CN114164556B - 一种三维编织机可控制张力的送纱装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种用于三维编织机快速控制张力稳定的送纱装置，其中包括电机，电机上的纱筒，直线导轨以及安装在导轨上的辅助控制张力的缓冲装置、与缓冲装置相配套的视觉传感器和张力传感器。电机转动纱筒送出纱线，纱线经过缓冲装置与张力传感器，送到编织区域。编织过程中，纱线的张力变大或者变小时，借由缓冲装置调节，当缓冲装置内部的张力持续变大或变小时，可以通过视觉传感器检测到，提前调节电机转速，确保张力能即时调节。当张力突然超出缓冲装置的调节范围后，张力传感器能检测到异常，改变电机转速，调节送纱量，维持张力的稳定。

Description

一种三维编织机可控制张力的送纱装置及使用方法

技术领域

本发明属于三维编织领域，具体涉及一种三维编织中碳纤维的恒定张力的控制的送纱装置。

背景技术

在三维编织中，编织件的成品质量与送纱装置的好坏有关，特别是纱线的张力，对编织件的质量影响重大，主动式的送纱装置在编织过程中，要根据不同的位置，不同的织物形状，改变送纱量，维持张力的稳定，避免张力大幅度的变动。

通常主动式的送纱设备，一般会以以往编织时测量得到的数据，计算在何种时间按照何种速度送纱，或者是利用传感器测量纱线的状态，判断是提高送纱速度还是降低送纱速度。因此，无论以何种方式，主动式送纱都存在不能适用所有状态的编织工作，或者是不能及时对送纱速度做出反馈等问题，当纱线的张力过大或过小，都不能编织出品质较高的编织件，甚至还会让纱线断裂。

而另一边，使用被动式的送纱方式，张力过大或者过小，都可以通过该装置在一定范围内快速调节，但是被动式送纱则存在占用空间较大，张力调节不准确等问题，无法单独用于对张力要求较高的编织工作中。

发明内容

本发明提供一种在三维编织机工作过程中，能够即时将纱线的张力稳定在一定范围内的送纱装置，与现有的其他装置相比，适用性较广，能够在张力变动时快速调节张力。

为达到上述目的，本发明提供的用于三维编织中稳定张力控制的送纱装置的技术方案：

一种用于三维编织中稳定张力控制的送纱装置，包括电机、与电机输出轴同轴连接转动的纱筒、位于纱筒旁侧的缓冲装置、视觉传感器、张力传感器、自下而上延伸的直线导轨；所述缓冲装置包括滑槽、位于滑槽内的滑块及弹簧；所述弹簧的一端与滑槽一内端面固定，弹簧的另一端与滑块固定；所述滑块上安装有导纱瓷眼；

所述视觉传感器用以检测导纱瓷的移动，如果导纱瓷一直向着同一个方向运动的时间超过预设时间阈值，则视觉传感器会发出信号，使电机转速加速或者减速；

张力传感器用以检测纱线张力数据；当纱线的张力超过预设张力阈值，张力传感器发出信号，使电机转速改变而实现恒张力的控制

进一步的，所述滑槽自下而上延伸，且滑块位于弹簧的下方；当送纱量大于消耗的量时，纱线张力变小，弹簧收缩，带动导纱瓷向上运动，当送纱量小于消耗的量时，纱线张力较大，带动导纱瓷向下运动，弹簧被拉长。

进一步的，当导纱瓷持续向上运动的时间超过预设时间阈值时，视觉传感器发出信号，使电机转速提前减速以减少送纱量；当导纱瓷持续向下运动的时间超过预设时间阈值时，视觉传感器发出信号，使电机转速提前加速以增加送纱量。

进一步的，张力传感器也用以检测纱线断线，当纱线断线时，纱线的张力瞬时减少至小于最低阈值，张力传感器发出信号，使电机转速改变或电机停止。

进一步的，还包括报警器，所述当纱线断线时，报警器发出报警。

本发明还提供一种上述送纱装置的使用方法，其步骤包括：

步骤一：在电机的驱动下，纱筒转动送出纱线；

步骤二：纱线穿过缓冲装置上的瓷烟，根据工作中纱线内不同的张力，缓冲装置的滑块会上下运动；

步骤三：缓冲装置旁的视觉传感器会记录滑块的位置，当滑块一直朝向同一个方向运动时，会调节电机转速，改变送纱量，使纱线的张力在超出缓冲装置调节范围之前得到调节；

步骤四：如果出现意外情况，使张力的变动超过缓冲装置的调节范围，送纱装置中的张力传感器会检测到该异常，根据情况选择报警或是自行调节电机调整转速，改变送纱量

本发明的有益效果包括：在工作中及时的调节张力，避免张力突然变化引起的编织件质量问题；能够提前改变电机的转速，让张力在许可的张力范围内调节，而不是在许可的张力范围之外调节；具有缓冲作用，避免工作中纱线因为张力的改变而断裂；工作过程中出现的突发情况，比如断线等状况可以被检测到并报警。

附图说明

图1为本发明主体的正视图。

图2为本发明主体的三维示意图。

图3为本发明中缓冲装置的三维示意图。

附图标记说明：电机1，万向节2，纱筒3，直线导轨4，缓冲装置5，视觉传感器6，张力传感器7，安装平台8，轴承座9，滑槽501，弹簧502，滑块503，导纱瓷504。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明专利的具体工作方法进行细致的表述。

