CN110968066B - 织物热定型密度实时控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种织物热定型密度实时控制方法，包括A、电控制器输入工艺密度P0；B、在超喂辊之前设置织物速度检测机构和工业相机；C、工业相机获取织物图像得到实时密度P1；D、当P1＝P0时，返回C循序执行；E、当P1≠P0时，执行F；F、织物速度检测机构获取织物位移信号得到织物运行速度V0；G、计算出满足P0的织物运行速度Vsc；H、根据Vsc调节超喂辊电机转速；I、织物速度检测机构获取织物位移信号得到调节超喂辊电机转速后的织物运行速度V0s；J、当调节超喂辊电机转速后的Vsc－ΔV≤V0s≤Vsc+ΔV时，返回C循序执行。本发明能精确自动控制超喂辊的超喂量，使织物定型前的密度达到织物工艺密度。

Description

织物热定型密度实时控制方法
技术领域
本发明涉及一种织物密度控制方法，特别是涉及一种织物热定型密度实时控制方法，属于纺织印染工艺技术领域。
背景技术
在织物染整加工中，定型整理能消除织物的内应力，使织物门幅、密度（克重）等质量指标得到控制。为保证织物密度（克重）符合工艺要求，定型整理全过程密度（克重）稳定一致达到用户要求，要通过超喂机构对织物进行超喂控制。
超喂机构主要由超喂辊、超喂辊驱动电机组成，其功能是调节超喂辊的线速度后，最理想的状况，使包覆在超喂辊的织物随之等量地改变喂入定型机的速度。
超喂控制是依据工艺要求，按需要量即超喂量来调整织物喂入热定型机的速度与热定型机车速的比例关系，从而改变定型下机织物的密度（克重）。譬如，进布速度大于热定型机的车速，则经纱回缩，密度上升，克重增加，经向缩水降低，超喂量的控制本质是通过调整超喂辊线速度来调节织物喂入热定型机的速度。
现有纺织工业生产过程中对织物密度（克重）的控制有的还依靠人工完成。根据多次取样测量的平均值与客户订单要求的密度（克重）差值对热定型机的超喂量做出调整，经过反复调整后得到要求密度（克重）范围内的超喂参数值。显然，人工检测控制方案没有时效性，不能实现织物生产过程中的连续测量，若要保证生产过程中织物密度（克重）符合要求，必须多次取样监测织物密度（克重）的变化，这样不仅耗费大量人工，而且还会严重破坏织物完整性；人工测量取样过程中对织物不同程度的拉伸使得测量准确度下降，不同操作者按经验设定超喂比，随意性大，生产过程实际上处于缺乏数据标准的主观状态，这给企业带来极大的困扰。
中国发明专利，专利号为201210414600.3公开了一种 定型机控制针织面料克重的方法，其根据面料实际情况，提前预知超喂量的值，对定型超喂量进行控制，挡车工在操作过程中，各种面料可以根据下机需求克重，换算出定型工艺参数。该专利只是根据设定的克重要求对定型工艺参数进行控制，没有实时检测，无法及时对针织面料克重的波动进行调节，实际使用意义不大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能精确自动控制超喂辊的超喂量，保证织物定型前的密度能达到工艺密度的织物热定型密度实时控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用这样一种织物热定型密度实时控制方法，包括热定型机和超喂辊，所述超喂辊的驱动电机与电控制器连接，织物经所述超喂辊进入热定型机内进行热定型，该方法包括以下步骤：
A、电控制器输入或存储织物热定型工艺密度P0；
B、在所述超喂辊之前设置织物速度检测机构和工业相机，所述织物速度检测机构、工业相机均与所述电控制器连接；
C、所述工业相机获取织物图像并处理得到织物实时密度P1并传输给所述电控制器，或者工业相机获取织物图像传输给所述电控制器，由电控制器对获取的织物图像进行处理得到织物实时密度P1；
D、电控制器判断：当P1＝P0时，返回步骤C循序执行；
E、电控制器判断：当P1≠P0时，执行步骤F；
F、所述织物速度检测机构获取织物位移信号并处理得到织物运行速度V0并传输给所述电控制器，或者织物速度检测机构获取织物位移信号传输给所述电控制器，由电控制器进行处理得到织物运行速度V0；
G、电控制器根据织物实时密度P1、运行速度V0以及工艺密度P0计算出满足工艺密度P0的织物运行速度Vsc；
H、电控制器根据步骤G的织物运行速度Vsc调节超喂辊电机转速，改变织物运行速度;
I、所述织物速度检测机构获取织物位移信号并处理得到调节超喂辊电机转速后的织物运行速度V0s并传输给所述电控制器，或者织物速度检测机构获取织物位移信号传输给所述电控制器，由电控制器进行处理得到调节超喂辊电机转速后的织物运行速度V0s；
