专利名称：微电脑控制多电机粗纱机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织机械，特别是一种用于纺制粗纱的微电脑控制多电机棉纺粗纱机。
背景技术：
在现有的粗纱机上，由一台主电机传动，通过复杂的机械传动链实现喂入装置、牵伸机构、加捻机构、卷绕机构及龙筋升降机构之间的运动匹配。为满足不同品种的纺纱工艺要求，现有的粗纱机具有以下特点1、为使粗纱定量符合工艺设计要求，需选用不同的牵伸齿轮，来达到所需的前后牵伸区的牵伸分配比；2、捻度是锭翼转速与前罗拉输出速度之比，为使锭翼与罗拉的运转速度符合工艺设计要求，需合理选择捻度齿轮；3、由于筒管卷绕速度与下龙筋升降速度随着粗纱卷绕直径的增大而按一定的比例下降，需要通过曲线锥轮变速机构以及复杂的成形换向机构，来获得粗纱的双锥形卷装；4、为使不同品种的粗纱在纺纱过程中得到适宜的张力，粗纱机上还设置有张力棘轮与二种张力变换齿轮，以便通过这三种工艺变换齿轮间不同的搭配，实现锥轮皮带每次不同的移动量，来得到不同品种、不同卷绕直径时的卷绕速度；5、通过升降齿轮的变化来调节下龙筋的升降速度，使之与筒管的卷绕速度同步匹配，实现粗纱按一定的卷绕密度卷绕。
为实现上述功能，在传统粗纱机上配置了142余种的工艺变换齿轮，其中80余种为捻度工艺变换齿轮和牵伸工艺变换齿轮，20余种为升降工艺变换齿轮，40余种为张力棘轮与张力变换齿轮。这种粗纱机的缺点是1、结构复杂、制造成本高；2、调试和维修繁琐、麻烦；3、粗纱质量水平低。
发明内容
本发明的目的是要克服现有技术的缺点，提供一种结构简单、制造难度低，操作、使用、调试和维修方便且粗纱质量水平高的微电脑控制多电机粗纱机。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现本发明所述的微电脑控制多电机粗纱机，包括喂入装置、牵伸机构、加捻机构、卷绕机构和升降机构，所述喂入装置包括多个导条辊；牵伸机构包括多列罗拉；加捻机构包括锭翼、假捻器、上龙筋；卷绕机构包括筒管、筒管齿轮、下龙筋；升降机构包括升降齿轮、升降齿条托架，其特征是，所述喂入装置还包括导条电机、导入传动段；牵伸机构还包括牵伸电机和牵伸传动段；加捻机构还包括加捻电机、加捻传动段；卷绕机构还包括卷绕电机、卷绕传动段；升降机构还包括升降电机、升降传动段、换向齿轮箱、离合器、齿轮箱传动段，所述的喂入装置由导条电机驱动；牵伸机构、加捻机构、卷绕机构和升降机构分别由各自独立的电机驱动，各电机的运转由控制系统同步控制。
为使各机构之间的控制电机转速能互相匹配，确保粗纱成形良好，所述微电脑控制多电机粗纱机的控制系统按一定的数学模型规律，同步控制各电机的协调运转。
所述微电脑控制多电机粗纱机控制系统包括主控制器、带有触摸屏的参数仪、具有张力检测功能的传感器、控制单元，主控制器根据参数仪和传感器中预先设置的工艺参数，按一定的数学模型规律，通过控制单元来调节各电机的转速。主控制器可以是根据粗纱机的特点而设计的专用微电脑。由四列罗拉对组成的牵伸机构，二、三以及后罗拉分别直接与三台电机的出轴相固连，每台电机的输出轴端均接有同轴传感器，将检测到的电机转速信号反馈给电机的控制单元，实现闭环控制。当改变纺纱品种，牵伸比以及牵伸分配工艺需要改变时，即可通过主控制器改变三台罗拉电机的转速来实现。
为防止棉条产生意外伸长，提高成纱质量，所述的微电脑控制多电机粗纱机，将喂入装置中导条辊的传动与牵伸机构分开，另设置一台独立的导条电机单独传动第一列导条辊，再以相同的线速度比传动其余的导条辊，由主控制器直接驱动导条电机的转速，可以适应不同品种的棉条具有不同的纤维抱合力时，采用不同的喂入比。
