微电脑控制倍捻机的制作方法

专利名称：微电脑控制倍捻机的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及一种纺织机械，具体地说是一种用于对双股或多股纱线加捻的微电脑控制多电机倍捻机。
二背景技术：
在现有的短纤倍捻机上，由一台主电机传动，通过复杂的齿轮箱机构完成加捻机构、横动机构及卷绕机构之间的运动匹配。为满足不同品种的纺纱工艺要求，现有的倍捻机具有以下特点1、捻度是锭子转速与摩擦辊卷绕线速度之比，为使纱线捻度符合工艺设计要求，需选用不同的捻度变换齿轮；2、为使纱线品质满足工艺质量要求，机器应在合理的锭速下运转，必须更换不同直径的电机传动工艺带轮；3、卷绕角的工艺设定决定筒子卷装的松紧程度和后道工序退绕要求，直接影响筒子的成形好坏，应采用十多种变换齿轮组合选配。
为实现上述功能，在传统倍捻机上配置了50多种工艺变换齿轮，其中30余种为捻度变换齿轮，6种为电机带轮，10余种为卷绕升角变换齿轮。这种倍捻机的缺点是1、结构复杂、制造成本高；2、反应时间长、数据处理慢、实时性差，工艺调试和维修繁琐、麻烦；3、传动效率低，功耗高；4、机械加工精度要求高，长时间运转后机械部件磨损严重，成形不良，纱线捻不匀率高。
三
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、制造难度低，操作、使用、调试和维修方便且纱线成形质量好的微电脑控制多电机倍捻机。
本实用新型的上述目的是通过以下技术方案来实现的一种微电脑控制倍捻机，包括加捻机构、横动机构和卷绕机构；所述加捻机构包括锭子部件；横动机构包括导纱装置；卷绕机构包括摩擦辊、筒管架、超喂罗拉和张力装置；其特征是加捻机构还包括锭子电机M11、M12和锭子传动段，加捻机构通过锭子传动段与电机M11、M12连接；横动机构还包括横动电机M2和横动传动段，横动机构通过横动传动段与电机M2连接；卷绕机构还包括卷绕电机M3和卷绕传动段，卷绕机构通过卷绕传动段与电机M3连接；各电机M11、M12、M2、M3均与控制系统连接。微电脑控制多电机倍捻机的控制系统按一定的数学模型规律，同步控制各电机的协调运转。
为使各机构之间的控制电机转速能互相匹配，确保卷绕成形良好，纱线捻不匀率低，所述控制系统包括主控制器B、液晶显示器A和控制单元P1、P2、P3；锭子电机M11、M12通过控制单元P1与主控制器B连接，横动电机M2和卷绕电机M3分别通过控制单元P2和控制单元P3与主控制器B连接，主控制器B还与液晶显示器A连接。本实用新型采用微电脑控制多电机按一定的工艺要求的数学模型运行，并实现人机对话，所有的工艺参数设置通屏幕操作，取消了倍捻机的全部工艺轮。
在本实用新型中，主控制器根据显示器和控制单元中预先设置的工艺参数，按一定的数学模型规律，通过控制单元来调节各电机的转速。主控制器是根据倍捻机的特点而设计的专用微电脑。加捻机构、横动机构、卷绕机构分别由各自独立的电机驱动，各电机的运转由控制系统同步控制。
为使加捻机构、横动机构和卷绕机构能协调运动，在加捻电机M11、M12的输出轴上设有与主控制器B连接的用来检测锭子实际转速的传感器S1；在横动电机M2的输出轴上设有与主控制器B连接的用来实时检测导纱装置角度位置信号的传感器S2和移动位置信号的传感器S3；在电机M3的输出轴上设有与主控制器B连接的用来检测摩擦辊实际转速的传感器S4。设置在每台电机输出轴端的同轴传感器将检测到的电机转速信号反馈给电机的控制单元，实现闭环控制。当改变纺纱品种，锭速、捻度、交叉角等工艺参数需要改变时，即可通过主控制器改变四台电机的转速来实现。
本实用新型所述的微电脑控制多电机倍捻机中，由两台锭子电机从倍捻机两端同时传动，这克服了用单电机传动锭子龙带时两边龙带的松紧不一致所引起的锭速不一致，降低了捻度差异。需要改变纱线捻度时，主控制器以锭子转速为基准，将计算所得卷绕线速度的信号发送给卷绕电机M3的控制单元，驱动卷绕电机M3带动卷绕机构运转，同时横动控制单元以预定的交叉角随动控制横动机构运转。
