專(zhuān)利名稱：紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，裝置在紡織設(shè)備以及 相似設(shè)備中用來(lái)檢測(cè)和控制紗線的張力。
背景技術(shù)：
在紡織設(shè)備紗線加工生產(chǎn)過(guò)程中，或在其它類(lèi)似產(chǎn)品(如金屬絲、玻璃絲 等)的加工生產(chǎn)過(guò)程中，張力在線檢測(cè)、在線控制一直是困擾業(yè)界的難題?，F(xiàn) 有的紡織設(shè)備所配備的紗線張力控制裝置，都是用人工調(diào)整的方法來(lái)調(diào)節(jié)紗線 張力，比如調(diào)整配重塊重量或壓塊數(shù)量、調(diào)整彈簧壓力等方法，其缺點(diǎn)就是無(wú) 法實(shí)現(xiàn)紗線張力的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整,人工調(diào)整張力不但增加用工成本， 而且存在人為誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，在紡織設(shè)備 以及相似設(shè)備中用來(lái)檢測(cè)和控制絲線的張力，解決人工方法調(diào)節(jié)無(wú)法實(shí)現(xiàn)紗線 張力的在線監(jiān)測(cè)和實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整、增加用工成本、存在人為誤差的技術(shù)缺陷， 并不受紗線粗細(xì)及種類(lèi)影響，也不受工藝要求的張力范圍影響。
本發(fā)明的目的是以如下方式實(shí)現(xiàn)的它涉及紗線張力在線檢測(cè)裝置和實(shí)時(shí) 控制裝置，有一個(gè)巻簧作用下并裝有兩個(gè)用于掛結(jié)紗線的擺臂的轉(zhuǎn)盤(pán)與角度感 應(yīng)器構(gòu)成紗線張力在線檢測(cè)裝置；角度感應(yīng)器的輸出信號(hào)連接到中央控制器， 中央控制器的輸出信號(hào)連接到電機(jī)控制器，電機(jī)控制器連接對(duì)紗線的退繞電機(jī) 和巻繞電機(jī)，電機(jī)控制器和中央控制器構(gòu)成實(shí)時(shí)控制裝置。由紗線張力在線檢 測(cè)裝置檢測(cè)和反饋紗線張力的實(shí)時(shí)變化情況，中央控制器根據(jù)張力在線檢測(cè)裝 置反饋回來(lái)的張力變化情況和工藝參數(shù)的要求實(shí)時(shí)將控制信號(hào)傳輸?shù)诫姍C(jī)控制 器，由電機(jī)控制器調(diào)整巻繞電機(jī)和退繞電機(jī)的速度，達(dá)到調(diào)整紗線張力的目的。
轉(zhuǎn)盤(pán)的前面有兩個(gè)在同一直徑上的擺臂，轉(zhuǎn)盤(pán)的中心有與其固定的轉(zhuǎn)軸， 有一個(gè)巻簧軸穿過(guò)轉(zhuǎn)軸的內(nèi)孔，巻簧軸的后端與殼體之間連接有巻簧，殼體上 裝有針對(duì)轉(zhuǎn)軸的角度感應(yīng)器，巻簧軸的前端固定帶刻度的調(diào)節(jié)旋鈕，調(diào)節(jié)旋鈕 與轉(zhuǎn)盤(pán)之間通過(guò)分度調(diào)節(jié)裝置周向連接，手動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)與巻簧軸之間的周向相 對(duì)位置，可以調(diào)節(jié)紗線張力初始值。調(diào)節(jié)旋鈕后端插入在轉(zhuǎn)盤(pán)的周向環(huán)形空腔中，轉(zhuǎn)盤(pán)外周面上沿半徑方向打 有一孔，在該孔里依次放有鋼球、彈簧和頂絲，鋼球頂在調(diào)節(jié)旋鈕后端外周面 上若干均布的檔位槽中的其中一個(gè)檔位槽里，以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成調(diào)節(jié)旋鈕與轉(zhuǎn)盤(pán)之 間的分度調(diào)節(jié)裝置，通過(guò)它可以手動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)盤(pán)與巻簧軸之間的周向相對(duì)位置并 鎖定。
所述的角度感應(yīng)器為增量式編碼器，或者為霍爾傳感器，或者為電位器。 首選增量式編碼器，其優(yōu)點(diǎn)是輸出信號(hào)穩(wěn)定可靠、不易受到外界干擾，經(jīng)過(guò)差 分處理后還可以做長(zhǎng)距離傳輸，但成本相對(duì)較高；根據(jù)成本和工藝要求也可以 采用相對(duì)便宜的霍爾傳感器或者電位器作為角度感應(yīng)器，但是性能和一致性略 差?；魻杺鞲衅髦圃斐杀据^低，但信號(hào)容易受外界電磁場(chǎng)的干擾，多個(gè)霍爾傳 感器同時(shí)使用時(shí)一致性很難調(diào)整；電位器信號(hào)穩(wěn)定，成本較低，但長(zhǎng)時(shí)間使用 故障率高，不適合長(zhǎng)期連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的工作場(chǎng)合。
