零扭转纱线进给设备
技术领域
本公开内容涉及一种纱线进给布置。特别地,本公开内容涉及一种适合用于编织扁平或带状纱线的剑杆织机的纱线进给布置,其中纬纱应零扭转地呈现给织机。
背景技术
织造的一般发展趋势是织机的速度不断增加。另一个趋势是增加扁平或带状成形纱线的使用,其应插入而不发生任何扭转。这种纱线的示例是聚丙烯带、碳纤维带、芳族聚酰胺和玻璃纤维带。目前,剑杆织机在不发生扭转的情况下织造扁平或带状纱线的速度受到当今存在的零扭转纱线进给设备的低容量的限制。
现有的用于进给纱线而不发生扭转(零扭转)的系统通常具有通过测量位于线轴和织机之间的大线圈缓冲器的长度来控制的展开马达。线圈可以是自由悬挂的,或者具有通过重力、加压空气或通过负压(吸气器)形成线圈的机械构件。现有的系统可以被认为是存储进给器,其中织机可以取出其所需的纱线量,即所谓的“被动纱线进给”或“按需进给”。
US 5150739描述了一种纱线缓冲器,其从线轴切向地展开纱线,然后将纱线以线圈形式进给到容器中。纱线缓冲器是一种能够保持少量纱线的布置,在织造循线圈的至少一部分期间可以用较小的力来拉伸它,该较小的力与直接从纱线储存器(例如直接从线轴)拉出纱线所需的力相比较小。线圈的形成不受控制,但在实际情况下可以自由地取决于纱线特性,因此存在线圈以不均匀的方式形成缠结或扭转的风险。此外,纱线线圈在重力作用下前进,这限制了可以制造线圈的速度。由于纱线线圈是自由的并且不以任何方式进行控制,因此纱线会缠结或扭转的风险很大。缠结或扭转的纱线会引起纬纱插入问题,或是停止机器或是导致织物质量较低。
US 3575217也将纱线以线圈形式进给到容器中,在这种情况下,通过吸气器获得的负压辅助线圈形成。然而,线圈是自由的,并且存在扭转或缠结的巨大风险。
在US 3825198中,线圈通过后部的移动壁前进,以及在一次执行中的后壁和前壁二者上的移动壁前进。线圈仍然不受控制,并且存在缠结或扭转的风险。
当以低速编织时,这些上述装置可能起作用,但是当增加纬纱插入速度时,它们不再起作用,因为线圈不能以必要的速度形成或前进,或者线圈将扭转或缠结。
US2015/0203999引入了可移动的线圈辊,以通过拉动纬纱形成U形线圈。可移动的线圈辊通过弹簧或通过负压获得其张紧纱线的力。然而,辊具有质量,并且当在纬纱插入期间纱线加速时,这种惯性质量将在纬纱中产生张力峰值。而且,该设备在低插入速度下工作,但是当织机的速度增加时,它导致整个系统的限制。此外,当织机速度增加时,由于形成线圈的时间较短,因此需要在形成线圈的过程中增加从可移动纱线辊向纱线的力,因此由于不仅必须克服可移动线圈辊的惯性质量,而且还要增加弹簧力或增加负压,可移动线圈辊将在纱线插入期间产生更高的张力。在插入时增加的纱线张力限制了织机可以操作的速度。
人们一直希望改善纺织机器的纱线进给。因此,需要一种改进的纱线进给设备。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种改进的纱线进给器布置。
该目的和/或其它目的通过如所附权利要求中所述的纬纱供给装置获得。
因此,为了能够使用剑杆织机以零扭转高速织造织物,提供纬纱进给布置,其中纬纱进给的控制通过同时控制马达驱动的线轴和马达驱动的线圈缓冲设备的速度来执行。使用这种纱线进给系统,纬纱将始终受到控制而不会自由。因此,消除了纱线扭转或缠结的风险。基于关于剑杆相对于织机角度位置的速度和位置的预先存储的信息来驱动马达驱动的线圈缓冲设备。在织机的每个循线圈期间驱动马达驱动的线轴以供应正确数量的纬纱。基于实际纱线张力来调节马达驱动的线圈缓冲设备的速度。而且,可以基于实际的纱线张力来调节马达驱动的线轴的速度。可以基于诸如线圈缓冲设备的位置之类的其他参数来调节马达驱动的线轴的速度。然后,纬纱进给布置可以通过以正确的速度驱动马达驱动的线轴来供应正确数量的纬纱。如果需要,马达驱动的线轴可以改变速度,但是速度变化很小,在一个织造周期内通常小于5%。由剑杆的速度变化引起的纬纱插入速度的快速变化的补偿是由编程的马达驱动的线圈缓冲设备,其遵循纬纱插入速度变化。最后,控制系统被编程为接收纬纱实际张力反馈信号。然后基于反馈的实际纱线张力执行马达驱动的线圈缓冲设备的运动的微调。目的在于保持纱线张力恒定并且从不会使纱线松弛,或者在于使纱线张力在织机的整个周期中遵循预定的曲线。而且,马达驱动的线轴的速度可以基于纬纱实际张力信号或类似信号(例如表示线圈缓冲设备的位置的信号)来控制。
