CN1258014C - 控制能调节纬纱机械张力的电动纬纱制动器的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种控制电动纬纱制动器的方法，该制动器用于自动调节具有机械引纬的纺织机器中的纬纱的机械张力，方法包括如下的步骤：用一装置产生和调制一电动制动器的驱动器的激励电流，该装置包括一控制环路，它易感受到在纬纱上测量的机械张力的变化和引纬时的纬纱运行速度的实际值；控制环路可以修整制动动作的基准参数，该参数由所述控制环路根据一基准张力和一测量张力、用一由纬纱运行速度的所述实际数值的递减函数表示的乘法因子决定。

Description

控制能调节纬纱机械张力的电动纬纱制动器的方法和装置

(1)技术领域

本发明涉及一种控制电动纬纱制动器的方法和设备，这种纬纱制动器用于自动调节具有机械引纬的纺织机器中的纬纱机械张力。这里所指的是诸如片梭织机、插塞织机(bullet loom)和投梭类机器的纺织机器，在这些机器中，输送构件机械地接合纬纱，以将纬纱引入梭口中，因此，将喷射织机排除在外。

(2)背景技术

如人们所知道的，在现代织造系统中，从筒子上退绕的纬纱通过一输纬器被送到织机。这种输纬器是一种包括一固定式鼓的装置，在该鼓上，一旋转臂卷绕和回收构成纬纱储备量的多圈纱线，当织机在每次引纬需要时，又从这鼓上退绕若干圈纬纱。

电动纬纱制动器插在输纬器与织机之间，它有两个目的，一个是在引纬过程的某些关键步骤中使纱线保持足够大的机械张力，另一个是在整个引纬过程中，无论如何要确保机械张力的瞬时值或峰值不超过诸如在纱线的疵点处使纱线断裂的较大值。引纬过程中必需正确控制纬纱张力的关键步骤，例如在片梭织机中，是由夹线步骤、在制动片梭(the retaining gripper)与牵引引片梭(the drawing gripper)之间传送的步骤和纬纱到达的步骤构成。

为了实现这两个目的，使用与输纬器一体的和/或分开的纬纱制动器，这是人们所知道的。

本说明非限制性地涉及后面的装置，即所谓的鸭嘴形制动器，这种制动器设置在输纬器的下游，并包括一对相互相对的薄板，它们分别是一个固定的薄板和一可动的薄板，纱线在两者之间传送，一机电驱动器驱动可动薄板，从而或多或少地压在固定薄板上，以改变所施加的制动作用。人们还知道，用设置在纬纱制动器与织机之间的张力传感器调制的激励电流来驱动驱动器，该传感器产生一用于与纬纱机械张力的瞬时值成比例的激励电流的调制信号。

更具体地说，纬纱张力调节系统是已知的，为了控制纬纱制动器，该系统使用一控制环路，环路中的基准由一纬纱机械张力的预定和选定值构成，在该环路中，从基准值中减去由张力传感器测量的张力的瞬时和实际值，获得一误差信号。用逻辑装置(PID类的逻辑单元)处理误差信号，这样获得一能够消除误差的信息信号。

借助适当的电源线路，通过一由薄板制动器施加于纬纱的成比例的制动动作，使该信息信号相配；因此，该信息信号此后称为“制动基准”。

这种唯一取决于影响纬纱的机械张力的直接测量结果的传统纬纱制动器调节和控制系统，尽管被广泛使用，但不能完全满足现代织造工艺的要求，这是因为，它不能补偿，以充分地避免纬纱的不希望出现的断裂，在引纬过程中纱线的机械张力的迅速改变。

这个严重的缺陷基本上是由于由薄板制动器或其它传统型的从动制动器所施加的制动作用严重受到纱线运行速度的影响，从而对于一制动器施加的相等的制动动作，在纬纱上产生的机械张力则完全直接取决于运行速度。

