单针控制簇绒机的制作方法

本发明涉及一种单针控制簇绒机，也称为单控制针簇绒机或icn簇绒机。

单针控制簇绒机是指具有支撑至少一排针的针杆的簇绒机。针选择机构由控制器基于图案数据进行控制，以使得可以通过该针选择机构来选择穿有图案所需的纱线的单根针(或针组)，以由针杆驱动穿过背衬介质以形成一簇(或多簇)，而图案不需要的针(或针组)不会被针选择机构选择，并且也不会随着针杆往复运动而被驱动穿过背衬。这种方法被用于申请人的colortec(rtm)机器。迄今为止，这通常仅实现在割绒机中。

这种簇绒机提供了优于传统簇绒方法的其他优点。

根据传统方法，无法选择单个针。因此，随着针杆往复运动，针杆上的所有针都一起往复运动。这意味着所有针上的所有纱线都被驱动到背衬材料中。如果在线迹位置不需要以这种方式形成的特定纱线，则可以控制纱线张力，以便将纱线拉低，以使得在成品地毯中看不到纱线，或者将纱线从背衬材料中完全拉出。当与滑动针杆(其相对于背衬材料的进料方向横向滑动穿过簇绒机)一起使用时，该机器能够通过拉低或移除所有在特定位置处不需要的纱线来控制出现在该特定位置的纱线，这些纱线会降低所需线圈的纱线中的张力并使其没有被拉低或移除，并因此在成品地毯中可见。这种需要拉回纱线以控制绒头高度的方法不适用于割绒地毯。

单针控制(icn)是一项技术术语，其将具有选择往复运动的针的能力的机器与上述所有针都往复运动的传统方法区分开。虽然这通常是在单个基础上完成的，但可以有一个选择机构来选择特定的一组针。在随后的描述中，应该理解的是，当参考选择针时，即使没有特别说明，选择一组针的可能性也是有可能的。为了简洁起见，这将不会在随后贯穿整个说明书的每个点处重复说明。

本发明涉及的icn机器类似地使用滑动针杆。滑动针杆在背衬材料上横向移动。滑动针杆将在相同或大致相同的位置进行多次往复运动，但是用于将单个针卡锁到针杆上的卡锁机构可确保仅当所需颜色的针位于期望位置时该针才会被卡锁到针杆上，以使其往复运动以形成所期望颜色的簇绒。

在gb2242914和gb2385604中公开了icn机器的示例。这种机器是由申请人以colortec品牌生产的。

因为仅当所期望的针就位时才使该针往复运动，因此不需要拉回不需要的纱线，从而不用设置前述的纱线进料机构。取而代之的是，纱线进料系统是一个无源系统，其中每根针都与一个纱线卡锁相关联。该纱线卡锁为弹簧加载的卡爪的形式，在将纱线进料至针眼之前，纱线绕过该卡爪。该弹簧加载的卡爪与各个针保持器相关联，以使得当针保持器被卡锁到针杆时，纱线卡锁与针杆一起往复运动。由于纱线被弹簧加载的卡爪捕获，因此这会用针将纱线向下拉，以便将纱线从纱架中拉出，并可以用来形成簇绒。

在图1至图3中示出了这种布置的问题。图1是利用colortec机构形成线迹的示意图。

针行程s表示上止点(tdc)与下止点(bdc)之间的距离。该行程代表上行程ts(即针1的尖端材料在衬布2上方的最大高度)和绒头高度ph之和。

图1示出了从第一行程的上止点(图1a)到下一行程的上止点(图1f)的完整的针循环。全文中所有相同的部件均用相同的附图标记表示。

具体地，针1设有孔眼3，纱线4穿过该孔眼3。在针的顶部设有呈弹簧加载的卡爪形式的纱线卡锁5。稍后将对此进行详细描述，但是对于本说明，足以知道，当针向下移动时，纱线卡锁5将会抓持住纱线4，从而在下行程中在卡锁5与纱线4之间没有相对运动。然而，卡锁5随后将释放纱线4，使得纱线4将在上行程中滑动穿过卡锁5。纱线4是从纱架直接送入的，没有中间的纱线控制。

