專利名稱:控制紡紗機(jī)的方法和實(shí)施這種方法的裝置的制作方法
本發(fā)明涉及紡織工業(yè)，更具體地說，本發(fā)明涉及一種控制紡紗機(jī)的方法和實(shí)施這種方法的裝置。
最有效應(yīng)用本發(fā)明的領(lǐng)域是控制環(huán)錠紡紗機(jī)中亞麻纖維的紡紗過程。
有所裨益應(yīng)用本發(fā)明的另一領(lǐng)域是控制捻線機(jī)。
在當(dāng)今的紡紗過程中，為了維持紡紗過程的連續(xù)性，要求有必要的措施，即消除斷頭的措施。在實(shí)際的紡紗過程中，通常存在著斷頭率λ與消除斷頭的努力程度μ兩者之間的某種權(quán)衡。對(duì)于上述以λ與μ比值所表示的這種權(quán)衡的決擇在于該紡織過程中的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益之間的權(quán)衡。但是，由于上述兩個(gè)參數(shù)的隨機(jī)性和時(shí)間上的不穩(wěn)定性使得這種決擇復(fù)雜化了。
人們知道，斷頭率λ是隨時(shí)間和空間(由一臺(tái)機(jī)器到另一臺(tái)機(jī)器)的變化而有較大差異。這種變化的起因一方面是原材料特性不穩(wěn)定、前道生產(chǎn)工序和設(shè)備狀態(tài)引起質(zhì)量上的波動(dòng);另一方面是管理機(jī)器的操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度的差別很大(這主要是由于操作人員的專業(yè)技能不同、值班時(shí)疲勞程度不同和身體、心理的適應(yīng)能力不同造成的)。因此，通過不斷地使紡織機(jī)的工作速度有荷因數(shù)(the speed duty of the operation)適應(yīng)技術(shù)環(huán)境和操作人員身體條件、心理狀態(tài)的變化，就可以消除“斷頭率與消除斷頭的努力程度的比值”的不穩(wěn)定性，很明顯，這種不穩(wěn)定性是不希望有的?，F(xiàn)在，這個(gè)功能可由控制紡紗機(jī)“工作有荷因數(shù)”的自控系統(tǒng)來完成，該系統(tǒng)監(jiān)測(cè)機(jī)器的實(shí)際產(chǎn)量、斷頭率和操作人員消除斷頭的努力程度，以確定該機(jī)的速度有荷因數(shù)，保證在任意給定的環(huán)境條件下使機(jī)器保持最高的生產(chǎn)率。
人們知道，有一些控制環(huán)錠紡織機(jī)的工作有荷因數(shù)的方法和裝置校正了“斷頭率與消除斷頭的努力程度”的不穩(wěn)定性，從而提高了操作人員與設(shè)備的生產(chǎn)率。
人們也知道，有一種控制紡紗機(jī)的方法和裝置(參見FR Patent No.1，516，876;Int.CL.Go76，1986)提供了環(huán)錠紡紗機(jī)紗線斷頭率的穩(wěn)定性。這種方法是測(cè)出實(shí)際斷頭率;將它與某一規(guī)定值比較，當(dāng)檢出被測(cè)值與規(guī)定值的誤差時(shí)，改變機(jī)器的工作速度。當(dāng)實(shí)際斷頭率高于規(guī)定值時(shí)，機(jī)器減速;當(dāng)實(shí)際斷頭率低于規(guī)定值時(shí)，機(jī)器加速。
人們還知道，有一種控制紡紗機(jī)的方法和裝置(參見SU Inventors′Certificate No.438，734;Int CL2.DOIH 1/26，1974)力圖使機(jī)器產(chǎn)量達(dá)到最高值。這種方法包括監(jiān)測(cè)紗線輸送速率和紗線卷繞因數(shù);在預(yù)定的信息采集時(shí)間內(nèi)，根據(jù)這些數(shù)算出該機(jī)的產(chǎn)量;然后將這個(gè)算出的產(chǎn)量與前一個(gè)信息采集時(shí)間內(nèi)算出的產(chǎn)量比較;機(jī)器的紗線輸送速率增加一個(gè)正比于兩個(gè)連續(xù)的信息采集時(shí)間的產(chǎn)量差值的增量，以增加機(jī)器的產(chǎn)量。