所述的微电脑控制多电机粗纱机由一台加捻电机独立控制锭翼的运转，需要改变粗纱捻度时，主控制器以锭翼的转速为基准，将计算所得前罗拉转速的信号发送给前罗拉电机的控制单元，驱动前罗拉电机带动前罗拉运转，同时，三罗拉和四罗拉的控制单元以预定的牵伸比随动控制三罗拉和四罗拉的运转。
本发明所述的微电脑控制多电机粗纱机中，卷绕电机由主控制器、控制单元驱动，通过传动段带动筒管运转；下龙筋固装在升降齿条上随升降轴的回转作上下直线运动，带动筒管作螺旋式上升或下降。升降电机启动后做一个方向的运转，由主控制器分别发送脉冲信号给两个固装在同一传动轴上的换向电磁离合器，通过两个电磁离合器的分别吸合与断开，改变升降轴的运转方向，完成下龙筋的换向。
本发明所述的粗纱机具有以下优点1、本发明所述微电脑控制多电机粗纱机的喂入装置、牵伸机构、加捻机构、卷绕机构、升降机构，由于采用了独立的电机传动，其机构简化、制造难度低；2、本发明所述微电脑控制多电机粗纱机的主控制器是根据粗纱机的特点而设计的专用微电脑，在资源配置、运算方法、程序结构等方面作了优化，反应时间短、数据处理快、控制准确、实时性好，操作使用、调试和维修方便；3、本发明所述微电脑控制多电机粗纱机由于采用微电脑控制，粗纱质量水平高。
四
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电气控制框图。
五具体实施例方式
下面通过具体实例对本发明更详细地描述。
如图所示，1、2、3、4、5是导条辊，6是后罗拉、7是三罗拉、8是二罗拉、9是前罗拉，10是锭翼，11是假捻器，12是筒管，13是筒管齿轮，14是上龙筋，15是下龙筋，16是升降齿轮，17是升降齿条托架，18喂入传动段，19、20、21是牵伸传动段，22是加捻传动段，23是卷绕传动段，24是升降传动段，25是换向齿轮箱，26是离合器，27是齿轮箱传动段，28是棉条桶，29是棉条，30是粗纱条，M1是加捻电机，M2是卷绕电机，M3是升降电机，M4、M5、M6是牵伸电机，M7是导条电机，A是参数仪，B是主控制器，C是传感器，D1、D2、D3、D4、D5、D6是控制单元，P1、P2、P3、P4、P5、P6是旋转编码器。
本发明的参数仪A采用触摸屏来完成人机对话的功能，可以预先设置的纺纱工艺参数有锭翼转速、满纱转速、棉条喂入比、主区牵伸比、后区牵伸比、捻度值、张力值设定、卷绕系数、卷绕密度、每层厚度、特征系数、成形角度等，传送给主控制器B对纺纱过程进行控制，主控制器B是根据粗纱机的特点而设计的专用微电脑，在资源配置、运算方法、程序结构等方面作了优化，反应时间短、数据处理快、控制准确、实时性好，从主控制器B将检测或计算的实时状态传送到参数仪A的触摸屏上显示当前锭速、当前计长、当前卷绕层数、纺纱张力等。
在图1中，棉条29从条桶28中被牵引，进入喂入装置，分别通过导条辊1、2、3、4、5导入牵伸机构，第一列导条辊5由导条电机M7单独驱动，由主控制器B根据棉条29喂入比以及后罗拉6的转速，计算出导条辊5的转速，根据该部分的速度变化情况及精度要求，采用将控制信号直接输出给导条电机M7的控制方法。
牵伸机构包括四列罗拉对6、7、8、9，其中二罗拉8、三罗拉7、后罗拉6的一端分别通过传动段19、20、21与伺服电机M4、M5、M6的出轴相固连，伺服电机M4、M5、M6与主控制器B之间分别是作为控制单元的伺服控制器D4、D5、D6。牵伸装置的二罗拉8，通过传动段19与前罗拉9以固定的转速比来运转。牵伸装置可由三列罗拉对组成，即抽去二罗拉8。
进入牵伸机构的棉条29经过后罗拉6的握持钳口，分别经过牵伸机构的三罗拉7、二罗拉8、前罗拉9的牵伸，被拉长拉细成粗纱条30。
主控制器B根据预先设置在参数仪A中的纺纱工艺参数锭翼转速、满纱转速、主区牵伸比、后区牵伸比、捻度值，按照一定的传动要求计算出四列罗拉的转速，通过RS-485通讯方式，在主控制器B与伺服控制器D4、D5、D6之间进行数据传输。
每一个伺服电机M4、M5、M6内部都分别带有一个旋转编码器P4、P5、P6，在伺服电机和伺服控制器之间以中断方式进行闭环控制。
采用上述方法对牵伸倍数的控制相当精确，而且可以无级调整，因此，对粗纱定量的理论控制也是非常精确的。
在加捻机构中，锭翼10安装在上龙筋14上，其转速是粗纱机的主要指标，粗纱机通过传动段22由加捻电机M1单独驱动锭翼10。
主控制器B以RS-485通讯方式，与作为控制单元D1的变频器进行数据传输。旋转编码器P1检测锭翼的实际转速，通过在程序中采用中断程序的处理方式，将编码器的脉冲信号直接接到主控制器B外部的中断信号源上，当编码器信号脉冲出现时，每一个脉冲产生一次中断，中断处理程序运行一次累加，保证计数的准确，确保锭翼10的转速符合工艺设计的要求。
在卷绕机构中，粗纱要卷绕成双锥型卷装，筒管需作两个方向的运动绕锭翼中杆作圆周运动的同时随下龙筋作上下直线运动。
在本发明所述的微电脑控制多电机粗纱机卷绕机构中，筒管12插在安装在下龙筋15上的筒管齿轮13和锭翼10的中杆之间，筒管齿轮13通过传动段23由卷绕电机M2单独驱动。
主控制器B按照粗纱卷绕成形规律的数学模型，计算出每绕一层粗纱时筒管12的理论卷绕速度，以RS-485通讯方式与作为控制单元D2的变频器进行数据传输，驱动筒管按一定的规律进行回转。
安装在卷绕电机M2内部的旋转编码器P2，用于检测筒管12的实际转速，通过在程序中采用中断程序的处理方式，将信号脉冲传送到主控制器B，确保粗纱张力稳定。
在前罗拉9与锭翼10顶部的假捻器11之间，安装有能检测粗纱张力的传感器C，实时检测前罗拉9与假捻器11之间粗纱的张力值，并反馈给主控制器B，与预先设定的张力值作比较，超出允许的波动范围，主控制器B发出控制信号，微调卷绕电机M2的转速，使传感器C测得的纺纱张力在预定的范围内。传感器C实时调整纺纱张力，并可消除棉纺厂因温湿度、原材料等的变化而引起的粗纱张力波动，实现真正的恒张力纺纱。
在升降机构中，下龙筋15安装在升降齿条托架17上，升降齿轮16通过传动段27与换向齿轮箱25相接，该齿轮箱具有自锁功能，通过两个离合器26实现自动改变升降齿轮16回转方向，实现下龙筋17的升降运动。换向齿轮箱25由升降电机M3通过传动段24单独驱动。
主控制器B按照粗纱卷绕成形规律的数学模型以及预先设定在参数仪A中的成形角度，计算出每绕一层粗纱时，筒管12升降的动程，以RS-485通讯方式与变频器D3进行数据传输，驱动下龙筋15作升降运动，结合筒管12的回转，卷绕成双锥形的粗纱卷装。
旋转编码器P3用于检测筒管12的实际升降速度，通过在程序中采用中断程序的处理方式，将信号脉冲传送到主控制器B，确保粗纱成形良好。
粗纱条29经过加捻机构、卷绕机构、升降机构的共同作用后，卷绕成形状良好的双锥形粗纱卷装。
权利要求
