CN108483129A - 碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，包括：放卷系统，包括放卷轴和第一动力装置，用于纱线的放卷；收卷系统，包括收卷轴和第二动力装置，用于纱线的收卷；测试系统，设置在放卷系统与收卷系统之间，用于实时检测纱线在收放卷过程中张力的变化；其中，测试系统包括张力轮和设置在张力轮上的称重传感器，张力轮设置在放卷轴与收卷轴之间，放卷轴与收卷轴处于同一水平面，张力轮与放卷轴、收卷轴处于不同的水平面。通过该系统实现碳纤维高速机在线放卷纱架退纱过程的动态模拟，填补本领域技术空白，从而可确认退绕控制系统的可行性，降低实际生产过程中的产品不合格率，节省成本。

Description

碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统及测试方法
技术领域
本发明涉及纺织设备技术领域，具体涉及一种碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统及测试方法。
背景技术
碳纤维高速机在线放卷纱架退绕系统通过单片机调压退绕控制器及力矩电机对放卷轴进行转速的控制，而力矩电机的输出转矩直接影响放卷过程中纱线的张力，因此需对其进行动态的实际模拟检测，以确认该放卷系统的动力系统是否满足对放卷纱线张力的控制要求，而现有未有关于放卷系统的动态模拟及检测装置。
有鉴于上述现有的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统及测试方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试存在的缺陷，而提供一种碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统及测试方法，对待安装使用的放卷系统的动力装置进行动态检测，以确认其是否满足实际的生产需求，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，包括：
放卷系统，包括放卷轴和第一动力装置，用于纱线的放卷；
收卷系统，包括收卷轴和第二动力装置，用于纱线的收卷；
测试系统，设置在所述放卷系统与所述收卷系统之间，用于实时检测纱线在收放卷过程中张力的变化；
其中，所述测试系统包括张力轮和设置在所述张力轮上的称重传感器，所述张力轮设置在所述放卷轴与所述收卷轴之间，所述放卷轴与所述收卷轴处于同一水平面，所述张力轮与所述放卷轴、所述收卷轴处于不同的水平面。
作为一种优选的技术方案，所述称重传感器为悬臂梁式称重传感器，且所述悬臂梁式称重传感器一端固定设置在第一安装板上，另一端与所述张力轮连接。
作为一种优选的技术方案，还包括排线导轮和过线轮，所述排线导轮和所述过线轮分别设置在所述放卷轴与所述张力轮之间、所述收卷轴与所述张力轮之间，使得纱线呈竖直向上、竖直向下经过所述张力轮。
作为一种优选的技术方案，还包括导纱装置，所述导纱装置上设置有第一导纱装置和第二导纱装置，其中，所述第一导纱装置设置在所述放卷轴与所述排线导轮之间，所述第二导纱装置设置在所述收卷轴与所述过线轮之间。
作为一种优选的技术方案，所述第二导纱装置包括磁眼、磁眼固定装置、滑轨和第三动力装置，其中，所述磁眼通过所述磁眼固定装置滑动设置在所述滑轨上，所述第三动力装置用于驱动所述磁眼在所述滑轨上的往复运动；其中，所述滑轨沿所述收卷轴的长度方向设置。
作为一种优选的技术方案，所述第三动力装置包括往复电机和驱动所述往复电机正反转运动的接近开关。
作为一种优选的技术方案，所述第一导纱装置由安装板、磁眼安装板和加劲板组成，其中，所述磁眼安装板与所述加劲板分别与所述安装板相邻的两条边垂直设置，所述磁眼安装板上固定设置有用于导纱的磁眼。
碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统进行的张力测试方法，包括如下步骤：
步骤1、将待检测的碳纤维高速机用电机安装在所述收卷系统作为所述第二动力装置；