本实用新型所述的微电脑控制多电机倍捻机中，横动电机M2由主控制器B、控制单元P2驱动，通过一套曲柄连杆机构带动横动导丝装置运转；加捻电机M11、M12由主控制器B、控制单元P1驱动，通过龙带摩擦带动锭子运转，在需要改变纱线捻向时，直接改变电机M11、M12的运转方向即可实现；摩擦辊、超喂罗拉分别安装在摩擦辊轴和超喂轴上，由卷绕电机M3通过同步齿形带驱动其运转。
与现有技术相比，本实用新型所述的倍捻机的加捻机构、横动机构、卷绕机构，采用了独立的电机传动，而且主控制器是根据倍捻机的特点而设计的专用微电脑，采用微电脑控制，在资源配置、运算方法、程序结构等方面作了优化，它具有以下的优点1、倍捻机机构简化，制造难度低；2、反应时间短、数据处理快、控制准确、实时性好，操作使用、调试和维修方便；3、传动效率高，功耗低；4、卷绕成形好，纱线质量水平高。
四

图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的传动示意图；图3是本实用新型的电气控制框图。
五具体实施方式
一种本实用新型所述的微电脑控制多电机倍捻机，其中1是筒管架，2是摩擦辊，3是横动导丝装置，4是超喂罗拉，5是导丝轮，6是断纱止停装置，7是张力装置，8是锭子，11是加捻传动段，21是横动传动段，31是卷绕传动段，12是原纱，13是加捻后股线，14是筒管，A是液晶显示器，B是主控制器，M11、M12是加捻电机，M2是横动电机，M3是卷绕电机，P1是加捻控制单元，P2是横动控制单元，P3是卷绕控制单元，S1、S2、S3、S4、S5是传感器。
该微电脑控制多电机倍捻机包括加捻机构、横动机构和卷绕机构；加捻机构包括锭子部件8；横动机构包括导纱装置3；卷绕机构包括摩擦辊2、筒管架1、超喂罗拉4和张力装置7；其中加捻机构还包括锭子电机M11、M12和锭子传动段11，加捻机构通过锭子传动段11与电机M11、M12连接；横动机构还包括横动电机M2和横动传动段21，横动机构通过横动传动段21与电机M2连接；卷绕机构还包括卷绕电机M3和卷绕传动段31，卷绕机构通过卷绕传动段31与电机M3连接；各电机M11、M12、M2、M3均与控制系统连接。该控制系统按一定的数学模型规律，同步控制各电机的协调运转。
本实用新型的液晶显示器采用触摸屏来完成人机对话的功能，可以预先设置的工艺参数有锭子转速、捻度值、卷绕交叉角、横动干扰幅度、筒管规格等，传送给主控制器B对纺纱过程进行控制，主控制器B是根据倍捻机的特点而设计的专用微电脑，在资源配置、运算方法、程序结构等方面作了优化，反应时间短、数据处理快、控制准确、实时性好，从主控制器B将检测或计算的实时状态传送到液晶显示器A的屏幕上并显示当前锭速、当前卷绕交叉角、当前卷绕线速度、当前计长等。
在图1中，纱线12从锭罐中引出，进入加捻机构，被加工成股线13。在加捻机构中，倍捻机的主要指标是锭子8的转速，锭子8通过传动段11由加捻电机M1、M2共同驱动，消除了车头车尾和两侧锭速差异大的问题。锭子传动段11是带动锭子8运转的龙带；加捻电机M11、M12由主控制器B、控制单元P1驱动，通过龙带摩擦带动锭子8运转，在需要改变纱线捻向时，直接改变电机M11、M12的运转方向即可实现。主控制器B以RS-485通讯方式，与作为控制单元P1的变频器进行数据传输。传感器S1检测锭子8的实际转速，通过在程序中采用中断程序的处理方式，将传感器信号直接接到主控制器B外部的中断信号源上，当传感器信号脉冲出现时，每一个脉冲产生一次中断，中断处理程序运行一次累加，保证计数的准确，确保锭子8的转速符合工艺设计的要求，同时控制其他机构的运转与锭子8按设定比率同步运行。