實(shí)施這種方法的裝置包括松脫錠子數(shù)傳感器、電子的控制電路和控制紗線輸送速率的可變速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。電子的控制電路包括一個(gè)總計(jì)計(jì)數(shù)器、一個(gè)定時(shí)器和一個(gè)帶有加計(jì)數(shù)器、減計(jì)數(shù)器和加-減計(jì)數(shù)器的比較單元?？傆?jì)計(jì)數(shù)器的輸入端連接到松脫錠子數(shù)傳感器的輸出端，總計(jì)計(jì)數(shù)器的輸出端接到定時(shí)器，依次，定時(shí)器接到比較單元的加-減計(jì)數(shù)器的輸入端，此計(jì)數(shù)器的輸出端接到可變速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
人們又知道，有一種控制紡紗機(jī)的方法，它包括借助于一種傳感器監(jiān)測(cè)松脫錠子數(shù);改變作為松脫錠子數(shù)的函數(shù)的紡紗機(jī)紗線輸送速率。
實(shí)施這種方法的裝置包括松脫錠子數(shù)計(jì)數(shù)器。此計(jì)數(shù)器的輸出端接到存貯器，存貯器通過主振蕩器與“定時(shí)器和延時(shí)電路”連接(參見SU Inventors′Certificate No.478，898;Int.CL2、DOIH 1/26，1974)。
這種方法和前面提到的方法的其中一個(gè)缺點(diǎn)是當(dāng)紗線輸送速率變化時(shí)，紗線的捻度值也相應(yīng)地在其標(biāo)稱值或額定捻度的10%～15%的允許捻度變化限定范圍內(nèi)變化。結(jié)果是，當(dāng)紗線斷頭率或消除斷頭的努力程度變化顯著時(shí)，機(jī)器的實(shí)際捻度達(dá)到了相當(dāng)于額定捻度的允許變化范圍的上限。因而實(shí)際上不可能再對(duì)紗線斷頭率與消除斷頭的努力程度的比值作出進(jìn)一步的調(diào)整。在這種情況下，機(jī)器工作有荷因數(shù)的動(dòng)態(tài)控制變得明顯不適或者完全停止。
與本發(fā)明最接近的先有技術(shù)的控制紗線機(jī)的方法包括測(cè)量機(jī)器的現(xiàn)行產(chǎn)量和速度;算出相當(dāng)于最高產(chǎn)量時(shí)的機(jī)器速率;根據(jù)此值相應(yīng)調(diào)整機(jī)器的速度。
實(shí)施這種方法的裝置包括紗線輸送速率傳感器和工作錠子數(shù)傳感器。它們的輸出端接到放大單元的輸入端，依次，放大單元接到優(yōu)化單元，然后優(yōu)化單元接到可變速的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(參見SU Inventors′ Certificate No.438，734;Int.CL2DOIH 1/26，1975)。
上述這些方法和裝置中的一個(gè)缺點(diǎn)是在任何一種控制通道中的控制深度都不夠(在標(biāo)稱值或額定值的±10%范圍內(nèi))，即紗線輸送速率控制通道(控制牽伸機(jī)構(gòu)的速度)和機(jī)器速度控制通道(采用同步地改變牽伸機(jī)構(gòu)速度和錠子旋轉(zhuǎn)速度、而保持這兩種速度的預(yù)定比值不變)。因而，如果紗線斷頭率或操作人員消除斷頭的努力程度變化顯著，則控制作用就會(huì)到達(dá)它的上限值，并且在這種變化減小到控制作用力所能及的范圍之前，任何進(jìn)一步的控制都要停止，因此，有限的控制深度影響該裝置的性能。在某些情況下，把紗線輸送速率的控制作為一個(gè)控制通道，由于解決了另一個(gè)問題-提高紗線質(zhì)量等級(jí)-因而為補(bǔ)加設(shè)備生產(chǎn)率創(chuàng)造了條件。這是由于斷頭率的變化與紗線捻度的最佳值發(fā)生了關(guān)系而取得的，也就是說，紗線特性變化而引起的斷頭率的變化可以通過相應(yīng)地改變作為斷頭率的函數(shù)的紗線捻度值得以校正。
