TWI658984B - 用於控制紡織線或金屬線之供應的小型裝置及方法 - Google Patents

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堤辛諾 巴瑞亞
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Abstract

一種用於控制紡織線或金屬線至一處理機器(例如，一紡織機器或者一捲線或捲繞機器)之供應的小型裝置，該裝置包括一主體(1)；至少一個旋轉式構件(5、6)，該線係與該旋轉式構件配合，該構件與用於偵測其旋轉速度的速度偵測手段(12)相關聯，這些速度偵測手段(12)連接至一控制單元(13)，設置用於偵測該線之張力的張力偵測手段(15)，其連接至這種控制單元(13)。該旋轉式構件係空載的並藉由在其上移動的該線而進入旋轉狀態，該張力偵測手段(15)係放置於這種旋轉式構件(5、6)的鄰近處。
亦主張一種用於控制線之供應的方法，該方法係藉由這種裝置來進行。

Description

用於控制紡織線或金屬線之供應的小型裝置及方法
根據主請求項的前言，本發明之目的為一種用於控制紡織線或金屬線至一處理機器(例如，紡織機器或一捲線或捲繞機器)之供應的裝置。同樣形成本發明之目的的是一種藉由一這種裝置進行的方法。
在特定但非限制地參照紡織領域的情況下，在許多應用之中，重要的是精確地測量生產製程期間的線張力、量及速度。舉例來說，為相同申請人名義的WO2013/045982敘述一用於以恆定張力及恆定速度或線量向一紡織機器供應線的方法，在其中必須控制一遠離捲線軸的點(舉例來說，該點距離該捲線軸零至數十米)上之該等參數的恆定性，而線係自該捲線軸放出。這種文本敘述用於調整線張力及其速度之不同迴路的存在：特別地，其提供感測器，用於偵測可用於一第二調整迴路(諸如，線張力及其供應速度)之資料，放置成鄰近線自紡織機器抽拉使用的區域，並用於調整在更為遠離這種機器之一點上的線張力及速度。以這種方式，在將被供應線之紡織機器的鄰近處獲取所需的線量/速度。
同樣在車縫機器中，對製程品質而言，非常重要的是控制線的兩個參數，亦即，供應線的張力及量。車縫製程幾乎總是透過使用兩股線而發生，以第一股線實際執行針縫，而第二股線作用成對接。一般而言，按照製成這些機器的方法，第一線係實際可使用且因此可透過一感測器控制的，而第二線則否。因此，必要的是，透過對單一線的控制，藉由監控線張力及所用的線量以檢驗在車縫期間針縫保持在預先建立的間隔內來控制所執行之針縫的品質。特別地，透過控制供應線的張力及量，能以絕對的確定性攔截第二線的缺乏。
形成請求項1之預特徵化部分之基礎的DE 101 01 747敘述一種用於控制線至一處理機器之供應的裝置，該線係自一對應的支撐件放出。
該裝置包括一主體，其支撐複數個旋轉式構件，線係捲繞於該等構件上，且速度偵測手段與該等構件配合，該速度偵測手段連接至一適於偵測其旋轉速度的控制單元。同樣提供的是用於偵測移動的線之張力的手段。
本發明的目的係提供一種裝置，其實際且有效地適於控制紡織線或金屬線至一處理機器(例如，紡織機器或捲線或捲繞機器)之的供應，在控制之下不斷地保持供應給這種機器的線張力及線量。
特別地，本發明的目的係提供一種上述類型的裝置，其具有非常有限的尺寸，以輕易地安裝在各類型的紡織機器上或其在金屬線上操作。
另一目的係提供一種上述類型的裝置，其可插入類似裝置之「網路」中(在複數條線上進行操作之一機器中)，該等裝置均能夠以明確且集中的方式受到控制，目的在於檢驗所有線至這種機器的正確供應以及避免(尤其在紡織領域中)得到具缺陷之含有這種線的完成製成品。
另一目的係提供一種上述類型的裝置，其不難以有限成本建構。
另一目的係提供一種用於控制線至一處理機器之供應的方法，藉由利用根據本發明的裝置，其允許具有用於控制這種供應之複雜的多個調整迴路。
那些熟悉此項技術領域者當更明白這些及其他目的，且這些及其他目的係藉由根據隨附的申請專利範圍之裝置來達成。
1‧‧‧主體
2‧‧‧面
