CN1174164A - 筒子的生产方法和装置 - Google Patents

Abstract

在使用一台纺织机器的一个络筒装置生产筒子时,该纺织机有驱动筒子(17,17′)的摩擦辊筒,其驱动电动机(11)是间隔地进行这样的离合,即摩擦辊筒和筒子间带打滑的加速阶段和无打滑的惯性运动阶段彼此相继进行。加速阶段中产生的转差率可以与络筒过程同时测定。为此,记录摩擦辊筒(10)的周期时间并从该时间计算出一个或多个惯性运动阶段筒子半径增大以及由此预先计算出继后加速阶段的筒子半径增大曲线。为加速阶段预先计算出的曲线再同测定值中计算出的曲线作对比,即可确定转差率。

Description

筒子的生产方法和装置

本发明涉及一种使用纺织机器的络筒装置来生产筒子的方法以及一种实施该方法的装置。该络筒装置具有驱动筒子的摩擦辊筒，辊筒的驱动电动机是间隔地进行这样的离合，即摩擦辊筒和筒子之间带打滑的加速阶段和无打滑的惯性运动阶段是彼此相继进行的，其中，摩擦辊筒的周期时间和筒子周期时间连续地被记录和计算求值。

上述类型(DE 3703869 A1)的一种已知方法是摩擦辊筒的驱动电动机交替地起动和断开，因而带摩擦辊筒和筒子之间的打滑的加速阶段和无打滑的惯性运动阶段彼此相继进行。同时摩擦辊筒和筒子的周期时间均连续地被记录。计算是按这样的方式进行，即至少从近似的无打滑阶段的测定结果中产生一个比较值(实际值)。特别是一个商数与一设定值进行对比。如果它与设定值出现明显差别，则接通络筒过程。藉助彼此相继形成的商数的比较，可以确定是否存在一打滑阶段或无打滑阶段，因为在打滑阶段中连续形成的商数是近似恒定。存在的转差率是不能够量化的。

打滑加速阶段与无打滑惯性运动阶段之间的转换，是为了防叠卷绕目的，即防止按无规卷绕生产的交叉卷绕筒子产生叠圈。有利的防叠效果是，不仅仅确定产生打滑，而且还要确定转差率的大小。

本发明的任务是提出一种前述类型的在络筒过程中不使用附加的传感器，亦能够可靠地确定产生的转差率的方法。

此项任务可通过下述方式解决：即络筒时加速阶段产生的打滑可以从摩擦辊筒的周期时间和惯性运动阶段的筒子周期时间计算筒子半径增大的实际曲线，并从先前发生的一个或多个惯性运动阶段的筒子半径增大曲线预先计算出其后的加速阶段的筒子半径增大曲线，并在此加速阶段内从所测定的摩擦辊筒和筒子的周期时间计算打滑产生的筒子半径增大的不真实曲线，并将此不真实曲线同预先计算出的筒子半径的增大曲线作对比来确定转差率大小。

加速阶段存在着摩擦辊筒和筒子之间的圆周速度差异。如在此情况下计算分析摩擦辊筒的周期时间和筒子周期时间并对筒子半径和半径增大进行计算，则可得出一个由于打滑而对实际半径和半径实际增大构成不真实的很大值。从这个不真实值和预先算出的筒子增大半径的实际值之间的差异，可定量确定转差率，而无需附加的传感器。

本发明的另一结构形式规定，筒子运行时所产生的打滑值被存储并可放置到一台显示器显示。众所周知，筒子的质量可借助于落纱时的退绕检查加以评估。如果退绕出现困难，尤其是出现纱线断头，这一标志说明由于不适当的打滑而产生了无效果的防叠卷绕。用户通过本发明能够将筒子运行时的打滑曲线加以显示并对络筒装置的运行参数作调整，即通过改变打滑而获得一改进的防叠卷绕，从而达到较好的退绕性能。此外，还可将一络筒装置的络筒运行时的打滑曲线与另一个络筒装置运行时的打滑曲线作对比，来确定络筒装置的故障状态。

