CN101962831A - 一种数字化并捻试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数字化并捻试验机。该试验机包括两面对称的喂入机构、张力机构、加捻卷绕机构、成形机构以及以触摸屏为界面的数字化控制系统，其特征在于所述张力机构中的下罗拉伺服电机依次经下罗拉减速机、下罗拉可伸缩万向联轴器与下罗拉机械连接；所述的下罗拉伺服电机为独立的伺服电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的下罗拉交流伺服驱动控制器驱动和控制；所述加捻卷绕机构中的滚盘和编码器安装在锭子变频电机的轴上，所述锭子变频电机为独立的变频电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的锭子变频器驱动和控制；所述成形机构中的成形电机为独立的伺服电机，通过触摸屏由所述数字化控制系统的成形交流伺服驱动控制器驱动和控制。

Description

一种数字化并捻试验机

技术领域

本发明涉及一种纺织机械，具体为一种用于并合加捻成股纱的数字化并捻试验机。

背景技术

传统并捻联合或并捻机机采用一台主电动机传动，电动机通过三角皮带传动滚盘轴，滚盘轴再通过齿轮系传动罗拉及成形装置。传统并捻联合机的锭速通常无反馈控制，锭速偏差易造成纱线张力及捻度偏差。当变更锭子速度时，需要更换滚盘皮带轮或者电动机皮带轮；变更捻度时，需要更换捻度变换齿轮；变更纱支品种时，为保持良好的管纱成形且需加大或减少卷装时，还需更换升降变换齿轮。因此，传统并捻联合机都配备大量的齿轮，操作较为繁琐，给变换工艺和生产管理，特别是试验研究带来很大不便。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明拟解决的技术问题是，提供一种数字化并捻试验机，该试验机采用数字化技术，大幅简化机械机构，方便操作，提高股纱质量，且结构简单，特别适用于并合、加捻和股纱的小样快速试验研究。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种数字化并捻试验机，包括两面对称的喂入机构、张力机构、加捻卷绕机构、成形机构以及以触摸屏为界面的数字化控制系统，其特征在于所述的张力机构中，下罗拉减速机安装在减速机支座上，下罗拉伺服电机的输出轴与下罗拉减速机的输入孔机械连接，下罗拉减速机的输出轴与下罗拉可伸缩万向联轴器的一端机械连接，下罗拉可伸缩万向联轴器的另一端与下罗拉机械连接；所述的下罗拉伺服电机为独立的伺服电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的下罗拉伺服驱动器驱动和控制；

所述的加捻卷绕机构中，锭子变频电机安装在电机安装板上，滚盘和编码器安装在锭子变频电机的轴上，锭子安装在左右两侧龙筋上，滚盘、过渡轮和锭子之间安装有锭带；所述的锭子变频电机为独立的变频电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的左右两侧锭子变频器驱动和控制；

所述的成形机构中，成形电机的输出轴与成形减速机的输入孔机械连接，成形减速机链轮与成形减速机的输出轴机械连接，成形链轮安装到链轮支撑轴前端，链轮支撑轴通过轴承座与墙板固接，成形减速机链轮、成形链轮之间安装有成形链条，上成形升降链轮安装在右链轮支撑轴的中间，下成形升降链轮’安装在机架上，上成形升降链轮与下成形升降链轮’之间安装有成形升降链条；钢领板张紧链轮轴座与成形升降链条机械连接；钢领板导向杆的下端与钢领板张紧链轮轴座机械连接，上端通过安装在龙筋上的铜套定位；钢领板安装在钢领板导向杆的上端；所述的成形电机为独立的伺服电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的成形交流伺服驱动控制器驱动和控制。

与国内外先进的生产型并捻机相比，本发明的数字化并捻试验机基于可编程控制器、触摸屏、伺服驱动、变频驱动和计算机技术等数字化技术设计，变换工艺时无需更换齿轮，通过触摸屏修改工艺参数即可完成，操作方便。同时在试纺过程中可实现各工艺参数的在线监测、显示、自动控制和自动调节，也实现了设备运行中的自动监测、自动停车等功能。张力机构中，罗拉由伺服电机直接传动，机构简单，并可避免大量齿轮装置造成罗拉转速的波动，有利于提高张力的稳定性和所纺纱线的质量。需要改变罗拉的速度时，通过改变伺服电机的转速即可实现。锭速采用半闭环控制方案，锭速稳定，可通过触摸屏设定锭子变速曲线，适应不同纺纱段纱线张力变化。电子凸轮实现管纱卷绕成形，由触摸屏可设定管纱的成形工艺参数如钢领板升降动程、升降速度、级升动程，管纱成形良好，适应后道工序高速退绕需要。本发明并捻试验机不但机械传动机构简单、精度高、操作方便，而且产品适应范围广，捻度变化范围为100～2000捻/米。

