大提高了运转速度,织机的自动监控水平也取得了显著的进展。经过近 10年的不断改进,尤其是20世纪90年代后期电子电力技术、PCC、数字信号处理技术(DSP)、现场总线管理技术(CANBUS)的迅猛发展,在欧洲喷气织机上得到有效应用,现代喷气织机后来居上,已具有速度高、自动监控水平高、产品质量高、品种适应性强等许多优点,机电高度一体化,成为无梭织机中发展最快及最有发展前景的机型。

国际先进的喷气织机在整体技术水平上,关键的主控制系统普遍采用32位计算机及CAN总线控制,对主喷、辅喷、牵伸喷嘴和电磁阀等形成的织机气流控制系统、电子送经系统、电子卷取系统、开口系统、电子绞边、电子剪刀等能进行有效控制,能够采集、监测、设定、调整各种工艺参数,具有故障诊断功能,可以通过英特网、工业以太网、现场总线,实现织机联网控制、诊断和管理。普遍采用不同形式的电机直接传动织机的主轴技术;开口系统采用优质的积极式凸轮、电子多臂和电子提花装置;电子送经机构、电子卷取机构、自动寻纬机构已经成为标准配置;采用电子绞边装置、电子剪刀装置等;不断优化设计气流通道各部件的结构,配用高性能的配套件等,达到实现喷气织机高速、节能、高效的目的。

世界上先后商业化生产过喷气织机的企业有捷克的因果斯塔特、苏尔寿、道尼尔、津田驹、日产、丰田、毕加诺、舒美特、斯密特等,由于国际上无梭织机的市场竞争日趋严酷,目前国际级的喷气织机制造商仅有日本的丰田、津田驹和欧洲意达集团的Promatech、苏尔寿及比利时毕加诺和德国道尼尔。也就是业内都熟知的两大流:欧洲机型与日本机型。日本机型的优势在市场,而欧洲机型的优势在技术,双方各有所长。而日本机型与欧洲机型本身,虽然制造商不同,但技术特点极为相似。鉴于本人在意达集团内部工作了8年,就以意达集团的三种喷气织机PROMATECH即舒美特的MYTHOS ETEC,SULTEX的L5500,意达上海的L88为基础,就喷气织机的几项热点技术与国内织造界同仁探讨。 

2 现代喷气织机设计的基本思想

主要有:卓越的机械和织造性能;广泛的适应性;在不降低质量的前提下,减少管理费用和产品消耗;完美的织造质量。

喷气织机与其他无梭织机的最大区别是其采用气流喷射引纬技术,相对与剑杆与片梭,由于其采用非强制自由端引纬,比如喷气飞机与高速火车及汽车, 可以达到更高的速度。如果不考虑原料的适应能力,其在机械入纬率上有先天优势,这也是其与替代品竞争的最大法宝。而现代喷气织机的设计就要在可能前提下把这个优势发挥到极至。而高速必然对织机的机械特性带来更高要求,织机的机械部分必须适应长时间高负荷的稳定运转。国际常规喷气织机的机械入纬率已达到2500 m/min左右,MYTHOS ETEC的工厂条件下的期望转速为190 cm幅宽织机稳定在1200 r/min。目前在国内绍兴庆茂,190幅宽织机作纯棉品种积极凸轮开口绝大多数机台实现了1100 r/min左右的长期大生产,这也是国内喷气织机使用速度上达到的最高水平。

喷气织机相对于剑杆与片梭的弱势在于其品种适应性,当然相对于喷水只适合疏水性纤维而言,其又有品种适应性优势。所以喷气织机要想在市场上占据越来越大的份额,必须不断提高其品种适应性。目前欧洲的喷气机型都达到了20 g/m2到800 g/m2的织物克重,短纤5.8 tex~194 tex,长丝22 dtex~1210 dtex的纱号范围,4根/cm~200根/cm的纬密范围,织造难度系数大于日系机型。

