CN2090966U - 绕线长度测量控制仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型对绕线长度测量控制仪和其中的绕
线长度检测变送器作了有效的改进，尤其是对测量圆
盘和导线锁。该仪器以合理的设计参数、精密的构
造，直接的测长方式，克服了由转速到长度换算所带
来的不便和误差。整机的绕线测量和控制精度小于
0.6％，优于国家误差标准。本仪器涉及纺织领域测
量技术，适用于制线行业和化纤工业的绕线长度的测
量和控制。
Description
本实用新型涉及一种纺织领域测量技术，适用于制线行业和化纤工业，具体用来测量和控制绕线的几何参数。
我国的绕线长度的测量及控制手段十分落后，目前一般厂家都采用轴线机，这种轴线机是利用齿数比来测量和控制绕线长度的。这种方法的缺点是不同绕线长度的产品要配置不同的齿轮组，这样给任意长度的设定带来困难。另外，齿轮本身的设计、加工、调试也十分繁琐，齿轮搭配还存在着设计上的误差，因为不是任意线长都恰巧有与之严格相配的齿轮组，所以控制精度存在先天不足。近几年来，曾对上述落后的测量和控制方法作过改进，这种改进是利用测量轴线机轴的转速，通过近似的比例关系，换算成绕线的实际长度。其实这种由转速转换到实际长度的测量方法是不理想的，其测量可靠性差，控制定长的精确度也差。因为影响绕线长度的因素很多，诸如空气中的湿度、线的上染率、工艺过程中的动态张力的大小变化、绕线线速度周而复始地变化等等，这些都能直接影响绕线的长度及其测量。故上述改进迄今为止都尚未形成商品。
通过上海交通大学情报科学技术研究所使用Dialog系统进行国际联机查新及检索，有相关专利三篇，即SU717527、SU1124177、 SU934206。
SU717527该绕线长度测量仪上有一个与脉冲分配器相联的转速传感器和长度计数器，随着轴线机轴的旋转，转速信号即被转速传感器获得，并以脉冲形式送入长度计数器。由测得的转速通过比例关系，可以转换成绕线的长度。这种由转速到长度的换算是不严谨的，正如前已所述，这种测长方法的可靠性精确度不好，控制定长不理想。
SU1124177该绕线长度测量仪与本发明最为接近，该仪器包括测量圆盘和电感式转速传感器，带有控制继电器的电子计数器和定长工作时间发生器。这种仪器也是由测量圆盘工作表面l与转速n之间的关系，算出线长L＝ln。该仪器绕线的定长是由定长工作时间发生器控制的，在设定时间到达的时候，由电子计数器启动继电器动作，从而使轴线机停机工作。这种由控制时间t，测量圆盘周长l，转速n相组合的定长控制不方便，绕线长度测量的可靠性差精确度不高。该仪器上还装有一种导线锁，这种导线锁采用的是长方形开口式结构，由于其底槽长度较宽，致使在绕线过程中，绕线易从测量圆盘底槽中脱出，从而影响绕线测量的可靠性和精确度。另外，该仪器是直接将绕线缠绕在整个测量圆盘上，并使之转动，这导致绕线经常拉断，同样影响绕线测量的可靠性和精确度。
常见的测量圆盘用金属材料如铝、不锈钢制成。因缝纫宝塔线两侧圆周大小不一，绕线的线速度是变化的，金属圆盘比重大，造成惯性大，不能保持与绕线速度同步运转，所以经常造成绕线断线或产品成形不好。
本实用新型的目的在于提高绕线长度测量的可靠性和精确度。
本实用新型的绕线长度测量控制仪如图1、图2、图3、图4所示。它主要由绕线长度检测变送器1、脉冲整形电路2、BCD四位电子计数器3、四位数字定长器4、电子控制门5、停电保持电路6、七段BCD译码驱动器7、四位数字显示器8、驱动执行器9、轴线机工作开关10、直流稳压电源11、仪器电源开关46、手动复零开关47等组成。
绕线长度检测变送器1由测长圆盘30、E级微型轴承29、轴31、导线锁36、红外发射管33、红外接收管37、工字支架22、安装底盘28、连机弯形支座25组成。