根据一个实施例,提供了一种用于将纬纱进给到具有至少一个剑杆织机的纱线进给布置,其中进给到织机的纬纱连续地具有受控的纱线张力。纱线进给布置包括马达驱动的线轴和马达驱动的线圈缓冲设备。纱线进给布置还包括控制器,用于控制马达驱动的线轴和马达驱动的线圈缓冲设备的马达。控制器适用于
-以一定速度驱动马达驱动的线轴的马达,以便为织机消耗确定的基本上平均数量的纬纱,其中所确定的基本上平均数量的纬纱比由织机消耗的实际平均量少预定量,
-基于来自马达驱动的线轴的纱线输出速度与织机中纬纱插入速度模型之间的差异,驱动马达驱动的线圈缓冲设备的马达,以及
-基于表示实际纬纱张力的信号调节马达驱动的线圈缓冲设备的马达的驱动。替代地,或作为补充,可以基于表示插入织机中的纬纱长度的信号来调节马达驱动的线圈缓冲设备的马达的驱动。
由此可以获得一种纬纱进给布置,该纬纱进给布置可以从线轴展开纬纱并且能够以高速将零扭转的纬纱进给到剑杆织机。
根据一个实施例,马达驱动的线圈缓冲设备由连接到马达驱动的线圈缓冲设备的马达的臂形成。臂可以直接附接到马达驱动的缓冲设备的马达的输出轴上,或者通过齿轮布置连接到输出轴。根据替代实施例,马达驱动的线圈缓冲设备由来回移动的构件形成。由此提供了一种易于控制的有效的纱线缓冲器。
根据一个实施例,纬纱插入速度的模型基于参数,该参数包括关于与织机的机器角度位置相关的剑杆位置或速度的信息以及关于投梭的长度的信息。关于织机的瞬时机器角度位置的信息也可以从织机传送到纱线进给布置。关于纬纱模式的进一步信息可以在织机启动之前传送到纱线进给布置。由此可以实现更精确的控制。
根据一个实施例,控制器适于基于关于线圈缓冲设备的几何形状的信息和/或关于马达驱动的线圈缓冲设备的至少一个运动部件的动态的信息来驱动马达驱动的线圈缓冲设备的马达。这可以进一步改善线圈缓冲器的控制。
根据一个实施例,马达驱动的线轴的马达适于使用中心驱动机构从线轴展开纬纱。在替代或补充配置中,马达驱动的线轴适于使用切向驱动机构从线轴展开纬纱。
根据一个实施例,基于表示实际纬纱张力的信号调节马达驱动的线轴的马达速度。由此可以精确地控制从线轴进给的平均纱线量。在替代或补充配置中,基于表示马达驱动的线圈缓冲设备的位置的信号来调节马达驱动的线轴的马达的速度。根据一个实施例,当检测到从线轴供给的纱线的实际平均量与由织机消耗的纱线的实际平均量之间的差异时,控制器适于控制马达驱动的线轴的马达的速度以补偿差异。因此,可以控制纱线的平均量随时间总是等于织机消耗的纱线量,并且没有可能随时间累积产生的残余误差从而导致纱线进给系统的故障。
根据一个实施例,控制器适于接入线轴的圆周。当使用中心驱动器驱动线轴时,这是特别有利的。
根据一个实施例,控制器适于控制马达驱动的缓冲设备的马达,以使缓冲的纱线长度保持等于围绕从线轴展开的纱线量和织机在插入过程中消耗的纱线量之间的差异或在围绕从线轴展开的纱线量和织机在插入过程中消耗的纱线量之间的差异的预定范围内,从而控制纱线张力。在一些实施例中,控制器可以适于控制马达驱动的缓冲设备的马达,以保持受控的纱线张力恒定或使受控的纱线张力在织机周期内遵循预定的纱线张力曲线。
本发明还涉及根据上述的用于控制纬纱进给布置的方法以及用于控制根据上述的纬纱进给设备的控制器和计算机程序产品。
附图说明
现在将通过非限制性示例并参考附图更详细地描述本发明,其中:
-图1是示出纬纱进给设备的视图,
