專利名稱：生產(chǎn)無規(guī)卷繞的交叉卷繞筒子的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用絡(luò)筒裝置來生產(chǎn)無規(guī)卷繞的交叉卷繞筒子的方法和裝置，該絡(luò)筒裝置包括一個用來傳動交叉卷繞筒子的摩擦輥，并具有一用來連續(xù)測量和評定摩擦輥和交叉卷繞筒子的角速度的裝置，其中用絡(luò)筒過程中在一個最初是空的筒管上的紗線覆蓋量構(gòu)成一交叉卷繞筒子。
上面所述的這種方法和裝置例如可從DE 4239579 A1中獲知，其中對所測得的摩擦輥和交叉卷繞筒子的角速度進行評定，以便獲知所謂的疊圈區(qū)和提出防疊繞方法，以便消除或減少疊圈卷繞。
本發(fā)明的任務(wù)是提出對制成的交叉卷繞筒子的質(zhì)量進行闡述并在必要時在絡(luò)筒過程中對絡(luò)筒過程運行干涉以便改進質(zhì)量的方法。
此任務(wù)是這樣來解決的，即對角速度進行評定，并在絡(luò)筒過程中連續(xù)測量紗線覆蓋量的實際值。
筒子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或每單位時間測得的紗線覆蓋量是交叉卷繞筒子質(zhì)量的一個非常重要的特征參數(shù)，因為從中能獲得關(guān)于交叉卷繞筒子的卷繞密度的評述。如果在一絡(luò)筒過程中紗線覆蓋量能在很大程度上保持均勻和恒定，則這也是對卷繞密度的評定，說明卷繞密度在很大程度上也是均勻的。一個具有均勻卷繞密度的交叉卷繞筒子在進一步加工中例如在染色特別是在退繞時具有許多優(yōu)點。這里必須注意，雖然對交叉卷繞筒子在絡(luò)筒過程中靠在摩擦輥上的支承力作了補償，并把紗線張力調(diào)節(jié)到一恒定值，但仍具有較高的密度波動，特別是在疊圈區(qū)范圍內(nèi)。根據(jù)有關(guān)紗線覆蓋過程的信息也能在疊圈區(qū)的范圍內(nèi)對所用的防疊繞措施的質(zhì)量進行推斷。
在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)形式中規(guī)定紗線覆蓋量的實際值是以在絡(luò)筒過程中對時間或?qū)ν沧又睆降那€來表示的。這例如可這樣來實現(xiàn)，即把曲線與絡(luò)筒過程同時地表示出來，也有可能把此曲線存儲起來在以后再顯示，或送入一監(jiān)測器來顯示，以便對交叉卷繞筒子的質(zhì)量進行評定。
在本發(fā)明的另一結(jié)構(gòu)形式中規(guī)定從紗線覆蓋量的實際值可以轉(zhuǎn)換成交叉卷繞筒子的直徑，并與一相當(dāng)于待生產(chǎn)的筒子的最大直徑的極限值相比較，當(dāng)達到此極限值時此交叉卷繞筒子的絡(luò)筒過程便告結(jié)束。因此有可能生產(chǎn)出具有完全相同直徑的交叉卷繞筒子。
在本發(fā)明的再一結(jié)構(gòu)形式中規(guī)定紗線覆蓋量的實際值至少在一個疊圈區(qū)的范圍內(nèi)連續(xù)地同給定值作比較，并調(diào)節(jié)到此給定值。通過紗線覆蓋量的調(diào)整，特別是在疊圈區(qū)的范圍內(nèi)，至少能減小直徑的波動，因此能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的交叉卷繞筒子。
為了解決此任務(wù)，在裝置方面本發(fā)明在結(jié)構(gòu)中規(guī)定用于評定的裝置包含一個用以在絡(luò)筒過程期間對紗線覆蓋量的實際值進行連續(xù)測量的評定裝置。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點在下面用附圖來表示的實施例中予以說明，此處

