CN1369422A

CN1369422A - 导纱装置

Info

Publication number: CN1369422A
Application number: CN02103402A
Authority: CN
Inventors: 西谷泰和
Original assignee: Shima Seiki Mfg Ltd
Current assignee: Shima Seiki Mfg Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP3603031B2; EP1231310B1; EP1231310A1; DE60218917D1; KR20020064200A; US6550285B2; JP2002227064A; KR100791822B1; CN1234589C; DE60218917T2; ES2283471T3; US20020139152A1

Abstract

本发明的一个目的是减小要输送的针织纱线的张力的波动,且即使针织纱线的需求量突然改变也能够输送具有精确长度的针织纱线。针织纱线置于一主动辊和一从动辊之间并这样输送,并根据缓冲杆的倾角从导纱口输送到织物。导纱控制器在从针织控制器发出的信号的基础上预测针织纱线的需求量,PID控制一伺服电机,根据由倾角传感器检测的缓冲杆的倾角将顶端侧位置对准一起点位置。

Description

导纱装置

发明背景

1.发明领域

本发明涉及一种导纱装置，用于将针织织物的针织纱线送到一纬编针织机上。

2.相关技术的描述

常规地，如图24和25所示的纬编针织机1具有一设置在侧盖5中的导纱装置6，用于在针织织物2时将针织纱线4送到一导纱口3。导纱装置6包括一缓冲杆7，该缓冲杆7具有暂时储存针织纱线4以及向针织纱线4增加张力的作用。缓冲杆7具有一支承在侧盖5上的基端侧8，并可环绕基端侧8摇摆和移动顶端侧9。缓冲杆7的顶端侧9通过一弹簧拉动针织纱线4，并由一基于针织纱线4张力的拉伸力平衡的弹簧致动力来稳定。一长度测量辊10用于测量从导纱装置6输送到导纱口3的针织纱线4的长度。由于对针织纱线4长度的测量，可以对代表通过一支架拉入用于针织织物2的针织针的拉入量的线圈进行控制，从而在针织数据的基础上使针织纱线4的消耗量与预定的量相一致。

图24表示在支架向纬编针织机1中针床的导纱装置6一侧移动然后开始移动离开导纱装置6的状态下导纱口3的位置关系。图25表示在支架移动到一远离导纱装置6的一端，而导纱口3也移动到远离位于织物2上的导纱装置6一侧端部的状态。在纬编针织机1中，针织纱线4的需求量还随导纱口与织物2的位置关系而波动。在储存针织纱线4并在缓冲杆7的一倾角内给定一张力的常规导纱装置6中，缓冲杆7最大量地储存针织纱线4，如图24中虚线所示，导纱口3到达织物2的导纱装置6一侧端部。当用于下一织物2横列的针织操作开始后，导纱口3以这样的方向移动，即通过该支架远离导纱装置6。由于针织纱线4被拉动，缓冲杆7的倾角如实线所示减小。同样如图25所示，当导纱口3在远离导纱装置6的一侧靠近织物2的端部时，针织纱线4的需求量减少，缓冲杆7的倾角如虚线所示再次增加，以一较大的量拉入和储存针织纱线4。缓冲杆7的倾角对应于针织纱线4的张力。因此在缓冲杆7的倾角给出一张力并储存针织纱线4的结构中，针织纱线4的张力在针织操作中波动较大。

例如，日本审定专利公开JP-B2 2541574中公开了该常规技术，其中用对应于图24和25中所示的缓冲杆7的元件向针织纱线给定一张力，并进行初步储存以适应突然波动，从而消除了纱线张力中的波动同时有效地输送针织纱线。另外，日本未审定专利公开JP-A 11-500500(1999)公开了该常规技术，其中在纱线需求量突然变化之前对用于输送针织纱线的纺纱轮(spinning wheel)的旋转进行控制，从而不使用与图24和25中所示的缓冲杆相对应的元件而消除了纱线张力中的波动。

在图24和25中所示的常规导纱装置6中，针织纱线4的需求量随导纱口3的位置而剧烈波动，而纱线张力也通过纬编针织机1中织物2的针织操作而随纱线需求量波动。同样在JP-B2 2541574中所述的常规技术中，很难适应在织物端部产生的纱线需求量的突然波动。在JP-A 11-500500中所述的常规技术中，期望采取措施来克服针织纱线需求量的突然波动。但在该常规技术中，必须将针织纱线卷绕到纺纱轮上。因此纺纱轮的尺寸增大。在纬编针织机中，经常适当使用多根纱线来针织织物，因而每个纱线都设置有导纱装置。

图24和25表示用于织物2整个宽度的针织纱线4的精确数量是未知的，即使测量已经输送到长度测量辊10的针织纱线4的长度，从而对应于织物2的针织数据输入所需的针织纱线4。更具体地，在表示数据提取开始位置的图24中，有可能通过仅在距这一侧大约几厘米而远离织物2端部设置的部分中测量针织纱线4的精确长度。在缓冲杆7从实线所示状态向虚线所示状态倾斜的情况下，随缓冲杆7的倾斜而增大的针织纱线4的储存量也由长度测量辊10测量，因而将输送到织物2的针织纱线4的净消耗量是未知的。另外，当缓冲杆7从虚线所示状态返回实线所示状态时将喂送的针织纱线4的量不能通过长度测量辊10直接测量。图25中还示出一数据提取结束位置，以虚线表示的针织纱线4的长度是未知的。同样在JP-B2 2541574和JP-A 11-500500中所述的常规技术中，没有公开关于针织纱线需求量精确测量的结构。

发明概述

本发明的一个目的是提供一种导纱装置，该导纱装置能够向纬编针织机精确地喂送针织所需的针织纱线，同时克服需求量的突然改变消除了张力的变化。

本发明提供了一种导纱装置，该导纱装置根据用于针织织物的纬编针织机中针织纱线的需求而向一导纱口输送针织纱线，同时沿织物宽度方向移动该导纱口并通过在针织数据的基础上针织针的前进和后退操作而完成针织操作，包括：

