CN1029747C - 数控细纱机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控细纱机。该机主要由改进了的前、后罗拉传动装置，纱管成型装置和锭子传动装置所组成。以上装置分别由各自的马达传动，计算机数字控制。该机是细纱机传动机构的一次大的变革，彻底改变了长期以来的依靠机械变换齿轮调整前、后罗拉与锭子传动比的结构，改变了依靠成型凸轮以其辅助机构来控制纱管成型的结构。该机结构简单，调整方便，为纱厂生产柔性化，纱厂SIMS提供了条件。

Description

本发明涉及具有牵伸、加捻、卷绕成型的各类纺纱机，具体涉及一种数控细纱机。

目前，环锭细纱机的前、后罗拉、纱管成型均由机械传动结构来实现各自的功能。一般通过一台电动机拖动主轴，然后通过齿轮传动来实现。例如我国中纺部各定点厂生产的A系列、FA系列所有细纱机都是上述的机械传动装置。图1所示为经纬纺纺织机械厂现在生产的FA506的机械传动示意图。

电机1通过皮带传动带动主轴2，主轴2通过一套齿轮传动装置带动前罗拉5、后罗拉3、中罗拉4转动，主轴2通过一套更复杂的机械传动装置控制钢领板6升降;主轴2通过机械传动带动锭子7传动。为了保证所纺纱线粗细均匀，加捻稳定，并卷绕成所需要的管纱型状，各机构间的传动必须保持一定的速度比率，其比率由齿轮保证。由于纺纱的品种范围很广，工艺上要求各机构间的速度比率必须随纺纱品种的变化而变换。因此在环锭细纱机上要配备总牵伸变换、捻度变换、卷绕升降变换齿轮数拾个，为了保证纺纱获得良好的纱管成型，还必须配备至少包括成型凸轮、升降杠杆、卷绕级升装置组成的卷绕成型机构。上述各机构除传动复杂，调整不便外，在纺纱过程中，由于各机构间的运动关系由齿轮传动比决定，调整范围有一定的局限性，其最佳性能往往由于顾此失彼而得不到充分发挥。

本发明的目的在于避免上述的现有技术中的不足之处而提供一种由计算机数字控制，无级变速，操作方便、灵活、纱管成型参数随意可调，成型质量好，适于高速落筒、不脱圈，锭子速度根据纺纱需要，可设定不同的速度曲线，以适应小纱、中纱、大纱的纱线张力变化，达到断头少、质量高、生产效率高的数控细纱机。

本发明的目的可通过如下措施来达到：

一种包括有计算机8、显示器9、键盘10、按钮11、复位键12、指示灯13、打印机接口14、RS-232C接口15、接触器16、清洁器吸风电机17、接触器18、清洁器行走电机19、接触器20和吸风电机21的数控细纱机，其特征是由改进了的前罗拉传动装置、后罗拉传动装置、纱管成型装置和锭子传动装置所组成。前罗拉传动装置是由驱动器49、前罗拉步进电机50、带轮51、双面齿形带52、张紧带轮53、54和左右前罗拉55、56所组成;驱动器49发出脉冲信号控制前罗拉步进电机50的转速，前罗拉步进电机50上装有带轮51、带轮51传动双面齿形带52、左右前罗拉55、56和张紧带轮53、54通过双面齿形带52传动，在前罗拉上装有检测其转速的传感器58，传感器58检测得到的信号通过速度反馈装置57反馈给计算机闭环控制。后罗拉传动装置是由驱动器39、后罗拉步进电机40、带轮41、双面齿形带42、张紧带轮43、44、左右后罗拉45、46和中罗拉47、48所组成;驱动器39发出脉冲信号控制后罗拉步进电机40的转速，后罗拉步进电机40上装有带轮41，带轮41传动双面齿形带42，左右后罗拉45、46和张紧带43、44通过双面齿形带42传动，中罗拉47、48通过齿轮由左右后罗拉45、46传动。在后罗拉上装有检测其转速的传感器38、传感器38检测得到的信号通过速度反馈装置37反馈给计算机闭环控制。纱管成型装置是由驱动器22、成型步进电机23、丝杆副（或者蜗轮蜗杆机构）24、链条拉杆25和钢领板26所组成;驱动器22发出脉冲信号控制成型步进电机23的转速，成型步进电机23连接丝杆副（或者蜗轮蜗杆机构）24，丝杆副（或者蜗轮蜗杆机构）24通过链条25和钢领板26连接。锭子传动装置是由D/A变换器27、变频器28、锭子电机29、带轮31、单面齿形带32、主轴33、滚筒59、锭带34和锭子35所组成;由计算机输出的数据输入D/A变换器27，D/A变换器27将变换后的模拟电压输入变频器28的模拟电压输入口，变频器28根据输入的电压控制锭子电机29，锭子电机29上装有带轮31，通过单面齿形带32和另一个带轮连接主轴33、主轴33上装有滚筒59，滚筒59和锭子35的转动通过锭带34连接。在锭子电机传动主轴上装有检测其转速的传感器30，传感器30检测得到的信号通过速度反馈装置36反馈给计算机闭环控制。