本发明的另一结构形式规定，将络筒时测得的打滑实际值与打滑设定值作比较，并当实际值与设定值出现偏差时，改变作为控制变量的络筒装置的一个或多个运行参数来调节实际值到设定值上。例如可以将加速阶段的持续时间作这样的规定，即一方面产生足够的打滑，而另一方面又不致产生太高的打滑。因此，不仅依据有效的防叠卷绕而改进筒子的质量而且还能使络筒装置的电能消耗最佳化。

在本发明又一结构形式中规定，在络筒过程中断后再次起动时测定打滑的实际值，并与预先所给的设定值作对比，如果实际值超过设定值时，为了使打滑限制在设定值范围内，接通驱动电动机的起动控制线路。这种中断情况，特别是在络筒机络筒装置上出现较多，即发生在清除一个纱疵和一个管纱退绕完需更换一新管纱时候。正是这一类型的络筒机因而有其优点，当络纱装置一次中继后尽可能地很快起动，在很高的打滑状态下并不损坏纱层。

在使用一台纺织机器的一个络筒装置来生产筒子的这种装置中，络筒装置具有驱动筒子的摩擦辊筒，其驱动电动机是间隔地进行这样的离合，即摩擦辊筒和筒子之间具有打滑的加速阶段和惯性运动阶段彼此相继地进行，并具有同一计算装置相连接的连续记录摩擦辊筒的周期时间和筒子的周期时间的装置，从而使本发明的任务获得解决，即该计算装置包含有计算筒子半径增大的曲线的装置、计算一个或多个先前产生的惯性运动阶段中筒子半径增大的曲线并预先计算出其后的加速阶段中筒子半径增大的曲线的装置，以及将为后来加速阶段预先计算出的筒子半径增大曲线同当时加速阶段中从摩擦辊筒的周期时间和筒子的周期时间计算出的由于打滑所产生不真实的筒子半径增大曲线进行对比的装置。生产圆柱形筒子时，无打滑驱动是在惯性运动阶段进行。生产锥形筒子时，从最大的筒子直径沿轴向向最小的筒子直径看，惯性运动阶段内所谓的被驱动筒子直径是在筒子表面上移动。被驱动的筒子直径即是筒子圆周速度与摩擦辊筒的圆周速度相一致的这种直径。

本发明的其他特征和优点将在下面用图示的结构形式加以说明。

图1为一个配有本发明的计算装置的络筒装置；

图2为计算装置的结构方框图；

图3是说明本发明的筒子运行一小片段的曲线图；

图4是根据图3筒子运行一片段时在摩擦辊筒和筒子之间产生打滑的曲线图，其转差率标量在筒子的直径上；

图5是一锥形筒子的加速和惯性运动曲线图中的直径变化过程；

图6是一锥形筒子的均衡惯性运动过程。

图1只是络筒装置的示意图，主要展示出一台络筒机的一个络纱锭位的络筒装置，它具有一个用驱动电动机(11)传动的摩擦辊筒(10)。摩擦辊筒(10)设计成一个配置有往复螺纹(12)的槽筒，因而它同时起到作为按方向(13)通过导纱眼(14)运行的纱线(15)的一个往复装置。纱线(15)无规卷绕到筒管(16)上，即成为所称的交叉卷绕筒子(17)。由于本发明既适合生产圆柱形交叉筒子又适合生产锥形交叉筒子，因此在图1中表示了一个圆柱形交叉筒子(17)，图2中表示一锥形交叉筒子(17′)。当下面谈到筒子半径或筒子直径时，即是指锥形交叉筒子(17′)的中性直径或所谓的驱动直径。筒管(16)是由两个筒管支持座(18、19)夹持，每个支持座是用一个锥体(20、21)紧压配合方式与筒管(16)的开口端相结合。与筒管(16)以及筒子(17)一起转动的筒管支持座(18、19)，是支承在一个图上未绘出的筒子架上，该筒子架可围绕与摩擦辊筒(10)的轴(22)相平行的轴旋转。

摩擦辊筒(10)的轴(22)上装有一个传感器(23)，例如设计为一个旋转角传感器。该传感器(23)记录摩擦辊筒的周期时间及其转数。所谓周期时间是指摩擦辊筒(10)一完整回转所需的时间。筒子支承座(18)上装有一个传感器(24)，例如它亦作为旋转角传感器。此传感器是用于记录筒子(17)的周期时间，即筒子一完整回转所需的时间以及该筒子(17)的转速。传感器(23和24)的信号输入到一个控制和计算装置(25)。

