适配小样梭织机的群电机驱动提综开口装置及其工作方法与流程

本发明涉及小样梭织机，具体是一种适配小样梭织机的群电机驱动提综开口装置及其工作方法。

背景技术：

1、小样梭织机是纺织生产企业、纺织科研院校、面料设计机构开展新型面料花型开发、织物组织结构试样打样的核心专用设备，其提综开口机构的打样精度、多组织适配能力，直接决定新品面料研发迭代效率与试样纹路还原准确度。

2、当前市面主流16综规格小样梭织机配套提综开口机构，普遍采用单电机集中凸轮连杆传动或多气缸气动提综两类驱动方案，长期存在难以根治的行业技术痛点：

3、1、集中式凸轮连杆驱动依靠单一动力源同步联动全部综框，所有综框运动参数强制绑定统一调节，开口动程受机械凸轮轮廓硬性限制，无法单独修改单综框升降行程、运动时序，难以满足多层复杂组织、差异化梭口高度的高端小样织造工艺需求；同时凸轮、连杆长期啮合存在不可消除的机械传动间隙，轻量化综框高频往复升降时极易出现抖动、横向偏移，织出小样布面纹路凹凸不平、同批次试样一致性差，大幅降低打样良品率。

4、2、气动提综方案依靠气缸实现综框升降，开口动程受限位圈厚度的硬性限制，气体压缩释放存在响应滞后问题，多综框同步控制精度差；且整套装置必须配套空气压缩机、储气罐、气动管路等附属设备，设备占地大、管路易漏气、维护成本高，与纺织设备全电子化、一体化集成的发展趋势相悖。

5、综上，现有传统提综机构可调性差、同步精度低、运行稳定性不足，同时气动方案外设繁琐，亟需全新技术方案解决上述缺陷。

6、在文件cn115247306a中，公开了一种牵引式无级提综开口工艺，包括综框组件，综框组件包括综框，若干综框并列设置在两侧的凹槽板中；提综组件，每一组综框组件对应一组提综组件，提综组件包括导轮组、线轮、电机、钢索，线轮通过电机驱动，导轮组分别位于综框组件的上方和下方，钢索通过线轮和导轮组分别与提综组件的上端和下端连接；上述技术存在着明显的缺陷：1、定位精度差且稳定性不足，通过电机的正反转控制综框组件上下移动以实现开口动作，无闭环位置检测，长期运行钢丝绳拉伸、振动会造成零点漂移，综框升降重复误差大，布面纹路不均；2、电机负载高、易抖动：升降全部依靠电机双向拉力，高频往复工况下电机发热、振动明显，轻量化综框易横向偏移；3、工艺适配性差：无法单独调节单综框开口行程、升降时序，全部综框运动同步绑定，难以织造多层复杂组织、差异化梭口面料；4、无自动化管控能力：无触摸屏、无工艺存储调取、无故障报警，依赖人工现场调整参数；5、空间利用率低：上下双侧导轮占用大量机身空间，无法适配小样梭织机紧凑机身；6、无零点自动补偿：长期连续打样后偏差持续累积，需要频繁人工校准。

7、为此，需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明公开了一种适配小样梭织机的群电机驱动提综开口装置及其工作方法，解决传统小样梭织机集中驱动提综工艺可调性差、同步精度低、织造稳定性不足的技术问题，实现综框一对一独立可控、高精度同步、狭小空间紧凑安装的技术效果；同时消除气动提综需配套空压机组的使用短板。

2、本发明的技术方案为：适配小样梭织机的群电机驱动提综开口装置，包括机架组件、多组驱动单元、多组传动机构、多组综框组件、多组霍尔传感组件、总线通信模块、总控单元、人机交互触摸屏；

3、其中，机架组件包含机座，和整体位于提综箱盖内的机架板、加层板垫柱、加层板；

4、多组驱动单元包含步进电机、行星减速器、电机支架、主动绳轮；

5、多组霍尔传感组件包含磁钢、霍尔传感器、霍尔支架、磁钢定位板；

6、多组传动机构包含钢丝拉绳、惰轮轴、惰轮支座、惰轮、滑轮轴支座、滑轮轴、滑轮、钢丝绳轧头；

7、多组综框组件包含综框、直条、伸缩钩、直条座、限位杆、回综弹簧、弹簧拉杆、调节螺杆；

8、总控单元通过总线通信模块与全部驱动单元建立双向实时通信链路，搭建主控集中管控、子驱动单元分布式独立执行双闭环控制架构；总控单元下发的工艺数据包包含织物组织参数、单综框独立开口行程参数、步进电机脉冲频率、脉冲当量、正反转控制信号；

