CN1619024A - 用于自由端纺纱机的维护小车 - Google Patents

Abstract

一种用于自由端纺纱机的维护小车，该维护小车装配有在纺纱单元的干预循环中进行一个或多个操作的部件或组件，小车的这些部件被小车自己的控制单元控制，其特征在于，用于所述干预循环各步骤的每个部件或组件是彼此独立的，并被装配有独立并可控制的驱动机构和检测纱线在不同步骤中的预定位置是否存在的传感器。

Description

用于自由端纺纱机的维护小车

技术领域

本发明涉及自由端纺纱或气流纺纱。自由端纺纱机通常由排列在纺纱机两侧的多个单独的纺纱单元组成，每一个纺纱单元由一个可将粗纱的单纤维加工为加捻纱的纺纱杯，和引导纱线卷绕到一个纡管上形成一个纱筒的卷绕单元(collection unit)构成，在纺纱杯和卷绕单元之间还插入一个用于控制纱线质量的清纱器。这个纱筒通过牵引和卷绕纱线到它的表面上而形成，筒子被它下面的辊牵引而旋转，辊上支撑着成型的筒子。由于卷绕单元上装配一个导纱装置，这个导纱装置以轴向往复运动分布纱线到纱筒的外表面，所以纱线以螺旋的形式被卷绕到旋转的纱筒上。

背景技术

单独的纺纱装置的结构如示意图图1所示，并且它的正常运行操作将在下面被简要描述。

从底部向顶部，纺纱装置1由一个实际的纺纱单元2和一个卷绕单元3组成，使纤维粗纱条转变成平行卷绕在纱筒上的纱线的主要构成部件将在下面作简要描述。

喂入的条子或粗纱S被储存在一个圆柱形容器4中，在其中纱以双螺旋的形式被储存。粗纱S经过一个喇叭口输送器6被喂入辊5喂入到这个元件中到达梳理辊7，一个装配有齿带的辊将粗纱S分离成单纤维状并在气流的作用下将纤维输送到纺纱杯8中，纺纱杯在真空状态下工作。

在高速旋转(约在150,000转/分钟或以上)的纺纱杯8中，单根化的纤维在离心力的作用下被沉积在它的周边喉部，纤维在这里凝聚，并以纱线F的形式由中心孔9中沿轴向被引出，纱线是通过纺纱杯自身的高速旋转在内喉和孔9之间延伸的通路中被加上捻的，这样就产生了加捻纱F。

纱线的后部牵伸是由一对相对的引纱滚筒11和12来完成的，引纱滚筒11和12握持纱线F以一个可控制的速度沿箭头a方向被驱动，这样确定了纱线的线性产量，一般以米/分钟表示。清纱器14用于控制纱线F的质量，可以被设置于引纱辊11/12的前方。这样生产的纱线F引入到卷绕单元3，经过一个检测纱线存在的传感器15并且遇到一介用于补偿纺纱单元2和纱筒上的纱线F的卷绕点之间路径长度变化的补偿器16。导纱器21依据双箭头b以往复横向运动分布纱线到纱筒上成型，其被一电机20驱动，该电机驱动一个纵向轴22，该纵向轴22被纺纱机的其它单元共用。

纱筒25卷绕纱线F并且被纱筒握持臂26握持，该纱筒握持臂26配置有两惰性的能够被打开与纱筒的基础纡管28配合的尾架27。成型纱筒25被放置在它的传动辊或卷绕滚筒29上。

最近的自动自由端纺纱机被装配维护小车，其巡逻纺纱机的两侧并且停在需要干预的纺纱单元的前面完成调节。

所需要的干预基本上为三种形式：

-用于启动，在一个纺纱机由静止到开始纺纱，启动纺纱机然后在每一个元件中放置一个新的纡管，用辅助纱执行启动并且在去除了上述一部分辅助纱后，将生产的纱线卷绕到新的纡管上形成一个纱筒；

-用于重新连接，当纱线因为任何原因而断头，仍未到达完成纱筒所预定的长度，使用纱筒侧已成产的纱线，进行再连接并继续卷绕在同一纱筒上。接头过程基本上由开启、清洁和关闭纺纱杯、粗纱尾部的准备、在纱筒侧纱线末端的捕捉和准备、纺纱杯的再启动和粗纱供应的继续，准备好的纱线端部重新引入到纺纱杯中，将与新生成的纱线相连的端部引出并在卷绕单元中再一次被卷绕。程序化的清洁循环等同于一个再连接循环其是由纱线的受指令控制断开引起。

-用于升起，当用于纱筒的预定长度被完成后。完成的纱筒被释放，工作人员按照上述情形再次启动。

通常，此类干预通过把纱筒25从驱动滚筒29分离来完成，停止它的运动并且通过安装在维护小车上的辅助驱动辊来驱动纱筒25或它的纡管28。

在自动自由端纺纱机上用于干预维护小车的装置和过程的领域中，有申请人自己的文献IT1.146.694，EP340,863，EP443,220，EP473,212，IT1.258.220，IT1.258.221，IT1.258.222。

通常，自动小车包括一个沿着纺纱机两侧可移动的一个结构，一个与纺纱机中心控制单元和构成纺纱机的纺纱单元通信的通信系统，一个在需要干预的单元前面的小车停止和平移系统。该可移动结构携带着用于在所需的次数时间进行各种循环的单种或多种操作的部件或组件。小车的这些部件被小车自己的控制单元控制，该控制单元又与纺纱机的中央控制单元和各个纺纱单元相连接。

在目前已知的自由端纺纱机中，面朝一个失败的再接头或提升循环，纺织机小车重复进行循环操作序列，一般不超过三次以便不损害纺纱机的整体效率。

在小车所述的失败尝试后，纺纱单元的运行被停止(有一红灯指示)。小车然后方便地被转向用于需要它的其它纺纱单元。

小车上安装一个红灯，操作者可以注意检查识别先前自动干预中的负面结果的原因并且采取措施准备进行另外一次的干预，其同样被自动地操作，这次产生一个积极的效果。

在现今为止的自由端纺纱机的小车中，各组件被安装成用于在纺纱单元的启动、再连接、提升和清除循环中进行单个或多个操作。

通常这些组件为(至少绝大多数情况)通过机械的方式相互连接，因为它们装配有一个凸轮驱动机构，即使它们装配有纱线控制和定位传感器，它们必须按照顺序操作。小车上装载的各种组件按照预见的顺序完成各个步骤：它们恢复纱线的端头，它们将纱线从一个部件传递到另外一个部件并执行它们的工作直到再连接或提升操作在它们介入的纺纱单元获得。至多，这样的自动小车仅允许对具有自主驱动的组件的各单个步骤被延长或重复直到它成功的完成。

很显然这个循环中的任一个步骤的失败都会引起整个循环的失败。

随着自由端纺纱机的发展，可被生产的纱线或纤维的支数范围被充分地扩展了，而纱线的规格质量变得更加严格了。在关于再连接和提升的整个循环中，小车上装载的大量部件或组件合作工作，它的效率，换句话说，操作成功地完成不需要反复的多次尝试是非常重要的。因此所述各部件协作中对它们的控制是非常重要的，这些控制是针对各部件及纱线之间的相对位置、时间和速度相位，使整个过程的各步骤成功完成。

发明内容

本发明涉及一种用于自由端纺纱机的维护小车，其中在小车的各循环中各个操作步骤一个一个地受到控制，从而在一个步骤失败的情况下，小车不会毫无意义地浪费时间继续以后的步骤，而是可以重复失败的步骤而重新启动所述循环，可能以不同的参数进行。

本发明的目的是制造一种克服现有技术中使用的用于自由端纺纱机的维护小车的缺点并且能获得更高的干预效率和更大的纺纱机产量，减少由于在纺纱单元上进行的干预重复而导致的闲置时间。

本发明的小车中再连接和提升循环的步骤是彼此独立的，从而不依据预定的步骤序列和次数操作，而是根据步骤被执行时的需要操作它们。

为了更好的突出所解决的问题和本发明所提出的技术方案，在以下的描述中，对根据本发明的小车设计进行说明，拥有用于自由端纺纱机维护干预循环各组件，该小车结构作为一个非限制性的例子而非对本发明的限制。

附图说明

图1是自由端纺纱装置中重要部件的示意图。

图2示出了小车C内的平行六面体形空间的分解图，其中示出了本发明维护纺纱单元时要干预的部件或组件。

具体实施方式

本发明的小车装置的必要部件在权利要求1中被确定，而它的变化形式和优选的实施例在从属权利要求中被限定和详细说明。

本发明的小车中每一组致力于干预循环各步骤的组件是彼此独立的，换句话说每一组组件被装配独立的驱动元件(通过编码器或终端探测器控制速度和位置的电机或气动活塞)并且被装配有用于在各种步骤中检测纱线是否在预定的位置出现的传感器。

为了实现本发明，用于移动小车的伺服元件的电机可以是元电刷电机，其以频率驱动以便获得角位、速度和加速度，这些角位、速度和加速度在操作的每一步中的两个旋转方向上被控制。