-图2a-图2d示出了不同的线圈缓冲设备配置,
-图3说明了另一种线轴马达驱动器,
-图4是表示纬纱进给设备的控制的模型,
-图5是表示形成纬纱缓冲器时执行的不同步骤的流程图,以及
-图6是控制器的视图。
具体实施方式
在下文中,将描述用于织机的纬纱进给布置。在附图中,相同的附图标记在若干附图中表示相同或相应的元件。应当理解,这些附图仅用于说明而不以任何方式限制本发明的范围。而且,可以组合来自不同描述的实施例的特征以满足特定的实现需求。
对于许多类型的纱线,在成品织物中不允许存在扭转。实现这一点的已知可靠方法是通过提供线轴的切向展开。然而,由于线轴和缠绕材料的惯性和有限的稳定性,线轴的可能的最大加速度将受到限制。而且,如已经认识到的那样,织机的速度增加将需要位于线轴和织机之间的纬纱缓冲器。即使使用缓冲器,如果织机的速度增加,对纬纱缓冲器的要求也会很高。这是由于剑杆运动周期中的高加速度和延迟导致的。
在图1中,示出了纬纱进给布置12,其包括马达驱动的线轴13以及马达驱动的线圈缓冲设备16的结合。在布置12中,纬纱40从马达驱动的线轴13切向地展开。纬纱通过马达驱动的线圈缓冲设备16,其适于形成纬纱缓冲器。纬纱从马达驱动的缓冲设备16供应到包括至少一个剑杆11的织机10。马达驱动的缓冲设备16包括纬纱线圈形成臂22。臂22可以移动以形成要供应到织机10的纱线的可调节的缓冲器。通过连接到臂22的马达18实现臂22的运动。臂可以通过齿轮布置连接到马达。根据一个实施例,缓冲器臂直接安装在马达18的输出轴上。还可以提供力传感器29以检测和输出表示实际纱线张力的信号。在根据图1的设置中,插入织机的纬纱将始终具有受控的纱线张力,即不会有松散的纱线被拉入织机。马达18以及马达驱动的线轴13的马达14可以由控制器32控制,如下面将更加详细描述的那样。
根据一个实施例,马达驱动的线轴13构造成通过中心驱动器展开线轴,如图1所示。
在图1中,马达驱动的线圈缓冲设备16包括单臂22,其上设置有纬纱引导件30。纱线引导件可以是所谓的滑动型或纱线引导件可以是所谓的滚动型。特别地,纬纱引导件30可以设置在臂22的一端,而臂的另一端附接到马达18。图1中具有单臂22的构造给出约360°的总体纬纱偏转角度。
在图2a中,示出了马达驱动的线圈缓冲设备16的替代实施例。图2a中的马达驱动的线圈缓冲设备16包括双臂24,其具有设置在双臂24的每个端部处的纱线引导件31、32。特别地,纱线引导件31、32设置在双臂的每个端部处。双臂24的中间部分附接到马达18。特别地,中间部分可以直接附接到马达18的轴上。双臂24可以被控制,与单臂相比具有更好的动态特性。然而,双臂结构的缺点在于纬纱40的总偏转角更高,约为720°。
另一替代的马达驱动的线圈缓冲设备16如图2b所示。图2b中的马达驱动的线圈缓冲设备16包括双向单臂26。双向单臂26包括双纬纱引导件34,该双纬纱引导件34双向引导纬纱,例如向上和向下,经过纬纱40的中心线。中心线构成由马达驱动的线圈缓冲设备16形成的缓冲器的中性位置。当移动通过中性位置时,由马达驱动的线圈缓冲设备16形成的纬纱缓冲器从纱线排出变为纱线卷取,具有低功率输入。
在图2c所示的另一个实施例中,放置线轴使得前往臂的纱线首先在远离织机的方向上行进,导致总体偏转角度远小于360度。它可以低至约180度。
在又一个替代实施例中,马达驱动的线圈缓冲器由沿路径来回驱动的构件形成。特别地,该构件可以沿着直的路径来回驱动。
另一替代的马达驱动的线轴13如图3所示。在图3中,线轴13使用切向驱动器展开,其中马达14的驱动构件15位于线轴13的外部。切向驱动器具有有利的是,旋转速度与展开速度成线性关系,并且线轴的直径不影响纱线的展开速度。
当如上所述控制纬纱进给布置12时,可以使用控制器32。可以为控制器提供控制数据,以控制马达驱动的速度和马达驱动的线圈缓冲设备16的运动。通过控制马达驱动的线轴13和马达驱动的线圈缓冲设备16,可以将纬纱在高织造速度下正确提供给织机。
