CN111406032A - 用于监测卷绕装置的方法和卷绕装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于监测熔纺工艺中的纱线的卷绕装置的方法和卷绕装置。卷绕装置具有至少一个导丝盘单元(1)、多个偏转罗拉(4.1‑4.5)、多个卷绕工位(3.1‑3.5)、控制装置(8)和借助至少一个传感器装置(10)监测工作参数的监测单元(9)。所产生纱线的超过一个的纱片被引导经过导丝盘单元(1)且通过偏转罗拉(4.1‑4.5)被分到卷绕工位(3.1‑3.5)。纱线在卷绕工位(3.1‑3.5)中被卷绕成筒子,在这里至少一个工作参数被监测。为了能监测从纱片抽出到单独纱线的卷绕的整个过程,根据本发明,导丝盘单元(1)的导丝盘马达(1.2,1.2')的马达力矩和/或被驱动的偏转罗拉(4.1‑4.5)之一的罗拉马达(5.1‑5.5)的至少一个马达力矩作为工作参数被监测。就此而言,传感器装置(10)被配属于导丝盘单元(1)的导丝盘马达(1.2,1.2')的控制装置(1.3,1.3')和/或被驱动的偏转罗拉(4.1‑4.5)之一的罗拉马达(5.1‑5.5)的至少一个控制单元(6.1‑6.5)以测知马达力矩。
Description
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于监测熔纺工艺中的纱线的卷绕装置的方法以及根据权利要求6的前序部分的用于熔纺工艺中的纱线的卷绕装置。
合成纱线的制造发生在熔纺工艺过程中,在此,纱线由熔融聚合物从成束长丝片形成,长丝在冷却后被抽出且被卷绕到筒子上。在这里,纱线的物理性能主要由抽出和牵伸连同随后的卷绕决定。就此知道了所谓的卷绕***在熔纺工艺中极其重要。卷绕***是指导丝盘装置和卷绕装置,它们布置在纺丝装置下方以抽出纱线。当今,这种卷绕***通常被用作机器单元,其在此被称为卷绕装置。
这样的卷绕装置例如由DE102007049459A1公开。已知的卷绕装置因此包括被驱动的导丝盘单元、布置在多个卷绕工位的上游的多个偏转罗拉和控制装置。导丝盘单元共同引导所有的纱线,纱线通常从纺丝装置中以纱片形式被抽出。离开导丝盘单元后,丝线被分离以便在其中一个卷绕工位上将每根单独纱线卷绕到筒子上。为了监测卷绕,至少其中一个所述偏转罗拉的工作参数被监测。于是,偏转罗拉的速度或偏转罗拉的支承力可以就均匀性而言控制其中一根纱线的引导。
但在已知的方法和已知的卷绕装置中纱片引导还是完全无法控制。但恰好是在导丝盘单元中的纱线抽出和牵伸显著影响到物理性能,因此,纱片在卷绕工位均匀一致地抽出和顺利地分离对于随后的纱线质量至关重要。
因此,本发明的目的是改善这种类型的用于监测卷绕装置的方法以及这种类型的卷绕装置,从而使得纱片引导和纱线的分开引导都可以被监测。
本发明的另一目的是基于工作参数执行监测,该工作参数受到纱片引导和单独纱线的引导的显著影响。
根据本发明,该目的通过一种用于监测卷绕装置的方法如此实现,即,导丝盘单元的导丝盘马达的马达力矩和/或其中一个被驱动的偏转罗拉的罗拉马达的至少一个马达力矩作为工作参数被监测。
卷绕装置的解决方案是,在导丝盘单元的导丝盘马达的控制装置处和/或罗拉马达的至少一个控制单元处的传感器装置被配属于其中一个所述偏转罗拉以测知马达力矩。
本发明的有利改进方案由各自从属权利要求的特征和特征组合限定。
本发明利用如下认识,为了引导纱线或为了引导纱片,需要罗拉驱动机构的一定马达力矩以在抽出或卷绕时产生期望的纱线张力。就此而言,导丝盘单元的导丝盘马达的马达力矩或者偏转罗拉的罗马达的马达力矩尤其适用于控制纱线引导的均匀一致性。因此,借助马达力矩的监测,纱片的抽出、纱片的引导和牵伸或者纱线的卷绕和分离可被控制。本发明的方法于是对于在熔纺工艺中以高度均匀性制造纱线是很有利的。
