CN117622945A - 用于纺织机上的纺织产品的受控卷绕的方法及纺织机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及用于纺织机上的纺织产品的受控卷绕的方法及纺织机。经纱(3)从供应单元(2)解绕并纵向地朝向纱线交织区域(8)移动,在纱线交织区域(8),牵拉滚轮(11)转动以使该纺织产品(9)朝向卷绕卷轴(15)前进。施加到该卷绕卷轴(15)的卷绕扭矩WT通过重复的卷绕调整循环来调节,以保持向该牵拉滚轮(11)下游的该纺织产品(9)提供的卷绕牵引力的目标值WFtv。每一卷绕调整循环包含:获取该卷绕卷轴(15)的卷绕转速;获取该牵拉滚轮(11)的牵拉转速;检测该纺织产品(9)在该卷绕卷轴(15)中的即时卷绕直径WD;以及施用由以下公式计算的该卷绕扭矩WT的即时数值:WT=WFtv*WD/2。
Description
本发明涉及一种用于纺织机上的纺织产品的受控卷绕的方法,以及适合用于实施该方法的纺织机。
本发明能够方便地应用于梭织机(weaving machines),诸如剑杆式织机、喷气式织机、喷水式织机、有梭织机、窄带梭织机等,以及针织机等,以简化构造并且通过增强对卷绕卷轴(winding reel)上收集的纺织产品的张力控制来提升该产品的品质。
在本发明的揭示内容中,“卷轴”意指卷筒、卷轴、盘筒(beam)或其他类型的圆筒状主体,该圆筒状主体承载绕着大体圆筒状芯以线圈形式卷绕的纱线或纺织产品。“电动马达”意指感应电动马达,诸如直流(DC)马达、交流(AC)马达,或优选地DC无刷马达。
纺织机典型地提供一个或更多个供应单元,例如供应卷轴,经纱线(warp thread)从该供应卷轴朝向纱线交织区域(threads-interlacing area)被输送。在该纱线交织区域,纱线交织装置通过使从该供应卷轴供应的经纱交织而形成纺织产品,视该机器的类型及/或需要的纺织图案可能伴随***纬纱及/或其他纱线。
包括牵拉滚轮(dragging roller)的牵拉驱动***在该纱线交织区域处或紧邻该纱线交织区域下游的纺织产品上操作,以从该供应卷轴拉动经纱并将该纺织产品移动远离该纱线交织区域。在该纱线交织区域的下游,该纺织产品通过在卷绕卷轴上卷绕成迭置线圈(superposed coil)来收集。
到达卷绕卷轴的纺织产品的张力是最终产品获得良好品质的关键参数。例如,松散卷绕期间的不良张力可能导致纺织产品起皱或其他缺陷,以及对于一给定的卷轴直径而言纺织产品的量减少。同样地,过度张力会导致过度拉伸,从而导致结构缺陷以及对卷绕的纺织产品造成永久性损坏。
目前,已经尝试通过由来自牵拉驱动***的运动的机械传动来驱动该卷绕卷轴的转动而控制该张力。已知的布置提供了机械离合器,该机械离合器沿着该机械传动操作并且配备有可调整扭矩驱动***。该可调整扭矩驱动***适应施加在该卷绕卷轴上的该扭矩,以保持沿着在该牵拉滚轮与该卷绕卷轴之间延伸的纺织产品的期望张力。典型地,该可调整扭矩驱动***响应于卷绕牵拉力值而操作,该卷绕牵拉力值通过作用在介于该牵拉滚轮与该卷绕卷轴之间的该纺织产品上的张力滚轮来监测。
然而,如以上所揭示的已知布置不能满足就所完成产品的品质与可重复性方面而言日益增长的需求,因为施加到该纺织产品的实际张力相对于所期望值具有显著变化。
已知的布置也需要安装传感器及/或机构来检测所施加的张紧力和/或何时该卷绕卷轴已满以及需要更换。事实上,针对滚轮的每一侧典型地需要两个力传感器,连同相关的电子设备,因而增加了成本。
此外,已知***不能在需要时容易地获得对该卷绕卷轴的即时直径(instantdiameter)的可靠监控,例如及时意识到需要更换。
本发明的范畴在于改进现有技术,特别是通过提供一种方法及设备藉此达成对离开该牵拉滚轮的该纺织产品的张力的精确的控制。
本发明的进一步目标在于允许改进对引至该牵拉滚轮的这些经纱的张力的控制。
本发明的附加目的在于允许通过简化且不贵的***实现以上指定的精确控制,该***不一定需要额外的传感器。
根据本发明,已发现通过监测卷绕卷轴及/或供应单元上的转速相对于牵拉滚轮的转速,以及响应于这些转速之间比值上的变化,增加或减少通过马达施加在该卷绕卷轴及/或供应单元上的扭矩,能够实现分别在该牵拉滚轮下游及上游的该纺织产品及/或经纱的改进的张力控制。
