專利名稱：數(shù)控電磁織機的制作方法
技術(shù)領域：
紡織機器制造、磁場和電磁場以及數(shù)控伺服技術(shù)三、本發(fā)明的技術(shù)背景古今中外，不論是人工織機，還是機織織機，都是由五大機構(gòu)(或者說五大功能部分)所組成，這些機構(gòu)是1、開口機構(gòu)——把經(jīng)紗上下分開，組成織口；2、引緯機構(gòu)——引導緯紗進入并穿過梭口；3、打緯機構(gòu)——把新引入的緯紗推向織口，形成織物；4、送經(jīng)機構(gòu)——把經(jīng)紗不斷地補充送向織口；5、卷取機構(gòu)——把新形成的織物引離并形成布卷。
這似乎是織造過程一成不變的規(guī)律，是顛撲不破的真理，也好像是織機的經(jīng)典組成模式。
進入機織時代以來，在近百年的發(fā)展演變過程中，各種織機之間，除了引緯機構(gòu)方面有所變化，并形成名稱不同的各種織機(包括有梭織機、噴氣織機、噴水織機、劍桿織機和片梭織機)外，其他四大機構(gòu)，并無多大變化，幾乎成了織機的大同小異的通用部分。所以在我后面新設計的織機里，對于應用成功的部件，也將予以采用。
各種機織織機，名稱上有區(qū)別，性能上也有所不同，但就織機的整體機械結(jié)構(gòu)的程式上來講，卻仍然是類同的，即都是由一臺電動機帶動皮帶輪、曲柄軸、齒輪等傳動機構(gòu)，進而推動凸輪、偏心輪、曲軸、杠桿等轉(zhuǎn)換機構(gòu)，使織機的五大機構(gòu)依次地運動，來完成織造過程。由一臺電動機帶動一套特定的機械結(jié)構(gòu)運動，固然有它一定的優(yōu)點，即各部分的動作不會紊亂，但也由此帶來了諸多的缺點，這就是①使整臺織機的結(jié)構(gòu)變得十分復雜，給加工制造帶來麻煩；②機器的傳動機構(gòu)和機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)太多，耗費了大量的能量；③這些眾多的機械運動，產(chǎn)生了巨大的噪聲，污染了勞動環(huán)境；④織機的織造運動，都是開口、引緯、打緯循環(huán)往復地勻速地動作，即曲柄軸每轉(zhuǎn)一周，它們各工作一次，見附圖一。這樣就極大地限制了有利于提高生產(chǎn)效率的工作時間分配，即不能把更多的時間分配給引緯操作，而它卻是提高引緯率及提高生產(chǎn)效率的重要因素。
再進一步深入觀察可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有織機經(jīng)過復雜的傳動、轉(zhuǎn)換，最終完成織造動作的三個主要部件，即開口動作的綜框，引緯動作的引緯器，打緯動作的筘，都是可由直線運動來完成，見附圖二。而且綜框的上下直線運動，行程最大也不過30cm；筘的前后直線運動，行程最大也不超過20cm；如果引緯器的很長行程的直線運動也可以順利解決的話，那么織機的整體結(jié)構(gòu)程式，將可以進行很大的改變。變得結(jié)構(gòu)很簡單，變得更有利于提高生產(chǎn)效率，變得更有利于數(shù)控化。
我所引證和反映這些背景技術(shù)的文件有1、《新型織機》編著 陳明 中國紡織大學出版社出版(第一版)2、《機織學》編 包玫 中國紡織出版社出版(第一版)3、《棉織設備》主編 黃故 中國紡織出版社出版(第一版)4、《1515型織機修理工作法》紡織工業(yè)部生產(chǎn)司編 中國紡織出版社出版(第一版)四、發(fā)明的目的基于以上對現(xiàn)有織機的觀察與分析，形成了我設計新織機的構(gòu)想，以制造出我國自主設計生產(chǎn)的更新型的織機，并用此織機更新?lián)Q代我國仍在大量使用的老式織機，變我紡織工業(yè)大國為紡織工業(yè)強國。從此，我國不但不要再花巨資引進他國的織機設備和技術(shù)，反而可以大量出口我國生產(chǎn)的更新型的織機和技術(shù)，為國家賺取大量外匯。這就是我苦心鉆研，發(fā)明數(shù)控電磁織機的目的。