下面结合附图通过实施例对本发明进一步详细描述。

图1是FA506细纱机的机械传动示意图。

其中：1-电机    2-主轴    3-后罗拉    4-中罗拉    5-前罗拉    6-钢领板    7-锭子    60、61、64、65、66、67、68、69、70为齿轮，62、63-皮带盘

图2是数控细纱机的传动示意图。

其中：8-计算机    9-显示器    10-键盘    11-按钮    12-复位键    13-指示灯    14-打印机接口    15-RS-232C接口    16、18、20-接触器    17-清洁器吸风电机    19-清洁器行走电机    21-吸风电机    22、39、49-驱动器    23-成型步进电机    24-丝杆副（或者蜗轮蜗杆机构）    25-链条拉杆    26-钢领板    27-D/A变换器    28-变频器    29-锭子电机    30、38、58-传感器    31、41、51-带轮    32-单面齿形带    33-主轴、34-锭带    35-锭子    36、37、57-速度反馈装置    40-后罗拉步进电机    42、52-双面齿形带    43、44、53、54-张紧带轮    45、46-双罗拉    47、48-中罗拉    50-前罗拉步进电机    55、56-前罗拉    59-滚筒。

FA506细纱机以纺27.8号纱为例，调整过程：先选用粗纱号数494Tex，所纺细纱号数27.8Tex。计算出牵伸倍数：

(粗纱号数)/(细纱号数) ＝ 494/27.8 ＝17.77

查牵伸倍数表，最接近的搭配为17.79倍，选交换齿轮：齿轮60＝59T，齿轮61＝88T，假设锭速为16000r.p.m;选皮带盘;皮带盘62＝φ200，皮带盘63＝φ200，计算所需捻度，先确定捻系数2_T＝400，根据公式

$\mathrm{T-aT}\frac{1}{\sqrt{\mathrm{Te\; x}}}\mathrm{=400}\frac{1}{\sqrt{\mathrm{27.2}}}\mathrm{=758.6捻／米}$

查捻度变换齿轮表最接近的搭配值为760捻/米所选齿轮为：齿轮64＝77T，齿轮65＝87T，齿轮66＝60T，齿轮67＝60T;

确定卷绕齿轮：已知钢领直径＝φ42，卷绕半角r角为13°，卷装直径＝φ39，纱管直径φ17;升降动程为47.6。查表得出齿轮68＝64T，齿轮69＝58T;

选级升棘轮：

根据钢领直径φ42，卷装直径φ39，纱管直径φ17，卷绕半角γ＝13°，纺纱号数27.8Tex

查表得出棘轮齿数为：棘轮70＝60T，每次撑2牙，级升高度为0.359mm/次。

试纺后视管纱成型及成纱测试情况做适当调整。

本发明完全改变了现有技术的操作，使用和调整方法。本发明的设定调整过程：

将纺纱工艺参数以人机对话形式由键盘输入计算机即可。具体是：

1、选择纺纱工艺参数设定菜单;

2、根据计算机提问次序逐项输入;

（1）粗纱号数：C494

（2）细纱号数：Tex27.8牵伸倍数修正系数K₁∶K₁＝1

（3）锭子速度：ns    16000rpm

（4）捻系数：at400

（5）钢令直径：φ42

（6）纱管直径：φ17

（7）卷装直径：φ39

（8）卷绕半径：13°

（9）升降动程：47.5

（10）纺纱长度：L    2800M

通过计算机内部运算得：

（1）前罗拉速度

转/min

（2）牵伸倍数：K＝ (G)/(Tex) ＝ 494/27.8 ＝17.77

（3）后罗拉速度nbr＝K₁(nfr)/(K) ＝15.1转/min

（4）根据输入的捻系数、卷装直径、纱管直径、锭子转速、升降动程、细纱号数、卷绕半角可分别计算出成型步进电机的正转速度、正转时间、反转速度、反转时间。

在纺纱时，计算机将根据计算出的数据变成指令去控制锭子电机、前后罗拉步进电机、成型步进电机。以上电机通过如图2所示的机械传动机构控制锭子、前、后罗拉的转速以及钢领板的升降速度，当纺纱总长度到达设定长度数值时，计算机发出落纱停车指令，完成一落纱的纺纱过程。