1999年以前,国内引进的喷气织机大多集中在传统棉织领域,以消极踏盘开口为主。而1999年后由于绍兴轻纺城市场的兴起及舒美特、毕加诺等在长丝多臂织造尤其是中长仿毛厚重与弹力仿牛仔等产品上的突破,以及2001年以后丰田、津田驹在吴江市场锦棉、棉锦交织产品的适应,国内喷气织机的进口有了大幅增加。2000年至今国内引进的近8万台喷气,大致形成了萧绍、吴江、传统棉纺织地区三分天下的格局。目前喷气在棉丕布、床单布、合纤、色织、长丝棉交织、牛仔领域都得到了广泛应用,在绢纺、毛、真丝领域以及化纤家纺国内也有少量应用的例子。这也意味着由于喷气织机品种适应性的提高,挤占了原属剑杆与喷水的市场,所以喷气织机发展过程中注重品种适应能力,是其最关键的要素之一。

织机是长时期运转的生产资料,生产过程中的消耗和管理及使用的简便也是它必须面临的课题;喷气织机在使用中必须采用压缩空气和异形筘,对原纱质量要求高也是其弱点之一。另外,市场竞争又必须要求制造商提供高性价比的产品。喷气织机车速高、打纬力大、经向断头少,但引纬过程中的退捻是难以克服的难题,如何取长补短,达到最完美的布面质量与风格,是技术开发中必须关注的问题。另外,喷气织机正常运转与慢车及停止时速度的绝对值差异大,在织造过程中如何有效防止稀密路,也是喷气织机必须解决的问题。

3 现代喷气织机的机械结构

喷气织机的基本机械构造是织机今后一切运动的基础,道尼尔、舒美特、苏尔寿在这一点上异曲同工。在织造过程中.喷气织机采用的是高频次、小开口、大张力、强打纬工艺,绝对坚实的结构基础和极端稳定加厚的机架作为影响织造产质量、可织性、寿命与效率的因素极其重要。舒美特采用了两侧120 mm厚度墙板的箱式结构摒弃了原CLIPPER天鹰喷气源于天马剑杆的墙板结构,而当天马超优秀剑杆织机进化为ALPHA型号时也采用了MYTHOS喷气织机相同的箱式结构。而当MYTHOS 发展为MYTHOS ETEC时主横梁又进一步加宽加大,可见织机技术发展体现的基本构造加强的方向。 同时严格校准织机的动静平衡,在设计时尽量考虑织机的负荷平衡,以彻底减少振动。由此欧洲喷气织机即使在车速1200 r/min时也不需要地脚螺栓或胶水于地面固定。

组成尽量简单,引导机器设计的另一个附加因素是探索减少组件的数目,采用越少的组件,就会有越少的故障率发生的危险,这样使机器的可靠性大大提高,并且可降低机器运营成本,也方便今后的维护保养。为彻底消除打纬方向动能与织机墙板支承产生的扭转力矩,舒美特、苏尔寿、道尼尔都采用了把打纬凸轮箱集成在主墙板上, 采用厚的墙板可使其内部容纳一些组件,从而进一步减少零件的数目,以避免机器表面的复杂组合。这往往是机器不稳定的根源,从而使织机具备了前所未有的稳定性, 织机结构极其坚固和稳定,可以使钢筘运动更符合织造的要求,而不必损害织机产量与增加能量消耗。同时由于新一代适应低速大扭矩启动的交流同步电机如开关磁阻、无刷同步电机的采用,织机用于减速和缓冲的皮带轮与离合器等完全可以取消,织机的传动链得到大幅度优化与简化,从源头上大大减少了机械故障发生的可能,也为喷气织机向更高入纬率发展提供了先决条件。机械结构应该是欧洲喷气织机最具领先优势的地方。

