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针织物具有良好的弹性和延伸性,被广泛应用于内衣、运动服装和休闲服装的生产中。在针织物生产过程中,纱线的给纱张力是一个非常重要的指标,直接影响着成圈过程、生产效率以及后续加工的顺利进行。给纱张力的波动,会导致纱线的喂入量产生差异,进而使得织物线圈长度的大小不均匀。在手动横机上编织时大多采用消极式给纱,再加上机头往复运动产生的惯性,使得纱线有时处于高度拉伸的状态,容易造成纱线的断裂,并且这段过度拉伸的纱线下机后会产生回缩,导致织物皱缩。因此对给纱进行控制,保证纱线喂入量和喂入张力基本稳定,对提高产品质量和产品的成型保型具有重要的意义。另外,横机机头的往复运动,造成喂纱路径的不断变化(这与纬编圆机的连续编织不同),使得在针织圆机上采用的积极式给纱装置不适用与横机,因此本课题针对横机的给纱张力进行研究,提出了一种通过控制输入纱线的张力来消除纱线张力的波动的方法。
在本研究中,首先采用棉纱和毛纱为原料,以机速、弯纱深度值、弹簧块档位值为变量,在机号为E12的STOLL CMS320电脑横机上编织纬平针组织和1×1罗纹组织。利用开发的测试系统,测量给纱张力值,再经过数据处理和图像的分析,得出纱线的弹性和机头速度是影响给纱张力波动的显著因素的结论,通过分析还发现除了组织结构以外,弯纱深度和不同弹簧块档位对给纱张力都有不同程度的影响。
研究中利用传感技术和微机控制的传动技术搭建了实验系统,并采用PID控制算法对整套系统进行闭环控制。在NP值为10.5,弹簧滑块档位为3,机头速度为0.4m/s的条件下编织组织结构为1×1罗纹的纯棉和羊毛织物试样。通过结果分析,发现经过控制系统处理,纱线张力波动曲线的尖峰个数和张力值波动都有了一定程度的改善,其中棉纱的张力控制在了3.65cN左右,张力波动控制在了2.97cN以内,羊毛的张力控制在了3.08cN左右,张力波动控制在了1.61cN以内。
实验结果表明本实验系统结合PID算法可有效地实现对电脑横机张力的检测和控制,为以后进一步研究优化给纱张力的控制系统并将其实际应用奠定了基础。