更具体地,本发明涉及一种用于纺织机上的纺织产品的受控卷绕的方法,其中:经纱从供应单元解绕并纵向地移动以到达纱线交织区域;包括所述经纱的纺织产品在该纱线交织区域处形成;具有外径的牵拉滚轮在接近该纱线交织区域处与该纺织产品接合,并在一牵拉转速n11下转动以使该纺织产品朝向至少一个卷绕卷轴前进。
优选地,该卷绕卷轴绕着卷绕转动轴线转动,以将该纺织产品卷绕成相应迭置的线圈,每个线圈根据即时卷绕直径WD卷绕;卷绕扭矩WT施加到该卷绕卷轴,用于在介于该牵拉滚轮与该卷绕卷轴之间的该纺织产品上提供卷绕牵引力WF。
该方法进一步包含:调节该卷绕扭矩WT以将该卷绕牵引力WF保持在期望目标值WFtv,其中调节该卷绕扭矩WT包括重复的卷绕调整循环,每一卷绕调整循环包含:获取该卷绕卷轴的卷绕转速n15;获取该牵拉滚轮的该牵拉转速n11;检测该即时卷绕直径WD;以及施用由以下公式计算而得的该卷绕扭矩WT的即时数值:
WT=WFtv*WD/2。
在另一方面中,本发明涉及一种纺织机,包含:至少一个供应单元,其配置为承载经纱;纱线交织装置,其作用于纱线交织区域处,用于通过从该供应单元供应的经纱生产纺织产品;牵拉滚轮,其具有外径且配置为在接近该纱线交织区域处接合该纺织产品,并使该纺织产品离开该纱线交织区域前进;卷绕卷轴,其配置为接收经由该牵拉滚轮前进的该纺织产品,并将该纺织产品卷绕成相应迭置的线圈,每个线圈根据即时卷绕直径卷绕。
优选地提供卷绕马达。该卷绕马达配置为对该卷绕卷轴施加卷绕扭矩,藉此在该牵拉滚轮与该卷绕卷轴之间的该纺织产品上施加卷绕牵引力。
检测器作用在该卷绕卷轴上,用于检测卷绕在该卷绕卷轴上的该纺织产品上的该即时卷绕直径。该检测器可以方便地施用而不需要传感器及相关的附加硬件。例如,在优选实施例中,该检测器包含中央处理单元,该中央处理单元配置为接收表示该即时卷绕直径的输入信号并作用在该卷绕马达上,用于根据该即时卷绕直径调节该卷绕扭矩,以保持该卷绕牵引力处于预定目标值。
应注意的是该牵拉滚轮的该转速n11总是为已知的,例如通过该牵拉滚轮的该马达的输入控制而给定,而该卷绕转速n15在生产过程期间逐渐减小。因此,在用于确定该即时卷绕扭矩值的算法中转速之间的比值n11/n15与该卷绕卷轴上该纺织产品的该卷绕直径的即时数值成正比。因此,在制造过程期间随着该纺织产品被收集在该卷绕卷轴上而逐渐增加的该卷绕直径的任何变化,致使施加到该卷绕卷轴的该即时卷绕扭矩值有相应增加。因此,不管该卷绕卷轴上的该卷绕直径的任何变化如何,根据本发明实现的该调节允许在生产过程的每一阶段对施加在该纺织产品上的卷绕牵引力的改进的控制。
尤其,在该单一牵拉滚轮及卷绕卷轴以及(如果需要的话)该供应单元上的扭矩及转速值可从实施相应电动马达的该电子控制单元直接导出作为输入及/或输出数据。因此,可以在不需要在该纺织机上安装额外的传感器***的情况下实践本发明。
由本发明实现的卷绕力控制及时地自身适应于该牵拉滚轮的实际转速n11。于是,该牵拉滚轮的该转速n11可以自由控制以根据任何所期望的纺织计划或图案改变,而不影响卷绕力控制的效率。
也应注意的是该卷绕转速n15与即时卷绕直径成正比,并且该供应单元的转速n2与该供应单元的即时直径成正比。因此,本发明允许容易地监测该卷绕卷轴的直径,且如果需要的话监控该供应单元,例如,当该卷绕卷轴或(如果需要的话)该供应单元将分别为满或空时,提供更换的警告信号,而不需要额外的传感器装置。
在至少一个优选实施例中,本发明也可以包括以下优选技术特征中的一者或更多者。
优选地,在一个或更多个所述卷绕调整循环中,由以下公式计算该即时卷绕直径WD的检测:
WD=DD*n11/n15。
优选地,该卷绕马达由根据以下公式计算的卷绕供应电流I17而启动:
I17=WT/kT17
其中kT17表示该卷绕马达的电流常数。
众所周知,该电流常数为马达特定值,典型地以Nm/A单位表示。
优选地,该卷绕扭矩WT的即时数值经由卷绕齿轮箱减速器施加到该卷绕卷轴,该卷绕齿轮箱减速器根据卷绕传动比i18将该卷绕马达连接至该卷绕卷轴。
优选地,该卷绕马达由根据以下公式计算的卷绕供应电流I17而启动:
I17=WT/(kT17*i18)
其中kT17表示该卷绕马达的电流常数。
在需要更高精度时,可以将该卷绕齿轮箱减速器的效率导入作为该公式中的附加因素。
优选地,该卷绕调整循环的重复在期望频率下发生。
优选地,所述期望频率包含在1Hz与10Hz之间。
优选地,所述期望频率保持恒定。
优选地,所述期望频率在该机器操作期间逐渐地变化。
优选地,对于该卷绕卷轴绕着该卷绕转动轴线的每一转动,实现至少一个卷绕调整循环。如果有需要,可以增加这些调整循环的数目,例如,针对该卷绕卷轴的每一转动上达五个循环,以计算更可靠的平均值。
