一种智能编织圆纬针织机及编织方法与流程

1.本发明涉及智能纺织机械领域，具体指一种智能编织圆纬针织机及其编织方法。


背景技术：

2.纬编织物是圆纬针织机的织针作用下，使纱线形成线圈并且前后线圈套嵌而成得到的织物组织，当编织过程中，线圈的长度大小不一致会导致得到的面料克重大小不一，从而影响针织物的品质，而目线圈的长度的测量主要是在织造完成后通过拆圈计算，但该类方法需要先将面料织造完成，且需要破坏面料，无法实现在织造过程中监控线圈的长度，而线圈的长度可以通过纱架传送至导纱器的张力调节装置控制，张力增加，则线圈的长度可相应减小，张力减小，则线圈的长度可相应增加，但目前仅单纯的监控导纱的张力，只能控制张力大小或线圈的稳定性，无法通过纱线的张力目的性调节线圈长度至合适的范围。
3.再者，目前的圆纬针织机配套的收卷机构大多是在机架上方设置旋转电机，并连接撑布机构等使其旋转，其下方的底座随之旋转，其旋转稳定性欠佳，导致面料的张力不够稳定，在收卷时面料容易起皱或者张力过大，影响其面料规格的稳定性。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，作为本发明的第一方面，提出了一种智能编织圆纬针织机。
5.一种智能编织圆纬针织机，包括针织机主体、纱架、设置于针织机主体的卷布架上的面料计量装置、纱线计量装置、张力调节结构和控制器；
6.所述面料计量装置用于计量从卷布架上方落下的面料的长度；
7.所述纱线计量装置用于计量参与编织的纱线的长度；
8.所述张力调节机构设置于所述纱架上并用于调节从纱架传送入至导纱器的纱线的张力，
9.所述控制器记录根据面料计量装置得到的面料面积及与该面料面积对应的纱线计量装置测量的纱线长度并计算得到实际单线圈平均长度，通过比较实际单线圈平均长度与预设的单线圈长度，向张力调节机构发出张力调节指令。
10.进一步的，该圆纬针织机还包括设置于针织机主体的机架下方的卷布机构，所述卷布机构包括自上而下机械连接的撑布组件50、卷布组件和连接于卷布组件下方并用于使所述卷布组件水平旋转的底座。
11.进一步的，所述底座包括支撑用的底盘、设置于底盘中心并与卷布组件连接的轴承组件，所述卷布组件底部设置有伺服马达，其与底盘通过齿盘连接，其用于驱动卷布组件绕底座做圆周运动。
12.进一步的，所述底座与针织机主体的机架连接，用于稳固所述底盘。
13.进一步的，所述卷布组件包括导布辊、卷布辊、控制卷布辊转动的电机和设置于卷布辊两侧用于测定面料收卷张力的面料张力传感器，所述面料张力传感器与伺服电机通过主控箱电性连接，当所述面料张力传感器测定的面料张力值超过其设定的预设张力值范
围，所述主控箱控制伺服电机调整其转速以增大或减小面料张力值。
14.进一步的，所述纱线计量装置为测长轮。
15.进一步的，所述纱线计量装置为静态滤波法的纱线传感器。
16.进一步的，所述控制器为单片机。
17.进一步的，当实际单线圈平均长度大于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节机构发出张力增加的调节指令；当实际单线圈平均长度小于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节机构发出张力减小的调节指令。
18.进一步的，该圆纬针织机还设有显示装置，其与控制器连接，用于显示纱线计量信息、面料计量信息以及纱线张力信息。
19.作为本发明的第二方面，提出一种智能可控织物编织规格的编织方法，包括以下步骤：
20.步骤一：纱线计量装置计量参与编织的纱线长度；
21.步骤二：面料计量装置计量从卷布架上方落下的面料的长度；
22.步骤三：控制器根据该圆纬针织机的大盘齿轮结构尺寸计算得到从卷布架上方落下的面料的面积，计算得到单位平方米的面料的用纱纱线长度，进而计算得到面料克重和平均单线圈长度；
23.步骤四：控制器内预设单线圈长度范围，并将实际得到的平均单线圈长度与预设的单线圈长度范围进行比较，当落入预设的单线圈长度范围时，控制器不发出调整指令；当实际单线圈平均长度大于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节机构发出张力增加的调节指令；当实际单线圈平均长度小于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节机构发出张力减小的调节指令。