本发明完全改变了原有技术的操作、使用、调整方法，锭子速度、前、后罗拉速度、纱管成型全部由计算机数字控制，无级变速，操作方便灵活，纱管成型的参数随意可调，成型质量好，适于高速落筒、不脱圈。锭子速度根据纺纱需要，可设定不同的速度曲线，以适应小纱、中纱、大纱的纱线张力变化，达到断头少，质量高，生产效率高的目的。与现有技术相比每台细纱机省去齿轮，蜗轮蜗杆、行星减速器等机械器件340多种，省去钢领板升降电机一个，润滑油泵电机一个及其它定时定量润滑油控制系统，省去继电器20多个，相对应也给调整、维护保养带来很大方便，传动噪声大大减小。现有技术的机器纺纱工艺参数及机器运转状态无法显示，或者增加专用的参数显示仪，以传感器测量后用数码管显示各项参数。本发明不仅能方便的显示各项参数，还能显示各种曲线、图表，能根据设定选择不同的语言（中、英、日、俄）进行人机对话操作。经过计算机程序参数设定，还可纺变直径花样纱线。

Claims (4)

1、一种包括有计算机(8)、显示器(9)、键盘(10)、按钮(11)、复位键(12)、指示灯(13)、打印机接口(14)、RS-232C接口(15)、接触器(16)、清洁器吸风电机(17)、接触器(18)、清洁器行走电机(19)、接触器(20)和吸风电机(21)的数控细纱机，其特征是由增设了新的前罗拉传动装置、后罗拉传动装置、纱管成型装置和锭子传动装置所组成；前罗拉传动装置是由驱动器(49)、前罗拉步进电机(50)、带轮(51)、双面齿形带(52)、张紧带轮(53)、(54)、和左右前罗拉(55)、(56)所组成，驱动器(49)发出脉冲信号控制前罗拉步进电机50的转速、前罗拉步进电机(50)上装有带轮51，带轮(51)传动双面齿形带(52)，左右前罗拉(55)、(56)和张紧带轮(53)、(54)通过双面齿形带(52)传动；后罗拉传动装置是由驱动器(39)、后罗拉步进电机(40)、带轮(41)、双面齿形带(42)、张紧带轮(43)、(44)、左右后罗拉(45)、(46)和中罗拉(47)、(48)所组成，驱动器(39)发出脉冲信号控制后罗拉步进电机(40)的转速，后罗拉步进电机(40)上装有带轮(41)、带轮(41)传动双面齿形带(42)，左右后罗拉(45)、(46)和张紧带(43)、(44)通过双面齿形带(42)传动，中罗拉(47)、(48)通过齿轮由左右后罗拉(45)、(46)传动；纱管成型装置是由驱动器(22)、成型步进电机(23)、丝杆副(24)、链条拉杆(25)和钢领板(26)所组成，驱动器(22)发出脉冲信号控制成型步进电机(23)的转速，成型步进电机(23)连接丝杆副(24)，丝杆副(24)通过链条(25)和钢领(26)连接；锭子传动装置是由D/A变换器(27)、变频器(28)、锭子电机(29)、带轮(31)、单面齿形带(32)、主轴(33)、滚筒(59)、锭带(34)和锭子(35)所组成，由计算机输出的数据输入D/A变换器(27)、D/A变换器将变换后的模拟电压输入变频器(28)的模拟电压输入口，变频器(28)根据输入的电压控制锭子电机(29)，锭子电机(29)上装有带轮(31)、通过单面齿形带(32)和另一个带轮连接主轴(33)，主轴(33)上装有滚筒(59)，滚筒(59)和锭子的转动通过锭带(34)连接。

2、根据权利要求1所述的数控细纱机，其特征是在前罗拉上装有检测其转速的传感器（58），传感器（58）检测得到的信号通过速度反馈装置（57）反馈给计算机闭环控制。

3、根据权利要求1和2所述的数控细纱机，其特征是在前罗拉上装有检测其转速的传感器（38）、传感器（38）检测得到的信号通过速度反馈装置（37）反馈给计算机闭环控制。

4、根据权利要求1和3所述的数控细纱机，其特征是在锭子电机（29）传动主轴上装有检测其转速的传感器（30），传感器（30）检测得到的信号通过速度反馈装置（36）反馈给计算机闭环控制。

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