专利名称：用于确定织机中的经轴直径的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于确定织机中的经轴直径的方法和设备。
背景技术：
为了保持织机中的给定经线张力，以一定旋转速度来驱动织机的送出马达，其中 所述旋转速度是根据用于传送经线的经轴直径来计算的。因为在设定操作中使用新经轴来 更换旧经轴时以及当经轴上的经线量随织机的纺织操作而减少时经轴直径会发生变化，所 以难以机械地确定经轴直径。因此，实际上，通常使用备用手段来确定经轴直径。日本未审专利申请公开号10-60753公开了一种用于确定绒经轴的直径的方法和 用于确定地经轴的直径的方法。这些方法基于一个基本构思并且下面将描述前一情况。当织机运转时，绒经轴被送出马达驱动。沿送经方向观察到的设置在绒经轴下游 的辊随经线的传送而旋转。接近开关被设置成邻近于与辊整体旋转的被检测元件的运动路 径。被检测元件的路径在接近开关的检测范围内。接近开关处于面向被检测元件的位置时 向控制器输出ON(开)信号。控制器基于来自接近开关的信号来计算绒经轴的直径。在常规技术的上述方法中，基于代表辊旋转的信号来计算当织机运转时随经轴上 的经线量减少而变化的经轴直径。在这种方法中，织机需要运转一给定时段，并且因此在织 机启动之前不能够计算出新经轴的直径。通常，当经轴被更换为新经轴时，由织机操作者向 控制器手动输入新经轴的直径作为初始值。不过，在手动输入方法中，可能会输入错误的直径，或者可能忘记输入初始值。在 忘记输入的情况下，通常会使用在更换经轴之前已经在控制器中设定的前一经轴直径。即 使根据纺织规格输入了新经轴的直径，因为某些原因，新经轴的实际直径也可能不同于纺 织规格中的值。在任一情况下，当设定操作之后启动织机时，使用不同于实际直径的经轴直径来 计算送出马达的旋转速度。这可能会导致在刚启动织机后不规则地增大或减小经线张力， 从而阻止织机的适当纺织操作。本发明旨在提供用于确定精确地对应于实际直径的经轴直径的方法和设备。
发明内容
根据本发明的一个方面，在织机中使用的用于确定经轴直径的方法和设备包括用 于独立地旋转经轴的送出马达和用于独立地旋转布轴的卷取马达。该方法包括如下步骤 在织机开始纺织之前驱动送出马达和卷取马达，当驱动送出马达和卷取马达时以一定时间 间隔检测经线张力，由经线张力计算经线张力变化，以及基于经线张力变化来计算经轴直径。结合附图从下述描述中可以显而易见到本发明的其他方面和优点，其中下述描述 以示例性方式来描述本发明原理。
图1是织机的示意图，其中实现了根据本发明的实施例来确定经轴直径的方法；图2是示出计算经轴直径与实际经轴直径之间偏差与经线张力变化之间的关系 的图表；图3是图1的织机中送出马达、卷取马达和经线张力的计时图；图4是根据本发明的第二实施例的计时图。
具体实施例方式参考图1，织机驱动马达1、双向送出马达3和双向卷取马达14在控制器2的控制 下运转。送出马达3被设置成分离于织机驱动马达1，并且驱动经轴4，从而允许从经轴4松 开并传送经线4A。经线4A被引导通过后辊5和张力辊6并且被穿入综片7和筘8。纬线 (未示出)被插入通过在经线4A的纱片之间形成的梭口从而织布13A。布13A被引导通过 伸缩杆9、表面辊10、压辊11和引导件12，并且被缠绕在布轴13上。表面辊10和布轴13 被卷取马达14驱动，该卷取马达14被设置成分离于织机驱动马达1。张力辊6被支撑在张力杠杆15的一端，并且通过拉伸弹簧17的弹簧力来向经线 4A提供张力，该拉伸弹簧17被安装于从张力杠杆15的另一端延伸的臂16。张力杠杆15 被旋转地支撑在从检测杠杆18的一端延伸的臂19上，并且检测杠杆18的另一端被联接于 载荷传感器20。经线4A的张力通过张力辊6、张力杠杆15和检测杠杆18传输到载荷传感 器20。载荷传感器20根据经线张力向控制器2输出电信号(检测信号)。