股线13经过张力装置7、断纱止停装置6、导丝轮5、超喂罗拉4和横动导丝装置3被卷绕到由筒管架1所夹持、摩擦辊2摩擦驱动的筒管14上。摩擦辊2通过传动段31由卷绕电机M3单独驱动，卷绕传动段31是带动摩擦辊2和超喂罗拉4运转的同步齿形带；超喂罗拉4的轴通过同步齿形带与摩擦辊轴联接，确保股线以一定的超喂比卷绕到筒管上。主控制器B根据预先设置在液晶显示器A中纺纱工艺参数锭子转速、捻度值，按照一定的传动要求计算出摩擦辊2的转速，通过RS-485通讯方式，与作为控制单元P3的变频器进行数据传输。传感器S4检测摩擦辊2的实际转速，将信号反馈到主控制器B，以确保卷绕机构的转速符合工艺要求。传感器S5检测筒管14实时卷装直径。传感器S2实时检测横动导丝装置3的角度位置，传感器S3检测横动导丝装置3实时移动位置，并将信号一起反馈到主控制器B，主控制器B按照卷绕成形规律的数学模型，计算出摩擦辊2的速度增量，和实际摩擦辊转速叠加运算后传输给P3，调整摩擦辊2的运转速度，确保摩擦辊2在横动导丝装置3运动到筒管14任何位置时均以恒定的线速度运转。
在本实用新型所述的微电脑控制多电机倍捻机横动机构中，横动导丝装置3通过传动段21由横动电机M2单独传动。该传动段21采用简单的曲柄连杆机构取代了传统的螺旋齿轮箱机构。主控制器B根据预先设置在液晶显示器A中纺纱工艺参数锭子转速、捻度值及卷绕交叉角，按照一定的传动要求和卷绕成形规律的数学模型计算出横动电机M2的转速，通过RS-485通讯方式，与作为控制单元P2的变频器进行数据传输。传感器S2和S3检测横动机构的实际位置，将信号反馈到主控制器B，以确保横动机构的运动符合工艺要求。
采用上述方法对锭速、捻度、交叉角的控制相当精确，而且可以无级调整，因此对股线捻不匀的控制也是非常精确的。
权利要求1.一种微电脑控制倍捻机，包括加捻机构、横动机构和卷绕机构；所述加捻机构包括锭子组合件(8)；横动机构包括导纱装置(3)；卷绕机构包括摩擦辊(2)、筒管架(1)、超喂罗拉(4)和张力装置(7)；其特征是加捻机构还包括锭子电机(M11、M12)和锭子传动段(11)，加捻机构通过锭子传动段(11)与电机(M11、M12)连接；横动机构还包括横动电机(M2)和横动传动段(21)，横动机构通过横动传动段(21)与电机(M2)连接；卷绕机构还包括卷绕电机(M3)和卷绕传动段(31)，卷绕机构通过卷绕传动段(31)与电机(M3)连接；各电机(M11、M12、M2、M3)均与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的微电脑控制倍捻机，其特征是所述控制系统包括主控制器(B)、液晶显示器(A)和控制单元(P1、P2、P3)；锭子电机(M11、M12)通过控制单元(P1)与主控制器(B)连接，电机(M2、M3)分别通过控制单元(P2、P3)与主控制器(B)连接，主控制器(B)还与液晶显示器(A)连接。
3.根据权利要求2所述的微电脑控制倍捻机，其特征是在电机(M11、M12)的输出轴上设有与主控制器(B)连接的用来检测锭子部件(8)实际转速的传感器(S1)；在电机(M2)的输出轴上设有与主控制器(B)连接的用来检测导纱装置(3)实时移动位置的传感器(S2、S3)；在电机(M3)的输出轴上设有与主控制器(B)连接的用来检测摩擦辊(2)实际转速的传感器(S4)，在筒管(14)处设有与主控制器(B)连接的传感器S5。
4.根据权利要求2所述的微电脑控制倍捻机，其特征是主控制器(B)根据锭子电机(M11、M12)的运转按预先设定的数学模型规律，同步控制横动电机(M2)和卷绕电机(M3)的协调运转。
5.根据权利要求1所述的微电脑控制倍捻机，其特征是所述锭子传动段(11)是带动锭子运转的龙带；横动传动段(21)是带动横动导丝装置(3)运转的曲柄连杆机构；卷绕传动段(31)是带动摩擦辊(2)和超喂罗拉(4)运转的同步齿形带。
专利摘要本实用新型公开了一种由微电脑控制的多电机倍捻机，它的加捻机构、横动机构、卷绕机构，采用了独立的电机传动，而且主控制器是根据倍捻机的特点而设计的专用微电脑，主控制器根据显示器和控制单元中预先设置的工艺参数，按一定的数学模型规律，通过控制单元来调节各电机的转速，与现有技术相比，本实用新型结构简单、控制准确、卷绕成形好，它广泛适用于对双股或多股纱线加捻的倍捻机中，具有巨大的市场潜力。
文档编号D01H7/02GK2677399SQ20042002434
公开日2005年2月9日 申请日期2004年1月17日 优先权日2004年1月17日
发明者夏晴华, 陆惠文, 史家平 申请人:无锡市宏源针织机械厂