1.一种用于纺织的微电脑控制多电机粗纱机，包括喂入装置、牵伸机构、加捻机构、卷绕机构和升降机构，所述喂入装置包括一组导条辊(1、2、3、4、5)；牵伸机构包括一组罗拉(6、7、8、9)；加捻机构包括锭翼(10)、假捻器(11)、上龙筋(14)；卷绕机构包括筒管(12)、筒管齿轮(13)、下龙筋(15)；升降机构包括升降齿轮(16)、升降齿条托架(17)，其特征是所述喂入装置还包括导条电机(M7)、喂入传动段(18)；牵伸机构还包括牵伸电机(M4、M5、M6、)、牵伸传动段(19、20、21)；加捻机构还包括加捻电机(M1)、加捻传动段(22)；卷绕机构还包括卷绕电机(M2)、卷绕传动段(23)；升降机构还包括升降电机(M3)、升降传动段(24)、换向齿轮箱(25)、离合器(26)、齿轮箱传动段(27)，所述的喂入装置由导条电机(M7)驱动；牵伸机构、加捻机构、卷绕机构和升降机构分别由电机(M4、M5、M6、M1、M2、M3)驱动；各电机(M7、M4、M5、M6、M1、M2、M3)的运转由控制系统同步控制。
2.根据权利要求1所述的微电脑控制多电机粗纱机，其特征是所述微电脑控制多电机粗纱机控制系统包括主控制器(B)、带有触摸屏的参数仪(A)、具有张力检测功能的传感器(C)和控制单元(D1、D2、D3、D4、D5、D6)，主控制器(B)根据参数仪(A)和传感受器(C)中预先设置的工艺参数，通过控制单元(D1、D2、D3、D4、D5、D6)来调节各电机(M1、M2、M3、M4、M5、M6)的转速。
3.根据权利要求2所述的微电脑控制多电机粗纱机，其特征是所述喂入装置中的第一列导条辊(5)的转速，由主控制器(B)根据预先设置在参数仪(A)中的数据，通过电机(M7)来调节。
4.根据权利要求2所述的微电脑控制多电机粗纱机，其特征是所述升降机构中的升降电机(M3)单向运转，升降齿条托架(17)由主控制器(B)发送脉冲信号给电磁离合器(26)，通过安装在齿轮传动段(27)上的升降齿轮(16)来控制。
5.根据权利要求2所述的微电脑控制多电机粗纱机，其特征是卷绕电机(M2)和升降电机(M3)的转速由主控制器(B)根据预设置在参数仪(A)中的张力系数，发送脉冲信号给控制单元(D2、D3)来调节。
6.根据权利要求1、2、4、5中任一项权利要求所述的微电脑控制多电机粗纱机，其特征是所述牵伸电机(M4、M5、M6)和卷绕电机(M2)是伺服电机。
7.根据权利要求1、2、4、5中任一项权利要求所述的微电脑控制多电机粗纱机，其特征是所述牵伸电机(M4、M5、M6)卷绕电机(M2)、加捻电机(M1)和升降电机(M3)是变频电机。
8.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的微电脑控制多电机粗纱机，其特征是所述各电机(M2 M3、M4、M5、M6、M7)的转速通过控制系统，以加捻电机(M1)的转速为基准进行控制。
全文摘要
本发明公开了一种由微电脑控制的用于纺制粗纱的多电机传动的棉纺粗纱机。它包括分别由独立电机驱动的喂入装置、牵伸、加捻、卷绕及龙筋升降机构，这种粗纱机通过微电脑、多个检测传感器、驱动控制器组成的闭环控制系统，按一定的数学模型规律，控制各电机的同步运转，实现粗纱卷绕所需的各种同步匹配的要求，本发明粗纱机结构简单，使用和维护方便，粗纱质量好。广泛运用于棉纺机械中。
文档编号D01H1/20GK1446956SQ0311334
公开日2003年10月8日 申请日期2003年4月30日 优先权日2003年4月30日
发明者汤坚, 顾菊民, 吴克明, 沈丽芳, 周镭 申请人:江苏宏源纺机股份有限公司