一主动辊，该主动辊设置在一输送路径上用于针织纱线，并在一可旋转外圆周表面上与针织纱线部分接触；

一伺服电机，该伺服电机用于转动主动辊的旋转轴；

一从动辊，该从动辊用于夹置针织纱线，该针织纱线在从动辊与外圆周表面之间与主动辊的外圆周表面接触；

一从动机构，该从动机构用于从伺服电机传递驱动力，从而与主动辊的旋转互锁地以相等的圆周速度转动从动辊；

一缓冲杆，该缓冲杆设在针织纱线从主动辊与从动辊之间的部分喂送到纬编针织机的导纱口的路径中，该缓冲杆能够环绕一基端侧摇摆和移动，并用于当缓冲杆的顶端侧朝向其中一侧摇摆和移动时从该路径中部分拉出针织纱线；

一弹簧，该弹簧用于将该缓冲杆致动到其中一侧，从而在一预定的纱线张力下以一预定的长度从该路径中拉出针织纱线；

一传感器，该传感器用于当从该路径中以预定长度拉出针织纱线时在位于顶端侧上的一位置的起点的基础上对缓冲杆的摇摆和移动状态进行检测，并用于导出显示该检测结果的信号；及

控制装置，该控制装置用于在发自传感器的信号的基础上完成伺服电机的比例、积分和微分(PID)控制；

其中该控制装置设定成导出比沿织物宽度方向开始针织之前、缓冲杆的顶端侧位于起点时所导出的量更大量的针织纱线，完成PID控制，将一微分分量包括在当针织开始且针织纱线的需求快速增加时顶端侧位置将返回起点的一个剩余侧区域中，完成PID控制，从而当顶端侧位置一旦经过起点然后转移到其中要被从路径中拉出的针织纱线的长度小于要回到起点的长度的一个不足侧区域中之后，即使顶端侧位置位于剩余侧或一不足侧，也不会包括该微分分量。

根据本发明，置于主动辊和从动辊之间的针织纱线被输送到纬编针织机的导纱口。针织纱线由从动辊设置成与主动辊的外圆周表面部分接触。主动辊由伺服电机转动。伺服电机的旋转力通过以与主动辊的旋转速度相等的圆周速度转动的从动机构传递到从动辊。由于设置在以相等的圆周速度旋转的主动辊和从动辊之间的针织纱线被喂送，没有在针织纱线上施加强制力，因而可以稳定地提供针织纱线。从主动辊和从动辊之间的部分输送出的针织纱线从缓冲杆顶端部的输送路径中导引。缓冲杆被致动，通过一弹簧在一预定的张力下以一预定的长度将针织纱线导出。缓冲杆的摇摆和移动状态是由传感器在缓冲杆顶端位置在此时被设定的起点的基础上检测的，并导出代表检测结果的信号。从传感器将该信号发送到控制装置。通过这种控制装置，在织物宽度方向上的针织操作开始之前，导出比缓冲杆顶端侧位置设置在该起点时输送的针织纱线更大的量。伺服电机可使用用于PID控制的微分分量来控制，因而当针织操作开始且针织纱线需求突然增大时，在缓冲杆顶端侧位置被设定到远离起点位置的剩余侧区域的情况下，可以输送对应于纱线突然需求的充足的纱线。当缓冲杆的顶端侧位置一旦经过该起点然后传递到不足侧区域时，在剩余侧区域和顶端侧位置设定在其中的不足侧区域中都没有将微分分量用于PID控制。因此可以防止摆动而稳定地完成控制。

根据本发明，伺服电机可通过微分分量控制，在针织操作开始时该微分分量可适应针织纱线需求量的突然增加，可精确供应针织所需的针织纱线，另外还可防止摆动而稳定地实现控制。

本发明的特征还在于，控制装置PID在导纱口相对于织物的位置变化以及从针织数据计算出的针织纱线数量变化的基础上控制伺服电机，因而缓冲杆的摇摆和移动状态被设定在一预定范围内。

根据本发明，控制装置PID对伺服电机进行控制，从而将缓冲杆的摇摆和移动状态设定在预定范围内。控制装置能够完成对针织纱线进行指向的控制，因而在导纱口相对于织物的位置变化以及从针织数据计算出的针织纱线数量变化的基础上，针织纱线的喂送量在针织纱线需求量实际增加之前就增加了。用于针织纱线指向和缓冲杆摇摆和移动状态变化的控制器可以完成控制，因而即使针织纱线突然改变针织纱线的张力也不会有较大波动。进行控制使缓冲杆的摇摆和移动状态设定在预定范围内。因此，将由缓冲杆导出的针织纱线的量可设定在一恒定范围内，缓冲杆对要喂送到织物的针织纱线量的影响可以减少，针织纱线喂送量也可以在伺服电机驱动状态的基础上以高精度测量。

另外，根据本发明，即使针织纱线的需求量随纬编针织机中织物的针织操作而波动，也可以消除纱线张力中的波动，可使将输送到织物上的针织纱线的长度以高精度对应于从主动辊输出的针织纱线的量。

本发明的特征还在于，控制装置仅用微分分量完成PID控制，将微分分量包括在剩余侧区域中，和用一比例分量和一积分分量完成PID控制而不包括该微分分量。

根据本发明，尽管当缓冲杆的顶端侧经过起点时比例分量为零，可以通过将微分分量转换成积分分量而平稳地控制伺服电机，从而没有速度差地切换输出。

另外，根据本发明，针织纱线的张力可通过仅使用微分分量连续切换PID控制以及不使用微分分量切换PID控制而得到适当控制。

本发明的特征还在于，控制装置将一增益设定为一具有优良随动性能的高增益状态，同时缓冲杆的顶端侧的位置从剩余侧区域经过起点，首先到达不足侧区域中振幅最大的一位置，并返回起点侧的一预定范围，在经过相同范围并返回起点侧的这样一个位置将增益切换到具有优良稳定性的低增益状态。

根据本发明，可以这样完成控制，使控制增益较高而随动性能优良的状态在开始针织操作且开始向喂纱口输送针织纱线的较早阶段设定，而控制增益较低且稳定的状态在针织纱线的不足状态解除且缓冲杆顶端侧位置开始返回起点侧后设定。

