CN112030323A - 一种闭环控制的自动化引纬方法 - Google Patents

Abstract

一种闭环控制的自动化引纬方法，适用于织带机的梭体，梭体与木脚滑动连接，梭体上设有纡管，具体包括被动出纬模式和主动出纬模式，使得纱线张力达到其应为的对应预设标准值。本发明实现自动化控制出纬，降低了对工人的操作要求，能够根据各检测单元的反馈信息来控制纡管出线，保证纱线张力始终稳定、达标，并在该前提条件下，能够在每次引纬完成后尽可能保持稳定正常的出线量，张力和出线量的良好控制保证生产过程安全可靠、所得产品质量优良。

Description

一种闭环控制的自动化引纬方法

技术领域

本发明涉及纺织机械技术领域，具体是一种闭环控制的自动化引纬方法。

背景技术

织带机是能编织各种宽度织带的机械，适用于编织各种圆形或扁形的无弹力和弹力绳带，主要编织各种绳带、鞋带、松紧带、装饰带、高拉力带、鱼网线、运动带、窗帘带、电线、纤维等高质量产品。按具体织法不同，可分为梭织带机与编织带机两大类。梭织带机又分为无梭织带机与有梭织带机两类。无梭织机因其逐渐发展成为行业主流，其相应的引纬方法也开始逐渐得到创新，如申请号为CN201710027088.X公开的一种无梭引纬方法，包括如下步骤：（1）、纬线经传送装置送入引纬机构；（2）、在纬线上结合突起物，使突起物成为牵引纬线的受力主体；（3）、引纬机构的动力装置为突起物提供动能，使得突起物牵引纬线穿越梭口，完成一次引纬运动，该方法在纱线上设突起物，利用突起物牵引纱线穿越经纱层，可以在保留原本无梭引纬优势的同时增加纱线牵引力，提高效率；使喷射引纬可以织造加捻纱线或重磅织物，提高产品适应性；简化机构、降低成本。

而有梭织带机虽然相对于无梭织带机用途会较少，也不处于行业优势地位，但其在行业中仍然拥有较为庞大的装机使用量，甚至部分有梭织带技术应用于航天航空和人造血管等高端技术领域。在民用的有梭织机中，其引纬方式大多为老旧的纯机械化的运作，很依赖工人的操作经验来调整张力和出线量，以确保每一次引纬的安全稳定及编织的质量，大多有梭织机的创新往往聚焦于结构方面的优化。例如申请人之前经过研究和实践，专门设计了改良后的引纬装置，即申请号为CN201821310179.0的专利文件所公开的一种无干涉高稳定性的织带机引纬装置，包括梭体，还包括连接于所述梭体的纬线引出组件及配合所述纬线引出组件共同引导走线的纬线回拉组件，所述梭体内设有两条安装通道，所述安装通道在所述梭体两侧分别设置至少一条，所述安装通道内设有所述纬线回拉组件；所述梭体的中部设有安装空腔，所述安装空腔内可拆卸安装有纡管固定组件，所述安装空腔与所述纬线引出组件之间设有相通的纬线通径。该方案中组件的拆装、调节较为容易便捷，走线及对应结构设计优化，易于生产制造，纬线在行程中不易发生干涉且顺畅，不易发生摩擦受损，对于织带质量及装置寿命均带来有效改善。

而针对有梭织机的引纬方法这一块，现有涉及的创新较少，缺乏一套不完全依赖于人工调节的控制模式，来进行实时检测式的闭环控制自动化引纬，这是现有有梭织机领域的值得研究的课题。

发明内容

本发明的技术目的在于提供一种闭环控制的自动化引纬方法，解决现有的引纬方式仅靠人为判断和操作经验调整出线参数所存在的稳定性差、精度低、难以提升产品生产质量的问题。

本方法的具体技术方案如下：一种闭环控制的自动化引纬方法，适用于织带机的梭体，梭体与木脚滑动连接，梭体上设有纡管，具体包括被动出纬模式和主动出纬模式，

被动出纬模式：在当次引纬过程中，仅由梭体运动拉引纡管的纱线；在当次引纬完成后，逻辑控制单元控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，使得纱线张力达到其在引纬完成后的预设标准值；

主动出纬模式：在当次引纬过程中，在梭体运动拉引纡管的纱线的同时，逻辑控制单元控制驱动电机带动纡管转动而主动放出纱线，以使得纱线张力始终为其在引纬过程中的预设标准值；在当次引纬完成后，逻辑控制单元控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，使得纱线张力达到其在引纬完成后的预设标准值。

作为优选，在被动出纬模式的当次引纬完成后或主动出纬模式的当次引纬完成后，逻辑控制单元获取张力检测单元所测得的纱线张力，并将其与纱线张力应为的在引纬完成后的预设标准值进行对比，控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，使得纱线张力达到其在引纬完成后的预设标准值。

