TW483956B - Thread-tension and thread-length controller - Google Patents

Description

483956 五、發明說明（1) 【發明背景】 本發明係有關一種 有關一種利用張力偵 而可正確的控制張力 (Oil less Metallic (Brushless Motor ) 的傳輸而達成遙控之 【先前技術】 一般紡織紡織物的 為準備 (捻線 該捲 機，且 的線之 將其切 掛在各 作業之 機的功 習知 且利用 的方法 但是 偵測線 張力係 該拈線 準備機 線機係 具備使 長度， 斷的功 個轴上 後，殘 能變成 的張力 彈簧的 機的拈 )° 在滾輪 線維持 當被捲 能。此 的線之 留的線 非常重 控制機 彈性力 ，為了控制張 速代替偵測張 很困難。 線的張力及長度之控制裝置，特別是 測==測張力，且由於控 ，又由於利用使用含油金屬軸 Bearing )的小型無刷馬達 而可延長壽命之外，且 目的者。 又J 纺織機器，係包含捻線的拈線機、及 線工程所進行之捲繞作業的捲線機 2=彈簧的彈性力之張力控制 一疋的張力’又分別計算各個被 ，的線形成預定之長度的話，則兼二 ί，若線的張力形成不一定的話，貝i 度係全部不同’因此在最終s 1 )將形成浪費，所以張力控制 妥0 係使用藉由偵測線的速度（線速）， 使線速維持一定，而使張力維持一定 2 L t述習知的張力控制機係藉由以 1各速維持一定，想要正確的控制

483956 五、發明說明（2) 再者’習知的張力 線形成不同的交叉角 力’因此為了直接測 新加設張力計程器， 偏差的問題。 再者，由於習知的 達’作為控制線的移 化之過程中將產生摩 再者，由於習知的 輸’因此有不能進行 雖然有諸多的問題 題點的有效且適當之 是當務之急。 【發明目的】 本發明之目的乃在 置’其係利用張力偵 而可正確的控制張力 (0iUess Metallic (Brush less Motor ) 傳輸而達成遙控之目 本發明之另一目的 裝置，其係在旋轉滑 使線形成交叉，且為 制時可執行線的缓衝 控制機係藉由利用彈簧的彈性力，使 度’而機械性的設計成維持線的張 疋張力必須加設計程器，例如即使重 也會產生因加設的張力計程器之張力 張力控制機係利用使用滾珠軸承的馬 動之馬達，因此在對應高速的速度變 擦熱，所以相對的使用壽命將變短。 張力控制機只可設定為單方向的傳 機器診斷的問題。 ’但由於並沒有開發出為解決上述問 裝置，因此開發克服此問題的裝置乃 和:供一種線的張力及長度之控制裝 測器直接偵測張力，且由於控制力 ’又由於利用使用含油金屬軸承 Bearing )的小型無刷馬達 而可延長壽命之外，且可利用雙向， 的。 乃在提供一種線的張力及長度之控制 輪前端的前置拉緊端（pre-tenser) 了維持線的張力之變化，當馬達被控 功能’而避免形成過大的張力且具備

C:\Logo-5\Five Continents\PF1116.ptd 第6頁 483956 五、發明說明（3) 適當的彈簧 【發明技術 本發明的 置’其係利 可放大該感 的相位差而 因旋轉的磁 的長度；顯 裝置，其係 維持在線之 置’其係將 傳達至中央 變化量而輸 【圖式說明 為了本發 文特舉本發 如下。 第1圖： 構成方塊圖 第2圖： 立體圖。 第3圖： 上視圖。 彈性力。 裝置】 線的張力 用應變計 測裝置的 被分度之 化感應， 示裝置， 利用使用 預定張力 根據傳輸 糸統而儲 出維持預 及長度 而檢測 輸出； 輸出信 隨著相 其係將 含油金 ;切斷 協定測 存資料 定張力 之控制 最終端 測定裝 就經由 位的變 作動狀 屬軸承 裝置， 定的張 ;控制 裝置，係 的張力； 置，其係 比較器比 化以輸出 態顯示在 的小型無 其可切斷 力之變化 裝置，其 包含债 放大裝 將因馬 較後， 脈衝而 畫面上 刷馬達 線；傳 及作業 係隨著 測裝 f ’其 達三相 由於使 量測線 ;傳動 ’而可 輪裝 狀況， 張力的 月之上述其他目的、特徵和優點 明較佳實施例，並配合所附圖式 本發明實施例之線的張力及長度 〇 本發明實施例之線的張力及長度 本發明實施例之線的張力及長度 能更明顯，下 ’作詳細1¾¾ 之控制裝置的 之控制裝置的 之控制裝置的 第4圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置的

