专利名称：粗纱机中提升和降低筒管轨的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种^^且纱机中提升和降低筒管轨的装置，m涉m过转 距可控制的驱动马达来提升和斷氐筒管轨的装置。
技术背景粗纱机一般具有筒管轨和用于提升和降低筒管轨的装置。该装置包括提和f料氐筒管轨。通常,在4^少机的粗纟少纺制期间以A^用空筒管替换满^的 操作期间提升和降低筒管轨。在锭子依据^^少机的锭翼而定的粗纱i/L中，为了使^^子能够插A^安装在筒管轨上的空筒管中，需要-提升筒管轨。在 这种情况下，如果空筒管未安装在筒管轨上的合适的位置中，锭子干扰空筒 管。如果被提升的筒管轨带有干扰空筒管的锭子，则可能损坏所^置的提 升和降^^X^J。为了航损坏所錄置的提升和降^^M勾，日本专利公开号No. 60-65128 公开一种用于检测筒管安装中异常的方法。#1居该参考文献， 一检测器例如 光电或超声传感器被设置为以侵^^超声波在沿着筒管侧的筒管轨的纵向中 被引导，其中筒管以合适的状态安装在筒管轨的筒管轮中。根据该方法，筒 管轮在筒管安^^筒管轮J^至少旋專卜转，因此安装倾斜状态中的筒管轮 上的^^可筒管能够^皮^r测器^r测。然而，根据上述参考文献中的方法，安絲筒管轮上异常的筒管在筒管 放置到锭子之前被检测，这需要检测器例如光电或超声传感器。如果检测器 ^jE常操作，即4吏在异常存在的情况下，筒管轨仍然^皮"r升，因此锭子和筒 管4^w目干扰。甚m锭子和筒管之间的^f目干扰后，由于筒管轨继续被 提升,提升和降^+几构例如通过电才;U区动的齿^小齿轮不可i^i妇皮损坏。jtb^卜，在不能安装^;则器的粗纱机中，在提升和i^氐筒管轨的^ft期间必定 不肯^^则装置的异常。 本发明涉及粗纱机中用于提升和降低筒管轨的装置，其中在提升和降低筒管轨的操作期间即使在^f可异常例如干M在的情况下，能够i^损坏所it^i的^^升和if^^;i4勾。 发明内容本发明的一方面，粗纱机的提升和降低筒管轨的装置包括一筒管轨，一 提升和降^^L构， 一电机和一控制器。筒管轨由提升和降^^4勾提升和l^氐。 电才咸升和降低筒管轨。控制器控制电机的才辦。提升和斷氐筒管轨的装置 的特;^t于上扭*卩財口下扭^^及限设置作为控制器中电机的输出扭^ 限。辦控制器控制电机的才辦，以便^^少机的粗纱纺制期间上扭 卩艮 设置为电机的输出扭头財及P艮。再次#^控制器控制电机的辨，以便除了粗 纱的纺制期间O卜，下扭^E+及限设置为提升或降低筒管4iit程中电机的输出 扭敏限。本发明的其它方面和优点根据以下结合相应附图的描述将变得明显，其通it^发明原则的实施例被示出。
本发明的特征尤其是根据M权利要求的描述被认为是新的。本发明、 本发明目的以及优点参照以下优选实施例的描述以及相应的附图能够被更好iM解，其中图l是根据本发明第一实施例的粗纱机的部分示意图；和 图2是才財居本发明第二实施例的4且纱机的部#意图。M实施方式以下参照图1描述本发明的第一实施例粗纱机中的用于提升和l^f氐筒管 轨的装置(以下称作提升和降低筒管轨的装置)。参照图1，粗纱机具有三个单独的驱动系统，即用于牵伸和锭^^ft的具有主电机14的锭點区动系统，用于旋转筒管B具有巻绕电机28的筒管驱动 系统，以朋于提升和降低筒管轨22的具有电机36的提升和降低系统。如 图l所示，锭點区动系乡说包括前罗拉ll,该罗M过传动带和齿轮系(均 未示出)由主电机14驱动旋转。