测长圆盘30特别要充分考虑其长期工作的耐磨性好、热变形性小、绝缘性好和比重轻多种机械性能指标，故采用布氏硬度为10.6～12.5N／mm、热变形温度为174℃、线膨胀系数为3.5×10－5～5×10－51／℃、绝缘电阻为1013－1014Ω、比重为1.22－1.26CN／cm3的聚砜（PSU）或者聚甲醛（POM）、ABS等工程塑料，以确保测长圆盘30的机械性能的稳定性。经过精密制作测长圆盘30的底槽直径d应为31.65～32.01mm，底槽宽b为0.5～1.5mm，底槽深h为1.2～2.2mm，从而确保了整机的绕线长度测量精度小于0.6％的实现。距测量圆盘30底槽表面下方1.5～2.5mm处钻一个测量孔44，其φ1为0.8～1.5mm，并要求测量孔44的中心线与测量圆盘30的垂直度误差不大于1°。
为了减少测量圆盘30转动时的摩擦阻力，以免造成不必要的测量误差，在测量圆盘30中心处安置一只精度为E级微型轴承29，并通过轴31与安装底盘28牢固联结。
由于测长圆盘30是由硬度大、比重轻的工程塑料聚砜（PSU）或者聚甲醛（POM）、ABS经过高精度加工而成，中心孔又装有E级微型轴承29，所以能轻松自如地跟随绕线13在周而复始的变速条件下，与绕线作同步运转，并与绕线不产生任何相对滑动。它能直接测量绕线长度，测长圆盘30转动的周长数即等于绕底槽运动的绕线长度值，所以提高了测量的可靠性。又由于测长圆盘30的底槽周长根据圆周l＝πd关系，精确设计制作成d＝31.65～32.01mm，故使测量精度始终在0.6％以内。
另外使绕线13与测量圆盘30间成100°～120°包角，以弧形摩擦接触，从而解决了现有技术中绕线13在测量圆盘30的底槽中经常产生断线而影响绕线测量的可靠性和精确度的缺点。
为了使红外发射管33和红外接收管37能正常工作，红外发光管33和红外接收管37都必须安装在工字支架22左右两侧安装孔内，且不得有任何松动现象，并使红外发光管33和红外接收管37组成的光路有效地穿过测量孔44中心。
导线锁36是用陶瓷或金属材料特制而成，其导线锁孔φ2应为1.2～2.2mm，导线锁叉间的夹角α应为24°～32°。导线锁孔φ2中心线x－x必须与测量圆盘30底槽的中心线y－y重合，安装时应在同在一个平面内，误差不得大于0.2mm。
绕线长度检测变送器1在组装时，其测长圆盘30的轴31，红外发射管33、红外接收管37的工字支架22，导线锁36以及连机弯形支座25都必须垂直地与安装底盘28连结，垂直度误差不得大于1°。连结处必须分别用螺母26、29和螺丝42、43拧紧，且不得产生滑动现象，以免产生工作不稳定和不必要的测量误差。
脉冲整形电路2，电子控制门5，由施密触发器4093、双向可控硅等组成。
BCD四位电子计数器3，停电保持电路6由CMOS电路双BCD同步加法器CC4518、二极管、9V层叠式电池组成。
四位数字定长器4，由4片小型拨盘开关组成。在每片拨盘上按顺序标有0－9，给绕线任意的额定长度的预置带来了方便。直流稳压电源11由交流电源变压器，7800系列三端式集成稳压器、电容、散热片等组成。
另外，仪器用PVC塑料制成美观耐用的面板。
本仪器的电路工作原理如图1所示：首先将仪器电源开关46合上，使直流稳压电源11输出正常的直流工作电压，以供各电路用。然后将四位数字定长器4的拨盘开关拨到绕线额定长度值，再将手动复零开关47启动，使四位数字显示器8全为零，此时合上轴线机工作开关10，使轴线机轴20旋转绕线，通过绕线长度检测变送器1，将绕线13的长度值转变成电信号，并经过脉冲整形电路2使之成为连续的矩形波送入BCD四位电子计数器3计长，最后经BCD七段译码驱动器7由数字显示器8显示绕线长度值。待四位数字显示器8显示绕线长度值与四位数字定长器4的设定值相符的那一瞬间，电子控制门5便打开，通过电子执行器9使交流牵引电磁铁45吸合，轴线机工作开关10即断开，轴线机21停止工作。另外，当轴线机21因停电而中止工作时，原先已被测量的绕线13的长度值即被停电保持电路6所贮存，当轴线机21重新工作时，停电保持电路6里贮存的绕线长度值，又由七段BCD译码驱动器7通过四位数字显示器8显示，绕线13的长度测量和控制便可在此基础上继续进行，直到与四位数字定长器4的设定值相符，轴线机21停止工作为止。