根据本发明的优选实施例，用于移动小车伺服元件的电机可以是被按步驱动的步进电机，其同样获得角位、速度和加速度，这些角位、速度和加速度在操作的每一步中的两个旋转方向上被控制。

在图2中示出了小车C中的用于维护自由端纺纱单元的重要元件和组件，用于再连接和升起操作，这些元件和组件为：

在干预循环期间用于控制和定位纱线F的装置41，在干预循环期间它进行动作而提升和确定连接到纱筒或其纡管的纱线相应于小车其它元件的水平面和位置。通过电机41M使装置41旋转运动。装置41的位置被一个独立的编码器控制，也就是一个检测电机角位的部件；

纱筒25或新纡管28的辅助驱动辊42，在维护干预期间顺时针旋转或逆时针旋转。它可以随着臂43围绕一个平行于纺纱机前的水平轴线的旋转而向前/后移动以便接近/远离，所述臂43的旋转例如通过一个电机43M。臂43所占据的角位置也被一个独立的编码器控制。臂43的旋转也用于卸下成型的筒子，把它向前推到纺纱机的两侧之间的中间平面。辅助辊42装有一个驱动电机42M，其能够驱动辊42在两个方向按照命令旋转并且就速度和角位而言是按照小车控制单元所赋予的驱动信号可控制的，其协调小车本身上装设的部件与纺纱单元上的部件在干预循环期间的操作。依据本发明优选的实施例，电机42M是一个步进电机，其被驱动获得在每一步操作中两个旋转方向上的可控角位、速度和加速度。这样的驱动也根据辊42在其上操作的纱筒25的直径测出；

一个用于捕获纱筒25侧上纱线端部的可移动吸嘴44。其可以随着臂45围绕一平行于纺纱机前面的水平轴线的旋转而被向前/后移动以便靠近/远离；所述臂45的旋转例如由电机45M驱动，其通过一个独立的编码器控制工作；

一个中心定位装置46，由用于操作被吸嘴44捕获的纱线的接合和移位叉构成。它装配有一个检测其内部纱线存在的光学传感器46S，该中心定位装置能够随着臂48围绕一平行于纺纱机前的水平轴线的旋转而被提升/降低以服务于随后的准备组件。

该小车C更详细的结构和操作在专利EP473.212中被描述。

例如，臂48，也被电机48M驱动，其通过一个编码器的控制工作。检测纱线存在与否的传感器46S优选是一个光学传感器，首先检测纱线F是否从吸嘴44到中心定位装置本身通过，然后检测纱线是否已经被引导到与随后的准备组件交接的位置；

一个组件50，用于准备纱线的端头，被安装在一个固定的位置，其从中心定位装置46接收纱线，抓取纱线，把纱线切成一定尺寸以准备将纱线再引入到纺纱加捻杯8的开口9中。它更详细的结构和操作在专利EP443.220中被描述。准备件50也被装配一个检测纱线存在的传感器50S，其必须检测在纱线端头准备好后被输送到随后引入组件之前纱线的存在；

一个引入组件51，用于夹持由准备组件50准备好的纱线F的端头并且把它供应到纺纱加捻杯8，用于纺纱的再一次启动。引入组件也在升起循环中对辅助纱线进行操作。它根据从准备组件50到开口9的轨迹移动，以将纱条的末端送到加捻杯8，加捻杯通过旋转施加一个抽吸作用。引入组件51包括一种移动结构52，例如一个缩放仪(pantograph)，能够把它的夹持件53从一个不工作的(静止)位置推到不同的工作位置，来抓取、夹持、拉、释放以及传送纱线，这些动作在上述纺纱机和小车的各元件之前进行。缩放仪的移动，例如被电机52M驱动，其在独立的编码器的控制下工作，以便了解缩放仪所占据的角位从而将夹持器53带到它必需抓取和/或释放纱线F或辅助纱线A的位置。夹持件53具有一对被气动缸53P作用打开或关闭的元件，该气动缸53P被一个弹簧反作用，当要在所述一对元件之间夹持的纱线必须被引入或以前被夹持的纱线必须被释放时使所述一对元件打开，然后由于弹簧施加的力使它们处于常闭状态；

用于提升和打开纱筒握持臂26的一个组件54，目前称作“纱筒提升器”，其在每一个干预循环启动时把纱筒从辊29上脱离接合并且在每一个干预循环的结束释放纱筒。驱动尾架27的打开和关闭能使得在提升操作中将成型的纱筒卸载和插入新纡管28，并在它的基座和尾架27之间夹持纱线F。