步骤2、将所述放卷轴上的纱线依次经过第一导纱装置、排线导轮、张力轮、过线轮、第二导纱装置，并最终绕在所述收卷轴上，启动所述待检测的碳纤维高速机用电机；
步骤3、通过接近开关带动第一导纱装置随放卷轴上的纱线所处位置往复运动；
步骤4、通过所述称重传感器记录所述张力轮上的所述纱线的张力值F1，则所述纱线的张力值F4=(F1-G1-G2)/2，其中，G1为所述张力轮的重量，所述G2为所述张力轮两侧的所述纱线的重量之和。
作为一种优选的技术方案，还包括步骤5，将所述步骤4测得的张力值数值范围与预设的放卷纱线张力的控制要求进行比较，如所述步骤4测得的张力值数值范围在预设的放卷纱线张力的控制要求范围内，则所述待检测的碳纤维高速机用电机满足使用要求，否则不满足。
采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：
1）、通过该系统实现碳纤维高速机在线放卷纱架退纱过程的动态模拟，填补本领域技术空白，从而可确认退绕控制系统的可行性，降低实际生产过程中的产品不合格率，节省成本；
2）、通过排线导轮和过线轮的设置，实现纱线张力的最大化放大，增加计算的精准性；
3）、通过设置的导纱装置，实现均匀且有序的收卷操作，进一步增加了计算的精度，可避免纱线在收卷过程中的积聚在收卷轴上的同一位置。
附图说明
图1为本发明碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统的结构示意图；
图2为本发明碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统的原理示意图；
图3为图1A处的放大示意图；
图4为本发明中第二导纱装置的结构示意图；
其中，1-放卷轴，2-收卷轴，3-张力轮，31-连接块，4-称重传感器，5-排线导轮，6-过线轮，7-磁眼固定装置，8-滑轨，9-丝杆，10-第一安装板，101-翻折部，11-第二安装板，12-立柱。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效, 对依据本发明提出的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统及测试方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示，本发明公开了一种碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，包括：
底板，与底板垂直连接的立柱12，设置在立柱12上的第一安装板10和第二安装板11，其中，第一安装板10用于安装测试系统，第二安装板11用于安装导纱装置；
放卷系统，包括放卷轴1和第一动力装置，用于纱线的放卷；
收卷系统，包括收卷轴2和第二动力装置，用于纱线的收卷；
其中，第一动力装置与第二动力装置通过同一PLC控制程序进行同步控制，实现放卷与收卷的同步。
测试系统，设置在放卷系统与收卷系统之间，用于实时检测纱线在收放卷过程中张力的变化；
其中，测试系统包括张力轮3和设置在张力轮3上的称重传感器4，张力轮3设置在放卷轴1与收卷轴2之间，放卷轴1与收卷轴2处于同一水平面，张力轮3与放卷轴1、收卷轴2处于不同的水平面，如图2原理示意图所示，处于放卷轴1与收卷轴2之间的测试系统，可将纱线对称重传感器4的压力换算为纱线的张力，从而得到纱线在放卷过程中的实时张力变化，从而可判断该放卷系统是否满足实际的需求。
作为一种优选的技术方案，所述称重传感器4为悬臂梁式称重传感器，且所述悬臂梁式称重传感器一端固定设置在第一安装板上，另一端与所述张力轮3连接，具体的，第一安装板10的上端部设置有翻折部101，张力轮3上设置有用于安装的连接块31，悬臂梁式称重传感器的一端通过螺栓固定设置在该翻折部101，悬臂梁式称重传感器的另一端通过螺栓与张力轮3的连接块31固定连接，当张力轮3在纱线的向下的作用下向下移动时，通过连接块31带动张力轮3，从而实现纱线张力的检测。