图1是绕线长度测量控制仪工作状态示意图。
图2是绕线长度检测变送器1结构示意图。
图3是测长圆盘30结构示意图。
图4是导线锁36结构示意图。
配用本仪器的轴线机21其工作状态如图1所示：在合上轴线机工作开关10之前，首先要把绕线13从线筒12中引出，经过硅油浸盒14，穿过导线孔15，在绕线机械张力盘16底盘绕一周，再经过断线保护机构17，以100°～120°的包角绕在绕线长度检测变送器1的测量圆盘30的底槽中，然后穿进导线锁36的中心孔，经过绕线导线盘19上端，最后在轴线机轴20的宝塔线筒上连续绕3～5数圈，绕线13的绕制准备工作就绪。此时可以合上仪器电源开关46，同时将四位数字定长器4的拨盘开关拨在需要的额定绕线数值上，然后合上轴线机工作开关10，使轴线机轴20转动，绕线长度检测变送器1的测长圆盘30，通过其底槽与绕线13的摩擦接触，与绕线13作同步运转，绕线13和测长圆盘30之间不产生任何相对滑动。测长圆盘30将绕线长度值通过红外发射管33和红外接收管37转换成电信号，经过脉冲整形电路2，以连续的矩形波送入BCD四位电子计数器3计长，通过BCD七段译码驱动器7由四位数字显示器8显示，当绕线长度值与四位数字定长器4的设定值相符时，电子控制门5便打开，通过驱动执行器9使交流牵引电磁铁45吸合，轴线机工作开关10断开，轴线机21停车。
本实用新型的优点是：（1）采用耐磨性好，热变形性小，绝缘性好，比重轻的聚砜（PSU）或者聚甲醛（POM）、ABS等工程塑料精密制作成绕线长度测量圆盘30，它能直接测量绕线长度，同时也减少了湿度，线的上染率、动态张力大小和周而复始变化的绕线线速度等因素所带来的影响，又克服了由转速到长度以间接测量方式所带来的误差和不便，提高了绕线测量的可靠性和精确度。
（2）用陶瓷或金属材料特制成的导线锁36的设计和安装，克服了现有技术所采用的长方形开口式结构，开口长度较宽易使在绕线过程中绕线13从测量圆盘30底槽中脱出，影响绕线测量的可靠性和精确度的缺点。
（3）停电保持电路6在当轴线机21因停电而中止工作时，能有效地贮存已被测量的绕线13的长度值，这给绕线13连续测量提供了保障，提高了绕线长度测量的可靠性和精确度。
本实用新型经有关单位试用表明，整机的绕线测量和控制精度在0.6％以内，大大优于国家有关的允许误差标准。
如从上海第一制线厂试用报告可知，在绕4540米时，国家误差标准为2％，使用本实用新型现场实测为0.45％。
又如从上海星火线厂试用报告可知，在绕9000米时，国家误差标准为1.5％、使用本实用新型现场实测为0.40％。
Claims (5)
1、一种用以测量纺织材料的绕线长度测量控制仪，其中的绕线长度检测变送器1包括测长圆盘30，E级微型轴承29，轴31，导线锁36，红外发射管33，红外接收管37，工字支架22，安装底盘28，连机弯形支座25，其特征是测长圆盘30的底槽直径d为31.65～32.01mm，测长圆盘30的底槽宽b为0.5-1.5mm，测长圆盘30的底槽深h为1.2-2.2mm，在测量圆盘30上的测量孔44φ1为0.8-1.5mm，测量孔44的中心，距测量圆盘30槽底表面为1.5-2.5mm，导线锁36的导线锁孔φ2为1.2-2.2mm，导线锁36的叉间夹角α为24°～32°。
2、根据权利要求1所说的绕线长度测量控制仪，其特征是测长圆盘30的材料可采用聚砜、聚甲醛、ABS等工程塑料。
3、根据权利要求1或2所说的绕线长度测量控制仪，其特征是测量孔44的中心线与测量圆盘30的垂直度误差不大于1°。
4、根据权利要求3所说的绕线长度测量控制仪，其特征是导线锁36的材料可采用陶瓷或金属制成。
5、根据权利要求4所说的绕线长度测量控制仪，其特征是导线锁36的导线孔φ2的中心线X－X与测量圆盘30底槽的中心线y－y相重合。
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1991
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