圖1表示實施本發(fā)明方法的裝置的示意圖；圖2表示一個摩擦輥和一個由它傳動的交叉卷繞筒子的示意圖，用于說明在測量紗線覆蓋量時所用的物理量；圖3表示用來測量筒子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的紗線覆蓋量并對它進行評定的評定裝置的方框圖。
用圖1的絡(luò)筒裝置，一根按箭頭11方向運行的紗線10被卷繞在一圓柱形的交叉卷繞筒子13上。圓柱形的交叉卷繞筒子13靠在一具有回旋螺紋15的摩擦輥14上，因此它同時作為一橫動裝置。紗線10經(jīng)過一個可校準(zhǔn)和/或可調(diào)整的紗線張力器16而到一個導(dǎo)紗環(huán)17，然后引到摩擦輥14的回旋螺紋15中。
交叉卷繞筒子13用嵌裝在筒管12中的筒子盤座18支承，筒子盤座18與筒管12因而與交叉卷繞筒子13一同旋轉(zhuǎn)。筒子盤座18可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在一筒子架19上，使交叉卷繞筒子13以一預(yù)定的支承力靠在摩擦輥14上。
絡(luò)筒裝置具有一所屬的控制和/或調(diào)整裝置20，該控制和/或調(diào)整裝置20給出摩擦輥14的傳動電動機21的轉(zhuǎn)速。這例如可通過一變頻器22來實現(xiàn)，該變頻器22連接在一個作為傳動電動機21的異步電動機上。控制和/或調(diào)整裝置20還能用在圖中僅示意表示的可調(diào)節(jié)的紗線張力器16上，使紗線張力得到調(diào)節(jié)，特別是調(diào)整到一個恒定值，使紗線10以恒定的張力卷繞到交叉卷繞筒子13上。
筒子架19上設(shè)有一在圖中僅示意表示的裝置23，用它可對交叉卷繞筒子13靠在摩擦輥14上的支承力進行調(diào)節(jié)。裝置23能獨立工作，也就是說能自動根據(jù)筒子直徑來保持一近似恒定的支承力。在所述的實施例中還規(guī)定裝置23由控制和/或調(diào)整裝置20來調(diào)節(jié)，例如調(diào)節(jié)到一恒定的支承力。
筒子盤座18和摩擦輥14的轉(zhuǎn)軸26上的旋轉(zhuǎn)角傳感器24，25連接到控制和/或調(diào)整裝置20上。
在事先可計算的確定的摩擦輥14與交叉卷繞筒子13的直徑比例中，在所謂的疊圈區(qū)內(nèi)會出現(xiàn)疊圈或菱形，這對紗線從交叉卷繞筒子的退繞特別具有不利的影響。因此采取了防疊繞措施來消除這種疊圈或菱形或至少減少它的影響。對此已知使傳動電動機21周期性地進行接通和切斷，使在接通后的加速期間在摩擦輥14與交叉卷繞筒子13之間出現(xiàn)打滑，而在緊接著的慣性運轉(zhuǎn)期間在摩擦輥14與交叉卷繞筒子13之間處于無打滑狀態(tài)，當(dāng)摩擦輥的轉(zhuǎn)速降到一預(yù)定值后馬上又重新接通，也就是在一預(yù)定的周期內(nèi)進行具有打滑的加速。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，雖然在疊圈區(qū)范圍內(nèi)采用了這樣的防疊繞措施，但仍出現(xiàn)一較強的卷繞密度增長，從而對退繞性能產(chǎn)生不利的影響。
對交叉卷繞筒子內(nèi)部卷繞密度的波動值和/或過程的獲知是十分有利的，因為此特征能在進一步加工(染色或退繞)中應(yīng)用，同時因為這一量值是對交叉卷繞筒子質(zhì)量的評述。此外，在絡(luò)筒過程中測量卷繞密度并根據(jù)此測量值對絡(luò)筒過程進行干涉則具有特別的優(yōu)點，尤其是至少可以減小卷繞直徑的波動。