作为优选，在主动出纬模式的当次引纬过程中，纡管的总主动出线量为预设的定量，逻辑控制单元确定对应于该总主动出线量的纡管所应转过的总旋转角度，并通过梭体位移检测单元所测得的梭体实时位移量，得出梭体实时位移量相对于梭体总行程的占比，再控制驱动电机转过以该总旋转角度与占比相乘的所得值的实时旋转角度，以带动纡管转过该实时旋转角度，使得纡管跟随梭体运动位置达到对应的实时主动出线量。

作为优选，在主动出纬模式的当次引纬开始时，逻辑控制单元通过纡管转动检测单元所测得的纡管的累积转动圈数，得出相对应的纡管的线圈半径，并以此线圈半径和预设总主动出线量得出纡管所应转过的总旋转角度。

作为优选，在被动出纬模式的当次引纬完成后或主动出纬模式的当次引纬完成后，并在纱线张力已达到其在引纬完成后的预设标准值的前提条件下，逻辑控制单元获取出线长度检测单元所测得的当次引纬开始至完成后的实际出线量，并将其与实际出线量应为的在引纬完成后的预设标准值进行对比，控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，同时再使得纱线的实际出线量达到或最接近其在引纬完成后的预设标准值。

作为优选，逻辑控制单元、驱动电机均安装在梭体内部。

作为优选，张力检测单元安装在梭体内部。

作为优选，梭体位移检测单元安装在梭体内部。

作为优选，纡管转动检测单元安装在梭体内部。

作为优选，出线长度检测单元安装在梭体内部。

本发明的技术优点在于所述引纬方法实现自动化控制出纬，降低了对工人的操作要求，能够根据各检测单元的反馈信息来控制纡管出线，保证纱线张力始终稳定、达标，并在该前提条件下，能够在每次引纬完成后尽可能保持稳定正常的出线量；在纬线具备一定弹性或者容易断线且产品质量要求较高的情况下，主动出纬模式能够良好地适应生产需要，而在纬线较为紧实、不易断裂且产品质量要求相对不高的情况下，仅使用被动出纬模式就能够达到生产需求且节能降耗，张力和出线量的良好控制保证生产过程安全可靠、所得产品质量优良。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的整体结构示意图；

图3为本发明实施例的局部结构示意图；

图4为本发明实施例的局部结构示意图；

图中编号对应的各部分名称分别为：1-梭体，2-木脚，3-纡管，4-逻辑控制单元，5-驱动电机，6-张力检测单元，7-纡管转动检测单元，8-梭体位移检测单元，9-出线长度检测单元，10-电源。

具体实施方式

下面将结合附图，通过具体实施例对本发明作进一步说明：

见图1、图2，一种闭环控制的自动化引纬装置的实施例，包括梭体1和木脚2，梭体1为纺锤体形，梭体1滑动连接在木脚2之间，即梭体1的靠近背部的上下表面开设直线滑槽以对接木脚2的滑轨，梭体1的中部设有安装空腔，安装空腔中连接有纡管3。引纬装置还包括安装在梭体1中的逻辑控制单元4、驱动电机5、张力检测单元6、纡管转动检测单元7、梭体位移检测单元8、出线长度检测单元9和用于给逻辑控制单元4及给各检测单元供电的电源10，驱动电机5、张力检测单元6、纡管转动检测单元7、梭体位移检测单元8、出线长度检测单元9均与逻辑控制单元4连接。逻辑控制单元4即控制处理器，其与各检测单元在梭体1中都有对应的安装内腔，具体分布方式可根据实际情况来定，本实施例中，以俯视视角的图1为例，以梭体1的中部的纡管3及其安装空腔为参考，张力检测单元6、出线长度检测单元9位于纡管3的前方（张力检测单元6与出线长度检测单元9的前后相对顺序可互换），电源10位于纡管3的后方，逻辑控制单元4位于纡管3的左侧，驱动电机5位于纡管3的右侧，纡管转动检测单元7位于纡管3的前方且位于张力检测单元6及出线长度检测单元9的左侧，梭体位移检测单元8位于纡管3的后方且位于电源10的右侧，这样的分布方式让每部分结构都有足够的安装空间，互不干涉。

驱动电机5与纡管3通过传动齿轮啮合连接，在一些实施例中，可不选择传动齿轮啮合连接的方式，而是在驱动电机5的输出端设置卡槽，将纡管3的一端卡入卡槽中即可。

张力检测单元6处在纡管3的出线路径上并导引纡管放出的纱线而检测所导引过的纱线的张力，本实施例中，张力检测单元6包括导向张紧轮和张力传感器，安装固定在纡管3前部的梭体1内腔中，具体的导向张紧轮设有两个，张力传感器位于两个导向张紧轮之间，如图3所示。

