CN104032456B - 一种总线式实时纬线张力自动调节装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种总线式实时纬线张力自动调节装置及其方法，其距离调节滑块安装于距离调节滑道上，其上设有一纬向滑道；距离调节电机固持于距离调节滑道上，其驱动距离调节滑块运动；张力调节滑块安装于纬向滑道上；张力调节电机固持于距离调节滑块上，其驱动张力调节滑块运动；固定杆固持于张力调节滑块上；弹簧连接块、纱线夹持电机、U形纱线夹持板的下臂分别固持于固定杆上；且于弹簧连接块和U形纱线夹持板的上臂之间抵接有一弹簧；纱线夹持电机的一端设有一位于U形纱线夹持板的上臂和下臂之间的弹性凸轮。本发明能够对纱线的张力进行实时检测的同时通过控制单元控制电机的运动，并结合张力调节闭环，达到对纱线张力进行监测调节的目的。

Description

一种总线式实时纬线张力自动调节装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种总线式实时纬线张力自动调节装置及其方法，具体涉及一种由多自由度台、电机以及控制单元组成的纬纱张力调节装置以及实时检测与反馈的闭环调节方法。

背景技术

在纺织品织造过程中，可以通过调节经纱张力来改变织物的力学特性。但是在平面织物的形成过程中，经纱和纬纱相互之间交织，在交汇点上产生接触，形成相互之间的正压力，在该压力的作用下，纱线产生形变和应力来到达织物的平衡状态，同时纱线上也会有受到因正压力所产生线间摩擦，这些要素相互作用，使织物表面具备了不同的力学特性。

随着近年来复合材料应用的日益广泛，也对织物的力学特性均匀性提出了更高的要求。由于织造过程中在完成引纬动作之后，纬线两端处于自由松弛，在伴随着织口闭合的打纬过程中，纬线上产生应力来平衡经纱的作用力，处于中间位置的纬线部分由于两边经纱众多，所以较难收缩，因此其内部应力较大，通过夹持在纬线中部的经纱也由于纬线的作用，无法达到拉直状态，从而在与纬线接触的位置上产生了一个小的弯曲；而处于两边位置的纬线由于在自由端上没有力的作用，因此纬线边缘会在内部应力的作用力被拉入织物组织，产生较明显的弯曲，同时这些位置上的经纱由于没有纬线上的张力作用，在送经轴和卷取轴两端的拉力作用下处于拉直状态。因此，随着织入纬线数量的增加，在织物的中间位置的经纱的伸长量将远大于边缘位置上的伸长量，若所织经纱为弹性较小的材料，则很有可能造成中间经纱断裂，使织造无法顺利完成。

因此，为了避免在织造过程中因纬线张力不可控，导致织物力学特性差异，确有必要提供一种先进的总线式实时纬线张力自动调节装置及其方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种总线式实时纬线张力自动调节装置。

本发明的另一目的在于提供一种总线式实时纬线张力自动调节方法。

为实现上述第一目的，本发明采用的技术方案为：一种总线式实时纬线张力自动调节装置，其包括距离调节滑道、距离调节滑块、距离调节电机、张力调节滑块、张力调节电机、固定杆、U形纱线夹持板、弹簧连接块、纱线夹持电机以及弹性凸轮；其中，所述距离调节滑块安装于距离调节滑道上，其上设有一纬向滑道；所述距离调节电机固持于距离调节滑道上，其通过曲柄和连杆驱动距离调节滑块沿距离调节滑道运动；所述张力调节滑块安装于纬向滑道上；所述张力调节电机固持于距离调节滑块上，其通过一丝杆驱动张力调节滑块沿纬向滑道运动；所述固定杆竖直固持于张力调节滑块上；所述弹簧连接块、纱线夹持电机、U形纱线夹持板的下臂分别固持于固定杆上；且于弹簧连接块和U形纱线夹持板的上臂之间抵接有一弹簧；所述纱线夹持电机的一端设有一弹性凸轮，该弹性凸轮位于U形纱线夹持板的上臂和下臂之间。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置进一步设置为：于所述距离调节滑块上固定有一纱线夹持座以及一纱线张力检测传感器，所述纱线夹持座位于U形纱线夹持板的下方，所述纱线张力检测传感器位于纱线夹持座的一侧。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置进一步设置为：于所述纱线夹持电机外套有一电机套。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置进一步设置为：所述距离调节电机、张力调节电机、纱线夹持电机连接至一控制单元上，所述控制单元通过通讯总线和织机控制系统连接。

为实现上述第二目的，本发明采用的技术方案为：一种总线式实时纬线张力自动调节方法，其包括如下步骤：

1)，控制单元通过通讯总线，获得织机控制系统的引纬动作完成信号，及时发出控制信号，首先控制距离调节电机转动角度α，纱线张力检测传感器接触到纬纱，

2)，之后使纱线夹持电机转动角度β，从而使弹性凸轮与U形纱线夹持板的下臂接触，远离其上臂，从而夹紧纱线；

3)，纱线张力检测传感器将纱线的张力值转换成电压值，控制单元读取张力值，与织机控制系统设置的预设值进行对比；张力调节电机运动角度γ，控制单元实时的检测张力值，并与预设值对比，若此时张力值与预设值接近，达到允许误差范围，张力调节电机停止转动，否则张力调节电机继续运动角度γ，依此形成张力调节闭环，使纱线张力值达到预设值。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置及其方法通过机械结构、电机和控制单元的结合，能够对纱线的张力进行实时的检测的同时通过控制单元控制电机的运动，并结合张力调节闭环，达到对纱线的张力进行监测调节的目的，从而一方面实现对纱线的准确的夹持，另一方面提高纱线张力控制的精度。

附图说明

图1是本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置的立体图。

图2是本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置未安装弹簧连接块时的另一视角立体图。

图3是本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置的控制原理图。

图4是本发明的总线式实时纬线张力自动调节方法的流程图。

具体实施方式

请参阅说明书附图1至附图4所示，本发明为一种总线式实时纬线张力自动调节装置，其由距离调节滑道1、距离调节滑块2、距离调节电机3、张力调节滑块4、张力调节电机5、固定杆6、U形纱线夹持板7、弹簧连接块8、纱线夹持电机9以及弹性凸轮17等几部分组成。

其中，所述距离调节滑道1固定于纺织机械(未图示)上。所述距离调节滑块2安装于距离调节滑道1上，其上设有一纬向滑道11。所述距离调节电机3固持于距离调节滑道1上，其通过曲柄12和连杆13驱动距离调节滑块2沿距离调节滑道1运动，具体的说是沿着垂直于纬纱方向上运动。

所述张力调节滑块4安装于纬向滑道11上。所述张力调节电机5固持于距离调节滑块2上，其通过一丝杆14驱动张力调节滑块4沿纬向滑道11运动，从而对纬纱的张力进行调节。

所述固定杆6通过螺纹竖直固持于张力调节滑块4上。所述弹簧连接块8、纱线夹持电机9、U形纱线夹持板7的下臂分别固持于固定杆6上。且于弹簧连接块8和U形纱线夹持板7的上臂之间抵接有一弹簧15。所述纱线夹持电机9外套有一电机套16，该纱线夹持电机9一端设有一弹性凸轮17，该弹性凸轮17位于U形纱线夹持板7的上臂和下臂之间。通过弹性凸轮17转动，使U形纱线夹持板7上下运动，达到松开与夹紧纬纱的目的。

于所述距离调节滑块2上还固定有一纱线夹持座18以及一纱线张力检测传感器19，所述纱线夹持座18位于U形纱线夹持板7的下方，所述纱线张力检测传感器19位于纱线夹持座18的一侧。

进一步的，所述距离调节电机3、张力调节电机5、纱线夹持电机9连接至一控制单元20上，所述控制单元20通过通讯总线和织机控制系统21连接。所述控制单元20可以独立的驱动距离调节电机3、张力调节电机5、纱线夹持电机9，还能够以约定的协议与织机控制系统21进行通讯，获得设置纬纱张力目标值，以及将纱线张力实时传输给织机控制系统。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置中的距离调节电机3、张力调节电机5、纱线夹持电机9均可采用步进电机，由高速脉冲控制，可进行准确的定位，使位置控制精度高，同时在使用高精度的纱线张力检测传感器19时，也可对提高纬纱张力控制的精度。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置的控制单元20具有断电记忆功能，在系统突然断电时，控制单元20会将装置当前的状态进行保存，如距离调节电机3、张力调节电机5、纱线夹持电机9均可采用步进电机的位置，目标张力值等。系统重启之后，控制单元20根据之前保存的电机的状态值，将距离调节电机3、张力调节电机5、纱线夹持电机9进行复位，回到初始状态。从而不影响织机的重新启动，快速的进入运转状态。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节装置安装于纺织机械纬纱首尾两端，调节张力时，两装置上的张力调节电机5同时转动，对于张力调节的时间减小约一半。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节方法，其包括如下步骤：

1)，控制单元20通过通讯总线，获得织机控制系统21的引纬动作完成信号，及时发出控制信号，首先控制距离调节电机3转动角度α，纱线张力检测传感器19接触到纬纱，

2)，之后使纱线夹持电机9转动角度β，从而使弹性凸轮17与U形纱线夹持板7的下臂接触，远离其上臂，从而夹紧纱线；

3)，纱线张力检测传感器19将纱线的张力值转换成电压值，控制单元20读取张力值，与织机控制系统21设置的预设值进行对比；开始时由于纱线处于自由状态，张力小于预设值，张力调节电机5运动角度γ，控制单元20实时的检测张力值，并与预设值对比，若此时张力值与预设值接近，达到允许误差范围，张力调节电机5停止转动，否则张力调节电机5继续运动角度γ，依此形成张力调节闭环，使纱线张力值达到预设值。

本发明的总线式实时纬线张力自动调节方法采用控制单元调节闭环，由于纱线的弹性系数小，而且纬纱一般所需张力值较小，很快就会达到稳定，使张力调节电机5停止转动。

在打纬动作完成之后，纺织机械自动剪断纬纱，同时距离调节电机3、纱线夹持电机9、张力调节电机5根据所转过的角度进行复位，即同时反方向转动由于调节张力时所转过的角度，恢复到初始位置。由于三个电机复位时可同时运动，减少了装置运动的时间，可使织机快速的进入下一动作状态。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种总线式实时纬线张力自动调节装置，其特征在于：包括距离调节滑道、距离调节滑块、距离调节电机、张力调节滑块、张力调节电机、固定杆、U形纱线夹持板、弹簧连接块、纱线夹持电机以及弹性凸轮；其中，所述距离调节滑块安装于距离调节滑道上，其上设有一纬向滑道；所述距离调节电机固持于距离调节滑道上，其通过曲柄和连杆驱动距离调节滑块沿距离调节滑道运动；所述张力调节滑块安装于纬向滑道上；所述张力调节电机固持于距离调节滑块上，其通过一丝杆驱动张力调节滑块沿纬向滑道运动；所述固定杆竖直固持于张力调节滑块上；所述弹簧连接块、纱线夹持电机、U形纱线夹持板的下臂分别固持于固定杆上；且于弹簧连接块和U形纱线夹持板的上臂之间抵接有一弹簧；所述纱线夹持电机的一端设有一弹性凸轮，该弹性凸轮位于U形纱线夹持板的上臂和下臂之间。

2.如权利要求1所述的总线式实时纬线张力自动调节装置，其特征在于：于所述距离调节滑块上固定有一纱线夹持座以及一纱线张力检测传感器，所述纱线夹持座位于U形纱线夹持板的下方，所述纱线张力检测传感器位于纱线夹持座的一侧。

3.如权利要求2所述的总线式实时纬线张力自动调节装置，其特征在于：于所述纱线夹持电机外套有一电机套。

4.如权利要求3所述的总线式实时纬线张力自动调节装置，其特征在于：所述距离调节电机、张力调节电机、纱线夹持电机连接至一控制单元上，所述控制单元通过通讯总线和织机控制系统连接。

5.一种采用如权利要求4所述的总线式实时纬线张力自动调节装置的纬线张力自动调节方法，其特征在于：包括如下步骤：

1），控制单元通过通讯总线，获得织机控制系统的引纬动作完成信号，及时发出控制信号，首先控制距离调节电机转动角度α，纱线张力检测传感器接触到纬纱，

2），之后使纱线夹持电机转动角度β，从而使弹性凸轮与U形纱线夹持板的下臂接触，远离其上臂，从而夹紧纱线；

3），纱线张力检测传感器将纱线的张力值转换成电压值，控制单元读取张力值，与织机控制系统设置的预设值进行对比；张力调节电机运动角度γ，控制单元实时的检测张力值，并与预设值对比，若此时张力值与预设值接近，达到允许误差范围，张力调节电机停止转动，否则张力调节电机继续运动角度γ，依此形成张力调节闭环，使纱线张力值达到预设值。