483^6 、發明說明（4) j 貝ij視圖。 第5圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置的 肩部構成圖。 第6圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置的 妙、道構成圖。 第7圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置的 清輪與馬達之剖面圖。 第8圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置的 摘測部之構成圖。 第9圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置的 應變計之配置構成圖。 第1 0圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置 的輸入中央處理機之信號的波形圖。 第1 1圖：本發明實施例之線的張力及長度之控制裝置 的中央處理機過濾之信號的波形圖。 【圖號說明】 10 偵測部 20 放大部 30 鍵輸入部 40 電角度部 50 顯示驅動部 60 晝面顯示器 7 0 專用制御比較器 8 0 放大部 9 0 傳動裝置 1 〇 〇切斷驅動部 11 〇切斷部 120通信變換機 130中央處理機 【發明說明】 以下，就本發明之實施形態參照圖示予以說明。

C:\Logo-5\Five Continents\PFlli6 ptd 第8頁 483956 五、發明說明（5) 如第1圖至第5圖所示，本發明的實施例之線的張 度之控制裝置的構成係包含，檢測最終端的張力之 I 〇 ;及放大該偵測部1 〇的輸出之放大部20 ;及供用1 ^ 入命令與數據的鍵輸入部30 ;及將因馬達三相的相 : 被分度之輸出信號經由比較器比較後，由於使因旋轉的磁 化感應，隨著相位的變化以輸出脈衝而量測線之長产 角度部40 ;及使晝面顯示器6〇作動的顯示驅動部5〇 ^及將 作動狀態顯示在晝面上的畫面顯示器6〇 ;及將輸入pwM信， 號與ΙΟΟΚΗζ以上的輸出用PWM信號合成傳達至傳動裝置 90，且驅動被設置在控制線的速度之偵測器前端的%達的 專用控制比較器7 0 ;及放大該專用控制比較器7 〇的輸出之 放大部80 ;及使線的張力維持在預定張力的傳動裝置·, 及使切斷部110作動的切斷驅動部1〇〇 ;及切斷線的切斷部 II 〇 ;及將根據系統的雙向傳輸協定設定數值與檢測狀態 以進行量測，而形成可自動量測捲線機的張力，且可量 測的張力之變化及作業狀況傳達至中央系統而儲存資I的· 傳輸轉換機1 2 0 ;以及根據張力的變化量而計算控制量， 且將该控制量變換成P W Μ信號輸出的中央處理機1 3 〇。 根據上述的構成，本發明實施例之線的張力及長度之控 制裝置的作用如下所述。 在偵測部1 0利用應變計（S t r a i n G u a g e )檢測出實際的 張力後’再將其轉換成電氣的信號輸出的話，則在放大部 20放大該偵測部1〇的輸出信號而輸出至中央處理機13〇。 如第8圖所示，該偵測部1 〇係形成在板彈簧丨5的二侧裝

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設應變計1 6之構成。若線的張力產生變化的話，則附接在 線f板彈簧1 5受壓力而產生位移，因此從應變計J 6輸出的 電流將產生變化’而形成檢測出線的張力。即，在該偵測 部1 〇中’藉由利用可檢測附接在線上的微動板彈簧丨5及應 變計1 6 ’而直接檢測因線速的細微變化所產生變化之張^ 力0 如第9圖所示，該應變計16在電路上係形成具二個基準 電阻1 4及橋接的形態。由於係使用二個應變計丨6之連結成 橋接的开> 悲的方式，代替一般使用四個應變計的負載傳减 器（Load Cell )之方式，因此即使是細微的位移亦可檢* 測出，且形成具有符合最大延遲時間在2〇 # sec以内的 速應對性。 在放大部2 0中，將從偵測部1 〇檢測出的張力之變化透尚 類比-數位轉換機（Analog-Digital Converter)數位化 之後，藉由再將其放大輸出，形成可供中央處理機辨識 張力之數值。 . 如此，在從偵測部10經由放大部20而輸入至中央處理 1 30的信號中，如第1 〇圖所示由於從紡織機械的作動 生之振動，與張力的變化量相較之下被輸入三倍以上， 此中央處理機130為了從因機械的振動所產生"之二华聲’因， (Noise)信號中檢測正常的張力信號，必須藉:操 體（Software )技術，且使用中點濾波方法人 Filter Method)將噪聲去除，則可形成如第η6:11 選擇正常的張力信號予以使用，央處理機i3〇係使用、