4 新的运动学规律

提高喷气织机性能的一个重要因素是稳定的引纬,这需要增加引纬时间与降低引纬张力。而喷气织机的速度越来越快,留给每一转单位运动的时间越来越短。如何在高速前提下保持引纬稳定性是必须解决的问题,而且在每一转中分配给引纬的度数越大,留给打纬的度数越小。所以欧洲喷气织机不约而同的采用了共轭打纬系统。引纬时钢筘处于后止心位置,梭口满开,机构绝对静止,这样可减少所需的压缩空气量和减少纬纱引纬过程中的张力。这种新的运动学规律也遇到矛盾,即延长引纬时间将会增加打纬速度可能增加振动并传递到织机的基础结构,当然大的打纬动能会适合厚重织物。因此,只有增强织机结构才可能两全齐美,达到预定的目标。

通过织机结构的增强,意达集团的舒美特、苏尔寿作到了改进窄幅和宽幅喷气织机的运动学规律,170 cm~230 cm幅宽多臂和积极凸轮织机,静止角为70度;260 cm~400 cm幅宽多臂和积极凸轮织机,静止角为100度; 170 cm~230 cm幅宽大提花织机,静止角为100度;260 cm~400 cm幅宽大提花织机,静止角为150度。毕加诺和道尼尔也有类似的度数,从而可使织机车速大大提高,同时降低纬纱引纬过程中的张力和减少压缩空气消耗,尤其对细号低强纬纱,效果显著。

5 织机的主传动系统

近年来在喷气织机技术发展上最引人注目的是主传动方式的进步,从而带来织机主传动链的革命性变化。20世纪80年代后期,数字信号处理技术(DSP)开始应用于电机控制领域,其主要用来直接控制感应电机的磁通量和转矩,以达到对电机转矩进行快速、高性能的控制。这就为织机由交流异步电动机向交流同步电动机转变提供了条件。

织机主电机也经历了普通超启动三相异步电动机、三相异步电动机加变频器、开关磁阻步进电机、无刷永磁同步电机的变化。毕加诺由于对步进电机的研究较为深入(其送经卷取系统历来采用的即为步进电机),率先采用了SUMO电机;而意达集团由于在无刷电机的应用上有近二十年历史,自然采用了无刷永磁交流同步电机,即HIDRIVE。目前在三个型号喷气织机,L5500、MYTHOS ETEC、L88上都成为标准配置;而日系机在该项技术应用上反应迟缓。

(1)三相异步电机定速运行,功率因数低,效率低;不可调速、简单可靠,但启动对设备冲击大,启动冲击电流大,影响电网正常运行;存在绝缘老化(分布绕组,承受的匝间峰值电压高达1000 V),相比寿命居中。

(2)三相异步电机+变频控制变频调速、单参量线性控制、变速控制,功率因数较低,节约电能20%~50%;自动化程度较好、调速范围窄,频率在36 Hz~45 Hz之间最佳,低于36 Hz效率急剧下降;采用软启动,对设备无冲击。但控制电路比较复杂,容易发生击穿短路现象;存在高次谐波,功率因数低,对电网有污染,长期接触对人体有危害:高次谐波导致电动机绝缘老化(分布绕组,承受的匝间峰值电压高达1000多伏,还有高次谐波电压),电动机寿命较短。

(3)交流同步电机+能调速系统计算机控制+模糊化控制技术、多参量非线性控制、变速控制、功率因数高,可达0.99,效率高,节约电能30%~80%;自动化程度最好、调速范围宽,调速比可达1∶20以上,在很宽的调速范围内效率都在90%左右;软起动对设备无冲击。控制电路不存在击穿短路现象,电动机结构简单,运行安全可靠:启动电流小,启动转矩大,功率因数高,对电网没有冲击和污染;电动机结构简单坚固,不存在绝缘老化(集中绕组,承受的匝间峰值电压仅几十伏),电动机寿命最长。 

