CN101263070A - 带有第二行程控制的绕线机 - Google Patents

Abstract

一种绕线机(1)，其包括底架(2)，该底架包括适于支撑至少一丝饼(13)的至少一个主轴(6，7)，所述主轴(6，7)围绕基本上垂直于该丝饼直径的第一轴旋转运动，以及至少一个交叉卷绕装置(8)，该交叉卷绕装置(8)适用于沿往复的第一运动(C1)将至少一条丝放置在该主轴(6，7)上，该丝还由沿往复的第二运动(C2)的随动机构放置在主轴(6，7)上，其特征在于：该随动机构包括往复的第二运动的控制装置(12)。

Description

带有第二行程控制的绕线机

技术领域

本发明涉及能用于拉伸和卷绕热塑丝尤其是玻璃丝的装置。

背景技术

已知强化玻璃的丝的制造需要复杂的工业化程序，该程序包括由融化的玻璃流过拉丝模的孔以获得所述丝。这些丝被拉伸成连续的丝状体，这些丝状体再被组合为粗纱，然后它们以卷绕的形式收集在一起。

根据本发明，卷绕将呈现出卷筒的形状，或者更确切的说是“丝饼”的形状，这些丝饼特别设计用于强化的应用。

丝饼的成型通过绕线机实现，正如其名所指，它以高速(约每秒10至50米)对已按尺寸制作的玻璃丝进行卷绕。

这些绕线机能保证这些丝状体的拉伸和卷绕，且这些绕线机的运行参数决定于拉丝模的参数和丝的尺寸特性，特别是被称为tex的尺寸特性(tex为每千米纤维或丝的用克表示的重量)。

因此，为了保证在丝饼制作的整个过程中丝的稳定性，尽管丝饼的直径增加，绕线机的卷绕机构被控制为尽管其的角速度变化但能保证丝的卷绕的线速度是恒定的，对该速度的控制是通过根据该丝饼的直径的增加而减小支撑该丝饼的主轴的旋转速度实现的。

影响获得最佳质量丝饼的另外一个重要参数包括便于退绕的能力，没有卷曲和多余结，带有限摩擦。这种退绕能力由结构规则(它决定丝饼的粗度)的特性决定，该结构规则在该丝饼的形成过程中通过绕线机产生。该结构规则综合了多种参数，其中非常重要的一个参数为交叉比(crossover ratio)，通常我们称为RC和该丝的名称。

为了使丝饼具有指定的交叉比，现有技术的绕线机主要包括通常设置在拉丝模下面的底架，该底架支撑该交叉卷绕装置和至少一个旋转的活动主轴，这个主轴一方面适用于制造丝饼，且另一方面适用于支撑丝饼，对丝进行动作或进程，尤其是两个运动的结合，这两个运动为：使丝有第一行程的第一运动和使丝有第二行程的第二运动，所述第一和第二运动通常由进行组合运动的一专用机构实施，该机构通常被称为交叉卷绕装置，该装置通常为一螺旋装置或任何其它等效装置，例如尤其为带有螺旋线槽的轮，它能覆盖丝饼的整个或部分长度。

因而该交叉卷绕装置通过组合两种平行于该主轴的轴方向的往复运动保证沿多个丝饼的丝的轴向分配，该子组件主要通常由以下部分组成：

-一个机动化的旋转轴，在该旋转轴上安装该交叉卷绕装置，确切的说，它能保该粗纱的第一往复运动，称为第一运动或C1，通过交叉卷绕装置和丝之间的周边接触实施，以使丝以一快速运动从该装置的一侧滑向另一侧，

-活动部件，该部件支撑该组件，且继续进行使该粗纱往复运动的第二运动，称为第二运动或C2。

根据该实施方式，粗纱同该交叉卷绕装置一起运动，且支撑该丝饼的主轴固定平移且旋转运动。

作为上述的系统的变型，通过支撑丝饼的主轴的一轴向平移实现该第二行程C2。根据该第二实施方式，粗纱和交叉卷绕装置沿水平平移轴固定(但旋转运动)，且该支撑丝饼的主轴固定平移且旋转运动。

这两个卷绕特别用于产生基本上为圆柱状带锥形凸缘的卷筒，被称为“丝饼”，其长度根据该粗纱进行的第一和第二行程确定；这些丝饼设计用于在整形工序中被修整以从外部络纱(卷绕的反方向)，以重新被卷绕或被处理成另外一种形状。

但是，这类丝饼的被络纱可能会有困难。实际上，控制和保持一纱锭的络纱是很难完成的，因为会涉及很多参数，例如覆盖纤维的上浆率，或纤维的拉制强度，但是即便它们的影响很大，由于这些参数通常被产品的工艺或最终使用强制规定，所以这些参数基本上不能改变。

解决这些络纱问题的第一个技术方案包括改变交叉比，它是卷绕速度和第一运动的丝的差拍运动速度之间的比值。

通过改变该参数的值，可改变丝在纱锭上的卷绕角度，这对线圈的排布有直接的作用，因此可以调整该参数，在进行制造工艺的各种操作时保持纱锭的必须质量和丝的络纱质量之间得到最佳折衷，丝的络纱质量在丝的整形工序的各步骤中对其使用是非常重要的。

然而，产品的演变趋势为想要获得带有新型上浆的越来越大的纱锭，且卷绕的节奏也越来越快，仅仅调整交叉比很难获得保持卷绕和络纱的质量标准的最优化的折衷。

不仅如此，由于这种新的限制(获得越来越大的纱锭)，产生了纱锭的干燥问题。事实上，卷绕后丝饼的干燥是工序中一个非常重要并且精细的组成部分，因为要在在最小的时间内排出最多的湿气，且不损坏产品质量，为此应使该丝卷中心区域存有的水易于排出，通过对线圈进行排列以产生排出通道，使丝卷能够进行一良好通风。

线圈的这种特定排布可获得丝饼的“多孔性”，且带有一有限范围数值的交叉比，这就减少了为获得丝饼的良好性能而必须尽可能优化该比的努力。

通常，生产越来越大的丝饼，以最佳方式干燥和络纱还不够，此外还需要这些丝饼具有良好的填充。为了改善每个丝卷的的有效性，事实上需要增加填充以达到等同体积(长度和内外径)同时保证其的良好的性能，唯一的装置包括带凸缘的一纱锭，该凸缘基本上垂直于该纱锭的轴。但是，为了获得一这样的结果，就需要需要一个非常小的第一行程，这不适应该绕卷性能的需要。

发明内容

本发明试图通过提供具有改进的交叉卷绕装置的解决方案解决上述问题。

为此，根据本发明的绕线机，主要包括一底架，该底架包括适于支撑至少一个丝饼的至少一个主轴，所述主轴围绕基本上垂直于该丝饼直径的第一轴旋转运动，以及至少一个交叉卷绕装置，该交叉卷绕装置适用于沿往复的第一运动将至少一丝放置在该主轴上，该丝还由沿往复的第二运动的随动机构放置在主轴上，其特征在于该随动机构包括往复的第二运动的控制装置。

通过该控制装置装置，引入控制参数以便对丝饼的卷绕过程中以优化方式控制该交叉卷绕装置的往复的第二运动的运动性。

在本发明的优选实施方式中，可能覆盖以下布置的一种或另外一种：

-该随动机构与该交叉卷绕装置配合工作，

-该随动部件与该主轴配合工作，

-该控制装置包括伺服马达，该伺服马达可对该往复的第二运动的至少一个运动量值进行持续地控制，

-运动量值选自速度和位置，

-该交叉卷绕装置包括至少螺旋装置，该螺旋装置围绕基本上平行于第一轴的一第二轴旋转运动，

-该交叉卷绕装置包括至少一个有至少一个槽的轮，该凹槽适于放置和引导至少一丝，所述轮围绕基本上平行于第一轴的第二轴旋转运动，

-该主轴固定在整经机滚筒上，所述整经机滚筒被安装为相对于底架沿基本上平行于所述第一和第二轴的一第三个轴旋转运动，

-该整经机滚筒包括沿该第三旋转轴基本上均匀分布定位的至少两个主轴，

-该主轴被一运动系驱动旋转，该运动系包括结合进所述主轴中的一马达，

-该主轴和它的驱动马达固连于一线性致动器，所述致动器适于保证所述主轴的往复运动，

-该螺旋装置和其驱动马达通过一线性致动器固连在一起，所述致动器适于保证所述螺旋装置的往复运动，

-该主轴和它的驱动马达固连于线性致动器，所述致动器适于保证所述主轴的往复运动。

附图说明

通过结合附图，本发明的其它特性和优点将在下面对作为非限制性实施方式给出的一个实施例的描述中展现，附图如下：

图1为根据本发明的绕线机的正视图；

图2为该绕线机的侧视图，表示第一和第二行程的往复运动；

图3为该绕线机的侧试图，表示根据实施变型的第一和第二行程的往复运动；

图4a和4b表示通过根据现有技术的绕线机得到的丝饼的外形图；

图5a和5b表示根据本发明的绕线机得到的丝饼的外形图。

具体实施方式

根据本发明的绕线机1的最佳实施方式在图1中示出，该绕线机包括金属底架2，该金属底架通过对预处理机械构件或在商业标准限定的金属构件进行机械焊接的技术获得。该底架2主要包括基本上为长方形的底座3，该底座3设置在合理排列的脚部上，该脚部设置为相应于铲车或类似的装卸设备的车叉的结构或距离，以便于该绕线机插入拉制位置。

在该底座上在罩壳部分装有封闭结构4，该结构4设计用于容纳该绕线机1作用所需的全部部件。为此，以非限定性方式，该成柜形的封闭结构具有对于控制不同机构所需的管理和命令装置，这些机构将会在本说明书的较后部分进行描述。

在该封闭结构4上的网、液压、电力，压缩空气和其它的对于所述机构进行作用的流体与向侧部凸起的整经机滚筒5共同作用。该整经机滚筒5被安装为可围绕旋转轴(被称为第三旋转轴)旋转，且通过多个导引装置(例如滚珠环，滚珠导轨)保持在该封闭结构的一个壁中。还可将该整经机滚筒5设计为机动化以便使其在该丝饼的卷绕过程中对该底架2的多个角位置作出描述和标引。

事实上，该整经机滚筒5包括支撑主轴的支撑组件。在图1上，可以看到该整经机滚筒5沿相对直径的位置支撑两个主轴6和7(可以设想仅支撑一个主轴的整经机滚筒(如果只有一个主轴就不需要整经机滚筒了，但不可能自动再次推进)或相反的，可根据所设置位置的体积和上游给定的拉丝模的能力，设想该整经机滚筒支撑至少三个，四个甚至更多的主轴)。在该绕线机中，该整经机滚筒5可使主轴带有预负载，且在卷绕位置装有至少一个未被使用过的套筒(根据本发明，套筒是由塑料或纸板制成的支撑，设计用于容纳丝或丝饼的绕卷)以及处于卸载位置的放置有实心套筒的另一主轴，卸载位置通过180°旋转到达。(如果该整经机滚筒包括两个主轴，位置如例所示)。

由于该整经机滚筒5的机动化，以及对其位置和/或角速度的控制，通过中间的例如负载的减速电机的转数的随动驱动该整经机滚筒，该减速电机例如在该整经机滚筒5的马达轴处通过齿轮传动系统类的连接器与该整经机滚筒5作用，它使该主动主轴基本上垂直于丝成为可能，并且在丝饼的放大过程中能使其初始角度位置后退或分开以保持固定的几何尺寸。

固连于该整经机滚筒5的每个主轴6和7构成适于使丝卷绕在事先导入在主轴的轴套或鼻部的套筒上的旋转组件。该卷绕沿基本上平行于该整经机滚筒5相对于该框架结构旋转的旋转轴的第一旋转轴进行。另外，由结合进该主轴内的一带有转子的马达造成围绕该第一轴的旋转运动，该主轴可适于进行平行于该第一旋转轴(第二行程的运动C2)的往复行程，在相反情况下，该交叉卷绕系统将以同样的方式作用(第二行程的运动C2)。该往复运动通过进行线性运动的一自动化致动器(例如带滚珠的螺丝)造成，该致动器一方面固连于该整经机滚筒或底架，另一方面固连于该主轴的主体。

如图所示，可看到对于制造丝饼非常重要的另一构件。这涉及将丝设置在主轴6或7上的交叉卷绕装置8。在该例中，涉及螺旋装置。该螺旋装置被一马达机构驱动，围绕与基本上平行于上述轴的第二个轴同轴的轴旋转。该螺旋装置的驱动机构的旋转速度根据该丝饼的结构规则进行控制，且显然管理和命令装置可结合进构成底架的该结构2中。

当然，如果想在同一主轴6或7上同时制造多个丝饼，就需要使该螺旋装置8的数量以及支撑包括一系列螺旋装置的该支撑轴的数量与需要的丝饼的数量相等。

该螺旋装置的旋转运动通过振荡运动或差拍运动传递到该丝处，因而其幅度和频率都根据所需的交叉比的值进行调节。该频率根据该旋转速度确定，且该幅度根据该螺旋装置的几何尺寸进行调节。

显然可以想到代替该螺旋装置的在图1中未示出的其它装置。它可以是带有至少一个凹槽的轮，该凹槽适于定位和引导至少一丝，所述轮围绕基本上平行于第一轴的第二轴来旋转运动。

无论处于该交叉卷绕装置8的哪种实施方式，该装置都会进行被称为第一行程或C1的运动，且进行速度控制，且还可能对主轴6或7的往复运动的位置进行控制，这构成被称为第二行程C2的运动，根据如图3所示的变型，沿平行于其旋转轴的方向进行往复运动的主轴6或7运动的实施通过一致动器M2借助于与该主轴的支撑轴作用的运动系进行。

根据如图2所示的另一变型，该交叉卷绕装置8安装在由马达M1致动的旋转轴上，该马达能保证该粗纱的第一往复运动，被称为第一运动或C1。该组件间接与螺丝-螺母类或相似的运动系14配合运动，由一致动器M2(例如马达)致动，该致动器M2使该组件沿基本上平行于该交叉卷绕装置的旋转轴的方向进行平移运动，以使该交叉卷绕装置进行一个补充的往复运动，被称为第二运动或C2。

无论是如图2还是如图3所示的变型，应注意到该致动器M2装有伺服马达类的额外的控制机构12，该伺服马达控制位置和/或速度，可连续地控制在该致动器传递的该运动系的第二往复运动C2的移动(通过速度和/或位置)。

根据本发明的一个优点，该绕线机1的第一和第二行程通过该控制机构12分开。该额外的控制机构12使线圈排列的控制和优化成为可能，这能解决带有给定的交叉比的丝饼的强度问题，该给定的交叉比相应于络纱需求或干燥需求。该控制部件的变型还可提高设置在该丝饼端部的丝的质量以有利于它们的充填。

该绕线机1作用所需的其它子组件被结合进该底架2的内部。因此，在该底架2的底座3处设置有拉线器9，拉线器9是当丝被重新推进进行利用时丝的驱动组件，再次推进是先于一个卷绕阶段的一个临时阶段。最后，丝被机动化的滑轮组拉向光滑壁或带凸起的壁(当卷绕阶段开始时丝处于适于将丝处于该主轴的鼻部的作用条件下)。

该绕线机包括至少一个旋转喷射器10以及至少一个直喷射器11，它们相对于该封闭结构2的侧部突出并垂直于该整经机滚筒5。

该旋转喷射器10或收起装置是由铰接在该底架2的封闭结构处的一个端部的臂构成，其自由端适于抓住丝并使丝在第一位置和第二位置之间运动，在该第一位置，丝被该交叉卷绕装置8处理(例如螺旋装置)；且在第二位置，丝相对于所述交叉卷绕装置8被收起。在主轴6或7的更换时(整经机滚筒5进行180°旋转)进行该旋转喷射器10的角运动。

该直喷射器11如其名所表示的，为差不多直的一臂，如该旋转喷射器10一样，相对于该底架2的封闭结构的侧壁侧向凸出，它可处于2个位置：休息位置，在此位置它处于丝行程的撤回位置；和工作位置，在重新推进时使丝保持在该主轴6或7的鼻部之上。在进行转移操作时也可处于该工作位置。(该整经机滚筒旋转，且从带有卷绕好的丝饼的一主轴转向带有空套筒的另一主轴)。

临近该交叉卷绕装置8(例如螺旋装置)设置有清洗部件(图上不可见)，所述装置的位置由压力液体喷洒位置确定。

随着卷绕的进行(丝饼处的丝厚度的增加)，该整经机滚筒5通过旋转和标引围绕其轴的角度位置进行角纠正，以使实施装置的卷绕的“主动”主轴远离丝的定位和引导装置的周边，以保持固定的几何尺寸。

该卷绕是主动的，第一行程和第二行程的运动通过该控制装置12进行控制，以符合其的结构规则。

正如图4a和4b所示，由现有技术的绕线机对一粗纱进行卷绕得到的丝饼，以下述方式完成其的结构过程：α角为卷绕角(此角如下推出：tangα＝V_bat/V_fil)，大于值较小的α′。在该卷绕过程中，第二行程的速度固定为V2，并且交叉比为K(交叉比K定义为主轴的速度除以该交叉卷绕装置的速度V_bat)。

显然为了在卷绕过程中保持稳定的纤度，需要保持恒定的拉伸速度(V_fil)，因而必然会使主轴的速度下降(因为直径的增加)而K是保持不变的，因此交叉卷绕装置的速度V_bat必须以同比例减少。由于V_bat下降，V_fil必然会使α变小且等于α′。

现在研究由根据本发明的绕线机制成的丝饼，也就是说该绕线机具有第二行程运动C2的控制装置12。因而获得可变的K和可变的V2。

正如图5a和5b处可看到的，图中示出在卷绕过程中该丝饼结构的形成，角α′和α″是不同的；在该例中α比α″更接近于α′，这就使得丝在丝饼的凸缘上的积聚或卷绕成为可能(在点划线上，比较图4b和5b)。为了在卷绕过程中使该第二行程C2的速度和/或位置发生变化，该控制装置由程序化的自动机和“adhoc”软件进行控制，该程序可在任意时刻决定施加在行程C2上的伺服马达的动作。

Claims (10)

1.一种绕线机(1)，其包括底架(2)，该底架包括适于支撑至少一个丝饼(13)的至少一个主轴(6，7)，所述主轴(6，7)围绕基本上垂直于该丝饼直径的第一轴旋转运动，以及至少一个交叉卷绕装置(8)，该交叉卷绕装置(8)适用于沿往复的第一运动(C1)将至少一条丝放置在该主轴(6，7)上，该丝还由沿往复的第二运动(C2)的随动机构放置在主轴(6，7)上，其特征在于：该随动机构包括往复的第二运动的控制装置(12)，该控制装置可对该往复的第二运动(C2)的速度和行程中的至少一个进行持续地控制。

2.如权利要求1所述的绕线机，其特征在于：该随动机构与该交叉卷绕装置(8)配合工作。

3.如权利要求1所述的绕线机，其特征在于：该随动部件与该主轴(6，7)配合工作。

4.如上述权利要求的任一项所述的绕线机，其特征在于：该交叉卷绕装置(8)包括至少一个螺旋装置，该螺旋装置围绕基本上平行于第一轴的第二轴旋转运动。

5.如权利要求1～4的任一项所述的绕线机，其特征在于：该交叉卷绕装置包括具有至少一个凹槽的至少一个轮，该凹槽适于放置和引导至少一条丝，所述轮围绕基本上平行于第一轴的第二轴旋转运动。

6.如上述权利要求的任一项所述的绕线机，其特征在于：该主轴固定在一整经机滚筒上，所述整经机滚筒被安装为相对于底架沿基本上平行于所述第一和第二轴的第三旋转轴旋转运动。

7.如权利要求6所述的绕线机，其特征在于：该整经机滚筒包括沿该第三旋转轴基本上均匀分布定位的至少两个主轴。

8.如上述权利要求的任一项所述的绕线机，其特征在于：该主轴被一运动系驱动旋转，该运动系包括结合进所述主轴中的马达。

9.如上述权利要求1～8的任一项所述的绕线机，其特征在于：该螺旋装置和驱动马达通过线性致动器固连在一起，所述致动器适于保证所述螺旋装置的往复运动。

10.如权利要求1或6～8的任一项所述的绕线机，其特征在于：该主轴和它的驱动马达固连于线性致动器，所述致动器适于保证所述主轴的往复运动。

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