五、本發(fā)明的技術(shù)方案在數(shù)控伺服系統(tǒng)高度發(fā)達的今天，我認為仍然以機械傳動和機械轉(zhuǎn)換為主而工作的織機，已經(jīng)落后于時代的要求，所以我想徹底改革它。但是正如我前邊提到的，織機的五大功能部分，是必不可少的，而最終完成織造動作的綜框、引緯器和筘，更是絕對不能少。所以我的設計思路是①原織機各功能部分的相對位置和支撐框架基本保持不變，見附圖二；②砍掉現(xiàn)有織機的主電動機以及由主電動機到各功能部分的機械傳動機構(gòu)和機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)；③各功能部分運動的動力由數(shù)控伺服系統(tǒng)來提供，并且各功能部分的工作時間分配，完全由控制器來決定；④織機工作的邏輯框圖如附圖三所示。開口、引緯、打緯三個主要動作的時間配合與分配見附圖四；⑤現(xiàn)有織機上應用成功的部件，能采用的依舊采用。
新織機各功能部分的結(jié)構(gòu)和工作原理，現(xiàn)分述如下
1、開口機構(gòu)開口機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因織物的組織、布紋、花色圖案等的不同也會有很大的不同。對于像舊式織機上使用的曲柄傳動、偏心輪傳動和凸輪傳動的簡單的開口機構(gòu)，都可以用一個直線伺服電機來完成；對于織造較復雜的織物所使用的踏盤式開口機構(gòu)，可以用一臺旋轉(zhuǎn)伺服電機直接推動踏盤軸來完成；對于織造很復雜的織物時，可以使用各式多臂機構(gòu)開口，只要將推動多臂機構(gòu)運動的動力以旋轉(zhuǎn)伺服電機代替即可。特別是使用電子多臂機構(gòu)時，其電控程序還可與整個織機的控制程序融為一體而工作，不再需要另加微電腦來控制，這便突顯了數(shù)控織機的優(yōu)越性。
2、打緯機構(gòu)打緯的動作可以視為筘在很短距離內(nèi)的前后直線運動，所以用直線伺服電機，直接推動就可完成。當引緯器將要出梭口時，控制器就收到了可開始打緯的反饋信號。于是筘就在控制器的控制下完成打緯。也就在筘將新引入的緯紗推向織口的瞬間，筘又觸動了讓它回程的傳感器，于是控制器在此傳感器的提醒下，又控制筘回到原停留的位置。大家都知道，電子線路電信號的傳輸時間，通常是以微秒計量的，而對于機械運動來講，以1毫秒來計量，也顯得時間太短了。所以傳感器發(fā)出信號到控制器給出新的控制信號，這個時間間隔是不會給筘的正常運動造成多大影響的。
為了讓筘的運動不致于產(chǎn)生歪斜偏扭，最好加裝筘運動的導槽，并且用型號與性能參數(shù)完全相同的兩臺直線伺服電機從筘框的兩邊在同一控制信號下推動它。
3、引緯機構(gòu)在各種織機里，引緯操作都是很長行程的左右直線運動，也是突顯該織機不同于其他織機的最關(guān)鍵的功能部分。故它的引緯驅(qū)動機構(gòu)及其工作原理，都是進行了特別設計。
在我設計的數(shù)控電磁引緯機構(gòu)中，其技術(shù)核心是磁場在引緯系統(tǒng)中的應用，即磁場在它可以作用到的范圍內(nèi)，有隔著非導磁體也能吸引導磁體的能力。關(guān)鍵的技術(shù)措施是應用數(shù)控技術(shù)，造成一個可控的流動磁場，并以此磁場構(gòu)成引緯驅(qū)動機構(gòu)。所謂可控的流動磁場，就是要它存在時，它就存在；要它消失時，它就消失；要它自左至右或自右至左流動時，它就按給它的指令實現(xiàn)流動；要它強時它就強，要它弱時它就弱。這樣的磁場如何形成呢？有兩種方法可以實現(xiàn)，一種名曰電磁體鏈式，一種名曰電車式。雖然這兩種方法都可以構(gòu)成引緯驅(qū)動機構(gòu)，但它們卻屬于兩種不同的工作機理。一種是在數(shù)控下產(chǎn)生并能流動的磁場能量；一種是數(shù)控下的機械運動載著磁場能量流動。電磁體鏈式屬于前者，電車式屬于后者。