另外，根据本发明，控制增益较高且随动性能优良的状态可在针织操作的较早阶段设定，使针织纱线的不足状态能够快速解除。当针织纱线的不足状态能够解除时，控制增益可减小并得到稳定。

本发明的特征还在于，控制装置在高增益状态下完成PID控制，通过将缓冲杆的顶端侧在针织操作开始前首先从导出大量针织纱线的位置移动到起点的区域设定为不足侧区域，而不包括微分分量，代替通过将相同区域设定为剩余侧区域而包括微分分量。

根据本发明，即使针织纱线在针织操作开始后被过分地拉出，也可以设定控制增益较高且随动性能优良的状态，从而适应需求的突然增加。当针织纱线的不足状态解除而缓冲杆的顶端侧开始返回起点侧时，可以完成控制，从而减小控制增益并增强稳定性。

本发明的特征还在于，控制装置完成控制，将伺服电机的旋转在这样一个时刻之前停止，即，将针织纱线输送到沿织物宽度方向一侧结束针织操作的针织终点，从而使伺服电机在该时刻之后实际停止，将针织纱线输送到针织终点，在旋转停止控制开始后，缓冲杆在经过针织终点之前向不足侧区域倾斜时将卷绕的针织纱线的长度与经过针织终点在伺服电机实际停止之前通过缓冲杆返回起点侧而储存的针织纱线的长度相等。

根据本发明，当被针织的织物沿宽度方向到达针织终点时，停止使用针织纱线，直到随后沿宽度方向在另一侧开始针织操作。用于喂送针织纱线的伺服电机的旋转不能立即实现，而是需要一个恒定时间。即使当要输送的针织纱线位置经过针织终点时伺服电机停止，要输送的针织纱线保持在实际停止伺服电机的时间内，缓冲杆向起点侧摇动以储存针织纱线，因而可以防止针织纱线的输送路径变得松散。

另外，根据本发明，在这样一个时刻之前完成停止伺服电机旋转的突然停止偏心控制，沿织物宽度方向其中一侧将针织纱线输送到针织操作结束的针织终点。不能立即从旋转状态转换到停止状态的伺服电机在经过将针织纱线输送到针织终点的时刻后被实际停止。通过在结束针织操作之前停止伺服电机的旋转，可防止在伺服电机实际停止之前针织纱线被过分地喂送。在旋转停止控制开始后经过针织终点之前完成控制，使缓冲杆朝不足侧区域倾斜时被卷绕的针织纱线的长度等于伺服电机经过针织终点后实际停止之前通过缓冲杆朝起点侧返回而储存的针织纱线的长度。因此当伺服电机最终停止时，可将具有适当长度的针织纱线储存在缓冲杆中。

本发明的特征还在于，控制装置完成控制，以提高针织纱线的喂送量，从而当已确定导纱口在导纱口相对于织物的位置变化的基础上沿织物宽度方向从针织区域出来时，在下一横列的针织操作开始之前将缓冲杆顶端侧的位置设定在远离起点的剩余侧区域中。

根据本发明，针织纱线可储存到缓冲杆顶端侧上的剩余区域侧，从而在织物的一横列的针织操作开始时提供纱线需求的突然增加，而在剩余侧区域中使用微分分量的控制可以实现。

另外，根据本发明，针织纱线储存量可以预先增加，从而在针织纱线的需求量突然增加之前实现使用微分分量的控制。

本发明的特征还在于，当在导纱口相对于织物的位置变化的基础上确定导纱口已相对于织物宽度移动离开针织纱线喂送侧时，控制装置完成控制以停止伺服电机，针织针前进和后退操作的位置在针织数据的基础上从织物宽度一端出来。

根据本发明，当织物将在远离喂纱侧的一侧针织时，可以不用过度地喂送针织纱线地将针织纱线的纱线张力保持在一适当范围内。

另外，根据本发明，可停止伺服电机来防止针织纱线在没有针织纱线需求的阶段被过分地喂送。

本发明的特征还在于，控制装置为每个针织针计算针织纱线的量。

根据本发明，通过为每个针织针计算针织纱线的量而完成指向控制。因此有可能减小针织织物时施加在针织纱线上的张力的波动。

另外，根据本发明，可以对每个针织织物的针织针减小纱线张力的波动。

本发明的特征还在于，控制装置对每多个针织针计算针织纱线的量。

根据本发明，对每多个针织针计算针织纱线的量。因此，例如能够在改变每个针织针的张力的同时使整体张力恒定，从而在纱线常规消耗量变化的情况下，使用于针织操作，例如提花针织的织物的特性最佳。

另外，根据本发明，可以防止每多个针织针张力发生变化，从而使被针织的花样的特性最佳。

附图简介

通过下面参照附图所作的详细说明，本发明的其它目的、特征和优点将更加明显，其中：

图1是一方块图，表示根据本发明一实施例的示意性结构；

图2是表示图1中导纱装置的一前视图；

图3是表示图1中导纱装置的一左视图；

图4是表示图1中导纱装置的一透视图；

图5是表示根据本发明该实施例的PID控制概念的一原理图；

图6是表示根据本发明另一实施例的PID控制概念的一图表；

图7是表示根据本发明每个实施例一概念的视图，其中在针织纱线的需求突然增加之前，针织纱线被连续储存在一缓冲杆中；

图8是表示根据本发明每个实施例一概念的视图，其中当取消针织纱线需求时完成对停止输送的控制；

图9A至9C是表示根据本发明每个实施例的一控制概念的图表，用于向每个针织针输送对应于纱消耗量的针织纱线，从而针织织物；

图10A至10C是表示根据本发明每个实施例一概念的图表，用于向每几个针织针输送对应于纱需求量的针织纱线，从而针织织物；

图11A至11C是表示根据本发明每个实施例一概念的视图，用于精确计算当导纱口远离导纱装置时输送给织物的针织纱线的长度；

图12A和12B是表示根据本发明每个实施例的一概念的视图，用于精确计算当导纱口靠近导纱装置时输送给织物的针织纱线的长度；

图13是一视图，表示根据本发明的另一个实施例的一种状态，其中当缓冲杆经过一起点时PID控制转换到D控制和PI控制，在缓冲杆的振动最大后从高增益转换成低增益；

图14是一图表和视图，表示在针织过程中纱速和缓冲杆角度的瞬时变化；

图15是一图表，表示在增益系数由PI控制转换的情况下伺服电机的转速和纱的张力的变化；

图16是一图表，表示在增益系数由PI控制转换但保持高增益的情况下伺服电机的转速和纱的张力的变化；

图17是一图表，表示在增益系数不是由PI控制转换但保持低增益的情况下伺服电机的转速和纱的张力的变化；

图18是一视图，表示根据本发明另一实施例的一状态，其中针织的起始位置设定为一临时起点，当PI控制开始后该临时起点转换为一实质起点，缓冲杆经过该实质起点，在缓冲杆的振动最大后控制从一高增益转变为低增益；

