CN107988738B - 一种染纱机主动退绕系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种染纱机主动退绕系统及方法，涉及染纱机工艺控制领域，该方法为预设标准张力，实时检测退绕张力，根据标准张力和退绕张力计算退绕轴卷径的矫正值；获取实时退绕轴卷径，并根据所述矫正值计算退绕轴卷径的目标值，根据退绕轴卷径的目标值计算需求退绕速度，并动态调整退绕速度，使退绕速度趋近退绕速度的目标值。经过实时的将纱线退绕的张紧程度实时保持纱线需求的张紧程度，使得染纱机能够在较高进度和较高稳定性的状态下退绕纱线。

Description

一种染纱机主动退绕系统及方法
技术领域
本发明涉及纱线退绕工艺控制领域，具体涉及一种染纱机主动退绕系统及方法。
背景技术
传统染纱机中一般在退绕纱线过程中设置退绕轴和接受纱线的电机速度相同，但是随着退绕轴或者电机的振动，它们之间的纱线会逐渐趋于张紧、松弛或者有时紧有时松，导致后续工艺产生不良。而如果生产者不知道纱线在其间的张紧程度，其可能需要将机器停下来逐个调整才能够使得纱线在一段时间内保持良好的退绕状态，这种方式使得生产效率下降，产品质量也出现下降，因此亟须一种系统和方法能够实时测量纱线退绕张力并调整退绕速度。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种染纱机主动退绕系统及方法。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种染纱机主动退绕方法，其特征在于，其包括：
预设标准张力，实时检测退绕张力，根据标准张力和退绕张力计算退绕轴卷径的矫正值；
获取实时退绕轴卷径，并根据所述矫正值计算退绕轴卷径的目标值，根据退绕轴卷径的目标值计算需求退绕速度，并动态调整退绕速度，使退绕速度趋近退绕速度的目标值。
在上述技术方案的基础上，设置一带张力传感器的张力辊，通过张力传感器实时检测退绕张力。
在上述技术方案的基础上，所述获取实时退绕轴卷径具体为：根据退绕时间和退绕速度和纱线截面积计算纱线实时退绕体积，根据初始退绕轴卷径和宽度计算初始退绕体积并减去纱线实时退绕体积，得到实时退绕体积，根据实时退绕轴径和退绕轴宽度得出实时退绕轴卷径。
在上述技术方案的基础上，所述获取实时退绕轴卷径具体公式为：
Figure BDA0001535093230000021
D为实施退绕轴卷径，R为初始退绕轴卷径，K为纱线宽度，L为纱线实时退绕长度，为退绕轴卷径的矫正值。
在上述技术方案的基础上，所述需求退绕轴卷径计算需求退绕速度具体公式为：
Figure BDA0001535093230000022
n为退绕速度，下游电机速度，i为退绕轴减速比，为下游电机的减速比，为退绕轴卷径的矫正值。
一种染纱机主动退绕系统，其特征在于，其包括：
计算模块，用于预设标准张力，实时检测退绕张力，将标准张力和退绕张力输入预设的算法计算退绕轴卷径的矫正值；
调整模块，用于
获取实时退绕轴卷径，并根据所述矫正值计算退绕轴卷径的目标值，根据退绕轴卷径的目标值计算需求退绕速度，并动态调整退绕速度，使退绕速度趋近退绕速度的目标值。
在上述技术方案的基础上，其还包括一在退绕纱线上限上设置一张力辊，所述张力辊位于退绕轴和接受纱线的电机之间，所述张力辊上设有张力传感器，所述张力传感器用于实时测量纱线的退绕张力并传给计算模块。
在上述技术方案的基础上，其还包括一台以上的退绕伺服控制器、一个运动控制器，所述伺服控制器用于控制退绕速度，所述运动控制器用于调整所有的所述伺服控制器控制的退绕速度并保持退绕速度一致。
在上述技术方案的基础上，所述计算模块和调整模块使用CANopen(控制局域网路的协议，Controller Area Network)通信。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明一种染纱机主动退绕系统及方法能够实时测量纱线退绕张力并动态调整调整退绕速度使得纱线退绕更加稳定。
