圆型针织机的制作方法

专利名称：圆型针织机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有一个或两个针筒的圓型针织(编织)机。本发明更具 体地涉及对针筒及其配对部件的转动的控制，所述配对部件对于双针筒针
织机来说是另一个针筒，或者对于单针筒针织机来说是针盘(dial plate)。
背景技术：
双针筒针织机大体包括头对头地面对的两个竖直的同轴针筒，在它们 之间具有小的间隙。两个针筒具有相同数量的凹槽，每个凹槽都适于保持 移动的针。通常，每根针都在其一端具有形成针织线圏(针迹)的钩。分 别为下针筒和上针筒的所述两个针筒以它们的针、保持凹槽对准地转动。 根据所需的针织图案， 一些钩在针筒的边沿附近、大致在针筒间的间隙的 中央由导纱器进给(纱线)。从该中点起，纱线能被针的钩接取以形成针 织线圈。接取纱线的针可位于上针筒的凹槽内或位于下针筒的凹槽内。也 能修改两个针筒的相对相位，以侵》例如使针织线圈相对于织物或针织产品 倾斜移动，从而使圆型针织机能够实现多种针织效果(花紋)，例如能在 平型针织机上实现的编结绞花效果。
能够理解，两个针筒必须在保持它们的凹槽以高精度对准的同时转动。 针织线圈部分地由上针筒的针保持以及部分地由下针筒的针保持，并根据 所需的针织图案从上到下或从下到上地进行转移，对不准会使针织线圏脱 出，甚至会损坏纱线和/或针钩本身。同样，在将针织线圈从一个针筒转移 到另一个针筒时，对不准或不同步会导致针损坏。对于圆型针织机的这种 损坏常常具有严重的后果，因为损坏会扩散到许多针和机械部件，从而需 要非常费钱和费时的维修。
5为了防止对不准或不同步带来的任何风险，在已知的双针筒针织机上， 用与机械传动装置联接的单个电动机来驱动针筒，所述机械传动装置制造 起来很昂贵并且会产生机械损失。此外，当需要允许针筒之间存在期望的 相位偏移时，所述机械传动装置甚至会变得更加复杂、昂贵及难以处理和 维修。
具有针盘的单针筒针织机大体包括保持针的下针筒和在该下针筒上方 转动并为每^f艮针保持一个钩的同轴针盘。在致动后，所述钩保持由针g 的纱线，或允许其从针释放，以便产生诸如双贴边袜口似的效果。在钩与
针协作配合时，针筒与针盘必须同步。针盘可能(eventually)支承纱线切 断装置。可通过改变针筒与针盘之间的速度来调节所切出纱线的长度。在 这种单针筒针织机中，下针筒与针盘的同步用与双针筒针织机中类似的装 置来实现。
因此，需要一种控制针织机针筒的转动的新方式，其应当比已知的机 械传动装置廉价，并具有至少相同的可靠性和更高的通用性。

发明内容
为了实现该目的，本发明涉及一种用于控制圓型针织机的下针筒和同 轴的上配对部件的转动的方法，该方法包括以下步骤 -用第一电动机驱动所述下针筒转动， -用第二电动机驱动所述上配对部件转动， -检测所述下针筒的角度位置， -检测所述上配对部件的角度位置，
-通过根据以下量(参数)确定用于所述第一电动机的第一设定点 (set-point) St和用于所述第二电动机的第二设定点S2来电子地控制所述 第一和第二电动机的转动
-由针织程序提供的主设定点S,
-所述下针筒的所检测出的位置qn与所述上配对部件的所检测出
的位置(p2之差，-以及可能地(可能有地、可能存在地)，由所述针织程序提供的所述下针筒和所述上配对部件之间的期望相位偏移《。
两个单独的电动^/L (一个用于下针筒，另一个用于上配对部件)的采用允许以非常低的成本来控制下针筒和上配对部件的转动。此外，对各个
动装置。
此外，在电动机之一或其相联编码器出故障的情况下，能安全地驱动另一个电动机完全同步地停止。
根据本发明的一种可能实施方式，所述方法还包括以下步骤
画将所述第一设定点St与所述下针筒的所检测出的位置cpi进行比较并将该比较的结果提供给专用于所迷笫 一 电动机的第 一控制器，
-将可能包含所迷期望相位偏移g的所述第二设定点S2与所述上配对部件的所检测出的位置cp2进行比较并将该比较的结果提供给专用于所述第二电动机的第二控制器。
根据本发明的这种实施方式的一个方面，所述专用的第一和第二控制器是PID控制器。
才艮据本发明的这种实施方式的另一个方面，确定所述第一设定点Si和所述笫二设定点S2包括用PID过滤器过滤所述下针筒的所检测出的位置与所述上配对部件的所检测出的位置92以及可能地所述下针筒和所述上配对部件间的所述期望相位偏移g之间的差的步骤。