本发明专利提供的一个实施例：电机1与纱筒3处于同轴的高度，两者通过一个万向节2连接，这样既可以传递扭矩，也能够方便拆卸。电机1上通过几个螺栓安装一个L铁，L铁通过预置螺母安装在平台8上；电机3两端分别安装一个轴承座9，轴承座9用螺栓与上述的平台8连接，使纱筒3和电机1固定。编织工作开始时，单片机启动电机1并按照经验设定一个合理的转速，电机1带动纱筒3转动后，绕在纱筒3上的纱线均匀送出。

缓冲装置5通过预置螺母安装在一个直线导轨4上，该直线导轨4与电机1、纱筒3所在的平台8相互垂直。直线导轨4通常安装在编织针所在的平台(未图示)。缓冲装置5的高度略高于纱筒3的高度。缓冲装置5包括的主要组成部分为一个滑槽501，滑槽501有一面具有一定的开口，用以安装导纱瓷504并能够使其跟随滑块503在两端移动，滑槽501内部安装一个滑块503，滑块503和滑槽501之间安装一个弹簧502。在所述的滑块503上具有一个螺纹孔，该螺纹孔的方向与滑槽501的开口一致，将导纱瓷504的底部加工螺纹，与滑块503配合。在编织工作开始前，预先设定该装置的高度，并将内部的弹簧502拉伸，用以提供一个初始的适合编织的张力。完成上述步骤后，用配套的视觉传感器6记录下来。

当在工作过程中出现不大的张力变动、或是纱筒3的送纱量与当前的编织的消耗量存在一定差别时，可借由缓冲装置5完成张力与纱线的控制而不是频繁的调整电机1，当纱筒3送纱量较小，纱线带着导纱瓷11朝向张力传感器7方向移动，弹簧502被拉伸。当送纱量较大，弹簧502朝起始位置或者是完全不被压缩的位置移动，带动导纱瓷504和纱线移动，储存纱线。视觉传感器6如果检测到导纱瓷504的运动方向长时间处于同一方向，且即将到达缓冲装置的极限位置时，可以发出信号，让电机1调节转速，这样就能让纱线的张力及时调节。当张力的变动过大时，比如受到外界的干扰，让纱线张力突增，该装置虽然无法独自完成张力的稳定控制，但是能够略微减小张力变动的影响，比如避免张力突然变大导致的纱线断裂的问题。

纱线经过导纱瓷504后，竖直向下直接进入张力传感器7部分,张力传感器7测量纱线的张力，并将数值传输给处理设备，处理设备根据测量得到的数据大小与预设的值比较，判断是否对当前的电机1转速进行调整，维持张力的稳定。

显然，上述具体实施案例仅仅是为了说明本方法应用所作的举例，而非对实施方式的限定，对于该领域的一般技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动，用以研究其他相关问题。因此，本发明的保护范围都应以权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于三维编织中稳定张力控制的送纱装置，其特征在于，包括电机、与电机输出轴同轴连接转动的纱筒、位于纱筒旁侧的缓冲装置、视觉传感器、张力传感器、自下而上延伸的直线导轨；所述缓冲装置包括滑槽、位于滑槽内的滑块及弹簧；所述弹簧的一端与滑槽一内端面固定，弹簧的另一端与滑块固定；所述滑块上安装有导纱瓷眼；

所述视觉传感器用以检测导纱瓷眼的移动，如果导纱瓷眼一直向着同一个方向运动的时间超过预设时间阈值，则视觉传感器会发出信号，使电机转速加速或者减速；

张力传感器用以检测纱线张力数据；当纱线的张力超过预设张力阈值，张力传感器发出信号，使电机转速改变而实现恒张力的控制；

缓冲装置通过预置螺母安装在直线导轨上，直线导轨与电机、纱筒所在的平台相互垂直，纱线经过导纱瓷眼后，竖直向下直接进入张力传感器检测区域。

2.如权利要求1所述的送纱装置，其特征在于，所述滑槽自下而上延伸，且滑块位于弹簧的下方；

当送纱量大于消耗的量时，纱线张力变小，弹簧收缩，带动导纱瓷眼向上运动，当送纱量小于消耗的量时，纱线张力较大，带动导纱瓷眼向下运动，弹簧被拉长。

3.如权利要求2所述的送纱装置，其特征在于，当导纱瓷眼持续向上运动的时间超过预设时间阈值时，视觉传感器发出信号，使电机转速提前减速以减少送纱量；当导纱瓷眼持续向下运动的时间超过预设时间阈值时，视觉传感器发出信号，使电机转速提前加速以增加送纱量。

4.如权利要求3所述的送纱装置，其特征在于，张力传感器也用以检测纱线断线，当纱线断线时，纱线的张力瞬时减少至小于最低阈值，张力传感器发出信号，使电机转速改变或电机停止。

5.如权利要求4所述的送纱装置，其特征在于，还包括报警器，所述当纱线断线时，报警器发出报警。

6.一种如权利要求1-5中任一项所述的送纱装置的使用方法，其特征在于，步骤包括：

步骤一：在电机的驱动下，纱筒转动送出纱线；

步骤二：纱线穿过缓冲装置上的导纱瓷眼，根据工作中纱线内不同的张力，缓冲装置的滑块会上下运动；

步骤三：缓冲装置旁的视觉传感器会记录滑块的位置，当滑块一直朝向同一个方向运动时，会调节电机转速，改变送纱量，使纱线的张力在超出缓冲装置调节范围之前得到调节；

步骤四：如果出现意外情况，使张力的变动超过缓冲装置的调节范围，送纱装置中的张力传感器会检测到该意外情况，根据情况选择报警或是自行调节电机调整转速，改变送纱量。

Images