本發(fā)明是基于這樣的考慮，即以交叉卷繞筒子13每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的紗線覆蓋量或每一單位時間內(nèi)的紗線覆蓋量來直接表示卷繞密度。如果在同樣的卷繞條件下紗線覆蓋量減小，則直接相當(dāng)于卷繞密度的增高。相反，每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)或單位時間內(nèi)的紗線覆蓋量增高，則相當(dāng)于卷繞密度的減小。因此，在紗線卷繞到最初是空的筒管12上直到生產(chǎn)出一個完成的交叉卷繞筒子13為止的絡(luò)筒過程中，紗線覆蓋量實際值的變化過程對于交叉卷繞筒子是一個重要的特征參數(shù)。所以本發(fā)明提出在絡(luò)筒過程中對紗線覆蓋量實際值的變化過程作連續(xù)測量的方法和裝置。
理論上紗線覆蓋量可根據(jù)以下方程式比較簡單地求得。dsp=ωFWωsp•dFW]]>
式中dsp-交叉卷繞筒子13的(瞬時)直徑，dFW-摩擦輥14的直徑(它具有一恒定值)，ωFW-摩擦輥14的角速度，ωsp-交叉卷繞筒子13的角速度。
紗線覆蓋量(δ)相當(dāng)于每一轉(zhuǎn)直徑變化量的一半。但此計算并不能導(dǎo)致有用的結(jié)果，因為筒子每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的紗線覆蓋量δ與筒子直徑相比極為微小，由于測量值有干擾往往使這方法無法求得紗線覆蓋量δ。
因此考慮了第二個方程式(2a)來計算與筒子旋轉(zhuǎn)有關(guān)的紗線覆蓋量δ，dsp＝d0+2δ·nsp式中dsp-交叉卷繞筒子13的瞬時直徑，d0-交叉卷繞筒子13事先計算的直徑，δ-交叉卷繞筒子13每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的紗線覆蓋量，nsp-按照事先計算的直徑(d0)時交叉卷繞筒子13的轉(zhuǎn)數(shù)。
從這個方程式可以設(shè)計一個數(shù)學(xué)的濾波器，方程式(1)的結(jié)果和轉(zhuǎn)數(shù)(nsp)輸入該濾波器，于是這數(shù)學(xué)濾波器便能始終輸出d0和紗線覆蓋量δ的數(shù)值。
這一評定將在后面按圖3進行詳細說明。因為按本發(fā)明的方法和裝置能以相同的方式用于圓柱形的交叉卷繞筒子13和錐形的交叉卷繞筒子13′上，所以在圖3中表示一個與一摩擦輥14相連的錐形交叉卷繞筒子13′。旋轉(zhuǎn)角傳感器24，25用以輸出交叉卷繞筒子13的角速度ωsp和摩擦輥14的角速度ωFW。在一評定裝置27中可按方程式(1)計算出直徑dsp。在錐形交叉卷繞筒子中這是指傳動直徑。因為摩擦輥14的直徑dFW是恒定的，所以用此值的乘法運算可以取消，在一轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器28中，根據(jù)交叉卷繞筒子13的角速度ωsp對其轉(zhuǎn)數(shù)進行計數(shù)。轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器28和評定裝置27的數(shù)值被輸入數(shù)學(xué)的濾波器29中，例如一個從方程式(2a)發(fā)展起來的卡爾曼濾波器中。此濾波器輸出紗線覆蓋量的實際值δi。同樣該濾波器還輸出相應(yīng)于前一次計算的絡(luò)筒直徑d0。在一后隨的評定裝置30中根據(jù)方程式(2a)計算出直徑dsp，這里還輸入轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器28的數(shù)據(jù)。
在交叉卷繞筒子13的生產(chǎn)過程中，也就是在絡(luò)筒過程中，也存在卷繞密度的變動沒有危害或者出現(xiàn)的變化量在無損害的尺度內(nèi)的時間段。所以筒子直徑dsp和紗線覆蓋量δ的檢測可限制在按經(jīng)驗會造成危害的區(qū)段。