为了进一步说明过程中纱线的相对运动，将纱线上的两个固定点标识为a和b，其中点a在卡锁5上方，而点b在卡锁5下方。

从图1a开始，其中针处于上止点，针然后在图1b所示的位置穿透背衬2向下移动，然后在图1c所示的位置到达下止点。形成新的线圈6，如图1c中所示。从纱线4上的点a和b的位置可以看出，在下行程期间，纱线4相对于卡锁5不移动。因此，当针1向下移动时，随着针1接近背衬材料2(即图1a至图1b)，纱线4将通过孔眼3向后滑动，从而产生多余的纱线，如图1b中位置7所示。针1随后穿过背衬材料的运动然后将多余的纱线拉过背衬材料2，从而形成线圈6。在下行程的剩余部分中，没有纱线从卡锁5中抽出，如从图1a至图1c中点a和b的位置所呈现的。

然后在图1d至图1f中示出了上行程。在上行程中，卡锁5允许纱线4滑动穿过卡锁。结果，如从图1d至图1f中的点a和b的位置所呈现的，纱线滑动通过孔眼3而将纱线留在适当的位置以形成线圈6。当针到达位置1f的上止点时，下一个行程便开始形成另一个线圈。在上述过程中，或者在两个针行程之间，背衬2移到图中的左侧，以允许在先前的线圈6旁边形成新的线圈。

这种机器在需要簇绒具有特别低或特别高的绒头的地毯时会出现问题。在图2中示出了低绒头的情况。当机器限制意味着无法进一步减小上行程并且需要生产低绒头地毯时可能会出现这种情况。

在图2中，图2a至图2c对应于图1a至图1c，而图2d对应于图1e。在下行程的初始部分期间，产生了过多的纱线，这部分纱线随后形成线圈。因为现在上行程增加了，所以这产生了如图2b所示的加大尺寸的线圈10。结果，纱线中的张力太低而无法制成高质量的簇绒11(如图2c和图2d所示)。而且，由于在下行程期间针不会消耗已经从纱架穿过卡锁拉出的所有纱线，因此在卡锁5上方会出现一些松弛的纱线。这可能会导致在随后的行程中形成松散的回针12。

在图3中示出了相反的情况。这里，绒头高度相对于上行程增加。同样，在形成异常大的绒头高度时再次发生这种情况，在这种情况下，机器约束会阻止相应地调整上行程。图3a至图3c对应于图1a至图1c，而图3d对应于图1e。

这次，不是在针的下行程中拉下了太多的纱线，而是拉了太少，使得在下止点之前就消耗完了被针拉过的纱线的缓存量。现在，针不再尝试从缓存区中抽出纱线，而是尝试直接从纱架中抽出纱线。如图3c所示，这大大增加了纱线中的张力，结果针被拉偏。这会在针上产生过大的压力，并且可能由于针对相邻线圈的干涉而导致线圈裂开。

us4831948公开了一种icn机器，其没有用于各个针的卡锁，其中纱线被主动地供应给各个针。

本发明旨在提供一种在us4831948上进行改进的单针控制机器和方法。

根据本发明，提供了一种根据权利要求1的用于控制簇绒机的方法。

在常规的纱线进料机构中，在整个针行程中以恒定的速率进料纱线。对此的一个例外是，在滑动针杆的情况下，可以向行程的上止点进料额外的纱线，以补偿当针在背衬材料上横向移动时会抽出更多纱线的事实。这被称为背衬线迹补偿(backingstitchcompensation)。

然而，对于本发明，随着针从上止点移动到下止点，形成簇绒所需的纱线的至少70％、更优选地至少80％被进料。在此应注意，被进料的纱线是形成簇绒所需的纱线。纱线也作为背衬线迹补偿而被进料，但在确定循环前半部分进料的纱线百分比时，应排除这种背衬线迹补偿进料。这样做的好处是，在整个线迹循环中，纱线仍保持更大的拉伸度，从而可以避免松散。纱线进料轮廓曲线(profile)也可以有利地用于常规簇绒中，以便提供对纱线进料的更好控制。

优选地，纱线从纱线驱动器被进料到针，而不经过卡锁。

已知可与本发明一起使用的纱线进料机构的一个示例是myriad(rtm)。其包括一排伺服电机，它们各自控制纱线的单个末端。由于伺服电机排成一排，因此从纱线进料机构到针的纱线长度可能会有所变化。此外，通常，纱线被布置成根据是否需要纱线在特定位置产生簇绒而由伺服电机以可变的速率来驱动。