J、电控制器判断：当调节超喂辊电机转速后的织物运行速度V0s﹤Vsc－ΔV或者V0s﹥Vsc+ΔV时，返回步骤H循序执行，直到当调节超喂辊电机转速后的织物运行速度Vsc－ΔV≤V0s≤Vsc+ΔV时，返回步骤C循序执行，所述ΔV为允许速度误差值。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤G中，所述Vsc= (1＋
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
)×V0。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤J中，所述ΔV =（1～30）%×Vsc。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤H中，电控制器根据步骤G的织物运行速度Vsc在时间＝S÷V0之后调节超喂辊电机转速，改变织物运行速度，所述S为工业相机图像摄取位置与超喂辊之间织物运行路径的长度。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤B中，在所述超喂辊之前还设有织物张力调节机构，所述织物张力调节机构使超喂辊之前的织物张力受控。
作为本发明的一种优选实施方式，所述织物张力调节机构包括主动送布单元和织物张力检测单元，所述主动送布单元、织物张力检测单元均与所述电控制器连接，织物张力检测单元对超喂辊之前的织物张力进行检测，电控制器馈入织物张力检测单元的检测信号通过主动送布单元对织物张力进行调节。
作为本发明的一种优选实施方式，所述织物张力检测单元包括摆臂、张紧辊、导布辊、同步传感器和气缸，所述张紧辊转动地安装在所述摆臂的一端，摆臂的另一端固定安装有销轴，摆臂的另一端通过销轴转动地安装在机架上，所述导布辊安装在机架上且置于所述张紧辊的上方，所述同步传感器安装在销轴上且与所述电控制器连接，所述气缸的一端安装在机架上，气缸的另一端安装在摆臂上，所述主动送布单元包括轧辊，轧辊的驱动电机与所述电控制器连接。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤B中，所述织物速度检测机构采用编码器。
作为本发明的一种优选实施方式，所述电控制器是单独设置的电控制器或者是热定型机的电控制器。
在本发明中，所述电控制器优选是ARM嵌入式工业控制器或者工控机。
采用上述方法后，本发明具有以下有益效果：
本发明通过实时检测超喂辊之前的织物密度变化情况以及织物运行速度，按工艺密度精确自动控制超喂辊的超喂量，使织物定型前的密度达到工艺密度，保证织物的高品质。
本发明在步骤H中，电控制器根据步骤G的织物运行速度Vsc在时间＝S÷V0之后调节超喂辊电机转速，采用这样的方案，当工业相机图像摄取位置处密度变异的织物到达超喂辊后才按步骤G的织物运行速度Vsc要求对超喂辊电机转速进行调节，可精确控制织物定型前的密度达到工艺密度，进一步保证织物的高品质。
本发明能提前防范和预知密度的波动，很好地实现织物在定型下机时密度稳定。
本发明实现了织物密度智能化监测，降低了人工成本。
本发明实施方便，有助于提升纺织业的整体水平，提高行业竞争力。
附图说明
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
图1为本发明在超喂辊之前设置织物速度检测机构、工业相机、织物张力调节机构的一种结构示意图。
图2为本发明中织物张力检测单元的一种结构示意图。
具体实施方式
为使织物定型前的密度能达到工艺密度，本发明采用一种织物热定型密度实时控制方法，包括热定型机1和超喂辊2，所述超喂辊2的驱动电机与电控制器连接，图中未示电控制器，织物3经所述超喂辊2进入热定型机1内进行热定型，该方法包括以下步骤：
A、电控制器输入或存储织物热定型工艺密度P0；
B、在所述超喂辊2之前设置织物速度检测机构4和工业相机5，所述织物速度检测机构4、工业相机5均与所述电控制器连接，所述工业相机5优选采用线阵或面阵工业相机，在本发明中，所述织物速度检测机构4优选位于超喂辊2与工业相机5之间；
C、所述工业相机5获取织物图像并处理得到织物实时密度P1并传输给所述电控制器，或者工业相机5获取织物图像传输给所述电控制器，由电控制器对获取的织物图像进行处理得到织物实时密度P1；
D、电控制器判断：当P1＝P0时，返回步骤C循序执行；
E、电控制器判断：当P1≠P0时，执行步骤F；
F、所述织物速度检测机构4获取织物位移信号并处理得到织物运行速度V0并传输给所述电控制器，或者织物速度检测机构4获取织物位移信号传输给所述电控制器，由电控制器进行处理得到织物运行速度V0；