张力辊6、张力 杠杆15、检测杠杆18和载荷传感器20相配合工作作为经线张力检测器。织机设有功能面板21，该功能面板21具有各种开关，例如用于输入包括布的种类 及其相应经线张力的各种纺织条件的输入开关22、启动开关23、正向微动开关24、反向微 动开关25、停止开关26、用于驱动送出马达3的驱动开关27以及用于驱动卷取马达14的 驱动开关28。这些开关被电连接到控制器2。控制器2也被连接到旋转编码器29、解算器 30和解算器31，其中该旋转编码器29被设置在织机的驱动系统中以便检测织机的旋转角 度，所述解算器30被设置在送出马达3的旋转轴上以便检测送出马达3的旋转角度，所述 解算器31被设置在卷取马达14的旋转轴上以便检测卷取马达14的旋转角度。虽然在本实施例中使用单个控制器2来控制织机驱动马达1、送出马达3、卷取马 达14和例如梭口装置的其他机构的运转，不过这些马达和机构中的每一个可以具有其各 自的控制器，控制器2作为主控制器连接并控制这些所述各自的控制器。为了操作织机，控制器2将驱动信号输出到织机驱动马达1、送出马达3和卷取马 达14。当织机运转时，控制器2从旋转编码器29、载荷传感器20、送出马达3的解算器30 和卷取马达14的解算器31接收检测信号。控制器2向送出马达13和卷取马达14输出驱 动信号以便由来自载荷传感器20的信号所计算的纱线张力与预定目标张力一致。虽然没有在图中示出，不过控制器2包括计算器、存储器以及输入和输出接口。当 纺织新的布时，以如下方式设定织机，即经轴4被更换为新经轴，并且新经轴4上的经线4A 被穿线。之后，例如通过操作设置在功能面板21上的设定完成开关32，将设定完成信号输 入到控制器2。此外，新布的纺织条件被输入到进入屏上，并且经由输入和输出接口被存储 到控制器2的存储器中，其中通过操作功能面板21上的输入开关22来打开进入屏。
下面将参考图2和图3描述当经轴4已经被更换为新经轴时用于确定经轴直径的 方法。图2示出了计算经轴直径和实际经轴直径之间的偏差与经线张力变化之间的关 系。通过实验获得了图2所示的第一实施例中使用的经纱的关系数据，其示出了本发明的 基本构思。虽然实际经线张力变化取决于将要使用的经线种类，不过这种关系可以不考虑 经线种类大体上如图2所示。如图2中的图表所示，其中经轴4的实际直径被设定为参考点或零点，计算经轴直 径正偏离或负偏离于参考点。由实线指示的曲线P示出了当以一定旋转速度向前旋转送出 马达3和卷取马达14从而传送经线4A时的经线张力变化，其中所述旋转速度是由具有正 或负偏差的计算经轴直径计算的。在曲线P中，当计算直径负向偏离时，经线张力变化沿二 次曲线负向偏离于参考点。另一方面，当计算直径正向偏离时，经线张力变化沿二次曲线正 向偏离于参考点。由虚线指示的曲线R示出了当以一定旋转速度反向旋转送出马达3和卷取马达 14从而再次缠绕经线4A时的经线张力变化，其中所述旋转速度是由具有正或负偏差的计 算经轴直径计算的。在曲线R中，当计算直径负向偏离时，经线张力变化沿二次曲线正向偏 离于参考点。另一方面，当计算直径正向偏离时，经线张力变化沿二次曲线负向偏离于参考 点o因此，可以通过检查经线张力变化来确定计算经轴直径是否偏离于实际经轴直径。具体地，当经线张力变化正向或负向偏离于参考点时，基于当前计算直径与实际 直径间的偏差来校正当前计算直径。该偏差是由经线张力变化计算的。之后，使用校正过 的直径重新计算送出马达3和卷取马达14的旋转速度，并且以重新计算的速度驱动送出马 达3和卷取马达14从而传送经线4A或卷取布13A。当这个过程中经线张力变化变为零时， 经轴4的计算直径与实际直径一致。不过，重复正向或反向旋转马达3和14直到经线张力变化准确地变为零是效率低 下的。根据本发明，确定的是，当经线张力变化落入参考点附近的预定允许范围A内时计算