在生产防叠卷绕的筒子(17)时，为了防止纱层重叠，采用了一种防叠装置，使摩擦辊筒(10)和筒子(17)之间差生间歇的打滑。这种间歇性打滑是由于摩擦辊筒(10)的驱动电动机(11)交替地离合而产生。在驱动电动机(11)断开后，摩擦辊筒(10)的转速如果低于预先给定值时，则驱动电动机(11)又通电，使摩擦辊筒(10)加速至最大转速；然后再次断开驱动电动机(11)，重复上述的这种循环。由于筒子的惯性，当摩擦辊筒(10)加速时，摩擦辊筒(10)与圆柱形筒子(17)之间产生打滑。

从位于摩擦辊筒(10)上面的空筒管(16)开始，筒子(17)的半径或直径由于络上纱线(15)而增大，直到筒子(17)达到其最大的卷装度，即其最大的半径或直径。

筒子半径(r_SP)可根据传感器(23，24)的信号按下列公式计算：

ω_SP·r_SP＝ω_fω·r_fω

由此得出： $r_{\mathrm{sp}}=\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{f\ω}}\·r_{\mathrm{f\ω}}}{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}}$

式中：ω_sp为筒子角速度或周期时间，

ω_fω为摩擦辊筒的角速度或周期时间，

r_sp为筒子半径，

r_fω为摩擦辊筒的半径。

若按短的时间间隔，例如0.1秒连续地进行这种计算，则得出如图3所示的直径(筒子半径r_sp的一倍)对时间的曲线。

图3表明在大约18秒时间内，筒子直径范围从大约129.3增大到约129.9mm，即增大约0.6mm。该曲线的下段(30)与惯性运动阶段符合，其中摩擦辊筒(10)的驱动电动机(11)是断开的，所以摩擦辊筒(10)和筒子(17)是处于圆柱形筒子几何学情况下无打滑的运行。上述公式在这些惯性运动阶段(30)内是正确的，因为在惯性运动阶段(30)所表示的曲线变化符合筒子半径(r_sp)或筒子直径增大的实际曲线。筒子(17)处在惯性运动阶段(30)之间的加速阶段(31)内有一个比摩擦辊筒(10)小的速度，因而其周期时间较大些，而角速度(ω_sp)则相应地较小些。因此用上述公式计算筒子半径(r_sp)或筒子直径，推导出一个假定的筒子直径或筒子半径，这是由于产生的打滑而非真实的。由于打滑，筒子半径或筒子直径的增大将根据测定周期时间来计算，筒子直径增大曲线是大于加速阶段(31)内筒子直径增大的实际曲线。适用于打滑(S)的公式是：

V_sp＝(1-S)·V_tr

槽筒速度(V_tr)和筒子半径(r_sp)可以规定作为络筒过程中已知的量。为此可用下式：

ω_sp·r_sp＝(1-S)·V_tr或 $S=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}\·r_{\mathrm{sp}}}{V_{\mathrm{tr}}}$

以及 $S=\frac{V_{\mathrm{tr}}-({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}\·r_{\mathrm{sp}})}{V_{\mathrm{tr}}}$

如以V_tr＝ω_sp|s＝0·r_sp则适用下式： $S=\frac{({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}{|}_{s=0}\·r_{\mathrm{sp}})-({\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}\·r_{\mathrm{sp}})}{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}{|}_{s=0}\·r_{\mathrm{sp}}}$

由此得出： $S=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}}{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}{|}_{s=0}}$

筒子半径在加速阶段中可以从下式计算出所谓不真实的筒子半径： $r_{\mathrm{sp}}{|}_{\mathrm{r\; verf}.}=r_{\mathrm{sp}}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}{|}_{s=0}}{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{sp}}}$

对于槽筒和筒子之间的打滑得出下述的关系式： $S=\frac{r_{\mathrm{sp}}{|}_{r_{\mathrm{verf}.}}-r_{\mathrm{sp}}}{r_{\mathrm{sp}}{|}_{r_{\mathrm{verf}.}}}$