在前面的方法中得到的數(shù)值dsp和δi可在多方面予以評定。例如可在一比較裝置31中把所測的直徑dsp同一最大值dspmax相比較。在dsp與dspmax相一致時輸出信號，表示剛剛生產(chǎn)的交叉卷繞筒子13的絡(luò)筒過程已告結(jié)束。
數(shù)值dsp和δi還進一步輸送到記錄裝置32，例如儲存裝置；記錄紗線覆蓋量δ與交叉卷繞筒子13的直徑的關(guān)系曲線。需要時記錄在存儲器32中的數(shù)據(jù)可進一步引導(dǎo)到打印機33中進行打印。它也能進一步引導(dǎo)到一個顯示屏34中進行顯示。
如在圖3中進一步說明的那樣，紗線覆蓋量的實際值δi也能進一步輸送到一比較裝置35，它把實際值δi與一給定值δsoll相比較。如果實際值δi低于給定值δsoll，便表示交叉卷繞筒子13是以一過高的卷繞密度進行卷繞。比較裝置35在此情況下輸出一個干涉信號，它作用在紗線張力器16和/或傳動電動機21的變頻器22上，以便部分地開啟紗線張力器16和/或降低傳動電動機21的轉(zhuǎn)數(shù)來減小紗線張力。比較裝置35的這一信號可同時輸送到裝置23來降低交叉卷繞筒子13靠在摩擦輥14的支承力，并從而同樣減小卷繞密度。設(shè)定值δsoll能預(yù)先給定或在絡(luò)筒過程中來確定，特別是在疊圈區(qū)外部的范圍內(nèi)紗線密度比較恒定。由于在大多數(shù)情況下對絡(luò)筒過程的干涉僅在疊圈區(qū)的范圍內(nèi)并只是在筒子直徑較大時的疊圈區(qū)內(nèi)才需要，所以較為適當(dāng)?shù)氖鞘贡容^裝置35僅在這類疊圈區(qū)的范圍內(nèi)起作用。為此，可以對旋轉(zhuǎn)角傳感器24，25的信號進行評定來獲知疊圈區(qū)的范圍，如從DE 4239579 A1中所知那樣。
前面已提到過如何通過對由旋轉(zhuǎn)角傳感器24，25所測得的交叉卷繞筒子13的角速度ωsp和摩擦輥14的角速度ωFW的評定來連續(xù)求得在絡(luò)筒過程期間紗線覆蓋量的實際值δi。當(dāng)然，如果交叉卷繞筒子13和摩擦輥14的持續(xù)周期和轉(zhuǎn)數(shù)能被求得并被處理的話，也可作出相應(yīng)的評定。就權(quán)利要求書所要求的角速度而言，這一角速度應(yīng)被理解為能以相同方式測得的量值的同義詞。
直徑dsp對卷繞時間的曲線可用以下的方程式2b來表達dsp=d02+6π·δ·υ·t]]>
方程式(2b)是從交叉卷繞筒子13的直徑dsp與筒子旋轉(zhuǎn)角的關(guān)系求得的，對此下式有效dsp=d0+lπ·δ·φ(t)]]>這里(t)是交叉卷繞筒子與時間有關(guān)的旋轉(zhuǎn)角。如果把此方程式對時間求導(dǎo)數(shù)，則得到d•sp=lπ·δ·φ•(t)]]>導(dǎo)數(shù)
是交叉筒子13的角速度ω(t)，于是下式成立d•sp=lπ·δ·ω(t)]]>此外因dsp=2νω(t)]]>d•sp=-2ν·ω•(t)ω3(t)]]>從而得于是得-2ν·ω(t)ω3(t)=δ·ω(t)π]]>這里ν為交叉卷繞筒子的圓周速度。
如果把上式對ω進行積分并代入ω0=2·νd0]]>于是得ω(t)=νd02+6π·δ·ν·t]]>根據(jù)前提νFW＝νSp于是有dsp=ωFWωsp·dFW]]>由此可得dsp=d02+6π·δ·ν·t]]>這就是方程式(2b)，其中ν是已知的摩擦輥14的圓周速度。
如果按方程式(2b)來求對時間的瞬時的筒子直徑dsp和/或紗線覆蓋量δi，則在對圖3的改動中可用一時間計數(shù)器來代替轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器28。在此情況下可從方程式(2b)設(shè)計數(shù)學(xué)濾波器29。
權(quán)利要求
