CN213951643U - 一种织物密度实时控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于纺织印染工艺技术领域，具体涉及一种织物密度实时控制装置，用于定形机，所述定形机包括上超喂辊和装配有针板或布铗的链条，通过上超喂辊将织物传送给链条上的针板或布铗，还包括至少一个主动调节辊、密度检测单元和控制器，所述主动调节辊位于上超喂辊的进布侧，所述上超喂辊与链条的线速度相对恒定，所述密度检测单元设置在上超喂辊进布侧用于采集织物密度信息并传送给控制器，所述控制器根据织物密度信息控制主动调节辊实时调整上超喂辊进布侧的织物密度达到恒定值。本实用新型能够实时、精确、自动调整上超喂辊进布侧的织物密度，使织物定型后的密度达到并不超过工艺密度要求，能够提升纺织业的整体水平，提高行业竞争力。

Description

一种织物密度实时控制装置

技术领域

本实用新型属于纺织印染技术领域，具体涉及一种织物密度实时控制装置。

背景技术

热定型可提高织物尺寸与质量的热稳定性，有效消除织物上的皱痕，改善手感。通过对热定形机中加热温度、车速、超喂量等参数控制，可实现对织物的质量如织物面密度的控制。其中控制面密度的主要操纵变量是超喂量，超喂增加引起纤维密度增大，导致织物密度增加。超喂的本质是调整上超喂辊进布的速度，克服织物在热定型加工中因受拉力导致布匹伸长和幅宽变窄的不稳定状态，保证纺织品定型后的成品尺寸、织物面密度稳定一致，达到而不超过客户要求，故超喂量的精确控制显得尤为重要，它是实现织物面密度精确控制的基础。

现有纺织工业生产过程中对织物面密度的控制有的还依靠人工完成。根据多次取样测量的平均值与客户订单要求的密度差值对热定形机的超喂量做出调整，经过反复调整后得到要求密度范围内的超喂参数值。显然，人工检测控制方案没有时效性，不能实现织物生产过程中的连续测量，若要保证生产过程中织物密度符合要求，必须多次取样监测织物密度的变化，这样不仅耗费大量人工，而且还会严重破坏织物完整性；人工测量取样过程中对织物不同程度的拉伸使得测量准确度下降，不同操作者按经验设定超喂比，随意性大，生产过程实际上处于缺乏数据标准的主观状态，只有在产品质量出现明显问题时，操作人员才意识到超喂控制方案的错误性，再而进行调整。这不仅使控制存在严重的滞后性，也造成了资源浪费与能源损耗。进一步的，当车速变化或存在某些外界干扰时，原已设定好的超喂量不再适应变化，直接导致布匹质量降级与不合格，这给企业带来极大的困扰。

众所周知，织物织造的过程中由于织机的原因往往会造成头尾克重偏差较大，往往相同规格品种不同的织机织造出的织物密度偏差较大。另外，织物在加工过程中由于受张力不均匀，往往会造成密度的误差。

中国专利ZL202020018193.4公开了一种热定型织物密度实时控制装置，包括热定形机、上超喂辊和电控制器，在所述上超喂辊之前设置织物速度检测机构和工业相机，工业相机获取织物图像传输给电控制器，由电控制器对获取的织物图像进行处理得到织物进入上超喂辊之前的织物实时密度P1，并据此加以调控，电控制器根据织物实时密度P1、运行速度V0以及工艺密度P0计算出满足工艺密度P0的织物运行速度Vsc；电控制器根据Vsc调节上超喂辊的电机转速，使织物运行速度达到Vsc，从而保证织物定型前的密度能达到工艺密度。该专利在具体工况应用中存在以下问题：

(1)该专利通过在上超喂辊之前设置织物速度检测机构和工业相机，实时检测上超喂辊之前的织物密度变化情况，这不能很好地反映真实的、织物上针铗处的织物密度，因为，通常上上超喂辊与下上超喂辊之间的织物是处于拉伸状态，织物除了受到拉伸弹力Fn和自身重力FMg外，在织物与上下超喂辊接触各位置处，还受到辊对布的静摩擦力，上超喂辊的转动惯量，运行升降速时的上、下超喂辊的角加速度，织物弹性形变等等，都会对该专利所测得的织物密度产生较大的影响，因此，该专利不一定能精确自动控制上超喂辊的超喂量。