但在此要明确指出的是,马达力矩的探测原则上可以通过马达电流和马达电压的直接测量或间接测量进行。
因为出现在熔纺工艺中的导丝盘驱动机构的马达力矩依赖于许多参数例如纱线数量、纱线纤度、牵伸率、轴承摩擦和尤其是卷绕损失,故如下的本发明方法的改进方案是特别有利的,在此,马达力矩的至少一个过程值被检测,该过程值被存储,并且随后所检测的马达力矩状态值与该过程值相比较。于是,在熔纺工艺过程的开始时,在参数设定后出现的马达力矩过程值可被检测。接着,此过程值被用于监测以评估随后的状态值。于是可以省掉过去凭经验确定的设定值的具体说明。
为了保证经由实质上传输控制信号的传统总线***的数据传输,根据本发明方法的一个有利改进方案,马达力矩状态值按照时间间隔被连续检测并且与该过程值相比较。这样一来,过程监测能以相对少量的数据实现。
但原则上也可以连续不中断地确定马达力矩状态值。
因为在从纺丝装置中抽出纱片时单独纱线因为纺丝分隔与在导丝盘单元处的纱线处理间距相比更大而具有不同的偏转和进而不同的引导历程,故当在卷绕工位中确定罗拉马达的马达力矩过程值时,优选实现如下方法变型,在此,每个罗拉马达的马达力矩过程值被检测,并且作为马达力矩过程值的平均值确定一个参考值。于是,在纱线卷绕时的纱线引导的差异已经能从该过程值与参考值的比较中被查明。
为了监测工艺过程的一致性,每个罗拉马达的马达力矩状态值于是被检测和与参考值相比较。这样一来,每个卷绕工位可被监测以查看纱线是否以期望的卷绕张力均匀性被卷绕到筒子上。
根据本发明的卷绕装置的特点是,纱片的抽出或牵伸以及纱线的个别引导可以被监测。此外,在纱片引导时被监测的工作参数可以与纱线个别引导时所出现的工作参数相比较,从而在早期阶段查明可能有的偏差。为此,在本发明的卷绕装置中,该传感器装置被配属于导丝盘单元的导丝盘马达的控制装置和/或其中一个被驱动的偏转罗拉的罗拉马达的至少一个控制单元以检测马达力矩。在此,该传感器装置可以适用于检测马达力矩的直接值或者测量马达电流和马达电压,它们被转换为马达力矩。所有对纱线引导重要的参数被涵盖在导丝盘马达或罗拉马达的马达力矩中。于是,作用于一根以上纱线的纱线拉力直接影响到各自驱动机构的马达力矩。相似地,纱线数量和纱线纤度影响了导丝盘马达的马达力矩。此外,马达力矩也包含关于各自导丝盘单元和各自偏转罗拉的状况的信息。因此,马达力矩的轴承摩擦或卷绕损失影响了导丝盘马达或还有罗拉马达的高速。
为了除了监测纱片还实现在卷绕工位处的单独纱线的完整监测,而设有多个控制单元用于多个罗拉马达,其中该传感器装置被连接至该监测单元。
根据本发明卷绕装置的一个有利改进方案,该传感器装置由马达电流的电流表形成,该马达电流被转换为工作参数的马达力矩。
为此,该监测单元具有评估电路,从而在工艺过程开始时,马达力矩过程值可以被检测,并且在过程期间可以检测连续确定的马达力矩状态值。为了进一步评估,该监测单元被设计成具有存储器和比较器并且被集成在该控制装置中。于是,连续确定的力矩状态值可以与所存储的马达力矩过程值连续相比较。
依据导丝盘马达和罗拉马达的实现方式,所述控制装置或控制单元被单独布置。但如下实施方式是特别有利的,在此,该控制装置作为控制电路被集成在导丝盘马达中和/或该控制单元作为控制电路被集成在罗拉马达中。为此,导丝盘马达和/或罗拉马达可以例如以无刷同步电机形式实现。
根据本发明的用于监测卷绕装置的方法和根据本发明的卷绕装置可以被灵活使用并且适合生产所有已知的合成纱线。由此,依据导丝盘单元的设计,全牵伸纱线可以通过使用多个导丝盘来制造,或部分牵伸纱线可以用几个导丝盘来制造。根据本发明的具有集成的导丝盘单元的卷绕装置可以作为完整的卷取***与所有已知的纺丝装置组合。因此,在纺丝装置中产生的纱片可以直接通过卷绕装置的导丝盘单元被抽出。