3‧‧‧面
5‧‧‧旋轉式構件
6‧‧‧旋轉式構件
10‧‧‧凹槽
12‧‧‧速度偵測手段
13‧‧‧控制單元
15‧‧‧張力偵測手段
20‧‧‧連接部
26‧‧‧入口
F‧‧‧線
K‧‧‧旋轉軸
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
為了更加地理解本發明，附上下列圖式作為僅例示性而非限制性的範例，其中：第1圖為本發明之一實施例的立體圖；第2圖為第1圖之裝置的前視圖；第3圖為第1圖之裝置的右側視圖；第4圖為第1圖之裝置的頂視圖；第5圖為第4圖沿著線5-5的剖面圖；及第6圖為第1圖的裝置之一變體的立體圖。
圖式顯示根據本發明之兩個用於控制線供應的裝置，分別為第1至5圖及第6圖。在下文中，僅參照第1至5圖敘述第一個這種裝置，因為第二個(第6圖)與第一個的不同之處僅在於外形，而非技術特性。當然，被指為第1至5圖之特性者亦將適用於第6圖的裝置。
參照上述圖式，根據本發明之裝置包括主體1，其在圖式之實施例中實質上為平板狀，沿著其縱軸X延伸，並具有相對面2及3。「實質上為平板狀」一詞指出主體1沿著軸X的延伸量明顯地大於沿著軸Y之延伸，軸Y係垂直軸X並垂直面2及3。
在其面2之上，主體1具有兩個空載的旋轉式構件5及6。
旋轉式構件5及6具有彼此平行的旋轉軸K，其位於含有軸X的相同平面上。這種構件具有凹槽10，送至一處理機器(未顯示)之線F適於在其中滑動。該線可為紡織線或金屬線，且該處理機器可為任何一種紡織機器或者捲線或捲繞機器。該線自其一支撐件放出，該支撐件可為一捲線軸或用於朝該機器供應該線之一構件的一部分。這種線可在該支撐件上被移動至該機器或者反之亦然。
該線沿著其路徑遭遇旋轉式構件5及6(分別用於進入及離開作為本發明之目的之裝置)，且其移動自然地使該等構件旋轉。
該等構件之每一者與一速度偵測手段12配合，速度偵測手段12偵測其旋轉。這種速度偵測手段12(僅在第1及2圖中作為一範例顯示)可為任何類型，例如，與個別的旋轉式構件相關聯之一或多個磁鐵配合的一或多個霍爾感測器(Hall sensor)；或者，其可為一光學或磁性編碼器或另一種編碼器。
速度偵測手段12係被連接至線(F)之控制單元13，其示意地顯示於第5圖並適於透過來自速度偵測手段12本身的訊號測量該等構件之每一者的旋轉速度，且因此間接地測量在該構件上移動之線或紗的量。較佳地，透過來自速度偵測手段12的訊號，控制單元能夠測量的不僅只有線的量，還有線的滑動方向，因此能夠測量沿著紡織機器的方向有多少線在該旋轉式構件5及6上滑動以及有多少線沿著相反方向滑動。
有利地，控制單元13能夠透過速度偵測手段12所偵測到之線速度資料及供應線量資料自己理解機器的各種操作步驟(在紡織線或金屬線上操作)。
連接至控制單元13之張力偵測手段15可為任何類型(例如，測力計)，並在線自一旋轉式構件傳遞至另一個旋轉式構件時與線相配合。
由於張力偵測手段15之故，供應控制單元13可檢驗線供應期間的線張力級數或變化，特別是監控其平均值或瞬時值，以檢驗其保持在預先建立的容許帶內。若此偵測不到，則較佳地藉由連接至控制單元13之一警報產生器來產生聲音及/或視覺警報訊號。
因此，控制單元13透過旋轉式構件5及6測量被供應給紡織機器之線F的量。特別地，旋轉式構件5接收來自捲線軸或等效供應裝置(未顯示)的線，而旋轉式構件6將這種線送至處理機器。
透過與旋轉式構件5及6相關聯的速度偵測手段12，控制單元13因此偵測及測量所供應的線量及供應速度，並將它們與儲存在單元本身之中或儲存在與其配合的記憶體單元中之預先定義的值相比較。若在偵測到的值及儲存值之間存在差異，控制單元13較佳地透過該警報產生器產生聲音及/或視覺警報訊號。
特別地，這種預先定義及儲存的值可固定、預設或在已檢驗或認可之一樣本或製成品的執行期間自我學習而得。這種值亦可隨著這種機器之特定操作步驟而為可變(且非固定)的。
持續監控來自速度偵測手段12及來自張力偵測手段15之訊號的控制單元13因而能夠在製程期間控制及攔截與張力或與供應給紡織機器之線量有關的任何不規則性。