传动带和齿轮系iM在安^^走转轴一端的 从动齿轮13和主电机14的驱动轴15之间。主电机14的操作通过逆变器16 控制。净必少机的锭翼17具有锭子17C和在锭翼17之上固^^锭子17C上和 锭子17C"-^^走转的^^动齿轮19。从动齿轮19和主动齿轮21啮合，该主动齿轮在它轴线上具有旋转轴20。主电机14的驱动轴15的旋津械过驱动带(未 示出)传递到其上固^动齿轮21的旋转轴20，以便从动齿轮19被驱动和 锭翼17^fe緣。设置在锭翼17下面的筒管轨22在其内部具有筒管轮23,筒管B安^fe 该轮上。从动齿轮24固定到筒管轮24并#具有旋转轴26的主动齿轮25 啮合。旋转轴26通过差速齿轮才;i^勾29可辦i4il:接到主电机14和巻绕电 机28，以便主电机14和巻绕电机28的合^^走專械过差速齿轮机构29传递 到主动齿轮25的旋转轴26。巻绕电机28的，通it逆变器27控制，因此 安装在筒管轮23上的筒管B的旋#^随着筒管B的巻绕直径的增加而降 低。粗纱^Lii被控制为，当巻绕电机28停止时和在差速齿轮才难29^4 绕电机28接受到输入时，筒管B和锭翼17同速旋转。筒管轨22通过具有齿条30、小齿轮31和旋转轴32的提升和降^^几构由 提升和降低系统的电机36提升和f^氐。提升齿条30固定到筒管轨22并且 和小齿轮31啮合，它的旋转轴32可才辨:Hk^接到电机36的驱动轴34，以 便驱动轴34的旋转传递到小齿轮31的旋转轴32。作为伺服电动机的电机 36的才^ft通过伺月W文大器35控制。旋转轴32的旋转方向随着电机36的前后旋转的转换而改变，随之筒管 轨22的提升和P争低方向也^^L变了。 一旋转编码器37连接到旋转轴32的 一端用于检测筒管轨22的方向和运动量。-~^轮系可以插入到电机36和驱 动轴34之间。可选择的，驱动轴34可以连接到电机36并且随其旋转。旋 转编码器37由连接电机36的合适的装置例如分解器和编码器替换。一传感器38和随同前罗拉11旋转的从动齿轮13相邻iM并J^测前罗 拉11的旋lrt。和从动齿轮19相邻设置的另一传感器39用于#^则锭翼17 的旋#*。从前罗拉ll纺出的粗纱R从锭翼U的锭1^部17A通过引导通 ii^，J达锭翼17的锭翼臂17B。然后，粗纱R通过从锭翼臂17B的底部^4伸的 锭翼压掌40引导到筒管B。本实施例中的锭翼压掌40的结构为引导孔42 和引导槽43扭4^少R引导到形M锭翼压掌5^反41中的引导孔42。主电机14和巻绕电机28分别通过逆变器16, 27由控制器45控制，以 及电机36通过伺月W文大器35由控制器45控制。控制器45具有一中央处理 器(CPU) 46，禾辨賴器47, —内賴器48, —输入界面49, 一输出界面50和一输7v^L置51 。操作CPU46扭衧#^^##器47中的预定程序，以分 别通过输出界面50和逆变器16， 27控制主电才几14和巻绕电机28的#^。 另夕卜，CPU46通过输出界面50和伺月W文大器35控制电机36的才辦。
粗纱*例如粗纱重量(克)，纤维种类和4念数和类似的^通it知tX^ 置51输入，该输7v^置以键盘的形式并入到控制器45中。来自旋转编码器 37和传感器38, 39的输出信号通过输入界面49传递到CPU46。
