TWI568903B - 控制喂紗之方法及喂紗器 - Google Patents

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Description

控制喂紗之方法及喂紗器
本發明有關於一種控制從喂紗器至紡織機之喂紗的方法以及一種對應喂紗器，如獨立項的前言所述。
特別是，本發明有關於喂紗至紡織機的張力控制。紗線張力用紗線張力感測器被測量並有關於參考張力被控制。
操作時，習知紗線張力感測器的測得張力沒有時間不變的零偏差水準(zero offset level)。張力感測器的零偏差值有正或負的漂移(drift)。漂移可能源自紗線感測器的固有物理特性或機械構造製程、感測器在操作期間的機械應力、或溫度效應。
歐洲專利第EP 0 943 713 B1號描述一種紗線或絲線張力感測器以及一種方法用以校準絲線感測器，特別是用以零平衡(zero balancing)絲線張力感測器的方法。該方法包括偵測可能的校準狀態，使絲線與絲線探測元件(thread feeler element)分離，偵測絲線張力感測器在絲線升高時射出的訊號，以及藉由使探測元件移到測量位置使得絲線重新在絲線探測元件上。在絲線升高時測定的測得值作為零值。絲線感測器設有可在校準位置、測量位置之間移動的探測元件。絲線與探測元件分離係藉由使探測元件移到校準位置以及藉由使探測元件移回測量位置來重新上線(re-threaded)。例如，絲線張力感測器使用於用來喂彈性絲線給針織機的喂入器。
歐洲專利第EP 0 406 735 B1號揭示一種方法用以測量前進紗線的張力，它在路徑中會經受中斷。例如，紗線纏繞於包裝上。該方法提供修正張力感測器之零點輸出訊號的任何誤差的能力， 如下述。前進紗線的張力持續被監視，其中感測器產生表示張力的輸出訊號。感測器的輸出訊號被監視以及每當紗線路徑中斷時，產生及儲存零點輸出訊號。輸入作為零點訊號的指示輸出用於後續紗線前進循環。
義大利專利第IT MI2007 A 001557號描述一種重設用於紡織機之喂紗器之張力感測器的方法。該喂入器包含旋轉元件，它是用自己的致動器驅動，其中紗線在到達張力感測器及紡織機之前與該旋轉元件合作。在減少張力感測器所指示的張力期間，其中紗線係與張力感測器接觸，監視該張力直到張力到達例如某一低值。減少張力的執行係藉由使旋轉元件向前旋轉一預定角度。隨後，重設該感測器以及有可能向後旋轉旋轉元件。該重設程序在請求張力控制開始時中斷。
本發明的目的是要用張力感測器來改善方法與喂紗器，這與判定在紗線出現於該張力感測器時的紗線張力零偏差新值有關。特別是，應開發較不耗時的重設程序。
問題的解決係根據該等獨立項。
本發明的方法係控制喂紗器至紡織機的喂紗。紗線輸送自喂紗器的輸送輪，該輸送輪被驅動構件驅動。紗線張力用配置於喂紗器與紡織機之間的張力感測器測量。用控制該驅動構件的控制裝置根據測得張力及參考張力來控制該紗線張力。判定在紗線出現於該張力感測器時的紗線張力零偏差新值。
於起動程序開始時在停止情況下執行零偏差新值的判定。
當重設程序作為起動程序的第一階段來實施時，它只需要可忽視的額外時間。該程序不被中斷(其由操作開始請求造成)，因為它本身為起動程序的第一短暫部份。
零偏差新值的判定用兩個階段完成：
首先，判定零偏差的一可能新值。然後，在使該紗 線輸送輪緩慢後退期間，藉由分析測得張力的值來驗證新值。
特別是，在喂紗器的紗線輸送輪停止時，例如在中斷情況下，判定零偏差的一可能新值。
接著，在監視及認可測得張力的值時，紗線輸送輪緩慢後退。零偏差的可能新值是否通過驗證取決於測得張力的值。