本发明还涉及一种圆型针织机，至少包括
-绕竖直轴线A转动的下针筒，
-驱动所述下针筒的第一电动机，
-检测所述下针筒的角度位置qh的第一角度检测器，
-与所述下针筒同轴并绕所述竖直轴线A转动的上配对部件，
-驱动所述上配对部件的第二电动机，
画检测所述上配对部件的角度位置化的第二角度检测器，
-控制单元，该控制单元连接到所述第一和第二电动机、所迷第一和行针织程序的机器控制器，并适于按照根据本发明的方法来控制所述针筒和所述上配对部件的转动。
根据本发明的一种实施方式，所述控制单元包括國适于控制所述第一电动机的笫一专用控制器，-适于控制所述第二电动机的笫二专用控制器，
-主控制器，该主控制器适于从以下量确定第一^:定点Si和第二设定
点S2:
-由所述机器控制器提供的主设定点S和可能的期望相位偏移《，-所述下针筒的所检测出的位置<pi与所述上配对部件的所检测出
的位置(p2之差，
并且所述主控制器适于将所述笫一设定点Si和所述笫二设定点S2分
别提供给所述第 一和第二控制器。
根据本发明的这种实施方式的一个方面
-所述第一专用控制器是适于根据所述第一设定点^与所述笫一角度位置qh之差控制所述第一电动机的PID控制器，
-所述第二专用控制器是适于根据可能包含所述期望相位偏移g的所
述第二设定点S2与所述第二角度位置(P2之差控制所述第二电动机的PID
控制器。
根据本发明的这种实施方式的另 一个方面，所述主控制器包括适于过滤所迷第一角度位置w、所迷第二角度位置92和可能的所述期望相位偏移《之间的差的PID过滤器。
根据本发明，所述针织机可以是单针筒针织机，其中所述上配对部件是针盘或沉降片。所述针织机也可以是双针筒针织机，则其中所述上配对部件是第二针筒。
本发明的上述各个方面、实施例或目的能以各种方式相互组合，只要所组合的方面、实施例或目的不是不相容或互斥的即可。


8从下面结合附图作出的详细说明可清楚看到本发明的其它方面和优点，所述附图示意性地示出本发明的对应于双针筒针织机的非限制性实施例。
具体实施例方式
如图1所示并且总体用附图标记1表示的根据本发明的圆型针织机包
括绕竖直轴线A转动的下针筒2。在下针筒2上方，圓型针织机1包括也绕竖直轴线A转动的同轴的上配对部件3。在所示的示例中，圆型针织机是双针筒针织机，配对部件3也是带有其在其下部延伸的针(未示出)的针筒，而下针筒2的针在该下针筒的上部延伸。下针筒2和上针筒3的针彼此协作配合以在中部4形成针织线圏，从而例如织出针织袜或其它物品。根据本领域技术人员公知的技术，针设置在上和下针筒的凹槽内，并且能够根据针织程序而改变位置。针织机的其它元件如针的提花致动器、凸轮、沉降片、导纱器等也是本领域技术人员公知的，因此无需作进一步说明。
根据本发明，下针筒2由专用于使下针筒2转动的第一电动机M"区动。同样，上配对部件3由也专用于使所述上配对部件3转动的第二电动机M2驱动。在所示的示例中，电动机Mi和M2是空心轴多极电动机。为了提供充分高的角度精度，所述电动机优选地具有多于十二个的极，例如二十四个极。电动机Mi和M2的尺寸还设定为允许高达例如1000 RPM的转速。当然，也可采用任意其它类型的电动机，例如传统的具有带的无刷电动机。
由于需要精确知道下针筒2和上配对部件3的角度位置，所以它们各自分别设有第一角度检测器或编码器Ei和第二角度检测器或编码器E2。
对下针筒2和配对部件3的转动和同步的控制由控制单元U来完成，控制单元UM行针织程序并相应控制机器的其它功能的机器控制器MC接收指令。机器控制器MC还连接到用户接口编程单元PC。机器控制器MC根据针织程序向控制单元U提供i殳定点S和针筒2、 3之间的期望相位偏移g。为了实现其控制功能，控制单元U连接到电动机Mi、 M2，角度检测器En E2以及机器控制器MC。控制单元U执行可在同一面板或不同面板上设定的各种功能。这些功能也可根据针织机的设计由同一电子装置或不同电子装置模拟。
在所示的示例中，控制单元U包括主控制器或总控制器A，主控制器A向控制第一电动机Mi的笫一专用控制器Ai和控制第二电动机M2的第
二专用控制器A2提供指令。