图19是一图表，表示在针织起点纱速的瞬时变化；

图20A和20B是一视图和一图表，该视图表示在从针织的开始到经过起点完成D控制，而在起点开始PI控制，该图表表示该伺服电机的旋转速度的变化；

图21A和21B是一视图和一图表，该视图表示在通过将一针织起点位置设定为一临时起点，且该起点被转换成一个实质起点的情况下，缓冲杆的示意性倾斜状态，该图表表示出伺服电机的转速的变化；

图22A和22B是一图表和一视图，该图表示出在伺服电机在针织终点开始停止的情况下纱线的速度和伺服电机的转速，该视图表示缓冲杆倾角的变化；

图23A和23B是一图表和一视图，该图表表示在伺服电机在针织终点之前开始停止的情况下纱线的速度和伺服电机的转速，该视图表示缓冲杆倾角的变化；

图24是一视图，表示针织纱线的长度为什么在从织物靠近常规导纱装置的一端开始的一恒定区域内不能精确地测量；及

图25是一视图，表示对被输送穿过远离常规导纱装置的织物一端附近的导纱口的针织纱线的长度进行精确测量是还可能的。

优选实施例的详细说明

现在参照附图对本发明的优选实施例进行描述。

图1表示包括根据本发明一实施例的导纱装置的纬编针织机11的简要结构。该纬编针织机11将针织纱线14从导纱口13喂送给针织针，用于针织一织物12。将被供应到导纱口13的针织纱线14通过设在纬编针织机11的侧盖15中的导纱装置16消除了张力中的波动，并以对应于需求量的适当长度供应。

导纱装置16包括一缓冲杆17，设置在顶端侧19下面的部分环绕一基端侧18摇摆和移动，从而可储存具有一定长度的针织纱线14。缓冲杆17沿顶端侧19远离侧盖15表面的方向由一弹簧致动，并倾斜而具有一与针织纱线14的张力基础上的拉伸力相平衡的角度。根据该实施例的导纱装置16对针织纱线14需求量的波动进行预测，并进行控制，以消除缓冲杆17倾角中的波动，从而防止针织纱线14中的张力被改变。

图2、3和4中详细示出导纱装置16的细节。图2表示以与图1中相同方向从前方观察的状态，图3表示从左侧观察的状态，图4表示倾斜观察的状态。为了描述的方便，图1中主动辊20和从动辊21的方向作了改变。参照图1至4，设置了主动辊20和从动辊21，用于向缓冲杆17喂送针织纱线14。主动辊20连接到一伺服电机22的旋转轴上，该伺服电机22的旋转力通过一由齿轮组合构成的从动机构23传递到从动辊21上。将针织纱线14置于主动辊20和从动辊21之间，从动辊21通过从动机构23以与主动辊20相等的圆周速度旋转。图1中主动辊20、从动辊21、伺服电机22和从动机构23通过一框架24连接到侧盖15上。主动辊20具有一小直径，从动辊21设置在主动辊20下面。因此，一个导纱装置16可构造成具有相对较小的宽度，可以很容易地在侧盖15上设置多个导纱装置16。

针织纱线14从框架24上方喂送，并被导引而与主动辊20上朝向从动辊21与主动辊20相对部分的外圆周表面保持接触。在主动辊20和从动辊21的外圆周表面之间形成一很小的间隙，针织纱线14从中穿过。针织纱线14还被导引到一中继辊25上并以一改变了的方向拉向缓冲杆17的顶端侧19。缓冲杆17的基端侧18设有一弹簧26，用于致动顶端侧19离开侧盖15的表面。缓冲杆17由弹簧26摇摆和移动，在针织纱线14的张力较高时具有一较小的倾角，当针织纱线14的张力较低时具有一较大的倾角。缓冲杆17的倾角由设在基端侧18上的一倾角传感器27检测。

回到图1，在纬编针织机11中直线地设置一用于针织织物12的针床28，当一支架29沿针床28往复运动时，针床28的针织针进行针织操作，导纱口13移动，以针织织物12。支架29设有一针织三角，用于完成针织针的前进和后退操作，而针织操作是通过针织针的前进和后退操作而完成的。在自动纬编针织机11中，对织物12的针织操作是由一针织控制器30控制的，根据预先给定的针织数据对织物12进行针织。在根据该实施例的导纱装置16中，伺服电机22受到PID控制，使得由倾角传感器27检测到的倾角与缓冲杆17的顶端侧19放在将成为预定参考位置的起点位置上这种情况相对应。当纱线需求突然改变时，例如支架29的移动方向被改变，当纱线需求快速增长时进行指向控制，而在从针织控制器30发出的显示支架位置的信号、显示导纱口13相对于织物12的位置的信号以及由针织数据计算出来的显示针织纱线数量的信号的基础上在没有纱线需求的情况下完成对送纱停止的控制。在指向控制中，在实际需求纱线并送到导纱口13之前纱线需求的增加被缓冲杆17倾角的增大吸收。

