影响圆网印花精度的因素

西安骏泰印花装备技术服务有限公司 张丹/文

影响圆网印花精度的因素

西安骏泰印花装备技术服务有限公司 张丹/文

影响圆网印花精度的因素很多，大致可分为：印花系统综合精度，印花系统响应性，印花系统稳定性，印花系统中人的因素几个方面。

圆网印花 速差 印花精度

图1 传统机械传动式圆网印花机示意图

圆网印花机是印染厂的关键设备，也是机械电气高度协调统一的重要设备之一，圆网印花机顾名思义就是负责印花的设备，其印花精度的好坏就显得尤为重要。然而，影响圆网印花精度的因素有很多，在笔者看来，目前的圆网印花机都是机械、电气高度结合的整体，分析影响印花精度不能简单的按照机械、电气问题进行简单的划分，而应该将圆网印花看作一个系统来分析。

本文结合作者多年的现场服务经验，将影响印花精度的因素分为以下几个方面进行分析：

1 印花系统的综合精度

大家都清楚：传统机械传动式印花机的印花精度主要是通过良好的机械配合来保证，传统的机械传动印花机要达到圆网同导带的同步，也就是要将圆网镍网的运行速度，无论在导带稳速或变速的情况下，严格地控制在导带运行速度的-0.2%至-3%范围内，即：通常所讲圆网同导带间的速差稳定。因此，我们必须在设计时分别考虑主电机带轮、过渡轴带轮、蜗轮蜗杆减速箱、主辊直径、导带或织物厚度等影响导带速度的因素；还同时需要考虑圆网同导带间隙、网头、网头传动齿轮的速比、网头传动齿轮箱速比等影响圆网速度的因素。

当然，除此之外，机械配合公差、传动磨损也是需要研究的，最后使得圆网和导带在运转起来达到同步，同步精度达到正负0.1mm， 其实现难度可想而知。接下来则是一些简单的电气逻辑控制来满足其操作、调速、同步要求。 （如图1所示。）

图1中，若主辊或导带在更换时直径或厚度变化Δr’，圆网速度不变（机械传动没办法变），那么导带线速变化为ΔV=ω(r+Δr’)-ωr=ωΔr’，设备运转越快，这个变化对印花精度的影响就越大，实际生产过程中所出现的印花不准，拖色、甚至断网，并随着车速的提高而加剧的现象就很好解释了。

西安德高印染自动化工程有限公司开发的独立传动、自动对花系统，可以对圆网速度进行大范围精确的调整，这样一来，以往因主辊直径、导带或织物厚度的变化带来的影响，就可以通过相应修正圆网速度来进行弥补，这也是企业产品可畅销的一个重要原因。

圆网印花是一个大的传动系统，系统的综合精度，取决于系统中每一个影响因素，各因素之间是“与”的关系，如同：0.99100=0.366。我们需要力求每一个环节，每一个因素都达到100%完好。

2 印花系统的响应性

独立传动式圆网印花机的核心是独立传动系统，通过对导带速度的检测，一般采用加装光电编码器进行信号采样，再建立一系列数据模型，通过控制板卡控制驱动器来驱动电机使得圆网以相同与导带的速度运转，从而实现精确对花。

编码器安装位置的选择直接影响到系统的响应速度，从而影响印花精度。可以分析同一独立传动控制系统，其印花机运行的速度（导带速度）不是绝对恒定的，即使是在我们通常所说的“某一固定车速下”。

为便于分析，我们截取其运行过程中某一时间点的状态来分析。由于，电机至导带之间有同步带或三角带、导带传动的柔性传动，有齿轮箱或蜗轮蜗杆箱传动，圆网则是由步进或伺服电机经精密行星减速机传动或直驱电机直接驱动，而电气信号传输速度要远远大于机械传动链的传动响应速度的。因此，假设编码器分别安装在主电机上和编码器安装在被动辊两种情况，前者圆网是超前导带运行的，后者圆网则是滞后导带运行的。这样，某一瞬时的圆网速度和导带速度就出现了超前或滞后的现象。因而，编码器安装位置选择不当，整个圆印花系统中圆网的响应速度就会受到影响，从而导致印花精度不理想。

综上，在圆网控制系统设计中，应当重视系统响应性的设计，能在系统设计中引入超前滞后控制，可同时改善系统的瞬态性能和稳态性能，即兼有快速响应特性和良好稳态精度。引入超前滞后控制后，圆网响应性可调，对实际改造过程中，由于现场原因对编码器安装位置的调整有十分重要的意义。同时，系统响应性可控制，在不稳定系统中的作用更为突出：如升降速过程，低速时的不平稳运行。

3 印花系统的稳定性

系统稳定性是一个十分重要的问题。对上述的超前或滞后问题来讲，假设导带以一恒定速度运行，即导带每一时间点的速度都是恒定的，那么从一定程度上讲，圆网超前还是滞后问题就不存在了，圆网和导带间的相对运动的速差就是恒定的，也就可以实现精确印花。否则，无论超前还是滞后就会出现，圆网和导带间的速差的变化，从而出现整体性错花。理解这一点是尤为重要的，这样就很容易解释，国外圆网为什么选择大功率直流或伺服电机来拖动导带，目的是为了提高导带的稳定性。某一印花机升降速跑花，为什么延长升降速时间可以缓解跑花？升降速时间的延长使得圆网印花机在单位时间内的速度更加趋于稳定。

当然，稳定性的概念还可以延伸：诸如，气压、张力的稳定与否、浆料液位，机械传动配合间隙，导带的横向偏移、纵向的伸长等诸多方面均会对印花产生一定的影响，因此，提高圆网印花机稳定性企业还有许多工作要去做。

4 印花系统中人的因素

当然，系统中人的因素是最重要的，同样的事不同的人去做会出现不同的结果。设计人员对印花机认识的深浅，安装人员的技能水平、操作人员优劣，实践经验的多少，工艺安排得当与否，操作人员工作态度的好坏，对设备理解的层次，维护人员的负责与否均可以影响到印花的精度。

综上所述，在印花这个大系统里，我们作为设备提供商和服务商扮演着重要的一环，只有系统地学习、思考，不懈的努力才能不断地提升圆网的印花精度。