于是，為了提高紗線質(zhì)量的等級(jí)，在實(shí)際的紗線斷頭率變化的整個(gè)范圍內(nèi)提供動(dòng)態(tài)控制紗線輸送速率的可能性是個(gè)權(quán)宜之計(jì)。
本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一個(gè)這樣的方法和能實(shí)施此方法的裝置，即它們?yōu)榭刂萍喚€輸送速率以保持規(guī)定的松脫錠子數(shù)，同時(shí)還為控制機(jī)器的速度以保持紗線的平均捻度為標(biāo)稱值或額定值提供保證。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的是采用包括以下步驟的控制紡紗機(jī)的方法監(jiān)測(cè)松脫錠子數(shù);將實(shí)際的松脫錠子數(shù)與規(guī)定值比較;得出規(guī)定值與實(shí)際值的誤差的符號(hào)和信號(hào);改變作為此誤差的函數(shù)的紡紗機(jī)紗線輸送速率。本發(fā)明的方法還包括在紡紗過程中不斷測(cè)量紗線輸送速率和錠子轉(zhuǎn)速;根據(jù)這兩個(gè)測(cè)量值算出紗線平均捻度;將此平均捻度值與紗線規(guī)定的捻度值比較;比較結(jié)果當(dāng)誤差超過預(yù)定允許誤差范圍時(shí)，改變機(jī)器的速度，以減少誤差到零。
實(shí)施這種控制紡紗機(jī)方法的裝置包括一個(gè)牽伸機(jī)構(gòu)的控制單元(此單元相應(yīng)的輸入端接到存貯器的輸出端;此單元的輸出端接到主發(fā)生器的輸入端和松脫錠子數(shù)傳感器的輸入端和消除誤差的信號(hào)發(fā)生器的輸入端以及定時(shí)器的輸入端，并通過執(zhí)行裝置與牽伸機(jī)構(gòu)連接;松脫錠子數(shù)傳感器的輸出端接到第一加減存貯器的輸入端;消除誤差的信號(hào)發(fā)生器第一輸出端接到定時(shí)器第一輸出端和其它存貯器的輸入端)。本發(fā)明的裝置還包括一個(gè)錠子轉(zhuǎn)速傳感器、一個(gè)額定捻度值的主控制器、一個(gè)分配器、一個(gè)時(shí)間存貯器、一個(gè)串接的牽伸機(jī)構(gòu)輸送速率傳感器、一個(gè)捻度計(jì)算單元、一個(gè)捻度誤差的加減存貯器和一個(gè)控制機(jī)器速度的單元。額定捻度值主控制器接到捻度誤差加減存貯器的主輸入端。錠子轉(zhuǎn)速傳感器接到捻度值校正單元的一個(gè)輸入端。消除誤差的信號(hào)發(fā)生器和定時(shí)器的其它輸出端接到分配器輸入端，分配器的輸出端通過時(shí)間存貯器與機(jī)器速度控制單元的校正輸入端連接。
本發(fā)明的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是在紗線輸送速率的控制通道中，松脫錠子數(shù)是穩(wěn)定的，同時(shí)在控制機(jī)器速度的通道中，紗線平均捻度是穩(wěn)定的。這意味著在紗線斷頭率的隨機(jī)變化過程中，提供了紗線捻度的動(dòng)態(tài)控制，為提高紗線的物理性能和機(jī)械性能，為提高紗線質(zhì)量的等級(jí)和為在后序工序中減少斷頭率創(chuàng)造了條件。
這里所揭示的方法由于提供了一條附加的控制機(jī)器速度的控制通道，因而為增加該系統(tǒng)的效能創(chuàng)造了條件，也就是說，為擴(kuò)大控制范圍創(chuàng)造了條件。
制約紗線輸送速率的第一控制通道可使作為紗線斷頭率和消除紗線斷頭的努力程度的函數(shù)的機(jī)器速度有荷因數(shù)最佳化。