优选地,该卷绕牵引力WF的该目标值WFtv的受控变化发生在该纺织机操作期间。
优选地,随着该卷绕直径WD增大,该卷绕牵引力WF逐渐减小,或反之亦然。
根据本发明的不同方面,该供应单元绕着解绕转动轴线转动,以使朝向该纱线交织区域移动的经纱解绕;供应扭矩ST被施加到该供应单元,用于在介于该牵拉滚轮与该供应单元之间的经纱上提供供应牵引力SF;以及在该纺织机操作期间实现该供应牵引力SF的控制,以将其保持在期望目标值SFtv。
优选地,该供应牵引力SF的控制通过调节该供应单元的供应转速n2以将该供应牵引力SF保持在该目标值SFtv而实现。
优选地,调节该供应转速n2包括重复供应调整循环,每一供应调整循环包含:
获取牵拉马达的牵拉供应电流I12;
根据该牵拉供应电流I12计算施加到该牵拉滚轮的牵拉扭矩DT;
由以下公式计算该供应牵引力SF的即时数值:
SF=DT*2/DD
将该供应牵引力SF的该即时数值与该目标值SFtv进行比较;
当SF>SFtv时,增加该供应转速n2;
当SF<SFtv时,减小该供应转速n2。
为了更高的精度,可以考虑该卷绕牵引力WF修改用于计算该供应牵引力SF的该即时数值的公式,如下:
SF=DT*2/DD+WF。
然而,WF实际上可能会被忽略,因为它典型地远低于SF。
优选地,该牵拉扭矩DT由以下公式计算:
DT=I12*kT2
其中kT2表示该牵拉马达的电流常数。
优选地,该牵拉扭矩DT经由牵拉齿轮箱减速器施加到该牵拉滚轮,该牵拉齿轮箱减速器根据牵拉传动比i13将该牵拉马达连接到该牵拉滚轮。
优选地,该牵拉扭矩DT由以下公式计算:
DT=I12*kT2*i13
其中kT2表示该牵拉马达的电流常数。
在需要更高精度时,可以将该牵拉齿轮箱减速器的效率导入作为该公式中的附加因素。
优选地,通过调节该供应扭矩ST以将该供应牵引力SF保持在期望目标值SFtv而实现该供应牵引力SF的控制。
优选地,调节该供应扭矩ST包括重复的供应调整循环,每一供应调整循环包含:
获取该供应单元的供应转速n2;
获取该牵拉滚轮的该牵拉转速n11;以及
将由以下公式计算的供应扭矩目标值STtv应用于该供应单元:
STtv=SFtv x UD/2。
其中UD表示该供应单元上的即时解绕直径UD。
优选地,该中央处理单元配置为基于该供应单元的供应转速n2及该牵拉滚轮的牵拉转速n11计算在该供应单元上的即时解绕直径UD,根据以下公式计算:
UD=DD*n11/n2。
优选地,调节该供应扭矩ST包括重复的供应调整循环,每一供应调整循环包含:
获取该供应单元的供应转速n2;
获取该牵拉滚轮的该牵拉转速n11;以及
将由以下公式计算的供应扭矩目标值STtv应用到该供应单元:
STtv=SFtv*0.5*DD*n11/n2。
优选地,在期望频率下发生重复该供应调整循环。
优选地,针对该供应调整循环的所述期望频率包含在1Hz与10Hz之间。
优选地,所述期望频率保持恒定。
优选地,所述期望频率在该纺织机操作期间逐渐变化。
优选地,对于该供应单元绕着该解绕转动轴线的每一转动,实现至少一个供应调整循环。
如果有需要,可以增加这些调整循环的数目,例如,针对该供应单元的每一转动上达五个循环,以计算更可靠的平均值。
优选地,在该纺织机操作期间发生该供应牵引力SF的该目标值SFtv的受控变化。
优选地,该检测器包括卷绕电子控制单元,该卷绕电子控制单元配备有该卷绕马达并且配置为用于检测该卷绕马达的转速n17。
优选地,设置了在该卷绕马达与该卷绕卷轴之间操作的卷绕齿轮箱减速器,以及卷绕控制器,该卷绕控制器配置为接收由该卷绕电子控制单元检测到的该转速n17,并基于卷绕齿轮箱减速器的传动比i18根据公式n15=n17*i18计算该卷绕卷轴的卷绕转速n15。
优选地,设置牵拉电子控制单元,其配备有该牵拉滚轮的牵拉马达并配置为用于检测该牵拉马达的转速n12。
优选地,设置了在该牵拉马达与该牵拉滚轮之间操作的牵拉齿轮箱减速器,以及牵拉控制器,该牵拉控制器配置为用于接收由该牵拉电子控制单元检测到的该转速n12,并基于该牵拉齿轮箱减速器的传动比i13根据公式n11=n12*i13计算该牵拉滚轮的牵拉转速。
优选地,该中央处理单元配置为基于该卷绕卷轴的卷绕转速n15及该牵拉滚轮的牵拉转速n11根据以下公式计算该即时卷绕直径WD:
WD=DD*n11/n15
根据另一不同的方面,优选地设置解绕驱动单元,该解绕驱动单元配置为施加与该供应单元绕着解绕旋转轴线的转动相反的供应扭矩,藉此在该牵拉滚轮与该供应单元之间的经纱上提供供应牵引力SF。