禾辨#^器47设置为只读，器(ROM),在其内部，上述的程序以及 多种不同的用于扭/f于所述程序的必须数据。所述禾踏包括用于在筒管B的巻 绕期间控制主电机14、巻绕电机28和电机36操怍的控制程序，以及用于落 纱操怍的控制程序。多种不同的数据包^^筒管轨22运动itJL相关的粗纱机 ^^数据,在^^少机的粗纱纺制期间粗纱R的巻绕直径以及筒管轮23的旋转狄。
内，器48设置为随才;L4^ft器(RAM)，在其内部临时，输/^置 51输入的数据，CPU46中#^豫##^的结果以及类似的数据。内，器48 具有备用电源(未示出)。
当粗i少才;M亭止时，完成的落纱操作的控制程序包4舌4且纱iM亭止才^ft的处 理禾踏和^^少才;M亭止^ft后用于把筒管轨22 P^^J，J落纱位置的处理程序。
在用于控制电机36 的控制程序中，上扭 卩咏下扭头敏1^皮设置 作为电机36的输出扭娘好艮。在粗纱机的^L^、纺制期间(或者开始到筒管的 巻巻绕才糾末端)，上扭 限设置为电机36的输出43#极限。上扭头魄限 i殳置为以^f更相应于满管B的重量和/或相应于筒管轨22反向运动时产生的冲 击负载。下扭^^及P艮设置为低于上扭^IP艮。^^且纱机的，而不是粗纱纺 制期间，提升或降低筒管轨22的过程中，下扭头財及限没置为电机36的输出 扭嫁限。
以下将描it^且纱机的操作。在粗纱才;L^ft之前，粗纱条件例如粗纱重量 (克)，纤维种类和捻数以及类似的M通过输A^置51输入。1^净iL^少机 的启动，主电机14、巻绕电机28和电机36##^#、条件以它们各自预定的 iiJl同步启动。tt主电机14的驱动轴15被旋转，前罗拉11和锭翼17以 它们各自恒定的速度旋转，它们具有预定的逸复比。主电机14的驱动轴15 的旋#^1和巻绕电才几28的输出轴的旋4l^l通过差动齿轮才;i4勾29 M,筒管轮23的速度依椐筒管B粗纱R当前的巻绕直径改变。
筒管轨22根据电机36在向前和向后旋转之间的转换而上下运动。因此， 当筒管轨22被提升和降低时，从前罗拉11放出的粗纱R绕着筒管B巻绕。 4^且纱机的粗纱纺制期间，CPU46根据传感器38的输出信号完成计数。当 CPU46的计数到达的值相应于预定^Ii少重量计算出的粗纱长度，CPU46确认 筒管B变成满管，然后启动停止落纱4喿怍的控制禾I^。
^*1#、机的#^停止后，筒管轨22降^f^^落纱位置，粗纱R被切断。 ^将描述用新的空筒管B替换满筒管。在满管B的落纱中，筒管轨22 位于它的最低位置。在满管B从筒管轨22^g纱后，筒管轨22纟皮提升，一 个空筒管B安彭，j筒管轨22的筒管轮23上。在该实施例中，这样的落纱操 作和筒管安装M通过手动完成。在空筒管B安装到筒管轨22的筒管轮23 后，筒管轨22被进一步提升以把锭子17C插入到空筒管B中。在这种情况 下，把下扭头败限没置为电机36的输出扭始fe限。因为筒管轨22的纵向中 局部^i锭子17C和空筒管B之间的千扰，集中负载作用在提升齿条30、小 齿轮31上以及类似的筒管轨22 JLt干扰的位置。即4錄绕电机28的输出 扭矩低于上扭^E^及限，该上4^居被设置作为净必少纺制期间巻绕电机28的输出 扭头败P艮，提升齿条30、小齿轮31以及类似的部件也可被损坏。为了这个 原因，在落纱期间，下扭,P艮被设置为电机36的输出扭^^及限。在该实施 例中，下扭头E^lPIL^;IJi扭^^及P艮的33。/0。