483956 五、發明說明（7) = 的高周波之PWM周波數的㈣ 即使疋南速的運轉亦可於30 V sec以内反應。 為， 在中央處理機130中，當張力量測時，；^瞀 之數值與量測的張力之數值的偏差，透過演π算作、張力 傳動裝置90作動馬達產生預定動作，#馬達二旋 轉由 產生使線的張力變化之轉矩（T〇rque )。 得力變化 /如第7圖所示，該馬達係使用三相的感應電動馬達 係在因線圈與磁鐵的磁力之相位變化所產生的旋其 轉的馬達軸91上，連結帶動滑輪97旋轉，且由、=旋 ，的二周面上捲'繞著線形成通過之構造，因此中央處；：9? 1 30係錯由使馬達的旋轉力產生變化，以維持或使機 輪9 7的線之張力產生變化。 〆、、由滑

如此，為了維持張力所使用的該三相感應電動 屬於無刷（Brushless)式，但於長時間使用該馬達時係 為了因應高速的速度變化延長壽命，可不使用滾珠軸4 ’ 由於加工成含油金屬軸承（〇iUess MetaUic B 92與馬達軸91維持在±3xlG.6公尺的誤差，目此可防 熱的發生所引起之壽命縮短，且為了防止發生因馬達的二 矩變化所引起之熱，透過再生的熱排出與過負載的限制， 而形成限制P-P電流。再者，A 了將馬達轴91以1〇〜4 重量的力量施壓於滑輪97，將其公差控制在3微来以内。 本發明與現存使用彈簧彈性力之張力控制的方法之外， 另外在線的傳送過程中使其經過滑輪97，將滑輪97的旋轉 慣性力由馬達產生變化，且由於將馬達旋轉後所量測的張

C:\Logo-5\Five Continents\PF1116.ptd 第11頁 4謂56 五、發明說明（8) --- 力與馬達的旋轉力作一適當的調節，而形成維持預定的張 力二為了使張力與設定張力維持一致，中央處理機3 〇 係f即均衡馬達的旋轉力與偵測部1 0的量測值，且為了使 。周喊均衡之數值維持一致，變化對馬達的旋轉力。 ^如此’利用滑輪97而控制張力，且在本發明中為了可緩 $，張力的變化所產生之線長度的變化，加設了將線的路 叉二次以上的前置拉緊端（Pre-tenser ) 95。由於板 彈餐使該前置拉緊端95的臂（Arm )形成一定的力量，因 此可緩衝線受的拉力，且形成提供必要的移位，使輸入側 變化的張力受馬達維持一定值，且由於該前置拉緊端在滑 輪97的表面線與滑輪97不會形成空轉，而可維持一定的摩 擦力。 。再者’為了減少因線與滑輪97的滑動所產生之線長度的 誤差，在滑輪97的表面上進行傳送（Sending)處理，且 再進行了為強化鋁表面的氧化膜處理之後，由於進行DCI^| (Diamond^ Like Carbon )的蒸發，可改善因表面的摩擦^> 所產生的哥命減少之問題。再者，為了減少因該旋轉慣性 的對應之延遲，將鋁加工在3 mm以下的厚度，且為了在氧 化膜的處理及DCL的蒸發中防止變形，可適用2〇〇度以下的 低溫蒸發。 在中央處理機130中，由於量測線的長度，且經由切斷 驅動部100使切斷部110作動’形成將線切斷成一定的長 度；而量測線的長度之方法，由於馬達的相位移位，形成 輸出脈衝。即，中央處理機130係利用因該馬達的相位移

483956 五、發明說明（9) 位輸出脈衝’檢測被連結在馬達軸91的滑輪97之轉速，而 達成I測線的長度。此時，一般來說係適用於驅動三相感 應型電動馬達所使用的變流器之相位控制方法。 再者，在中央處理機130中，為了防止在作業終了時， 造成因旋轉慣性的自由旋轉所產生的線糾結問題，可控制 馬達的制動及切斷線。

在切斷部110中，係將陶瓷導件111固定，且在該陶瓷導 件111上固定切線用刀刃i i丨，形成切斷線的動作。如此， 在切斷線的過程中，為了使更安定的切斷線，該中央處理 機1 30係使設置在偵測裝置前端的馬達作動，且在使捲線 軸（Bobbin )與張力維持用馬達之間的張力維持較大後， 線被切斷，且由於馬達的制動使滑輪97的連續動作中止， 以防止線被捲繞在滑輪9 7的現象發生。 為了使中央處理機130可於運轉中連結及除去，可利用 傳輸轉換機丨20形成可根據自動辨識傳輸協定進行 定控制及運用。現存的方法中，係只可設定單向，^曰\虔 本發明係透過雙向傳輸週期性的讀取或儲存且控 ^f 之狀態，而形成可確認該狀態，又為了形成可^ : 器辨識狀態，因而使用雙向傳輸。 0斷、