因此，很显然，传统的上述调节系统在2500或3000米/分钟的引纬速度很容易到达和超越的机械引纬的织造过程中，是完全不够和不合适的，而且在该织造过程中，在引纬步骤期间，纬纱会有大的加速和减速，这些加速和减速体现了纱线输送构件的运动规律的特征。

尤其是片梭织机，参考机器的驱动轴的角度位置，并如图2的实线图表所示，夹纬纱的步骤出现在轴的大约65度。此后，纱线处在输送步骤，其中开始加速至轴的大约120度，随后由于制动而减速至轴的大约180度，这是在制动片梭与牵引片梭之间的输送位置。这种在引纬步骤的保持弧线上牵引片梭使纱线受到基本上与前述相等的加速一减速循环，在轴的大约287度结束引纬。

因此，纬纱上的机械张力基本上根据与纬纱运行速度同样的变化规律而变化，因此具有图2波折线的图形，该曲线的基本特征是两个具有一基本上在轴的180度位置的低谷的正半波；这种不等于零的最低值对应于作用在静止纱线上的静态张力的数值。

本发明起源于改变纬纱的机械张力的观念，而纬纱机械张力明显地愈加与引纬步骤期间的纱线运行速度的对应变化有关，所以本发明的目标是提供一种用一产生和控制纬纱制动器的激励电流的环路调节纬纱机械张力的方法和装置，该环路不仅易感受到在纬纱上测量得到的机械张力的变化，而且易感受到纱线运行速度的变化；这种速度变化源自于支配引纬的机械构件的运动规则。

(3)发明内容

在该目标范围内，本发明的一个目的主要是提供一种控制纬纱制动器的方法和装置，这种制动器具有较大改进的功能，并确保即使是特别脆弱的诸如羊毛、真丝和低支合成纱线的纬纱基本上也不会断裂。

本发明的另一主要目的是提供一种特别简单的控制方法和一种成本很低的具有数量极少的沿纬纱路径设置的传感器(它们是昂贵的，并几乎不可靠)的一控制装置。

根据本发明，从下面的详细说明中，本发明的这些和其它目的将变得更清楚，这些目的是用如下的方法和装置来实现的。

本发明基本上是依据这样的概念，即根据纬纱实际瞬时输送速度重新调节制动基准来改进传统型装置的控制环路。

换句话讲，本发明提供一种控制电动纬纱制动器的装置，该纬纱制动器用于自动调节具有机械引纬的纺织机器中的纬纱的机械张力，该装置包括：一探测纱线机械张力的传感器元件，该传感器元件设置在纬纱制动器的下游并提供一与所探测的张力成比例的信号；第一函数逻辑装置，所述第一函数逻辑装置由一减法单元和一PID调节器构成，它们用于从基准值中减去所述探测的张力信号并得到一信息信号，该信息信号构成能够删去由张力的所述测量值与基准值的差值所产生的任何误差的制动动作的基准参数；该装置还包括一探测纺织机器的驱动轴的角度位置的传感器和由一导数单元，一处理单元和一乘法器构成的第二函数逻辑装置，这些逻辑装置用于处理角度位置传感器的信号，以便提供一表示在引纬期间的纱线实际输送速度的变量；以及一第三函数逻辑装置，它用于修整制动动作的所述基准参数，通过一用所述运行速度的递减函数表示的乘法因子乘所述基准参数，使该基准参数相一致地取决于纬纱的实际运行速度

本发明还提供一种控制电动纬纱制动器的方法，该纬纱制动器用于自动调节具有机械引纬的纺织机器中的纬纱的机械张力，该方法包括如下的步骤：用一装置产生和调制一电动制动器的驱动器的激励电流，该装置包括一控制环路，所述控制环路易感受到在纬纱上测量的机械张力的变化和引纬时的纬纱运行速度的实际数值；所述控制环路可以用纬纱运行速度的所述实际数值的一递减函数表示的一乘法因子修整制动动作的基准参数，该基准参数由所述控制环路根据一基准张力和一测量张力决定。