制約機(jī)器速度的第二控制通道可使紗線平均捻度值保持穩(wěn)定，即改變機(jī)器速度以使松脫錠子實(shí)際值的平均值應(yīng)該相當(dāng)于平均捻度值，此值等于額定捻度值。這考慮到在紗線斷頭率變化的整個(gè)范圍內(nèi)，對(duì)紗線斷頭率的動(dòng)態(tài)控制，從而避免了這種控制作用到達(dá)上限(或閾值)時(shí)的情況，這就保證了紗線物理性能和機(jī)械性能的穩(wěn)定性，具體地說，易于斷線的紗線薄弱部分增加捻度，非常結(jié)實(shí)的部分減小捻度，這就減小了紗線抗拉強(qiáng)度的不均勻性，因而提高了紗線抗拉強(qiáng)度的平均值。
本發(fā)明的其它目的和其它優(yōu)點(diǎn)可以從以下的實(shí)施例詳細(xì)說明和表現(xiàn)能實(shí)施本發(fā)明方法的裝置的框圖清楚地看到。
控制紡紗機(jī)的方法包括監(jiān)測(cè)松脫錠子數(shù);將實(shí)際的松脫錠子數(shù)與規(guī)定值比較;得出實(shí)際值與規(guī)定值的誤差的符號(hào)和信號(hào);改變作為此誤差函數(shù)的紗線輸送速率。在紡紗過程中，連續(xù)測(cè)量紗線輸送速率和機(jī)器速度，根據(jù)此測(cè)量值算出紗線平均捻度，再與額定的捻度值比較，判斷誤差(即實(shí)際捻度值與額定捻度值的誤差)是否超過預(yù)定值，然后改變機(jī)器的速度，使誤差減到零。
控制紡紗機(jī)的裝置包括一個(gè)松脫錠子數(shù)的傳感器1、一個(gè)加減存儲(chǔ)器2、一個(gè)主信號(hào)發(fā)生器3、一個(gè)控制單元4、一個(gè)執(zhí)行裝置5、一個(gè)牽伸機(jī)構(gòu)6、一個(gè)消除誤差的信號(hào)發(fā)生器7、一個(gè)定時(shí)器8、一個(gè)存貯器9、一個(gè)紗線輸送速率的傳感器10、一個(gè)紗線捻度值計(jì)算單元11、一個(gè)錠子轉(zhuǎn)速傳感器12、一個(gè)捻度誤差加減存貯器13、一個(gè)規(guī)定捻度值主控制器14、一個(gè)機(jī)器速度控制單元15、一個(gè)控制機(jī)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17的單元16、一個(gè)時(shí)間存貯器18和一個(gè)分配器19。
松脫錠子數(shù)傳感器1接到加減存貯器2的輸入端。加減存儲(chǔ)器2的另一輸入端接到主信號(hào)發(fā)生器3。主信號(hào)發(fā)生器3的脈沖重復(fù)率對(duì)應(yīng)松脫錠子的規(guī)定值。加減存貯器2的輸出端接到單元4。單元4是控制牽伸機(jī)構(gòu)速度的。牽伸機(jī)構(gòu)6可通過執(zhí)行裝置5改變其工作速度。控制單元4還接到信號(hào)發(fā)生器7、定時(shí)器8和存貯器9。傳感器10響應(yīng)紗線輸送速率，它的輸出端接到紗線捻度值計(jì)算單元11的輸入端。計(jì)算單元11的另一輸入端接到錠子轉(zhuǎn)速傳感器12，計(jì)算單元的輸出端接到加減存貯器13。此存貯器13的另一輸入端接到規(guī)定捻度值傳感器14，存貯器13的輸出端接到機(jī)器速度控制單元15，單元15通過單元16控制紡紗機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17。機(jī)器速度控制單元15的另一輸入端接到存貯器18，存貯器18連接到分配器19。分配器19與信號(hào)發(fā)生器7和定時(shí)器8相連。