對于被電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動的引緯器，需要對它作特別設計，才能很好地適應數(shù)控電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)對它的作用。
a)對引緯器的特別設計上述的兩種引緯驅(qū)動機構(gòu)，都是用流動磁場隔著非導磁體的引緯器運行支持板吸引引緯器運動，來完成引緯操作的。為使引緯器工作得更好，需要對它作特別的設計①引緯器的外形設計成類似于有梭織機中使用的邊尖平頭梭的形狀，但小而輕，并且外殼是周身封閉起來的，邊尖是為了更好的利于分開經(jīng)紗；②引緯器的底部(貼近支持板的一面)，平行于支持板平面，裝一良導磁體片，其長度為20cm，寬1cm。當流動的磁場出現(xiàn)時，就可以吸引著引緯器一起運動；③為了克服磁場對引緯器吸引力的分力之一——法向引力(正壓力)所增加的引緯器與支持板之間滑動磨擦力，要給引緯器裝上四個轉(zhuǎn)動非常靈活的輪子，使引緯器變成一個滾動運行的四輪小車，以克服此滑動磨擦力，并提高引緯速度和節(jié)省能源；④引緯器的腹腔內(nèi)，裝有可以指示引緯器在運行過程中所處位置的紅外發(fā)射管和電池。根據(jù)編程，在需要指示出引緯器所處的位置時，它就會發(fā)給控制器反饋信號，并使控制器發(fā)出相應的控制指令，否則引緯操作是不能正確地完成的；⑤在引緯器兩端的平頭處，各安裝一個類似于劍桿織機的夾持式緯紗交接方式中所用的接緯鉗口，以便到時接受從筒子上退下來的并由送緯鉗口送來的緯紗。
正是由于對引緯器進行了上述的特別設計，才能使引緯器在數(shù)控電磁引緯方式中，正確可靠地運行。
b)數(shù)控電磁體鏈式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理數(shù)控電磁體鏈式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)是在緊貼下經(jīng)線的下邊，裝一供引緯器運行的并且是透光的支持板。其長度比筘幅長40cm，寬為10cm，厚為1cm。在支持板兩端各長出筘幅的20cm處，各裝一引緯器停留箱。在緊貼支持板的下邊，裝一供引緯驅(qū)動機構(gòu)運行的導槽，其長度與支持板等長，高、寬各為5cm，厚為1cm，材料使用非導磁體也非導電體的。支持板與長槽固定為一體，在織造過程中，除打緯時它們可以被垂直壓下去5cm，打緯結(jié)束立即返回原位外，其他時刻它們前后左右上下都不能動。在長槽內(nèi)安裝一電磁體鏈，這些電磁體在電氣上和結(jié)構(gòu)上是相互獨立的，在設置位置上，相互間隔10cm，并且嚴格地排成一條直線。電磁體的鐵心是開口的，呈矮U字形，開口朝上擺放，并使其頂部緊貼支持板，見附圖五。每塊電磁體的線圈的供電線，連接至控制器。另外，在每塊電磁體中心處的旁邊的板下面，各裝一紅外傳感器的紅外接受管，其信號傳輸線也連接到控制器，以使控制器給出相應的控制信號，控制引緯器運行的速度。
在長槽內(nèi)安裝的電磁體鏈，不加電時它不起任何作用?？墒窃诳刂破鞯目刂葡?，它就能形成引緯驅(qū)動機構(gòu)——可來回流動的磁場，并可隔著支持板吸引引緯器來回運動，完成引緯操作。
電磁體鏈式的引緯工作原理，現(xiàn)簡介如下織造過程是開口、引緯、打緯三個運動相繼往復運行。當開口運動將要完成時，控制器就給從左端數(shù)第一塊電磁體的線圈通電并產(chǎn)生很強的磁場(假定引緯器是停留在左邊的停留箱內(nèi))，受強磁場的吸引，引緯器迅速向其運動，在引緯器越靠近磁場吸引力越強的作用下，引緯器飛速地到達電磁體1的中心處，此時紅外傳感器接受管1，收到引緯器攜帶的紅外發(fā)射管發(fā)出的信號，并立即將此信號傳輸給控制器。當控制器收到此反饋信號后，便立即斷掉電磁體1的電并給電磁體2供電，于是電磁體1磁場消失電磁體2磁場產(chǎn)生。