优选地,设置牵拉电子控制单元,其配备有该牵拉滚轮的牵拉马达并配置为获取该牵拉马达的牵拉供应电流I12。
优选地,设置牵拉控制器,其配置为根据该牵拉供应电流I12计算施加到该牵拉滚轮的牵拉扭矩DT。
优选地,所述中央处理单元进一步配置为由以下公式计算该供应牵引力SF:
SF=DT*2/DD+WF
优选地,设置比较器,其配置为将该供应牵引力SF与该目标值SFtv进行比较。
优选地,该中央处理单元进一步配置为:
当SF>SFtv时,增加该供应转速n2;
当SF<SFtv时,减少该供应转速n2。
优选地,设置牵拉控制器,其配置为接收由该牵拉电子控制单元检测到的该牵拉供应电流I12,并根据以下公式计算该牵拉扭矩DT:
T2=I12*kT12
其中kT12表示该牵拉马达的该电流常数。
优选地,设置了在该牵拉马达与该牵拉滚轮之间操作的牵拉齿轮箱减速器,以及牵拉控制器,该牵拉控制器配置为接收由该牵拉电子控制单元检测到的该牵拉供应电流I12并基于该牵拉齿轮箱减速器的传动比i13根据以下公式计算该牵拉扭矩DT:
T2=I12*kT12/i13
其中kT12表示该牵拉马达的该电流常数。
根据另一不同方面,优选地设置:
解绕电子控制单元,其配备有该供应单元的解绕马达并配置为获取该供应单元的供应转速n2;
牵拉电子控制单元,其配备有该牵拉马达并配置为获取该牵拉滚轮11的牵拉转速n11;
其中所述中央处理单元配置为接收代表所述供应转速n2与牵拉转速n11的输入信号,并由以下公式计算对该供应单元2施加的供应扭矩目标值STtv:
STtv=SFtv x UD/2
其中UD表示在该供应单元上的即时解绕直径。
优选地,该中央处理单元配置为基于该供应单元的供应转速n2及该牵拉滚轮的牵拉转速n11,根据以下公式计算在该供应单元上的即时解绕直径UD:
UD=DD*n11/n2。
优选地,调节该供应扭矩ST包括重复的供应调整循环,每一供应调整循环包含:
获取该供应单元的供应转速n2;
获取该牵拉滚轮11的该牵拉转速n11;以及
将由以下公式计算的供应扭矩目标值STtv应用于该供应单元:
STtv=SFtv*0.5*DD*n11/n2。
优选地,该解绕马达配置为将供应扭矩ST施加至该供应单元,藉此将供应牵引力SF施加至介于该供应单元与该牵拉滚轮之间的经纱。
优选地,设置解绕电子控制单元,其配备有该解绕马达并配置为检测该解绕马达的转速n5。
优选地,设置了在该解绕马达与该供应单元之间操作的解绕齿轮箱减速器,以及解绕控制器,该解绕控制器配置为接收由该解绕电子控制单元检测到的该转速n5,并基于该解绕齿轮箱减速器的传动比i6根据公式n2=n5*i6计算该供应单元2的供应转速n2。
附图说明
经由根据本发明对用于纺织机上的纺织产品的受控卷绕的方法以及适合于实施该方法的纺织机的优选但非排他性的实施例的详细说明,附加的特征及优点将更清楚。以下将参考仅作为非限制性实例提供的一组附图来提出该说明,其中:
图1示意性地显示用于实施根据本发明的该方法的配备有控制***的示例性纺织机的侧视截面图;
图2为实施根据本发明的该卷绕控制方法的该纺织机的操作逻辑流程图;
图3为该纺织机的操作逻辑流程图,其实施在该纺织机中的牵拉驱动***上游的供应牵引力控制。
在图1中,纺织机一般地由代表符号1指示。该纺织机1可以是,例如,剑杆式织机、喷气式织机、喷水式织机、有梭织机、窄带梭织机、针织机或其他类型的纺织机1。
该纺织机1包含至少一个供应单元2,例如,为至少一个供应卷轴或滚轮的形式。当该供应单元2在解绕驱动单元4的作用下绕着相应的解绕转动轴线X2转动时,多个经纱3从该供应单元2解绕。在附图中未显示的可替代的可能解决方案中,通过该解绕驱动单元4的控制下转动的该供应单元2可配置为将这些经纱3从由一个或更多个纱架承载的相应线轴解绕。
该解绕驱动单元4包含解绕马达5,优选地经由解绕齿轮箱减速器6连接到该供应单元2。该解绕马达5方便地通过解绕电子控制单元7控制,该解绕电子控制单元7能够控制该解绕马达5的转速、供应电流,及/或其他操作参数。更特定地,配备有该解绕电子控制单元7的无刷型式马达能够方便地作为解绕马达5被使用。
从该供应单元2拉伸的这些经纱3纵向地移动到达纱线交织区域8(例如,梭织区域或针织区域),其中纱线交织装置(未显示)操作以由该供应单元2供应的这些经纱3生产纺织产品9。为此目的,这些经纱3可以以本文未揭示非为形成本发明的一部分的任何已知方式彼此连接,和/或与一个或更多个纬纱和/或其他附加纱连接。这些纱线交织装置典型地可以包括与振荡构件配合的纱线引导元件,或由该纱线引导元件组成:纱线引导元件在附图中也未显示,因为它们可以视需要以许多不同的已知方式来实现。