为了进一步解释本发明的方法,以下参照附图来更详细地解释本发明卷绕装置的某些实施例,在附图中:
图1示意性示出根据本发明的卷绕装置的实施例的侧视图,
图2示意性示出图1的实施例的前视图,
图3示意性示出在卷绕装置的卷绕工位处被驱动以单独引导纱线的偏转罗拉的平面图,
图4示意性示出该卷绕装置的控制装置的监测单元的结构,
图5示意性示出在卷绕装置卷绕工位处被驱动的偏转罗拉的另一实施例的平面图。
在图1和图2中以几个视图示出了本发明的卷绕装置的实施例。在图1中示出该实施例的侧视图,在图2中示出其前视图。本发明的卷绕装置的这个实施例如图1和图2所示分别处于以下工作状况,此时几个丝线7.1的纱片7被同时卷绕成筒子15。纱片7直接在布置在卷绕装置上游的纺丝装置中被挤出和冷却。在此未示出的纺丝装置和如图所示的卷绕装置被共同用于在熔纺工艺中生产合成纱线。
以下对图1和图2的实施例的说明涉及两幅图,除非是明确提到其中一幅图。
在此实施例中,卷绕装置具有保持在导丝盘座1.4上的导丝盘单元1。导丝盘座1.4支承在机架2上,机架包含共5个卷绕工位3.1-3.5。
在此实施例中,导丝盘单元1由呈S形纱线走向布置的两个导丝盘1.1、1.1'和相关的导丝盘马达1.2、1.2'形成。控制单元1.3、1.3'被配属于每个导丝盘马达1.2、1.2'。
形成在机架2内的卷绕工位3.1-3.5沿着突伸出的卷绕锭子11.1延伸。卷绕工位的数量是示例性的。因此,10个、12个或更多的卷绕工位可以并排相邻形成在机架2内。
卷绕锭子11.1被保持在可转动安装的转台12上,转台承载有错开180°的第二卷绕锭子11.2。两个锭子驱动机构13.1、13.2分别配属于卷绕锭子11.1和11.2。转台12的转动运动被圆盘驱动机构14控制。因为转台12的转动运动,卷绕锭子11.1、11.2可以被交替枢转至更换区和工作区。多个卷绕筒管16布置在卷绕锭子11.1、11.2的周边,从而可以在每个卷绕工位3.1-3.5处在其中一个卷绕筒管16上卷绕出筒子15。
在如图1和图2所示的工作状况下,在卷绕锭子11.1上同时卷绕共五个筒子15。
为了将纱线7.1卷绕成筒子15而设有横动装置17,横动装置在每个卷绕工位3.1-3.5处具有来回移动纱线的横动机构。振荡式导丝器或多个平移式导丝器可以被用作横动机构。横动装置17被横动驱动机构17.1驱动。
在筒子15周面处铺放纱线得到可转动的压紧辊18的支持,压紧辊延伸经过所有的卷绕工位3.1-3.5并且接触贴靠筒子15的周面。
为了将从导丝盘单元1抽出的纱片7分开并送至卷绕工位3.1和3.5,偏转罗拉4.1-4.5被布置在卷绕工位3.1、3.5的入口区内。偏转罗拉4.1-4.5可转动安装并且分别被罗拉马达5.1-5.驱动。偏转罗拉4.1-4.5被保持在罗拉支架20上,罗拉支架支承机架2。每个罗拉马达5.1-5.5配属有控制单元6.1-6.5。
为了进一步解释,除了图1和图2外还参照图3。在图3中示出了导丝盘单元1和偏转罗拉4.1-4.5的平面图。偏转罗拉4.1-4.5可转动安装在罗拉支架20上并且被连接至对置的罗拉马达5.1-5.5。配属于罗拉马达5.1-5.5的控制单元6.1-6.5均具有一个传感器装置10,其在此情况下由各自电流表10.1-10.5形成。控制单元6.1-6.5和电流表10.1-10.6例如通过总线***被连接至控制装置8。控制装置8包含尤其连接至电流表10.1-10.5的监测单元9。
两个导丝盘马达1.2、1.2'的控制装置1.3也分别具有电流表10.6、10.7,它们通过控制装置1.3、1.3'被联接至控制装置8和监测单元9。