图5表示一概念，其中一微分输出由图1中的导纱控制器31的PID控制转换。缓冲杆17由位于基端侧18上的弹簧致动。当倾角增大时，弹簧的致动力减小。因此，倾角具有这样一种关系，即当在针织纱线14的张力基础上的拉伸力减小时，倾角增大。在针织纱线14的喂送量完全对应于针织纱线14需求量的情况下，缓冲杆17的倾角可保持恒定，而顶端侧19的位置可固定为缓冲杆17的起点40的位置。实际上，由于主动辊20、从动辊21或伺服电机22的机械惯性，不能即刻响应针织纱线14需求量的波动而输送针织纱线14。为此，缓冲杆17的摇摆和移动在一定程度上吸收了针织纱线14需求量的波动。

当对于针织纱线14的需求量快速增加时，缓冲杆17的倾角对应于所喂送针织纱线14的减少而进一步减小，储存在用于从中继辊25通过图1中的顶端侧19提供到导纱口13的针织纱线14的路径中的针织纱线14被输送给织物12，针织纱线14的长度减小。更具体地，在顶端侧19位置比起点40位置更靠近侧盖15表面的方向上设定了一个其中针织纱线14不足的不足侧区域4L另一方面，当不考虑针织纱线14的小需求量而从主动辊20与从动辊21之间的部分输送针织纱线14时，倾角增大，因而缓冲杆17的顶端侧19变得比起点40的位置更加远离侧盖15，多余的针织纱线14被储存起来。更具体地，当顶端侧19的位置比起点40的位置更加远离侧盖15时，针织纱线14被设定在一其中产生剩余的剩余侧区域42。

在伺服电机的PID控制中，对应于缓冲杆17的倾角的波动而对针织纱线14的输送量进行快速控制。因此，控制是通过对从倾角传感器27发出的检测信号进行微分而获得的微分输出(differential output)来完成的。基于该微分输出的控制可响应倾角的微小波动。因此由于该控制，缓冲杆17的倾角有可能被灵敏地改变而产生摆动。为此，当缓冲杆17的顶端侧19的位置进入针织纱线14与起点位置距离不足的范围时，该微分输出设定为0，以稳定控制。更具体地，通过将杆起点位置设定为一参考点，可以在针织纱线14剩余的区域内考虑微分输出，以及在针织纱线14不足的区域内考虑没有微分输出，而完成控制。

图6表示根据本发明另一实施例用于伺服电机22速度的PID控制的一个概念。与图5中所示实施例的方式相同，相对于缓冲杆17的顶端侧19的位置设定起点40，通过将起点40作为一参考点，在针织纱线14剩余的剩余侧区域42以及针织纱线14不足的不足区域41，通过PID控制对用于控制伺服电机22的旋转速度的元件进行切换。在针织纱线14的剩余侧区域42中，通过仅使用一微分分量D而完成控制。当缓冲杆17的顶端侧19经过起点40并一旦进入不足侧区域41后，开始使用比例分量P和积分分量I进行控制。当剩余侧区域42连续切换到不足侧区域41中时，在经过起点40的时刻，微分分量D被转换成积分分量I。因此，比例分量P为0，该输出可以在没有速度差别的情况下切换。

图7表示一种状态，该状态是在靠近如图1所示导纱装置16侧一端的导纱口13沿与导纱装置16分离的方向移动而针织织物12之前获得的。当在这种状态下开始针织时，对于针织纱线14的需求量快速增加。从而，在织物12上织出一横列，缓慢输送针织纱线14，使缓冲杆17的顶端侧19的位置到达剩余侧区域中远离起点的目前位置，而导纱口13在此之前从织物12上针织的横列的端部出来，下一列的针织操作开始。当导纱口13从织物12端部出来，此前所织的横列在虚线所示位置完成时，可储存多余的针织纱线14，而实线所示倾角在下一横列针织开始前增大。在针织纱线14这样储存至剩余侧区域中的情况下，即使针织纱线14的需求量快速增加，伺服电机22也用缓冲杆17的顶端侧19返回起点之前倾角变化的微分分量的控制来增加针织纱线14的喂送量，使针织纱线14以一瞬间延迟从主动辊20和从动辊21输出。因此，能够在克服针织纱线14需求量的快速增加而消除纱线张力波动的同时输送针织纱线14。

图8表示一控制概念，当导纱口13在位置远离图1中所示纬编针织机11的设有导纱装置16的侧盖15的针织终点12F处从织物12中出来时完成该控制。将与导纱口13一起移动的支架29包括一用于使针织针完成针织操作的针织三角45。当针织三角45的位置越过针织端部12F时，主动辊20和从动辊21的喂纱操作的输出设定为零。因此，伺服电机22可以突然停止，从而不会过多地提供针织纱线14。当导纱口13向织物12一侧移动而开始针织下一列时，针织纱线14的需求量以与图7中相同的方式快速增加。因此将针织纱线14储存在缓冲杆17中。

图9A至9C表示一概念，用于在每个针织针50、51、52…的针织数据的基础上预测纱线的需求量，并预先输送具有对应于需求量长度的针织纱线14。在纬编针织机11的针织控制器30中设定每一列将使用的针织针50、51、52…的线圈，从而以对应于一列针床28的针数预先形成织物12。拉入针织针50、51、52…的线圈中的针织纱线14的长度形成一线圈环。各种花样可以用不同的线圈环长度来针织。对应于图9A中实线所示的每个针的纱线消耗量，送纱量如图9B中虚线所示设定。图9C中，图9A中纱线的消耗量用实线表示，图9B中的送纱量用虚线表示。对应于虚线所示的送纱量的变化，开始在针织端S的该侧P输送针织纱线14，伺服电机22的加速起点A和减速起点B用前馈方法控制。因此，加速/减速是在纱线消耗量改变的位置一侧完成的，并可以减少纱线张力的波动。

图10A至10C表示一控制概念，用于当纱线消耗量被针织针50、51、52…改变时将针织纱线14平均地输送给每个针织针50、51、52…，如图10A中实线所示，对应于图10B中虚线所示总量的平均值来输送纱线。图10C表示图10A和图10B的一个重叠。如图10C所示，纱线的需求量根据图10C中输送量的平均值而增加或减少，因而张力也同样改变。但在用纱线消耗量的正常变化完成的针织操作，如提花针织中，通过在针织针单元上输送纱线的控制可获得更加优异的织物12。因此，如图9A至9C或图10A至10C所示的输送纱线的概念最好应当根据被针织的织物12而改变。