牵拉单元10在该纱线交织区域8附近,即,在该纱线交织区域8处或紧邻其下游处,与该纺织产品9接合。该牵拉单元10包含牵拉滚轮11,其作用在该纺织产品9上以使其前进远离该纱线交织区域8。该牵拉滚轮11也对来自该供应单元2的这些经纱3产生拉动作用。在图1中,DD指示由该牵拉滚轮11定义的牵拉直径,在牵拉滚轮的外表面处作用于该纺织产品9上。牵拉马达12优选地经由牵拉齿轮箱减速器13连接到该牵拉滚轮11,以在受控角速度与扭矩下转动该牵拉滚轮11。该牵拉马达12方便地由相应牵拉电子控制单元14控制,该牵拉电子控制单元14能够控制该牵拉马达12的转速、供应电流及/或其他的操作参数。配备有该牵拉电子控制单元14的无刷型式马达能够方便地作为牵拉马达12使用。
从该纱线交织区域8移动的该纺织产品9朝向卷绕卷轴15前进,该卷绕卷轴15配置为接收该纺织产品9。
卷绕单元16在该卷绕卷轴15上操作以使该卷绕卷轴15绕着卷绕转动轴线X15转动。该卷绕单元16也对该卷绕卷轴15施加卷绕扭矩WT,藉此沿着在该牵拉单元10与该卷绕卷轴15之间延伸的该纺织产品9的伸展部(stretch),对该纺织产品9施加卷绕牵引力WF。
该卷绕单元16包含卷绕马达17,卷绕马达17优选地经由卷绕齿轮箱减速器18连接到该卷绕卷轴15。该卷绕马达17方便地由卷绕电子控制单元19控制,该卷绕电子控制单元19能够控制该卷绕马达17的转速、供应电流、及/或其他操作参数。更特定地,配备有该卷绕电子控制单元19的无刷型式马达能够方便地作为卷绕马达17使用。
该卷绕卷轴15的转动致使该纺织产品9绕着该卷绕转动轴线X15被卷绕成相应迭置的线圈9a,每一线圈9a根据卷绕直径WD卷绕。该纺织产品9的厚度致使该卷绕直径WD针对每一线圈9a是不同的。实际上,一旦每一线圈9a绕着该卷绕卷轴15的该卷绕转动轴线X15形成,该卷绕直径WD就逐渐增大。
如果由该卷绕单元16施加在该卷绕卷轴15上的该卷绕扭矩WT保持恒定,则该卷绕直径WD的任何变化将会影响该卷绕牵引力WF的数值。然而,本发明提供在该纺织产品9形成并卷绕在该卷绕卷轴15上的同时逐渐地调节,即,调整,该卷绕扭矩WT,以将该卷绕牵引力WF保持在期望目标值WFtv。该卷绕牵引力WF的该期望目标值WFtv可以由使用者方便地设定,或者由储存的程序库选择,或者通过工作计划提供。如果需要,该卷绕牵引力WF的该目标值WFtv可以在作业执行期间根据所建立的工作计划而改变,例如随着该卷绕直径WD的逐渐增大而增大及/或减小。
至少一个检测器19、20作用在该卷绕卷轴15上,用于在任何时刻及时检测卷绕在该卷绕卷轴15上的该纺织产品9上的即时卷绕直径WD或其代表性参数。在优选实施例中,该检测器包括配备该卷绕马达17的该卷绕电子控制单元19。实际上,如同无刷马达的控制***中通常出现的情况,该卷绕电子控制单元19能够在任何时刻检测该卷绕马达17的转速n17,即,其转子的转速n17。卷绕控制器20接收该转速n17作为输入信号,以基于该卷绕齿轮箱减速器18的卷绕传动比i18的该数值,根据以下公式计算该卷绕卷轴15的卷绕转速n15:
n15=n17*i18。
该卷绕控制器20可被嵌入该卷绕电子控制单元19内,或与其分离,例如作为监视整个纺织机1或其如图1中显示的相关部分的操作的中央处理单元CPU的一部分。
以类似的方式,该牵拉电子控制单元14能够随时检测该牵拉马达12的转速n12,即其转子的转速n12。该转速n12由牵拉控制器21接收作为输入信号,该牵拉控制器21例如嵌入该牵拉电子控制单元14内,或与其分离,例如作为该中央处理单元CPU的一部分,以基于该相应牵拉齿轮箱减速器13的牵拉传动比i13的数值通过公式n11=n12*i13计算该牵拉滚轮11的牵拉转速n11。
该牵拉控制器21可以被嵌入该牵拉电子控制单元14内,或与其分离,例如作为该中央处理单元CPU的一部分。
特别地参考图2,根据以下方法获得该卷绕牵引力WF的调节,即调整。该方法可以通过该纺织机1的该中央处理单元CPU或其他部分而实现,中央处理单元CPU或纺织机1的其他部分可以被编程或配置为以如下方式控制该纺织产品9的卷绕。
该纺织机1启动时(图块22),该卷绕牵引力WF的该目标值WFtv例如通过使用者经由输入界面,或通过从储存的功能表中选择来设定(图块23)。该选择可以是储存的工作计划的一部分。