24.进一步的，该方法还包括以下步骤：步骤五：卷布架上方落下的面料通过卷布机构进行收卷，其先通过收卷机构的撑布机构撑开，然后经过卷布机构的导布辊和卷布辊进行收卷，收卷时，连接于卷布机构下方的底座在伺服电机的动力下带动卷布机构绕底座的中心轴承组件进行旋转。
25.进一步的，所述卷布辊两侧设有的面料张力传感器与伺服电机通过主控箱电性连接，当所述面料张力传感器测定的面料张力值大于或小于其设定的预设张力值范围，所述主控箱控制伺服电机调整其转速以减小或增大面料张力值。
26.进一步的，纱线计量装置为电容传感器或纱线计量装置为静态滤波法的纱线传感器。
27.进一步的，所述面料为单面针织物，其步骤三中各参数的关系为：l＝k/(m*g)，其中l为单线圈平均长度，k为常数，m为纱线的英支数s，g为面料克重，其中单位平方米的面料的用纱纱线长度等于面料克重乘以105除以纱线线密度。
28.进一步的，所述面料为双面针织物，其步骤三中各参数的关系为：k1＝l*(m+k2)*(g+k3)。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
30.通过监测参与编织的纱线的长度和其编织成的对应面料的面积，得到实时面料克重，并通过不同面料的单线圈长度与面料克重的换算关系，得到实时单线圈平均长度，并通过控制器比较其与预设的单线圈长度范围，并根据比较情况向纱线的张力调节装置发出调
节指令，从而使其落入单线圈长度范围内，进而可得到布面均匀的针织面料。
31.本发明通过在织造过程中对纱线和面料的信息的检测和控制，可以有效控制布面织造情况，并通过控制器实现智能调节，无需在织造结束后再逐一分析，而是在生产过程中做到了有效控制，不仅提高了织造品质，且提高了织造效率，降低了因布面不匀带来的返修或者报废的质量问题，可为企业带来良好的经济效益。
32.另外，目前的圆纬针织机需依靠大盘齿轮动力驱动卷布机转动，其在启动会造成较大启动载荷或机台停止运行时，卷布机底座因惯性仍继续转动造成一定扭动张力；而本发明通过在卷布机的底座设置提供自驱动卷布组件转动的伺服马达，一方面可以有效减轻制造过程中大盘齿轮的转动负载，另一方面在圆纬针织机启动或停止运行时，可通过控制底座的自驱动的伺服电机同步使卷布机停止转动，有效防止在启动或停止运行时因惯性动带来的载荷，从而使得圆纬针织机的卷布机运行更加平稳。本发明的自驱卷布机可经电脑控制与大盘齿轮机械运转保持同步，从而有效解决织物停车痕问题。
附图说明
33.图1为根据本发明实施例的圆纬针织机的结构示意图；
34.图2为根据本发明实施例的纱线计量装置结构示意图；
35.图3为根据本发明实施例的张力调节装置结构示意图；
36.图4为根据本发明实施例2的卷布机构结构示意图；
37.图5为根据本发明实施例2的底座结构示意图。
38.针织机主体1，纱架2，纱线计量装置3，外轮30，轴承31，张力调节结构4，伺服电机40，滑块41，丝杆42，导纱轮43，上导纱轮430，下导纱轮431，卷布机构5，撑布组件50，卷布组件51，伺服马达510，导布辊511，卷布辊512，底座52，底盘520，轴承组件521，齿盘5210,，第二轴承5211，主控箱53。
具体实施方式
39.下面将结合附图和实施例，对本发明进行进一步说明。
40.实施例1
41.作为本发明的第一方面，提出了一种智能编织圆纬针织机，如图1所示，包括针织机主体1、纱架2、设置于针织机主体的卷布架上的面料计量装置、纱线计量装置3、张力调节结构4和控制器；
42.所述面料计量装置用于计量从卷布架上方落下的面料的长度；
43.所述纱线计量装置3用于计量参与编织的纱线的长度；
44.所述张力调节机构4设置于所述纱架2上并用于调节从纱架2传送入至导纱器的纱线的张力，如图2所示，示例性给出一种张力调节结构4的结构示意图，其包括与控制器连接的伺服电机40，与伺服电机40通过滑块41连接的丝杆42和与丝杆42固定连接的导纱轮43，通过控制导纱轮43的升降来控制纱线的张力，且为增加调节程度，示例性的，导纱轮43包括上导纱轮430和下导纱轮431，当上导纱轮430升起和/或下导纱轮431下降，则纱线张力减小，当上导纱轮430下降和/或下导纱轮431升起，则张力增加。受伺服电机40控制的导纱轮43的数量可以根据需要调整的纱线张力程度进行增减。
