一種計(jì)算機(jī)輔助精梳工藝設(shè)計(jì)與精梳棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)的方法
【專(zhuān)利摘要】一種計(jì)算機(jī)輔助精梳工藝設(shè)計(jì)與精梳棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)的方法，步驟入下：對(duì)精梳機(jī)的鉗板機(jī)構(gòu)和分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，分別擬合出在分離接合階段相應(yīng)的位移、速度方程；測(cè)定精梳棉小卷中的纖維長(zhǎng)度分布密度；模擬仿真出和實(shí)際精梳棉小卷中纖維長(zhǎng)度分布密度相同的纖維層；模擬仿真出錫林梳理后即將分離接合的纖維層；模擬仿真出分離接合后的單個(gè)分離叢形態(tài)；模擬仿真6個(gè)分離纖維叢搭接后精梳機(jī)輸出棉網(wǎng)的形態(tài)；計(jì)算輸出棉網(wǎng)的CV值，進(jìn)行棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)；精梳工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。本發(fā)明可以快速準(zhǔn)確的找出不同精梳小圈精梳時(shí)的最優(yōu)工藝參數(shù)配置，并可以對(duì)精梳棉網(wǎng)的CV值進(jìn)行預(yù)測(cè)，極大地提局精梳機(jī)的效能，為精梳廣品整體質(zhì)量的提局打下基礎(chǔ)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種計(jì)算機(jī)輔助精梳工藝設(shè)計(jì)與精梳棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及棉紡精梳的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種計(jì)算機(jī)輔助精梳工藝設(shè)計(jì)與精梳 棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 棉紡精梳機(jī)是所有棉紡設(shè)備中最復(fù)雜的機(jī)器之一，其工作過(guò)程為：當(dāng)鉗板擺軸作 正反向擺動(dòng)時(shí)，通過(guò)擺臂和下鉗板座使鉗板作前后擺動(dòng)。當(dāng)鉗板后退時(shí)，上鉗板逐漸閉口， 鉗板閉口后，錫林梳針正好轉(zhuǎn)到鉗口下方，對(duì)棉層進(jìn)行梳理，梳去短絨和雜質(zhì)。錫林梳理結(jié) 束后，鉗板逐漸開(kāi)口，同時(shí)前擺，此時(shí)分離羅拉倒轉(zhuǎn)，將前一循環(huán)輸出的棉網(wǎng)倒入機(jī)內(nèi)，與鉗 板送來(lái)的棉網(wǎng)進(jìn)行搭接。在某一時(shí)刻，分離羅拉由倒轉(zhuǎn)變?yōu)轫樲D(zhuǎn)，將搭接的新舊棉層送入分 離鉗口進(jìn)行接合，同時(shí)頂梳刺入棉層對(duì)棉叢的尾端進(jìn)行梳理除雜，分離羅拉繼續(xù)順轉(zhuǎn)，鉗板 由前擺變?yōu)楹髷[，棉層被扯斷，同時(shí)上鉗板逐漸閉合，錫林梳針再次轉(zhuǎn)到鉗口下方，開(kāi)始下 一個(gè)工作循環(huán)。
[0003] 在精梳機(jī)工作過(guò)程中各部件(例如鉗板、錫林、分離羅拉）之間要求有非常精密的 配合關(guān)系，如果生產(chǎn)中工藝設(shè)置稍有不當(dāng)，部件配合稍有誤差，造成的后果輕則影響精梳產(chǎn) 品的質(zhì)量，重則設(shè)備無(wú)法正常工作，而且，隨著精梳設(shè)備速度的提高，這種影響后果越來(lái)越 嚴(yán)重。
[0004] 當(dāng)前，對(duì)于精梳工藝的設(shè)置僅僅依靠工人的經(jīng)驗(yàn)與感覺(jué)，因此同樣的設(shè)備，不同棉 紡廠加工出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量千差萬(wàn)別，難以發(fā)揮精梳機(jī)的最優(yōu)性能，最佳效能。