如可从图2中的图块24导出,获取该卷绕转速n15(子图块24a)及该牵拉转速n11(子图块24b),例如,如以上揭示的分别从由该卷绕电子控制单元19及牵拉电子控制单元14检测到的数据导出。
基于所获取的速度n11及n15的数值,也检测该即时卷绕直径WD(图块25)。更具体地,该即时卷绕直径WD方便地由以下公式计算:
WD=DD*n11/n15。
实际上,由于在该牵拉滚轮11及卷绕卷轴15的外表面上没有发生该纺织产品9的显著滑动/伸展,因此直径之间的比值WD/DD等于转速之间的比值n11/n15。
基于该即时卷绕直径WD的该检测值,接着计算适于实现该卷绕牵引力WFtv的该先前设定的目标值的该卷绕扭矩WT的即时数值(图块26)。更具体地,该绕线扭矩WT的该即时数值由以下公式计算:
WT=WFtv*WD/2。
接着将所获得的该卷绕扭矩WT的该即时数值经由该卷绕马达17及相应的卷绕齿轮箱减速器18施加到该卷绕卷轴15(图块27)。例如,可以通过根据该卷绕电子控制单元19的命令,以根据以下公式计算的卷绕供应电流I17来启动该卷绕马达17而获得该卷绕扭矩WT的该期望即时数值的实现:
I17=WT/(kT17*i18)
其中kT17表示电流常数,即该卷绕马达17的特定(接近)常数值。
在该纺织机1的操作期间,重复上述的卷绕调整循环,使得该卷绕扭矩WT的该即时数值可以在该卷绕直径WD逐渐增大期间适时地更新,以保持该卷绕牵引力WF的期望目标值WFtv。
卷绕调整循环的重复可以在期望频率下发生,优选地包含在1Hz与10Hz之间。该频率可以在该机器操作期间保持恒定或逐渐地变化,例如针对通过该卷绕卷轴15绕着该卷绕转动轴线X15实现的每一转实现固定数目,优选地至少1个卷绕调整循环。
如果需要,在该纺织机1操作期间,例如根据预先建立的工作计划,也可实现该卷绕牵引力WF的该目标值WFtv的任何受控改变。例如,视该生产规格而定,当该卷绕直径WD相对小时,可以为该卷绕卷轴15上的该第一线圈9a设定较大的卷绕牵引力WF,以随着该卷绕直径WD增长而逐渐地减小该卷绕牵引力WF,或反之亦然。
在该纺织机1操作期间,该供应单元2绕着该解绕转动轴线X2转动以解绕朝向该纱线交织区域8移动的经纱3。
该解绕马达5及解绕齿轮箱减速器6对该供应单元2施加供应扭矩ST。优选地,该供应扭矩ST抵抗该供应单元2通过牵拉单元10对经纱3施加作用时所经历的转动,然而不妨碍解绕经纱3所需的转动。因此,沿着在该供应单元2与该牵拉滚轮11之间延伸的经纱3保持供应牵引力SF。
该供应牵引力SF的有效控制对于经纱3相互及/或与纬纱及/或其它纱线在该纱线交织区域8处的相互互连的正确执行是关键的。
至少当该供应单元2呈承载绕着该解绕转动轴线X2卷绕的经纱3的卷轴形式时,该供应单元2的转动致使其外径(下文也称为解绕直径UD)随着经纱3从该解绕卷轴15解绕而逐渐地减小。因此,如果该供应扭矩ST保持恒定,则在该纺织机1操作期间,该供应牵引力SF将响应于该解绕直径UD的逐渐减小而逐渐增大。然而,根据本发明的不同且独立的方面,优选地实现该供应牵引力SF的正控制(positive control)以将该供应牵引力SF保持在期望目标值SFtv。
如图3中所显示,该供应牵引力SF的该期望目标值SFtv可以方便地由使用者设定(见图3中图块28),或由工作计划在该纺织机1启动22时或紧接着纺织机1启动22之后提供。如果需要,该供应牵引力SF的该目标值SFtv可以在纺织机1操作期间根据预先建立的程序改变,例如响应于在该纱线交织区域8中执行的编织图案中的改变而随着工作进程增加及/或减少。事实上,例如,预先建立的编织图案可以包括生产阶段(production stage),其中例如由于在该纱线交织区域8中***附加纱或由于其他原因,该供应牵引力SF需要大于或小于先前或后续生产阶段,以优化结果。
在优选实施例中,该供应牵引力SF的控制通过调节该供应单元2的供应转速n2来实现,以将该供应牵引力SF保持在该目标值SFtv。实际上,该中央处理单元CPU可配置为实现重复的供应调整循环,每一供应调整循环包含基于施加到该牵拉滚轮11的牵拉扭矩DT计算该供应牵引力SF的该即时数值。该牵拉扭矩DT可以作为该牵拉马达12的牵拉供应电流I12的函数由该牵拉控制器21计算。该牵拉供应电流I12可以由该牵拉电子控制单元14获得(图块29)。接着(图块30),该牵拉扭矩DT可以通过以下公式计算:
DT=I12*kT12*i13