不需要使輸送輪向前旋轉。避免過度喂入及回捲(rewinding)多餘的紗線。該重設程序以極短的時間執行。操作員對於此整合重設程序不會損失很多時間。
為了判定零偏差的可能新值，判定測得張力的電流值。已驗證，該電流值在零偏差的上次使用值附近。計算零偏差的可能新值。
為了驗證零偏差的可能新值，在n個階級中的每個階級(n)，使該紗線輸送輪後退一角度，例如總共有2至120°或更多。測量該紗線張力的值，以及在每個階級，驗證它在該零偏差的可能新值附近。在最後一個階級，判定該可能新值為零偏差的新值。
為了驗證該測得張力的值是在該零偏差的可能新值(potential new value)附近，驗證該測得張力的值低於一因子X與該零偏差之可能新值的乘積，在此該因子X大於1。如果該測得張力的值大於該因子X與該零偏差之可能新值的乘積，判定該零偏差的一原始值為該零偏差的值。
為了驗證該測得張力的值是在該零偏差的可能新值附近，驗證該測得張力的值大於一因子Y與該零偏差之可能新值的乘積，在此該因子Y小於1。如果該測得張力的值小於該因子Y與該零偏差之可能新值的乘積，則產生一警報訊號。
一種用於喂紗線至紡織機的喂紗器，其係包含：用以輸送該紗線的一紗線輸送輪，用以驅動該紗線輸送輪的一驅動構件，配置於該紗線輸送輪與該紡織機之間用以測量該紗線張力的一張力感測器，以及根據該測得張力及一參考張力藉由控制該驅動構件來控制該紗線張力的一控制裝置。
用於判定該紗線張力之一零偏差新值的一重設單元 整合於該控制裝置的一起動單元中。該重設單元經設計成於起動程序開始時在停止情況下可判定該零偏差的新值。該重設單元包含用以判定該零偏差之可能新值的一判定項目，以及用以在使該紗線輸送輪緩慢後退期間藉由分析該測得張力之值T來驗證該零偏差之可能新值的一驗證項目。
該驗證項目包含用於n個階級使該紗線輸送輪後退一角度的一馬達控制分區，和驗證該測得張力之值在該零偏差之可能新值附近的一分析分區，以及在最後一個階級判定該零偏差之可能新值為該零偏差之新值的一判定分區。
1‧‧‧喂紗器
2‧‧‧紗線
3‧‧‧錠子
4‧‧‧紡織機
5‧‧‧面板
6‧‧‧後殼
7‧‧‧紗線輸送輪
8‧‧‧電動馬達
9‧‧‧輪軸
10‧‧‧紗線張力感測器
11‧‧‧入口導件
12‧‧‧探測元件
13‧‧‧導眼
14‧‧‧感測器電路板
15‧‧‧支撐元件
20‧‧‧控制裝置
21‧‧‧主電路板
22‧‧‧張力控制單元
23‧‧‧馬達啟動單元
24‧‧‧起動單元
30‧‧‧開始分區
31‧‧‧重設分區
32‧‧‧判定分區
40‧‧‧迴圈開始分區
41‧‧‧馬達控制分區
42‧‧‧測量分區
43‧‧‧上限分段
44‧‧‧下限分段
45‧‧‧迴圈結束分區
46‧‧‧判定分區
47‧‧‧結束分區
48‧‧‧退出分區
49‧‧‧結束分區
50‧‧‧中止分區
51‧‧‧結束分區
A‧‧‧方向
M‧‧‧馬達訊號
S‧‧‧訊號
S開始‧‧‧開始訊號
T*(B)‧‧‧可能新值
T(B)‧‧‧值
T‧‧‧值
Tref‧‧‧參考張力值
X、Y‧‧‧因子
本發明的其他細節會整合在本發明之一具體實施例的後續說明。該具體實施例示意圖示於附圖，其中：第1圖為該具體實施例之喂紗器的示意透視圖，其中省略一些殼體部件；第2圖為喂紗器的方塊圖；第3圖圖示一流程圖；以及第4a圖至第4f圖圖示紗線張力值依據時間的曲線。
第1圖及第2圖圖示喂紗器1用以例如從錠子(bobbin)3喂紗線2至紡織機4。紡織機4例如為針織機。喂紗器1設有具有面板5及後殼6的殼體。喂紗器1包含紗線輸送輪7用以輸送紗線2，以及驅動構件，亦即電動馬達8，用以驅動紗線輸送輪7。
紗線輸送輪7配置於面板5上。電動馬達8配置於後殼6中，其中它的輪軸9突出穿過面板5。紗線輸送輪7固定至電動馬達8的輪軸9。在第1圖中，省略部份後殼6以便顯示電動馬達8。