1.用絡(luò)筒裝置來生產(chǎn)無規(guī)卷繞的交叉卷繞筒子的方法，該絡(luò)筒裝置包括一個用來傳動交叉卷繞筒子的摩擦輥和一用來連續(xù)測量和評定摩擦輥和交叉卷繞筒子的角速度的裝置，并用絡(luò)筒過程中在起始時是空的筒管上的紗線覆蓋量形成一交叉卷繞筒子，其特征在于，角速度是這樣來評定的，即在絡(luò)筒過程中連續(xù)求得紗線覆蓋量的實際值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，紗線覆蓋量的實際值是用一數(shù)學(xué)濾波器求得的，濾波器是按交叉卷繞筒子的瞬時直徑對卷繞時間或轉(zhuǎn)數(shù)的方程式來設(shè)計的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，紗線覆蓋量的實際值對時間或筒子直徑作為一曲線來表示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的方法，其特征在于，從紗線覆蓋量的實際值來求出直徑，并與一個相當(dāng)于待生產(chǎn)的筒子最大直徑的極限值相比較，當(dāng)達到此極限值時，此交叉卷繞筒子的生產(chǎn)過程便告結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4之一的方法，其特征在于，紗線覆蓋量的實際值至少在一個疊圈區(qū)的范圍內(nèi)連續(xù)地同給定值相比較并調(diào)節(jié)到此給定值。
6.用絡(luò)筒裝置來生產(chǎn)無規(guī)卷繞的交叉卷繞筒子的裝置，該絡(luò)筒裝置包括一個用來傳動交叉卷繞筒子的摩擦輥，并設(shè)有一個用來連續(xù)測量和評定摩擦輥和交叉卷繞筒子的角速度的裝置，并用絡(luò)筒過程中在一個起始是空的筒管上的紗線覆蓋量構(gòu)成一交叉卷繞筒子，該裝置用來實施根據(jù)權(quán)利要求1～5的方法，其特征在于，用來評定的裝置包括在絡(luò)筒過程中連續(xù)求得紗線覆蓋量δ的實際值δi的評定裝置(24，25，27，28，29)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，評定裝置具有一數(shù)學(xué)濾波器(29)，它是按一根據(jù)筒子轉(zhuǎn)數(shù)或根據(jù)時間來計算交叉卷繞筒子(13)的瞬時筒子直徑(dsp)的方程式(2a，2b)來設(shè)計的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的裝置，其特征在于，設(shè)有一個把所測得的筒子直徑(dsp)同一可調(diào)節(jié)的最大值(dspmax)相比較，并在達到此最大值時給出一個結(jié)束絡(luò)筒過程的信號的裝置(31)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5～8之一的裝置，其特征在于，設(shè)有一個用來記錄和/或顯示紗線覆蓋量(δ)的曲線的裝置(32，34)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5～9之一的裝置，其特征在于，設(shè)有一個用來把紗線覆蓋量的實際值(δi)與紗線覆蓋量給定值(δsoll)相比較并用來在實際值與給定值有偏差時輸出調(diào)節(jié)信號的裝置(35)。
全文摘要
在用傳動交叉卷繞筒子的摩擦輥來生產(chǎn)交叉卷繞筒子時規(guī)定:對摩擦輥和交叉卷繞筒子的角速度進行這樣的連續(xù)評定,以便求得在絡(luò)筒過程中紗線覆蓋量的實際值的曲線。
文檔編號B65H63/08GK1170691SQ9711386
公開日1998年1月21日 申請日期1997年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月26日
發(fā)明者F·J·赫門斯, U·梅爾 申請人:W.施拉夫霍斯特公司