本文针对现有三维多剑杆织机的织边机构进行了研制,并且对其工业化应用进行了设备的改进和控制系统的开发。 在织边机构的研究过程中,首先提出了三个备选方案,通过实验对其进行了论证,最终采用了针织套圈方式来进行三维织物边部的织造。根据现有织机机构特点,边部机构中设计了引纱针与钩边针配合运动来实现针织锁边,这两部分装置都采用气动驱动,气缸型号根据机构的要求和条件选择,执行元件均由电磁阀控制,与织机整体很好地融合在一起。 机构研制完成后,对不带夹层的多层平纹双经接结织物进行了试织,使用了六根剑杆同时引纬,采用普通高特化纤纱作为经纬纱,分别织造了矩形截面和T形截面织物。通过分析可以看出,织造的机织预制件结构紧密、整体性好,在织造过程中由于引入双纬使得生产效率提高,尤其是其边部结构紧密平整,利于预制件的复合固化。 为了使三维多剑杆织机能够应用于工业生产中,本课题对其现有的开口、引纬、织边、打纬、织物引离、送经机构进行了大量的改进,增加了织机的实用性和美观性。在机构改进的同时也对织机的控制系统做了开发,改由输入输出卡+计算机控制方式为PLC+计算机控制,选用了西门子S7-300可编程控制器,具有可靠性高、抗干扰能力强、功能完善、适应性好和应用灵活等优点。计算机作为PLC的上位机,其内设计了一套完整的CAD&CAM系统软件,该系统功能全面、界面友好、操作简便。CAD技术的核心为计算机辅助设计和织物截面交织规律的真实感模拟。CAM技术的核心是主控计算机通过系统功能模块传送信号、控制和检测织机运行。 通过本课题的研究,使三维机织物的织造实现了自动化生产和集中管理,在纺织结构复合材料的生产上迈进了一步。