而此時引緯器卻藉電磁體1已經(jīng)給了它的動量(P1＝mV1)繼續(xù)前沖，并且又受到電磁體2的磁場的吸引，前沖力更猛。當引緯器沖至電磁體2的中心處時，紅外傳感器接受管2又發(fā)送信號給控制器，于是控制器又斷電磁體2的電并給電磁體3加電，進而引緯器又以更大的動量(P2＝mV2)前沖，再加上電磁體3的吸引，引緯器的前沖速度將變?yōu)閂3。如此運動重復下去，引緯器的運動速度將變?yōu)閂n，而Vn＞Vn-1＞Vn-2……V3＞V2＞V1。這樣引緯器到達右端的停留箱時，不是要把停留箱沖壞嗎？不會的，因為當控制器測得引緯器的運動速度已經(jīng)足夠大時，就不會再給后續(xù)的電磁體加電，讓引緯器靠已經(jīng)獲得的動能，不但可以安全的到達右停留箱內(nèi)，完成一次自左至右的引緯操作，而且還可以藉剩余的能量，完成一次新的一條緯紗的交接，為下一次引緯做好準備。當下一次開口運動將要完成時，控制器就會給從右端數(shù)的第一塊電磁體加電，產(chǎn)生磁場吸引引緯器，接著重演上述的接力過程，最后完成自右至左的引緯運動。如此往復運行，便可完成一次次的引緯操作。
c)數(shù)控電車式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理數(shù)控電車式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，也是在緊貼下經(jīng)線的下邊，裝一供引緯器運行的而且是透光的支持板。其長度比筘幅長40cm，寬為10cm，厚為1cm。支持板兩端各長出筘幅的20cm處，各裝一引緯器停留箱。在緊貼支持板的下邊，裝一供引緯驅(qū)動機構(gòu)運行的導槽，其長度與支持板等長，高為8cm，寬為5cm，厚為1cm。材料用非導磁體亦非導電體的。在槽內(nèi)裝一由小型無刷直流電動機為動力的電車，車頂載著一塊形狀也是矮U字形的永磁體。此載著永磁體的電車，就構(gòu)成了引緯驅(qū)動機構(gòu)，隔著支持板可吸引動引緯器。當電車被加電沿著長槽跑動時，就吸引著引緯器一起跑。在控制器的控制下電車來回往復跑動，便可完成引緯操作。在支持板接近端頭的適當?shù)胤降陌逑拢哺餮b有一個紅外傳感器的接受管，為得是發(fā)給控制器反饋信號，以保證引緯器安全進入停留箱，并可借剩余能量完成一次新的一條緯紗的交接，為下一次引緯做好準備。
選用無刷直流電動機為電車的動力，是因為它體積小，重量輕，效率高，啟動力巨大，反應靈敏，轉(zhuǎn)速特高，正反轉(zhuǎn)易控制，機內(nèi)無磨損，免維護、壽命長。所以它是伺服系統(tǒng)十分優(yōu)良的部件。
為給電車供電和對它實行控制，采用類似公交無軌電車那樣的滑動供電的方法，其結(jié)構(gòu)是沿長槽的兩則壁，各安裝兩條非導磁體良導電體的與長槽等長的裸導線，見附圖六。上邊一對是給電車供電，下邊一對用于對電車控制。為保證供電和控制的可靠，采用多刷并一刷的結(jié)構(gòu)，這樣即使有一個電刷抖動了一下瞬時與供電線脫離接觸，還有其他幾個電刷與電路接觸著，保證了不間斷供電。
4)送經(jīng)和卷取機構(gòu)送經(jīng)和卷取機構(gòu)，在工作中是直接地由經(jīng)紗聯(lián)系著的兩個功能部分，也就是送經(jīng)量和卷取量必須保持著嚴密的量的關(guān)系，才能保持經(jīng)紗張力的始終恒定不變，從而能織造出高質(zhì)量的織物。因此送經(jīng)和卷取在控制器的統(tǒng)一控制下動作，是最能發(fā)揮其作用和效能的系統(tǒng)組合。