中央控制器為具備工藝參數(shù)的顯示和設(shè)置功能的單板機(jī)。面板上主要包括 張力超限報(bào)警指示燈、張力數(shù)碼顯示、運(yùn)行指示燈、運(yùn)行按鈕、參數(shù)設(shè)置按鈕、 參數(shù)調(diào)整按鈕、確認(rèn)按鈕、停止按鈕等。
電機(jī)控制器為調(diào)速控制器。
將人機(jī)界面和可編程控制器作為上位機(jī)，用現(xiàn)場(chǎng)總線與各個(gè)中央控制器連 接。同時(shí)對(duì)多個(gè)單元的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制連接起來(lái)，由人機(jī)界面完 成對(duì)各個(gè)單元工藝參數(shù)的集中設(shè)定并顯示實(shí)時(shí)張力變化；由可編程控制器作為 上位機(jī)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式對(duì)所有中央控制器進(jìn)行管理。
本發(fā)明能在紡織設(shè)備紗線或其它類(lèi)似產(chǎn)品的加工生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)紗線 張力的在線監(jiān)測(cè)、在線實(shí)時(shí)調(diào)整，保證了紗線張力的一致性。


圖1是本發(fā)明紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明中紗線張力在線檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置的現(xiàn)場(chǎng)總線控制框圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1，它由紗線張力在線檢測(cè)裝置105和實(shí)時(shí)控制裝置構(gòu)成。有一個(gè) 巻簧作用下并裝有兩個(gè)用于掛結(jié)紗線的擺臂的轉(zhuǎn)盤(pán)與角度感應(yīng)器構(gòu)成紗線張力 在線檢測(cè)裝置105;角度感應(yīng)器的輸出信號(hào)連接到中央控制器101，中央控制器 101的輸出信號(hào)連接到電機(jī)控制器102和106，電機(jī)控制器102和106分別連接 對(duì)紗線的退繞電機(jī)103和巻繞電機(jī)107，電機(jī)控制器102、 106和中央控制器101構(gòu)成實(shí)時(shí)控制裝置。中央控制器101、電機(jī)控制器102、退繞電機(jī)103、紗錠104、 紗線張力在線檢測(cè)裝置105、電機(jī)控制器106、巻繞電機(jī)107、紗錠108等部分 組成張力閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)紗線張力的在線檢測(cè)、實(shí)時(shí)控制。紗線經(jīng)由對(duì)紗 線位置起固定作用的導(dǎo)紗鉤進(jìn)入張力在線檢測(cè)裝置105，經(jīng)張力探測(cè)擺臂后進(jìn) 入對(duì)紗線位置起固定作用的另一個(gè)導(dǎo)紗鉤，完成張力在線檢測(cè)裝置對(duì)紗線的張 力檢測(cè)采樣過(guò)程。由中央控制器101完成對(duì)工藝要求的張力范圍及監(jiān)控精度的 設(shè)置，中央控制器101主要包括以下部分張力超限報(bào)警指示燈、張力數(shù)碼顯 示、運(yùn)行指示燈、運(yùn)行按鈕、參數(shù)設(shè)置按鈕、參數(shù)調(diào)整按鈕、確認(rèn)按鈕、停止 按鈕等。當(dāng)紗線張力在線檢測(cè)裝置105檢測(cè)到紗線的張力變化并向中央控制器 101傳送相應(yīng)的電信號(hào)，根據(jù)要求該電信號(hào)可以是電壓、電流、脈沖、占空比 可變化的脈寬調(diào)制信號(hào)等，中央控制器101根據(jù)上述電信號(hào)的變化并結(jié)合工藝 參數(shù)經(jīng)過(guò)程序計(jì)算后向電機(jī)控制器102、電機(jī)控制器106發(fā)出速度調(diào)整命令。 如果張力過(guò)大，則相應(yīng)的降低巻繞電機(jī)107的速度并/或提高退繞電機(jī)103的速 度；如果張力偏小，則相應(yīng)的提高巻繞電機(jī)107的速度并/或降低退繞電機(jī)103 的速度。
參照?qǐng)D2，轉(zhuǎn)盤(pán)4的前面有兩個(gè)在同一直徑上的擺臂3，轉(zhuǎn)盤(pán)4的中心有通 過(guò)頂絲11與其固定的轉(zhuǎn)軸6，轉(zhuǎn)軸6通過(guò)后軸承18和前軸承19支撐，有一個(gè) 巻簧軸5穿過(guò)轉(zhuǎn)軸6的內(nèi)孔，巻簧軸5的后端與殼體12之間連接有巻簧13， 巻簧軸5的后端通過(guò)芯軸14與巻簧13的內(nèi)圈固定，巻簧13的外圈與殼體12 固定，巻簧13后部罩有巻簧盒15，轉(zhuǎn)軸6上有角度變化參照點(diǎn)16，殼體12 上裝有針對(duì)轉(zhuǎn)軸6的角度感應(yīng)器17，巻簧軸5的前端通過(guò)頂絲2固定帶刻度的 調(diào)節(jié)旋鈕l,調(diào)節(jié)旋鈕1與轉(zhuǎn)盤(pán)4之間通過(guò)分度調(diào)節(jié)裝置周向連接。分度調(diào)節(jié) 裝置的具體結(jié)構(gòu)是調(diào)節(jié)旋鈕1后端插入在轉(zhuǎn)盤(pán)4的周向環(huán)形空腔中，轉(zhuǎn)盤(pán)4 外周面上沿半徑方向打有一孔，在該孔里依次放有鋼球7、彈簧8和頂絲10， 鋼球7頂在調(diào)節(jié)旋鈕1后端外周面上若干均布的檔位槽中其中一個(gè)檔位槽里， 可以手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤(pán)4與調(diào)節(jié)旋鈕1之間的周向相對(duì)位置。調(diào)節(jié)檔位方法用一 只手固定住轉(zhuǎn)盤(pán)4，用另外一只手動(dòng)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕l，旋轉(zhuǎn)力量傳到鋼球7，鋼 球7壓縮彈簧8，鋼球7脫離檔位槽，轉(zhuǎn)盤(pán)4和調(diào)節(jié)旋鈕1產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)完成 檔位切換。當(dāng)調(diào)節(jié)檔位時(shí)，調(diào)節(jié)旋鈕1通過(guò)巻簧軸5、芯軸14帶動(dòng)巻簧13張 緊或松弛以適用各種張力范圍的紗線的張力檢測(cè)。當(dāng)紗線張力增大時(shí)，紗線張 力克服巻簧13的扭力帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)盤(pán)4上的擺臂3和轉(zhuǎn)盤(pán)4作逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn); 反之，當(dāng)紗線張力減小時(shí)，巻簧13的扭力大于紗線張力對(duì)擺臂3的扭力作用，
5巻簧13帶動(dòng)固定在轉(zhuǎn)盤(pán)4上的擺臂3和轉(zhuǎn)盤(pán)4作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。為了防止轉(zhuǎn) 盤(pán)4旋轉(zhuǎn)角度過(guò)大引起紗線纏絞，在轉(zhuǎn)盤(pán)4上設(shè)有限位碰塊9。紗線帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)4 旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸6、巻簧軸5、調(diào)節(jié)旋鈕l同時(shí)旋轉(zhuǎn)，角度感應(yīng)器17根據(jù)轉(zhuǎn) 盤(pán)4不同的旋轉(zhuǎn)的方向和角度輸出相應(yīng)的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)紗線張力的在線檢測(cè)功 能。該紗線張力在線檢測(cè)裝置通過(guò)螺栓21固定在安裝支架20上。
參照?qǐng)D3，將人機(jī)界面110和可編程控制器109作為上位機(jī)，用現(xiàn)場(chǎng)總線 與各個(gè)中央控制器101連接。同時(shí)對(duì)多個(gè)單元的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制。 將各個(gè)紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置連接起來(lái)，由人機(jī)界面IIO完成對(duì)各 個(gè)單元工藝參數(shù)的集中設(shè)定并顯示實(shí)時(shí)張力變化；由可編程控制器109對(duì)所有 中央控制器進(jìn)行管理。