图11A至11C表示一概念，用于精确地测量当导纱口13从距导纱装置16的近侧向远侧移动时要输送到织物12的针织纱线14的长度。如图11A所示，当导纱口13到达如左侧所示距导纱装置较近的织物12的针织端12N时，开始提取数据。如图11B所示，当导纱口13被移动到右侧并经过距导纱装置16较远的织物12的针织端12F，且右侧移动这样完成时，虚线所示的区域中针织纱线14的长度是未知的。如图11C所示，当导纱口13返回在下一列的针织操作中较近的织物12的针织端时，图11B中虚线所示的未知的针织纱线14部分返回缓冲杆17中并被吸收在其中。储存在缓冲杆17中的针织纱线的长度可以通过其倾角而计算出。另外，从主动辊20输送的针织纱线14的数量可在从设在伺服电机22中的编码器发出的信号的基础上计算。织物12的针织宽度可以很容易地从纬编针织机11的机械说明书以及针织数据中获得。因此，一列织物12的针织操作中所用的针织纱线14的长度可以计算为图11A中所示数据提取开始位置的状态与图11C中所示数据提取终止位置的状态之间的差值。更具体地，纱线的数量可从缓冲杆17在数据提取终止位置的倾角与数据提取开始位置的倾角之间的差值、编码器值以及织物12的针织宽度而精确地获得。

图12A和12B表示一概念，用于当导纱口13从远离导纱装置16的针织端12F向与之靠近的针织端12N移动时作为数据提取针织纱线14的长度。如图12A所示，数据提取是在导纱口13到达织物12的远针织端12F的位置开始的。如图12B所示，当支架29的针织三角45的位置到达织物12的较近针织端12N时，数据提取结束。当导纱口13如虚线所示进一步靠近导纱装置16时，不必考虑导纱口13与织物12的针织端12N之间针织纱线14的长度。

如图11A至11C中所示的移动到右侧的纱线量可按下式计算。

移动到右侧的纱线量＝从编码器计算出的纱线量-针织宽度+杆中有变化的纱线量…(1)

另外，如图12所示移动到左侧的纱线的量可按照下式计算。

移动到左侧的纱线量＝从编码器计算出的纱线量+针织宽度+杆中有变化的纱线的量…(2)

在根据该实施例的导纱装置16中，主动辊20由伺服电机22转动，针织纱线14被主动喂送。因此，如同图24和25中所示数量由长度测量辊10被动测量的情况那样，由于惯性影响而产生的误差可以减少，可以计算针织纱线14喂送的精确量，从而精确提供针织线圈环所需的针织纱线14。因此能够获得质量良好的织物12。

图13表示根据本发明另一实施例对纱线输送控制器31进行切换的PID控制。该实施例中，当缓冲杆17的顶端侧19设定在远离起点40位置的剩余侧区域42中时考虑一微分输出而完成控制，考虑不足侧区域41中没有微分输出而以与图5中相同方式完成控制。在不足侧区域41中，当缓冲杆17到达它被最大振动的一位置时转换一增益，并进一步以一常量向起点40一侧返回。更具体地，不足侧区域41中PI控制的增益从P1和I1切换到P2和I2，如下表1中所示设定P1＞P2以及I1＞I2。

[表1]

起点切换

P	0	P1	P2
P	0	P1	P2	I	0	I1	I2
D	D1	0	0	I	0	I1	I2

在PI控制增益的切换中，还可以仅切换P分量的增益，而I分量保持不变，更具体地，还可以设定P1＞P2以及I1≥I2。

当缓冲杆17的顶端侧19最大振动而后以常量返回时对增益进行切换。原因在于，缓冲杆17应当稳定地实现最大振动。当缓冲杆17开始返回后就可以知道是否完成了最大振动。该常量设定为大约5度，即例如缓冲杆17返回的角度。这个值还可以改变，因为根据针织织物的方法，纱线的类型以及针织速度，最佳值是变化的。

如上所述，在根据本发明的每个实施例中，在每一列的针织操作开始前将针织纱线14储存在缓冲杆17中，用于拉出针织纱线14的伺服电机22的PID控制仅由D分量在针织开始区域内完成。当针织开始区域被针织而缓冲杆17的顶端侧经过起点时，随后设置了一个仅由PI分量控制的针织区域。该针织区域由PI分量控制，而不考虑缓冲杆17的角度。相似地，参照增益切换，针织开始区域由一高增益控制，而当缓冲杆17振动到最大然后以常量返回时，该高增益被切换成低增益。因而针织区域由该低增益控制。

图14至17表示出增益切换如图13所示进行的原因。图14表示伺服电机22供应针织纱线14的纱速的示意性瞬间变化，及缓冲杆17的一角度。图15表示增益被切换的情况，图16表示没有进行切换而保持高增益的情况，图17表示没有进行切换而保持低增益的情况，其中伺服电机22的转速和纱线张力分别用实线和虚线表示。

如图14所示，在针织开始区域60开始被针织的时间t0，开始将缓冲杆17从起点移动到不足侧区域，并供应所储存的针织纱线14。在时间t1，当通过伺服电机22的旋转而输送的针织纱线14的量大于针织操作中所使用的针织纱线14的量时，缓冲杆17开始从最大振动角返回起点侧。当缓冲杆在时间t2从最大振动角度以常量返回时，该增益被切换而减小。随后，用于一横列的织物12在时间t3被完全针织。图15以实线表示伺服电机22的速度。如图15中虚线所示，可以消除针织开始区域60中以单点划线表示的纱线张力，可以防止针织区域61中的振动。

图16中以实线表示电机速度，以单点划线表示纱线张力，在从针织开始区域60中针织开始到针织区域61中针织结束都保持高增益的情况下，在针织区域61的控制中产生过调节，因而产生例如振动。图17中用实线表示电机速度，用单点划线表示纱线张力，另外，在保持低增益的情况下，需要一定时间来获得必要的速度，在针织操作的起点不能采取防范措施来防止针织纱线14的突然需求。因此，纱线张力增大。

