CN116136034A - 一种可智能导纱的长丝整经机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可智能导纱的长丝整经机，涉及长丝整经机技术领域，包括工作台、放卷辊、预收紧组件、导向组件、收卷组件以及控制模块，其中所述放卷辊、预收紧组件、导向组件和收卷组件依次设置在工作台上，所述控制模块与预收紧组件、导向组件以及收卷组件电连接；所述预收紧组件包括电动推杆、梯度辊、冷却通道和隔离盖，其中所述梯度辊套设在梯度辊上，根据径宽不同分为第一梯度层、第二梯度层和第三梯度层三个部分，冷却通道设置在梯度辊内部，隔离盖固定在梯度辊上端；所述冷却通道设有进口和出口，分别通过管道与外设的液压泵、冷却箱形成闭环回路。本发明可从温度，张力两个方面对导纱过程中的纱线绷紧状态进行判断并做出相应的调节。

Description

一种可智能导纱的长丝整经机

技术领域

本发明涉及长丝整经机技术领域，具体为一种可智能导纱的长丝整经机。

背景技术

布匹纺织线整合，又叫整经，是将一定根数的纱线按规定的长度和宽度平行卷绕在经轴或织轴上的工艺过程。现代生产中根据不同工艺要求采用轴经(分批)、分条(条带)、分段和球经整经四种方法。整经对纱线张力的把控较为严格，对于不同规格的纱线，根据其材质和粗细的不同，为防止整经过程中纱线扯断，所设定的收卷速度也各不相同。

现有的整经机可实现收卷自动化，通过设定收卷速度完成流水线作业，且在操作过程根据纱线断开，有毛羽产生等情况设置有退卷装置以防空转、避免无效收卷。这些特殊情况往往和收卷过程中纱线所受到的张力情况相关，若纱线在导纱过程中受到来自收卷装置过大的拉力(收卷速度远大于放卷速度)，超过纱线所能接受的张力范围，纱线则会断开；若纱线在导纱过程中受到来自收卷装置拉力过小(收卷速度远小于放卷速度)，则会使得纱线收卷过于松弛。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可智能导纱的长丝整经机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括工作台、放卷辊、预收紧组件、导向组件、收卷组件以及控制模块，其中所述放卷辊、预收紧组件、导向组件和收卷组件依次设置在工作台上，所述控制模块与预收紧组件、导向组件以及收卷组件电连接。

进一步的，所述预收紧组件包括电动推杆、梯度辊、冷却通道和隔离盖，其中所述梯度辊套设在电动推杆上，根据径宽不同分为第一梯度层、第二梯度层和第三梯度层三个部分，冷却通道设置在梯度辊内部，隔离盖固定在梯度辊上端。

进一步的，所述冷却通道设有进口和出口，分别通过管道与外设的液压泵、冷却箱形成闭环回路；所述第一梯度层、第二梯度层和第三梯度层连接处为斜边设置。

进一步的，所述导向组件包括导向压辊和导向板，其中所述导向压辊架设在两个梯度辊中间位置的一侧；所述导向板包括两侧固定层和中间的感温层，且对应导向压辊下辊面设置有导向孔，其中所述感温层可时刻检测内部区域温度变化(主要是纱线穿过的小孔周边区域)，并通过内置的温度传感器将温度信号转化为电信号发送至控制模块处理。

进一步的，所述收卷组件包括收卷辊和驱动电机，两者通过皮带轮连接，所述驱动电机受控制模块控制。

进一步的，具体方法如下：

S1：将放卷辊上的纱线引出一根，穿过两个梯度辊之间的第一梯度层(根据纱线的粗细而定，这里一般设定第一梯度层为初始梯度层)，经过导向压辊下侧辊面，穿过导向板上对应的小孔固定在收卷辊上，控制模块控制驱动电机启动(初始速度为v₀)，开始收卷作业。