9、人机交互触摸屏与总控单元信号互通，用于织纹工艺录入、修改、存储、调取，同时实时展示设备运行状态、工序进度、故障报警信息。

10、通过采用上述技术方案，可彻底规避多组驱动单元同步运行时产生的空间干涉、运动耦合干扰，保证每组驱动单元独立平稳完成升降驱动动作；同时充分适配小样梭织机狭小机身内部密集装配的空间限制，大幅提升整机结构集成度与空间紧凑性。

11、优选的，机架板对称布置并锁紧固定于机座上端面，单块机架板均匀装配加层板垫柱，两块加层板水平架设并固定在全部加层板垫柱顶端，形成上下双层装配承载平台。

12、通过采用上述技术方案，双层装配承载结构可消除多单元运动干涉与空间遮挡问题。

13、优选的，多组驱动单元分上下两层、错位安装在两块机架板和两块加层板表面，行星减速器安装在电机支架上，步进电机输出轴与行星减速器输入端插接锁紧，行星减速器输出端套装主动绳轮，主动绳轮外侧固定磁钢定位板，磁钢粘接固定于磁钢定位板定位孔内，定位孔位于磁钢定位板上，磁钢定位板开设两道弧形调节槽，用于周向微调磁钢安装角度，调节槽以磁钢定位板的中心为圆心位于左右两侧呈向内的弧形，并通过螺钉实现磁钢定位板与主动绳轮的角度调节与锁止。

14、通过采用上述技术方案，可通过弧形调节槽转动微调磁钢定位板相对主动绳轮的周向角度，精准校准磁钢安装基准位置，满足霍尔传感器零点定位精度需求。

15、优选的，多组霍尔传感组件对应装配在各驱动单元的前端，磁钢定位板侧边配套霍尔传感器，霍尔传感器固定于霍尔支架，霍尔支架锁紧安装在机架板与加层板上；磁钢与霍尔传感器检测端面间距控制在0.5~3mm区间，霍尔传感器实时采集磁钢位置信号并回传至总控单元，实现闭环位置反馈。

16、通过采用上述技术方案，为整机上电零位自动校准、升降行程闭环控制、动作精度实时校验提供连续位置数据支撑。

17、优选的，每组传动机构对应布置于单组驱动单元与综框组件之间，惰轮依次套装在惰轮轴上，惰轮轴通过惰轮支座固定于左右两块机架板上，滑轮安装在机座顶面居中位置，滑轮依次套装在滑轮轴上，滑轮轴通过滑轮支座固定在机座顶面。钢丝拉绳一端经铝套压制锁死，通过锁紧螺钉固定在主动绳轮预设固定点位；钢丝拉绳依次绕经惰轮(上层传动机构不需要经过惰轮)、导向滑轮后与综框伸缩钩连接，钢丝拉绳另一端通过钢丝绳轧头锁紧固定，依靠主动绳轮旋转实现牵引综框组件升降。设备出厂调试、日常维护校准时，通过调整钢丝拉绳有效工作长度，使综框自然静置在最低机械限位，同时主动绳轮停留在运动换向临界点，此时钢丝拉绳处于最短收紧状态，该位置定义为单个驱动单元机械基准零位。

18、通过采用上述技术方案，该物理锁止式机械零位结构抗振性能优异，可有效抵消设备长期运行振动、钢丝绳磨损拉伸带来的零点偏移问题，长期保障整机基准定位精度与多综框动作一致性。

19、适配小样梭织机的群电机驱动提综开口装置工作方法，包括下列步骤：

20、步骤1，设备上电初始化，工艺参数下发：设备通电启动后，总控单元自动执行整机上电自检与霍尔零点校准程序，读取全部驱动单元基准位置信号；操作人员通过人机交互触摸屏导入或编辑目标织物织造工艺，确认后总控单元将完整标准化工艺数据包通过工业实时总线通信模块同步下发至全部16组驱动单元；