(4)附图说明

从下面的详细说明并结合作为非限制性例子给出的附图，本发明方法和装置的特征、目的和优点将会显得更清楚。

图1是本发明控制装置的电气方块原理图；

图2是一示例图，它示出了纬纱运行速度(V)(米/秒)和作用在纬纱上的机械张力(T)(克)是织机轴的角度位置(度)的函数；所示出的例子是高度为3.6米、轴的转速为360转/分的一台织机的例子。

(5)具体实施方式

在图1中，标号10表示将纬纱F送到具有机械引纬的那种织机TE的一典型系统，它包括：一纬纱筒子RO；一输纬器(weft feeder)P；一例如具有相互相对的薄板类的纬纱制动器LF，该纬纱制动器置于输纬器P与织机TE之间；以及一直接测量纱线F的机械张力T的瞬时值的传感器TM，传感器TM直接放置在纬纱制动器LF的下游。

实际上，输纬器P包括一鼓TA，一由电动机MO驱动的旋转臂BR将构成纬纱储备量RT的多圈纱线卷绕和回收在该鼓TA上，当织机TE需要时，这些纱线在每一次引纬时从该鼓TA退绕并经过一导纱器GA。

同样，实际上，纬纱制动器LF包括一固定的薄板和一可动的薄板以及一机电驱动器MF，纱线F经过该两薄板之间，向驱动器MF提供由传感器TM发射的信号调制的激励电流提供，并或多或少地使可动薄板压向固定薄板，以改变施加于纱线F的制动程度。

为此，传感器TM产生一信号tens-mis，它基本上表示总的用A表示的装置的控制环路的反馈信号。

这控制环路A包括一减法逻辑单元1，在该单元中，信号tens-mis从一表示纬纱F的预定机械张力值的基准信号tens-rif中减去。因此，在减法单元1输出一误差信号error，它表示基准张力与所考虑的瞬时测量张力之差，所述信号error被送到一用标号2表示的已知的PID(比例—积分—导数)调节器，该调节器能获得一诸如删去误差信号error的制动基准信息信号fren-ref。

在传统类型的装置中，信号fren-ref通过一逻辑单元3和一电源线路DRV直接产生一使纬纱制动器LF产生一基本上与该信息信号fren-ren成比例的相应制动动作的激励电流，环路最好接收另一被送到单元3的反馈信号fren-info(例如由在纬纱制动器LF的驱动器MF中流通的一部分电流Im组成)。

根据本发明，装置的控制环路A不仅对机械张力(T)敏感，在引纬的几个步骤中，还始终对纬纱F的传输速度的变化敏感。

根据本发明，这是借助基本上由纬纱的实际输送速度V的递减函数表示的乘法因数来修整制动基准变量fren-ref而实现的。为此，织机TE的轴设置有一角度位置传感器SA，它能时刻提供该轴角度位置的信号tel-pos，该信号用轴的度数表示，并可从0变化到360°。该信号tel-pos被同时送到逻辑单元4和5，第一单元是一简单的导数单元(derivation block)，它输出一与织机的角速度对应的数据项目vel-tel。而所述单元的第二个单元含有用图2的实线曲线表示的函数，从而根据轴的度数，来处理表示那一刻的被考虑的织机TE的纬纱输送相对速度(Vr)的信号vel-rel-trasp。

单元4和5的输出与对应于制造中的织物的高度的另一参数alt-tex一起送到逻辑单元6，逻辑单元6经这三个输入信号相乘输出变量v，该变量表示纬纱以米/分为单位的实际输送速度。这个变量被送到一乘法器逻辑单元7，该单元以一输送速度的递减函数f(v)乘上单元2输出的制动基准fren-ref，根据规定的目标和目的获得一根据纬纱输送速度v修整的制动基准fren-ref1。