根据一个实施例,控制器的输入可以是:
-表示织机状态的信号。该信号可以例如代表实际位置(机器角度,机器编码器位置)、预先开始、速度上升、模式或表示织机中可能影响纬纱插入速度的事件或运动的其他信号。
-来自驱动线轴的马达的信号。该信号例如可以是表示马达的位置和/或速度的信号,例如来自旋转/角度传感器(如编码器)的信号。也可以使用表示马达状态的其他信号。
-来自线圈形成臂马达的信号。该信号例如可以是表示马达的位置和/或速度的信号,例如来自旋转/角度传感器(如编码器)的信号。也可以使用表示马达状态的其他信号。
-指示当前(实际)纬纱张力的信号,例如来自力传感器的信号。
-表示瞬时(实际)线轴圆周的信号。
-参数P描述特定的设置,例如,线圈形成臂长度、纬纱引导件的位置、织机的设置、剑杆相对于机器角度位置的位置等。特别是,可以提供相对于织机角度位置的剑杆位置的查找表。从这样的查找表中,可以基于实际的织机角度推导出纬纱到织机所需的插入速度。由此可以将臂控制到允许以相应的机器角度将正确量的纱线进给到织机的位置。
可以从控制器输出速度/位置控制信号到线圈形成臂马达和线轴展开马达。
在图4中,示出了如上所述的控制系统的表示。
根据一个实施例,控制系统的控制器可以是用剑杆运动的角度-位置曲线编程。在机器启动之前,可以向控制器提供关于织机速度、斜升和起始位置的信息。在运行期间,控制器通过例如机器角度传感器(编码器)获得关于机器位置的信息。
控制器被编程为以一定速度运行线轴展开马达,在该速度下或接近这样的速度,织机消耗的平均纬纱量从线轴解除缠绕。同时,控制器被编程为运行成线圈形成臂的马达,使得臂的运动补偿纬纱从线轴的基本恒定的展开速度与织机的纬纱的间歇消耗的差异。通常,驱动马达驱动的缓冲设备的马达以保持缓冲的纱线长度等于从线轴展开的纱线量与织机在插入期间所消耗的纱线量之间的差异,或者在从线轴展开的纱线量与织机在插入期间所消耗的纱线量之间的差异的预定范围内,从而控制纱线张力。根据一个实施例,控制系统的目标可以是具有恒定的纱线张力或者遵循织机周期中变化的纱线张力曲线。在替代或补充配置中,基于除表示实际纱线张力的信号之外的另一输入信号来调节马达驱动的线轴的马达的速度。例如,可以使用表示马达驱动的线圈缓冲设备的位置的信号,或者指示线轴是否以与织机的平均纱线消耗相匹配的速度展开的任何其他信号。而且,可以使用表示进给到织机的纱线量的累积误差的信号。由此可以恢复由纱线缓冲器补偿的误差并且纱线缓冲器返回到中性位置。
检测纱线张力的力传感器可用于向控制系统提供反馈,以便在平均和实际插入期间校正织机的预期消耗与实际消耗之间的误差。控制系统还可以被编程为基于来自力传感器的反馈信号校正从线轴展开的预期纱线量与实际量之间的误差。
在线轴在其中心轴上被驱动的设置中,控制输出信号可以是rpm。然而,展开的纬纱长度/时间单位,例如,m/s是要控制的参数。因此,知道线轴的实际周长很重要。这在系统启动时尤为重要。为了获得该信息,例如可以使用测量线轴直径的传感器,或者可以在启动时将手动输入输入到控制系统作为参数P之一,或可以使用某种其他方法。
纬纱进给布置的马达可根据以下原则控制:
用于控制运行线圈形成臂的马达的控制器具有相对于织机角度的所需缓冲位置的预设值。控制器还提供有关系统动态的信息。当织机运行时,将控制马达驱动的线圈形成臂以相应地起作用,以便在所有织机角度和织机速度下始终使缓冲臂处于适当位置。力传感器向控制系统提供反馈,以便它可以校正偏差,例如外部影响以及动态模型预设值或实际运行不准确性。
为了编织扁平带纱,通常可以使用单面剑杆织机。由此避免了转移时的速度偏移问题。此外,由于剑杆在取出纱线之前未达到高速,因此投梭的开始更加平缓。