此裝置按以下方式工作松脫錠子數(shù)傳感器1給加減存貯器2的加法線上輸入一串脈沖，此脈沖的重復(fù)率對(duì)應(yīng)于松脫錠子的松脫時(shí)間。主信號(hào)發(fā)生器3給加減存貯器2的減法線輸入一串脈沖，此脈沖串的重復(fù)率對(duì)應(yīng)于規(guī)定的錠子松脫時(shí)間。當(dāng)主信號(hào)發(fā)生器3和松脫錠子數(shù)傳感器1的脈沖信號(hào)的重復(fù)率不同時(shí)，加減存貯器2存貯這個(gè)表示錠子的規(guī)定松脫時(shí)間與實(shí)際松脫時(shí)間的誤差。當(dāng)存貯器2的工作區(qū)填滿時(shí)，存貯器2給控制單元4發(fā)去一個(gè)信號(hào)。控制單元4給松脫錠子數(shù)傳感器1和主信號(hào)發(fā)生器3發(fā)去一個(gè)禁止信號(hào)，并同時(shí)將加減存貯器2復(fù)位到零。根據(jù)誤差信號(hào)的符號(hào)，執(zhí)行裝置5改變牽伸機(jī)構(gòu)6的速度。
清除誤差的程度是由誤差的存貯時(shí)間決定的。在數(shù)據(jù)采集時(shí)間內(nèi)定時(shí)器8的脈沖信號(hào)由存貯器9接收，當(dāng)執(zhí)行裝置5啟動(dòng)時(shí)，信號(hào)發(fā)生器7開始向存貯器9輸送脈沖信號(hào)。牽伸機(jī)構(gòu)6的輸送速率的變化程度是由存貯器9中未填滿的數(shù)字的數(shù)量決定的。當(dāng)存貯器9填滿時(shí)，存貯器9給控制牽伸機(jī)構(gòu)6速度的單元4發(fā)去一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)，以終止清除誤差的操作，并給松脫錠子數(shù)傳感器1和主信號(hào)發(fā)生器3發(fā)去啟動(dòng)信號(hào)，從而使消除誤差的操作結(jié)束。于是，新的數(shù)據(jù)采集時(shí)間又開始了。
與此同時(shí)，紗線輸送速率和機(jī)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17的速度分別由傳感器10和12監(jiān)測(cè)。通過在捻度值計(jì)算單元11中將相應(yīng)的紗線輸送速率除以機(jī)器速度(即錠子轉(zhuǎn)速)，算出紗線平均捻度，并以離散的形式送到加減存貯器13的一個(gè)輸入端。此存貯器13的另一輸入端接收規(guī)定捻度值傳感器14的信號(hào)。在加減存貯器13處于初始狀態(tài)時(shí)，它的工作區(qū)填充一半，在操作中，當(dāng)收到一個(gè)代表規(guī)定捻度值與實(shí)際捻度值的誤差時(shí)，存貯器13中的存貯數(shù)量就向相應(yīng)的方向變化。當(dāng)存貯器13到達(dá)其工作區(qū)的閾值時(shí)，存貯器13就向機(jī)器速度控制單元15發(fā)去一個(gè)信號(hào)。單元15使單元16工作，以改變紡紗機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17的速度(即改變錠子的轉(zhuǎn)速)。誤差的校正程度也是由誤差存貯時(shí)間決定的。在數(shù)據(jù)采集時(shí)間內(nèi)，定時(shí)器8通過分配器19給存貯器8發(fā)去脈沖信號(hào)。當(dāng)誤差的校正操作開始時(shí)，脈沖信號(hào)開始由信號(hào)發(fā)生器7來到存貯器18，誤差校正操作一直持續(xù)到存貯器18填滿為止。然后，存貯器18給控制單元15發(fā)去一個(gè)信號(hào)。終止誤差校正操作，并使一個(gè)新的數(shù)據(jù)采集時(shí)間開始。
可以看出，本發(fā)明的一個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)就是在整個(gè)變化范圍內(nèi)，捻度值都可得到控制，而與紗線斷頭率和清除斷頭率的努力程度的不穩(wěn)定性無關(guān)，因而能得到已提高了的紗線質(zhì)量、明顯擴(kuò)大了的控制范圍、并能在任一給定時(shí)刻選出紗線輸送速率與機(jī)器速度的最佳比值以得到預(yù)定的卷繞因數(shù)。因此，為確確實(shí)實(shí)地提高操作人員和設(shè)備的生產(chǎn)率創(chuàng)造了條件。
