CN1986365B - 纺织机械导纱器的驱动系统和驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于纺织机械导纱器的驱动系统。纺织机械的每个工位的导纱器驱动电机由现场的一个电子装置控制，导纱器驱动电机和电子控制装置从结构上和功能上连成一个整体。所有工位的现场电子控制装置都通过唯一的一条现场总线与纺织机械的总控制器连接。

Description

纺织机械导纱器的驱动系统和驱动装置

技术领域

本发明涉及导纱器驱动系统和驱动装置，用于纺织机械或类似机器的纱线卷绕过程。

背景技术

一台纺织机械，例如一台络筒机，包括多个工位，卷绕相应数量的线筒。

每个工位都配备一个管筒，装有一个导纱器；导纱器沿着工作行程往复运动，将需要卷绕的纱线卷到管筒上；导纱器由一台电机驱动，驱动电机可以是电子控制步进电机，该电子控制装置与整台纺织机械的总控制器连接在一起。

导纱器驱动装置的描述可见US-A-4.948.057、US-A-5.772.137和US-A-5.918.829。

一般来说，现有驱动系统中，导纱器的运动采用相当复杂的电子系统予以控制，这个电子系统一般装在纺织机械终端的一个控制柜中，因此需要沿着机器布设大量线缆，把电子控制装置与各个工位上的驱动元件连接在一起，特别是要与导纱器驱动电机和相应的反馈元件连接。

类似方式缺点很多，对整台纺织机械和单个工位，都很不便。

对于整台机器来说，要把导纱器的电子控制装置装在纺织机械的终端，就需要在电子控制装置和各个工位之间设置一个极为复杂的电源线和控制信号线系统。

这就必须预留足够空间，沿着整台机器布设大量线缆，对于长度很大的纺织机械来说，接线工作变得非常复杂。

另外，考虑到反馈信号和控制信号的传送要求非常高，需要采用专用特级屏蔽电缆，不仅成本高，而且整个控制系统的管理也非常负杂。

举例来说，如果一台组合式纺织机械的每个组合单元有12个工位，每个工位至少需要8根电源线和电机角度反馈编码器的信号传输线，还至少需要4根导纱器驱动电机电源线，这样，每个组合单元便总共需要布设144根缆线。这个数字乘以组合单元数，便是整台机器所需缆线总数。这样一来，很明显，布线的困难程度极高，线束占用的空间很大，设备成本和故障系数也会随着工位的增多而大大提高。

发明内容

此项发明的主要目的是为纺织机械的导纱器提供一套集成式驱动系统，大大简化机器的操作和结构，大幅度减少整台设备的控制信号传输线的数量，从而可以解决布线复杂的问题，减少布线空间，降低设备成本，简化整台机器的管理和操作。

此项发明的另外一个目的是提供一种导纱器驱动装置，以实际应用此项发明所述的集成式控制系统。

此项发明的以上目的和其它优点，可以通过专利保护内容第一点描述的集成式驱动控制系统及专利保护内容第6点描述的导纱器集成式驱动装置来实现。

一方面，此项发明提供了一种驱动控制装在纺织机械各个工位的多个导纱器的集成式系统。每个导纱器由一台电机驱动，沿工作行程往复运动；每台电机以及电机角度和/或转速控制信号发生器都与其相应的电子驱动装置连接。这个电子驱动装置与纺织机械的总控制器通信。该系统的特点如下：