式中ω_sp|_s＝0表示：打滑＝0的条件。

在考虑从测定值计算出的先前的一个或多个惯性运动阶段(30)中筒子半径或直径增大曲线的条件下，可以按平衡直径(32)的形式预先计算每个以后加速阶段的筒子半径或筒子直径增大的(实际)曲线。由传感器(23，24)信号计算出(不真实的)加速阶段(31)的筒子半径或直径的增大曲线和根据加速阶段(31)的平衡直线(32)预先计算出的筒子直径增大曲线之间的差异，即是加速阶段(31)中实际产生打滑的一个标度。图4表示相对筒子(17)的直径和时间的转差率百分比。

生产锥形筒子时，加速情况下的被驱动的直径变化见图5。同摩擦辊筒成比例的转数上升(40)时间将进行到被驱动直径移动出较大直径边缘时为止。自该瞬时(41)起产生打滑传动。在加速阶段(40)中计算出的筒子直径是不真实的，而在打滑传动阶段(42)中计算出的直径是假定的。在摩擦辊筒加速停止后，假定的筒子直径在无打滑传动下，达到点(43)中的筒子直径，而一个真实被驱动的直径与摩擦辊筒下降着的转数成比例地移动，即从筒子大的直径朝向小的直径移动。这就是所称的惯性运动阶段(44)。将近惯性运动阶段的终端，被驱动的直径由于无加速传动达到所谓的中性直径区，在此区域内锥形筒子的直径总是能预先确定的。

达到中性区是取决于许多影响因素，例如移动工作(walkarbeit)，筒子的锥度和槽筒与筒子之间的摩擦，这些都对直径的确定起到干扰作用。曲线变化过程表明一个侧面的起动过程或起振过程。为了确定交叉筒子的直径，不能应用起振过程，因为这里不真实的直径是与明确为筒子直径的锥体中性直径不相符合。由于为下一个加速阶段必须在短时间内提供一实际的筒子直径，所以该起振过程必须进行平衡。这就需要将起动过程的先前知识带入到中性区。由此当一个防叠周期内不能变更上述影响因素的话，则可以假定，该先行的防叠周期有着一个像实际的曲线特征。用此知识可以制订一个实际起动过程的模型曲线。从模型曲线可发现，对每个瞬时的起动相都能计算出锥体中性直径。

作为模型程序可以提供n次平衡多项式的计算。如果计算末次起动周期的模型参数(多项式系数)，则可模拟实际的起动相来确定一模型化的起动相。对此起动周期n参数语句必须取中数以及制订一条模型曲线。用相应的模型直径值去除测定的不真实直径值，则可得到一条平衡的直径曲线。该条曲线自行围绕着实际有效的锥体直径的数值修正。

多个滑行周期编入到模型曲线，建议应这样地进行，即先求出不同惯性运动周期所产生的差别。这个方法已由图6表示。依据惯性运动曲线(n-2)和(n-1)可以计算惯性运动(n)的模型惯性运动曲线以及进行模拟。同时，记录的不真实的直径用不真实的模型直径相除得出惯性运动阶段的一条平衡的直径曲线。

对于平衡直线(32)和打滑的计算，例如可以用相应的图2中所述的一台计算装置进行。由传感器(23，24)测出的周期时间以及筒子的角速度(ω_sp)和摩擦辊筒的角速度(ω_fω)都输入到一个商数组分(33)。由于摩擦辊筒(10)的半径(r_fω)是恒定的，对于筒子半径(r_sp)来说(ω_fω)对(ω_sp)的商数已具有代表性，因此可放弃乘以摩擦辊筒(10)的半径(r_fω)。该值还不能应用于打滑的确定，因为它取决于直径。因此该值要输入到直线滤波器(34)，例如输入到卡尔曼(Kalman)滤波器，而筒子(17′)的角速度(ω_sp)和摩擦辊筒(10)的角速度(ω_fω)亦输入此滤波器。对于锥形筒子，只向滤波器提供惯性运动阶段的直径值。该直线滤波器(34)构成为平衡直线(32)。只在无打滑阶段内计算平衡直线。在加速阶段内，平衡直线依据其预先设定的斜度进行下一步计算。该平衡直(32)连同商数组分(33)的信号输入到一减法装置(35)，后者给出独立于转数及直径的打滑，换言之，打滑是不取决于络筒过程状态。