本發(fā)明適用于各種需要張力檢測(cè)、張力控制的場(chǎng)合，如絡(luò)筒機(jī)、倒筒機(jī)、 絞紗機(jī)、整經(jīng)機(jī)、包覆絲機(jī)等等，也適用于其它相似設(shè)備(如金屬絲、玻璃絲 等的加工設(shè)備)中用來(lái)檢測(cè)和控制絲線的張力。
權(quán)利要求
1、一種紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，它涉及紗線張力在線檢測(cè)裝置和實(shí)時(shí)控制裝置，其特征在于有一個(gè)卷簧(13)作用下并裝有兩個(gè)用于掛結(jié)紗線的擺臂(3)的轉(zhuǎn)盤(pán)(4)與角度感應(yīng)器(17)構(gòu)成紗線張力在線檢測(cè)裝置(105)；角度感應(yīng)器(17)的輸出信號(hào)連接到中央控制器(101)，中央控制器(101)的輸出信號(hào)連接到電機(jī)控制器(102、106)，電機(jī)控制器(102、106)連接對(duì)紗線的退繞電機(jī)(103)和卷繞電機(jī)(107)，電機(jī)控制器(102、106)和中央控制器(101)構(gòu)成實(shí)時(shí)控制裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，其特征在于 轉(zhuǎn)盤(pán)(4)的前面有兩個(gè)在同一直徑上的擺臂(3),轉(zhuǎn)盤(pán)(4)的中心有與其固 定的轉(zhuǎn)軸(6)，有一個(gè)巻簧軸(5)穿過(guò)轉(zhuǎn)軸(6)的內(nèi)孔，巻簧軸(5)的后端 與殼體(12)之間連接有巻簧(13)，殼體(12)上裝有針對(duì)轉(zhuǎn)軸(6)的角度 感應(yīng)器(17)，巻簧軸(6)的前端固定帶刻度的調(diào)節(jié)旋鈕(1)，調(diào)節(jié)旋鈕(1) 與轉(zhuǎn)盤(pán)(4)之間通過(guò)分度調(diào)節(jié)裝置周向連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，其特征在于 調(diào)節(jié)旋鈕(1)后端插入在轉(zhuǎn)盤(pán)(4)的周向環(huán)形空腔中，轉(zhuǎn)盤(pán)(4)外周面上沿 半徑方向打有一孔，在該孔里依次放有鋼球(7)、彈簧(8)和頂絲(10)，鋼 球(7)頂在調(diào)節(jié)旋鈕(1)后端外周面上若干均布的檔位槽中的其中一個(gè)檔位 槽里。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，其特征在于: 所述的角度感應(yīng)器(17)為增量式編碼器，或者為霍爾傳感器，或者為電位器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，其特征在于: 中央控制器(101)為具備工藝參數(shù)的顯示和設(shè)置功能的單板機(jī)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，其特征在于: 電機(jī)控制器(102、 106)為調(diào)速控制器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，其特征在于: 將人機(jī)界面(110)和可編程控制器(109)作為上位機(jī)，用現(xiàn)場(chǎng)總線與各個(gè)中 央控制器(101)連接。
全文摘要
一種紗線張力在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制裝置，它涉及紗線張力在線檢測(cè)裝置和實(shí)時(shí)控制裝置，有一個(gè)卷簧作用下并裝有兩個(gè)用于掛結(jié)紗線的擺臂的轉(zhuǎn)盤(pán)與角度感應(yīng)器構(gòu)成紗線張力在線檢測(cè)裝置；角度感應(yīng)器的輸出信號(hào)連接到中央控制器，中央控制器的輸出信號(hào)連接到電機(jī)控制器，電機(jī)控制器連接對(duì)紗線的退繞電機(jī)和卷繞電機(jī)，電機(jī)控制器和中央控制器構(gòu)成實(shí)時(shí)控制裝置。本發(fā)明能在紡織設(shè)備紗線或其它類(lèi)似產(chǎn)品的加工生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)紗線張力在線監(jiān)測(cè)、在線實(shí)時(shí)調(diào)整，保證了紗線張力的一致性。
文檔編號(hào)D01H13/00GK101602449SQ200910016249
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者勇 華, 方中鋒, 峰 朱, 陳之運(yùn) 申請(qǐng)人:山東同濟(jì)機(jī)電有限公司