纱筒提升组件54被一个电机54M驱动，该电机通过独立的编码器控制以了解纱筒握持臂26的角位。它也装配有一个能进行多种控制和功能的接近传感器54S。

在提升循环中，接近传感器54S检测臂26是否已经被钩住而在纱筒提升器和臂之间接触；如果接触完成，它通过它的独立编码器检测纱筒是否达到预定的直径(除了公差)；然后它再一次通过编码器检测臂是否带着纱筒被正确地提升。在再连接循环中，传感器54S被用于检测纱筒的直径；基于这个检测，小车的控制单元确定辅助辊42对纱筒反转时间和吸嘴44的抽吸的持续时间，基于上述检测，还确定提升臂26动程的大小以使得从纱筒的驱动滚筒29上将纱筒进行一恒定的分离。

对于这些用于提升和启动操作的组件，下述情况也是可预见的：

拥有辅助纱线A的纱筒56在启动或提升时被用于启动纺纱，拉紧传送装置57和钳子58具有辅助纱线A。钳子58能够与引入组件52经过的和夹持元件60经过的轨迹横交，其因此抓取和控制辅助纱线，携带纱条到准备装置50，然后继续引导它到纺纱加捻杯8，完成辅助纱线到新生产的纱线的再连接。

为了这样的目的，钳子58安装在一个机动臂59上，其在图的平面中旋转并且携带着要被所述控制元件夹持的辅助纱线。和元件53相同的方式，钳子58由一个气动缸58P和一个弹簧的反作用引起它的打开和关闭。臂59通过一个电机59M的驱动而移动，该电机通过一个独立的编码器控制以了解它的角位。钳子58的下游有一个剪刀，当辅助纱线A存在时并且被这些元件夹持时，剪刀切断该纱线而留下它的上游末端仍在钳子58中，准备随后被获取。一个光学传感器56S被设置在从辅助纱筒而来的纱线路径上并且在钳子58处检测：

—辅助纱筒上纱线的存在，也就是检测该辅助纱筒是否已耗尽或在传感器之前有没有断裂；

—备用纱线A是否被导引器51正确地抓取并且引导到准备件50，因为在运送过程中纱线A在传感器内部运行；

—夹持件60是否已经获取从纱筒56上退绕下来的纱线A，同样是因为纱线A在传感器的内部运行；

带有吸嘴的钩状夹持件60用于捕捉、移动所述辅助纱线及开始的新纱线以及对两纱线进行定中心，用于在提升循环中将辅助纱线及开始的新纱线传递给辅助纱线的再连接部件和在纡管28和尾架27之间夹持新的纱线。

这种带有嘴60的钩装配有一个V-型定中心器，并被安装在一个可以围绕平行于纺纱机前的一个水平轴线旋转和开出的臂61上。这样的臂61的运动在伸出运动时由一个电机61M′驱动而在旋转运动时由电机61M″驱动。这两个运动总是被连接到两个电机的编码器检测；

一个装置62，用于在新纡管28的端部储存和粘接开头的纱线。关于它更详细的结构和操作在专利EP340.863中被描述。装置62也被一个装配有编码器的电机62M移动；

一个纡管握持组件64，其携带着从一个设置在纺纱机前方上方的传送带上捡起的新纡管28并且把它送到纱筒携带臂26的尾架27，尾架被筒子提升器54打开。这样的纡管握持组件包括一组成对设置的水平对置辊，这些辊允许纡管在辊之间围绕着其轴线旋转。这组辊被一个两面作用活塞驱动打开和关闭，该两面作用活塞装备有端部停止探测器。纡管握持组件64可通过它的臂65围绕平行于纺纱机前的水平轴线的旋转而被从夹持位置朝着传送位置移动或相反。例如由电机65M驱动，其在一个独立编码器的控制下工作。

一个接近传感器64S被设置在纡管握持组件上以检测在所述组辊中纡管是否存在。在带走纡管和留下它之前检测在前述的传送带上的纡管是否已经通过提升操作而从小车到达，以及在进入位于循环结束时的静止位置之前，它检测是否往纱筒握持臂输送的纡管空了，已经准确地把它传递到尾架27夹持，或是否还有纡管28。

在小车执行的干预循环期间，小车的控制单元也连接到纺纱单元的控制单元一起操作并且接收检测纱线存在与否的传感器15检测到的信号，传感器被安装在补偿器16之前的卷绕单元中并位于纱线路径的开始。这个传感器优选是一种光学传感器并且也被用于在干预循环中检测：