附图说明

图1为本发明并捻试验机一种实施例的整体结构示意图；

图2为本发明并捻试验机一种实施例的罗拉传动机构结构示意图；

图3为本发明并捻试验机一种实施例的钢领板升降机构结构示意图；

图4为本发明并捻试验机一种实施例的锭子传动机构结构示意图；

图5为本发明并捻试验机一种实施例的数字化控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实例及其附图对本发明做更详细的描述：

本发明设计的数字化并捻试验机(以下简称并捻机，参见图1-5)，包括两面对称的喂入机构、张力机构、加捻卷绕机构、成形机构以及以触摸屏为界面的数字化控制系统。

本发明并捻机为两面车或双面车，其横断面为左右对称的机械结构(参见图1)，所述的喂入机构、张力机构、加捻卷绕机构和成形机构为左右一样的两套机构。

本发明的喂入机构为现有技术，纱线经导纱杆引出后进入到张力机构。

本发明并捻机的特征在于所述的张力机构(参见图2和5)中，右下罗拉减速机162安装在减速机支座164上，右下罗拉伺服电机161的输出轴与右下罗拉减速机162的输入孔机械连接，右下罗拉减速机162的输出轴与右下罗拉可伸缩万向联轴器163的一端机械连接，右下罗拉可伸缩万向联轴器163的另一端与右下罗拉16机械连接；左下罗拉减速机262也安装在减速机支座164上，左下罗拉伺服电机261的输出轴与左下罗拉减速机262的输入孔机械连接，左下罗拉减速机262的输出轴与左下罗拉可伸缩万向联轴器263的一端机械连接，左下罗拉可伸缩万向联轴器263的另一端与左下罗拉26机械连接。所述的右下罗拉伺服电机161和左下罗拉伺服电机261均为独立的伺服电机，并且通过触摸屏51分别由所述数字化控制系统的右下罗拉交流伺服驱动控制器534和左下罗拉交流伺服驱动控制器535驱动和控制。机器运转时，右下罗拉伺服电机161经右下罗拉减速机162、右下罗拉可伸缩万向联轴器163带动右下罗拉16高速运转；左下罗拉伺服电机261经左下罗拉减速机262、左下罗拉可伸缩万向联轴器263带动左下罗拉26高速运转。

本发明张力机构的驱动控制另一个方案是，将左右两套(侧)伺服电机和伺服驱动器中的一套(侧)去掉，只用另一套(侧)的伺服电机和伺服驱动器。采用这种驱动结构时，传动结构需做如下简单改动：将右下罗拉减速机162的输入孔和左下罗拉减速机262的输入孔通过一根连接轴165串接起来(或者说将左下罗拉减速机262的输入孔和右下罗拉减速机162的输入孔通过一根连接轴165串接起来)，即可由一台(左或右)伺服电机同时驱动和控制左右两套(侧)下罗拉的运转。这一方案的好处是节省成本，降低造价，但其不足是，不如前述两面车的张力机构分别独立驱动控制方案的适应性更好，特别是针对小批量多品种的试验要求。