因此，簇绒机通常设有一对拉杆。它们是纱线进料机构与所有纱线穿过的针之间的一对杆。辊被布置成轻柔地接触每根纱线，当纱线以不同的高度和不同的速率进料时，具有使整个簇绒机上的纱线张力均匀的效果。

然而，根据本发明，某些针不被选择，因此在特定的行程上将不会抽出任何纱线。这与常规情况形成对照，在常规情况下，总是有纱线被拉出，然后，如果涉及到不需要的簇绒，则将其拉回。由于拉杆始终会被选定针的纱线转动，因此会损坏来自未选择簇绒的静态纱线。因此，优选地，纱线被布置成从纱线驱动器进料给针，而不经过一对拉杆。

更优选地，纱线被布置成从纱线驱动器直接进料给针，而不通过任何张力调节或张力影响部件。但是，它可能会穿过引导元件。这些引导元件被布置成确保纱线不会改变方向或提供方向的受控变化，但它们不提供张力的受控变化。

在某些情况下，可能需要反向运行纱线进料驱动器。这在纱线进料装置的上游产生松弛的纱线。因此，优选地，纱线补偿装置被设置成收紧各纱线装置上游的松弛。纱线补偿装置优选地包括用于每根纱线的重物，其将每根纱线拉下以吸收松弛。

现在将参照附图来描述簇绒机的示例，在附图中：

图1a-1f至图1d是示出现有技术中的单针控制簇绒机的操作的示意图；

图2a至图2d是示出具有低绒头高度的相同操作的类似表示；

图3a至图3d是示出具有高绒头高度的相同操作的类似表示；

图4是根据本发明的簇绒机的示意剖视图；

图5是图4的中央部分的放大图；

图6是根据常规纱线进料轮廓曲线通过簇绒针的两个行程以毫米为单位的纱线进料速率的图示；

图7是类似于图6的根据本发明针对选定针的视图；

图8是类似于图7示出针对未选择针的纱线进料轮廓曲线的视图；

图9是类似于图8示出在不同情况下针对未选择针的纱线进料轮廓曲线的视图；

图10和图11是类似于图7至图9示出针对形成第一线迹或一段时间未选择针的情况的纱线进料轮廓曲线的变化。

在图4中示出了根据本发明的簇绒机。出于描述的目的，该簇绒机包括两个主要部件，即构成簇绒机主体的主簇绒机1和用于将纱线进料给该主簇绒机1的纱线进料机构2。

簇绒机1是单针控制(icn)机，例如如下所述改进的colortec机。

具体地，簇绒机包括后背衬进料机构5和前背衬进料机构6，以通过簇绒机进料背衬材料7。在背衬材料下面是一系列隔距(gauge)部件，所述一系列隔距部件包括在垂直于图4和图5的平面的方向上横跨簇绒机布置的一系列钩子8和刀9。相应数量的针10通过针杆11往复运动，这些针由卡锁机构12选择性地卡锁到针杆11上，如在gb2385604中所描述的。如迄今为止所描述的，簇绒机是常规的icn机。

在这种机器中，针杆11往复运动以形成簇绒，并且横向移动以在特定位置选择性地将针与不同颜色的纱线对准。控制器接收图案数据，并且当具有图案所需颜色的针处于适当位置时，卡锁机构12将操作以将该针10联接至针杆11，使得随着针杆往复运动，纱线被驱动穿过背衬材料7。由该针形成的纱线圈被相邻的钩子8拾取以形成纱线圈，然后该纱线圈被刀9切割以形成割绒地毯。这就是常规icn机的工作方式。该机器还可以设有打环装置来代替钩子8，并且不设置刀以产生圈绒地毯，尽管icn机通常不以此方式使用。

改进涉及纱线进料的方式。尤其是，现在已经取消了传统上与icn机中的每个针相关联的纱线卡锁。

取而代之的是，纱线由有源驱动的纱线进料机构2进料。该纱线进料机构2包括一系列伺服电机20，各伺服电机将单根纱线21进料给相应的针。如图4所示，设有一对牵拉辊22，纱线穿过所述一对牵拉辊22以均衡来自各种不同高度的纱线中的张力，如图4所示。牵拉辊在图4中用虚线绘出以表示它们被认为是可选的，但实际上在优选实施方式中没有使用牵拉辊。取而代之的是，控制纱线张力的工作现在由纱线进料机构2完成。