直径与实际直径实质上一致。图3示出了送出马达3、卷取马达14和经线张力的计时图。图2所示的计算经轴 直径的偏差与经线张力变化之间的关系被绘制并作为程序存储在控制器2中。当检测到经 线张力变化时，根据程序执行对经轴直径的计算。更换了经轴4之后，通过操作设定完成开关32向控制器2自动地或手动地输入设 定完成信号。之后，在第一操作中通过控制器2沿正向驱动送出马达3和卷取马达14 一给 定时段TO。在这种情况下，因为控制器2还没有识别新经轴4的直径，所以以由前一经轴直 径计算出的旋转速度来驱动马达3和14，其中该前一经轴直径是在更换经轴4之前已经被 存储的。以相对低速启动并驱动送出马达3和卷取马达14 一初始时段T1。在点HI将马达 旋转速度转换到由前一经轴直径计算出的相对高的命令速度，其中该前一经轴直径是在更 换经轴4之前已经被存储的。在已经经过时段TO之后，停止送出马达3和卷取马达14。第 一操作中的张力检测信号(图3中作为示例示出)被控制器2接收并存储在控制器2中。根据图2的图表，当计算直径正向偏离于实际直径时在曲线P中经线张力变化正向偏离。因 此图3中，第一操作中的经线张力变化表示已经用于计算控制器2中的命令旋转速度的经 轴直径(计算经轴直径)大于实际直径。在启动马达3和14之后的早期，经线张力不稳定，并且由于例如经线4A的伸长而 趋于显著减小。在经过时段T1之后经线张力变得稳定。在第一操作中，以由大于实际直径 的经轴直径计算出的旋转速度来驱动送出马达3和卷取马达14。在这种情况下，将被传送 的经线4A的量较少，使得在经线张力变得稳定之后经线张力以恒定速率增加。由控制器2检测稳定条件下的经线张力。具体地，在马达旋转速度被转换到命令 旋转速度后经过时段T2之后，控制器2在点H2接收来自载荷传感器20的经线张力检测信 号。之后，在经过时段T3之后，控制器2在点H3接收来自载荷传感器20的经线张力检测 信号。控制器2基于点H2和点H3处经线张力之间的差来计算经线张力变化WT1，并且确定 经线张力变化WT1是否在允许范围A内。如图2和图3显而易见，因为经线张力变化WT1 不在允许范围A内，所以从经线张力变化WT1获得的校正值被添加到第一操作中的当前计 算直径，并且新获得的经轴直径被存储在控制器2中。具体地，控制器2中事先存储了与经 线张力变化成比例的多个校正值，并且取决于经线张力变化WT1的校正值被读出并用于计 算经轴直径。在正向驱动送出马达3和卷取马达14旋转的第一操作之后，控制器2基于第一操 作之后计算出的新经轴直径来计算新命令旋转速度，并且之后在第二操作中以新命令旋转 速度反向驱动送出马达3和卷取马达14 一定时段TO。而且在第二操作中，在初始时段T1中马达旋转速度较小，并且在经线张力变得稳 定的点HI处将马达旋转速度转换到命令旋转速度。如同第一操作中，在经过时段T2和T3 后，控制器2分别通过来自载荷传感器20的检测信号来确定点H2和H3处的经线张力。在 第二操作中，如图3所示，经线张力减小。根据图2的图表，当计算直径正向偏离于实际直 径时，曲线R中经线张力负向地偏离。因此，图3中第二操作中的经线张力变化表示出计算 直径大于实际直径，不过绝对经线张力变化，即实际直径和计算直径之间的差减小。控制器 2基于点H2和H3处的经线张力之间的差来计算经线张力变化WT2，并且确定经线张力变化 WT2是否在允许范围A内。而且在第二操作中，因为经线张力变化WT2不在允许范围A内， 所以从经线张力变化WT2获得的校正值被添加到第一操作之后计算出的前一计算直径，并 且新获得的经轴直径被存储在控制器2中。具体地，因为经线张力变化WT2小于经线张力 变化WT1，所以小于前一校正值的校正值被读出并且被添加到前一计算直径。与上面的描述类似，在第三操作中控制器2正向驱动送出马达3和卷取马达14从 而检测经线张力变化WT3(参见图3)。因为经线张力变化WT3不在允许范围A内，所以在第 四操作中控制器2反向驱动马达3和14。根据图2的图表，因为当计算直径负向偏离于实 际直径时曲线P中经线张力变化负向偏离，所以在图3的第三操作中的经线张力变化表示 出计算直径小于实际直径。因此，取决于经线张力变化WT3的校正值被添加到第三操作中 的计算直径，并且新获得的经轴直径被存储以备下一操作。如图3所示，绝对经线张力变化 逐渐地朝向第四操作而逐步减小，即WT1 > WT2 > WT3 > WT4。如果通过控制器2确定了经线张力变化WT4处于允许范围A内，则控制器2停止 送出马达3和卷取马达14的操作。如果确定经线张力变化WT4不在允许范围A内，则控制