作为一种优选的技术方案，还包括排线导轮5和过线轮6，排线导轮5和过线轮6分别设置在放卷轴1与张力轮3之间、收卷轴2与张力轮3之间，使得纱线呈竖直向上、竖直向下经过张力轮3，具体的，排线导轮5与过线轮6相近的竖向切面分别与张力轮3的两个竖向切面处于同一面，以使得纱线穿过张力轮3时给其的压力为两侧纱线张力值的2倍，便于后期的计算，另外，排线导轮5及过线轮6的设置便于放大施加在张力轮3上的张力值，从而增加计算的精度。
作为一种优选的技术方案，还包括导纱装置，导纱装置上设置有第一导纱装置和第二导纱装置，其中，第一导纱装置设置在放卷轴1与排线导轮5之间，第二导纱装置设置在收卷轴2与过线轮6之间。导纱装置的设置便于收卷轴2或放卷轴1上的纱线的导纱，使得纱线按预设的行走路径行走。
作为一种优选的技术方案，第二导纱装置包括磁眼、磁眼固定装置7、滑轨8和第三动力装置，其中，磁眼通过磁眼固定装置7滑动设置在滑轨8上，第三动力装置用于驱动磁眼在滑轨8上的往复运动；其中，滑轨8沿收卷轴2的长度方向设置。具体的，磁眼固定装置7包括呈L型设置的弯折状固定块，其中第一弯折部上设置有预留孔，第二弯折部设置在滑动设置在滑轨8上的滑块上，其中预留孔套设在丝杆9上，丝杆9与第三动力装置的动力输出轴连接，磁眼固定设置在磁眼固定装置7上，由于磁眼固定装置7设置在丝杆9上，因此设置在磁眼固定装置7上的磁眼随丝杆9上的转动而移动，可避免纱线在收卷过程中的积聚在收卷轴2上的同一位置，实现均匀、有序收卷，另外由于磁眼固定装置7通过第二弯折部滑动设置在滑轨8上，因此可实现磁眼运动轨迹的控制。
作为一种优选的技术方案，第三动力装置包括往复电机和驱动往复电机正反转运动的接近开关，具体的，往复电机旋转并通过联轴器带动丝杆9的转动，接近开关用来控制往复电机的正反转，从而带动设置在丝杆9上的磁眼的往复移动，接近开关带动磁眼固定装置7沿收卷轴2的长度方向往复移动，移动距离为收卷轴2收卷总长。
作为一种优选的技术方案，第一导纱装置由安装板、磁眼安装板和加劲板组成，其中，磁眼安装板与加劲板分别与安装板相邻的两条边垂直设置，磁眼安装板上固定设置有用于导纱的磁眼。安装板、磁眼安装板和加劲板组成一体成型设置，其中，安装板用于将其整体安装固定在第二安装板11上，具体的，安装板与第二安装板11为螺纹连接，磁眼安装板用于安装导纱的磁眼，而加筋板用于平衡第一导纱装置且能够防止磁眼安装板在纱线的张力作用下发生弯折。
本发明还公开了一种碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统进行的张力测试方法，包括如下步骤：
步骤1、将待检测的碳纤维高速机用电机安装在收卷系统作为第二动力装置，采用齿轮轴减速电机作为第一动力装置，并通过同一PLC控制系统对两个电机进行控制，实现两个电机的同步运转；
步骤2、如图2原理图所示，将放卷轴1上的纱线依次经过第一导纱装置、排线导轮5、张力轮3、过线轮6、第二导纱装置，并最终绕在收卷轴2上，启动待检测的碳纤维高速机用电机；
步骤3、通过接近开关带动第一导纱装置随放卷轴1上的纱线所处位置往复运动，实现纱线的均匀收卷，减少收卷积聚给张力检测结果带来的误差；
步骤4、通过称重传感器4记录张力轮3上的纱线的张力值F1，其中F1=G1+G2+F3+F2，则纱线的张力值F4=F3=F2=(F1-G1-G2)/2，其中，G1为张力轮3的重量，G2为张力轮3两侧的纱线的重量之和。
作为一种优选的技术方案，还包括步骤5，将步骤4测得的张力值数值范围与预设的放卷纱线张力的控制要求进行比较，如步骤4测得的张力值数值范围在预设的放卷纱线张力的控制要求范围内，则待检测的碳纤维高速机用电机满足使用要求，否则不满足。
通过上述测试系统及测试方法，可实现纱线张力的实时监测，另外该系统考虑了纱线自重、张力轮3重量及纱线在收卷过程中的不均匀缠绕带来的误差，使得最终的张力显示更加的精准，实现收放卷过程的动态模拟，反映放卷张力的变化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，其特征在于，包括：
放卷系统，包括放卷轴（1）和第一动力装置，用于纱线的放卷；