權(quán)利要求
1.一種控制紡紗機(jī)的方法，它包括監(jiān)測(cè)松脫錠子的數(shù)量；將實(shí)際的松脫錠子數(shù)與規(guī)定值比較；得出規(guī)定值與實(shí)際值的誤差的符號(hào)和信號(hào)；改變作為此誤差函數(shù)的紡紗機(jī)的紗線輸送速率，其特征在于它還包括在紡紗過程中，連續(xù)測(cè)量紗線輸送速率和機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)速度；根據(jù)這樣測(cè)得的數(shù)值算出紗線平均捻度值；將這個(gè)紗線平均捻度值與紗線規(guī)定捻度值比較；當(dāng)?shù)玫降恼`差超過預(yù)定允許值時(shí)，改變機(jī)器速度使誤差減到零。
2.一種實(shí)施權(quán)利要求
1所提到的控制方法的裝置，它包括一個(gè)牽伸機(jī)構(gòu)6的控制單元4，控制單元4相應(yīng)的輸入端分別連接到存貯器2、9的輸出端，控制單元4的輸出端接到主信號(hào)發(fā)生器3的輸入端和消除誤差的信號(hào)發(fā)生器7的輸入端以及定時(shí)器8的輸入端，并通過執(zhí)行裝置5與牽伸機(jī)構(gòu)6連接，松脫錠子數(shù)傳感器1和主信號(hào)發(fā)生器3的輸出端接到第一加減存貯器2的輸入端，消除誤差的信號(hào)發(fā)生器7的第一輸出端接到定時(shí)器8的第一輸出端和另一存貯器9的輸入端，其特征在于它還包括一個(gè)錠子轉(zhuǎn)速傳感器12、一個(gè)規(guī)定捻度值的主控制器14、一個(gè)分配器19、一個(gè)時(shí)間存貯器18、一個(gè)串接的牽伸機(jī)構(gòu)的輸送速率傳感器10、一個(gè)紗線捻度值計(jì)算單元11、一個(gè)捻度誤差加減存貯器13和一個(gè)控制機(jī)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17的單元16，規(guī)定捻度值主控制器14接到捻度誤差加減存貯器13的主輸入端，錠子轉(zhuǎn)速傳感器12接到紗線捻度值計(jì)算單元11的附加輸入端，錠子轉(zhuǎn)速傳感器12接到紗線捻度值計(jì)算單元11的附加輸入端，消除誤差的信號(hào)發(fā)生器7和定時(shí)器8的其它輸出端接到分配器19的輸入端，分配器19的輸出端通過時(shí)間存貯器18與控制機(jī)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17的單元16的校正輸入端相連。
專利摘要
本方法靠控制紗線輸送速率穩(wěn)定松脫錠子數(shù)，靠控制機(jī)器轉(zhuǎn)速穩(wěn)定紗線平均捻度值。本裝置包括松脫錠子數(shù)傳感器1、主信號(hào)發(fā)生器3、加減存貯器2、控制牽伸機(jī)構(gòu)的單元4、牽伸機(jī)構(gòu)輸送速率傳感器10、紗線捻度計(jì)算單元11、錠子轉(zhuǎn)速傳感器12、加減計(jì)算器13、規(guī)定紗線捻度的主控制器14、控制機(jī)器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)17的單元16和控制機(jī)器速度的單元15等。
文檔編號(hào)D01H13/26GK86106403SQ86106403
公開日1988年5月25日 申請(qǐng)日期1986年11月8日
發(fā)明者伊格爾·夫拉迪米羅維奇·格恩, 瓦勒里·夫拉迪米羅維奇·茨維庭, 維克托爾·帕夫洛維奇·克哈維金 申請(qǐng)人:中央韌皮纖維工業(yè)科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan