CN111041638B - 被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法及装置，其中方法包括采用与经轴一一对应的制动电机来控制各经轴的转速，采用独立的牵引辊并由主电机驱动，根据主电机转速、主电机与牵引辊的传动比、牵引辊直径、纱线牵伸率、等参数计算出制动电机的目标转速，最终由控制器控制制动电机以该目标转速进行转动。装置包括经轴架、经轴、牵引辊以及压辊，牵引辊受主电机驱动，经轴架上固定连接有与经轴一一对应的制动电机，各制动电机分别连接到一个控制器上，所述主电机通同样与控制器电性连接。本发明通过与经轴一一对应的制动电机来实时调控经轴的转速，以调节纱线的退绕线速度，进而确保所有退绕纱线的牵伸率趋于一致。

Description

被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法及装置

技术领域：

本发明属于纺织机械领域，具体涉及一种被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法及装置

背景技术：

在纱线的生产过程中，不可避免的会涉及到纱线在经轴上进行退绕的过程，通常经轴的退绕都是采用被动退绕，即经轴下游的牵引装置牵引经轴上的纱片移动，纱片拉动经轴转动，这个过程通常需要对纱片进行一个牵伸率的设定，使纱线具有一定张力而不至于相互缠绕，因此通常的做法是在经轴架上设置刹车片和比例阀，利用比例阀向刹车片施加力，利用刹车片对经轴施加一个阻力，从而使纱片具有一定的张力。

由于经轴上纱线头份数的限制，单个经轴上的纱线头份数量难以满足织布经纱数量的要求，因此需要将多个经轴上的纱线转移到一个织轴上，以增加织轴上纱线的头份数，使织轴上的纱线头份数满足布匹对经纱的数量要求，然后将织轴安装到织机上进行织造。在将多个经轴上的纱线转移到一个织轴上时，就涉及到了经轴退绕的流程。

在实际操作中，由于刹车片的磨损、经轴数量的增多等因素，往往导致织轴上来自不同经轴的纱线牵伸率不同，最终导致织轴上的纱线的牵伸率不同，直接导致某个经轴退绕结束而其他经轴上多多少少有纱线残留，导致纱线的浪费，同时也导致各经轴卷绕到织轴上的纱线张力不同，最终导致织物不平整的问题。

因此，为了降低纱线浪费，提高织物平整度，有必要稳定经轴退绕时各经轴上的纱线的牵伸率，以使织轴上纱线的张力处于均衡。

发明内容：

本发明首先要解决的技术问题是：提供一种能够有效提高纱线在被动退绕过程中的牵伸率均衡性的恒牵伸率退绕方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，包括采用与经轴一一对应的制动电机来控制各经轴的转速，并将各制动电机与控制器电性连接，由控制器对制动电机的转速进行控制，采用独立的牵引辊做为主动辊来牵引各经轴上的纱线，牵引辊由主电机驱动转动，主电机与控制器电性连接并向控制器反馈转速，控制器根据主电机转速M及主电机与牵引辊的传动比Q、牵引辊直径D计算牵引辊辊面线速度V＝πMD/Q，并根据牵引辊辊面线速度V、纱线牵伸率P、经轴上纱卷的实时直径d、制动电机与经轴的传动比q计算出制动电机的目标转速m＝Vq/πPd，控制器控制制动电机以该目标转速m进行转动。

作为一种优选方案，所控制器为PLC,所述制动电机为设置有编码器的伺服电机或步进电机，所述主电机为设置有编码器的伺服电机或步进电机，所述控制器分别与制动电机的编码器、主电机的编码器电性连接。

作为一种优选方案，所述制动电机在进行制动时所产生的电能通过逆变器反馈到浆纱机供电电路。

作为一种优选方案，所述经轴上纱线的实时直径d＝d0-2h，其中h为通过与经轴一一对应的距离传感器检测得到的纱线厚度减薄量，d0为经轴上纱卷的初始直径，d0通过测量获得。

本发明的有益效果是：本发明通过与经轴一一对应的制动电机来实时调控经轴的转速，以调节纱线的退绕线速度，通过该方式，能够通过控制器对各个制动电机分别进行控制，针对不同经轴上纱卷的实时直径调整经轴合适的转速，使该经轴上纱线的退绕速度与牵引辊的牵引速度始终保持一定的比例关系，使每根纱线在经轴与牵引辊之间的牵伸率始终保持恒定，进而可确保所有退绕纱线的牵伸率趋于一致，张力基本相同。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案是：被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，包括采用与经轴一一对应的制动电机来控制各经轴的转速，并将各制动电机与控制器电性连接，由控制器对各制动电机的转速进行控制，采用独立的牵引辊做为主动辊来牵引各经轴上的纱线，牵引辊上传动连接有主电机，主电机的转速反馈给控制器，采用张力传感器对各经轴合并后的纱片进行张力检测并反馈给控制器，由控制器根据实时张力与目标张力的比例关系对各制动电机的转速进行调整，目标张力根据纱线退绕要求人为设定。

作为一种优选方案，所述牵引辊的初始线速度与经轴的纱卷的初始退绕线速度一致，随后，经轴上纱卷的退绕线速度根据实时张力与目标张力的差值进行调整。

本技术方案的有益效果是：本技术方案同样采用与经轴一一对应的制动电机来实时调控经轴的转速，以调节纱线的退绕线速度，使纱线在退绕过程中的张力趋于恒定，从而达到牵引辊与经轴之间的单根纱线在退绕过程中牵伸效果均衡的技术目标。本技术方案是根据纱片的实际张力大小与目标张力大小的差值来对所有制动电机进行同一调控，在结构上比上述技术方案更为简单，控制程序更为简洁，运行过程更为稳定。

本发明进一步要解决的技术问题是：提供一种被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置，该退绕装置能够控制经轴的转速，使纱线退绕线速度与纱线被牵引的线速度之比趋于一个恒定值，从而控制纱线在经轴与牵引辊之间的牵伸率趋于恒定。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置，包括经轴架、转动连接在经轴架上的若干个经轴以及用于牵引经轴上的纱线的牵引辊，牵引辊转动连接在牵引架上，牵引辊受主电机驱动而转动，牵引架上还转动连接有与牵引辊抵接的压辊，所述经轴架上固定连接有与经轴一一对应的、用于向经轴施加制动力的制动电机，各制动电机分别通过一一对应的第一编码器连接到一个控制器上，所述主电机通过第二编码器与控制器电性连接。

作为一种优选方案，所述经轴架上设置有与经轴一一对应的距离传感器，该距离传感器朝向经轴的轴心，用于检测距离传感器到纱卷表面的垂直距离，各距离传感器分别与控制器电性连接。

作为一种优选方案，所述经轴架与牵引辊之间设置有张力传感器，该张力传感器用于检测合并纱片的组合张力，张力传感器与控制器电性连接，向控制器发送检测结果。

作为一种优选方案，所述制动电机通过逆变器与退绕装置的供电电路连接。

本发明的有益效果是：本发明通过与经轴一一对应的制动电机来实时调控经轴的转速，以调节纱线的退绕线速度，通过该方式，能够通过控制器对各个制动电机分别进行控制，控制器可随着退绕时间的延续逐渐加大制动电机的转速，以弥补因纱卷卷径缩小而造成的退绕速度下降、纱线张力、牵伸率逐渐增大量。采用制动电机控制转速更精准，且可以正对不同经轴、不同纱线直径设计每个制动电机不同的控制方案，实现单独控制，确保退绕过程中的所有纱线的牵伸率分别满足各自的要求。

本发明进一步采用距离传感器检测纱卷厚度减薄量，从而可根据纱卷原直径计算纱卷在退绕过程中的实施直径，根据该纱卷实施直径，可通过控制器计算出该纱卷实时的纱线退绕线速度，然后比对与牵引辊的退绕速度的差值，通过控制器对与该纱卷所在经轴对应的减速电机的转速进行调整，使差值回归到合理范围内。从而可实现对每个减速电机的单独控制，确保所有纱线在退绕过程中的牵伸率保持相同且任一纱线在前身过程中的牵伸率趋于稳定。

本发明另外采用张力传感器对纱片的组合张力进行检测，通过该检测结果与目标张力值的比对，对所有制动电机进行统一的转速调整，使张力传感器检测到的组合张力值接近目标张力值，从而使得纱线在退绕过程中的牵伸率趋于平稳。

本发明进一步通过逆变器将制动电机在制动过程中所产生的电能反馈到供电电路中，降低电机发热，同时形成能源回收再利用，节约能源。

附图说明：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1是本发明所述被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置的一种具体结构示意图；

图2是图1所示被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置的电气原理图；

图3是本发明所述被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置的另一种具体结构示意图；

图4是图3所示被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置的电气原理图。

图1～图4中：1、经轴架，2、经轴，3、纱线，4、牵引辊，5、牵引架，6、主电机，7、压辊，8、制动电机，9、第一编码器，10、控制器，11、第二编码器，12、距离传感器，13、纱卷，14、张力传感器，15、逆变器。

具体实施方式：

下面结合附图，详细描述本发明的具体实施方案。

实施例1：

为了能够清楚解释本实施例的具体实施过程，本实施例借用附图1和2对具体实施过程进行详细描述。

被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，包括采用与经轴2一一对应的制动电机8来控制各经轴2的转速，并将各制动电机8与控制器10电性连接，由控制器10对各制动电机8的转速进行控制，采用独立的牵引辊4做为主动辊来牵引各经轴2上的纱线3，牵引辊4由主电机6驱动转动，主电机6与控制器10电性连接并通过第二编码器11向控制器10反馈转速，控制器10根据主电机6转速M及主电机6与牵引辊4的传动比Q、牵引辊4直径D计算牵引辊4辊面线速度V＝πMD/Q，并根据牵引辊4辊面线速度V、纱线牵伸率P(用户自定)、经轴2上纱卷(纱线绕成的卷)的实时直径d、制动电机8与经轴2的传动比q计算出制动电机8的目标转速m＝Vq/πPd，控制器10控制制动电机8以该目标转速m进行转动，转速M、m的单位是r/min。

在本实施例中，控制器10为PLC,制动电机8为设置有第一编码器9的伺服电机或步进电机，所述主电机6为设置有第二编码器11的伺服电机或步进电机，所述控制器10分别与制动电机8的第一编码器9、主电机6的第二编码器11电性连接。

本实施例中为了方便理解而将编码器分为第一编码器9和第二编码器11，实际上第一编码器9和第二编码器11可以相同，也可以不同。

所述制动电机8在进行制动时所产生的电能通过逆变器15反馈到浆纱机供电电路。

所述经轴2上纱线3的实时直径d＝d0-2h，其中h为通过与经轴2一一对应的距离传感器12检测得到的纱线厚度减薄量，d0为经轴2上纱卷13的初始直径，d0通过测量获得。

实施例2：

为了能够清楚解释本实施例的具体实施过程，本实施例借用附图3和4对具体实施过程进行详细描述。

被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，包括采用与经轴2一一对应的制动电机8来控制各经轴2的转速，并将各制动电机8与控制器10电性连接，由控制器10对各制动电机8的转速进行控制，采用独立的牵引辊4做为主动辊来牵引各经轴2上的纱线3，牵引辊4上传动连接有主电机6，主电机6的转速通过第二编码器11反馈给控制器10，采用张力传感器14对各经轴2合并后的纱片进行张力检测并反馈给控制器10，由控制器10根据实时张力与目标张力的比例关系对各制动电机8的转速进行调整，目标张力根据纱线退绕要求人为设定。

本实施例中为了方便理解同样将编码器分为第一编码器9和第二编码器11，实际上第一编码器9和第二编码器11可以相同，也可以不同。

所述牵引辊4的初始线速度与经轴2的纱卷13的初始退绕线速度一致，随后，经轴2上纱卷13的退绕线速度根据实时张力与目标张力之间的差值进行调整，使实时张力趋向于目标张力，这样能够缩小退绕初期纱线所受的张力大小，并使经轴2上的纱卷13在整个退绕过程中，经轴2和牵引辊4之间的纱线牵伸率变化幅度缩小，趋于稳定。

实施例3：

如图1和图2所示的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置，包括经轴架1、转动连接在经轴架1上的四个经轴2以及用于牵引经轴2上的纱线3的牵引辊4，牵引辊4转动连接在牵引架5上，本发明对牵引架5的结构没有具体限制，只要能够固定牵引辊4并不干涉纱线移动即可，牵引辊4受主电机6驱动而转动，牵引架5上还转动连接有与牵引辊4抵接的压辊7，所述经轴架1上固定连接有与经轴2一一对应的、用于向经轴2施加制动力的制动电机8，各制动电机8分别通过一一对应的第一编码器9连接到一个控制器10上，所述主电机6通过第二编码器11与控制器10电性连接，控制器10通过第一编码器9和第二编码器11分别监控各制动电机8和主电机6的转速、转动圈数等动态信息。

如图1所示，在经轴架1上设置有与经轴2一一对应的距离传感器12，该距离传感器12朝向经轴2的轴心，用于检测距离传感器12到纱卷13表面的垂直距离，如图2所示，各距离传感器12分别与控制器10电性连接并向控制器10发送检测结果。

本实施例中，制动电机8通过逆变器15与退绕装置的供电电路连接，从而可将制动电机8在制动过程中产生的电能反馈到供电电路中再利用。

本实施例的工作过程可参考实施例1，此处不再赘述。

实施例4：

如图3和图4所示的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置，包括经轴架1、转动连接在经轴架1上的四个经轴2以及用于牵引经轴2上的纱线3的牵引辊4，牵引辊4转动连接在牵引架5上，本发明对牵引架5的结构没有具体限制，只要能够固定牵引辊4并不干涉纱线移动即可，牵引辊4受主电机6驱动而转动，牵引架5上还转动连接有与牵引辊4抵接的压辊7，所述经轴架1上固定连接有与经轴2一一对应的、用于向经轴2施加制动力的制动电机8，各制动电机8分别通过一一对应的第一编码器9连接到一个控制器10上，所述主电机6通过第二编码器11与控制器10电性连接，控制器10通过第一编码器9和第二编码器11分别监控各制动电机8和主电机6的转速、转动圈数等动态信息。

在本实施例中，经轴架1与牵引辊4之间设置有张力传感器14，该张力传感器14用于检测合并纱片的组合张力，张力传感器14与控制器10电性连接，向控制器10发送检测结果。

如图4所示，制动电机8通过逆变器15与退绕装置的供电电路连接。

本实施例的工作过程可参考实施例2所述的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，此处不再赘述。

上述实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，其特征在于，包括采用与经轴一一对应的制动电机来控制各经轴的转速，并将各制动电机与控制器电性连接，由控制器对制动电机的转速进行控制，采用独立的牵引辊做为主动辊来牵引各经轴上的纱线，牵引辊由主电机驱动转动，主电机与控制器电性连接并向控制器反馈转速，控制器根据主电机转速M及主电机与牵引辊的传动比Q、牵引辊直径D计算牵引辊辊面线速度V=πMD/Q，并根据牵引辊辊面线速度V、纱线牵伸率P、经轴上纱卷的实时直径d、制动电机与经轴的传动比q计算出制动电机的目标转速m=Vq/πPd，控制器控制制动电机以该目标转速m进行转动。

2.根据权利要求1所述的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，其特征在述于，所控制器为PLC,所述制动电机为设置有编码器的伺服电机或步进电机，所述主电机为设置有编码器的伺服电机或步进电机，所述控制器分别与制动电机的编码器、主电机的编码器电性连接。

3.根据权利要求1所述的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，其特征在于，所述制动电机在进行制动时所产生的电能通过逆变器反馈到浆纱机供电电路。

4.根据权利要求1所述的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕方法，其特征在于，所述经轴上纱线的实时直径d=d0-2h，其中h为通过与经轴一一对应的距离传感器检测得到的纱线厚度减薄量，d0为经轴上纱卷的初始直径，d0通过测量获得。

5.被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置，包括经轴架（1）、转动连接在经轴架（1）上的若干个经轴（2）以及用于牵引经轴（2）上的纱线（3）的牵引辊（4），牵引辊（4）转动连接在牵引架（5）上，牵引辊（4）受主电机（6）驱动而转动，牵引架（5）上还转动连接有与牵引辊（4）抵接的压辊（7），其特征在于，所述经轴架（1）上固定连接有与经轴（2）一一对应的、用于向经轴（2）施加制动力的制动电机（8），各制动电机（8）分别通过一一对应的第一编码器（9）连接到一个控制器（10）上，所述主电机（6）通过第二编码器（11）与控制器（10）电性连接，所述经轴架（1）上设置有与经轴（2）一一对应的距离传感器（12），该距离传感器（12）朝向经轴（2）的轴心，用于检测距离传感器（12）到纱卷（13）表面的垂直距离，各距离传感器（12）分别与控制器（10）电性连接。

6.根据权利要求5所述的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置，其特征在于，所述经轴架（1）与牵引辊（4）之间设置有张力传感器（14），该张力传感器（14）用于检测合并纱片的组合张力，张力传感器（14）与控制器（10）电性连接，向控制器（10）发送检测结果。

7.根据权利要求5所述的被动退绕型经轴的恒牵伸率退绕装置，其特征在于，所述制动电机（8）通过逆变器（15）与退绕装置的供电电路连接。

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