主控制器A包括第一比较器或加法器10，第一比较器10产生由第一角度检测器Ei提供的下针筒2的第一角度位置c^与由第二角度检测器E2提供的上配对部件3的第二角度位置cp2之间的差。第一比较器10后接第二比较器11,第二比较器11具有由第一比较器10获得的比较结果和期望相位偏移《两者。在第二比较器11之后，主控制器A包括PID (比例、积分和微分)过滤器或控制器12， PID过滤器12将其输出提供给绝对值函数功能块13。功能块13后接限制由绝对值函数功能块13提供的上限值和下P艮值的上和下界限函数功能块14。上和下界限函数功能块14的输出则提供给乘法器15。乘法器15的输出又提供给比较器或减法器16,比较器16还从机器控制器MC被供给以设定点S。主控制器A还包括接收由比较器16进行的处理的结果的低通滤波器17。主控制器A还具有将比较器16的输出结果供给到乘法器15的反馈回路18。
低通滤波器17的输出对应于将用于控制第 一 电动机M,的第 一设定点
Sp而用于控制第二电动机M2的第二"^殳定点S2将对应于具有低通滤波器
17的输出和期望相位偏移纟的加法器19的输出。
由主控制器A提供的第一设定点Si被供给到还接收第一角度位置91的比较器20。比较器或减法器20的输出则提供给第一专用控制器Ap第一专用控制器Ai是驱动第一电动机Mi的PID控制器。同样，由主控制器A确定的第二设定点S2被提供给具有第二角度位置q)2的比较器或减法器21。比较器21的输出又提供给第二专用控制器A2,此处第二专用控制器A2也是控制笫二电动机M2的PID控制器。应当指出，由于变量S、 Sp S2、 ((h、 q>2、《是与时间有关的，所以它们也能写成S(t)、 S"t)、 S2(t)、 (p"t)、 cp2(t)、 g(t)。
如上面公开的控制单元如下文所述地执行用于控制圆型针织机1的下针筒2和同轴的上配对部件3的转动的方法。
各个针筒的角度位置(pi(t)和92(t)可定义为针筒上的固定点(例如，特定的凹槽#1)在时刻t相对于固定位置(零-位置)所经过的角度。
如果化(t)和q)2(t)是针筒2和3的角度位置，则必须满足以下关系以避免任何错误或故障
关系式1 e(t) = I (p"t) - c()2(t) I < MaxErr
其中e(t)是轴之间的相位偏移误差函数，而MaxErr值是e(t)函数的在被超过时会产生机械故障的最小值。
在某些特殊情况下，可能需要能够改变两个针筒之间的同步性，以便例如实现已知为编结或绞花效果的特殊针织效果。因此，需要允许一个针筒相对于另一个针筒转动一个凹槽角度区间，使得与初始相比，每个下针筒凹槽位于一不同的上针筒凹槽之前。这种相位偏移调整在机器第一次上电时也可能是需要的，以便使针筒重新同步。在这些情况下， 一与时间有关的期望相位偏移g(t)函数将应用于针筒控制装置之一。于是，保持令人满意的控制的条件将是
关系式2 I qh(t) - (p2(t) - g(t) I = e(t) < MaxErr e(t) > 0
在这种情况下，相位偏移误差e(t)包含了期望相位偏移g(t)。
应当指出，在出现电力故障的情况下和在机器再次上电时也必须保持两个电动机之间的同步性。当然，只有在针上全都没有针织线圏以及在针筒之间没有针时才能使针筒重新同步。
为了实现下针筒及其上配对部件3的良好的转动同步性，主单元根据以下量产生位置设定点S!和S2:
-由机器控制器MC发出的位置设定点S，
—位置(pi和(p2之差，
-以及可能地，由机器控制器MC发出的期望相位偏移g(t)。
iiPID过滤器12的输入是相位偏移误差e(t),上和下界限功能块14的输出是函数c(t),如果相位偏移误差e(t)为无效值(null)，则函数c(t)为0，并且在相位偏移误差e(t)增大的情况下函数c(t)变大。
由于乘法器15、比较器16、低通滤波器17和反馈回路18，给出笫一设定点Si的转移函数为
关系式3 s"t^^^"(t)<formula>formula see original document page 12</formula>
当c(t)接近为零时，设定点Si和设定点S为几乎相同的函数。如果c(t)的值大到使l可忽略，则设定点Si趋向O。除加上了期望相位偏移^t)之外，针对第二设定点S2也具有相同的特性。在平衡时
关系式4 I (设定点S0 -(设定点S2) I = g(t)
因此， 一旦系统平衡，则每个针筒的设定点都能用其角度位置来替换
关系式5 I (p"t) - 92(t) I =《(t)
PID过滤器12减小e(t)值以实现关系式2的条件。