21、步骤2，差异化独立提综，精准成型织造梭口：各组驱动单元独立解析主控下发的运动指令，执行差异化升降动作；

22、接收提综触发指令的驱动单元，步进电机按照预设脉冲时序完成定量角位移旋转，运行至设定行程后立即电气锁止制动；

23、电机扭矩经行星减速器降速增矩后带动主动绳轮旋转，钢丝拉绳同步牵引综框沿垂直方向平稳上行，精准抵达工艺预设梭口高度，形成平整、高度统一的引纬梭口；

24、未分配提综动作的驱动单元保持电气锁止状态，对应综框全程静止无位移、无抖动，多通道协同配合完成单次高精度开口工序；

25、步骤3，闭环位置反馈，弹簧辅助平稳回综归零：织机打筘机构完成纬纱打纬固结后，总控单元接收打筘完成反馈信号，下发全域回综复位指令；分配到回综动作的步进电机切换反向运转模式，主动绳轮反向回转逐步释放钢丝拉绳预紧拉力，综框解除向上牵引约束，在回综弹簧稳定弹性拉力作用下匀速下行复位；

26、步骤4，循环迭代织造，实时偏差补偿持续打样：整机按照预设织造时序逻辑，持续循环执行参数下发、提综开口、引纬打筘、闭环回综全流程工序；每一轮循环结束后，总控单元自动对比霍尔反馈的实际位置与理论零点基准，自动计算并补偿电机运动偏差，持续维持多综框动作一致性与升降精度。

27、优选的，数据包包含织物组织参数、各综框独立开口高度、步进电机脉冲频率、脉冲当量、升降时序、换向控制信号等参数，总线高速同步传输保障所有驱动单元同步解析指令。

28、通过采用上述技术方案，可消除时序偏差，为精准提综建立控制基础。

29、优选的，步骤3中全过程霍尔传感器不间断采集磁钢位置信号并实时回传主控，一旦检测到机械基准零位信号，总控单元立刻输出制动信号锁定步进电机，主动绳轮精准停在初始零点，综框回落至最低机械限位，梭口完全闭合，单次完整提综至回综织造循环完成。

30、通过采用上述技术方案，可有效规避电机过冲、行程欠位、动作偏移等运动误差，显著提升提综动作精度。

31、本发明的有益之处：1、本发明采用16组步进电机一对一独立驱动16路综框的群组分布式驱动架构，彻底摒弃传统单电机集中凸轮连杆统一联动模式，每一片综框对应一套独立驱动、传动、传感总成。操作人员可针对任意单综框单独修改开口动程、升降时序、运行速度，无需同步调整其余综框参数。

32、2、本发明采用绳轮搭配磁钢与霍尔传感器的初始位置检测方案，每套驱动单元配套独立磁钢定位板与霍尔位置传感器，依靠霍尔实时采集主动绳轮周向零点位置信号，配合步进电机脉冲精准控角，每一次提综、回综循环结束后绳轮均可自动回归统一机械基准零位。机械零点采用钢丝绳物理限位锁止结构，不受设备长期振动、钢丝绳磨损拉伸影响，长期运行无零点漂移；多批次、长时间连续打样状态下，综框升降重复定位误差控制在微米级，多综框动作一致性极强，从根源解决布面纹路不均、试样色差纹路偏差问题，显著提升打样良品率。

33、3、驱动端配套专用行星减速器，结构集成无多余转接齿轮、连杆配件，传动内部间隙极小；搭配主动绳轮+多组惰轮、导向滑轮组成的钢丝绳柔性牵引传动结构，牵引力均匀垂直作用于综框，规避硬连接传动带来的冲击、抖动。

34、4、本发明摒弃传统气缸气动提综方案，整套装置全部采用电气步进电机驱动，无需配套空气压缩机、储气罐、高压气管、调压阀等气动附属设备，整机无气体泄漏、管路老化故障隐患；设备占地面积缩减，机房布局更简洁，同时省去空压机购置、定期保养、管路检修成本，长期使用运维成本显著降低，契合纺织设备全电子化、一体化集成发展方向。