7. Исполнительные механизмы в автоматизированных приводах швейных машин

В настоящее время промышленные швейные машины общего и специального назначения в основном оснащаются автоматизированными приводами, выпускаемыми фирмами "Эфка", "Квик-Ротан", "Мицубиси". Оснащение универсальной швейной машины такими приводами и дополнительными механизмами позволяет автоматизировать ряд технологических переходов в процессе выполнения операций.

К ним относятся:

• регулирование скорости работы машины;

• автоматический останов машины в исходном положении (игла вверху, игла внизу);

• автоматическая обрезка ниток в конце строчки;

• автоматический подъём лапки;

• автоматическое выполнение закрепок;

• автоматическое выполнение строчек с заданным числом стежков и некоторые другие.

В автоматизированном электроприводе швейных машин с электронным управлением могут использоваться асинхронный трёхфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, специальный коллекторный электродвигатель постоянного тока или шаговый электродвигатель с ЧПУ. Однако преимущественное применение в неавтоматизированном и автоматизированном приводах швейных машин получили асинхронные трёхфазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Известно, что при отсутствии нагрузки синхронная частота вращения магнитного поля статора n₀ определяется зависимостью n₀=60f/P, где f – частота питающего напряжения сети, Р – число пар полюсов.

n₀ связана с частотой вращения ротора n через скольжение S, определяемое выражением S=(n₀-n)/n, a скольжение, в свою очередь связано функциональной зависимостью с электромагнитным моментом М двигателя:

Таким образом для регулирования частоты вращения ротора двигателя электропривода швейной машины в допустимых пределах изменения вращающего момента, возможен один из следующих путей:

• регулирование частоты напряжения питания обмоток статора;

• изменение числа пар полюсов;

• регулирование частоты вращения с помощью фрикционных муфт с механическим или электромагнитным приводом.

Последний из перечисленных путей получил наибольшее применение. В таблице 7.1. приведены основные типы электроприводов швейных машин неавтоматического и автоматического действия.

Общим недостатком всех типов электроприводов, рассмотренных в табл.7.1, является износ фрикционных накладок муфт скольжения и фрикционных тормозных муфт и их нагрев в результате трения.

На рис.38 изображена структурная схема машины с автоматизированным приводом. Привод содержит асинхронный исполнительный двигатель АД, две электромагнитные управляемые муфты ЭМД и ЭМТ с дисками, микропроцессор МП, синхронизатор или блок датчиков дискретного угла поворота главного вала БД'ГВ, программирующее устройство.

Для регулирования скорости работы машины предназначены муфты ЭМД (муфты движения) и ЭМТ (муфта торможения). Регулирование скорости осуществляется специальной рукояткой на микропроцессоре МП. Путём плавного регулирования можно получить скорость вращения вала 5 от 160 об/мин.до номинального значенияn_н. При установке рукояткой некоторого заданного значения скорости вращения главного вала и нажатии на педаль управления подаётся напряжение на электромагнитную муфту движения ЭМД, диски 1, 2 получают магнитное сцепление, движение передаётся на вал 5 и через ременную передачу главному валу швейноймашины.

Таблица 7.1.

Техническая характеристика	Неавтоматизированные машины общего и специального назначения	Цикловые п/автоматические с механическим остановом		Автоматизированные швейные машины с электронным управлением
		с бесступенчатым торможением	с двухступенчатым торможением	без изготовления закрепок (Германия)	с программированием выполнения закрепок (Германия)
Способ изменения частоты вращения главного вала	Механический с фрикционной муфтой и педалью управления	Механический с помощью подпружиненного стержня	Механический с помощью шкивов	Электромеханический с помощью ЭММ вращения	Электромеханический с электронным переключением ЭММ	Электромеханический с электронным многоступенчатым переключением ЭММ
Устройство для торможения	Фрикционный механический тормоз	Кулачок останова	Кулачок останова	ЭМТ	ЭМТ	ЭМТ
Система автоматического управления	–	Цикловая	Цикловая	Позиционная релейная	Следящая	Следящая
Датчик положения	–	Кулачок копирного диска	Два кулачка диска останова	Контактный щеточный синхронизатор	Бесконтактные фотоэлектрические
Преимущества	Простота конструкции, надежность	Точный останов, простота обслуживания		Возможность автоматического позиционирования иглы и обрезки ниток	Наличие обратной связи по частоте вращения главного вала	Выполнение закрепок и 12 скоростей работы машины
Недостатки	Ручная доводка главного вала	Ограниченная область использования		Подгорание контактов, проскальзывание ременной передачи	Невысокая точность работы	Необходимость подбора ИМ на отечественные аналоги

Датчик БДГВ контролирует скорость. Если значение скорости превысит заданное, датчик подаёт сигнал на МП, который подаёт сигнал на обмотку электромагнитной муфты торможения ЭМТ. Диск 3 прижимается к тормозным накладкам 4, скорость снижается.

Таким образом, заданное значение скорости поддерживается в определённых пределах путём регулирования напряжения на обмотках ЭМД и ЭМТ по сигналам датчика БДГВ.

Характерной особенностью рассматриваемого привода является своеобразная конструкция муфты движения. Диски 1, 2 выполнены чашеобразными. Между ними отсутствует механическое трение, При подаче напряжения на обмотку ЭМД между дисками возникает магнитное сцепление, за счёт чего осуществляется передача момента от вала электродвигателя к валу 5 и далее к головке швейной машины. Приводы фирм "Эфка" и "Квик-Ротан" оснащены дисками сцепления с фрикционными накладками.

Для автоматизации процесса обрезки нитей, подъёма лапки и выполнения закрепок в машине имеется три электромагнита ЭМ1, ЭМ2, ЭМ3, управление которыми осуществляется микропроцессором. При останове машины и соответствующем нажатии на педаль микропроцессор подаёт команду на питание обмотки электромагнита ЭМ2. Он включает в работу механизм обрезки нитей МОН. При дальнейшем нажатии педали управления аналогичным образом подаётся команда на включение электромагнита ЭМ1, который приводит в движение механизм подъёма лапки МПЛ. Лапка поднимается, обрабатываемое изделие снимается с машины.

Для выполнения закрепок в начале или конце шва привод оснащается программирующим устройством ПУ. Это устройство имеет специальное табло с помощью которого задаётся вид закрепки: число стежков при обратном перемещении ткани. Если технологическая операция требует образования закрепок (например, в начале или конце шва), при включении машины микропроцессор МП подаёт сигнал на электромагнит ЭМ3, который воздействует на устройство обратного хода рейки в механизме двигателя ткани МДТ. Выполняется заданное количество закрепочных стежков. При останове машины аналогичным образом включается ЭМ3 и прокладываются закрепочные стежки. Действие оператора при этом сводится к нажатию или отпусканию педали управления, Ряд технологических операций требует выполнения строчек с заданным количеством стежков, Для обеспечения такого режима работы на табло программирующего устройства набирается программа, задающая число стежков в строчке. Имеется возможность задать длину нескольких строчек, выполняемых последовательно друг за другом, При таком режиме работы роль оператора сводится к нажатию педали управления и подачи заготовки под лапку. Выполнив первую строчку, машина останавливается с иглой в нижнем положении. Заготовка разворачивается, далее прокладывается вторая строчка и так далее. Заканчивается выполнение технологической операции при останове машины в исходном положении, обрезке нитей и подъёме лапки.