在正常操作期间，两个针筒同步转动且相位偏移处于容许范围内。如果发生故障，例如M2电动机失效，则相位偏移误差e(t)增大并使c(t)增大。由于c(t)被减为来自机器控制器MC的设定点S(t),所以设定点的值降低以减小相位偏移误差e(t)。由于M2动力驱动失效，所以设定点S2或角度位置(()2(t)将不受影响。有利地，由于根据本发明的控制单元的设计，与哪根轴失效没有关系。因此，如果E!传感器失效，则设定点S2将被修正以减小相位偏移误差。
根据现有技术，对两根轴的运动同步性的控制通常是通过将一根轴看作是接收主设定点的主轴来实现的。另一根轴被看作是从轴并且接收主轴的角度位置作为设定点。在从轴发生故障的情况下，主轴由此不被驱动，这是这种现有技术的控制方法的 一个主要缺点。
根据本发明，通过考虑两根轴的角度位置之差以详尽设计每根轴的设定点，每根轴都考虑了另一根轴的可能失效。用PID过滤器来确定两根轴的设定点提供了一种可靠和可调的方式来进行稳定的控制。
这种控制的另一个有利效果是，它提供了对动力学问题的适应。如果
12期望转速变得过高以致于电动机之一无法达到，则设定点s，和设定点s2
被修正以满足MaxErr。这确实地导致机器的速度降低，因为下针筒的位置通常用于使所有的机器功能同步。
在两个针筒需要一个相对于另一个移动的情况下，期望相位偏移函数g(t)被供给到主控制器A。该相位偏移以如此方式确实地添加到设定点以及相位偏移误差e(t)上，即如果S2对于满足MaxErr在动力学上没有困难，则两个针筒的操作是正确的。
期望相位偏移函数纟(t)可能被用于确定设定点S！和设定点S2是指其并非总是被需要，因为下针筒和上配对部件在针织期间主要是完全同步地工作的，而期望相位偏移函数g(t)只被完全包括在设定点之一内，因为其目的是改变相对角度位置。
当然，期望相位偏移函数《(t)可无偏向性地完全应用于第一设定点St或i殳定点S2之一。
尽管已参照本发明的特定实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员应理解，可对本发明作出形式和细节上的改变而不脱离在所附权利要求中限定的本发明的精神和范围。
权利要求
1、用于控制圆型针织机的下针筒(2)和同轴的上配对部件(3)的转动的方法，该方法包括以下步骤-用第一电动机(M1)驱动所述下针筒(2)转动，-用第二电动机(M2)驱动所述上配对部件(3)转动，-检测所述下针筒(2)的角度位置 id="icf0001" file="A2009101612920002C1.tif" wi="14" he="5" top= "65" left = "114" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>-检测所述上配对部件的角度位置 id="icf0002" file="A2009101612920002C2.tif" wi="14" he="5" top= "73" left = "112" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>-通过根据以下量确定用于所述第一电动机的第一设定点(S1)和用于所述第二电动机的第二设定点(S2)来电子地控制所述第一电动机(M1)和所述第二电动机(M2)的转动-由针织程序提供的主设定点(S)，-所述下针筒的所检测出的位置 id="icf0003" file="A2009101612920002C3.tif" wi="10" he="5" top= "114" left = "116" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>与所述上配对部件的所检测出的位置 id="icf0004" file="A2009101612920002C4.tif" wi="10" he="5" top= "123" left = "61" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>之差，-以及可能地，由所述针织程序提供的所述下针筒和所述上配对部件之间的期望相位偏移(ξ)。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 -将所述第一设定点(SJ与所述下针筒的所检测出的位置(91)进行比较并将该比较的结果提供给专用于所述第一电动机(MJ的第一控制 器，-将可能包含所述期望相位偏移U)的所述第二设定点(S2)与所述 上配对部件的所检测出的位置(92)进行比较并将该比较的结果提供给专 用于所述第二电动机(M2)的第二控制器。