收卷系统，包括收卷轴（2）和第二动力装置，用于纱线的收卷；
测试系统，设置在所述放卷系统与所述收卷系统之间，用于实时检测纱线在收放卷过程中张力的变化；
其中，所述测试系统包括张力轮（3）和设置在所述张力轮（3）上的称重传感器（4），所述张力轮（3）设置在所述放卷轴（1）与所述收卷轴（2）之间，所述放卷轴（1）与所述收卷轴（2）处于同一水平面，所述张力轮（3）与所述放卷轴（1）、所述收卷轴（2）处于不同的水平面。
2.根据权利要求1所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，其特征在于，所述称重传感器（4）为悬臂梁式称重传感器，且所述悬臂梁式称重传感器一端固定设置在第一安装板上，另一端与所述张力轮（3）连接。
3.根据权利要求1所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，其特征在于，还包括排线导轮（5）和过线轮（6），所述排线导轮（5）和所述过线轮（6）分别设置在所述放卷轴（1）与所述张力轮（3）之间、所述收卷轴（2）与所述张力轮（3）之间，使得纱线呈竖直向上、竖直向下经过所述张力轮（3）。
4.根据权利要求3所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，其特征在于，还包括导纱装置，所述导纱装置上设置有第一导纱装置和第二导纱装置，其中，所述第一导纱装置设置在所述放卷轴（1）与所述排线导轮（5）之间，所述第二导纱装置设置在所述收卷轴（2）与所述过线轮（6）之间。
5.根据权利要求4所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，其特征在于，所述第二导纱装置包括磁眼、磁眼固定装置（7）、滑轨（8）和第三动力装置，其中，所述磁眼通过所述磁眼固定装置（7）滑动设置在所述滑轨（8）上，所述第三动力装置用于驱动所述磁眼在所述滑轨（8）上的往复运动；其中，所述滑轨（8）沿所述收卷轴（2）的长度方向设置。
6.根据权利要求5所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，其特征在于，所述第三动力装置包括往复电机和驱动所述往复电机正反转的接近开关。
7.根据权利要求4所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统，其特征在于，所述第一导纱装置由安装板、磁眼安装板和加劲板组成，其中，所述磁眼安装板与所述加劲板分别与所述安装板相邻的两条边垂直设置，所述磁眼安装板上固定设置有用于导纱的磁眼。
8.根据权利要求1所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统进行的张力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将待检测的碳纤维高速机用电机安装在所述收卷系统作为所述第二动力装置；
步骤2、将所述放卷轴（1）上的纱线依次经过第一导纱装置、排线导轮（5）、张力轮（3）、过线轮（6）、第二导纱装置，并最终绕在所述收卷轴（2）上，启动所述待检测的碳纤维高速机用电机；
步骤3、通过接近开关带动第一导纱装置随放卷轴（1）上的纱线所处位置往复运动；
步骤4、通过所述称重传感器（4）记录所述张力轮（3）上的所述纱线的张力值F1，则所述纱线的张力值F4=(F1-G1-G2)/2，其中，G1为所述张力轮（3）的重量，所述G2为所述张力轮（3）两侧的所述纱线的重量之和。
9.根据权利要求8所述的碳纤维高速机在线放卷纱架退纱张力测试系统进行的张力测试方法，其特征在于，还包括步骤5，将所述步骤4测得的张力值数值范围与预设的放卷纱线张力的控制要求进行比较，如所述步骤4测得的张力值数值范围在预设的放卷纱线张力的控制要求范围内，则所述待检测的碳纤维高速机用电机满足使用要求，否则不满足。
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