喂紗器1包含用以測量紗線張力的紗線張力感測器10，其係配置於紗線輸送輪7與紡織機4之間。
紗線張力感測器10包含在正常操作時沿著紗線行進方向A配置的入口導件11、探測元件(feeler element)12、以及出口導眼(outlet guide eye)13。它也包含測量構件，例如感測器電路板14上的測量電路，用以提供測得紗線張力的值T。第1圖只圖示紗線張力感測器10之支撐元件15的一小部份。省略支撐元件15的主要部份以便顯示元件11、12、13。
喂紗器1包含根據測得張力及一參考張力藉由控制驅動構件來控制紗線張力的控制裝置20。參考張力值命名為Tref。
控制裝置20至少部份併入例如在配置於面板5下面的至少一主電路板21上的電路。電動馬達8的輪軸9也突出穿過主電路板21。
控制裝置20包含張力控制單元22與馬達啟動單元23。張力控制單元22經設計成可判定取決於測得張力及參考張力的訊號S。馬達啟動單元23經設計成藉由根據該訊號S來判定馬達訊號M來控制驅動元件，亦即，電動馬達8。
控制裝置20包含起動單元24。起動單元24經設計成可用於喂紗器1的起動程序。
控制裝置20包含作為其電路之一部份的至少一微處理器。控制裝置20的單元們，亦即張力控制單元22、馬達啟動單元23及起動單元24，經開發成為電路或軟體(電腦程式)或電路及軟體的組合。
起動單元24包含重設單元用以判定在起動程序開始時的紗線張力零偏差新值。
第3圖的流程圖圖示一方法實施例用以利用示範重設單元來判定零偏差的新值。
該重設單元包含用於判定零偏差之可能新值T*(B)的判定項目以及用於在使該紗線輸送輪7緩慢後退期間藉由分析測得值來驗證可能新值T*(B)的驗證項目。
該判定項目包含開始分區30，用於重設階級個數n為零(n=0)的重設分區31，以及用於判定測得張力之值T(0)的判定分 區32。
該驗證項目包含用於計數階級(counting steps)(n=n+1)的迴圈開始分區40，用於使紗線輸送輪7逐步後退的馬達控制分區41，用於測量紗線張力之值T(n)的測量分區42，具有上限分段43及下限分段44用於驗證測得張力之值T(n)在可能新值T*(B)附近的分析分區，用於識別最後一個階級n-max的迴圈結束分區45，用於判定可能新值T*(B)為零偏差新值T(B)的判定分區46，以及結束分區47。
該驗證更包含退出分區48用於在值T(n)超過上限的情形，接著是結束分區49，以及中止分區50用於值T(n)低於下限的情形，接著是結束分區51。
第4a圖至第4f圖圖示張力之值T或過濾值依據時間t的曲線。
第4a圖圖示在測得張力值T控制至參考張力值Tref時的曲線，以及第4b圖的曲線圖示過濾自第4a圖之值T的值T。
第4c圖的曲線圖示測得張力例如由漂移引起的遞增值T，以及第4d圖的曲線圖示過濾自第4c圖之值的值T。
第4e圖的曲線圖示測得張力在判定零偏差新值T(B)期間的值T，其中在時間t期間，紗線輸送輪7緩慢後退，以及第4f圖的曲線圖示過濾自第4e圖之值T的值T。在第4f圖中，標示n-max個階級的角度n-max x α。這顯示測得張力的值T在紗線輸送輪7進一步後退時遞增。在一替代例中，此特徵用來判定紗線輸送輪7之零偏差的位置。
操作時，控制紗線2由喂紗器1到紡織機4的喂給。紗線2輸送自喂紗器1的紗線輸送輪7。紗線輸送輪7由驅動構件驅動，亦即，電動馬達8。紗線張力用配置於紗線輸送輪7與紡織機8之間的紗線張力感測器10測量。紗線張力用控制驅動構件(亦即，電動馬達8)的控制裝置20控制，其係取決於測得張力及參考張力。判定在紗線2出現於紗線張力感測器10時的紗線張力零偏差新值T(B)。
