本发明涉及自动纱线缠绕转塔式设备，该设备能够在纱管转换之后可靠且精确地定位用于缠绕的锭子。
背景技术：
自动转塔式络纱机用于将连续到达的线带(tape)、线(thread)或带(band)缠绕至纱管上。通常，在转塔式络纱机上，在安装于适当机架上的可旋转转塔的相对端上安装有一对纱管保持器(也称为锭子)。转塔每旋转半圈，各个锭子就会从正常缠绕位置交替地转移到落纱位置。转塔以所需的时间间隔在相同的方向上保持旋转。每个锭子需要绕其自身的轴线进行受精确控制的旋转，因此可由电动机通过适当的机构(诸如皮带和滑轮布置)来驱动或利用独立的直接驱动电动机系统独立地驱动。通常，在电机上安装有编码器或其它适当的装置用以监测电机的旋转，并借助于适当的电缆将信号传送到电子控制器。控制器还将电信号发送给活动电机的反相器/驱动器，该反相器或驱动器确定待提供给用于驱动锭子的电机的功率。
第5228630号美国专利、第4765552号美国专利和第861800a2号欧洲专利中公开了上述类型的传统络纱机。
自动转塔式络纱机的引入是为了提供聚烯烃平滑/原纤化纱线的纱管以及提高效率、减少损耗。自动转换过程将载有纱线纱管的锭子替换为载有空纱管的锭子。
在这些传统的自动络纱机中，通过同步地使用离合器和滑轮来使转塔旋转。转塔的旋转通过释放离合器并将驱动力传递至用于旋转的滑轮来执行。在转塔旋转之后，通过使纱管在相反的方向上朝向凸轮箱压力辊偏移来完成空纱管的正确定位。理想地，锭子定位成使得压力辊能够在当前用于缠绕的锭子上均匀地施加压力。根据控制系统中的预设时间和速度参数来控制载有锭子的转塔的反向运动。实际上，在传统的系统中，由于机械条件上的变化，转塔运动是不均匀的，因此不能如所需般平滑。此处所讨论的这种机器通常不是在完全无尘的环境下操作。因此，随着时间的推移，即使在采取大量预防措施来清洁和维护机器之后，在机器的机械部件上积聚的外来颗粒仍会增加。颗粒物质的积聚会在一段时间之后对活动元件的平滑运动形成阻碍。换言之，系统对部件的平滑运动的阻力会因正常的磨损和颗粒物质的积聚而增加。
例如，转塔可能会因为粉尘颗粒的积聚而卡阻，或者可能会在维护周期内变得比所需要的更紧或更松，从而导致转塔的旋转比所期望的更快或更慢或者会导致转塔的旋转不平稳。这些机械故障通常会导致锭子相对于压力辊定位不当。不当的定位导致即将被缠绕的锭子纱管与压力辊之间产生间隙，这转而又产生了不均匀的缠绕张力并导致不均匀的卷装密度。
其次，当转塔运动在相反的方向上额外推动压力辊时，所述传统的缠绕系统中问题会更严重。与先前陈述的问题类似，这种情况也会使缠绕张力发生变化，并在纱管表面上形成凹槽或波纹。
因此，需要提供一种在转塔式自动络纱机自动方法中精确定位锭子的方法，特别是在落纱后的反向运动之后识别转塔锭子的正确定位位置的方法。
还需要提供一种降低转塔自身定位在中间位置处由此在锭子与压力辊之间留下间隙、或者自身定位成越过其期望位置由此在辊上施加额外的压力的可能性的系统。
发明目标
相应地，本发明的目标在于提供一种在转塔式自动络纱机中精确定位锭子的方法，特别是在落纱后的反向运动之后识别转塔锭子的正确定位位置的方法。
本发明的另一目标在于提供一种降低转塔自身定位在中间位置处由此在锭子与压力辊之间留下间隙、或者自身定位成越过其期望位置由此在辊上施加额外的压力的可能性的系统。
部件列表
转塔(1)线带引导件(6)
锭子(2a)第一纱管(7)和第二纱管(7a)
锭子(2b)张力弓形件(8)
线带(3)缠绕位置线(9)
凸轮箱(4)接近位置线(9')
压力辊(5)
技术实现要素：
本发明涉及自动转塔式纱线缠绕设备。自动纱管转换过程包括将纱线缠绕在纱管上，随后旋转转塔以将空纱管移动到缠绕位置中。提供压力辊以确保一致且精确的缠绕。
