[發明專利]一種經編機的直線伺服控制梳櫛橫移系統

有效

• 申請號: 200710023252.6
• 申請日: 2007-06-11
• 公開（公告）號: CN101086104A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 蔣高明;夏風林;叢洪蓮
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D04B27/26
• 分類號: D04B27/26;G05B19/418
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及到一種紡織機械，具體地說是一種經編機的直線伺服控制梳櫛橫移系統。

背景技術

目前，機械產品發展的潮流是機電一體化技術，同時機電一體化也已經成為經編設備發展的趨勢。傳統的高速經編機多以鏈塊、花盤控制為主，它對花型循環、花型結構有限制，同時更換花型不便。這顯然遠遠不能滿足多品種、小批量、流行節奏快的現代社會生活的需求。

國內現有的同類產品均是二級控制，并且采用旋轉型的伺服電機作為驅動元件。即是由PLC或專門控制卡來控制普通的旋轉型交流伺服電機，再通過一定的裝置將交流伺服電機的轉動動作轉換為梳櫛的橫向移動，最終達到驅動梳櫛橫移的目的。這些系統共同的問題是：(1)由于采用PLC控制，現場控制較好，但總體上人機對話不夠友好、花型數據的大小受到限制、生產管理數據和故障診斷的網絡化缺乏等等；(2)由于采用旋轉型交流伺服電機作為驅動元件，成本上有所降低，但是：一方面由于其啟起頻率較低，經編機生產速度受到限制；另一方面由于需要一定的機構將旋轉運動轉化為直線運動，既降低了運動精度，又降低了傳動效率。

發明內容

本發明的目的在于設計一種經編機的直線伺服控制梳櫛橫移系統，采用現場總線技術、將系統架構成基于CAN總線的三級網絡分布式控制系統，具有控制精確、花型更換方便快捷、速度高的特點，能生產出花型多樣的產品，并且極大提高了經編生產效率。

本發明的經編機的直線伺服控制橫移系統采用現場總線技術，系統架構為基于CAN總線的三級網絡分布式控制系統，其中：

第一級為管理層，中央控制器為工控機，用于花型輸入、生產控制、花型數據的校檢和網絡通訊；

第二級為控制層，由嵌入式微控制器構成分離式獨立控制單元，負責完成接收存儲IPC發送的與橫移相關的花型參數，并協同工控機完成參數校驗；開車后能根據主軸脈沖信號、橫移運動使能信號來控制圓筒形直線伺服電機的橫移運動，完成指定距離的橫移，并利用光柵反饋的相關輸出信號來判斷橫移是否及時結束，以進行相應的電器保護；

第三級為現場層，包括伺服驅動器、圓筒形直線伺服電機、連接機構和機架，在控制層發出的指令信號下完成對梳櫛的驅動；

第一級與第二級之間的信息交換通過高速總線CAN完成，第二級與第三級驅動器間的信息交換通過全雙工通訊實現。

在經編機機架的一側(一般為右側)安裝一個或多個圓筒形直線伺服電機，每個圓筒形直線伺服電機的一端(一般為左端)為其輸出端電機軸，在每個電機軸的一端(一般為左端)分別連接一個運動連接桿；每個運動連接桿再分別連接一個撐桿；一個或多個經編機梳櫛安裝在經編機機架上，可以左右移動；撐桿的一端(一般為左端)與一個梳櫛連接，另一端(一般為右端)與一個運動連接桿連接。在接受到控制層發出的指令信號后，圓筒形直線伺服電機產生橫向運動力，電機軸通過運動連接桿進行橫移運動，通過撐桿傳遞給梳櫛進行橫移。為了保證橫移的準確性和可靠性，光柵將圓筒形直線伺服電機軸的位置精確反饋給電子控制系統，限位接近開關可保證梳櫛在其有效區域內移動。

在電機軸與撐桿之間設置運動連接桿，在運動連接桿上安裝平行于圓筒形直線伺服電機的移動方向的橫移導桿，該橫移導桿位于設置于經編機機架上的導向孔內。在運動連接桿上連接彈簧，彈簧的另一端與連接于梳櫛上的張緊鋼絲連接。在經編機機架上安裝用于檢測電機軸的位移量的光柵。在經編機機架上設置用于限制電機軸的移動距離的限位接近開關。在梳櫛上設置用于對梳櫛進行導向的導向機構。

傳統的經編機采用機械式橫移機構，由鏈塊或凸輪作為花型載體，通過鏈塊或凸輪外緣形成的曲線驅動梳櫛進行橫向移動，與普通的鏈塊或凸輪橫移機構相比，電子橫移系統具有下列特點：(1)花型橫移范圍大，可以產生較大的橫移運動；(2)省去鏈塊存儲和維護，減少出錯的可能性；(3)花型更換快，直接進行電腦輸入即可迅速更換花型，從而大大提高經編機的生產率；(4)設備初期的投入成本相對較高。