S2：导向板内里感温层对纱线穿过的周边区域进行温度检测并发送信号至控制模块。

S3：控制模块接收到温度信号与内部记录的温度(通过电连接工作间内的测温装置得到)做比较，判断纱线张力是否超标。

S4:若控制模块判定纱线张力超标(有断开风险)，控制模块会同时发出指令给驱动电机、预收紧组件和液压泵，分别为收卷速度、预收紧的阻力和导纱过程中的温度进行调节以及时规避纱线断开的情况。

S5：重复S2-S4，完成纱线的收卷工作。

进一步的，所述S3中控制模块判断方法如下：

设定感温层实时采集的温度为T₁，工作间内的温度为T₀，则温度差用

表示，其数值由下式确定：

当

时，判定收卷状态良好；

当

时，判定收卷速度过快，纱线有断开风险。

一般情况下，纱线在导纱过程中与各组件摩擦会产生热量，本体会有一定的温度升高(不超过5℃)，而大多数种类的纱线死亡温度在50℃以上(例如：涤纶在55℃～65℃；锦纶在60℃～65℃)，工作间的温度应控制在25℃左右。

进一步的，所述S4中指令内容如下：

S41：降低收卷速度：控制模块控制驱动电机调整转速为v₁(v₀>v₁)；

S42：降低预收紧阻力：控制模块控制电动推杆带动梯度辊下降，将纱线从原有的第一梯度层转移到第二梯度层，此时各梯度层连接处的斜边设置可辅助纱线快速转移，以此来增大两梯度辊之间的间隙，从而降低预收紧阻力；

S43：降低纱线温度：控制模块发送启动命令至液压泵，抽取冷却箱内的冷却液通过管道从入口处进入至冷却通道，最后由出口处流回冷却箱，实现循环。冷却通道贴近各梯度层的内壁，其中流通的冷却液可有效降低各梯度层表面的温度，从而带走纱线的热量以此来实现降温。

进一步的，在上述基础上增设张力检测组件，包括支撑架、上张力辊、下张力辊和导向张力辊(替换导向压辊)，其中所述上张力辊、下张力辊架设在支撑架上，纱线由上张力辊和下张力辊之间穿过，所述上张力辊、下张力辊和导向张力辊连接张力传感器且分别与控制模块电连接。

进一步的，具体处理方法如下：

上张力辊、下张力辊采集的张力信号设定为N₀(一般情况下只有一个N₀信号)，此N₀可看做为纱线放卷后的绷紧状态；导向张力辊采集的张力信号设定为N₁，此N₁可看做为纱线收卷前的绷紧状态。张力值的变化率为θ，其数值由下式确定：

当0≤θ≤10％时，说明纱线绷紧状态处于良性范围内，收卷速度与放卷速度匹配；

当θ>10％时，说明纱线过于绷紧有断开风险，收卷速度与放卷速度不匹配(需要降速调整)；

进一步的，所述N₀可同时用于判断放卷速度是否过快以导致纱线绷紧度不够的情况，即N₀＝0N时，上张力辊、下张力辊均未采集到张力信号，此时可视为放卷速度过快以致导纱过程纱线过于松弛(需要提高收卷速度)。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：通过设置有预收紧组件，可对纱线进行放卷后的预收紧工作，保障导纱过程中的纱线所受到足够的张力以达到良好的收卷效果，可避免放卷速度与收卷速度不匹配时，收卷纱线松弛的情况。通过设置有导向组件以及控制模块，可实时检测收卷前的温度并判断收卷速度是否过快，对纱线造成过大的负荷，以及时进行收卷速度、预收紧程度和温度调节，避免纱线断开的情况。通过设置有张力检测组件，可从放卷后、收卷前的张力变化情况进行判断纱线绷紧状态是否处于良性范围内，同时可判断放卷速度过快的情况以进行收卷速度调整。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的实施例1整体结构示意图；

图2是本发明的A、B区域局部放大图；

图3是本发明的局部示意图；

图4是本发明的实施例1不同状态侧视图；

图5是本发明的实施例2整体结构示意图；

图6是本发明的C区局部放大图；

图7是本发明的实施例2不同状态侧视图；

图中：

1、工作台；2、放卷辊；3、预收紧组件；31、电动推杆；32、梯度辊；321、第一梯度层；322、第二梯度层；323、第三梯度层；33、冷却通道；34、隔离盖；4、导向组件；41、导向压辊；42、导向板；421、固定层；422、感温层；423、导向孔；5、收卷组件；51、收卷辊；52、驱动电机；6、液压泵；7、冷却箱；8、张力检测组件；81、支撑架；82、上张力辊；83、下张力辊；84、导向张力辊。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-4，本发明提供技术方案：一种可智能导纱的长丝整经机，包括工作台1、放卷辊2、预收紧组件3、导向组件4、收卷组件5以及控制模块，其中放卷辊2、预收紧组件3、导向组件4和收卷组件5依次设置在工作台1上，控制模块与预收紧组件3、导向组件4以及收卷组件5电连接。预收紧组件3包括电动推杆31、梯度辊32、冷却通道33和隔离盖34，梯度辊32套设在电动推杆31上，根据径宽不同分为第一梯度层321、第二梯度层322和第三梯度层323三个部分，冷却通道33设置在梯度辊32内部，隔离盖34固定在梯度辊32上端，用来避免纱线离开梯度辊32范围，电动推杆31适于带动梯度辊32上下位移以改变不同梯度层的水平位置。

需要补充说明的是：冷却通道33设有进口a和出口b，分别通过管道与外设的液压泵6、冷却箱7形成闭环回路。第一梯度层321、第二梯度层322和第三梯度层323连接处为斜边设置可帮助纱线在各梯度层上换位以避免纱线卡死在某一梯度层上。

在实际操作中，纱线由放卷辊2放出，穿过两个梯度辊32之间，初始默认为第一梯度层321(径宽最大)之间穿过，因受狭小间隙的挤压，纱线穿过会受到与收卷方向相反的阻力，此时纱线受两个相反力拉扯线身会一定程度上绷紧，从而实现预收紧的效果。

导向组件4包括导向压辊41和导向板42，其中导向压辊41架设在两个梯度辊32中间位置的一侧。导向板42包括两侧固定层421和中间的感温层422，且对应导向压辊41下辊面设置有导向孔423以供纱线穿过，其中感温层422可时刻检测内部区域温度变化(主要是纱线穿过的小孔周边区域)，并通过内置的温度传感器将温度信号转化为电信号发送至控制模块处理。

收卷组件5包括收卷辊51和驱动电机52，两者通过但不限于皮带轮连接，驱动电机52受控制模块控制进行转速调节以改变收卷辊51的收卷速度。

具体实施方法如下：

S1：将放卷辊2上的纱线引出一根，穿过两个梯度辊32之间的第一梯度层321根据纱线的粗细而定，这里一般设定第一梯度层321为初始梯度层，经过导向压辊41下侧辊面，穿过导向板42上对应的小孔固定在收卷辊51上，控制模块控制驱动电机52启动，记初始速度为v₀，开始收卷作业。

S2：导向板42内里感温层422对纱线穿过的周边区域进行温度检测并发送信号至控制模块。

S3：控制模块接收到温度信号与内部记录的温度(通过电连接工作间内的测温装置得到)做比较，判断纱线张力是否超标。

S4:若控制模块判定纱线张力超标(有断开风险)，控制模块会同时发出指令给驱动电机52、预收紧组件3和液压泵6，分别为收卷速度、预收紧的阻力和导纱过程中的温度进行调节以及时规避纱线断开的情况。