在采用双面剑杆织机的情况下,可以使用额外的纱线缓冲器来减轻转移时的速度变化。附加缓冲器可包括机械元件或弹簧加载构件。在图2d中是具有附加纱线缓冲器36的设置。附加纱线缓冲器36在此与传感器29一起形成,使得传感器29稍微有弹性并允许纱线长度偏差。因为转移时的速度变化持续时间短,所以纱线的缓冲量通常非常小。根据一个实施例,附加缓冲器的长度小于马达驱动的线圈缓冲设备件16的最大缓冲器的10%,例如最大1dm或2dm。同样对于单面剑杆织机,小的附加机械或弹簧加载缓冲器可能是有利的。在这种情况下,附加缓冲器可以具有非常短的冲程,例如小于1厘米或2厘米。这使系统能够应对小误差。例如,这些误差可能是由于机器速度不恒定、剑杆取出和留下纱线具有从投梭到投梭的长度变化,或纬线和经线之间的结合可能从投梭到投梭而略有不同,等等。
在图5中,示出了当控制将纱线40进给到剑杆织机10的纬纱供给布置12时的一些步骤的流程图。首先,在步骤501中,向控制器提供与在剑杆织机的运行期间不同时间点的速度有关的信息。在步骤501中,形成在机器循线圈期间在织机中的纬纱插入速度的模型。步骤501中的动作可以在系统启动之前进行,并且不一定是控制过程的一部分。通常,可以将相关控制数据的查找表预加载到控制器。接下来,在步骤503中,控制马达驱动的线轴以基本上恒定的速度供应纬纱,使得展开的纬纱量满足剑杆织机所消耗的纬纱量。此外,在步骤505中,基于来自马达驱动的线轴的纱线的输出速度与织机中的纬纱插入速度的模型之间的差异来驱动马达驱动的线圈缓冲设备的马达。最后,在步骤507中,基于表示实际纬纱张力的信号来调节驱动马达驱动的线圈缓冲设备的马达。而且,可以基于表示实际纬纱张力的信号来调节马达驱动的线轴的马达的速度。
在图6中,描绘了用于控制纬纱进给布置12的控制器32。控制器32可包括输入/输出81,用于接收用于如上所述地控制纱线进给设备的参数的输入信号。例如,输入信号可以是来自纱线进给设备的传感器的各种传感器信号。例如,传感器信号可以从任何类型的传感器提供,例如,光学传感器、机械传感器或电容传感器。纱线张力传感器例如可以是压电式传感器、应变仪型传感器,或者通过检测弹性或弹簧负载的纱线引导件的位置。由此可以确定纱线长度。纱线长度可以用作替代或与纱线张力信号组合作为反馈信号以控制马达驱动的线圈缓冲设备的马达速度,并且在一些实施例中作为反馈信号以控制马达驱动的线轴的马达速度。还可以提供其他类型的输入信号,例如编码器信号等。来自剑杆织机的信号也可以输入到控制器32并用于控制纬纱进给布置。特别地,可以提供织机角度。输入/输出81将马达控制信号输出到纬纱进给布置的受控马达。控制器32还包括微处理器,该微处理器也可以称为处理单元82。处理单元82连接到存储器83并且可以执行存储在存储器83中的计算机程序指令。存储器83还可以存储可以由处理单元82接入的数据。存储器中的数据可以包括与织机10有关的预先存储的数据。具体地,可以存储剑杆运动的模型以形成插入剑杆织机的纬纱速度的模型。根据本文的教导,计算机程序指令可以适于使控制器控制纱线进给布置。控制器32可位于任何合适的位置。例如,控制器32可以集成在纱线进给布置的马达中。控制器32也可以分布在不同的位置。
为了限制缓冲臂的马达上的负载,可以使用轻质移动臂或其他纱线线圈形成构件。它可以是几种类型,例如使用轻质和硬质材料(如碳纤维)或铝板中的轻质设计。
以上示例仅用于说明。可以设想许多修改,并且可以组合不同的实施例以满足特定的实现需求。
如本文所述的纱线进给布置是所谓的正进给系统;它与织机角度同步测量和输出预定量的纱线。换句话说,纱线进给布置控制织机可用的纱线量,因为织机不能比纱线进给布置供给更多的纱线。这与所谓的负进给布置形成对比,其中织机拉出一定量的纱线而不受纱线进给器可供应的纱线的限制。因此,在负进给系统中,织机具有或多或少的到纱线的自由接入,而在正供给系统中,纱线进给布置确定可以将多少纱线进给到织机。通过传感器,特别是纱线张力传感器获得用于校正预定量纱线与正进给系统中的实际消耗之间的误差的反馈。在一个实施例中,纱线张力传感器与小的机械或弹簧加载的纱线缓冲器组合。