图1的控制和计算装置(25)具有如图2所述的计算评定手段。在络筒过程中连续求出的转差率，例如可以为以后的调出而存储于控制和计算装置或者立即打印出来，从而络筒装置的一个用户就可以确定这个筒子(17和17′)在加速阶段内是以怎样的转差率进行生产的，并且获得有关说明筒子(17，17′)所络纱线(15)的退绕性能的信息。通过比较两个或多个相同络筒装置的络筒过程所产生的打滑值，也可以确定络筒装置中之一个可能出现的故障状态。

与络筒过程同时确定出的转差率也可以由控制和计算装置(25)作这种计算，即通过控制驱动电动机(11)调节转差率到一设定值上，例如可以规定，如果已确定求得的转差率实际值已达到一预定的设定值时，则缩短加速阶段。这样可以使电能消耗取得最佳化。此外，当求出的转差率实际值未达到规定设定值时，控制和计算装置(25)能促使驱动电动机以较强的加速度起动，和/或减轻筒子架将筒子(17或17′)压向摩擦辊筒(10)的负荷。

上文已经说明了如何评定由传感器(23，24)测定的摩擦辊筒(10)和筒子(17和17′)的角速度，以便在卷绕的同时求得转差率。由于角速度是周期时间的倒数，这种设计当然也适用于由传感器(23，24)记录的周期时间的相应计算。因为周期时间和角速度是与摩擦辊筒(10)和筒子(17，17′)的转数成一固定的算术比例，相同型式也适用于传感器(23，24)记录转数然后应用转数进行计算。因此周期时间的记录和计算应理解为记录和计算角速度或记录和计算摩擦辊筒(10)和筒子(17，17′)转数的同义词。

Claims (5)

1.一种使用一台纺织机器的一个络筒装置生产筒子的方法，此络筒装置具有驱动筒子的摩擦辊筒，其驱动电动机是间隔地进行这样的离合，即带摩擦辊筒和筒子之间打滑的加速阶段和无打滑的惯性运动阶段彼此相继进行，其中摩擦辊筒的周期时间和筒子周期时间连续地被记录和计算求值，其特征在于，在加速阶段中在络筒同时发生的打滑可以从摩擦辊筒的周期时间和惯性运动阶段内的筒子周期时间计算出筒子半径增大的实际曲线，并从先前产生的一个或多个惯性运动阶段中的筒子半径增大曲线预先计算出其后加速阶段的筒子半径增大曲线，并在此加速阶段内从所测定的摩擦辊筒和筒子的周期时间去计算由于打滑产生的筒子半径增大的不真实曲线，并将该不真实曲线同预先计算出的筒子半径增大曲线进行比较来确定转差率。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，筒子运行时所产生的打滑值被存储和在一台显示器上显示，和/或打印出来。

3.根据权利要求1和2的方法，其特征在于，络筒时测得的打滑实际值同打滑设定值进行比较，并在实际值同设定值出现偏差时，改变作为控制变量的络筒装置的一个或多个运行参数，以便将实际值调整到设定值。

4.根据权利要求1至3的方法，其特征在于，在一络筒过程中断后的再次起动时，求出打滑的实际值并同预先所给的设定值作比较，如果实际值超过设定值时，为了使打滑限制在设定值范围内，即接通驱动电动机的起动控制线路。

5.利用一台纺织机器的一个络筒装置生产筒子的装置，该络筒装置配置有驱动筒子的摩擦辊筒，辊筒的驱动电动机是间歇地进行离合，即带摩擦辊筒和筒子之间打滑的加速阶段和无打滑的惯性运动阶段彼此相继进行，并具有连续记录摩擦辊筒周期和筒子周期时间的装置，该络筒装置与计算装置(25)相连接，其特征在于，计算装置(25)含有这些装置，即计算筒子半径(r_sp)增大曲线的计算装置(33)，计算在一个或多个先前的惯性运动阶段(30)内筒子半径的增大曲线并预先计算其后加速阶段(31)内筒子半径增大曲线(32)的计算装置(34)，还会有为其后的加速阶段预先计算出的筒子半径增大曲线(32)同此加速阶段内从摩擦辊筒(10)的周期时间和筒子(17，17′)的周期时间所计算出的因打滑而不真实的筒子半径增大曲线进行比较的比较装置(35)。

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