通常我们的织机结构是:主电机通过皮带传动飞轮,飞轮通过主离合器带动织机。另外为了防止停车档的产生,另加一套慢速离合器与慢速电机,可单独驱动织机,或只驱动开口机构,使织机在寻纬的同时主轴静止,钢筘不接触织口。织机的调速可通过独立变频器,或更换皮带轮以及双速电机来实现。这样的话,我们在机器驱动部分就由:主电机(变频器)及主电机皮带、飞轮、主离合器、慢速离合器、慢速电机、多臂(凸轮)机同步皮带组成。

而现在的HIDRIVER:通过驱动器和软件控制无刷电机通过齿轮组直接驱动开口机构,而它与主轴之间由类似于以前慢速离合盘的一个双齿连接器来完成可控制的驱动。当织机正常运转或开慢车时双齿连接器咬合,电机同时直接的传动主轴和开口机构;当织机要寻纬时,双齿连接器就脱开,电机只驱动开口机构。这样它也能够达到防止停车档的要求。它的主要部件就是驱动器、无刷电机、双齿连接器和传动齿轮组。

无刷电机本身带有定位装置,并且可以通过编写的软件利用不同的电信号来控制其在任何时间或任何位置的运动状况,它可以在瞬间产生一个很大的扭矩使织机迅速的达到目标转速,或是在一个很大的反扭矩的作用下迅速的停车。因此与过去的传动结构相比使用HIDRIVER有以下的几点优势:

(1)更简单的机械结构。

(2)更加的可靠:所有的传动都是封闭在传动箱中,而且是油浴齿轮传动,精度更高,更安全。

(3)更低的日常维护费用:更简单的结构,皮带等易耗品的替代,必然降低了维护成本。

(4)更加简便的操作:使用HIDRIVER之后,所有的功能都有一个电机来完成,减少了过去复杂信号切换以及一系列复杂的机械运动过程,使得织机完成每一次停车寻纬的时间大大缩短,非常有效的提高的生产的效率。

(5)更加的降低了织机的能耗:过去主电机总是在不停的转动之中,而且大量传动部件在运转之中摩擦、发热,将会消耗掉很多的电能;现在只有当织机在运转织造的时候,电机才转动,织机停电机也就停。所以能够大大降低织机的能耗。

(6)更好的产品稳定性:根据无刷电机的特性,能在瞬间产生很大的扭矩从而迅速的启动,这样的话就能够在第一纬有足够的打纬力,不至于产生在许多织机存在的有些品种第一纬打纬力不够而造成开车稀档的问题,同时布面质量明显优于三相异步电机系统。

HIDRIVE与SUMO电机的区别:

(1)无刷永磁电机在国际控制电机技术领域公认是优越于开关磁阻电机的技术,在低频振动, 矩频特性,过载失步,响应时间上SUMO存在先天劣势。

(2)无刷电机不需要马达冷却而开关磁阻电机必须。

(3)无刷电机对电网无污染而开关磁阻电机有污染。

6 喷气织机的电子送经与电子卷取技术

作为织造五大运动中的两项送经与卷取,经历了机械送经机械卷取、电子送经机械卷取、电子送经电子卷取的历程。记得笔者2000年初在喷气织机销售过程中,还经常遇到日系织机给客户的配置为电子送经机械卷取的例子。而电子送经与电子卷取随着控制电机技术的发展,作为一种要求相对精密的运动控制系统,也分为不同的类型。与主传动技术类似,也分为异步交流电动机、步进电机与无刷同步电机三代技术。而无刷电机由于可以闭环控制,无转矩脉动属于最领先的技术。目前毕加诺、斯密特采用步进电机技术,而舒美特由于在1993年开始就在剑杆织机上把无刷同步电机送经与卷取作为标准配置,结合专利的电子齿轮(电子同步连接器)软件技术,在稀密路控制上处于世界领先。从而在真丝、细号棉、色织、宽幅双轴等对送经卷取精度高的领域体现出明显优势,奠定了在剑杆织机领域的全球第一地位。

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。

(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。(end)
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