纡管转动检测单元7用于检测纡管3的端部的转动圈数。本实施例中，纡管转动检测单元7包括信号处理部和编码信号部，信号处理部即安装固定在对应的梭体1内腔中来接收来自编码信号部的信号并传输给逻辑控制单元4，编码信号部则安装在纡管3的两端的盘片上来测得纡管3的转动信号，编码信号部采用光栅形式，另外也可以为选择磁感应形式。

梭体位移检测单元8用于检测相对于木脚2上某一参考位置的位移量。本实施例中，梭体位移检测单元8可选用位移传感器或编码器如接近开关、光栅尺编码器等，与梭体1中的接近开关或光栅尺编码器等主体部分相配合的感应检测部分，可设置在木脚2上或木脚2所在的机架上（如机架的木脚安装梁上）。

出线长度检测单元9处在纡管3的出线路径上并导引纡管放出的纱线而检测所导引过的纱线的长度。本实施例中，出线长度检测单元9包括摩擦轮和连接摩擦轮的编码器，具体的摩擦轮设置有两个并夹紧着纱线，纱线带动摩擦轮旋转从而使相连接的编码器产生脉冲反馈给逻辑控制单元，逻辑控制单元再转换成相应的出线长度，如图4所示。

进一步的，引纬装置还设置了用于给电源10充电的充电机构，充电机构设置在木脚2上，充电机构与电源10可选择有线或无线连接的方式，当梭体1完成工作而正常停于木脚上某一预设位置时，即在该位置的木脚2上（分上、下木脚）分别设置正负极以对电源10进行充电，或者在该位置的木脚2上设置无线充电模块以对电源10进行无线充电。

本引纬装置具有两种闭环控制的引纬工作模式，即

①被动出纬模式，适用情况是纱线低弹性，较为紧实，不易发生断裂，对织得产品的质量要求相对较低：

在当次引纬过程中，逻辑控制单元4不会根据各检测单元的反馈信息来控制驱动电机5，而仅由梭体1正常的往复运动来拉引纡管的纱线。

在当次引纬结束后，需要将纱线张力控制得当，逻辑控制单元4会根据张力检测单元6所反馈的纱线实时张力来控制驱动电机5，具体为若纱线实时张力超过其预设标准范围，则驱动电机5正转，带动纡管3正转，放出更多的纱线以使得纱线实时张力回复正常；若纱线实时张力未及其预设标准范围，则驱动电机5回转，带动纡管3回转，收回多余的纱线以使得纱线实时张力回复正常；若纱线实时张力在其预设标准范围内，则驱动电机5无需转动；

然后逻辑控制单元4会再根据出线长度检测单元9此时所反馈的纱线出线量来控制驱动电机5，具体为若纱线出线量超过其预设标准范围，则驱动电机5回转，带动纡管3回转，收回多余的纱线，但同时须使得张力检测单元6所反馈的纱线实时张力在其预设标准范围内，当继续收回多余纱线将会使得纱线实时张力超出其预设标准范围时，则关停驱动电机5；若纱线出线量未及其预设标准范围，则驱动电机5正转，带动纡管3正转，放出更多的纱线，但同时须使得张力检测单元6所反馈的纱线实时张力在其预设标准范围内，当继续放出多余纱线将会使得纱线实时张力未及其预设标准范围时，则关停驱动电机5；若纱线出线量在其预设标准范围内，则驱动电机5无需转动。

②主动出纬模式，适用情况是纱线具备一定的弹性，容易在引线时发生断裂，对织得产品的质量要求相对较高：

在当次引纬过程中，在梭体1自身往复运动而拉引纱线的同时，逻辑控制单元4控制驱动电机5带动纡管3主动放出纱线，以保持纱线实时张力处在合理的范围内，降低断线率，提高织物品质；其中每次引纬过程的主动出线量有预设值，这可以通过预试验来测量记录并取一个误差在可接受范围内的定值，相应的，每次引纬过程中，梭体1运动到某一位置时的实时出线量也为一相关联的值，即实时出线量等于主动出线量乘以梭体1实时行程占总行程的比例，而梭体1的位置信息可以通过梭体位移检测单元8来实时测出；而由于纡管3一直在放线，其上的线圈半径在逐渐减小，故在每次引纬过程中，理论上要达到相同的主动出线量，纡管3的总转动圈数或者说驱动电机5的总旋转角度是需要逐渐增大的，为方便实现控制，设定为每次引纬的主动出线量以引纬开始时的线圈半径来作参考，基于此，通过预试验测量记录每次引纬中，在达到主动出线量时，驱动电机5的总旋转角度与对应的每次引纬开始时的线圈半径的对应关系，那么在单次引纬过程中，梭体1运动到某一位置时驱动电机5所需转过的实时旋转角度也就等于此次引纬过程对应的驱动电机5的总旋转角度乘以梭体1实时行程占总行程的比例；纡管转动检测单元7可检测纡管3的累积转动量，同样可通过预试验的测量记录，可得出累积转动量与线圈半径的对应关系，根据前面所阐述的，也即能够通过纡管转动检测单元7所反馈的直接检测结果来得到单次引纬过程中驱动电机5所需的总旋转角度；

在当次引纬结束后，逻辑控制单元4会根据张力检测单元6所反馈的纱线实时张力来控制驱动电机5，具体为若纱线实时张力大于预设标准值，驱动电机5正转，带动纡管3正转，放出更多的纱线以使得纱线实时张力回复正常；若纱线实时张力小于预设标准值，驱动电机5回转，带动纡管3回转，收回多余的纱线以使得纱线实时张力回复正常；若纱线实时张力等于预设标准值，则驱动电机5无需转动；

然后逻辑控制单元4会再根据出线长度检测单元9此时所反馈的纱线出线量来控制驱动电机5，具体为若纱线出线量超过其预设标准范围，则驱动电机5回转，带动纡管3回转，收回多余的纱线，但同时须使得张力检测单元6所反馈的纱线实时张力在其预设标准范围内，当继续收回更多纱线将会使得纱线实时张力超出其预设标准范围时，则关停驱动电机5；若纱线出线量未及其预设标准范围，则驱动电机5正转，带动纡管3正转，放出更多的纱线，但同时须使得张力检测单元6所反馈的纱线实时张力在其预设标准范围内，当继续放出更多纱线将会使得纱线实时张力未及其预设标准范围时，则关停驱动电机5；若纱线出线量在其预设标准范围内，则驱动电机5无需转动。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (10)

1.一种闭环控制的自动化引纬方法，适用于织带机的梭体，梭体与木脚滑动连接，梭体上设有纡管，其特征在于：包括被动出纬模式和主动出纬模式，

被动出纬模式：在当次引纬过程中，仅由梭体运动拉引纡管的纱线；在当次引纬完成后，逻辑控制单元控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，使得纱线张力达到其在引纬完成后的预设标准值；

主动出纬模式：在当次引纬过程中，在梭体运动拉引纡管的纱线的同时，逻辑控制单元控制驱动电机带动纡管转动而主动放出纱线，以使得纱线张力始终为其在引纬过程中的预设标准值；在当次引纬完成后，逻辑控制单元控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，使得纱线张力达到其在引纬完成后的预设标准值。

2.根据权利要求1所述的引纬方法，其特征在于：在被动出纬模式的当次引纬完成后或主动出纬模式的当次引纬完成后，逻辑控制单元获取张力检测单元所测得的纱线张力，并将其与纱线张力应为的在引纬完成后的预设标准值进行对比，控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，使得纱线张力达到其在引纬完成后的预设标准值。

3.根据权利要求1所述的引纬方法，其特征在于：在主动出纬模式的当次引纬过程中，纡管的总主动出线量为预设的定量，逻辑控制单元确定对应于该总主动出线量的纡管所应转过的总旋转角度，并通过梭体位移检测单元所测得的梭体实时位移量，得出梭体实时位移量相对于梭体总行程的占比，再控制驱动电机转过以该总旋转角度与占比相乘的所得值的实时旋转角度，以带动纡管转过该实时旋转角度，使得纡管跟随梭体运动位置达到对应的实时主动出线量。

4.根据权利要求3所述的引纬方法，其特征在于：在主动出纬模式的当次引纬开始时，逻辑控制单元通过纡管转动检测单元所测得的纡管的累积转动圈数，得出相对应的纡管的线圈半径，并以此线圈半径和预设总主动出线量得出纡管所应转过的总旋转角度。

5.根据权利要求1所述的引纬方法，其特征在于：在被动出纬模式的当次引纬完成后或主动出纬模式的当次引纬完成后，并在纱线张力已达到其在引纬完成后的预设标准值的前提条件下，逻辑控制单元获取出线长度检测单元所测得的当次引纬开始至完成后的实际出线量，并将其与实际出线量应为的在引纬完成后的预设标准值进行对比，控制驱动电机带动纡管转动而收放纱线或不启动驱动电机，同时再使得纱线的实际出线量达到或最接近其在引纬完成后的预设标准值。

6.根据权利要求1所述的引纬方法，其特征在于：逻辑控制单元、驱动电机均安装在梭体内部。

7.根据权利要求2所述的引纬方法，其特征在于：张力检测单元安装在梭体内部。

8.根据权利要求3所述的引纬方法，其特征在于：梭体位移检测单元安装在梭体内部。

9.根据权利要求4所述的引纬方法，其特征在于：纡管转动检测单元安装在梭体内部。

10.根据权利要求5所述的引纬方法，其特征在于：出线长度检测单元安装在梭体内部。

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