(2)本发明一种染纱机主动退绕系统及方法结构简单容易设置，测量精确而效率。
附图说明
图1为本发明一种染纱机主动退绕方法流程图；
图2为本发明一种染纱机主动退绕系统结构示意图；
图3为本发明一种染纱机主动退绕系统一种实施方式的结构示意图。
图中：1-退绕轴，2-电机，3-张力辊，4-伺服控制器，5-运动控制器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种染纱机主动退绕方法，该方法具体为：
预设标准张力，实时检测退绕张力，将标准张力和退绕张力输入预设的算法计算退绕轴1卷径的矫正值；通过实时检测纱线的退绕张力，通过和预设的战力进行比较可以即时得到退绕是否过松或者过紧，在将得到的退绕张力和预设张力输入到预设的算法得到退绕轴1卷径的的矫正值。矫正值的计算方法为本领域的公知常识，在此不再赘述。在完成矫正值的计算后，获取实时退绕轴1卷径，并根据退绕轴1卷径的矫正值计算退绕轴1卷径的目标值，根据退绕轴1卷径的目标值计算退绕速度的目标值并动态调整退绕速度使得退绕速度逐渐趋近于退绕速度的目标值。在得到了退绕轴1的矫正值之后，就可以根据实时退绕轴1卷径计算退绕轴1卷径的目标值，进一步的根据退绕轴1卷径的目标值计算退绕速度的目标值，并动态调整退绕轴1的退绕速度。
需要说明的是，其根据退绕轴1卷径的目标值计算退绕速度的目标值，可以是将该退绕轴1卷径的目标值依照预设的比例相乘，得到退绕速度的目标值，也可以是按照预设的常数在退绕轴1卷径的数值上进行加减得到需求的退绕速度，也可以是以上综合计算获得。只要能够动态调整退绕速度：退绕轴1卷径的目标值大于实时退绕轴1卷径时候，降低退绕速度；退绕轴1卷径的目标值小于实时退绕轴1卷径时候，增加退绕速度。
优选的，实时检测纱线的退绕张力的方法为在退绕纱线上设置张力辊3，该张力辊3位于退绕轴1和接受纱线的电机2之间，并且纱线经过张力辊3时，张力辊3上的张力传感器测量该位置的纱线的退绕张力。在退绕轴1下游和接受纱线的电机2的上游设置张力辊3在使得纱线传输更加流畅的同时能够实时的将其测得的纱线退绕张力实时反馈给系统，结构简单容易设置，测量精确而效率。
具体的，实时获取退绕轴1卷径方式为：
退绕轴1及纱线的初始体积：
V＝π*R2*h (1)
其中V为退绕轴1及纱线的初始体积，R为退绕轴1及纱线的初始半径，h为纱线缠绕在退绕轴1上的宽度。
纱线的实时退绕体积为：
V-＝K*h*l (2)
其中V_为纱线的实时退绕体积，K为纱线的厚度，l为纱线退绕出来的长度，h为闪现的宽度。
由此可以推出退绕轴1及纱线的实时体积：
Vt＝π*r2*h＝V-V_ (3)
其中r为退绕轴1及纱线的实时半径，h为纱线缠绕在退绕轴1上的宽度。
将算式(1)和算式(2)代入(3)中，可得
Figure BDA0001535093230000051
其中r为退绕轴1及纱线的实时半径，R为退绕轴1及纱线的初始半径，l为纱线退绕出来的长度
而退绕轴1卷径的目标值：
D＝2r+D′ (5)
其中D为退绕轴1卷径的目标值，r为退绕轴1及纱线的实时半径，为退绕轴1卷径的矫正值
将算式(4)代入算式(5)可得退绕轴1卷径的目标值：
Figure BDA0001535093230000052
根据上述的计算方式能够通过测量纱线的张紧程度实时得出需要调整得到退绕轴1卷径的目标值，使得调整能够具有一个固定的目标数值，提高了退绕轴1退绕纱线的退绕进度和稳定性。
在得到退绕轴1卷径的目标值后，由于退绕轴1退绕纱线而下游的接受纱线的电机2接受纱线，其线速度是一样的所以：
Figure BDA0001535093230000061
其中n1其中为电机2的转速，i1为电机2的减速比，n为退绕轴1的转速，i为退绕轴1的减速比，D1为电机2的转轴直径，D为退绕轴1卷径的目标值，其中。i1和i均为常数。
将算式(7)进行变换可得退绕轴1的退绕速度的目标值和退绕轴1卷径的目标值的关系：
Figure BDA0001535093230000062