特別地，藉由控制來自張力偵測手段15的資料，其能夠檢驗所測量的線張力位於經設定或自我學習之預先建立的帶內。控制單元13可有利地將測量的瞬時值或同一測量的(平均)濾波值用於攔截不規則性，例如，突然的變化(張力峰值)或緩慢的變化(例如歸因於在沿著線路徑存在之正規線導件上之摩擦變化的漂移)。
藉由僅控制來自速度偵測手段12的資料，控 制單元13能夠檢驗線是否滑動，且亦可能檢驗滑動方向。控制單元13可將「線滑動」資訊用於自我同步化張力控制，舉例來說，以確保偵測器僅在實際的生產步驟期間起作用。
藉由處理來自速度偵測手段12的資料，控制單元13因而能夠測量線速度，且因此以絕對精度測量所供應的線量。為了在執行先前進行的樣本生產步驟期間將測量到的量控制在預先建立或自我學習的間隔內，控制單元可使用此資訊，該先前進行的樣本生產步驟導致經檢驗及認可之樣本成品的獲得。同樣在此情況下，此係藉由使用用於攔截不同警報條件的瞬時或濾波值而使之發生。
此外，藉由利用具有兩個速度偵測手段12，控制單元13可有利地控制進入主體1的速度值及離開裝置之主體1的速度值之間的差速。事實上，高速度差速或一隨時間變化者(緩慢地或突然地)可指出生產步驟期間之問題。
特別地，透過速度差速的分析，控制單元13能夠攔截裝置的機械故障(本發明的目的)，舉例來說，若兩個旋轉式構件5及6的其中一個未正確旋轉或者若張力偵測手段15受損或變髒，且因此導致接觸點上的過度摩擦。
差速的分析亦可用於攔截生產製程的不規則性。舉例來說，藉由控制石蠟化的線，感測器可檢驗線F上的石蠟量係恆定且並未隨時間改變。石蠟的變化導 致線的不同滑動係數，從而是張力感測器之陶瓷上的摩擦變化，結果便是入口旋轉式構件5及出口旋轉式構件6之間的速度差速。
速度差速亦可指出本發明之裝置內側之線的不正確通過(例如，線並未正確地在旋轉式構件5、6上或在張力偵測手段15上通過)。
為了隨著不同操作步驟使線F供應最佳控制，控制單元13亦可使用測量到的量/速度值，以便隨著供應線量/速度自動地改變張力及量/速度本身的控制臨限值。
鑒於通過張力偵測手段15之上導致摩擦，且因此導致線的伸長，差速亦可用於測量線F本身的伸長或彈性係數，其可透過入口滑輪及出口滑輪之間的速度差速來測量。
此外，張力偵測手段15與供應線之量/速度之測量的組合允許獲得具有非常高精度的儀表計量器，因為張力的變化導致所測量之線F隨著施加或測量之張力而伸長；因此，測量到的線量值可隨著張力本身自動地平衡。舉例來說，藉由使用具有5%之伸長因數的線，將存在用於製程中之具有永不低於本身5%之誤差的線量測量。作為替代，製程期間與量之測量同時發生的線張力測量允許隨著所讀取之張力在測量到的線長度上施加平衡因數。舉例來說，設想在5克的平均張力下設定1000公尺的最終度量值，並控制線在1克的張力下具有 1%的伸長，而在10克的張力下具有5%的最大伸長，本發明裝置能夠隨著測量到的張力即時平衡測量到的線量，同時修正百分比本身的測量。
舉例來說，1克下的1000公尺變成1000+0.04*1000=1040公尺；而10克下的1000則變成1000-0.05*1000=950公尺。
以此方式，可作出精度大大地低於1%的儀表計量器，即使使用具有明顯的伸長係數的紗亦然。
最後，關於張力及供應給製程之線F的速度/量可用於關閉複雜的調整迴路，如在WO2013/045982中所述的那些。
控制單元13可插入主體1之中(如可見於第5圖)。
控制單元13可提供入口26，以用作同步化訊號，控制單元13透過此訊號僅在這種機器實際使用線的期間致能及去能(disable)對參數(張力及速度/供應線量)保持在帶內的控制。
較佳地，控制單元13可基於預先建立的參數操作控制，而預先建立的參數是機器操作階段的函數。此係由於通過一連接部或入口26進來的同步化訊號允許這種單元檢驗該操作階段：舉例來說，該單元檢驗用於每一車縫針目之供應線F的量，並將它與對應的儲存參數(編程或自我學習)相比較，或者其在生產階段期間隨著製成品部分(例如，具有著色嵌入物的短襪)執行這種檢驗。若在所偵測到的以及所編程或預先定義的之間 有所差異，則控制單元13啟動聲音及/或視覺警報訊號。
主體1可具有相同的連接部20或另一入口(或埠)26(示意地示於第1圖)，以用於一串列線至本發明裝置之連接(經由纜線或Wi-Fi的連接)；透過這種連接，控制單元13所偵測到的資料亦可遠端地傳送至一收集中心，以用於其可能進一步的處理。在此同時，可透過一外部介面設定控制值，且該外部介面可為可攜式電腦、終端機、平板電腦或智慧型手機。
最後，在上文所述的解決方案中，本發明的裝置具有位於其主體1內側的控制單元13。然而，在一簡化的形式中，主體1並未包含該單元，而是具有涉及所測量之張力及兩個旋轉式構件5及6之速度的三個訊號輸出(類比/數位)。這種資料可經由纜線送達遠端控制單元，可能有對應於類似上述裝置之在處理機器的不同線上(舉例來說，在針織機器的線上)操作之其他裝置的其他資料送達此單元；為了控制該線F所執行之加工程序的品質或者為了關閉複雜的調整迴路(如WO2013/045982中所述的那些)的目的，這種遠端控制單元接收所有的資料，再將資料與對應之儲存及預先定義的值相比較。
因此，本發明係由小型裝置界定，其能夠提供對自捲線軸至這種裝置及自裝置至紡織機器之線供應的最佳控制。透過本文所述之裝置，因而可存在用於以單一元件調整線供應的兩個迴路，該單一元件使用兩個 旋轉式供應構件，但位在其間的是單一的張力感測器。此增加獲取供應控制裝置的簡單性以及其可靠度與成本。
由於本發明，可進行一種用於控制線供應的方法，其包含偵測速度、張力及供應線量的多個測量；及以高精度(儀表計量器)關閉用於線供應之複雜的多個調整迴路或控制迴路，其中最終結果係隨著測量本身之組合改變。
可依據先前的敘述獲取本發明的其他實施例，例如，更一般地，多個旋轉式構件係設置在放置一或多個張力感測器的近接處，該等旋轉式構件係以串接方式沿著線路徑配置，所有均與主體1相關聯(在這些之間，可能有相關的張力感測器)。同樣地，咸認為這種實施例屬於下列請求項的範圍。

Claims (14)

  1. 一種用於控制紡織線或金屬線之供應的小型裝置，該紡織線或該金屬線係自一對應的支撐件放出至一處理機器，該處理機器為一紡織機器或者一捲線或一捲繞機器，該紡織線或該金屬線之該供應能夠發生在自該支撐件至該處理機器以及離開該處理機器朝該支撐件移動，該裝置包括一主體(1)，其具有至少兩個旋轉式構件(5、6)，該紡織線或該金屬線係捲繞在該至少兩個旋轉式構件上，且速度偵測手段(12)係與該至少兩個旋轉式構件相關聯，以用於偵測其旋轉速度，該速度偵測手段(12)連接至一控制單元(13)，設置用於偵測該紡織線或該金屬線之張力的張力偵測手段(15)，其係連接至該控制單元(13)，該至少兩個旋轉式構件(5、6)之每一者係空載的(idle)並藉由在其上移動的該紡織線或該金屬線而進入旋轉狀態，該張力偵測手段(15)係存在於其鄰近處，其特徵在於提供該至少兩個旋轉式構件(5、6)，該至少兩個旋轉式構件(5、6)之每一者與該速度偵測手段(12)配合以測量供應線量及速度，並藉由在其上移動的該紡織線或該金屬線而進入旋轉狀態，該張力偵測手段(15)係存在於其間，該控制單元(13)偵測該紡織線或該金屬線的滑動或靜止狀態、其速度及/或該供應線量以及該紡織線或該金屬線的滑動方向，亦即，該紡織線或該金屬線是否朝著該處理機器移動或者該紡織線或該金屬線是否自該處理機器移開。
  2. 如請求項1之裝置，其中，該控制單元(13)連接至一聲音或視覺警報產生器，該控制單元藉由監控其平均或瞬時值來檢驗該紡織線或該金屬線在其供應期間的張力級數，以檢驗其保持在一預先建立的容許帶內，若張力值超出該容許帶，則該控制單元(13)啟動該警報產生器，在速度值及該至少兩個旋轉式構件(5、6)之一者所供應線量不同於一預設值或已達到編程生產值的情況下該警報產生器亦會啟動，其中該控制單元(13)比較該供應線量與該編程生產值，以及該編程生產值可被平衡作為在製程期間所測量到的張力之一函數。