6器2正向和反向交替地驱动马达3和14直到经线张力变化落入允许范围A内。也就是说， 以与送出马达3和卷取马达14的前一驱动方向相反的方向来相继地执行驱动送出马达3 和卷取马达14的步骤。在本实施例中第四操作中的经轴变化WT4在允许范围A内，在第四操作中使用的 计算直径被存储为织机纺织操作中经轴4的直径的设定值。可替换地，已经减去取决于经 线张力变化WT4的校正值的计算直径可以被存储为设定值。之后，使用设定值来计算送出 马达3和卷取马达14的旋转速度，并且所述旋转速度被存储在控制器2的存储器中。在已 经确定经轴4的直径之后，由织机操作者来操作启动开关23从而启动织机。根据第一实施 例，以精确地对应于经轴4的实际直径的旋转速度来驱动送出马达3和卷取马达14，这允许 适当地传送经线4A并且稳定地启动织机操作。如果控制器2确定在第一操作中经线张力 变化在允许范围A内，则不执行后续的第二操作。第一操作中的计算直径被存储为设定值， 并且使用该设定值来计算送出马达3和卷取马达14的旋转速度。由此计算出的旋转速度 被存储为当织机启动时将被使用的设定值。第一实施例提供了如下优点(1)通过检测经线张力变化并且基于检测到的经线张力变化来估计与实际直径的 偏差，从而计算经轴4的直径。结果，容易且精确地获得与实际直径实质上相同的计算经轴 直径，这防止了启动织机之后不规则的张力增加。(2)不需要手动输入经轴直径，这防止了例如错误输入或忘记输入的人为误差。(3)由于纺织操作中的织机的梭口运动和打纬运动而产生的经线张力变化不会影 响对于正在运动的经线的张力检测，这使得可以更容易地适当地检测经线张力。(4)正向和反向交替地驱动送出马达3和卷取马达14，与仅正向驱动送出马达和 卷取马达的情况相比，这防止了经线4A被例如伸副器所损坏。(5)为经线张力变化设定允许范围A允许有效地计算经轴4的直径。(6)图2所示的计算经轴直径的偏差与经线张力变化之间的关系被绘制并被编程 到控制器2中，这使得可以更容易地由经线张力变化来计算经轴直径。下面将参考图4描述本发明的第二实施例。第二实施例不同于第一实施例之处在 于，改变了经线4A的运动方向和运动速度。具体地，总是正向驱动送出马达3和卷取马达 14从而向前传送经线4A，并且在时段TO期间送出马达3和卷取马达14的旋转速度恒定。在已经经过时段T4(对应于第一实施例中的时段T1和T2之和)和时段T3之后， 控制器2分别在点H2和H3处基于来自载荷传感器20的信号来确定经线张力，此时以命令 旋转速度驱动送出马达3和卷取马达14并且经线张力变得稳定。如同第一实施例，控制器 2基于在点H2和H3检测到的经线张力之间的差来计算经线张力变化WT1，并且确定该经线 张力变化WT1是否在允许范围A内(参见图2)。当经线张力变化WT1不在允许范围A内时，经轴4的直径被重新计算并且被存储 在控制器2中，如同第一实施例。之后，控制器2由新存储的经轴直径来计算马达旋转速度， 并且在第二操作中正向驱动送出马达3和卷取马达14。随后，控制器2重复上述操作直到 经线张力变化落入允许范围A内。根据第二实施例，其中总是向前传送经线4A，经线4A的张力趋于变化，这使得可 以更容易地检测经线张力变化。
