数控绗缝机研究

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1、数控无梭纸缝机研究机电工程学院机械电子工程赵殿锋学号130301240040纸缝是用长针缝制有夹层的纺织物，使里面的棉絮等固定。细缝机是用于缝制床垫、床罩上线形图案的纺织机械，其工作原理类似于普通的缝纫机。纷缝机分为有梭机和无梭机。在纺缝过程中，计算机控制针架与布料之间的相对运动，缝制出各种预先设计的图案。花样程序设计就是确定一个完整花样的周期数据，花样由直线、圆弧、空纸段组成。目前除了绷架的拆装及穿线为人工外其余工作都由计算机实现自动控制。缝纫机的运动方式：纺织物运动，机器静止；机器运动纺织物静止。数控

2、细缝机涉及：1、多轴运动控制技术2、纺织技术3、变频调速技术4、传感器技术。市面上电脑单针纸缝机的运动原理电脑单针给缝机的主要设备是工控电脑，配合运动控制卡、步进/伺服电机、变频器，根据打版软件的花样设计，能高速、准确控制X、Y轴及Z轴运动，对复杂设计花样的运动控制，实现从计算机设计到产品生产的过程。电脑纸缝机是一种以XYZ型运动的系统，X、Y轴控制绷架与机头的运动，Z轴即为主轴，控制机头的上下纸缝运动。X与Y轴的运动主要依赖步进电机或伺服电机传动，运动控制卡将运动控制信号传动给电机驱动器，然后就能依据细

3、缝花样的要求完成高质量的同步运动。传统的多轴运动控制系统采用的是专用的计算机加多单片机一多控制回路的封闭式并行结构.此类控制器在高速、高精度和多轴同步运动控制等方面存在着难以逾越的技术瓶颈.为此哈工程的王宗义采用了“PC机+DSP运动控制器”的开放式结构以此实现多轴的高速、高精度控制。三轴联动指的是X轴、Y轴及主轴(即Z轴，Z轴控制的是针)，如果三轴不能协调工作，则本系统将无法用于生产。它们的联动关系是这样的：只有在主轴(即针)抬起的情况下，X、Y两轴才能运动；X、Y两轴静止时，主轴才能落下。否则，将出现

4、断针或划伤纺织品现象。三轴联动已有许多算法，主要是基于插补的算法，计算量都比较大。主轴电机每转一周,编码器就会发出一个脉冲信号，适当调整编码器的初始位置，使编码器脉冲信号发生在针刚刚抬起的时候，通过检测这个脉冲信号，就可以确定主轴已抬起，X、Y两轴允许动作。再通过调整X向、Y向步进电机的转速，使其在两个连续脉冲之间位置以前走完一个针距而停止(即针落下Z前停止运动)，从而实现三轴联动。运动控制卡是基于PC总线的一种高性能、高精度的步进/伺服电机运动控制卡，它包括脉冲输出、脉冲计数、数字输入、数字输出等功能，

5、可以发岀连续的高频率的脉冲串，通过改变发出脉冲的频率來控制电机的速度，改变发出脉冲的数量來控制电机的位置。绍缝时，在步进电机或伺服电机的驱动下，通过同步带带动实现夹料框的二维运动，变频器驱动变频电机，变频电机通过皮带等驱动机头传动机构旋转，机头的特定机构使引线机构和机针带着面线作出上、下运动，穿刺面料；钩线机构屮的旋梭旋转，使面线绕过藏有底线的梭壳；挑线机构运动，输送血线，收紧线迹，准备下一个线迹的血线线段。X、Y步进电机通过同步齿形带等机构带动绸框和面料作平面运动。缝纫工作过程根据缝迹的结构和形状特征，

6、可分为：(1)锁式线迹缝纫(2)链式线迹缝纫(3)包缝缝迹缝纫（4）绷缝缝迹缝纫对于锁式缝纫原理来说，其工艺过程为：刺料、供线一形成线环斗勾线（底面线交织）一收线（完成一次交织）一送料。缝纫机针对羊毛制品钻毛量的影响较织物密度更加明显，针眼钻毛量受织物密度的影响较小。建议企业在进行羊毛制品的设计生产时，应适当的减少表面纸缝和装饰线迹的设计。缝纫机针的选用对羊毛制品的防钻毛性有较大影响。圆头机针的防钻毛性能明显优于普通机针，而且针号越小防钻毛性能越好。Z轴要求具有较大的瞬间过载能力，保证机针的穿透力量，能轻

7、易将厚料打穿。在标准状态缝纫针速为800钊7min,缝纫针距为6伽的花形时，每针运行时间：60x1000ms~~800次-=75ms/次为了保证在缝纫中不拉断缝纫针，进给运动时间:T2=T1/4=19ms/次进给运动的速度：V-6mm-18.9m/min19ms即进给运动必须在19ms时间运动6mm距离，并包括加速运动和减速运动过程。而进给步进电机的高速运转容易产生丢步和因加减速时I'可过大而走不完6血。因此，我们采用阶跃式加速方法來减少加减速时间和提高步进电机的速度，并防止出现步进电机丢步。电脑单针纭缝

8、机的花样制版给缝花样由专门的打版软件制作，可以通过出岛、威尔克姆、百灵达等制版软件实现，配合大容量存储卡，可以存储上千种花样，由于采用工控计算机，可以实现复杂花样的运算处理，而且精度高，处理速度快。针对低端市场的一种解决方案基于PC机的数控系统虽然功能强大，却存在如下缺点：一是操作者和加工工件间不可避免的存在一段距离，无法实现零距离操作，这在一定程度上会影响加工精度；二是对价格比较敏感的低端市场，为实现数控而增加一台Pc机的代