纱管与压力辊精确的相对定位很重要。磨损和微粒粉尘可能会引起络纱机系统的故障，这种故障可影响转塔的旋转以及纱管与压力辊相对定位的精度，特别是在以单次旋转完成纱管转换阶段期间的转塔旋转的情况下。本发明提供在转塔式自动络纱机中精确定位锭子的设备和方法，特别是在落纱后的反向运动之后识别转塔锭子的正确定位位置的设备和方法。本发明涉及如下步骤，即在纱管转换过程期间，以至少两个不连续的以受控速度执行的旋转运动来旋转转塔由此使空纱管占据其精确的缠绕位置。
附图说明
可通过参照以下描述并结合附图来理解本发明的目标和有益效果，在附图中：
图1示出了具有两个锭子的转塔的示意图；
图1a示出了具有两个纱管的转塔的立体图；
图2示出了达到预设卷装尺寸的示意图；
图3示出转塔在纱管转换过程期间的过渡运动的的示意图；
图4示出了表示纱管在第一旋转运动结束时的位置的示意图；
图5示出了将转塔和纱管定位在最终预期缠绕位置处的示意图。
具体实施方式
本发明公开了用于在纱管转换之后精确定位转塔的方法。
图1示出了处于可操作状态中的本发明。图1示出了在缠绕操作开始时的转塔1。转塔1具有安装在两个锭子2a和2b上的空的第一纱管7和第二纱管7a，其中心分别被称为点a和点a'，点a和点a'落到被称为缠绕位置线9或纱管定位轴线/线上，并且两个锭子中的一个锭子2a处于将开始缠绕的缠绕位置中。缠绕位置线9(该线为假想轴线)的位置是适合于缠绕纱线且为本领域技术人员已知的位置。当转塔1处于该位置时，两个纱管7、7a(目前为空)的中心a和a'落在缠绕位置线9上，并且安装在锭子2a或2b上的空缠绕纱管7或7a中的一个以最适宜的方式接触压力辊5。在该位置中，处于缠绕位置中的第一纱管7与压力辊5彼此所施加的压力是对于给定纱线(3)的最佳压力，这些均为本领域技术人员容易获知的。
在下面的描述中，术语锭子和纱管可互换使用。
线带3在从带线机器(图中未示出)切断并调节之后，并在穿过调节线带张力的摇摆臂(图中未示出)之后从方向‘a’(如在图1中的箭头所示)递送以进行缠绕。排出线带3的带线速度从每分钟100米至每分钟1000米不等；线带材料的线密度从100至30000旦尼尔(denier)不等。
当凸轮箱4在方向‘b’(由图1中的逆时针箭头表示)上向下弯曲角度‘θ’(从竖直位置测量)之后，开始在当前为空的第一纱管7上缠绕线带。该角度的大小取决于转塔的几何形状/设计，并且为本领域技术人员所已知。随着进行线带3的缠绕，第一纱管7卷装直径增长为预定值。在该阶段时，预期要进行纱管转换，因而络纱机头部的通用控制器指示转塔驱动系统(图中未示出)的电机进行旋转以进行纱管转换，使得当前为空的第二纱管7a占据到缠绕位置。
图2示出了在纱线缠绕之后实现第一纱管7的预设直径时凸轮箱4的位置。作为纱管转换过程的一部分，凸轮箱现以顺时针方向(即，与b相反的方向)旋转，并且压力辊5从缠绕的第一纱管7退缩。执行上述凸轮箱4的旋转的装置可以是机电系统或气动系统或液压系统。在凸轮箱退缩旋转之后，转塔1开始以图3中箭头‘c’所示的方向旋转，其中，图3示出了处于过渡运动的状态下的转塔。
根据本发明，在过渡运动结束时，转塔所到达的位置使得安装在锭子2b上的当前为空的第二纱管7a到达接近于缠绕位置的位置(图4)。在实际的缠绕位置处，第二纱管7a的中心a'应精确地处于在现已绕满的第一纱管7开始缠绕时其中心先前所占据的位置处。然而，根据本发明，在过渡运动结束时，联结纱管中心的线a-a'在过渡运动结束时所到达的位置与由缠绕位置线9所表示的用于缠绕的最终位置并不一致；联结两个纱管的中心的线a-a'在过渡运动结束时的实际位置相对于所需的缠绕位置线9有意地偏移了角度‘φ’(参见图4)，该角度‘φ’被称为位移角度。在本发明的一个方面，位移角度(φ)可达到45°。在第一旋转运动结束时联结两个纱管7、7a的中心a、a'的实际位置线被称为接近位置线9'。如果在完成可操作的第一纱管7的缠绕之后，如常规方式那样，转塔1在其过渡运动结束时以单次连续运动从其原始缠绕位置旋转到其最终位置(使得空的第二纱管7a处于缠绕位置)(如旋转方向箭头‘c’所示)，则需要被缠绕的锭子有很大的可能会停止于压力辊的位置之前或之后，而不是停止于精确的所需位置处。
因此，本发明提出，第二纱管7a的最终位置通过至少两次不连续的旋转运动而到达。在仅有两次不连续的旋转运动的情况下，总体旋转运动包括第一旋转运动和第二旋转运动。在过渡运动结束时，空的第二纱管7a有意地停止在接近位置9'处，其中，出于本说明书的目的，过渡运动也被称为第一旋转运动(由图3中的箭头c表示)。在最终预期缠绕位置9处，压力辊在可以开始缠绕之前倚靠在空的第二纱管7a上，并在空的第二纱管7a上施加温和的压力。第一旋转运动的旋转速度一般取决于诸如纱线类型和旦尼尔、线速度、络纱机设计的多种参数，并且为本领域技术人员所已知。
第一旋转运动之后是在第二纱管7a到达最终预期位置所需的方向上的第二旋转运动(由图4中的方向d表示)，第二旋转运动以比第一旋转速度慢的速度进行。随着第二旋转运动继续进行，第二纱管(7a)靠近其最终的缠绕位置，并且在某一时刻接触压力辊5，该压力辊5可能已到达其预定位置或在到达预定位置的过程中。此时此刻，转塔电机中的电流开始上升。第二旋转运动在电机中的电流达到预定值时停止，这表明压力辊5和第二纱管7a处于可以开始缠绕的所需最终相对位置中。在某些缠绕系统中，第二纱管7a的缠绕可能在压力辊5和第二纱管7a占据其所需的最终相对位置之前已经开始。
作为本发明的一方面，第二旋转运动的旋转速度(以rpm计量)可达到第一旋转速度的25％。这样做是因为以低速控制运动来达到第二纱管7a的精确的最终位置远比尝试以单次旋转运动中所使用的高速来达到第二纱管7a精确的最终位置更可行或更容易实现。第二纱管7a在第一旋转运动结束时的位置越过预期的最终位置从而使方向c和d可以彼此相反是优选的，但并非必须的。
在另一实施方式中，第二纱管7a在第一旋转运动结束时所到达的位置位于第二纱管7a的最终预期位置之前。在这种情况下，第二旋转运动以与第一方向相同的方向进行，即方向c和方向d可以是相同的(即二者均可为顺时针方向)。
第二纱管7a的最终缠绕位置(参见图5)使得在缠绕过程期间第二纱管7a在线带张力没有改变太多的位置处接触压力辊5。在优选实施方式中，第二纱管7a通过在相反的方向‘d’(参见图4)轻微地旋转来到达所需位置。典型地，该反向运动d受控于所设定的参数，然而，有时由于与促进该运动的部件的机械调整相关的问题，而使得锭子不能到达正确的位置。因此，需要提供识别锭子的精确位置的过程。
本发明使软件逻辑单元和硬件同步，使得在第二纱管7a接触压力辊5时，驱动转塔驱动系统的电机的电流增加；当驱动电机电流达到预定值以上时，转塔驱动系统向转塔驱动系统的电机发送命令，以停止并锁定第二纱管7a所到达的最佳位置。
本发明还可通过在压力辊支承臂上安装应变式传感器来实施，使得在由第二纱管7a施加到压力辊5上的压力增加到设定压力限度以上时，转塔驱动系统的控制逻辑停止并锁定最终的转塔位置。
其次，本发明提出了能够在低维护条件下精确地工作的方法。
显而易见的是，本发明具有以下实施方式。
1.在转塔式自动络纱机中精确定位锭子的方法，所述络纱机包括由电机驱动的可旋转的转塔1，所述电机受控于转塔驱动系统，在所述转塔1上，至少第一纱管7和第二纱管7a沿着缠绕位置线9以径向相对的位置安装在相应的锭子2a、2b上，其中，第一纱管7定位在缠绕线带的位置中，使得在线带缠绕过程开始时，所述第一纱管7接触设置在所述络纱机上的压力辊5，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在所述第一纱管7达到其预定的卷装尺寸时，以至少两次不连续的、以受控速度执行的旋转运动来旋转转塔1，优选地执行两次不连续的旋转运动，其中，以受控的第一旋转速度来执行第一旋转运动，直至所述纱管7、7a的中心a、a'落到接近位置线9'上，使得所述接近位置线9'和所述缠绕位置线9彼此呈有限的位移角度φ，随后以受控的第二旋转速度在所需方向上旋转所述转塔以执行第二旋转运动，直至所述第二纱管7a接触所述压力辊5，随后触发停止和锁定动作以停止转塔1的旋转。