图18表示根据本发明另一实施例的纱线输送控制器31的PID控制切换。该实施例中，即使缓冲杆17的顶端侧19位于远离起点40位置的剩余侧区域42中，也不考虑微分输出而完成控制，当缓冲杆17到达最大振动位置并以常量进一步返回位于不足侧区域41中的起点40侧时完成基于增益切换概念的操作。将缓冲杆17的顶端侧19位于针织操作起点的位置设定为一临时起点70作为控制参考点。当顶端侧19向不足侧区域41一侧移动并经过实质起点40时，该控制参考点从临时起点70恢复到实质起点40。更具体地，如下面的表2所示，即使实质性地设置了剩余侧区域42，在不足侧区域41中针织起动处微分分量为零时也要进行PI控制。在代替实质起点40的不足侧区域41中，增益从P1和I1切换到P2和I2，且在顶端侧19到达最大振动而后以与图13所示相同的方式以常量返回的位置设定P1＞P2，I1＞I2。[表2]

临时起点起点切换

P	P1	P1	P2
P	P1	P1	P2	I	I1	I1	I2
D	0	0	0	I	I1	I1	I2

与图13中所示实施例方式相同，还可以设定P1＞P2以及I1≥I2。

图19至21B表示一列的针织开始位置最好设定为临时起点70以及当缓冲杆17的顶端侧19的位置如图18所示经过该实质起点40时作为控制参考点的一起点应该从临时起点70切换到实质起点40的原因。图19表示当针织织物12需要大量针织纱线14如图1中所示的纬编针织机11中的全罗纹组织时，从伺服电机22输送针织纱线14的纱速的变化。图20A示意性地表示在针织开始后在远离实质起点40的剩余侧区域42中基于一微分分量而进行切换以实现D控制，在起点40基于比例和积分分量进行PI控制的情况下，缓冲杆17的运动，图20B示意性地表示伺服电机22转速的变化。图21A示意性地表示出在通过起点切换而开始针织后进行PI控制的情况下缓冲杆17的运动，其中针织开始位置设定为临时起点70，图21B示意性地表示出伺服电机22的转速的变化。

如图19所示，当在时间t10开始针织操作时，纱速保持相对较低，直到缓冲杆17的顶端侧19在时间t11经过实质起点40位置的起点通过状态，顶端侧19进一步摆动到不足侧区域并保持一相对较低的速度，直到时间t12。从时间t10到时间t12，缓冲杆17的倾角变化到卷起所储存的针织纱线14。因此，通过伺服电机22的旋转而输送的纱线的速度相对较低。伺服电机22的转速和纱线速度在时间t12增大，织物12经过时间t13连续针织。

如图20A和20B所示，在没有进行起点切换的情况下，从针织操作开始的时间t10到缓冲杆17的顶端侧19经过起点的时间t11，仅在微分分量的基础上进行D控制。在起点40，从D控制切换到时间t11后将进行的PI控制。从时间t10到时间t11，仅在微分分量的基础上进行控制。在以高纱速进行的全罗纹组织针织中，伺服电机旋转的提高已太晚了，因而缓冲杆17在时间t13摆动到不足侧区域中可能的极限。即使缓冲杆17摆动到该极限，输送针织纱线14的量也是不足的，从而将高于致动缓冲杆17的弹簧张力的张力施加到针织纱线14上。

如图21A和21B所示，在将进行起点切换的情况下，通过在针织开始过程中将缓冲杆17的顶端侧19的位置设定为临时起点70而开始PI控制。因此在缓冲杆17的顶端侧19从临时起点70移动到实质起点40的从时间t10到时间t11的时间段内，在不足侧区域内进行具有高增益的PI控制。因而，在缓冲杆17摆动到极限之前伺服电机22快速旋转，缓冲杆17在时间t12a以一常量从最大摆动返回。由于缓冲杆17摆动到最大的位置没有到达极限，施加到针织纱线14上的张力减小到这样一个范围，从而由用于致动缓冲杆17的弹簧平衡。在时间t12a之后，进行具有低增益的PI控制。

图22A和图22B以及图23A和23B相比较地表示出当一横列的针织操作相对于以实线所示的纱速和以单点划线所示的电机速度在每个实施例的针织终点完成时，突然停止偏移的存在对于消除针织纱线14的突起的作用。图22A和22B表示没有进行突然停止偏移的情况，图23A和23B表示进行突然停止偏移的情况。图22A和22B以及图23A和23B以实线表示纱速的变化，以单点划线表示伺服电机22旋转速度的变化。

如图22A和22B所示，即使伺服电机22在一列织物12的针织操作完成以及针织位置从针织端部出来的时间t20突然停止，伺服电机22也只在经过一恒定时间后的时间t21停止。因此，纱线14一直被输送，直到伺服电机22实际停止的时间t21，当纱速变得更高时针织纱线14的量增大。同样在缓冲杆17返回剩余侧区域极限的情况下，以点表示的针织纱线14根本就不能被吸收。为此，针织纱线14在输送路径的中间变松散，使纱线张力过度减小。

如图23A和23B所示，当伺服电机22在针织操作前进到一列织物12的针织操作结束的针织终止位置的时间t29突然停止时，在时间t30到达针织终点。另外，在针织纱线14的供应在时间t31实际停止时，缓冲杆17可以在一适当的摆动范围内使用。特别地，从时间t29到时间t30所喂送的针织纱线14的量最好等于从时间t30到时间t31过度输送的针织纱线14的量。在缓冲杆17在时间t29突然停止之前在起点附近进行稳定控制并从时间t29到时间t30向不足侧区域倾斜，且以右侧向下斜线表示用于填补由于伺服电机22旋转减少导致的针织纱线14的短缺的量与以右侧向上斜线表示用于从时间t30到时间t31吸收多余针织纱线14的量相一致的情况下，缓冲杆17朝向不足侧的运动克服向起始侧的返回而被偏置，这样缓冲杆17可在起点附近停止。实施突然停止偏移的较早时间t29与到达针织终点的时间t30之间的差值根据纱速而改变。