[0005] 隨著精梳紗比例的逐年提1?，精梳用棉的品級(jí)、長(zhǎng)度下降，精梳原料的質(zhì)量指標(biāo)發(fā) 生變化的時(shí)候，精梳工藝的設(shè)置也要相應(yīng)的改變，而當(dāng)前工廠中對(duì)于原料品質(zhì)變差，沒(méi)有合 適的工藝變化對(duì)策。
[0006] 針對(duì)上述精梳機(jī)部件工藝配合的高要求性，目前缺乏科學(xué)合理的工藝參數(shù)選擇配 置方法，而且對(duì)輸出精梳棉網(wǎng)的質(zhì)量缺乏預(yù)測(cè)能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種計(jì)算機(jī)輔助精梳工藝設(shè)計(jì)與精梳棉網(wǎng)質(zhì)量 預(yù)測(cè)的方法，針對(duì)上述精梳工藝設(shè)置與質(zhì)量預(yù)測(cè)問(wèn)題，提供一種計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)與精 梳棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)的方法，使用該方法可快速高效的對(duì)不同質(zhì)量精梳棉卷的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu) 化設(shè)計(jì)，并能對(duì)生成精梳棉網(wǎng)的質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。該方法可顯著提高精梳機(jī)效能的發(fā)揮，改善 精梳廣品質(zhì)量。
[0008] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種計(jì)算機(jī)輔助精梳工藝設(shè)計(jì)與精梳 棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)的方法，按照下述步驟實(shí)施： (一） 對(duì)精梳機(jī)的鉗板機(jī)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算出精梳機(jī)不同落棉隔距時(shí)下 鉗板的位移、速度參數(shù)，并擬合出下鉗板在分離接合階段相應(yīng)的位移、速度方程； (二） 對(duì)精梳機(jī)的分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算出不同分離羅拉順 轉(zhuǎn)定時(shí)時(shí)的分離羅拉位移、速度參數(shù)，并擬合出分離羅拉在分離接合階段相應(yīng)的位移、速度 方程； (三） 實(shí)驗(yàn)測(cè)定精梳棉小卷中的纖維長(zhǎng)度分布密度，具體方法是：使用棉結(jié)和短纖維測(cè) 試儀，對(duì)要加工的精梳棉小卷纖維長(zhǎng)度分布密度情況進(jìn)行測(cè)試，以2mm為間隔，作出纖維長(zhǎng) 度分布密度圖像； (四） 針對(duì)測(cè)得的精梳棉小卷的纖維長(zhǎng)度分布密度情況，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì) 算機(jī)模擬仿真出和實(shí)際精梳棉小卷中纖維長(zhǎng)度分布密度相同的纖維層； (五） 根據(jù)精梳工藝過(guò)程，利用計(jì)算機(jī)模擬仿真出錫林梳理過(guò)后即將分離接合的纖 維層，具體過(guò)程為：以前進(jìn)給棉為例，根據(jù)精梳工藝過(guò)程可知錫林梳理時(shí)分界纖維長(zhǎng)度 Lf=B+(0. 5-K) XG ;設(shè)定B、K、G的參數(shù)值，確定分界纖維長(zhǎng)度Lf的大小，將步驟（四）生成的 纖維層中的長(zhǎng)度小于L f的全部去除，得到錫林梳理過(guò)后的纖維層； 其中，B為分離隔距，K為喂棉系數(shù)，G為給棉長(zhǎng)度，長(zhǎng)度小于分界纖維長(zhǎng)度Lf的纖維全 部被錫林掃下進(jìn)入落棉，長(zhǎng)度大于等于分界纖維長(zhǎng)度Lf的纖維進(jìn)入分離接合纖維層； (六) 利用步驟(一)和(二)擬合的鉗板機(jī)構(gòu)及分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移、速度方程，利用 計(jì)算機(jī)模擬仿真出分離接合后的單個(gè)分離叢形態(tài)，具體過(guò)程為：由精梳原理可知，精梳機(jī)每 鉗次分離的長(zhǎng)度等于給棉羅拉喂入的棉層長(zhǎng)度，則從分離接合開(kāi)始，纖維頭端與分離鉗口 的距離在給棉長(zhǎng)度G以?xún)?nèi)的纖維均被分離羅拉輸出；利用步驟(一）鉗板機(jī)構(gòu)的位移擬合 方程，求出纖維頭端到達(dá)分離鉗口時(shí)的分度數(shù)；利用步驟(二）分離羅拉的速度擬合方程，以 纖維頭端到達(dá)分離鉗口的分度數(shù)為積分下限，以分離接合結(jié)束時(shí)的24分度作為積分上限， 計(jì)算出分離接合過(guò)程中纖維走過(guò)的位移；利用計(jì)算機(jī)計(jì)算每根參與分離接合的纖維分離接 合過(guò)程中走過(guò)的位移，得到分離接合后的分離叢形態(tài)； (七） 利用計(jì)算機(jī)模擬仿真6個(gè)分離纖維叢搭接，即精梳機(jī)輸出棉網(wǎng)的形態(tài)，具體過(guò)程 為：重復(fù)利用上述步驟(一）一（六)，生成不同的隨機(jī)精梳分離叢，設(shè)定精梳機(jī)的有效輸出 長(zhǎng)度為S，將后一個(gè)分離叢疊放在前一分離叢之上，并且后一分離叢的頭端距前一分離叢的 頭端距離為S，依次疊放6個(gè)分離叢，得到精梳機(jī)輸出棉網(wǎng)形態(tài)； (八) 計(jì)算精梳機(jī)輸出棉網(wǎng)的變異系數(shù)（CV)值，進(jìn)行棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)，具體過(guò)程為：將輸出 棉網(wǎng)沿長(zhǎng)度方向分成段，分別統(tǒng)計(jì)計(jì)算每段上的纖維根數(shù)并計(jì)算出段的平均纖維根 數(shù)％，利用(%)值計(jì)算公式得輸出棉網(wǎng)的67值：

【權(quán)利要求】
1. 一種計(jì)算機(jī)輔助精梳工藝設(shè)計(jì)與精梳棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)的方法，其特征在于，按照下述 步驟實(shí)施： (一） 對(duì)精梳機(jī)的鉗板機(jī)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算出精梳機(jī)不同落棉隔距時(shí)下 鉗板的位移、速度參數(shù)，并擬合出下鉗板在分離接合階段相應(yīng)的位移、速度方程； (二） 對(duì)精梳機(jī)的分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)計(jì)算出不同分離羅拉順 轉(zhuǎn)定時(shí)時(shí)的分離羅拉位移、速度參數(shù)，并擬合出分離羅拉在分離接合階段相應(yīng)的位移、速度 方程； (三） 實(shí)驗(yàn)測(cè)定精梳棉小卷中的纖維長(zhǎng)度分布密度，具體方法是：使用棉結(jié)和短纖維測(cè) 試儀，對(duì)要加工的精梳棉小卷纖維長(zhǎng)度分布密度情況進(jìn)行測(cè)試，以2mm為間隔，作出纖維長(zhǎng) 度分布密度圖像； (四） 針對(duì)測(cè)得的精梳棉小卷的纖維長(zhǎng)度分布密度，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī) 模擬仿真出和實(shí)際精梳棉小卷中纖維長(zhǎng)度分布密度相同的纖維層； (五） 根據(jù)精梳工藝過(guò)程，利用計(jì)算機(jī)模擬仿真出錫林梳理過(guò)后即將分離接合的纖 維層，具體過(guò)程為：以前進(jìn)給棉為例，根據(jù)精梳工藝過(guò)程可知錫林梳理時(shí)分界纖維長(zhǎng)度 Lf=B+(0. 