所述的加捻卷绕机构中，右侧锭子变频电机111安装在电机安装板216上，右侧滚盘112和右侧编码器114安装在右侧锭子变频电机111的轴上，右侧锭子11安装在右侧龙筋上，右侧滚盘112、右过渡轮115和右侧锭子11之间安装有右侧锭带113，右过渡轮115起过渡和张紧的作用；左侧锭子变频电机211安装在电机安装板216上，左侧滚盘212和左侧编码器214安装在左侧锭子变频电机211轴上，左侧锭子21安装在左侧龙筋上，左侧滚盘212、左过渡轮215和左侧锭子21之间安装有左侧锭带213，左过渡轮215起过渡和张紧的作用。所述的右侧锭子变频电机111和左侧锭子变频电机211均为独立的变频电机，并且通过触摸屏51分别由所述数字化控制系统的右侧锭子变频器531和左侧锭子变频器532驱动和控制。机器运转时，右侧锭子变频电机111经右侧滚盘112、右侧锭带113带动右侧锭子11高速回转，安装在右侧锭子变频电机111轴端的右侧编码器114用来检测右侧滚盘112的实际转速，通过程序设定将信号脉冲传送到可编程控制器52，可编程控制器52运用PID算法对右侧滚盘112的实际转速实时控制，确保右侧滚盘112的转速符合工艺设定要求；左侧锭子变频电机211经左侧滚盘212、左侧锭带213带动左侧锭子21高速回转，安装在左侧锭子变频电机211轴端的左侧编码器214用来检测左侧滚盘212的实际转速，通过程序设定将信号脉冲传送到可编程控制器52，可编程控制器52运用PID算法对左侧滚盘212的实际转速实时控制，确保左侧滚盘212的转速符合工艺设定要求。

所述的成形机构中，成形电机121的输出轴与成形减速机122的输入孔机械连接，成形减速机链轮123与成形减速机122的输出轴机械连接，右成形链轮125安装到右链轮支撑轴126前端，右链轮支撑轴126通过轴承座与墙板固接，左成形链轮125’安装到左链轮支撑轴126’前端，左链轮支撑轴126’通过轴承座与墙板固接，成形减速机链轮123、左成形链轮125’和右成形链轮125之间安装有成形链条124。右上成形升降链轮127安装在右链轮支撑轴126中段，右下成形升降链轮127’安装在机架上，右上成形升降链轮127与右下成形升降链轮127’之间安装有右成形升降链条128，右钢领板张紧链轮轴座129与右成形升降链条128机械连接，右钢领板导向杆130下端与右钢领板张紧链轮轴座129机械连接，上端通过安装在右龙筋131上的右铜套132定位，右钢领板12安装在右钢领板导向杆130的上端。需要说明的是，所述的钢领板升降机构中，每侧的钢领板导向杆为一致对称两根，后面的钢领板导向杆传动机构与前面所述的钢领板导向杆传动机构完全相同(或者说挡车面左右两侧的钢领板导向杆传动机构完全相同)。所述的成形电机121为独立的伺服电机，并且通过触摸屏51由所述数字化控制系统的成形交流伺服驱动控制器533驱动和控制。机器运转时，成形电机121经成形减速机122、成形减速机链轮123、成形链条124、右成形链轮125、左成形链轮125’、右链轮支撑轴126、右上成形升降链轮127、右成形升降链条128、右下成形升降链条127’、右钢领板张紧链条轴座129传动右钢领板导向杆130，从而带动右钢领板12进行上下往复运动。本发明并捻机的左右两侧均安装有钢领板，左右两侧的钢领板升降机构完全相同；左侧的钢领板升降机构通过左链轮支撑轴126’进行传动。

本发明并捻机所述的以触摸屏为界面的数字化控制系统(参见图1、2和5)，包括触摸屏51、可编程控制器52、交流伺服驱动控制器、变频器和编码器。其控制结构是：所述的右下罗拉伺服电机161经右下罗拉交流伺服驱动控制器534与可编程控制器52连接；所述左下罗拉伺服电机261经左下罗拉交流伺服驱动控制器535与可编程控制器52连接；所述的成形伺服电机121经成形交流伺服驱动控制器533与可编程控制器52连接；所述的右侧锭子变频电机111经右侧锭子变频器531与可编程控制器52连接，所述的右侧编码器114安装在右侧锭子变频电机111轴端，所述的左侧编码器214安装在左侧锭子变频电机211轴端；左侧锭子变频电机211经左侧锭子变频器532与可编程控制器52连接。所述右下罗拉伺服电机161、左下罗拉伺服电机261、成形伺服电机121、右侧锭子变频电机111和左侧锭子变频电机211均为独立的电机，通过触摸屏51分别由所述的数字化控制系统中相应的右下罗拉交流伺服驱动控制器534、左下罗拉交流伺服驱动控制器535、成形交流伺服驱动控制器533、右侧锭子变频器531和左侧锭子变频器532驱动和控制。

