CN103451783B - 断裂后在自由端纺纱机的工作站使纱线生头的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断裂后在自由端纺纱机的工作站使纱线生头的方法和设备。一种断裂后在自由端纺纱机的操作单元使纱线生头的方法，所述操作单元装配有控制单元、以及至少纤维纱条的供应设备和纺出纱线的牵拉机构的独立驱动机构，该方法包括纱线生头的准备步骤、用于生头的纺纱转杯的准备步骤以及由控制单元控制的最终生头步骤，至少包括开始将纱条供应到挑出设备中、使生头纱线的端部下落到纺纱转杯的凝聚槽上、使卷绕筒管开始朝向驱动罗拉运动、以及开始牵拉和卷绕纱线，其中根据纺出纱线的牵拉速度来控制纱条的输送速度。根据卷绕筒管的形状和当前重量和/或卷绕筒管的当前惯性力矩，来控制最终生头步骤的开始和程序。

Description

断裂后在自由端纺纱机的工作站使纱线生头的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种断裂后在自由端纺纱机的工作站使纱线生头的方法，所述工作站装配有控制单元、以及至少纱条的供应设备和纺出纱线的牵拉机构的独立驱动机构，该方法包括纱线生头的准备步骤、用于生头的纺纱转杯的准备步骤以及最终生头步骤，至少包括开始将纤维纱条供应到挑出设备中、将挑出纤维供给到纺纱转杯中、使生头纱线的端部下落到纺纱转杯的凝聚槽上、使卷绕筒管开始朝向驱动罗拉运动、以及开始牵拉和卷绕纱线，其中根据纺出纱线的牵拉速度来控制纤维纱条的输送速度。

本发明还涉及一种用于断裂后在自由端纺纱机的操作单元使纱线生头的设备，该设备包括：具有纺纱转杯的纺纱单元；纱条的供应设备；纺出纱线的牵拉机构；纺出纱线的卷绕设备，其中卷绕筒管放置在筒管架的摆臂中；控制单元；以及用于监控纱线的存在和质量的部件，其中至少纱条的供应设备和纺出纱线的牵拉机构装配有与控制单元联接的独立驱动马达，并且摆臂设置有与控制单元联接的摆臂的位置控制部件。

背景技术

纱线断裂因为既降低了机器的生产率又降低了纱线质量，所以在纺纱过程中意味着非常不期望的混乱。尽可能地缩短生头所需要的时间并且实现接头不被归类为会妨碍其使用的纱线缺陷的状态是重要的，接头即在断裂前纺出的纱线接在断裂后新纺出的纱线上的部分。

一些现代的自由端转杯纺纱机采用纱条供给设备将纤维供应到挑出设备中的纺纱单元，并且纺出纱线的牵拉机构不由纺纱机在一排中彼此相邻定位的多个纺纱单元共用的驱动机构驱动。这些设备的独立驱动机构使得每个操作单元能够单独地适于被处理纱条的类型和/或所需要的纺出纱线类型。

在断裂后，生头处理通过从最终卷绕筒管展开一定长度的已经纺出纱线并且通过将其端部经由牵拉机构引入到纺纱转杯中而开始。公知的一系列生头操作需要以下时刻的特定同步性：纺纱转杯与机器的中央驱动器连接的时刻；通过起动独立驱动马达来开始将纱条供应到挑出设备中的时刻；使来自最终筒管的纺出纱线的端部下落到纺纱转杯的凝聚槽上的时刻；将卷绕设备与机器的中央驱动器连接的时刻；以及通过发动独立驱动马达来开始牵拉纺出纱线的时刻。

实现所需要的单独生头步骤的同步在该技术领域中是许多技术方案的目标。例如，文献CZ PV 2006-507 A3解决了在纱线断裂后的生头重新开始期间将纱条供给到开松设备以及从纱线产生的区域牵拉纺出纱线的时机。与纤维纱条供应同时，以受控速度将纱线牵拉的方向反转，从而在将端部沿着相反方向引入到纱线产品的部分中的时刻，纱线开始被牵拉和卷绕。在纱线牵拉加速期间，变更纱条供给的速度，直到达到牵拉的操作工艺速度。

在断裂后使纱线生头的具体问题是由于在具体时刻卷绕在卷绕筒管上的纱线的量变化而发生纱线断裂的事实。因此卷绕筒管与纱线的当前重量并且当然其惯性力矩在各种分别的情况下不同。通过给出使承载卷绕筒管的臂移动的指令以便于实现与运转的驱动罗拉的圆周的接触，来以公知方式启动纱线的开始卷绕，其中驱动罗拉安装在机器的彼此相邻定位的一排操作单元共用的轴上。指令与实现接触之间的间隔取决于筒管的重量，从而相对于臂机构的布置，该间隔不与筒管的瞬时重量成比例。纺出纱线的卷绕的实际开始被延迟。

与在断裂的时刻筒管已经填充得非常少的情况相比，如果筒管几乎是满的，则由于其惯性力矩，使得卷绕筒管从其与驱动罗拉接触的时刻至达到操作速度的发动期间更长。这样在牵拉机构和卷绕设备之间产生松弛的临时过多纱线，即使借助已知的减压补偿器也不能令人满意地解决这个问题。

文献CZ PV 2005-376解决了这个问题。控制单元在开始生头处理之后给出指令，来使具有筒管的摆臂下沉到卷绕设备的驱动罗拉上，使具有筒管的摆臂下沉到卷绕设备的驱动罗拉上与开始从纺纱转杯牵拉纱线之间的时间间隔根据卷绕筒管的当前重量来选择。当前卷绕筒管自身的更高重量通常加速筒管在驱动罗拉上的运动。然而，在落下之后，由驱动罗拉承载的筒管开始运转，并且是惯性力反作用于筒管的加速并且达到其工艺速度，所述惯性力的特征不仅在于卷绕筒管的重量而且特别在于筒管关于其旋转轴线的重量配置。因为筒管的重量配置受到其形状的影响，即受到它是圆柱形还是圆锥形筒管的事实的影响，所以甚至这个方案也没有提供最佳的同步。

生头操作的不准确时机的另一个后果是接头的质量较差，接头即已经纺出的纱线的端部与新纺出的纱线连接的地方。

发明内容

本发明的目标在于消除或者至少基本上减少现有技术关于纱条实际开始供给到开松设备中的时机、纺纱、牵拉和卷绕纺出纱线的缺点。

本发明的目标由一种方法来实现，其原理在于根据卷绕筒管的形状和当前重量和/或卷绕筒管的当前惯性力矩，来控制最终生头步骤的开始和时序。因此，尽管卷绕筒管的重量改变，但是实现了相同的接头质量。

根据本发明的方法的其他优点根据本申请的优选实施例获得。

根据本发明的设备的原理在于，控制单元装配有和/或联接有用于连续监控纺出纱线的卷绕长度的部件，并且包括用于将纺出纱线的即时长度转换为表征卷绕筒管的当前惯性力矩的数量的部件，其中使用该量来控制纺出纱线的牵拉机构的驱动马达、筒管架的摆臂的位置控制部件、以及纱条供给设备的驱动马达。

附图说明

实施例的示例在附图中示意性地示出，其中图1表示自由端纺纱机的工作站，以及图2表示控制最终生头步骤的图表。

附图标记说明

1 工作站

10 工作站的框架

101 机器的中央减压通道

102 销（使纺纱单元相对于工作站的框架倾斜）

11 纺出纱线

12 纺纱转杯

13 挑出设备

131 （开松设备的）精梳罗拉

132 纤维的圆周通道

133 挑出的纤维的供给（到纺纱转杯中的）通道

134 （从开松设备）去除杂物的通道

135 （用于临时引导纤维远离纺纱转杯的）通道

136 （用于临时引导纤维远离纺纱转杯的通道的）止动阀

137 机器的中央增压通道

14 纱条供给设备

141 （纱条供给设备的）驱动罗拉

142 （纱条供给设备的）驱动马达

143 （纱条供给设备的）加压罗拉

15 纱线牵拉通道

2 纱条

21 纺纱筒

3 纱线牵拉机构

31 （纱线牵拉机构的）驱动罗拉

32 （纱线牵拉机构的）驱动马达

33 （纱线牵拉机构的）加压罗拉

4 卷绕设备

41 卷绕筒管

42 （卷绕设备的）驱动罗拉

43 筒管架的臂

44 筒管架的臂的位置控制部件

5 纱线偏转部件

6 操作单元的控制单元

NA 卷绕设备的速度程序

NA1 开始起动筒管架的臂

NA2 卷绕筒管的圆周与卷绕设备的驱动罗拉接触

OD 牵拉机构的速度程序

OD1 沿着相反方向启动牵拉机构（开始使生头纱线的端部下落在生头转杯的凝聚槽上）

OD2 使沿着相反方向行进的牵拉机构停止

OD3 沿着牵拉方向启动牵拉机构

OD4 达到牵拉设备沿着牵拉方向的稳定运转

OV 止动阀工作用于引导纤维远离纺纱转杯

OV1 开始引导纤维远离纺纱转杯

OV2 结束引导纤维远离纺纱转杯

PF 生头的准备阶段

PZ 使临时减压纱线容器工作

PZ1 将容器与减压源连接

PZ2 使容器与减压源断开

RO 纺纱转杯的速度程序

RO1 起动纺纱转杯

RO2 使纺纱转杯达到稳定运转

RRO 纺纱转杯的运转斜坡

ROD 牵拉机构的运转斜坡

SJ 纺纱单元的位置变化程序

SJ1 关闭纺纱单元

X 纱线断裂的时刻（从精梳罗拉牵拉纤维须）

ZA 生头阶段。

具体实施方式

自由端纺纱机的工作站包括用于从纱条2纺出纱线11的纺纱单元1，纱条2位于放置在纺纱筒21中的工作站处。在机器的框架10中的纺纱单元1上方布置有纺出纱线11的牵拉机构3以及具有最终卷绕筒管41的卷绕设备4。在纱线11的牵拉机构3与卷绕设备4之间布置有纱线11的偏转纺纱部件5。

在纺纱单元1中布置有借助未示出的带传动器与未示出的驱动罗拉联接的纺纱转杯12，驱动罗拉由沿着纺纱机放置的轴形成并且对于一排工作站的纺纱转杯12是共用的。

在纺纱单元1中的纺纱转杯12的前方布置有开松设备13，其包括由另一个未示出驱动罗拉驱动的精梳罗拉131，另一个未示出驱动罗拉由沿着纺纱机放置的轴形成并且对于一排工作站的精梳罗拉131是共用的。在纺纱单元1的入口处定位有纱条2的供给设备14，供给设备14由与独立驱动步进马达142联接的驱动罗拉141及加压罗拉143构成。

开松设备的圆周通道132将纱条的供给设备14的通向开松设备的出口与通向纺纱转杯12的挑出纤维的供给通道133互相连接。从纤维的圆周通道132的工作端部在适当的位置伸出与机器的中央减压通道101连接的杂物去除通道134。用于从圆周通道132临时引导纤维远离纺纱转杯12的公知设备也分配给开松设备13。该设备借由止动阀136通过通道135与机器的中央增压通道137连接。

纺纱单元1以可绕着销102倾斜的公知方式放置在工作站的框架10中。

沿着纺纱转杯12的轴线以公知方式布置有纺出纱线11的未示出牵拉漏斗，其由纱线11的牵拉通道15连结。

纺出纱线11的牵拉机构3包括与独立驱动马达32的出口连接的驱动罗拉31及加压罗拉33。在实施例的示例中有利地使用电子整流马达（BLDC）。

卷绕设备4由驱动罗拉42驱动，驱动罗拉42安装在沿着纺纱机的轴上并且对于一排工作站的卷绕设备4是共用的。卷绕筒管41以公知方式放置在筒管架的臂43中，臂43使筒管能够倾斜到卷绕圆周与驱动罗拉42接触的位置。在示例性实施例中，使用电磁铁作为筒管架的臂的位置控制部件44。

在纱线11的偏转纺纱部件5和卷绕设备4之间沿着卷绕筒管41的轴线布置有未示出的公知纱线往复设备11。使用偏转纺纱部件5的带轮的运动来使纱线11远离往复设备偏转，并且它还全部或部分地产生了生头所需要的备用纱线长度11。

所述设备还可以与公知的未示出减压纱线容器配合，然而本发明提供的可能性降低了其重要性。

操作单元的一部分是与机器的未示出中央控制系统联接的控制单元6。

控制单元的输入部从倾斜且闭合的纺纱单元1的未示出位置传感器、以及纱线11的未示出存在传感器或存在及质量传感器，接收关于卷绕筒管41的形状和当前重量的信息、关于卷绕筒管41的速度的信息、关于筒管架的臂43的位置的信息、关于纱条2的挑出设备（singling-out device）13的马达142及纱线11的牵拉机构3的马达32的运转模式的信息。控制单元6的输出部与操作单元的主动控制部件互相连接，即与筒管架的臂43的位置控制部件44、纤维纱条2的供应设备13的电动马达142、纱线11的牵拉机构3的电动马达32、将通道135与机器的中央增压通道137连接的止动阀136、及纱线11的偏转纺纱部件5的驱动系统互相连接。

图2表示在生头处理期间由根据本发明的设备实施的操作的时间序列。由主动参与生头的单个部件执行的操作程序称为程序SJ（纺纱单元1）、RO（纺纱转杯12）、PZ（临时减压纱线容器11）、OV（引导纤维远离纺纱转杯）、PP（纱条2的开松设备14）、OD（纱线11的牵拉机构3）以及NA（卷绕设备4）。图表的水平轴代表生头的运转时间t，而竖直轴代表上述部件的执行速度v。

图表分成多个时间阶段，包括执行公知的准备操作的准备阶段PF，即准备纱线和纺纱转杯用于生头；以及生头处理阶段ZA。

在准备阶段PF之前，在纱条2的供给设备14的操作PP期间，示出了在纱线断裂的时刻X实施的纱条的反向运动，以便于防止对“纤维须”造成破坏，这在与旋转的精梳罗拉131接触时会发生。

如果所述设备设置有在图1中未示出的减压纱线容器，那么在准备阶段PF结束之前的时间点PZ1，容器通过与机器的减压源连接而被激活。

生头处理ZA本身从纺纱单元1的关闭时刻、或者从纺纱单元1的开始关闭时刻开始，或者在纺纱单元1的关闭期间开始。在图表中该时间点在时间轴上由参考标记SJ1指示。通过关闭纺纱单元1，使纺纱转杯12与中央驱动器连接，并且纺纱转杯12开始在斜坡RR0上运转（时间点RO1）。同时挑出设备13的精梳罗拉131开始运转。因此在实践中与时间点SJ1同时的时间点OV1，打开从机器的中央增压通道137的压缩空气输送的止动阀136，由此使得在纱条2的开松设备14起动之后附着在精梳罗拉131中的纤维、或者视具体情况而定来到精梳罗拉131上的纤维，以公知方式从开松设备13的圆周通道132远离转杯12被引导到杂质去除通道中。

在纺纱转杯12开始运转之后，在时间点PP1时，由于纱条的驱动罗拉141的更高速度，使得纱条2的须实现与开松设备13的精梳罗拉131的圆周接触，于是纱条2的供给速度下降一段短时间以达到稳定状态的值，并且然后再次上升，由此从时间点PP2起，以与稳定操作速度对应的恒定速度供应纱条2。通过纤维纱条2的供给设备14的输送速度的短时间下降和上升（其可以在时间间隔PP1到PP2内反复地实施），消除了纱条2的变弱，其是生头处理中代表性的并且会导致被供应纤维2的不连续性。

与此同时，在间隔OD1（直到时间点OD2）期间，纱线的牵拉机构3的马达32开始沿着相反的旋转方向运转较短时间，并且使纺出纱线11的端部通过牵拉通道15下落到纺纱转杯12的凝聚槽上。在纺纱转杯12中挑出纤维开始被纺到纺出纱线11的端部。

在时间间隔OD1到OD2内，在时间点NA1给出朝向驱动罗拉42致动卷绕筒管41的筒管架的臂43的信号，于是在时间点OD3，沿着纱线11的牵拉方向启动牵拉机构3的马达32。马达32开始在斜坡ROD上运转。

几乎与此同时，纺纱转杯12获得操作速度（时间点RO2），并且从机器的中央增压通道137供应压缩空气的止动阀136闭合（时间点OV2），于是完成了引导挑出纤维远离纺纱转杯12，并且将挑出纤维引导到纺纱转杯12中。

当卷绕筒管41的圆周落在卷绕设备4的驱动罗拉42上时，近似在时间点（NA2），牵拉机构3达到其稳定操作速度（时间点OD4）。在实践中同时（时间点PZ2）临时减压纱线容器与减压源断开。生头处理完成。

显然在操作单元装配有其所有操作设备的单个驱动机构的情况中，可以利用纺出纱线的牵拉机构3和纱条2的供给设备14，它们与控制单元6互相联接。此后可以由特殊的控制部件例如由未示出的手动按钮启动生头，纺纱单元已经关闭。

纱条2的供给设备14和纺出纱线11的牵拉机构3的独立驱动马达与筒管架的臂43的位置控制部件配合允许借由控制单元6精确地控制生头处理。控制单元6使用关于卷绕筒管41的形状和当前重量和/或当前惯性力矩的信息，用于控制供给设备14和牵拉机构3的驱动马达的起动时刻，并且控制它们的起动程序（时间间隔PP1到PP2、斜坡ROD）。当在控制牵拉机构3和卷绕设备4之后，适当地改变卷绕在卷绕筒管41上的纱线11的往复设备的操作时，是有效的。

通过牵拉机构3和卷绕设备4的同步，因为降低了对临时纱线容器的需求，所以能够补偿在生头期间在这些设备之间纱线11的松弛，临时纱线容器可以具有减小的长度或者不需要安装在操作单元处，如在示出的示例性实施例中的情况那样。

显著的益处是改进了接头质量，因为通过协调将纱条2供给到挑出设备13中和纺纱转杯12的运转斜坡RRO以及牵拉机构3的运转斜坡ROD，还能够实现纺出纱线11的最佳捻度水平。

Claims (7)

1.一种断裂后在自由端纺纱机的操作单元使纱线生头的方法，所述操作单元装配有控制单元（6）、以及至少纱条（2）的供应设备（14）的独立驱动机构和纺出纱线（11）的牵拉机构（3）的独立驱动机构，该方法包括纱线（11）生头的准备步骤、用于生头的纺纱转杯（12）的准备步骤以及最终生头步骤，至少包括开始将纱条（2）供应到挑出设备（13）中、将挑出纤维输送到纺纱转杯（12）中、使生头纱线（11）的端部下落到纺纱转杯（12）的凝聚槽上、使卷绕筒管（41）开始朝向驱动罗拉（42）运动、以及开始牵拉和卷绕纱线（11），其中根据纺出纱线（11）的牵拉速度来控制纱条（2）的输送速度，其特征在于，根据卷绕筒管（41）的形状和当前重量和/或卷绕筒管（41）的当前惯性力矩，来控制最终生头步骤的开始和程序。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据断裂前在卷绕期间获得的关于当前卷绕的纱线（11）的长度的信息，由控制单元（6）计算当前重量和/或当前惯性力矩，其中当前惯性力矩的计算也包括卷绕筒管（41）的形状。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在卷绕期间由控制单元（6）连续地计算当前重量和/或当前惯性力矩。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在纱线（11）断裂后由控制单元（6）计算当前重量和/或当前惯性力矩。

5.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其特征在于，与关闭纺纱单元（1）的时刻和/或开始关闭纺纱单元（1）的时刻和/或在关闭纺纱单元（1）期间选择的时刻相关地实施一系列最终生头步骤的开始及其同步性。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，当纺纱单元（1）处于关闭时，通过手动控制来启动一系列最终生头步骤的开始及其同步性。

7.一种用于断裂后在自由端纺纱机的工作站使纱线生头的设备，该设备包括：具有纺纱转杯的纺纱单元（1）；纤维纱条（2）的供应设备（14）；纺出纱线（11）的牵拉机构（3）；纺出纱线（11）的卷绕设备（4），其中卷绕筒管（41）放置在筒管架的摆臂（43）中；控制单元（6）；以及用于监控纱线的存在和质量的部件，其中至少纤维纱条（2）的供应设备（14）和纺出纱线（11）的牵拉机构（3）装配有与控制单元（6）联接的独立驱动马达（142、32），并且筒管架的摆臂（43）设置有与控制单元联接的摆臂（43）的位置控制部件，其特征在于，控制单元（6）装配有和/或联接有用于连续监控纺出纱线（11）的卷绕长度的部件，并且包括用于将纺出纱线（11）的瞬时卷绕长度转换为表征卷绕筒管（41）的当前惯性力矩的数量的部件，其中使用表征当前惯性力矩的量来控制纺出纱线（11）的牵拉机构（3）的驱动马达（32）、卷绕筒管（41）的筒管架的摆臂（43）的位置控制部件（44）、以及纤维纱条（2）的供应设备（14）的驱动马达（142）。