其中kT12表示该牵拉马达12的该电流常数。
优选地,接着根据以下公式计算该供应牵引力SF的即时数值(图块31):
SF=DT*2/DD+WF
其也考虑了施加到该纺织产品9上的该卷绕牵引力WF的影响。
比较器(未显示),例如嵌入该中央处理单元CPU内或与其分离,可设置为用于比较该供应牵引力SF的该即时数值与其目标值SFtv。如果该供应牵引力SF的该即时数值等于该目标值SFtv(图块32),则实现新的供应调整循环。
否则(图块33),该比较器确定该即时供应牵引力SF是否小于该目标值SFtv。如果是的话,该中央处理单元CPU驱动该解绕马达5以增加该供应转速n2(图块34)。否则,降低该供应转速n2(图块35)。
该转速n2的增大与减小分别地致使该供应牵引力SF朝向该目标值SFtv相应地减小与增大。
该供应转速n2的任何调整触发如图3中所显示的新的供应调整循环。该供应调整循环的重复可以在期望频率下发生,优选地包含在1Hz与10Hz之间。在该机器操作期间,该频率可以保持恒定或逐渐变化,例如以实现预定数目,优选地对于通过该供应单元2绕着该解绕转动轴线X2实现的每次转动是至少一个供应调整循环。
在可能的可替代实施例中,可以通过调节该供应扭矩ST而不是该供应转速n2来实现对该供应牵引力SF的控制,以将该供应牵引力SF保持在该期望目标值SFtv。在此例子中,每一供应调整循环将包括获取该牵拉滚轮11的该牵拉转速n11及获取该供应单元2的该供应转速n2。这些获取步骤可以分别地由该牵拉控制器21及解绕控制器36来实现。该解绕控制器36接收该解绕马达5的转速n5,即,其转子的转速n5,作为输入信号,并且可以配置为基于该解绕齿轮箱减速器6的传动比i6根据以下公式计算该供应单元2的该供应转速n2:
n2=n5*i6。
该解绕控制器36可以被嵌入在该解绕电子控制单元7内,或与其分离,例如作为该中央处理单元CPU的一部分。该中央处理单元CPU可以配置为接收代表这些所获取的数值的输入信号,并且命令该解绕马达5对该供应单元2施加由以下公式计算的目标扭矩值STtv:
STtv=SFtv*0.5*DD*n11/n2。
作为附加或可替代的措施,该中央处理单元CPU可以配置为基于该供应转速n2及该牵拉滚轮11的牵拉转速n11根据以下公式来计算该供应单元2上的即时解绕直径UD:
UD=DD*n11/n2。
该目标扭矩值STtv可以相应地由以下公式计算:
STtv=SFtv x UD/2。
Claims (15)
1.一种用于纺织机上的纺织产品(9)的受控卷绕的方法,其中:
经纱(3)从供应单元(2)解绕并纵向地移动以到达纱线交织区域(8);
包括所述经纱(3)的纺织产品(9)在所述纱线交织区域(8)处形成;
具有外径DD的牵拉滚轮(11)在接近所述纱线交织区域(8)处与所述纺织产品(9)接合,并在牵拉转速n11下转动以使所述纺织产品(9)朝向至少一个卷绕卷轴(15)前进;
所述卷绕卷轴(15)在卷绕转动轴线(X15)上转动,以将所述纺织产品(9)卷绕成相应迭置的线圈(9a),每个线圈根据即时卷绕直径WD卷绕;
卷绕扭矩WT施加到所述卷绕卷轴(15),用于在介于所述牵拉滚轮(11)与所述卷绕卷轴(15)之间的所述纺织产品(9)上提供卷绕牵引力WF;
所述方法进一步包含:
调节所述卷绕扭矩WT以将所述卷绕牵引力WF保持在期望目标值WFtv,
其中调节所述卷绕扭矩WT包括重复的卷绕调整循环,每一卷绕调整循环包含:
获取所述卷绕卷轴(15)的卷绕转速n15;
获取所述牵拉滚轮(11)的所述牵拉转速n11;
检测所述即时卷绕直径WD;以及
施用由以下公式计算而得的所述卷绕扭矩WT的即时数值:
WT=WFtv*WD/2。
2.根据权利要求1所述的方法,其中在所述卷绕调整循环中的一者或更多者期间,通过以下公式计算所述即时卷绕直径WD而进行所述即时卷绕直径WD的检测:
WD=DD*n11/n15。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述卷绕调整循环的重复在包含在1Hz与10Hz之间的频率下发生。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法,其中对于所述卷绕卷轴(15)绕着所述卷绕转动轴线(X15)的每一转动,实现至少一个卷绕调整循环。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法,其中所述卷绕牵引力WF的所述目标值WFtv的受控变化在所述纺织机(1)操作期间发生。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法,其中:
随着所述卷绕直径WD增大,所述卷绕牵引力WF逐渐减小,或者
随着所述卷绕直径WD减小,所述卷绕牵引力WF逐渐增大。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法,其中:
所述供应单元(2)在解绕转动轴线(X2)上转动,以使朝向所述纱线交织区域(8)移动的所述经纱(3)解绕;
供应扭矩ST被施加到所述供应单元(2),用于在介于所述牵拉滚轮(11)与所述供应单元(2)之间的所述经纱(3)上提供供应牵引力SF;以及
在所述纺织机(1)操作期间实现所述供应牵引力SF的控制,以将所述供应牵引力SF保持在期望目标值SFtv。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述供应牵引力SF的控制通过调节所述供应单元(2)的供应转速n2以将所述供应牵引力SF保持在所述目标值SFtv而实现。
9.根据权利要求8所述的方法,其中调节所述供应转速n2包括重复的供应调整循环,每一供应调整循环包含:
获取牵拉马达(12)的牵拉供应电流I12;
根据所述牵拉供应电流I12计算施加到所述牵拉滚轮(11)的牵拉扭矩DT;
通过以下公式计算所述供应牵引力SF的即时数值:
SF=DT*2/DD;
将所述供应牵引力SF的所述即时数值与所述目标值SFtv进行比较;
当SF>SFtv时,增加所述供应转速n2;
当SF<SFtv时,减小所述供应转速n2。
10.根据权利要求7至9中的一项或多项所述的方法,其中所述供应牵引力SF的所述目标值SFtv的受控变化在所述纺织机(1)操作期间发生。
11.一种纺织机,包含:
至少一个供应单元(2),其配置为承载经纱(3);
纱线交织装置,其作用在纱线交织区域(8)处,用于由从所述供应单元(2)供应的所述经纱(3)生产纺织产品(9);
牵拉滚轮(11),其具有外径DD,配置为在接近所述纱线交织区域(8)处与所述纺织产品(9)接合,并使所述纺织产品离开所述纱线交织区域(8)前进;
卷绕卷轴(15),其配置为接收经由所述牵拉滚轮(11)前进的所述纺织产品(9),并将所述纺织产品卷绕成相应迭置的线圈(9a),每个线圈根据即时卷绕直径WD卷绕;
卷绕马达(17),其配置为对所述卷绕卷轴(15)施加卷绕扭矩WT,由此在介于所述牵拉滚轮(11)与所述卷绕卷轴(15)之间的所述纺织产品(9)上施加卷绕牵引力WF;
检测器,其作用在所述卷绕卷轴(15)上,用于检测卷绕在所述卷绕卷轴(15)上的所述纺织产品(9)上的所述即时卷绕直径WD;
其中所述检测器包含中央处理单元(CPU),所述中央处理单元配置为接收代表所述即时卷绕直径WD的输入信号并作用在所述卷绕马达(17)上用于根据所述即时卷绕直径WD调节所述卷绕扭矩WT,以保持所述卷绕牵引力WF处于预定目标值WFtv。
12.根据权利要求11所述的纺织机,其中所述中央处理单元(CPU)配置为基于所述卷绕卷轴(15)的卷绕转速n15及所述牵拉滚轮(11)的牵拉转速n11,根据以下公式计算所述即时卷绕直径WD:
WD=DD*n11/n15。
13.根据权利要求11或12所述的纺织机,进一步包含解绕驱动单元(4),所述解绕驱动单元配置为施加与所述供应单元(2)绕着解绕旋转轴线(X2)的转动相反的供应扭矩,由此在所述牵拉滚轮(11)与所述供应单元(2)之间的所述经纱(3)上提供供应牵引力SF。
14.根据权利要求13所述的纺织机,进一步包含:
牵拉电子控制单元(14),其配备有所述牵拉滚轮(11)的牵拉马达(12),并配置为获取所述牵拉马达(12)的牵拉供应电流I12;
牵拉控制器(21),其配置为根据所述牵拉供应电流I12计算施加到所述牵拉滚轮(11)的牵拉扭矩DT;
其中所述中央处理单元(CPU)进一步配置成由以下公式计算所述供应牵引力SF:
SF=DT*2/DD。
15.根据权利要求13或14所述的纺织机,进一步包含比较器,所述比较器配置为对所述供应牵引力SF与所述供应牵引力SF的目标值SFtv进行比较,其中所述中央处理单元(CPU)进一步配置成:
当SF>SFtv时,增加所述供应转速n2;
当SF<SFtv时,减少所述供应转速n2。
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