如图1的视图所示,控制装置8被连接至驱动控制单元19,其被配属于锭子驱动机构13.1、13.2、圆盘驱动机构14和横动驱动机构17.1。
在如图1和图2所示的实施例中,在熔纺工艺的过程开始时,利用吸气喷射器首先将纱片7供应给导丝盘单元1的导丝盘1.1、1.1'和卷绕工位3.1-3.5的偏转罗拉4.1-4.5以便将纱片7的丝线7.1卷绕到其中一个卷绕锭子11.1或11.2上。一旦卷绕已经发生,例如在导丝盘1.1的控制单元1.3中,通过电流表10.7来测量马达电流并且在监测单元9中将其转换为马达力矩。此时所确定的导丝盘马达1.2的力矩值被称为过程值,并且被存储以用于随后的过程监测。随着过程进行,电流表10.7的信号在监测单元内被连续或按照时间间隔转换为马达力矩状态值。随后检测下的马达力矩状态值接着与在一开始所确定的力矩过程值相比较。于是,自纺丝装置抽出纱片7可以被连续监测。在有不明偏差的情况下,则可以进行过程干预。
为了监测卷绕工位和尤其是纱片分离成单独纱线7.1,电流表10.1-10.5的信号被附加地或替代地馈送入监测单元9的控制单元6.1-6.5。在监测单元9中,可以针对每个罗拉马达5.1-5.5确定当前马达力矩值。在这里,在工艺过程开始时所检测的马达力矩值也可以作为过程值被存储且被存在该***中。稍后所确定的马达力矩值作为状态值被检测下来并与所存的过程值相比较。于是,每个单独卷绕工位3.1-3.5可以就其均匀纱线引导和卷绕被连续监测。
此外,也可以通过导丝盘单元1的完全监测来扩展纱片7的牵伸。于是,电流表10.6的测量信号被传输入监测单元9的控制装置1.3'并由此被转换为导丝盘马达1.2'的马达力矩值。于是,这两个导丝盘马达1.2、1.2'的马达力矩可以与此相关地被用于监测纱片7的牵伸。
此外,位于偏转罗拉4.1-4.5上游的导丝盘1.1的马达力矩作为与这些罗拉马达5.1-5.5的个别信号相关的加和信号被比较。
原则上也可以用不同的圆周速度来控制偏转罗拉4.1至4.5以便得到罗拉马达5.1至5.5的马达力矩与导丝盘1.1的导丝盘马达1.2'的马达力矩的相同的各自关系。因此,在纱片7分离期间的在引导或丝线张力方面的不一致优选可以被有利补偿。
但原则上也可以针对偏转罗拉4.1至4.5的相同圆周速度将最初确定的马达力矩过程值相加并且通过求平均将其转换为参考值。此参考值因此可以被用来监测和评价罗拉马达5.1至5.5的马达力矩的状态值。
为了执行监测,监测单元9的结构如图4举例示意性所示。因此,监测单元9具有评估电路9.1以评估由传感器装置10或电流表10.1至10.7提供的测量信号It。电子存储器9.2和比较器9.3被配属于评估电路9.1。存储器9.2被用于存储马达力矩MP的过程值。在比较器9.3中,存储器9.2中所存的马达力矩MP的过程值与马达力矩MZ的各自状态值相比较。在这里,马达力矩的预定差ΔM被用来获得尽量一致的过程执行以及进而在纱线抽出和卷绕期间的纱线质量的高度一致性。
但在此应该提到,监测单元9可以通过在此未被示出的接口被直接赋予导丝盘马达1.2和罗拉马达5.1-5.5的马达力矩的预定设定值。就此而言,马达力矩的状态值可以与预定设定值相同。
在前述实施例中,导丝盘马达1.2、1.2'和罗拉马达5.1-5.5通过同步机器或异步机器实现,在此,控制装置1.3和控制单元6.1-6.5单独布置。但原则上也可以使用如下马达,在此所述控制电路被集成在马达中。于是,罗拉马达5.1-5.5和导丝盘马达1.2、1.2'能可选地以无刷同步电机形式实现,在此控制电路6.1-6.5被集成在罗拉马达5.1-5.5中,而控制装置1.3、1.3'被集成在导丝盘马达1.2、1.2'中。这样的实施方式如图5示意性所示。