5-K) XG ;設(shè)定B、K、G的參數(shù)值，確定分界纖維長(zhǎng)度Lf的大小，將步驟（四）生成的 纖維層中的長(zhǎng)度小于L f的全部去除，得到錫林梳理過(guò)后的纖維層； 其中，B為分離隔距，K為喂棉系數(shù)，G為給棉長(zhǎng)度，長(zhǎng)度小于分界纖維長(zhǎng)度Lf的纖維全 部被錫林掃下進(jìn)入落棉，長(zhǎng)度大于等于分界纖維長(zhǎng)度Lf的纖維進(jìn)入分離接合纖維層； (六) 利用步驟(一)和(二)擬合的鉗板機(jī)構(gòu)及分離羅拉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位移、速度方程，利用 計(jì)算機(jī)模擬仿真出分離接合后的單個(gè)分離叢形態(tài)，具體過(guò)程為：由精梳原理可知，精梳機(jī)每 鉗次分離的長(zhǎng)度等于給棉羅拉喂入的棉層長(zhǎng)度，則從分離接合開(kāi)始，纖維頭端與分離鉗口 的距離在給棉長(zhǎng)度G以?xún)?nèi)的纖維均被分離羅拉輸出；利用步驟(一）鉗板機(jī)構(gòu)的位移擬合 方程，求出纖維頭端到達(dá)分離鉗口時(shí)的分度數(shù)；利用步驟(二）分離羅拉的速度擬合方程，以 纖維頭端到達(dá)分離鉗口的分度數(shù)為積分下限，以分離接合結(jié)束時(shí)的24分度作為積分上限， 計(jì)算出分離接合過(guò)程中纖維走過(guò)的位移；利用計(jì)算機(jī)計(jì)算每根參與分離接合的纖維分離接 合過(guò)程中走過(guò)的位移，得到分離接合后的分離叢形態(tài)； (七） 利用計(jì)算機(jī)模擬仿真6個(gè)分離纖維叢搭接，即精梳機(jī)輸出棉網(wǎng)的形態(tài)，具體過(guò)程 為：重復(fù)利用上述步驟(一）一（六)，生成不同的隨機(jī)精梳分離叢，設(shè)定精梳機(jī)的有效輸出 長(zhǎng)度為S，將后一個(gè)分離叢疊放在前一分離叢之上，并且后一分離叢的頭端距前一分離叢的 頭端距離為S，依次疊放6個(gè)分離叢，得到精梳機(jī)輸出棉網(wǎng)形態(tài)； (八） 計(jì)算精梳機(jī)輸出棉網(wǎng)變異系數(shù)，即CV值，進(jìn)行棉網(wǎng)質(zhì)量預(yù)測(cè)，具體過(guò)程為：將輸出 棉網(wǎng)沿長(zhǎng)度方向分成段，分別統(tǒng)計(jì)計(jì)算每段上的纖維根數(shù)并計(jì)算出段的平均纖維根 數(shù)％，利用值計(jì)算公式得輸出棉網(wǎng)的67值：
(1) 利用計(jì)算得到的值對(duì)棉網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行預(yù)測(cè)； (九） 精梳工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)，具體過(guò)程為：當(dāng)精梳棉小卷的纖維長(zhǎng)度分布密度一定時(shí)，分 別改變精梳工藝中的落棉隔距，分離羅拉順轉(zhuǎn)定時(shí)，給棉長(zhǎng)度，利用上述步驟(一）至(八）模 擬仿真不同工藝參數(shù)時(shí)的輸出棉網(wǎng)形態(tài)，計(jì)算棉網(wǎng)的J值，并對(duì)J值進(jìn)行比較，找出J值 最小時(shí)的精梳工藝參數(shù)配置，從而實(shí)現(xiàn)了精梳工藝的計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104217085SQ201410493155
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月24日
【發(fā)明者】賈國(guó)欣, 任家智, 崔世忠, 張一風(fēng), 馮清國(guó), 李留濤, 劉鵬展, 陳宇恒, 張海洋 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院