特別是，於起動程序開始時在停止情況下，判定紗 線張力零偏差新值T(B)。首先，判定零偏差的可能新值T*(B)。然後，藉由在使該紗線輸送輪(7)緩慢後退期間，藉由分析測得值來驗證可能新值T*(B)。
為了判定零偏差的可能新值T*(B)，判定測得紗線張力的電流值T(0)。
在重設分區31，計數n重設成零：n=0。若合適，提供零偏差的原始值T(A)以及零偏差的上次使用值T(B)，例如由控制裝置20的內部記憶體讀出。
在判定分區32，讀取測得張力的值T。例如，認定電流值T(0)為最近128個測得張力值T的平均值。電流值T(0)經驗證它是在上次使用值T(B)附近，亦即，在以此值T(B)為準的一範圍內。如果實際值T(0)不在此範圍內，則紗線可能已被拉緊。結果，零偏差值的判定是不可能的。在此情形下，控制裝置20切換到正常操作。如果實際值T(0)被認可，則計算可能新值T*(B)。例如，T(0)用來當作可能新值T*(B)。
可能新值T*(B)的驗證在有n個階級的迴圈中執行。在迴圈開始分區40，這n個階級是從1數到n-max。在馬達控制分區41，紗線輸送輪(7)在每個階級會緩慢後退移動一角度α。所有角度α的總合，亦即，n-max x α，為2至120度，這取決於紗線的品質，在此紗線輸送輪的直徑約為6厘米。
在測量分區42，讀取測得張力的值T(n)。
在分析分區，驗證值T(n)在可能新值T*(B)附近。
在上限分段43，驗證值T(n)低於因子X與可能新值T*(B)的乘積，在此因子X大於1。因子X等於1.1至1.8，最好為1.2至1.4。
如果值T(n)超過兩者乘積，亦即，如果T(n)大於X x T*(B)，則紗線被預拉張，以及可能新值T*(B)不是零偏差的有效值。執行退出分區48。在退出分區48，零偏差的原始值T(A)判定為零偏差的值T(B)。該重設程序在結束分區49結束。
在下限分段44，驗證值T(n)大於因子Y與可能新值 T*(B)的乘積，在此因子Y小於1。因子Y等於0.5至0.9，最好為0.6至0.8。
如果值T(n)低於兩者乘積，亦即，如果T(n)小於Y x T*(B)，則紗線張力是在紗線因為剎車而後退之後下降。該重設程序以及整個起動程序必須中止。執行中止分區50。在中止分區50中，產生警報訊號，例如中止訊號。中止訊號例如送到紡織機4。該重設程序在結束分區51結束。
在迴圈結束分區45，識別最後一個階級n-max。
在最終判定分區46，可能新值T*(B)判定為新的零偏差值T(B)。在結束分區47，該重設程序結束。
1‧‧‧喂紗器
2‧‧‧紗線
3‧‧‧錠子
4‧‧‧紡織機
7‧‧‧紗線輸送輪
8‧‧‧電動馬達
9‧‧‧輪軸
10‧‧‧紗線張力感測器
20‧‧‧控制裝置
22‧‧‧張力控制單元
23‧‧‧馬達啟動單元
24‧‧‧起動單元
M‧‧‧馬達訊號
S‧‧‧訊號
S開始‧‧‧開始訊號
T‧‧‧值
Tref‧‧‧參考張力值

Claims (9)

  1. 一種能控制從喂紗器(1)喂至紡織機(4)之紗線(2)的方法，其中該紗線(2)輸送自該喂紗器(1)的一紗線輸送輪(7)，該紗線輸送輪(7)由一驅動構件驅動，其中用配置於該紗線輸送輪(7)與該紡織機(4)之間的一紗線張力感測器(10)測量紗線張力，其中用控制該驅動構件的一控制裝置(20)根據測得張力及一參考張力來控制該紗線張力，以及其中在該紗線(2)出現於該紗線張力感測器(10)時，判定該紗線張力之一零偏差(zero offset)的新值T(B)，其特徵在於，於一起動程序開始時在一停止情況下執行零偏差之新值T(B)的判定，其中首先，判定該零偏差的一可能新值T*(B)，然後，在使該紗線輸送輪(7)緩慢後退期間，藉由分析該測得張力的值T，驗證該可能新值T*(B)為該零偏差的新值T(B)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中判定該零偏差之該可能新值T*(B)的步驟包括：判定該測得張力的一電流值T(0)，驗證該電流值T(0)在該零偏差的上次使用值T(B)附近，以及計算該零偏差之該可能新值T*(B)。