(2)该专利织物密度采样点与上超喂辊之间织物运行路径较长，一方面，不能精准地确定误差部位，导致不能准确矫正，不能精准控制，另一方面，织物头尾衔接处密度误差变化较大，现有技术无法在短距离内保证快速矫正，另外，其间存在导布辊的阻力矩、织物的弹性伸长等因素，织物所需要的运行速度显然不是所计算的Vsc，实际生产中会对织物密度的控制精度产生影响。

(3)现有技术的控制为开环控制，检测信号是控制上超喂辊的转速，一旦上超喂辊与织物之间出现打滑等异常现象，直接导致实际织物密度控制精度误差较大。

(4)现有技术是通过调整上超喂辊与链条之间的相对速度(超喂量的调整)，来控制织物密度达到恒定，往往由于定型前织物密度变化较大而导致超喂量的波动较大，在出布处会出现掉布、挂布或者卷布的严重不正常现象，严重影响定形机正常生产。

(5)在织物缝头连接处的织物密度会产生较大波动，由于路径过长，现有技术无法进行实时快速调节，导致缝头处织物密度与标准密度之间的误差大，严重影响了产品的质量。

鉴于此，必须解决现有工况织物定型时，在织物密度控制上存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中织物拉幅定型时织物密度控制精度不高的问题，提供一种织物密度实时控制装置。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种织物密度实时控制装置，用于定形机，所述定形机包括上超喂辊和装配有针板或布铗的链条，通过上超喂辊将织物传送给链条上的针板或布铗，还包括：

至少一个主动调节辊，所述主动调节辊位于所述上超喂辊的进布侧，所述上超喂辊与所述链条的线速度相对恒定；

密度检测单元，所述密度检测单元设置在上超喂辊进布侧，所述密度检测单元用于采集织物密度信息并传送给控制器；

控制器，所述控制器根据织物密度信息控制所述主动调节辊实时调整上超喂辊进布侧的织物密度达到恒定值。

优选的，所述密度检测单元位于所述上超喂辊和靠近所述上超喂辊的主动调节辊之间。

优选的，所述上超喂辊和靠近所述上超喂辊的主动调节辊之间的距离不大于3m。

优选的，所述密度检测单元包括设置在织物一侧或两侧的工业相机或光电传感器，所述密度检测单元还包括光源，所述光源包括正光源和/或背光源。

优选的，所述控制器采集上超喂辊和主动调节辊的转速信号，转速信号包括驱动器的转速输出信号或者外部测速装置的转速输出信号。

优选的，所述主动调节辊之前还设有用于调节织物张力和位置的织物调节机构，所述织物调节机构包括张力检测单元和导布单元，所述导布单元包括多个导布辊，所述张力检测单元包括设置在导布辊之间的张紧辊，所述张紧辊通过摆臂可转动的连接在机架上，且摆臂与机架之间设有气缸，所述摆臂上还设有与控制器电连接的传感器。

优选的，所述控制器为定形机的控制器或独立设置的控制器。

采用上述技术方案后，本实用新型提供的一种织物密度实时控制装置，具有以下有益效果：

1)本实用新型通过实时检测上超喂辊进布侧的织物密度变化情况，设置至少一个主动调节辊调节织物运行速度，以实时调整上超喂辊进布侧的织物密度，达到按工艺密度精确自动控制上超喂辊超喂量的目的，能够使织物定型后的密度与工艺密度保持一致，保证织物的高品质；

2)本实用新型通过从上超喂辊和与其距离不超过三米的一个主动调节辊之间采集织物实时密度P1′，并与织物密度P1进行比较，实时调节主动调节辊的线速度，如此设计，能够避免采样点与上超喂辊之间的织物运行路径太长而导致影响控制精度的问题，进一步保证织物的高品质；

3)本实用新型通过主动调节辊线速度小于上超喂辊线速度的设计，能够避免织物在上超喂辊处发生打滑的问题；通过上超喂辊进布侧织物张力的控制设计，能够避免织物张力对上超喂辊进布侧的织物实时密度的影响，进一步保证控制精度；

4)本实用新型能够提前防范和预知织物密度的波动情况，很好地实现织物密度的稳定控制；

5)本实用新型能够精准控制织物的定型密度，因为本实用新型是在上超喂辊的进布侧直接进行检测和控制，然后上超喂辊与定形机运行速度保持恒定，克服了现有技术中检测之后经历过长的路径才进行调节的技术问题，而且克服了现有技术中开环控制下织物密度调整之后无法确定是否正确而造成的控制误差不确定的问题，本实用新型大大提高了控制精度；

6)本实用新型能够快速调整织物的定型密度，能够快速调整和响应以提高产品质量，因为本实用新型是在上超喂辊的进布侧直接进行检测和控制，然后上超喂辊与定形机运行速度保持恒定，有效解决了现有技术中检测之后经历过长的路径才进行调节造成的矫正速度慢的技术问题，尤其是缝头处等织物密度变化较大部位难以很好矫正的问题；

7)本实用新型实现了织物密度智能化监测，降低了人工成本；

8)本实用新型实施方便，有助于提升纺织业的整体水平，提高行业竞争力。

附图说明

图1为本实用新型一种织物密度实时控制装置的结构示意图。

其中：定形机1、上超喂辊2、主动调节辊3、工业相机4、照明光源5、外部测速装置6、导布辊7、张紧辊8、摆臂9、气缸10、织物11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转 90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型提供的一种织物密度实时控制装置，用于定形机，定形机属于染整整理设备，定形机还可以是定型机、烘干机或拉幅定型机，所述定形机包括上超喂辊2和装配有针板或布铗的链条，通过上超喂辊2将织物11传送给链条上的针板或布铗，本实用新型的织物密度实时控制装置还包括至少一个主动调节辊、密度检测单元和控制器。

本实施例的主动调节辊位于所述上超喂辊的进布侧，用于实时调整上超喂辊2进布侧的织物密度，所述上超喂辊2和主动调节辊3分别由控制器控制转速，当然控制器可以是定形机1的控制器或独立设置的控制器，在本实用新型中，控制器优选为市售的工业控制器或者工控机。控制器通过电机驱动器驱动电机，例如采用变频驱动器、变频电机，或者伺服驱动器驱动、伺服电机。

本实施例的密度检测单元设置在上超喂辊2进布侧，用于采集织物的密度并将信息传送给控制器，密度检测单元包括但不限于智能相机、工业相机图像检测和光电检测，密度检测单元为智能相机，则可将获取的图像自行处理并得到数据，再将数据传输给控制器；或者密度检测单元为工业相机，工业相机将获取的图像直接传输给控制器，由控制器对图像进行处理再获得数据；或者采用光电检测获取织物密度然后将信息传送给控制器。

进一步地，所述密度检测单元设置在上超喂辊2和靠近所述上超喂辊2的主动调节辊3之间，且上超喂辊2和该主动调节辊3之间的距离一般可控制在不大于3m的范围内，优选为不大于1.5m的范围内。

进一步地，密度检测单元包括设置在织物一侧或两侧的工业相机 4和照明光源5，所述工业相机4选用线阵或面阵工业相机，所述照明光源5包括正光源和/或背光源。

本实施例的控制器根据织物密度信息控制所述主动调节辊实时调整上超喂辊进布侧的织物密度达到恒定值，所述恒定值是标准值或范围值，进一步地，所述控制器在控制过程中需要采集上超喂辊2和主动调节辊3的转速信号，转速信号包括驱动器的转速输出信号或者外部测速装置的转速输出信号。

例如采用外部测速装置6采集转速输出信号，外部测速装置6可以是滚轮编码器，控制器接收滚轮编码器数据后，可换算成上超喂辊的线速度，即经过喂辊组件的织物运行速度；或者是安装在上超喂辊外周织物处，用于测量上超喂辊线速度的红外测速仪；或者是安装在上超喂辊上的电机编码器，由于上超喂辊的直径是已知的，控制器接收电机编码器数据后，可换算成上超喂辊的线速度等。

进一步的，在所述主动调节辊之前还设有用于调节织物张力和位置的织物调节模组，用于使定形机获得有合适张力、居中的织物，所述织物调节模组包括张力检测单元和导布单元，所述张力检测单元对上超喂辊之前的织物张力进行检测，控制器接收织物张力检测单元的检测数据并通过导布单元对织物张力进行调节；具体的，所述导布单元包括多个导布辊7，导布辊7的驱动电机与控制器电连接，所述张力检测单元包括设置在导布辊7之间的张紧辊8，所述张紧辊8通过摆臂9可转动的连接在机架上，且摆臂9与机架之间设有气缸10，所述摆臂9上还设有与控制器电连接的传感器，工作时，传感器感知摆臂的摆动角度对织物张力进行检测，控制器根据检测信号实时改变导布辊驱动电机的转速从而对织物张力进行调节。

需要说明的是，所述张力检测单元也可以采用其它结构，例如采用两个间隔布置的导布辊以及织物张力传感器，通过织物张力传感器对织物张力进行检测，控制器根据检测信号实时改变两个导布辊的送布速度从而对织物张力进行调节即可，本领域技术人员可做多种变形，在此不作具体限制。

本实用新型一种织物密度实时控制装置使用时，获取织物热定型工艺密度P0/目标克重G0，根据定型前织物的密度设定超喂量，然后计算输出的织物密度/织物克重，如果输出的织物密度达到工艺密度 P0或者输出的织物克重达到目标克重G0，则所述超喂量被确定并保持超喂量恒定；在确定超喂量后，获取待定型织物的任意一段密度的平均值，根据平均值确定所述上超喂辊进布侧的目标织物密度P1，例如取待定型织物的10米，然后进行密度检测，算出其平均值，根据平均值确定上超喂辊进布侧的织物密度恒定值P1；密度检测单元采集上超喂辊进布侧的织物密度信息并传送给控制器，控制器根据获取的织物实时密度P1′进行判断控制，若P1′＜P1，则控制加大主动调节辊的线速度，若P1′＞P1，则控制减小主动调节辊的线速度，直至P1′与P1相等或者两者的差值控制在误差范围内，所述误差范围优选在5％内。

需要说明的是，也可以先确定上超喂辊进布侧的织物密度恒定值 P1再确定上超喂量。

经过试用，本实用新型能够快速、精确、自动调整上超喂辊进布侧的织物密度，使织物定型后的密度很好地达到了工艺密度要求，保证了织物的高品质，大大提高了一次成功率，且实施方便，成本低，有助于实现纺织印染行业的高质量发展，提高我国纺织印染行业的国际竞争力。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种织物密度实时控制装置，用于定形机，所述定形机包括上超喂辊和装配有针板或布铗的链条，通过上超喂辊将织物传送给链条上的针板或布铗，其特征在于，还包括：

至少一个主动调节辊，所述主动调节辊位于所述上超喂辊的进布侧，所述上超喂辊与所述链条的线速度相对恒定；

密度检测单元，所述密度检测单元设置在上超喂辊进布侧，所述密度检测单元用于采集织物密度信息并传送给控制器；

控制器，所述控制器根据织物密度信息控制所述主动调节辊实时调整上超喂辊进布侧的织物密度达到恒定值。

2.根据权利要求1所述的一种织物密度实时控制装置，其特征在于：所述密度检测单元位于所述上超喂辊和靠近所述上超喂辊的主动调节辊之间。

3.根据权利要求2所述的一种织物密度实时控制装置，其特征在于：所述上超喂辊和靠近所述上超喂辊的主动调节辊之间的距离不大于3m。

4.根据权利要求1所述的一种织物密度实时控制装置，其特征在于：所述密度检测单元包括设置在织物一侧或两侧的工业相机或光电传感器，所述密度检测单元还包括光源，所述光源包括正光源和/或背光源。

5.根据权利要求1所述的一种织物密度实时控制装置，其特征在于：所述控制器采集上超喂辊和主动调节辊的转速信号，转速信号包括驱动器的转速输出信号或者外部测速装置的转速输出信号。

6.根据权利要求1所述的一种织物密度实时控制装置，其特征在于：所述主动调节辊之前还设有用于调节织物张力和位置的织物调节机构，所述织物调节机构包括张力检测单元和导布单元，所述导布单元包括多个导布辊，所述张力检测单元包括设置在导布辊之间的张紧辊，所述张紧辊通过摆臂可转动的连接在机架上，且摆臂与机架之间设有气缸，所述摆臂上还设有与控制器电连接的传感器。

7.根据权利要求1所述的一种织物密度实时控制装置，其特征在于：所述控制器为定形机的控制器或独立设置的控制器。

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