CZ281299B6 - Okrouhlý pletací stroj pro výrobu ponožek, punčoch a podobně - Google Patents

Abstract

Okrouhlý pletací stroj pro výrobu ponožek, punčoch apod. obsahuje hlavní seskupení (1), které nese jehelní válec (2) otočný kolem své osy vzhledem ke hlavnímu seskupení (1). Pro otáčení jehelním válcem (2) kolem jeho osy je uspořádán elektromotor (3) obsahující rotor (4), který je tuze a souose spojen s jehelním válcem (2) a dále obsahující stator (5), který je přilehlý k rotoru (4) a je nesen hlavním seskupením (1).ŕ

Description

Okrouhlý pletací stroj pro výrobu ponožek punčoch a podobně Oblast techniky

Vynález se týká okrouhlého pletacího stroje pro výrobu ponožek, punčoch a podobně, obsahujícího hlavní seskupení nesoucí jehelní válec otočný kolem své osy vzhledem ke hlavnímu seskupení, elektromotor pro otáčení jehelního válce kolem jeho osy.

Dosavadní stav techniky

Jak je známo, v okrouhlých pletacích strojích pro výrobu ponožek, punčoch a podobně je jehelní válec ovládán tak, aby se otáčel kolem své osy, elektrickým motorem, který je umístěn ve spodní části stroje a je připojen k jehelnímu válci převodovým ústrojím, které obecně sestává z ozubených kol.

Úhlová poloha jehelního válce je dále řízena, obecně polohovým čidlem, elektrickým řídicím prvkem, který ovládá rozličné součásti stroje podle nějakého programu.

Řízení úhlové polohy jehelního válce a přesnost požadovaná při ovládání rozličných ústrojí umístěných na těchto strojích vyžaduje minimální vůli mezi rozličnými a ozubenými koly převodového ústrojí, což komplikuje jeho výrobu a sestavování.

S ohledem na tuto skutečnost je nutné zajistit hojné mazání soustavy ozubených kol za účelem rozptýlení tepla vyvíjeného převodovým ústrojím během práce stroje.

Převodové ústrojí s ozubenými koly také vyvíjí hluk a je zdrojem vibrací, které mohou být rušivé pro soustavu řízení úhlové polohy jehelního válce, protože způsobují nepřesnost informace, která je přenášena čidlem k elektronickým řídicím složkám stroje.

Úkolem předloženého vynálezu je odstranit shora uvedené nedostatky vytvořením okrouhlého pletacího stroje pro výrobu ponožek, punčoch a podobně, který by měl krajně zjednodušené ovládání jehelního válce ve srovnání s obvyklými stroji.

V rámci tohoto úkolu má vynález vytvořit okrouhlý pletací stroj, který má značně omezené rotující hmoty, čímž by se dosáhlo lepší dynamiky a přesnosti ve srovnání s obvyklými stroji této kategorie.

Dalším úkolem předloženého vynálezu je vytvořit okrouhlý pletací stroj, který by měl nižší provozní náklady něž známé pletací stroje.

Podstata vynálezu

Vynález řeší úkol tím, že vytváří okrouhlý pletací stroj pro výrobu ponožek, punčoch a podobně, obsahující hlavní seskupení nesoucí jehelní válec otočný kolem své osy vzhledem ke hlavnímu seskupení a elektromotor pro otáčení jehelního válce kolem jeho osy, jehož podstata spočívá v tom, že elektromotor má rotor tuze

-1CZ 281299 B6 a souose spojený s jehelním válcem a stator, který je přilehlý k rotoru a je nesen hlavním seskupením.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu elektromotor je mohofázový synchronní motor s elektronickým přepínáním fází.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynález stator elektromotoru nese detektor polohy rotoru.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu detektor polohy rotoru obsahuje optický kodér uspořádaný tak, že má stroboskopický prsten na rotoru a optické čidlo nesené statorem elektromotoru.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu detektor polohy rotoru je magnetický detektor, uspořádaný tak, že má prsten z magnetického nebo ferromagnetického materiálu na rotoru a má magnetické čidlo nesené statorem elektromotoru.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu detektor polohy obsahuje resolvér, jehož rotorová vinutí jsou připevněna k rotoru elektromotoru a statorová vinutí jsou připevněna ke statoru elektromotoru.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu elektromotoru má deskový rotor, který nese sadu permanentních magnetů uloženou na jeho povrchu přivráceném k vinutí statoru elektromotoru.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu rotor elektromotoru obsahuje sadu permanentních magnetů, které jsou upevněny na povrchu jehelního válce, a stator obsahuje sadu vinutí, která jsou upevněna na víku hlavního seskupení a jsou uspořádána kolem rotoru elektromotoru.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu elektronický zdroj dostává ve vstupu fáze výkonového napájení, které přichází z elektronického řídicího prostředku okrouhlého pletacího stroje, elektronický zdroj je elektricky spojen s detektorem polohy a napájí elektromotor, zmíněný prostředek je uzpůsoben pro změnu rychlosti synchronního motoru a pro napájení elektronického řídicího prostředku okamžitou polohou elektromotoru.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu je mezi permanentními magnety deskového rotoru a mezerami vinutí magnetická přitažlivost když se elektromotor otáčí, působí proti síle tíže působící na jehelní válec, toto magnetické přitahování je uzpůsobeno pro podstatné snížení síly tíže a alespoň částečné odlehčuje zátěž působící na ložisko uspořádané mezi jehelním válcem a hlavním seskupením.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu elektromotor je stejnosměrný motor.

Podle dalšího výhodného provedení předloženého vynálezu elektromotor je mnohafázový asynchronní motor.

-2CZ 281299 B6

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je znázorněn na připojených výkresech, kde na obr. 1 je řez částí okrouhlého pletacího stroje podle prvního provedení předloženého vynálezu v rovině procházející osou jehelního válce, na obr. 2 je zvětšený detail obr. 1, na obr. 3 je řez částí kruhového pletacího stroje podle druhého provedení předloženého vynálezu, obdobný k obr. 2, na obr. 4 je řez částí kruhového pletacího stroje podle třetího provedeni předloženého vynálezu, obdobný k obr. 2, a na obr. 5 je blokové schéma zapojení elektronického zdroje pro elektromotor okrouhlého pletacího stroje podle předloženého vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Okrouhlý pletací stroj podle předloženého vynálezu znázorněný na obr. 1 a 2 obsahuje hlavní seskupení 1, které nese jehelní válec 2, který je uspořádán otočně kolem své osy vzhledem ke hlavnímu seskupení 1. Pro pohon jehelního válce 2 je uspořádán elektromotor 3.· Elektromotor 3. je mnohafázový synchronní motor s elektronickým přepínáním fází. Je dobře známo, že obvykle je velmi složité měnit rychlost jeho otáčení, takže zde jsou významné výhody s ohledem na stejnosměrné motory nebo asynchronní mnohafázové motory. Přepínací systém, který byl použit, je dále popsán.

V prvním provedení vynálezu má elektromotor 3. deskový rotor 4, který nese sadu permanentních magnetů 6 uspořádaných na povrchu 7 deskového rotoru 4, který je přilehlý k vinutím 8, které nese stator 5. Deskový rotor 4. dále, nese detektor polohy deskového rotoru 4. Další provedení kruhového pletacího stroje podle předloženého vynálezu závisí na použitém typu detektoru polohy.

V prvním provedení podle obr. 1 a 2 detektor polohy obsahuje optický kodér, který je uspořádán tak, že má stroboskopický prsten 12 uspořádaný na obvodu deskového rotoru 4 a optické čidlo 13 nesené víkem 11. Optické čidlo 13 je připojeno k elektronickému zdroji elektromotoru 3 elektrickým kabelem 14, který je vyveden z víka 11 a je napájeno elektrickými kabely 15, které jsou zavedeny do víka 11.

Ve druhém provedení okrouhlého pletacího stroje je rotor 4 opatřen nástavcem a detektor polohy obsahuje resolvér 16, který má rotorová vinutí 17 a 18 připevněná k nástavci 19 rotoru 4 a statorová vinutí 20 a 21 připevněná k víku 11. Resolvér 16 je připojen k elektronickému zdroji elektromotoru 2 elektrickými kabely 22, které jsou vedeny z víka 11.

Ve třetím provedení okrouhlého pletacího stroje je místo resolvéru 16 použit magnetický detektor, který je uspořádán tak, že má prsten z magnetického nebo ferromagnetického materiálu na nástavci 19 rotoru 4 a magnetické čidlo nesené víkem 11.

Všechny detektory polohy nehledíc na jejich vytvoření, jsou elektricky připojeny k elektronickému zdroji elektromotoru 2·

-3CZ 281299 B6

Ve druhém provedení okrouhlého pletacího stroje má elektromotor 3 rotor 4, který obsahuje sadu permanentních magnetů 9, které jsou upevněny na povrchu jehelního válce 2, zatímco stator 5 obsahuje sadu vinutí 10., která jsou upevněna na víku 11 hlavního seskupení 1. Vinutí 10 jsou uspořádána okolo rotoru 4.. Rotor 4 dále nese detektor polohy rotoru 4.

Detektor polohy pro toto druhé provedení okrouhlého pletacího stroje obsahuje stejná řešení, jaká byla shora popsána pro deskový rotor 4, až na to, že stroboskopický prsten 12a nebo magnetické detektory a rotorová vinutí resolvéru 16a jsou uspořádána na jehelním válci 2, zatímco čidla 13a jsou vždy upevněna k víku 11, jak je lépe znázorněno na obr. 3.

Z hlediska konstrukce je mezi hlavním seskupením 1 a jehelním válcem 2 uspořádáno kuličkové ložisko 23, které nese jehlení válec 2, zachycuje sílu tíže úměrnou hmotnosti jehelního válce

2. Vytvoření okrouhlého pletacího stroje s elektromotorem 3 s deskovým rotorem 4. má další výhodu vzhledem k dosavadnímu stavu techniky. Magnetický tah, který působí proti síle tíže jehelního válce 2 je ve skutečnosti vyvíjen mezi permanentními magnety 6 a mezerami 24 vinutí i když je kruhový pletací stroj v klidu. Když je okrouhlý pletací stroj v činnosti, tento účinek se zvětšuje a magnetický tah dále roste, až téměř úplné vyváží sílu tíže, kterou jehelní válec působí na kuličkové ložisko 23., takže sníží a téměř zruší axiální zátěž působící na kuličkové ložisko

23.

Elektronický zdroj 29 dostává na vstupu fáze 30, 31 a 32, které přicházejí z elektrické sítě, a řízení 33 rychlosti, které přichází z elektronického řídicího prostředku okrouhlého pletacího stroje. Elektronický zdroj 29 dostává na vstupu fáze 30., 31 a 32, které přicházejí z elektrické sítě, a řízení 33 rychlosti, které přichází z elektronického řídicího prostředku okrouhlého pletacího stroje. Elektronický zdroj 29 je elektricky připojen k detektoru polohy 36 kabely 34 a 35 a k výkonnému napájení elektromotoru 2 fázemi 37, 38 a 39. Elektronický zdroj 29 mění úhlovou rychlost synchronního motoru a vysílá do elektronického řídicího prostředku okamžitou polohu elektromotoru 2 přes svorku 41.

Signál přivedený na řízení 33 rychlosti se mění mezi -10 V a +10 V. Přítomnost negativní hodnoty a pozitivní hodnoty ukazuje, že zde je přednostní (pozitivní) směr otáčení a opačný (negativní) směr otáčení. To je způsobeno zvláštním použitím, které vyžaduje různé rychlosti a různé směry otáčení pro výrobu ponožky nebo punčochy podle předem zadaného programu.

Výstupní signál na svorce 41 je využit pro elektronický řídicí prostředek kruhového pletacího stroje, jako klouzajících jehel, vaček a jiných, v závislosti na úhlové poloze jehelního válce.

Elektronický zdroj 29 v podstatě obsahuje dvě řídicí a výkonové napájecí smyčky: první, nazvaná proudová smyčka, dodává výkon do elektromotoru 2; druhá, nazvaná rychlostní smyčka, řídí rychlost elektromotoru 2 ovlivňováním proudové smyčky.

-4CZ 281299 B6

Rychlostní smyčka obsahuje obsahuje řídicí svorku 33 rychlosti, za kterou je zapojen odečítací člen 42, ve kterém je okamžitá hodnota rychlosti přicházející z polohového čidla 46 odečtena s ohledem na znaménko od hodnoty řízení rychlosti na vstupu do elektronického zdroje 29, jak bude dále vysvětleno. Signál vytvořený v odečítacím členu 42 může být uvažován jako signál chyby rychlosti rovný rozdílu mezi žádanou rychlostí a naměřenou hodnotu rychlosti otáčení. Výstup z odečítacího členu 42 tvoří vstup PID regulátoru 43. rychlostní smyčky, který svým výstupem budí omezovač 44 proudu. Výstupní signál omezovače 44 proudu tvoří vstup generátoru 45 sinusové funkce, který do druhého vstupu dostává polohu elektromotoru z polohového čidla 46.

Generátor 45 sinusové funkce vysílá tři signály do PID regulátoru 51 proudové smyčky, jak bude vysvětleno dále. Poslední prvek rychlostní smyčky je zmíněné polohové čidlo 46, které dostává signály z detektoru 36 polohy jakéhokoli typu kabely 34 a 35.

Polohové čidlo 46 vysílá tři signály: signál představující poloho motoru, který je vysílán elektronickým zdrojem 29 do elektronického řídicího prostředku okrouhlého pletacího stroje; signál představující úhlovou rychlost, který je se svým znaménkem vstupu odečítacího členu 42; a signál představující úhlovou polohu, který je vstupem generátoru 45 sinusové funkce.

V praxi je rychlostní smyčka určena k vyvíjení působením generátoru 45 tří sinusových funkcí zvláštního kmitočtu, které jsou navzájem posunuty o 120’ a jejichž kmitočet je závislý na signálu vysílaném řízením 33 rychlosti, sníženým nebo zvýšeným o úhlovou rychlost přicházející z polohového čidla 46, vhodně zpracovaným řetězcem sestávajícím z PID regulátoru 43 rychlostní smyčky a omezovače 44 proudu, a je funkcí okamžité rychlosti motoru snímané polohovým čidlem 46.

Tímto způsobem je dosažen první stupeň volnosti v řízení elektromotoru, který je dán kmitočtem fázi výkonového napájení, které řídí, jak je známo, úhlovou rychlost točivého magnetického pole v elektromotoru 3., to je rychlost, beze ztrát v mezerách a ve vinutích a jiných mechanických ztrát rotoru 4. elektromotoru

3.

Proudová smyčka zahrnuje výkonový zdroj 47 a brzdicí jednotku 48., která dostává paralelně tři fáze 30, 31 a 32 sítě. Výkonový zdroj 47 vysílá signál získaný ze tří fází do tranzistorového můstku 49, který má jako vstupy také tři sinusové signály přicházející z modulátoru 50 šířky pulzu PWM, jak bude vysvětleno dále. Tranzistorový můstek 49 vysílá na výstupu tři signály, které tvoří výkonové napájení 37 , 38, 39 elektromotoru 3..

Výstupní signál výkonového zdroje 47 dále tvoří vstup pro brzdicí jednotku 48, která, když je třeba, brzdí elektromagneticky jehelní válec 2. když se vypne elektromotor 3.·

PID regulátor 51 proudové smyčky dostává na vstup tři signály, které jsou úměrné třem proudům vysílaným do elektromotoru

3. z tranzistorového můstku 49 a tři signály z generátoru 45. sinusových funkcí. Generátor 45 dává na výstupu tři signály, které

-5CZ 281299 B6 mají kmitočet rovný kmitočtu požadovanému řízením rychlosti, nebo spíše vytváří nastavení rychlosti přímo nabádané na řízení rychlosti elektronického řídicího prostředku okrouhlého pletacího stroje. Vstupní signály po zpracování PID regulátorem 51 proudové smyčky vytvářejí tři výstupní signály, které jsou vstupními signály modulátoru 50 šířky pulzu PWM, který vytváří druhý stupeň volnosti elektronického zdroje 29, protože dovoluje modulovat šířku signálu nebo spíše proudů tří fází, takže provádí volbu kroutivého momentu rotoru elektromotoru 3 a tedy jehelního válce

2.

Modulátor 50 šířky pulzu PWM vysílá tři vstupní signály, které mají kmitočet zvolený regulátorem 51 proudové smyčky a šířku pulzu modulovanou modulátorem 50 šířky pulzu PWM. Vysílané signály jsou posílány do tranzistorového můstku 49., ve kterém tři fáze výkonového zdroje jsou opatřeny kombinací signálů přicházejících z modulátoru 50 šířky pulzu PWM a výkonového zdroje 47.

Pro ochranu elektronického zdroje 29 je vytvořen neznázorněný elektronický okruh, který chrání elektronický zdroj 29 a také elektromotor 3 proti zkratům, přepětí, nadproudům, přehřátí a jiným poruchám.

Použitý motor, který je bezkartáčový, nebo spíše prostý jakýchkoli třecích kontaktů jako jsou kartáče, uhlíkové nebo jiné kontakty mezi výkonovým zdrojem a rotorem je při přeměně obvyklé struktury elektromotoru mnohafázový synchronní a zvláště je to motor s deskovým rotorem v jednom ze tří přednostních provedení; zmíněný motor dovoluje získat značné výhody s ohledem na použití a údržbu a má z mechanického hlediska zmenšený objem a vysoké dynamické parametry a současně výhodu v podstatě stálého kroutivého momentu při všech rychlostech.

Bylo pozorováno, že okrouhlý pletací stroj podle předloženého vynálezu splňuje zamyšlené účely, protože omezuje mechanickou složitost vypuštěním převodového mechanismu s ozubenými koly, a tím, že je rotor synchronního elektromotoru uložen přímo na jehelním válci se jednak snižují výrobní náklady stroje a jednak se zvyšuje možnost řízení jehelního válce.

Předložený vynález může být podroben řadě obměn, aniž by se vybočilo z rámce jeho myšlenky. Elektromotor 3_ může být nahrazen stejnosměrným motorem nebo asynchronním elektromotorem, aniž by se získaly všechny výše popsané výhody a při podstatném zvětšení potřebného prostoru alespoň na dvojnásobek ve srovnání s použitím synchronního elektromotoru. Všechny součásti mohou být nahrazeny j inými technicky rovnocennými součástmi.

Použité materiály a rozměry musí odpovídat požadavkům na stroj kladeným praxí.

Claims (6)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Okrouhlý pletací stroj pro výrobu ponožek, punčoch a podobně, obsahující hlavní seskupení nesoucí jehelní válec otočný kolem své osy vzhledem ke hlavnímu seskupení a elektromotor pro otáčení jehelního válce kolem jeho osy, kde elektromotor má rotor tuze a souose spojený s jehelním válcem a stator, který je přilehlý k rotoru a je nesen hlavním seskupením, vyznačující se tím, že elektromotor (3) je mnohofázový synchronní motor s elektronickým spínáním fází a rotor (4) má tvar kotouče a nese permanentní magnety (6, 9) na jeho deskovité straně (7) ležící proti vinutím (8, 10) neseným statorem (5).
2. 2. Okrouhlý pletací stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že mezi jehelním válcem (2) a hlavním seskupením (1) je umístěno alespoň jedno ložisko (23).
3. 3. Okrouhlý pletací stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že snímací ústrojí polohy rotoru (4) zahrnuje optický kodér mající stroboskopický prsten (12) uspořádaný na rotoru (4) a optické čidlo (13) nesené statorem (5).
4. 4. Okrouhlý pletací stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že snímací ústrojí polohy rotoru (4) zahrnuje rezolvér (16) mající rotorová vinutí (17, 18) upevněná na rotoru (4) a statorová vinutí (20, 21) upevněná na statoru (5).
5. 5. Okrouhlý pletací stroj podle nároku 1, vyznačující se tím, že snímací ústrojí polohy rotoru (4) zahrnuje magnetický detektor (19) mající prsten z magnetického nebo ferromagnetického materiálu uspořádaný na rotoru (4) a magnetické čidlo nesené statorem (5).
6. 6. Okrouhlý pletací stroj podle nároků 4 nebo 5, vyznačující se tím, že elektronické řídicí ústrojí hlavního seskupení (1), je spojeno s elektronickým zdrojem (29) a řízením změn rychlosti, přičemž elektronický zdroj (29) je spojen elektricky se snímacím ústrojím (16, 21) polohy rotoru a s elektromotorem (3).