45.所述控制器记录根据面料计量装置得到的面料面积及与该面料面积对应的纱线计量装置3测量的纱线长度并计算得到实际单线圈平均长度，通过比较实际单线圈平均长度与预设的单线圈长度，向张力调节结构4发出张力调节指令。
46.如图3所示，纱线计量装置3为测长轮，其包括外轮30和平滑运转的轴承31，用以计量其经过的纱线的长度。
47.此外，纱线计量装置3还可以是激光多普勒测速、激光干涉、静态滤波法的纱线传感器等现有测试装置。其中静态滤波法的纱线传感器，利用纱线上形成的静电场，其在测量时需要纱线与机械零件摩擦，例如导纱器，以及纤维表面相互摩擦后留在纱线上的自然电荷。纱线原料不同，电荷也有差别，在每一个点电荷的周围都会有一个电场。另一种新型非接触式测量方法是：当有一个金属电机位于纱线近旁，纱线上的电荷会导致电极内的电荷结合和电荷分裂，这会引起电机内部产生电势，由于纱线上的电荷是随机分布的，纱线周围的电场随纱线的移动而变化，这就导致电极内部的电势随时间而变化，这一短暂而波动的交变电势信号经进一步放大被利用，把电机排成梳状，组成一个类似于带通的静电栅格，则纱线的速度可通过输出信号的频率来确定。
48.在本实施例中，所述控制器为单片机。
49.在编织过程中，当实际单线圈平均长度大于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节结构4发出张力增加的调节指令；当实际单线圈平均长度小于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节结构4发出张力减小的调节指令。
50.为方便对纱线张力的调整，该圆纬针织机还装有用于检测纱线张力的张力传感器，该张力传感器与控制器连接，便于控制器按照预设的调节范围进行张力的调节。例如，当超出第一预设的单线圈长度范围，控制器发出程度为m％的张力调节指令，当超出第二预设的单线圈长度范围，控制器发出程度为n％的张力调节指令。
51.为方便工作人员实时观察编织过程中的数据信息，该圆纬针织机还设有显示装置，其与控制器连接，用于显示纱线计量信息、面料计量信息以及纱线张力信息，该显示装置可以为液晶显示屏等。作为本发明的第二方面，提出一种智能可控织物编织规格的编织方法，其包括以下步骤：
52.步骤一：纱线计量装置3计量参与编织的纱线长度；
53.步骤二：面料计量装置计量从卷布架上方落下的面料的长度；
54.步骤三：控制器根据该圆纬针织机的大盘齿轮结构尺寸计算得到从卷布架上方落下的面料的面积，计算得到单位平方米的面料的用纱纱线长度，进而计算得到面料克重和平均单线圈长度；
55.步骤四：控制器内预设单线圈长度范围，并将实际得到的平均单线圈长度与预设的单线圈长度范围进行比较，当落入预设的单线圈长度范围时，控制器不发出调整指令；当实际单线圈平均长度大于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节结构4发出张力增加的调节指令；当实际单线圈平均长度小于预设的单线圈长度范围，控制器向张力调节结构4发出张力减小的调节指令。
56.预设的单线圈长度范围可以根据需要进行设定，例如可以设定单线圈长度为l，设定的范围为不超过单线圈长度l的+
‑
5％，即单线圈长度范围为l*(1
‑
5％)～l*(1+5％)，当测量得到的实际单线圈平均长度落在该范围内，则不发出张力调整指令；当测量得到的实
际单线圈平均长度小于该范围，则发出张力减少的调节指令；当测量得到的实际单线圈平均长度大于该范围，则发出张力增加的调节指令。
57.纱线计量装置3为静态滤波法的纱线传感器。
58.当面料为单面针织物，其步骤三中各参数的关系为：l＝k/(m*g)，其中l为单线圈平均长度，k为常数，m为纱线的英支数s，g为面料克重，其中单位平方米的面料的用纱纱线长度等于面料克重乘以105除以纱线线密度。
59.当面料为双面针织物，其步骤三中各参数的关系为：k1＝l*(m+k2)*(g+k3)。