S5：重复S2-S4，完成纱线的收卷工作。

具体的，S3中控制模块判断方法如下：

设定感温层422实时采集的温度为T₁，工作间内的温度为T₀，则温度差用

表示，其数值由下式确定：

当

时，判定收卷状态良好；

当

时，判定收卷速度过快，纱线有断开风险。

一般情况下，纱线在导纱过程中与各组件摩擦会产生热量，本体会有一定的温度升高(不超过5℃)，而大多数种类的纱线死亡温度在50℃以上(例如：涤纶在55℃～65℃；锦纶在60℃～65℃)，工作间的温度应控制在25℃左右。

S4中指令内容如下：

S41：降低收卷速度：控制模块控制驱动电机52调整转速为v₁(v₀>v₁)；

S42：降低预收紧阻力：控制模块控制电动推杆31带动梯度辊32下降，将纱线从原有的第一梯度层321转移到第二梯度层322(由①到②)，此时各梯度层连接处的斜边设置可辅助纱线快速转移，以此来增大两梯度辊32之间的间隙，从而降低预收紧阻力；

S43：降低纱线温度：控制模块发送启动命令至液压泵6，抽取冷却箱7内的冷却液通过管道从入口a处进入至冷却通道33，最后由出口b处流回冷却箱7，实现循环。冷却通道33贴近各梯度层的内壁，其中流通的冷却液可有效降低各梯度层表面的温度，从而带走纱线的热量以此来实现降温。

如图5-7，在实施例1的基础上增设张力检测组件8，包括支撑架81、上张力辊82、下张力辊83和导向张力辊84(替换实施例1中的导向压辊41)，其中上张力辊82、下张力辊83架设在支撑架81上，纱线由上张力辊82和下张力辊83之间穿过，上张力辊82、下张力辊83和导向张力辊84连接张力检测器且分别与控制模块电连接，其中张力检测器按其原理可分为应变片型和微位移型，改变值的多少将正比于所受张力的大小，产生位移，由于板簧的位移量极小，大约±200μm。

在实际操作中，纱线从放卷辊2放卷会有高低的差别(Ⅰ、Ⅱ分别为两种不同的放卷状态)，在放卷辊2与预收紧组件3之间，预收紧组件3之后设置张力检测组件8，采集张力信息发送至控制模块进行判断处理，可对放卷后、收卷前的纱线绷紧状态进行监测。

具体的，上述张力信息处理方式如下：

上张力辊82、下张力辊83采集的张力信号设定为N₀(一般情况下只有一个N₀信号)，此N₀可看做为纱线放卷后的绷紧状态；导向张力辊84采集的张力信号设定为N₁，此N₁可看做为纱线收卷前的绷紧状态。张力值的变化率为θ，其数值由下式确定：

当0≤θ≤10％时，说明纱线绷紧状态处于良性范围内，收卷速度与放卷速度匹配；

当θ>10％时，说明纱线过于绷紧有断开风险，收卷速度与放卷速度不匹配(需要降速调整)；

需要补充说明的是：N₀可同时用于判断放卷速度是否过快以导致纱线绷紧度不够的情况，即N₀＝0N时，上张力辊82、下张力辊83均未采集到张力信号，此时可视为放卷速度过快以致导纱过程纱线过于松弛(需要提高收卷速度)。

当控制模块通过θ判定纱线导纱过程过于绷紧，则立即调整收卷速度，降低驱动电机52的转速；当控制模块通过N₀判定纱线导纱过程过于松弛，则提高驱动电机52的转速。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：包括：

工作台(1)、放卷辊(2)、预收紧组件(3)、导向组件(4)、收卷组件(5)以及控制模块，其中所述放卷辊(2)、预收紧组件(3)、导向组件(4)和收卷组件(5)依次设置在工作台(1)上，所述控制模块与预收紧组件(3)、导向组件(4)以及收卷组件(5)电连接；

所述预收紧组件(3)包括电动推杆(31)、梯度辊(32)、冷却通道(33)和隔离盖(34)，所述梯度辊(32)套设在电动推杆(31)上，分为第一梯度层(321)、第二梯度层(322)和第三梯度层(323)，所述冷却通道(33)设置在梯度辊(32)内部，所述隔离盖(34)固定在梯度辊(32)上端。