G、电控制器根据织物实时密度P1、运行速度V0以及工艺密度P0计算出满足工艺密度P0的织物运行速度Vsc；
H、电控制器根据步骤G的织物运行速度Vsc调节超喂辊2电机转速，改变织物运行速度;
I、所述织物速度检测机构4获取织物位移信号并处理得到调节超喂辊2电机转速后的织物运行速度V0s并传输给所述电控制器，或者织物速度检测机构4获取织物位移信号传输给所述电控制器，由电控制器进行处理得到调节超喂辊2电机转速后的织物运行速度V0s；
J、电控制器判断：当调节超喂辊2电机转速后的织物运行速度V0s﹤Vsc－ΔV或者V0s﹥Vsc+ΔV时，返回步骤H循序执行，直到当调节超喂辊2电机转速后的织物运行速度Vsc－ΔV≤V0s≤Vsc+ΔV时，返回步骤C循序执行，所述ΔV为允许速度误差值。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤G中，所述Vsc= (1＋
Figure 604855DEST_PATH_IMAGE002
)×V0，当然，所述Vsc也可以不采用该公式计算，而采用其它公式计算。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤J中，所述ΔV =（1～30）%×Vsc，即ΔV取值范围是1% Vsc～30%Vsc，当然ΔV也可更小或更大。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤H中，电控制器根据步骤G的织物运行速度Vsc在时间＝S÷V0之后调节超喂辊2电机转速，改变织物运行速度，所述S为工业相机5图像摄取位置与超喂辊2之间织物运行路径的长度。采用这样的方案，当工业相机5图像摄取位置处密度变异的织物到达超喂辊后才按步骤G的织物运行速度Vsc要求对超喂辊2电机转速进行调节，可精确控制织物定型前的密度达到工艺密度，进一步保证织物的高品质。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤B中，所述织物速度检测机构4采用编码器，所述编码器优选直接与织物3相抵，工作时，编码器与织物3相抵直接测量织物3的运行速度。在本发明中，也可在超喂辊2之前设置导布辊8，导布辊8通过轴承转动地安装在机架7上，所述编码器安装在导布辊8的轴端对织物3的运行速度进行测量。所述机架7可采用热定型机1的机架或者采用独立设置的机架。
在本发明中，所述织物速度检测机构4也可采用非接触像差测速传感器或者接触式旋转式速度传感器等。
作为本发明的一种优选实施方式，在步骤B中，在所述超喂辊2之前还设有织物张力调节机构6，所述织物张力调节机构6使超喂辊2之前的织物张力受控。采用这样的方案能使织物定型前的密度达到工艺密度的效果更好。
作为本发明的一种优选实施方式，所述织物张力调节机构6包括主动送布单元和织物张力检测单元，所述主动送布单元、织物张力检测单元均与所述电控制器连接，织物张力检测单元对超喂辊2之前的织物张力进行检测，电控制器馈入织物张力检测单元的检测信号通过主动送布单元对织物张力进行调节。
作为本发明的一种优选实施方式，如图1、2所示，所述织物张力检测单元包括摆臂61、张紧辊62、导布辊63、同步传感器64和气缸65，所述张紧辊62转动地安装在所述摆臂61的一端61a，摆臂61的另一端61b固定安装有销轴66，摆臂61的另一端61b通过销轴66转动地安装在机架7上，所述导布辊63安装在机架7上且置于所述张紧辊62的上方，所述同步传感器64安装在销轴66上且与所述电控制器连接，所述气缸65的一端安装在机架7上，气缸65的另一端安装在摆臂61上，所述主动送布单元包括轧辊67，轧辊67的驱动电机与所述电控制器连接。工作时，通过同步传感器64感知摆臂61的摆动角度对织物张力进行检测，电控制器根据检测信号实时改变轧辊67的转速从而对织物张力进行调节。
在本发明中，所述织物张力调节机构6也可采用其它结构，例如采用两个间隔布置的主动送布辊以及织物张力传感器，通过织物张力传感器对织物张力进行检测，电控制器根据检测信号实时改变两个主动送布辊的送布速度从而对织物张力进行调节，图中未示。
作为本发明的一种优选实施方式，所述电控制器是单独设置的电控制器或者是热定型机1的电控制器。在本发明中，所述电控制器优选是市售的ARM嵌入式工业控制器或者工控机。
经过试用，本发明能精确自动控制超喂辊的超喂量，使织物定型前的密度达到织物工艺密度，保证织物的高品质，取得了良好的效果。

Claims (9)

1.一种织物热定型密度实时控制方法，包括热定型机（1）和超喂辊（2），所述超喂辊（2）的驱动电机与电控制器连接，织物（3）经所述超喂辊（2）进入热定型机（1）内进行热定型，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、电控制器输入或存储织物热定型工艺密度P0；