60.预设数据除单线圈长度范围外，还可以根据公式计算出目标线圈长度的目标面料克重，从而通过设定目标面料克重范围，通过比较得到的实际平均面料克重与设定的目标面料克重范围，当超出设定的目标面料克重范围时，控制器向张力调节结构4发出指令，当测量得到的实际平均面料克重小于该范围，则发出张力减少的调节指令；当测量得到的实际平均面料克重大于该范围，则发出张力增加的调节指令。同样的，该范围值可以进行自主设定。
61.在上述公式中，需提前确定出常数k，k1，k2，k3的值，其确定方法为：结合工厂的实际织造数据，给出若干组不同规格面料的纱线英支s、平方克重，和单线圈长度，并计算得到每组面料的k值或k1，k2，k3值，最后分别取k值或k1，k2，k3值的平均值，即为该工厂实际织造的常数。
62.实施例2
63.为解决目前圆纬针织机在收卷面料时张力不稳定的问题，作为上述实施例的拓展，接下来，提供一种具有收卷机构的智能编织圆纬针织机。如图4和图5所示，该圆纬针织机还包括设置于针织机主体的机架下方的卷布机构5，所述卷布机构5包括自上而下机械连接的撑布组件50、卷布组件51和连接于卷布组件51下方并用于使所述卷布组件51水平旋转的底座52。所述底座52包括支撑用的底盘520、设置于底盘520中心并与卷布组件51连接的轴承组件521，该轴承组件包括与底座固定连接的齿盘5210，连接于齿盘上方的第二轴承5211，所述卷布组件51底部设置有伺服马达510，其与底盘520通过齿盘5210与电机连接的齿轮连接，其用于驱动卷布组件51绕底座52的齿盘5210做圆周运动。所述底座52与针织机主体的机架连接，用于稳固所述底盘520。撑布组件50的上方也与机架通过轴承连接，以使撑布组件50稳固。
64.所述卷布组件51包括导布辊511、卷布辊512、、控制卷布辊512转动的电机和设置于卷布辊512两侧用于测定面料收卷张力的面料张力传感器所述面料张力传感器513与伺服电机通过主控箱53电性连接，当所述面料张力传感器513测定的面料张力值超过其设定的预设张力值范围，所述主控箱53控制伺服电机调整其转速以增大或减小面料张力值。
65.本实施例的编织方法在实施例1的前提下，其还包括：步骤五：卷布架上方落下的面料通过卷布机构5进行收卷，其先通过收卷机构的撑布机构撑开，然后经过卷布机构5的导布辊511和卷布辊512进行收卷，收卷时，连接于卷布机构5下方的底座52在伺服电机的动力下带动卷布机构5绕底座52的中心轴承组件521进行旋转。
66.所述卷布辊512两侧设有的张力传感器与伺服电机通过主控箱53电性连接，当所述面料张力传感器513测定的面料张力值大于或小于其设定的预设张力值范围，所述主控箱53控制伺服电机调整其转速以减小或增大面料张力值，当传感器测得的面料张力值大于
预设张力范围，则控制伺服电机降低转速，当测得的面料张力值小于预设张力范围，则控制伺服电机增加转速，在此，可以通过主控箱设定张力值与电机调节幅度的关系，例如当超出设定的张力值范围+
‑
3％或5％，则控制伺服电机速度调节幅度为+
‑
3％或5％，当超出设定的张力值范围为+
‑
10％，则控制伺服电机调节幅度为先+
‑
8％，至其张力值超出范围在+
‑
3％或+
‑
5％以内时，电机调节幅度同步降低至+
‑
3％或+
‑
5％。
67.此外，控制卷布辊512转动的电机也可以为伺服电机，其与面料张力传感器513也可以通过控制器电性连接，用于根据收卷时面料张力调整卷布辊的转速。
68.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”“下”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为便于和简化描述本发明，而不是指示或暗示所示的装置或者原件必须具有特定的方位或位置关系，因此不能理解为对本发明的限制。而本发明中的“连接”应为理解为广义连接，例如可以是机械连接，也可以是电连接或者元件间的连接，可以使直接连接，也可以是通过媒介间接连接。对于本领域技术人员，可根据实际情况具体理解上述术语在本发明中的含义。
69.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
70.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。