CN104097974A - 精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统及控制方法，主要包括拉力传感器（或磁感应行程开关）、气缸、气体缓冲器、导向轮、力臂、限位支架、安装支架等部件，气缸一端与拉力传感器轴向连接，另一端通过轴承固定在力臂上；气体缓冲器与气缸串联，用于控制气缸的压力；力臂的一端通过轴承固定在安装支架上形成支点，另一端固定有导向轮；被缠绕的织物通过导向轮送入缠绕系统；力臂穿过限位支架中的限位孔，起到限制力臂摆动幅度的作用。本发明结构简单，设置巧妙，控制原理简单、容易实现，可有效解决织物缠绕过程中织物拉应力的控制问题，提升织物在后续染整工艺中的质量。

Description

精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统及控制方法

技术领域

本发明涉及染色机械技术领域，具体涉及设计一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统及其控制方法。

背景技术

   目前，各种规格拉链、布带、绳带等织物及纱线的染色方式是将拉链、布带、绳带等织物及纱线卷绕在卷轴筒管上，然后利用卷轴筒管系统内部的流道将染液以一定的压力和流动速度穿透缠绕的拉链、布带、绳带等织物及纱线，从而达到染色的目的。在实际生产中，拉链、布带、绳带等织物及纱线缠绕在卷轴筒管上，缠绕过程中织物的拉应力通常没有进行合理控制，使得织物在进行染色之前处于不同的物理状态下（通常是拉应力不均匀），经常出现收缩不均匀、色花的情况。显然，这个问题是拉链、布带、绳带等织物及纱线染色中的重大瑕疵，应该避免。

    因此，为了解决拉链、布带、绳带等织物及纱线染色中出现的收缩不均匀、色花问题，有必要开发一种新型的织物拉应力调节系统，以使织物在染色之前的拉应力得到合理控制从而保证保证织物染色的质量，提高织物染色的效率和经济效益。

发明内容

为了解决上述问题，提出了一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统及控制方法，可通过中央控制控制气缸压强的方式有效控制织物缠绕过程中的拉应力，以提高织物在后续染整工艺中的质量，具体技术方案如下。

一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统，包括感应器件、气缸、气体缓冲器、导向轮、力臂、限位支架和安装支架，气缸一端与感应器件连接，另一端通过转动轴承固定在力臂上；气体缓冲器与气缸连接，通过气体缓冲器设定的气压以控制气缸的压力；力臂的一端通过转动轴承固定在安装支架上形成支点，另一端固定有导向轮；被缠绕的织物通过导向轮送入缠绕系统；力臂穿过限位支架中的限位孔，起到限制力臂摆动幅度的作用；所述限位支架安装在安装支架的侧壁上；所述气体缓冲器放置并固定在安装支架上；感应器件与气缸连接后安装在固定底座上，安装支架与固定底座通过螺栓固定在卷绕机上；所述固定底座及安装支架均与卷绕机的主架构进行固定连接，感应器件和气体缓冲器分别与卷绕机的控制器连接。

进一步实施的，感应器件为拉力传感器或磁感应行程开关，拉力传感器与所述气缸一端连接，拉力传感器安装在固定底座上；磁感应行程开关安装在气缸筒体上，感应气缸内安装的磁环，气缸安装在固定底座上。

上述一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统的控制方法是：根据控制精确度的要求通过以下方式之一进行控制： 方式                                               卷绕机带有的中央控制器接收来自拉力传感器的信号而感知气缸存在的拉力，根据缠绕织物的拉力要求而通过控制器调节气体缓冲器压缩空气的压力，控制气缸的拉力，从而达到拉力调节的目的；当织物出现拉力超出设定最高值时可即时停止卷绕机的收卷电机的动作并紧急刹车，能有效防止扯断或扯变形织物的问题；手动提前按计算的气缸拉力数值对应表设定气体缓冲器压缩空气的压力，控制气缸的拉力，气缸此时为全部缩到设定的最短状态，拉力传感器此时为自由拉紧状态，当织物的拉力拖动传感器时，卷绕机的中央控制器可接收来自拉力传感器的信号而感知织物存在的拉力，根据缠绕织物的拉力要求而通过控制收卷电机，控制织物的拉力，当织物出现拉力超出设定最高值时可即时停止收卷电机的动作并紧急刹车，能有效防止扯断或扯变形织物的问题；方式手动提前按计算的气缸拉力数值对应表设定气体缓冲器压缩空气的压力，控制气缸的拉力，气缸此时与力臂为预拉紧状态，拉力传感器取消不安装改为磁感应行程开关，当织物出现拉力超出气缸预先设定的拉力时气缸出现活动，磁感应行程开关收到信号，反馈给卷绕机的中央控制器，即时停止收卷电机的动作并紧急刹车，能有效防止扯断或扯变形织物的问题。