從附圖二可見，最能感受經(jīng)紗張力的部位是胸梁和后梁。所以在胸梁和后梁上各安裝若干個壓力傳感器，取胸梁上幾個傳感器的平均值和后梁上幾個傳感器平均值，作為衡量經(jīng)紗張力的依據(jù)，然后由控制器對此數(shù)據(jù)運算后，發(fā)出對經(jīng)軸伺服服電機和卷取伺服電機各應有的旋轉(zhuǎn)量，即可保持經(jīng)紗張力的恒定不變。為了使經(jīng)紗從滿軸到空軸以及布卷從空軸到滿軸都能平衡準確地轉(zhuǎn)動運行，應使用調(diào)速范圍極寬的伺服電機，并應用轉(zhuǎn)速比極大的蝸輪蝸桿，使之適應很高速和很慢速的調(diào)整，以保持經(jīng)紗張力的始終恒定不變。另外在織口處設置織口位置傳感器，一但織口前后偏移，即發(fā)信至控制器，讓控制器隨時調(diào)整送經(jīng)機構(gòu)和卷取機構(gòu)，以始終保持織口的位置嚴格不變。最大限度地發(fā)揮控制器的軟件的作用，充分實現(xiàn)軟件伺服，是數(shù)控電磁織機追求的目標。
六、本發(fā)明與現(xiàn)有織機比較所具有的有益效果1、數(shù)控電磁織機與現(xiàn)有織機比較，實現(xiàn)了兩大突破。其一是突破了現(xiàn)有織機曲柄軸每轉(zhuǎn)一周，開口、引緯、打緯各工作一次，而且只能是在給定的時間內(nèi)工作的限制(見附圖一)。而這種限制是極不利于提高生產(chǎn)效率的。其二是突破了應用不同引緯方式工作的現(xiàn)有各種織機，對引緯長度的限制。也就是說以數(shù)控電磁引緯方式工作的數(shù)控電磁織機，實現(xiàn)了引緯長度想多長就多長，直至其他方面(比如機械實現(xiàn)上和擋車工的體力上)遇到了不克服的困難為止；由于上述的兩大突破，將會使織造的勞動生產(chǎn)率大大提高。
2、由于數(shù)控電磁織機實現(xiàn)了數(shù)控伺服系統(tǒng)化后，必然就砍掉了現(xiàn)有織機都具有的主電動機和由主電動機到各功能部分必不可少的機械傳動機構(gòu)和機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)。因而消除了上述機械運動毫費的能量。另外也因簡化了織機的機械結(jié)構(gòu)，給織機的加工生產(chǎn)，提供了方便和減少了加工量。
3、因為數(shù)控電磁織機的機械結(jié)構(gòu)大大簡化，也就大大地降低了由于機械運動產(chǎn)生的噪聲，改善了工人們的勞動環(huán)境。
4、因為數(shù)控電磁織機消除了機械傳動、機械轉(zhuǎn)換和機械撞擊等機構(gòu)，所以織機工作會更平穩(wěn)，震動更?。?、由于數(shù)控電磁織機，全機都是在數(shù)控伺服系統(tǒng)控制下工作，所以操作會更方便；6、適應性強。對于各種原料品種的紗和各種紗號的紗以及強捻和弱捻的紗，它的適應性幾乎可以與有梭織機比美。而對于色織它又可與劍桿織機相比。
七、說明書附圖的簡略說明說明書附圖共4頁6圖。
附

圖1是表明現(xiàn)有織機各功能部分運動時間的分配與配合。由圖可見，各功能部分的運動必須限定在曲柄軸(主軸)每旋轉(zhuǎn)一周給定的時間內(nèi)完成。
附圖2是表明織機各功能部分的相對位置與織造工藝流程示意圖?，F(xiàn)有各種織機之間除引緯方式上有區(qū)別外，各種織機在織成模式上都是類同的。
圖中所示1-經(jīng)紗 2-織軸 3-后梁 4-停經(jīng)片 5-綜絲孔眼6-綜絲 7-鋼筘 8-織口 9-引緯器 10-胸梁 11-刺毛輥12-導布輥 13-卷布輥 14-開口凸輪 15-曲柄附圖3是表明數(shù)控電磁織機邏輯控制方框圖。
在圖中， 表示一對信號線， 表示多對信號線?？刂破魇怯珊唵蔚奈㈦娔X或可編程控制器構(gòu)成，它是根據(jù)程序和來自傳感器的反饋信號而控制執(zhí)行裝置(伺服機構(gòu))的。功率放大是由可控硅或功率放大三極管等構(gòu)成。伺服機構(gòu)由高速直流伺服電機構(gòu)成。