  3. 如請求項2之裝置，其中，線的張力及速度或供應線量的該預設值係隨著該處理機器的操作階段變化而改變，該主體(1)包括一連接部(20)或入口(26)，以用於一來自該處理機器的同步化訊號，該控制單元(13)透過該同步化訊號偵測操作步驟，並操作設定值及朝著該處理機器供應該紡織線或該金屬線之期間所偵測到的張力及速度或線量的對應值之間的比較。
  4. 如請求項2之裝置，其中，該預設值係經預先定義或自我學習所得，該預設值係固定或隨該處理機器之特定操作步驟變化而可變的。
  5. 如請求項1之裝置，其中，該控制單元(13)控制進入該裝置並與該至少兩個旋轉式構件(5、6)中之一旋轉式構件(5)配合之該紡織線或該金屬線的速度值以及離開該裝置並與該至少兩個旋轉式構件(5、6)中之另一旋轉式構件(6)配合之該紡織線或該金屬線的速度值間的差速。
  6. 如請求項5之裝置，其中，該控制單元(13)透過由該速度偵測手段(12)所偵測到的該紡織線或該金屬線的速度值及該供應線量資料偵測該處理機器的各種操作步驟。
  7. 如請求項1之裝置，其中，該控制單元(13)連接至另一小型裝置之張力及供應線量或速度的偵測器，該另一小型裝置在都會供應給相同的處理機器之複數條不同線上進行操作，該控制單元(13)接收關於受控張力、速度及線量的所有資料，並將這些資料與對應的儲存及預先定義值相比較，該控制單元(13)對各單一裝置進行干預，以便控制在該紡織線或該金屬線上進行操作之一加工程序的品質或以便調整使用自主複雜迴路供應該紡織線或該金屬線至該處理機器，以用於調整在單一線上進行操作之張力或速度。
  8. 如請求項1之裝置，其中，該至少兩個旋轉式構件(5、6)係放置於該裝置的該主體(1)之一相同面(2)上。
  9. 如請求項8之裝置，其中，該主體(1)實質上為平板狀，亦即，其沿著其一縱軸(X)以明顯地大於其沿著一軸(Y)的延伸量的方式延伸，該軸(Y)係與具有該至少兩個旋轉式構件的該面(2)正交。
  10. 如請求項9之裝置，其中，該至少兩個旋轉式構件具有平行旋轉軸(K)，其係存在於含有該主體(1)的該縱軸(X)之一相同平面上。
  11. 如請求項1之裝置，其中，該控制單元(13)位於該主體(1)的內側或該主體(1)的外側，該主體(1)透過設置在該主體本身上的連接部(20)經由纜線連接至該控制單元。
  12. 如請求項1之裝置，其中，該主體(1)提供該裝置與串列線之一連接部連接，該串列線係以實體或Wi-Fi的方式連接至一資料收集站，透過該至少兩個旋轉式構件(5、6)及該張力偵測手段(15)所收集的該紡織線或該金屬線的張力及速度參數係傳送至該資料收集站。
  13. 如請求項1之裝置，其中，用於偵測旋轉速度的該速度偵測手段(12)包括至少一個霍爾感測器或與該至少兩個旋轉式構件(5、6)相關聯之一編碼器。
  14. 一種用於控制紡織線或金屬線之供應的方法，該紡織線或該金屬線係自一對應的支撐件放出至一處理機器，該處理機器為一紡織機器或者一捲線或捲繞機器，該紡織線或該金屬線之該供應能夠發生在自該支撐件至該處理機器以及離開該處理機器朝該支撐件移動，該方法係藉由至少一個如請求項1之裝置來進行，該裝置包括一主體(1)，其具有至少兩個旋轉式構件(5、6)，該紡織線或該金屬線係捲繞在該至少兩個旋轉式構件上，且速度偵測手段(12)係與該至少兩個旋轉式構件相關聯，以用於偵測其旋轉速度，該速度偵測手段(12)連接至一控制單元(13)，設置用於偵測該紡織線或該金屬線之張力的張力偵測手段(15)，其係連接至該控制單元(13)，該控制單元(13)係設置來執行速度、張力及供應線量的多種測量以及用於該紡織線或該金屬線之該供應之複雜的多個調整迴路或高精度控制迴路的終止，其中結果會隨著該等測量本身的組合改變，其特徵在於其提供偵測該紡織線或該金屬線的滑動及靜止狀態以及該紡織線或該金屬線的滑動方向，亦即，偵測該紡織線或該金屬線是否朝該處理機器移動或者該紡織線或該金屬線是否自該處理機器移開。
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