该中央處理機130係可由使用者透過鍵輸入部 據或進行控制·，再者，可將作動中發生的結果雨入一數口 動部50輸出至晝面顯示機，且此可由使用者作、顯示焉。 在本發明中，可藉由DC-DC變換裝置，只要外音—w確認。 電源，即可提供+ 5V、+12V、+24V的電源 單一的 /N 再者，由於

^^56 五、發明說 亦可抑制電流的損失， 再奂 本 丄、天 因此可使最大電流不超過1Α。

作者，為了去除t A 作動，制a α 、、田微的振動所產生之偵測裝置的不良 者為裝將盒體内的零件等固定之框架。再 的電浊= β磁波所引起的機具類之不良作動及有害 維= ί樹脂與靜電防止液予以使用；且為了 J塑膠的強度，亦可混合特殊塗料。 【發明之效果】 ^據本發明之線的張力及長度之控制裝置，其可藉由偵 量測到的張力之變化產i之張力的變化’且對所 外^所認可的張力變化之要點， 象 βέ ^ 女點 了根本的解決所發生的問 、，因此具有可達到生產高品值的纖維之效果。 根據本發明之線的張力及長度之控制裝置， :進行整體的張力控制，可量測各作業工程中的作=控 且由於可在中央系統進行控制，因此可維持、控制 i督張力以達成產品的品值控制之效果。 工愈馨 再者，根據本發明之線的張力及長度之控制裝 呈 進行被規格化的張力之作業，具有可正硿— ^ ，、可 性的張力及適用作業控制之效果。^成付合纖維特 再者’根據本發明之線的張力及長度之控制求盆 測定由機械無法控制的微細張力之變化，且 1 ’，、可 張力維持安定，可適用於控制小型的高輸出：=微= 此可對應輸入側的張力之變化而維持安定的張力，又可 據微處理（Micro Process )管理張力以柝岳 仏巾」囚張力引起

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的不良，將所量測的張力及線速傳達儲存於系統，具有 達成維持、控制張力之效果。 再者，根據本發明之線的張力及長度之控制裝置，其 透過網路（Network )控制設定及作業狀態，且由於進、 管理而可予防不良的作業，再者可與追加的應用程式^丁 結，具有達成因中央系統的控制及管理之效果。 令運 再者，根據本發明之線的張力及長度之控制裝置， 依據任意的張力圖案之排列，而形成加設張力 ；可 二：此具有可達成連續使張力變化的進行特殊纖維二 雖然本發明已以 定本發明，任何熟 範圍内，也可使用 記載之最佳實施例 上述較佳實施例揭示 習此技藝者，在不脫 其他的方法實施。因 只是例示，並不受限 ，然其並非用以限 離本發明之精神和 此，本說明書中所 定。

483956 圖式簡單說明

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Claims (1)

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   六、申請專利範圍 一種線的張力及長度之控制裝置，係包含： 债測裝置，其係利用應變計而量測最終 \ 144，. 張力， 放大骏置，其可放大該感測裝置的輸出· 置，其係將因馬達三相的相位差而被分度之 出=唬經由比較器比較後，由於使因旋轉的磁化感應 ’心著相位的變化以輸出脈衝而量測線的長产· " 顯不裝置，其係將作動狀態顯示在晝面上；X ’ 傳動裝置，其係利用使用含油金屬軸承的小型無刷馬 達’而可維持在被要求的線之張力的張力； ........ 切斷裝置，其可切斷線； 傳輪裝置，其係將根據傳輸協定而量測的張力之變化 及作業狀況，傳達至中央系統而儲存資料； 控制t置，其係隨著張力的變化量而輸出維持預定張 力為其特徵。 依申請專利範圍第1項所述之線的張力及長度之控_ 叙置’該小型無刷馬達的含油金屬軸承及馬達轴係加 工成維持在± 3 X 1 0_6公尺的誤差為其特徵。 依申請專利範圍第1項所述之線的張力及長度之控制 裝置’該小型無刷馬達係為了減少因線與滑輪的滑動， 所產生之線長度的誤差，在滑輪的表面進行傳送 (Sending )處理，且進行了為強化鋁的表面之氧化 膜處理後，進行DLC( Diamond Like Carbon)的蒸發 為其特徵。 4、依申請專利範圍第1項所述之線的張力及長度之控制

   申請專利範圍 準計係由二個所構成，在電路上係具備二 依；形成橋接的形態為其特徵。 裝置，談和第1項所述之線的張力及長度之控制 達的旋轉慣性之自防止在作業終了時，造成馬 制馬達的制動及切斷線2生的線糾結問題，而控 依申钱直刹騎 斷線為其特徵。 裝置’該傳2 Ϊ J所述之線的張力及長度之控制 存且控制各波節之2ΐ過雙向傳輸週期性的讀取或儲 成可自動診斷、辨1^ 2形成可確認該狀態，又形 辦識為其特徵。

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