附圖4是表明數(shù)控電磁織機三個主要功能部分可以做到的工作時間分配圖。由圖可見，對于決定織造效率的三個主要功能部分的工作時間，在數(shù)控情況下，可以根據(jù)需要與可能的原則來確定，不再受曲柄軸轉(zhuǎn)一周時間的局限。如圖中t1～t3是開口運動時間t2～t4是引緯運動時間t3～t6是開口滿開保持時間t5～t7是打緯運動時間附圖5是電磁體鏈式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的支持板和導槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖6是電車式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的支持板和導槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
八、本發(fā)明人認為實現(xiàn)該發(fā)明的最好方法說明書的前幾部分，雖然對數(shù)控電磁織機的結(jié)構(gòu)和工作原理作了較詳細的說明，但它僅是原理性的設計。開發(fā)、轉(zhuǎn)化和實施這項發(fā)明，還有很多工作要做，比如數(shù)控電磁織機的整機結(jié)構(gòu)要比現(xiàn)有織機大大簡化，就需要重新考慮機座和框架的設計；靠近磁場處的非導磁體亦非導電體的材料，也需要仔細選擇；各功能部分最佳工作參數(shù)的確定，也需要用實驗來確定；特別是針對確定使用后的伺服系統(tǒng)硬件，作針對性的數(shù)控軟件的設計，更是必不可少的最重要的后續(xù)工作?？傊?，在對數(shù)控電磁織機進行工業(yè)設計時，肯定會對原理性的設計，有許多地方會作更合理更便于生產(chǎn)制造的改變和改進的。所以上述的工作，對于擅長于機械加工制造的紡織機器制造廠來說，是比較困難的。像這樣機電一體化的產(chǎn)品，我認為從組織上來說，最好是電子技術(shù)研究所與紡織機器制造廠聯(lián)合進行工業(yè)設計為好。這樣既可以發(fā)揮各自的專長，又能快速出成果，大大縮短出樣機和批量投產(chǎn)的時間。
從生產(chǎn)產(chǎn)品的順序上來講，應本著先解決有無而后提升的原則，來使數(shù)控電磁織機盡快投放市場。雖然數(shù)控電磁體鏈式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)和數(shù)控電車式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)，都可以做成數(shù)控電磁引緯方式的織機，可是電磁體鏈式較電車式實現(xiàn)起來技術(shù)含量雖高但技術(shù)難度較大。所以我認為首先設計制造電車式數(shù)控電磁織機為最好。
權(quán)利要求
織機都是由五大功能部分組成，即開口部分、引緯部分、打緯部分、送經(jīng)部分和卷取部分?，F(xiàn)有的織機之間，除了引緯機構(gòu)上有著根本性的差異外，其他四部分都是大同小異的通用部分。而且織機應用了什么樣的引緯方式，通常就叫它作什么樣名稱的織機。磁場在它可以作用到的范圍內(nèi)，隔著非導磁體也能吸引導磁體的這種人所共知的物理現(xiàn)象，是我發(fā)明數(shù)控電磁引緯方式的物理基礎。數(shù)控電磁織機是將現(xiàn)有織機都具有的主電動機和由主電動機到各個功能部分的機械傳動機構(gòu)及機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)都砍掉，保持織機的五個功能部分的相對位置基本不變，然后使織機的五大功能部分都在數(shù)控伺服系統(tǒng)的控制下工作的一種新型織機。而且該織機是應用了我發(fā)明的數(shù)控電磁引緯方式，故稱它作數(shù)控電磁織機。對于數(shù)控電磁織機，我要求保護的專利權(quán)是1、用我發(fā)明的數(shù)控電磁引緯方式工作的數(shù)控電磁織機整體，即對整個數(shù)控電磁織機各功能部分實施數(shù)控伺服的硬件以及能使整個數(shù)控電磁織機有條不紊地工作的數(shù)控軟件數(shù)控電磁織機除應用了數(shù)控伺服系統(tǒng)控制織機的各部分工作外，還由于應用了數(shù)控電磁引緯方式引緯，才得以正常工作。