B、在所述超喂辊（2）之前设置织物速度检测机构（4）和工业相机（5），所述织物速度检测机构（4）、工业相机（5）均与所述电控制器连接；
C、所述工业相机（5）获取织物图像并处理得到织物实时密度P1并传输给所述电控制器，或者工业相机（5）获取织物图像传输给所述电控制器，由电控制器对获取的织物图像进行处理得到织物实时密度P1；
D、电控制器判断：当P1＝P0时，返回步骤C循序执行；
E、电控制器判断：当P1≠P0时，执行步骤F；
F、所述织物速度检测机构（4）获取织物位移信号并处理得到织物运行速度V0并传输给所述电控制器，或者织物速度检测机构（4）获取织物位移信号传输给所述电控制器，由电控制器进行处理得到织物运行速度V0；
G、电控制器根据织物实时密度P1、运行速度V0以及工艺密度P0计算出满足工艺密度P0的织物运行速度Vsc；
H、电控制器根据步骤G的织物运行速度Vsc调节超喂辊（2）电机转速，改变织物运行速度;
I、所述织物速度检测机构（4）获取织物位移信号并处理得到调节超喂辊（2）电机转速后的织物运行速度V0s并传输给所述电控制器，或者织物速度检测机构（4）获取织物位移信号传输给所述电控制器，由电控制器进行处理得到调节超喂辊（2）电机转速后的织物运行速度V0s；
J、电控制器判断：当调节超喂辊（2）电机转速后的织物运行速度V0s﹤Vsc－ΔV或者V0s﹥Vsc+ΔV时，返回步骤H循序执行，直到当调节超喂辊（2）电机转速后的织物运行速度Vsc－ΔV≤V0s≤Vsc+ΔV时，返回步骤C循序执行，所述ΔV为允许速度误差值；
在步骤J中，所述ΔV =（1～30）%×Vsc。
2.根据权利要求1所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：在步骤G中，所述Vsc= (1＋
Figure DEST_PATH_IMAGE002
)×V0。
3.根据权利要求1所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：在步骤H中，电控制器根据步骤G的织物运行速度Vsc在时间＝S÷V0之后调节超喂辊（2）电机转速，改变织物运行速度，所述S为工业相机（5）图像摄取位置与超喂辊（2）之间织物运行路径的长度。
4.根据权利要求1所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：在步骤B中，在所述超喂辊（2）之前还设有织物张力调节机构（6），所述织物张力调节机构（6）使超喂辊（2）之前的织物张力受控。
5.根据权利要求4所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：所述织物张力调节机构（6）包括主动送布单元和织物张力检测单元，所述主动送布单元、织物张力检测单元均与所述电控制器连接，织物张力检测单元对超喂辊（2）之前的织物张力进行检测，电控制器馈入织物张力检测单元的检测信号通过主动送布单元对织物张力进行调节。
6.根据权利要求5所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：所述织物张力检测单元包括摆臂（61）、张紧辊（62）、导布辊（63）、同步传感器（64）和气缸（65），所述张紧辊（62）转动地安装在所述摆臂（61）的一端（61a），摆臂（61）的另一端（61b）固定安装有销轴（66），摆臂（61）的另一端（61b）通过销轴（66）转动地安装在机架（7）上，所述导布辊（63）安装在机架（7）上且置于所述张紧辊（62）的上方，所述同步传感器（64）安装在销轴（66）上且与所述电控制器连接，所述气缸（65）的一端安装在机架（7）上，气缸（65）的另一端安装在摆臂（61）上，所述主动送布单元包括轧辊（67），轧辊（67）的驱动电机与所述电控制器连接。
7.根据权利要求1所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：在步骤B中，所述织物速度检测机构（4）采用编码器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：所述电控制器是单独设置的电控制器或者是热定型机（1）的电控制器。
9.根据权利要求8所述的织物热定型密度实时控制方法，其特征在于：所述电控制器是ARM嵌入式工业控制器或者工控机。
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