2.根据权利要求1所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

所述冷却通道(33)设有进口和出口，分别通过管道与外设的液压泵(6)、冷却箱(7)形成闭环回路。

3.根据权利要求1所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

所述第一梯度层(321)、第二梯度层(322)和第三梯度层(323)连接处为斜边设置。

4.根据权利要求1所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

所述导向组件(4)包括导向压辊(41)和导向板(42)，其中所述导向压辊(41)架设在两个梯度辊(32)中间位置的一侧；

所述导向板(42)包括两侧固定层(421)和中间的感温层(422)，且对应导向压辊(41)下辊面设置有导向孔(423)。

5.根据权利要求1所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

所述收卷组件(5)包括收卷辊(51)和驱动电机(52)，两者通过皮带轮连接。

6.根据权利要求5所述的一种可智能导纱的长丝整经机的使用方法，其特征在于：

具体方法如下：

S1：将放卷辊(2)上的纱线引出一根，穿过两个梯度辊(32)之间的第一梯度层(321)(根据纱线的粗细而定，这里一般设定第一梯度层(321)为初始梯度层)，经过导向压辊(41)下侧辊面，穿过导向板(42)上对应的小孔固定在收卷辊(51)上，控制模块控制驱动电机(52)启动，初始速度为v₀，开始收卷作业；

S2：导向板(42)内里感温层(422)对纱线穿过的周边区域进行温度检测并发送信号至控制模块；

S3：控制模块接收到温度信号与内部记录的温度，通过电连接工作间内的测温装置得到做比较，判断纱线张力是否超标；

S4:若控制模块判定纱线张力超标，有断开风险，控制模块会同时发出指令给驱动电机(52)、预收紧组件(3)和液压泵(6)，分别为收卷速度、预收紧的阻力和导纱过程中的温度进行调节以及时规避纱线断开的情况；

S5：重复S2-S4，完成纱线的收卷工作。

7.根据权利要求6所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

所述S3中控制模块判断方法如下：

设定感温层(422)实时采集的温度为T₁，工作间内的温度为T₀，则温度差用

表示，其数值由下式确定：/>

当

时，判定收卷状态良好；

当

时，判定收卷速度过快，纱线有断开风险。

8.根据权利要求6所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

所述S4中指令内容如下：

S41：降低收卷速度：控制模块控制驱动电机(52)调整转速为v₁，v₀>v₁；

S42：降低预收紧阻力：控制模块控制电动推杆(31)带动梯度辊(32)下降，将纱线从原有的第一梯度层(321)转移到第二梯度层(322)；

S43：降低纱线温度：控制模块发送启动命令至液压泵(6)，抽取冷却箱(7)内的冷却液通过管道从入口处进入至冷却通道(33)，最后由出口处流回冷却箱(7)，实现循环。

9.根据权利要求8所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

还包括，张力检测组件(8)，包括支撑架(81)、上张力辊(82)、下张力辊(83)和导向张力辊(84)，替换导向压辊(41)，其中所述上张力辊(82)、下张力辊(83)架设在支撑架(81)上，所述上张力辊(82)、下张力辊(83)和导向张力辊(84)连接张力传感器且分别与控制模块电连接。

10.根据权利要求9所述的一种可智能导纱的长丝整经机，其特征在于：

所述控制模块张力信息处理方式如下：

将上张力辊(82)、下张力辊(83)采集的张力信号设定为N₀，此N₀可看做为纱线放卷后的绷紧状态；导向张力辊(84)采集的张力信号设定为N₁，此N₁可看做为纱线收卷前的绷紧状态。张力值的变化率为θ，其数值由下式确定：

当0≤θ≤10％时，说明纱线绷紧状态处于良性范围内，收卷速度与放卷速度匹配；

当θ>10％时，说明纱线过于绷紧有断开风险，收卷速度与放卷速度不匹配。

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