—是否引入组件51成功地将准备好的纱线F的端头输送到加捻杯8的开口9中的引入位置(静态读取)，和

—是否在传感器中运行的纱条F已成功地再连接和卷绕重启动(动态读取)。

本发明的自由端纺纱机的自动维护小车在自由端纺纱机的维护小车干预循环中以更高的速度和灵活性完成它的功能并且相应于现有的装置有实质上的优点。

本发明的小车能够通过控制它的控制单元而检测下述的参数：

—小车的每个组件的正确位置，构造和速度；

—是否被操作纱线存在于当时接收它的组件上的正确位置；

—是否被操作的纱线成功地在拥有它的组件和下一个组件之间的传递；

—是否被操作的纱线在小车的组件、纺纱单元和卷绕单元之间成功交接；

—是否被提升的纱筒拥有正确的直径，

—是否成功地再连接或提升。

本发明的小车结构允许它的控制单元实时地了解干预的每一步骤是否被正确地执行和有好的结果。它允许在错误操作的情况下，重复先前的步骤和多个步骤，也可以通过不同的调整以取得更大可能性的成功。也可以从位于循环上游的一点重启动循环以能够确保纱线的控制。在任何情况下，都大大地节省了时间、纱线和能源。

本发明的小车装置也允许一个直径超出预定长/径比容限的筒子被保留在卷绕单元中并且被单独地处理，这样避免了这批筒子被密度超过规格的筒子机械污染的问题。

Claims (8)

1.一种用于自由端纺纱机的维护小车，该维护小车装配有在纺纱单元的干预循环中进行一个或多个操作的部件或组件，小车的这些部件被小车自己的控制单元控制，其特征在于，用于所述干预循环各步骤的每个部件或组件是彼此独立的，并被装配有独立并可控制的驱动机构和检测纱线在不同步骤中的预定位置是否存在的传感器。

2.如权利要求1所述的用于自由端纺纱机的维护小车，其特征在于：用于干预循环各步骤中的部件或组件的驱动，是通过电机或气动活塞完成的，而它们的速度和位置控制通过编码器和/或末端探测器实施。

3.如权利要求2所述的用于自由端纺纱机的维护小车，其特征在于：用于干预循环各步骤中的部件或组件的驱动是通过以频率驱动的无电刷电机完成，以在它们的操作的每一步骤中获得在两个旋转方向上可控制的角位、速度和加速度。

4.如权利要求2所述的用于自由端纺纱机的维护小车，其特征在于：用于干预循环各步骤中的部件或组件的驱动是通过以步进驱动的步进电机完成，以在它们的操作的每一步骤中获得在两个旋转方向上可控制的角位、速度和加速度。

5.如权利要求3或4所述的用于自由端纺纱机的维护小车，其特征在于：用于干预循环各步骤中的部件或组件的速度和位置的控制是通过绝对编码器实施的，该绝对编码器是一个用于检测驱动电机角位的部件。

6.如权利要求3或4所述的用于自由端纺纱机的维护小车，其特征在于：用于干预循环各步骤中的部件或组件的驱动是通过电机的驱动完成的，就速度和角位而言，根据小车的控制单元所赋予的驱动信号来驱动所述电机，所述控制单元协调小车本身上的各部件和纺纱单元上的各部件在干预循环期间的操作。

7.如权利要求3或4所述的用于自由端纺纱机的维护小车，其特征在于：它包括下述部件或组件：

-连接到纱筒(25)或纡管(28)的纱线的定位装置(41)，

-纱筒的辅助驱动辊(42)，

-用于捕获纱线端头的可移动嘴(44)，

-纱线(F)的中心定位装置(46)，

-固定的纱线端头准备器(50)，

-在加捻杯(8)中引入纱线端头的引入组件(51)，

-纱筒握持臂(26)的纱筒提升器(54)，

-有钳子(58)的辅助纱线(A)纱筒(56)，

-有一个钩和开口的纱线夹持元件(60)，

-在纡管上将初始纱线储存的粘接装置(62)，

-纡管握持组件(64)。

8.如权利要求7所述的用于自由端纺纱机的维护小车，其特征在于：它包括下列的控制传感器：

-中心定位装置(46)上的纱线传感器(46S)，

-在准备组件(50)上的纱线传感器(50S)，

-检测纱筒握持臂(26)位置的接近传感器(54S)，

-辅助纱筒(56)上的纱线传感器(56S)，

-检测纡管握持器(64)上的纡管的接近传感器(64S)，并且它与设置在纺纱单元的卷绕装置(3)中路径开始处的检测纱线存在的传感器(15)相连。

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