如下面所举例子，可以以各种方式来改变上述实施例。(1)虽然在第一实施例中马达旋转速度由低速转换为高速，不过其也可以如第二 实施例所示为恒定的。此外，第二实施例中的马达旋转速度可以如第一实施例所示由低速 转换为高速。(2)虽然在第一和第二实施例中，马达操作时段在各自操作中是恒定的，不过其也 可以根据需要变化。(3)虽然在第一和第二实施例中，如图2所示设定了经线张力变化的允许范围A， 不过马达操作也可以重复直到经线张力变化实质上变为零。(4)虽然在第一和第二实施例中，计算经轴直径的偏差和经轴张力变化之间的关 系被编程到控制器2中，不过也可以编程用于由经线张力变化来计算经轴直径的公式。(5)可以在停止织机之后且重启织机之前以及更换经轴之后的任意时刻来执行根 据本发明的经轴直径的计算方法。(6)本发明可以用于计算簇绒织机中绒经轴的直径。(7)虽然在第一和第二实施例中，送出马达3和卷取马达14被驱动给定时段TO以 便计算经轴直径，不过它们可以被驱动成使得经线运动的量恒定。可替换地，在相应操作中 马达操作时段或经线运动量不必要恒定，只要可以由经线张力变化来估计计算直径与实际 直径的偏差即可。
权利要求
一种用于确定织机中的经轴直径的方法，该织机包括用于独立地旋转经轴的送出马达和用于独立地旋转布轴的卷取马达，所述方法包括如下步骤在所述织机开始纺织之前驱动所述送出马达和所述卷取马达；当所述送出马达和所述卷取马达被驱动时以一定时间间隔检测经线张力；由所述经线张力计算经线张力变化；以及基于所述经线张力变化来计算经轴直径。
2.根据权利要求1所述的方法，其中计算经轴直径的步骤包括基于前一计算经轴直径 与实际经轴直径的偏差来校正所述前一计算经轴直径，其中通过所述经线张力变化来确定 所述偏差。
3.根据权利要求2所述的方法，其中驱动所述送出马达和所述卷取马达、检测经线张 力、计算经线张力变化和计算经轴直径的步骤被重复直到所述经线张力变化落入预定允许 范围内，其中所述计算经轴直径被用于确定下次驱动所述送出马达和所述卷取马达时的马 达速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其中以与所述送出马达和所述卷取马达的前一驱动方 向相反的方向来相继地执行驱动所述送出马达和所述卷取马达的步骤。
5.根据权利要求3所述的方法，其中总是沿正向执行驱动所述送出马达和所述卷取马 达的步骤。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中使用计算经轴直径的偏差与经线张 力变化之间的预定关系来执行计算经轴直径的步骤。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在更换经轴之后执行所述驱动送出 马达和卷取马达、检测经线张力、计算经线张力变化以及计算经轴直径的步骤。
8.一种用于确定织机中的经轴直径的设备，包括用于独立地旋转经轴的送出马达；用于独立地旋转布轴的卷取马达；用于控制送出马达和卷取马达的操作的控制器；和根据经线张力输出检测信号的经线张力检测器；其中所述控制器在所述织机开始纺织之前驱动所述送出马达和所述卷取马达；所述控 制器在所述送出马达和所述卷取马达被驱动时以一定时间间隔接收来自经线张力检测器 的检测信号；所述控制器由所述检测信号计算经线张力变化；以及，所述控制器基于所述 经线张力变化来计算经轴直径。
全文摘要
用于确定在织机中使用的经轴直径的方法和设备，该织机包括用于独立地旋转经轴的送出马达和用于独立地旋转布轴的卷取马达。该方法包括如下步骤在所述织机开始纺织之前驱动所述送出马达和所述卷取马达；当所述送出马达和所述卷取马达被驱动时以一定时间间隔检测经线张力；由所述经线张力计算经线张力变化；以及基于所述经线张力变化来计算经轴直径。
文档编号D03D49/04GK101876118SQ20101017049
公开日2010年11月3日 申请日期2010年4月27日 优先权日2009年4月28日
发明者梯乃里夫 申请人:株式会社丰田自动织机