如图1和图2所示的根据本发明的卷绕装置的实施例的结构是示例性的。特别是,在所示实施例中的导丝盘单元1适用于制造所谓的POY丝线。但是,本发明的方法和本发明的卷绕装置不局限于此。相反,也可以采用如下导丝盘单元,在此,纱片受到全牵伸以制造所谓的FDY丝线。另外,附加处理设施也可以被例如加进来以制造卷曲纱线或工程纱线。
就此而言,本发明的卷绕装置和本发明的方法可以被灵活使用以用于在任何已知熔纺工艺中的合成纱线的生产。
Claims (10)
1.一种用于监测熔纺工艺中的纱线的卷绕装置的方法,其中,将多根纱线作为纱片引导经过被驱动的至少一个导丝盘单元,其中,在分离所述纱片之后通过多个偏转罗拉将所述纱线分配到多个卷绕工位并将所述纱线卷绕成筒子,并且对至少一个工作参数进行监测,其特征是,所述导丝盘单元的导丝盘马达的马达力矩和/或被驱动的所述多个偏转罗拉中的一个偏转罗拉的罗拉马达的至少一个马达力矩作为工作参数被监测。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征是,检测所述马达力矩的至少一个过程值,并存储所述过程值,并且将稍晚时间点所检测的所述马达力矩的状态值与所述过程值进行比较。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征是,按照时间间隔连续检测所述马达力矩的所述状态值并且与所述过程值进行比较。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其特征是,检测每个罗拉马达的所述马达力矩的所述过程值,并且确定一个参考值来作为所述马达力矩的所述过程值的平均值。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征是,检测每个罗拉马达的所述马达力矩的所述状态值并与所述参考值进行比较。
6.一种用于熔纺工艺中的合成纱线的卷绕装置,该卷绕装置具有至少一个导丝盘单元(1)、多个偏转罗拉(4.1-4.5)、多个卷绕工位(3.1-3.5)、控制装置(8)和监测单元(9),所述监测单元(9)为了监测工作参数而连接至至少一个传感器装置(10),其特征是,所述传感器装置(10)被配属于所述导丝盘单元(1)的导丝盘马达(1.2,1.2')的控制装置(1.3,1.3')和/或被配属于被驱动的所述偏转罗拉(4.1-4.5)中的一个偏转罗拉的罗拉马达(5.1-5.5)的至少一个控制单元(6.1-6.5),以便检测马达力矩。
7.根据权利要求6所述的卷绕装置,其特征是,多个控制单元(6.1-6.5)被设置用于多个罗拉马达(5.1-5.5),分散在所述控制单元(6.1-6.5)上的多个传感器装置(10.1-10.5)被连接至所述监测单元(9)。
8.根据权利要求6或7所述的卷绕装置,其特征是,所述传感器装置(10)由马达电流的电流表(10.1-10.7)形成,所述马达电流被转换为作为工作参数的所述马达力矩。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的卷绕装置,其特征是,具有评估电路(9.1)、存储器(9.2)和比较器(9.3)的所述监测单元(9)被集成在所述控制装置(8)中。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的卷绕装置,其特征是,所述控制装置(1.3,1.3')以控制电路的形式被集成在所述导丝盘马达(1.2,1.2')中,和/或所述控制单元(6.1-6.5)以控制电路的形式被集成在所述罗拉马达(5.1-5.5)中。
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