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之方法，其中驗證該零偏差之該可能新值T*(B)的步驟包括：在n個階級(steps)中的每個階級(n)，使該紗線輸送輪(7)後退一角度(α)，測量該紗線張力的值T(n)，以及驗證該值T(n)在該可能新值T*(B)附近；以及，在最後一個階級(n-max)，判定該可能新值T*(B)為該零偏差的新值T(B)。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中 驗證該值T(n)在該零偏差之該可能新值T*(B)附近的步驟包括：驗證該值T(n)低於一因子X與該零偏差之該可能新值T*(B)的乘積(product)，在此該因子X大於1。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中，如果該值T(n)大於該因子X與該零偏差之該可能新值T*(B)的乘積，判定該零偏差的一原始值T(A)為該零偏差的值T(B)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中驗證該值T(n)在該零偏差之該可能新值T*(B)附近的步驟包括：驗證該值T(n)大於一因子Y與該零偏差之該可能新值T*(B)的乘積，在此該因子Y小於1。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，如果該值T(n)低於該因子Y與該零偏差之該可能新值T*(B)的乘積，產生一警報訊號。
  8. 一種用以喂(feeding)紗線(2)至紡織機(4)的喂紗器(1)，其係包含：用以輸送該紗線(2)的一紗線輸送輪(7)，用以驅動該紗線輸送輪(7)的一驅動構件，配置於該紗線輸送輪(7)與該紡織機(4)之間用以測量紗線張力的一紗線張力感測器(10)，根據測得張力及一參考張力藉由控制該驅動構件來控制該紗線張力的一控制裝置(20)，以及一重設單元用以判定該紗線張力之一零偏差的新值，其特徵在於，該重設單元整合於該控制裝置(20)的一起動(start-up)單元(24)中，其中該重設單元經設計成於一起動程序開始時在一停止情況下可判定零偏差的新值T(B)，其中該重設單元包含用以判定該零偏差之一可能新值T*(B)的一判定項目(item)，以及在使該紗線輸送輪(7)緩慢後退期間藉由分析測得值T來驗證該零偏差之該可能新值T*(B)的一驗證項目。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之喂紗器(1)，其中 該驗證項目包含：用於n個階級(n)使該紗線輸送輪(7)後退一角度(α)的一馬達控制分區(partition)(41)，驗證該測得張力之該值T(n)在該零偏差之該可能新值T*(B)附近的一分析分區，以及在最後一個階級(n-max)判定該可能新值T*(B)為該零偏差之該新值T(B)的一判定分區(46)。
TW104118864A 2014-06-13 2015-06-11 控制喂紗之方法及喂紗器 TWI568903B (zh)

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