在以下描述的某些情况下，有必要使伺服电机20反向运行。这会在纱架30与纱线进料机构2之间产生松弛的纱线。如果松弛度达到不可接受的水平，则可以在纱架30与纱线进料机构2之间设置补偿系统31。对于每根纱线来说，该补偿系统是重物的形式，重物将有效地悬挂在纱线上并因此收紧如果相应的伺服电机20被反向驱动而产生的任何松弛。

现在将参照图6至图11进行描述。图6至图11均描绘了从上止点开始的两个针行程。所有这些都示出了纱线被进料以形成簇绒，如点线所示。它们还以较小的短划线示出了作为背衬线迹补偿进料的纱线。在滑动针杆的情况下(其中针从一个位置横跨机器横向地滑到另一位置)发生背衬线迹补偿。在这些情况下，纱线进料机构必须将额外的纱线进料给针，以补偿针已经移动的事实，否则，随着针移动针会拉动纱线，从而增加纱线张力。形成簇绒的纱线进料量和背衬线迹补偿所需的纱线进料量之和表示纱线进料控制器的每个伺服电机进料的总纱线进料量，并在图6至图11中用较大的短划线表示。

图6示出了传统的纱线进料机构的纱线进料轮廓曲线。如图6所示，在整个行程中，进料至绒头高度61所需的纱线是恒定的，而在上行程的后半部分和下行程的前半部分中进料少量的纱线62作为背衬线迹补偿。总纱线进料量示出为63。

通过完全对比，在图7中示出了在大部分下行程中没有为簇绒纱线进料，如附图标记71所示。但是，在上止点处，纱线进料量如72所示迅速上升，以便到下止点时进料尽可能多的纱线。在下止点，纱线进料迅速终止，如73所示，并且在下行程的前半部分完成之前，用于簇绒的纱线进料完全停止。在其上叠加来自后线迹补偿的相同轮廓曲线74，从而提供了总纱线进料量75，该总纱线进料量75仍由行程的前半部分中用于簇绒的纱线的进料来控制。这样做是因为，形成簇绒所需的所有纱线都是在针的下行程中被消耗，并且随着针的上行程，纱线必须滑过针而将纱线留在簇绒的适当位置。

图8示出了没有选择针并因此用于簇绒81的纱线进料量保持为零，而用于后线迹补偿82的纱线进料量与之前相同并且等于总纱线进料量。

图9表示略有不同的情况，其中没有选择针以使簇绒91所需的纱线保持为零。如果对于未选择针，新的缝合点与最后一个线迹之间的距离小于前一缝合点与最后一个线迹之间的距离，则将出现多余的纱线并需要回收。在这种情况下，背衬线迹补偿进料变为负的9，表明纱线进料系统2的各个伺服电机正以反向模式运行以回收纱线。

以反向模式运行会导致伺服电机上游的松弛。因此，可以在纱线进料系统2的上游设置补偿系统。该补偿系统优选地包括无源元件，例如小重物的形式，其将收紧纱线中的任何松弛。

图10和图11示出了向选定针进料纱线，其中，针第一次往复运动，或者针在多个行程中都未往复运动，但是仍接收背衬线迹补偿。

图10在背衬线迹补偿82方面有效地对应于图8以及图7中的用于簇绒的纱线进料量72，而图11是根据图9的负纱线进料量92与图7的用于簇绒的纱线进料量72的组合。图10表示新缝合点与最后一个线迹之间的距离大于前一个缝合点与最后一个线迹之间的距离，使得进料附加的纱线101，而图11表示新的缝合点(未选择针的情况)与最后一个线迹之间的距离小于前一个缝合点与最后一个线迹之间的距离，使得一部分纱线111被回收。

上述纱线进料轮廓曲线提供了补偿背衬线迹所需的纱线进料量和形成具有期望高度的绒头高度所需的纱线进料量的叠加。如上所述，这是通过在循环的前半部分集中纱线进料来完成的。这样做的好处是，在整个线迹循环期间，纱线保持更大的拉伸度，并且可以避免松弛。纱线进料轮廓曲线也可以有利地用于常规簇绒以提供对纱线进料的更好控制。