本发明采用触摸屏51来完成人机对话功能，可直接设置纺纱工艺参数，如罗拉转速、锭子转速、钢领板升降动程、升降速度和级升动程等，然后将这些工艺参数传送给可编程控制器52对纺纱过程进行控制，可编程控制器52将监测或计算的实时状态传送到触摸屏51上显示出来。所述的触摸屏51是数字化控制系统的控制中心。可编程控制器52与触摸屏51连接。本发明所述的触摸屏技术、交流伺服驱动控制技术、可编程控制器和计算机技术等本身为现有技术。

所述的张力机构中，右下罗拉伺服电机161内部的光电编码器用于检测右下罗拉16的实际转速，左下罗拉伺服电机261内部的光电编码器用于检测左下罗拉26的实际转速，通过程序设定将信号脉冲传送到可编程控制器52，可编程控制器52与右下罗拉交流伺服驱动控制器534和左下罗拉交流伺服驱动控制器535之间进行数据传输，确保右下罗拉16与左下罗拉26的转速符合工艺设计的要求。

所述的加捻卷绕机构中，安装在右侧锭子变频电机111轴端的右侧编码器114用来检测右侧滚盘112的实际转速，通过程序设定将信号脉冲传送到可编程控制器52，可编程控制器52运用PID算法对右侧滚盘112的实际转速实时控制，确保右侧滚盘112的转速符合工艺设定要求；安装在左侧锭子变频电机211轴端的左侧编码器214用来检测左侧滚盘212的实际转速，通过程序设定将信号脉冲传送到可编程控制器52，可编程控制器52运用PID算法对左侧滚盘212的实际转速实时控制，确保左侧滚盘212的转速符合工艺设定要求。

所述的成形机构中，成形电机121内部的光电编码器用于检测右链轮支撑轴126和左链轮支撑轴126’的实际转速，通过程序设定将信号脉冲传送到可编程控制器52，可编程控制器52与成形交流伺服驱动控制器533之间进行数据传输，确保右侧链轮支撑轴126和左侧链轮支撑轴126’的转速符合工艺设计的要求，进而使钢领板导向杆130的升降速度符合工艺设计的要求。

本发明未述及之处适用于现有技术。

需要说明的是，本发明所述的“上、下”、“前、后”、“左、右”等零部件的安装方位词是依据生产线的操作工位(挡车面)或者图示实施例的位置而言，只具有相对性，或者仅是为了叙述方便，不代表该安装位置的唯一性和必须性，实施例具体设计完全可以根据需要做非本质的适当的调整和变化。

Claims (2)

1.一种数字化并捻试验机，包括两面对称的喂入机构、张力机构、加捻卷绕机构、成形机构以及以触摸屏为界面的数字化控制系统，其特征在于所述的张力机构中，下罗拉减速机安装在减速机支座上，下罗拉伺服电机的输出轴与下罗拉减速机的输入孔机械连接，下罗拉减速机的输出轴与下罗拉可伸缩万向联轴器的一端机械连接，下罗拉可伸缩万向联轴器的另一端与下罗拉机械连接；所述的下罗拉伺服电机为独立的伺服电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的下罗拉交流伺服驱动控制器驱动和控制；

所述的加捻卷绕机构中，锭子变频电机安装在电机安装板上，滚盘和编码器安装在锭子变频电机的轴上，锭子安装在左右两侧龙筋上，滚盘、过渡轮和锭子之间安装有锭带；所述的锭子变频电机为独立的变频电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的锭子变频器驱动和控制；

所述的成形机构中，成形电机的输出轴与成形减速机的输入孔机械连接，成形减速机链轮与成形减速机的输出轴机械连接，成形链轮安装到链轮支撑轴前端，链轮支撑轴通过轴承座与墙板固接，成形减速机链轮、成形链轮之间安装有成形链条，上成形升降链轮安装在右链轮支撑轴的中间，下成形升降链轮安装在机架上，上成形升降链轮与下成形升降链轮之间安装有成形升降链条；钢领板张紧链轮轴座与成形升降链条机械连接；钢领板导向杆的下端与钢领板张紧链轮轴座机械连接，上端通过安装在龙筋上的铜套定位；钢领板安装在钢领板导向杆的上端；所述的成形电机为独立的伺服电机，并且通过触摸屏由所述数字化控制系统的成形交流伺服驱动控制器驱动和控制。

2.根据权利要求1所述的一种数字化并捻试验机，其特征在于所述两面车的下罗拉减速机的输入孔之间通过一根连接轴串接起来，且由一套所述的下罗拉交流伺服驱动控制器同时驱动和控制。

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