所以下述三項從屬權(quán)利要求，我也要求得到保護，未經(jīng)發(fā)明人許可，不得用于其他織機上。2、對引緯器的特別設計引緯器是被引緯驅(qū)動機構(gòu)隔著支持板吸引著它來回運動，完成引緯操作的器具。不對它進行特別的設計，是不能適應于數(shù)控電磁引緯的。特別設計是①引緯器的外形，設計成類似于有梭織機中使用的邊夾平頭梭的形狀，但小而輕，并且外殼是周身封閉起來的。邊尖是為了更好地利于分開經(jīng)紗；②引緯器的底部(貼近支持板的一面)，平行于支持板平面，裝一良導磁體片，其長度不超過20cm，寬1cm。當流動的磁場出現(xiàn)時，就可吸引著它一起運動；③為了克服磁場對引緯器吸引力的分力之一——法向引力(正壓力)所增加的引緯器與支持板之間的滑動磨擦力，要給引緯器裝上四個轉(zhuǎn)動非常靈活的輪子，使引緯器變成一個滾動運行的小車，以克服此滑動磨擦力，并提高引緯速度和節(jié)省能源；④在引緯器腹腔內(nèi)，裝有可指示引緯器在運行過程中所處位置的紅外發(fā)射管和電池，根據(jù)編程，在需要指示出引緯器所處位置的時候，它就能發(fā)給控制器反饋信號，并使控制器再發(fā)出相應的指令，否則引緯操作不能正確地完成；⑤在引緯器兩端的平頭處，各安裝一個類似于劍桿織機的夾持式緯紗交接方式中所用的接緯鉗口，以便到時接受從筒子上退下來的并由送緯鉗口送來的緯紗。引緯是雙向引緯，所以要兩端都裝接緯鉗口。3、數(shù)控電磁體鏈式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理數(shù)控電磁體鏈式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)是在緊貼下經(jīng)線的下邊，裝一供引緯器運行的并且是透光的支持板，其長度比筘幅長40cm，寬為10cm，厚為1cm。在支持板兩端各長出筘幅的20cm處，各裝一引緯器停留箱。在緊貼支持板的下邊，裝一供引緯驅(qū)動機構(gòu)運行的導槽，其長度與支持板等長，高和寬各為5cm，厚1cm，材料用非導磁體也非導電體的。支持板與長槽固定為一體。在織造過程中，除打緯時它們被垂直壓下去5cm，打緯結(jié)束立即反回原位外，其他時刻它們前后左右上下都不能動。在長槽內(nèi)安裝一電磁體鏈，這些電磁體在電氣上和結(jié)構(gòu)上是相互獨立的，在設置的位置上，相互間隔10cm，并且嚴格地排成一條直線。電磁體的鐵心是開口的，呈矮U字形，開口朝上擺放，并使其頂部緊貼支持板。每塊電磁體的線圈的供電線，連接至控制器。另外，每塊電磁體中心處的旁邊的支持板的下面，各裝一紅外傳感器的紅外接受管，其信號傳輸線也連接到控制器，以使控制器給出相應的控制信號，控制引緯器運行的速度。長槽內(nèi)的電磁體鏈，不加電時它不起任何作用?？墒窃诳刂破鞯目刂葡拢鼌s能形成引緯驅(qū)動機構(gòu)——看不見摸不著的可來回流動的磁場，并可隔著支持板吸引引緯器來回運動。數(shù)控電磁體鏈式電磁引緯的工作原理簡述于下織造過程是開口、引緯、打緯三個運動相繼往復運行。當開口運動將要完成時，控制器就給從左端數(shù)第一塊電磁體的線圈加電并產(chǎn)生很強的磁場(假定引緯器是停留在左邊的停留箱內(nèi))，受強磁場的吸引，引緯器迅速向其運動，在引緯器越靠近磁場吸引力越強的作用下，引緯器幾乎是飛速地到達電磁體1的中心處，此時紅外傳感器接受管收到引緯器攜帶的紅外發(fā)射管發(fā)出的信號，并立即將此信號傳輸給控制器。當控制器收到此反饋信號后，便立即斷掉電磁體1的電并給電磁體2加電，于是電磁體1的磁場消失電磁體2的磁場產(chǎn)生。而此時引緯器卻藉電磁體1已經(jīng)給了它的動量(P1＝mV1)繼續(xù)前沖，并且此時又受到電磁體2的磁場的吸引，前沖力更猛，當引緯器沖至電磁體2的中心處時，紅外傳感器接受管2又發(fā)送信號給控制器，于是控制器又斷電磁體2的電并給電磁體3加電，進而引緯器又以更大的動量((P2＝mV2)前沖，再加上電磁體3的磁場的吸引，引緯器的前沖速度將變?yōu)閂3，如此的運動重復下去，引緯器的速度將變?yōu)閂n，而Vn＞Vn-1＞Vn-2……V3＞V2＞V1。