2.如实施方式1所公开的方法，其特征在于，所述第二受控速度小于或等于第一受控速度。
3.如实施方式1至2中的任一项所公开的方法，其特征在于，所述停止和锁定动作包括以下步骤：
-将所述电机中的电流增加至所述电机的预定值；
-通过所述转塔驱动系统向所述电机发送命令，以在电流达到所述预定值时停止所述转塔1的第二旋转运动，并随后将所述转塔1锁定在所述第二旋转运动结束时所到达的位置处。
4.如实施方式1至2中的任一项所公开的方法，其特征在于，所述停止和锁定动作包括以下步骤：
-增加内置于所述压力辊中的应变传感装置的阈值；
-通过所述转塔驱动系统向所述电机发送命令，以在应变达到所述预定值时停止所述转塔1的第二旋转运动，并随后将所述转塔1锁定在所述第二旋转运动结束时所到达的位置处。
5.如实施方式1至4中的任一项所公开的方法，其特征在于，执行所述第一运动以使得所述第二纱管7a的所述中心a'越过所述缠绕位置线9。
6.如实施方式5所公开的方法，其特征在于，所述第二旋转运动的旋转方向与所述第一旋转运动的旋转方向相反。
7.如实施方式6所公开的方法，其特征在于，所述第二旋转运动的旋转方向与所述第一旋转运动的旋转方向相同。
8.在转塔式自动络纱机中精确定位锭子的设备，所述络纱机包括由电机驱动的可旋转的转塔，所述电机受控于驱动系统，在所述转塔上，至少第一纱管7和第二纱管7a沿着缠绕位置线9以径向相对的位置安装在相应的锭子2a和2b上，其中，第一纱管7定位在缠绕线带的位置中，使得在线带缠绕过程开始时，所述第一纱管7接触设置在所述络纱机上的压力辊5，其特征在于，所述装置能够：在所述第一纱管7达到其预定的卷装尺寸时，以至少两次不连续的、以受控速度执行的旋转运动来旋转转塔1，优选地执行两次不连续的旋转运动，其中，以受控的第一旋转速度来执行第一旋转运动，直至所述纱管7、7a的中心a、a'落到接近位置线9'上，由此所述接近位置线9'和所述缠绕位置线9彼此呈有限的位移角度φ，随后以第二受控速度在所需方向上旋转所述转塔以执行第二旋转运动，直至所述第二纱管7a接触所述压力辊5，随后触发用于启动停止和锁定动作的装置以停止转塔1的旋转。
9.如实施方式8所公开的设备，其特征在于，所述第二受控速度小于或等于第一受控速度。
10.如实施方式8至9中的任一项所公开的设备，其特征在于，用于启动所述停止和锁定动作的所述装置使所述电机中的电流增加至所述电机的预定值。
11.如实施方式8至10中的任一项所公开的设备，其特征在于，用于启动所述停止和锁定动作的所述装置增加内置于所述压力辊中的应变传感器的预定阈值。
12.如实施方式8至11中的任一项所公开的设备，其特征在于，执行所述第一运动以使得所述第二纱管7a的所述中心a'越过所述缠绕位置线9。
13.如实施方式8至12中的任一项所公开的设备，其特征在于，所述第二旋转运动的旋转方向与所述第一旋转运动的旋转方向相反。
14.如实施方式8至11中的任一项所公开的设备，其特征在于，所述第二旋转运动的旋转方向与所述第一旋转运动的旋转方向相同。
15.如实施方式8至14中的任一项所公开的设备，其特征在于，所述装置能够使所述电机中的电流增加至所述电机的额定值，随后进行通过所述驱动系统向所述电机发送命令以停止所述转塔1的旋转并将所述转塔1锁定在第二旋转运动结束时所述转塔1所停止的位置中的步骤，。
16.如实施方式8至14中的任一项所公开的设备，其特征在于，所述装置包括安装在压力辊支承臂上的应变式传感器，使得在由锭子施加到压力辊5上的压力增加到转塔的控制逻辑所限定的设定压力以上时，所述驱动系统停止并锁定最终的转塔位置。
虽然以上描述涵盖了诸多特征，但这些特征不应理解为限制本发明的范围，而是应理解为本发明的优选实施方式的范例。必须认识到的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以基于上述公开进行修改和变形。相应地，本发明的范围不应通过所示实施方式来确定，而是应该由所附权利要求及其法定等同物来确定。