尽管在上述每个实施例中纬编针织机11具有支架29，本发明也可应用于没有支架的无支架型纬编针织机。在用于针织的机构是将基于针织数据而被程序控制的纬编针织机的情况下，有可能知道织物12的针织操作根据该机构开始和终止的时刻。因此用于导纱装置的针织纱线的指向及突然停止偏移可以正确地完成。

尽管在图1的描述中在纬编针织机11左侧的侧盖15上设有一个导纱装置16，很容易如上所述设置多个导纱装置。另外，可以以相同的方式在右侧侧盖上设置导纱装置16。

在不脱离本发明精神或基本特征的情况下，本发明可以以其它具体形式体现。因此目前的实施例在所有方面都是示意性的而不是限制性的，由附属权利要求表示而不是由前面的说明限定本发明的范围，以及落入权利要求含义及等同物范围内的所有改变，都包括在内。

Claims

1.一种导纱装置，该导纱装置根据用于针织织物的纬编针织机中针织纱线的需求而向一导纱口输送针织纱线，同时沿织物宽度方向移动该导纱口并通过在针织数据的基础上针织针的前进和后退操作而完成针织操作，包括：

一伺服电机，该伺服电机用于转动主动辊的旋转轴；

一从动辊，该从动辊用于夹置针织纱线，该针织纱线在从动辊与所述外圆周表面之间与主动辊的外圆周表面接触；

一缓冲杆，该缓冲杆设在针织纱线从主动辊与从动辊之间的部分输送到纬编针织机的导纱口的路径中，并能够环绕一基端侧摇摆和移动，并用于当缓冲杆的顶端侧朝向其中一侧摇摆和移动时从该路径中部分拉出针织纱线；

一弹簧，该弹簧用于将该缓冲杆致动到其中一侧，在一预定的纱线张力下以一预定的长度从该路径中拉出针织纱线；

其中该控制装置设定成导出比沿织物宽度方向开始针织之前缓冲杆的顶端侧位于起点时所导出的量更大量的针织纱线，完成PID控制，将一微分分量包括在当针织开始且针织纱线的需求快速增加时顶端侧位置将返回起点的一个剩余侧区域中，完成PID控制，从而当顶端侧位置一旦经过起点然后转移到其中从路径中拉出的针织纱线的长度小于拉回到起点的长度的一个不足侧区域中之后，即使顶端侧位置位于剩余侧或一不足侧，也不会包括该微分分量。

2.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，控制装置PID在导纱口相对于织物的位置变化以及从针织数据计算出的针织纱线数量变化的基础上控制伺服电机，因而缓冲杆的摇摆和移动状态被设定在一预定范围内。

3.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，控制装置仅用微分分量完成PID控制，将微分分量包括在剩余侧区域中，并用一比例分量和一积分分量完成PID控制以不包括该微分分量。

4.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，控制装置将一增益设定为一具有优良随动性能的高增益状态，同时缓冲杆的顶端侧的位置从剩余侧区域经过起点，首先到达不足侧区域中振幅最大的一位置，并返回起点侧的一预定范围，在经过相同范围并返回起点侧的这样一个位置将增益切换到具有优良稳定性的低增益状态。

5.如权利要求4所述的导纱装置，其特征在于，控制装置在高增益状态下完成PID控制，通过将缓冲杆的顶端侧在针织操作开始前首先从导出大量针织纱线的位置移动到起点的区域设定为不足侧区域，而不包括微分分量，代替通过将相同区域设定为剩余侧区域而包括微分分量。

6.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，控制装置完成控制，将伺服电机的旋转在这样一个时刻之前停止，即将针织纱线输送到沿织物宽度方向一侧结束针织操作的针织终点，从而使伺服电机在该时刻之后实际停止，将针织纱线输送到针织终点，在旋转停止控制开始后，缓冲杆在经过针织终点之前向不足侧区域倾斜时将卷绕的针织纱线的长度与经过针织终点在伺服电机实际停止之前通过缓冲杆返回起点侧而储存的针织纱线的长度相等。

7.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，控制装置完成控制，以提高针织纱线的输送量，从而当已确定导纱口在导纱口相对于织物的位置变化的基础上沿织物宽度方向从针织区域出来时，在下一列的针织操作开始之前将缓冲杆顶端侧的位置设定在远离起点的剩余侧区域中。

8.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，当在导纱口相对于织物的位置变化的基础上确定导纱口已相对于织物宽度移动离开针织纱线喂送侧时，控制装置完成控制以停止伺服电机，针织针前进和后退操作的位置在针织数据的基础上从织物宽度一端出来。

9.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，控制装置为每个针织针计算针织纱线的量。

10.如权利要求1所述的导纱装置，其特征在于，控制装置对每多个针织针计算针织纱线的量。

11.如权利要求5所述的导纱装置，其特征在于，控制装置完成控制，将伺服电机的旋转在这样一个时刻之前停止，即，将针织纱线输送到沿织物宽度方向一侧结束针织操作的针织终点，从而使伺服电机在该时刻之后实际停止，将针织纱线输送到针织终点，在旋转停止控制开始后，缓冲杆在经过针织终点之前向不足侧区域倾斜时将卷绕的针织纱线的长度与经过针织终点在伺服电机实际停止之前通过缓冲杆返回起点侧而储存的针织纱线的长度相等。

12.如权利要求5所述的导纱装置，其特征在于，控制装置完成控制，以提高针织纱线的喂送量，从而当已确定导纱口在导纱口相对于织物的位置变化的基础上沿织物宽度方向从针织区域出来时，在下一列的针织操作开始之前将缓冲杆顶端侧的位置设定在远离起点的剩余侧区域中。

13.如权利要求5所述的导纱装置，其特征在于，当在导纱口相对于织物的位置变化的基础上确定导纱口已相对于织物宽度移动离开针织纱线喂送侧时，控制装置完成控制以停止伺服电机，针织针前进和后退操作的位置在针织数据的基础上从织物宽度一端出来。

14.如权利要求5所述的导纱装置，其特征在于，控制装置为每个针织针计算针织纱线的量。

15.如权利要求5所述的导纱装置，其特征在于，控制装置对每多个针织针计算针织纱线的量。