-每个工位的导纱器的控制电机、电机位置角度控制信号发生器和电机的电子驱动装置从功能上和从结构上，都连成一个整体，为集成式；

-所有工位的电子驱动装置都连接在同一条电源线上；

-一条唯一的现场总线使上述所有电子驱动装置互相连接，同时又使这些电子驱动装置与机器的总控制器连接。

另一个方面，此项发明又提供了一个导纱器驱动装置，用来将纱线卷绕到管筒上；此项装置包括：

-一台导纱器控制电机；

-一个电机驱动电子装置，其中电机通过一个位置角度传送信号发生器与电子驱动装置连接成一个闭环系统，特点如下：

-电子驱动装置和电机角度信号发生器装在同一个机盒中；

-电机固定在上述机盒外部，与信号发生器位于同一轴线；

-机盒表面设计特殊，符合电子驱动装置、信号发生器和控制电机的散热要求。

附图说明

此项发明所提供的系统和装置的上述特点及其它特点，以及另外一些独到之处，可以通过附图及其说明得到进一步阐述，这些附图是：

图1：一台纺织机械的局部示意图，含括此项发明所描述的集成式驱动和控制系统；

图2：示图1纺织机械的其中一个工位；

图3：示图1纺织机械中几个工位的驱动和控制系统示意图；

图4：是一个导纱器的集成式驱动装置的截面图，含图3所示控制系统的一部分。

具体实施方式

图1表示某种纺织机械-例如络筒机-的一部分，装有此项发明所描述的导纱器集成式驱动和控制系统。

如图所示，机器(10)包括多个并排的组合单元(11)，机器的一端(12)装有一个电子总控制装置(13)，控制整台机器的各个工位(14)。

如示意图1，例图2和例图3所示，每个工位(14)中纱线(15)从线轴(16)绕到管筒(17)上，形成线筒(18)。一个带转速变送器的直接控制装置(30)-或一个牵动罗拉(19)-带动线筒绕自身轴线转动，

导纱器(20)沿设定的工作行程往复运动，引导纱线(15)卷绕到线筒(18)上。

导纱器(20)可以采用任何机械传动方式与控制电机(21)连接，例如可通过绕在主动轮(25)和一个或两个从动轮(23)和(24)上的传送带(22)连接，也可采用另外的连接方式，主动轮(25)连在电机(21)转轴上。

此项发明装置还包括一个用来驱动电机(21)的可编程电子装置(26)，里面存储有若干合宜的函数运算公式，通过控制电机(21)转动方式来调节导纱器(20)的往复运动，以确定线筒(18)的卷绕方式。

图2中，(13)为整台纺织机械的总控制器，其功能为控制各个工位(14)的工作；(28)为信息反馈元件，可以是一个旋转型编码器，其功能是采用合宜的信号把电机(21)转子在各个时刻的准确角度和转速提供给控制装置(26)。

(29)为传感器，是选购件，与此项装置的功能没有紧密联系；其用途是向电子装置(26)提供工作周期的初始位置信号。(30)和(31)为两个旋转启动/传感器，分别连接在线筒(18)和牵引罗拉(19)的轴线上。这两个启动/传感器(30)和(31)把线筒(18)和牵引罗拉(19)的转速信号按比例提供给电子控制装置(26)，用来监测由电机(21)控制，按照预定绕线规则卷绕的线筒(18)在绕线过程中的直径变化。线筒(18)直径也可由图中没有标示的角度传感器确定。

如图3和图4细部所示，纺织机械的每个工位(14)都有自己的驱动装置；该驱动装置的结构和功能都是集成式，包括一台电机(21)，一个编码器或位置信号发生器(28)，以及一个电子驱动装置(26)。图4为该装置细图。

图3中还可看到，所有工位(14)上的导纱器(20)的电机(21)驱动装置(26)都通过唯一的一条控制信号串行传输总线B-例如CAN型现场总线，与机器的主控制器(13)连接。L是各个电子驱动装置(26)的交流电源线。关于CAN型现场总线的特点和工作方式，可查询因特网站“can-cia.org”中的技术文件。

此项发明所描述的系统的一个特点在于：各个工位(14)的电机(21)、信号发生器(28)和电子驱动装置(26)从结构和功能方面以集成方式联合成一个整体，通过唯一的一条现场总线与纺织机械的总控制器连接，实现控制信号的传输。

换句话说，此项发明是一种集成式驱动和控制系统，即纺织机械上每个工位中的电机、电机位置传送器信号发生器和现场电子控制装置用复杂的接线在工位内部连接成一个整体，线缆连接只限于各个工位的控制管理，通过唯一的一条控制信号传送用现场总线与总控制器(13)连接。

通过这种方式，可以简化前面纺织机械的结构和控制管理，使现场总线充分发挥其功能，把控制信号传送到各个工位，而所有复杂的接线都被限制在每个驱动部件的内部。

图4是一个导纱器的集成式驱动装置的构造图。

如图所示，电子驱动装置(26)和反馈信号发生器(28)安装在同一个机盒(32)中，机盒的侧壁设计特殊，表面或平整，或带有翅翼，目的是便于把电子装置(26)和信号发生器(28)产生的热量散发到外面。

确切地说，如图4所示，电子驱动装置(26)固定在机盒(32)的一个侧壁内侧附近，装在信号发生器(28)的后面。

图中所示的电子驱动装置(26)组成如下：一块电源板(33)，与交流电源线(L)相连；一块功能板(34)，与现场总线(B)相连；一块连接板(35)，与反馈信号发生器(28)相连；另一块电源板(36)，给电机(21)提供电源。

图4中还可以看见，信号发生器(28)固定在机盒(32)前壁内侧，与上述电子驱动装置(26)的固定壁正好相对，信号发生器通过接头(37)与电机(21)的转子同轴机械式连接。

图4中还可见，电机(21)固定在机盒(32)前壁的外侧，目的是保证导纱器集成式驱动装置与周围环境的热交换达到最佳程度，并根据集成式装置的不同功能要求，使电机(21)和电子驱动装置(26)从热学方面互相分离或连成一体。

也就是说，电机(21)可安装在机盒前壁外侧，利于电机与驱动装置之间的热交换；或在电机(21)和机盒(32)前壁中间插入一块金属或隔热材料的导热片(38)，使两者处于热隔绝状态。通过这种方式，可以平衡和/或补充热交换，利于把此项发明装置-导纱器集成式驱动装置-的构成部分，即电机(21)、信号发生器(28)和电子装置(26)产生的热量散发到外部环境中。

通过以上说明和附图显示，可以清楚地看到，此项发明为纺织机械提供了一种集成式导纱器驱动和控制系统和相应的装置，可把导纱器的驱动和控制部分从机械的端头部(12)转移到整个机械的各个工位(14)，并通过唯一的一条现场总线，保持与装在机械端头部(12)的总控制器的连接，实现整个机械中的所有工位的管理和控制信号的传送。

需要说明的是，上面的说明和图示，只是对此项发明的一般特点作了说明。因此，整个系统和/或导纱器驱动装置可能会有所修改和变动，但不会与此项发明的各种目的相悖。

Claims (8)

1.一种用于多工位纺织机械上的各个导纱器的集成式驱动和控制系统，每个导纱器由一台电机驱动，沿着工作行程作往复运动；电机和电机角度和/或转速控制信号发生器分别与各自的电子驱动装置连接；该电子驱动装置与整台机器的总控制器连接，其特征在于，

-每个工位的导纱器控制电机、信号发生器和电机的电子驱动装置为集成式，从结构上和功能上形成一个整体；

-各个工位的电子驱动装置与同一条电源线相连；同时

-唯一的一条控制信号传输用现场总线使上述所有电子驱动装置互相连接，同时又使这些电子驱动装置与总控制器连接。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，现场总线为串联式。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，现场总线为CAN型。

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，各个工位的导纱器电子驱动装置连接在同一条公用电源线上。

5.根据权利要求4所述系统，其特征在于，公用电源线为交流电流式或交流电压式。

6.根据权利要求1所述系统，其中，电机通过一个电机角度反馈信号发生器与电子驱动装置连接成一个闭环系统，并且其中，

-电子驱动装置和电机角度反馈信号发生器装在同一个机盒中；

-电机固定在上述机盒外部，与信号发生器位于同一轴线；

-机盒表面设计特殊，符合电子驱动装置、信号发生器和控制电机的散热要求。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，导纱器驱动电机在电子驱动装置和信号发生器所在的机盒外部，利于热交换。

8.根据权利要求6所述系统，其特征在于，导纱器驱动电机装在电子驱动装置和信号发生器所在的机盒外部，同时又便于隔热。