上述控制方法中，假定织物缠绕所需的拉力为F，导向轮到支点的力臂长度为L1，气缸到支点的力臂长度为L2，则拉力传感器的数值应为N=F*L1/L2；假定气缸的有效横截面积为S，则气缸的压强应为P=N/S；在卷绕机中根据织物的卷绕拉力设定传感器的拉力数值，从而通过中央控制器控制气缸压强，从而达到控制导向轮拉力的目的。

相对于现有技术，本发明具有以下优点和技术效果：

本发明的系统结构简单，布置巧妙，使用灵活方便，控制方法简单、容易实现，可有效解决织物缠绕过程中织物的拉应力，有效提高织物在后续染整工艺中的质量，提高织物染整的经济效益。

附图说明

图1是本发明的一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统的结构示意图。

图2是本发明的气动来料缓冲、拉力调节系统安装在一种精密智能卷绕机上的示意图。

1-拉力传感器（或磁感应行程开关）；2-气缸；3-气体缓冲器；4-安装支架；5-导向轮；6-力臂；7-限位支架；8-固定底座；9-支点。

 

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此，需指出的，以下仅作为实例，若有未特别详细说明的部件或过程，均是本领域技术人员可以参照现有技术实现的。

 如图1所示，一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统，主要包括拉力传感器（或磁感应行程开关）1、气缸2、气体缓冲器3、导向轮5、力臂6、限位支架7、安装支架4等部件，其特征在于：

气缸2一端与拉力传感器或磁感应行程开关1轴向连接如安装磁感应行程开关只需直接绑在气缸筒体上，感应气缸内安装的磁环，另一端通过转动轴承固定在力臂6上；气体缓冲器3与气缸2串联，用于控制气缸的压力；力臂6的一端通过转动轴承固定在安装支架4上形成支点9，另一端固定有导向轮5；被缠绕的织物通过导向轮5送入缠绕系统；力臂6穿过限位支架7中的限位孔，起到限制力臂摆动幅度的作用。拉力传感器或磁感应行程开关1安装在底座8上，安装支架4与固定底座8通过螺栓固定在卷绕机上。 

可根据客户对控制精确度的要求通过以下几种方式进行控制： 卷绕机的中央控制器可接收来自拉力传感器的信号而感知气缸存在的拉力，可根据缠绕织物的拉力要求而通过IP控制器调节（电器控制未画出）压缩空气的压力，控制气缸的拉力，从而达到拉力调节的目的。当织物出现拉力超出设定最高值时可即时停止收卷电机的动作并紧急刹车，能有效防止扯断或扯变形织物的问题。手动提前按计算的气缸拉力数值对应表设定压缩空气的压力，控制气缸的拉力，气缸此时为全部缩到最短状态，拉力传感器此时为自由为拉紧状态，当织物的拉力拖动传感器时，卷绕机的中央控制器可接收来自拉力传感器的信号而感知织物存在的拉力，可根据缠绕织物的拉力要求而通过控制收卷电机，控制织物的拉力，当织物出现拉力超出设定最高值时可即时停止收卷电机的动作并紧急刹车，能有效防止扯断或扯变形织物的问题。手动提前按计算的气缸拉力数值对应表设定压缩空气的压力，控制气缸的拉力，气缸此时与力臂6为预拉紧状态，拉力传感器取消不安装，改为磁感应行程开关，当织物出现拉力超出气缸预先设定的拉力时气缸出现活动，磁感应行程开关收到信号，反馈给卷绕机的中央控制器，即时停止收卷电机的动作并紧急刹车，能有效防止扯断或扯变形织物的问题。

假定织物缠绕所需的拉力为F，导向轮5到支点9的力臂长度为L1，气缸2到支点9的力臂长度为L2，则拉力传感器的数值应为N=F*L1/L2。假定气缸的有效横截面积为S，则气缸的压强应为P=N/S。因此，可在卷绕机中根据织物的卷绕拉力设定传感器的拉力数值，从而通过中央控制器控制气缸压强，从而达到控制导向轮拉力的目的。

如图2所示是本发明的气动来料缓冲、拉力调节系统A在一种精密智能卷绕机上的具体应用，其中力臂长度L1=400mm，力臂长度L2=140mm，气缸横截面积S=0.002m²。假定织物的缠绕拉力为1400牛，则根据上述控制方法，应该控制气缸的压强为2巴。实验效果表明，通过织物缠绕过程中拉应力的主动控制，可明显提升织物在后续印染过程中收缩均匀性等方面的质量。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统，其特征在于：包括感应器件（1）、气缸（2）、气体缓冲器（3）、导向轮（5）、力臂（6）、限位支架（7）和安装支架（4），气缸（2）一端与感应器件（1）连接，另一端通过转动轴承固定在力臂（6）上；气体缓冲器（3）与气缸（2）连接，通过气体缓冲器设定的气压以控制气缸的压力；力臂（6）的一端通过转动轴承固定在安装支架（4）上形成支点（9），另一端固定有导向轮（5）；被缠绕的织物通过导向轮（5）送入缠绕系统；力臂（6）穿过限位支架（7）中的限位孔，起到限制力臂摆动幅度的作用；所述限位支架（7）安装在安装支架（4）的侧壁上；所述气体缓冲器（3）放置并固定在安装支架（4）上；感应器件（1）与气缸（2）连接后安装在固定底座（8）上，安装支架（4）与固定底座（8）通过螺栓固定在卷绕机上；所述固定底座（8）及安装支架（4）均与卷绕机的主架构进行固定连接，感应器件（1）和气体缓冲器（3）分别与卷绕机的控制器连接。

2.根据权利要求1所述一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统，其特征在于：感应器件（1）为拉力传感器或磁感应行程开关，拉力传感器与所述气缸一端连接，拉力传感器安装在固定底座（8）上；磁感应行程开关（1）安装在气缸筒体上，感应气缸内安装的磁环，气缸安装在固定底座（8）上。

3.用于根据权利要求2所述的一种精密智能卷绕机气动来料缓冲、拉力调节系统的控制方法，其特征在于：根据控制精确度的要求通过以下方式之一进行控制： 方式                                               卷绕机带有的中央控制器接收来自拉力传感器的信号而感知气缸存在的拉力，根据缠绕织物的拉力要求而通过控制器调节气体缓冲器压缩空气的压力，控制气缸的拉力，从而达到拉力调节的目的；当织物出现拉力超出设定最高值时可即时停止卷绕机的收卷电机的动作并紧急刹车；手动提前按计算的气缸拉力数值对应表设定气体缓冲器压缩空气的压力，控制气缸的拉力，气缸此时为全部缩到设定的最短状态，拉力传感器此时为自由拉紧状态，当织物的拉力拖动传感器时，卷绕机的中央控制器可接收来自拉力传感器的信号而感知织物存在的拉力，根据缠绕织物的拉力要求而通过控制收卷电机，控制织物的拉力，当织物出现拉力超出设定最高值时可即时停止收卷电机的动作并紧急刹车；方式手动提前按计算的气缸拉力数值对应表设定气体缓冲器压缩空气的压力，控制气缸的拉力，气缸此时与力臂（6）为预拉紧状态，拉力传感器取消不安装改为磁感应行程开关，当织物出现拉力超出气缸预先设定的拉力时气缸出现活动，磁感应行程开关收到信号，反馈给卷绕机的中央控制器，即时停止收卷电机的动作并紧急刹车。

4.根据权利要求3的控制方法，其特征在于：假定织物缠绕所需的拉力为F，导向轮（5）到支点（9）的力臂长度为L1，气缸（2）到支点（9）的力臂长度为L2，则拉力传感器的数值应为N=F*L1/L2；假定气缸的有效横截面积为S，则气缸的压强应为P=N/S；在卷绕机中根据织物的卷绕拉力设定传感器的拉力数值，从而通过中央控制器控制气缸压强，从而达到控制导向轮拉力的目的。