這樣引緯器到達右停留箱時，不是要把箱沖壞嗎？因為當控制器測得引緯器的運動速度足夠大時，就不會給后續(xù)的電磁體加電，讓引緯器靠已經(jīng)獲得的動量，不但可以安全的到達右停留箱內(nèi)，完成一次自左至右的引緯操作，而且還可以藉剩余的能量，完成一次新的一條緯紗的交接，為下一次自右至左的引緯做好準備。當下一個開口運動將要完成時，控制器就給從右端數(shù)第一塊電磁體1加電，產(chǎn)生磁場并吸引引緯器，接著重演上述的接力過程，最后完成自右至左的引緯運動，如此往復運行，便可完成一次次的引緯操作。4、數(shù)控電車式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其工作原理數(shù)控電車式電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，也是在緊貼下經(jīng)線的下邊，裝一供引緯器運行的并且是透光的支持板。其長度比筘幅長40cm，寬為10cm，厚為1cm，支持板兩端各長出筘幅的20cm處，各裝一引緯器停留箱。在緊貼支持板的下邊，裝一供引緯驅(qū)動機構(gòu)運行的導槽，其長度與支持板等長，高為8cm，寬為5cm，厚為1cm，材料選用非導磁體亦非導電體的。在槽內(nèi)裝一由小型無刷直流電動機為動力的電車，車頂載著一塊形狀是矮U字形的永磁體，永磁體開口朝長擺放并貼近支持板。此載著永磁體的電車，就構(gòu)成了電磁引緯驅(qū)動機構(gòu)，隔著支持板可吸動引緯器。當電車被加電沿著長槽跑動時，就吸引著引緯器一起跑。在控制器的控制下電車來回往復跑動，便可完成引緯操作。因為無刷直流電動機是十分優(yōu)良的數(shù)控伺服系統(tǒng)部件，故選用它。另外在支持板接近端頭的適當?shù)胤降陌逑旅?，也各裝有一個紅外傳感器的紅外接受管，為得是發(fā)給控制器反饋信號，以保證引緯器安全進入停留箱，并可藉剩余的能量，完成一次新的一條緯紗的交接，為下一次引緯做好準備。為給電車供電和對它實施控制，采用了類似公交無軌電車那樣的滑動供電方法，其結(jié)構(gòu)是沿長槽的兩側(cè)壁，各裝兩條非導磁體良導電體的與長槽等長的裸導線。上邊一對是給電車供電，下邊一對用于對電車的控制。為保證供電和控制的可靠，采用多刷并一刷的結(jié)構(gòu)，這樣即使有一個電刷抖動了一下瞬時與供電線脫離接觸，還有其他幾個電刷與電路接觸著，保證了不間斷供電。
全文摘要
數(shù)控電磁織機，是織機的五個功能部分都在數(shù)控伺服系統(tǒng)控制下工作的一種新型織機。它實現(xiàn)了兩大突破，一是突破了現(xiàn)有織機曲柄軸每轉(zhuǎn)一周，開口、引緯、打緯各動作一次，并只能是在給定的時間內(nèi)工作的限制。二是突破了現(xiàn)有各種織機，對引緯長度的限制。數(shù)控電磁織機的實現(xiàn)，砍掉了現(xiàn)有織機都具有的主電動機和由主電動機到五大功能部分必不可少的機械傳動機構(gòu)和機械轉(zhuǎn)換機構(gòu)，消除了這些機械運動所耗費的能量，降低了噪聲，簡化了織機的機械結(jié)構(gòu)?？棛C數(shù)控化后，改變織機的控制軟件，就可以改變織物的組織。以數(shù)控電磁織機更新?lián)Q代老式織機，對提高勞動生產(chǎn)率和改善勞動環(huán)境都會產(chǎn)生良好的效果。對我國的國家利益特別是紡織行業(yè)的利益也會產(chǎn)生重大影響。
文檔編號D03D49/50GK1664205SQ200410099710
公開日2005年9月7日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者戴明義 申請人:戴明義