一般而言，根据本发明，递减函数f(v)如下：

              f(v)＝K/v

式中K是一针对所描述的调节系统所需振幅和响应速度而选择的一个常数。

在不脱离本发明原理的情况下，实施细节和实施例当然可相对于所描述的和作为非限制性例子举例说明的内容进行广泛的改变，这样的改变在本发明的范围之内。

Claims (7)

1.一种控制电动纬纱制动器(LF)的方法，该纬纱制动器用于自动调节具有机械引纬的纺织机器中的纬纱(F)的机械张力，该方法包括如下的步骤：

用一装置产生和调制一电动制动器的驱动器(MF)的激励电流，该装置包括一控制环路(A)，其特征在于，所述控制环路易感受到在纬纱(F)上测量的机械张力(T)的变化和引纬时的纬纱运行速度的实际数值(v)；所述控制环路(A)可以用纬纱运行速度的所述实际数值的一递减函数[f(v)]表示的一乘法因子修整制动动作的基准参数(fren-ref)，该基准参数由所述控制环路根据一基准张力(tens-rif)和一测量张力(tens-mis)决定。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，引纬期间的纬纱(F)的实际速度(v)间接从一曲线获得，该曲线将纬纱(F)的输送相对速度(vel-rel-trasp)描述成以轴的角度表示的纺织机器的驱动轴角度位置的函数。

3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于，纬纱的实际速度(v)通过乘上三个参数获得，该三个参数由纱线的输送相对速度(vel-rel-trasp)、纺织机器的轴的角速度(vel-tel)和制造中的织物的高度(alt-tex)构成。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述纬纱(F)的运行速度的实际数值的递减函数[f(v)]这样一个表达式表示：

f(v)＝K/v

式中v是所述实际速度，K是一针对控制环路(A)的一所需振幅和响应速度而选择的一个常数。

5.一种通过一控制环路(A)控制电动纬纱制动器的装置，该纬纱制动器用于自动调节具有机械引纬的纺织机器中的纬纱(F)的机械张力，该装置包括：一探测纱线机械张力的传感器元件(TM)，该传感器元件设置在纬纱制动器(LF)的下游并提供一与所探测的张力(T)成比例的信号(tens-mis)；第一函数逻辑装置(1-2)，所述第一函数逻辑装置由一减法单元(1)和一PID调节器(2)构成，它们用于从基准值(tens-ref)中减去所述探测的张力信号并得到一信息信号，该信息信号构成能够删去由张力(T)的所述测量值与基准值的差值所产生的任何误差(error)的制动动作(fren-ref)的基准参数；其特征在于，该装置还包括一探测纺织机器(TE)的驱动轴的角度位置的传感器(SA)和由一导数单元(4)，一处理单元(5)和一乘法器(6)构成的第二函数逻辑装置(4-5-6)，所述第二函数逻辑装置用于处理角度位置传感器(SA)的信号，以便提供一表示在引纬期间的纱线实际输送速度的变量(v)；以及一第三函数逻辑装置(7)，它用于修整制动动作的所述基准参数(fren-ref)，通过一用所述运行速度(v)的递减函数表示的乘法因子[f(v)]乘所述基准参数，使该基准参数相一致地取决于纬纱(F)的实际运行速度(v)。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述导数单元(4)提供纺织机器的轴的角速度(vel-ref)；所述处理单元(5)能够得出作为用轴的角度表示的纺织机器(TE)的电动机轴的角运动函数的纱线输送相对速度(vel-rel-trasp)；以及所述乘法器(6)提供纱线(F)的运行速度的实际值(v)，该实际值(v)通过所述角速度(vel-tel)和所述相对速度以及用所述纺织机器制造的织物的高度(alt-tex)构成的诸参数相乘而得。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，修整制动动作的基准参数(fren-ref)的乘法因子用以下函数表示

f(v)＝K/v

式中v是纱线(F)的实际运行速度，K是一针对控制环路(A)的一所需振幅和响应速度而选择的一个常数。

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