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述专用的第一和第二 控制器是PID控制器。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述 第一设定点(Sj和所述第二设定点(S2)包括用PID过滤器过滤所述下 针筒(2)的所检测出的位置(qH)、所述上配对部件(3)的所检测出的位置(<p2)以及可能地所述下针筒(2)和所述上配对部件(3)间的所述 期望相位偏移(。之间的差的步骤。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述针织 机是单针筒针织机，所迷上配对部件(3)是针盘。
6、 根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述针织 机是双针筒针织机，所述上配对部件(3)是第二针筒。
7、 圆型针织机，至少包括-绕竖直轴线(A)转动的下针筒(2)， 画驱动所述下针筒(2)的第一电动机(MJ ， 國检测所述下针筒(2)的角度位置(91)的第一角度检测器(E^ , -与所述下针筒同轴并绕所述竖直轴线(A)转动的上配对部件(3), 誦驱动所述上配对部件(3)的第二电动机(M2), -检测所述上配对部件(3 )的角度位置(((>2)的第二角度检测器(E2)， 画控制单元，该控制单元连接到所述第一电动机(Mj和所述第二电 动机(M2)、所述第一角度检测器(EJ和所述第二角度检测器(E2)、 运行针织程序的机器控制器(MC)，并适于按照根据权利要求1至6中 任一项所述的方法来控制所述下针筒(2)和所述上配对部件(3)的转动。
8、 根据权利要求7所述的圆型针织机，其特征在于，所述控制单元包括-适于控制所述第一电动机(MJ的第一专用控制器(Aj ， 國适于控制所述第二电动机(M2)的第二专用控制器(A2), -主控制器(A),该主控制器适于从以下量确定第一设定点(SO和 第二设定点(S2):-由所述机器控制器(MC)提供的主设定点(S)和可能的期望 相位偏移("，-所述下针筒的所检测出的位置(qh)与所述上配对部件的所检 测出的位置((|)2)之差，并且所述主控制器适于将所述第一设定点(Si )和所述第二设定点(S2)分别提供给所述第一控制器(Ai)和所述第二控制器(A2)。
9、 根据权利要求8所述的圆型针织机，其特征在于國所述第一专用控制器(AD是适于根据所述第一设定点(SJ与所 述第一角度位置(qh)之差控制所述第一电动机(MJ的PID控制器，-所述第二专用控制器(A2)是适于根据可能包含所述期望相位偏移 (。的所述第二设定点(S2)与所述第二角度位置(<p2)之差控制所述第 二电动机(M2)的PID控制器。
10、 根据权利要求8或9所述的圓型针织机，其特征在于，所述主控 制器(A)包括适于过滤所述第一角度位置(w)、所述第二角度位置((P2) 和可能的所述期望相位偏移(U之间的差的PID过滤器(12)。
11、 根据权利要求7至10中任一项所述的圆型针织机，其特征在于， 所述针织机是单针筒针织机，所述上配对部件(3)是针盘或沉降片。
12、 根据权利要求7至10中任一项所述的圆型针织机，其特征在于， 所述针织机是双针筒针织机，所述上配对部件(3)是第二针筒。
全文摘要
本发明涉及圆型针织机及用于控制圆型针织机的下针筒(2)和同轴的上配对部件(3)的转动的方法，该方法包括以下步骤用第一电动机(M₁)驱动下针筒(2)转动；用第二电动机(M₂)驱动上配对部件(3)转动；检测下针筒(2)的角度位置(φ₁)；检测上配对部件的角度位置(φ₂)；通过根据以下量确定用于第一电动机的第一设定点(S₁)和用于第二电动机的第二设定点(S₂)来电子地控制第一和第二电动机的转动由针织程序提供的主设定点(S)；下针筒的所检测出的位置(φ₁)与上配对部件的所检测出的位置(φ₂)之差；以及可能地，由针织程序提供的下针筒和上配对部件之间的期望相位偏移(ξ)。所述针织机执行这种方法。
文档编号D04B15/16GK101638826SQ20091016129
公开日2010年2月3日 申请日期2009年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者M·马蒂亚, N·贝洛米 申请人:德盟有限公司