将算式(6)所得的退绕轴1卷径的目标值代入算式(8)就可以得出退绕轴1的退绕速度的目标值。经过上述计算即可以实时的将纱线退绕的张紧程度实时的反馈退绕轴1的退绕速度，使得纱线保持需求的张紧程度，使得染纱机能够在较高进度和较高稳定性的状态下退绕纱线。
参见图2所示，本发明实施例提供一种染纱机主动退绕系统，其包括计算模块和调整模块。
计算模块用于预设标准张力，实时检测退绕张力，将标准张力和退绕张力输入预设的算法计算退绕轴1卷径的矫正值；该矫正值可以是一固定值，该固定值有正负之分，分别用于对应退绕过紧或过松，也可以是通过预设的计算方法得到校正值，通过矫正值的大小来代表退绕过紧或过松。
调整模块用于获取实时退绕轴1卷径，并根据退绕轴1卷径的矫正值计算退绕轴1卷径的目标值，根据退绕轴1卷径的目标值实时动态调整退绕速度。在得到了退绕轴1的矫正值之后，就可以根据实时退绕轴1卷径计算的退绕轴1卷径的目标值，进一步的根据退绕轴1卷径的目标值计算退绕速度的目标值，并动态调整退绕轴1的退绕速度。
优选的，如图3所示，本系统还包括一张力辊3，该张力辊3设置于退绕轴1和接受纱线的电机2之间，且纱线经过张力辊3，该张力辊3上设置有张力传感器，张力传感器测得纱线的张力后会将张力传给计算模块，该结构简单容易设置，测量精确而效率。
进一步的，本系统还包括一台以上的退绕伺服控制器4、一个运动控制器5，所述伺服控制器4用于控制退绕速度，所述运动控制器5用于调整所有的所述伺服控制器4控制的退绕速度并保持退绕速度一致。设置欲动控制器后能够同时调整多台伺服控制器4，使得多个退绕轴1能够同时得到调整并保持一致，纱线退绕更加稳定。
再进一步的该计算模块和调整模块均使用CANopen(控制局域网路的协议，Controller Area Network)进行通信。其运动控制器5通过CAN(控制局域网路，ControllerArea Network)总线和伺服控制器4进行连接。并驶入退绕速度。
本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (2)

1.一种染纱机主动退绕系统，其特征在于，其包括：
计算模块，用于预设标准张力，实时检测退绕张力，将标准张力和退绕张力输入预设的算法计算退绕轴(1)卷径的矫正值；
调整模块，用于
获取实时退绕轴(1)卷径，并根据所述矫正值计算退绕轴(1)卷径的目标值，根据退绕轴(1)卷径的目标值计算需求退绕速度的目标值，并动态调整退绕速度，使退绕速度趋近退绕速度的目标值；
一台以上的退绕伺服控制器(4)、一个运动控制器(5)，所述伺服控制器(4)用于控制退绕速度，所述运动控制器(5)用于调整所有的所述伺服控制器(4)控制的退绕速度并保持退绕速度一致；
所述计算模块和调整模块使用控制局域网路的协议CANopen通信；
所述获取实时退绕轴(1)卷径具体为：根据退绕时间和退绕速度和纱线截面积计算纱线实时退绕体积，根据初始退绕轴(1)卷径和宽度计算初始退绕体积并减去纱线实时退绕体积，得到实时退绕体积，根据实时退绕轴(1)半径、退绕轴(1)宽度与实时退绕体积的关系，得出实时退绕轴(1)卷径；
所述获取实时退绕轴(1)卷径的目标值具体公式为：
Figure FDA0002673590140000011
D为实时退绕轴(1)卷径的目标值，R为初始退绕轴(1)卷径，K为纱线宽度，L为纱线实时退绕长度，D′为退绕轴(1)卷径的矫正值；
所述退绕速度的目标值具体公式为：
Figure FDA0002673590140000021
n为退绕速度的目标值，n1为电机(2)速度，i为退绕轴(1)减速比，i1为电机(2)的减速比，D为实时退绕轴(1)卷径的目标值，D1为电机(2)的转轴直径。
2.如权利要求1所述的一种染纱机主动退绕系统，其特征在于：其还包括一在退绕纱线上限上设置一张力辊(3)，所述张力辊(3)位于退绕轴(1)和接受纱线的电机(2)之间，所述张力辊(3)上设有张力传感器，所述张力传感器用于实时测量纱线的退绕张力并传给计算模块。
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