如果空筒管B未在合适的位置而在倾斜的位置中安装到筒管轨22的筒管 轮23中，当筒管轨22通过驱动电机36被提升时，锭子17C干扰空筒管B。 即使在锭子17C和空筒管B之间存在的干扰后，电机36继续被驱动，电机 36的扭矩由于千扰的存在而增加。^^种情况下，输出扭^J^皮设置为电 机36的下扭^E^及限，当下扭 ^艮的扭^>到电机36时，电机36滑动。 驱动轴34不再旋转，相应的旋转轴32也不再旋转。因此，筒管轨22的提 升运动被停止。
用于上述餅的详细描述将被给出。辦控制器45读fU/J走转编码器37 传递到控制器45的脉冲信号以及由伺M^文大器35接收的来自控制器45的 定位命令的乐lo中信号。从旋转编码器37传递到控制器45的积累的脉冲信号 指示筒管轨22的提升或降低位置，每单位时间内的脉冲信号数量指示筒管轨22的提升或降#^。 ^^走转编码器37传iU，J控制器45的每单位时间内降 低的脉冲信号指示筒管轨22的提升或P争j^l的减少量。当脉冲信号的积累 量没有发生变化时，筒管轨22的位置保持不变，这意"木着筒管轨22##停 止。
当从旋转编码器37传递到控制器45的脉冲信号的数量降低，而用于定 位命令的一定数量的脉沖信号从控制器45传递到伺力Wi:大器35时，这些不 同种类脉沖信号之间的数量差异被提高。这种提高意p未着预设的或控制的目 标啦置和实际的提升或降j氐位置(或逸变)之间的差异提高。如果预设位置 (或逸变)和实际位置(或ii;变)之间的增加的差异超过预定的位置值(或 i^l值)，电机36滑动，因此，驱动电机34在电机36的输出扭魁，j达f^4a 头財及限后不再旋转。这样，控制器45确定筒管轨22由于任何异常存在而停
第一实施例的提升和降低筒管轨的装置具有以下优点。 (1) ^f^少机的辦而不是津必少纺制期间，筒管轨22的提升或f^H氐中， 下扭头封及l^^皮设置为电机36的输出扭头 限。因此，在筒管改变操怍期间如 果锭子UC干扰筒管B以及电机36的输出扭矩增加到下扭M^l限，因为电 机36不能够输出大于下扭^ LP艮的扭矩，电机36滑动。由于当电机36的 输出扭头Ei曾加到下扭头败限筒管轨22的运动被防止，因jtb^了损坏4C升和
(2)当除了粗纱的纺制期间"卜时，实际的提升或l^f緣置(iiUi;复) 和筒管轨22的预设的位置(或ii^)之间的差异超过筒管轨22提升或降低 中的预定值，筒管轨22的运动净皮停止。
(3 )在下扭^^及限的扭矩被设置为至少能够提升其上安装空筒管B的 筒管轨22，以及当筒管轨22的运动因为任何的异常停止时还能够避免损坏 提升和斷^l4勾。因此，其上安装空筒管B的筒管轨22即使在电机36产生
以下将参照图2描述本发明第:实施例的啦妙机中提升;降低筒管轨的 装置。由图1和图2相比明显可以看出，图2的第二实施例^4必少机的三个 驱动系统的提升和降低系统的结构中不同第一实施例。为了解释的方^^UL, 因此类似的或同 一部件或元件将由在第 一 实施例中4吏用的同 一附图标记标记，因此它的描述将被省略。
在第二实施例中，提升和降低电才几54设置为感应电动才几，它的操怍通过 逆变器55由控制器45控制。操怍逆变器55以向量控制电机54。尤其是， 逆变器55依据电机54 ^-巻绕中的电流大小以及相位估算电机54的扭矩 和旋專MJL,然后依据估算的扭矩和旋转来改变电机54的电压和频率以获得 电机54的目标扭^p旋專鍵度。逆变器55控制电机54以便不超對目应于 当前下扭^6^及限的电流值。
第二实施例中的提升和降低筒管轨的装置具有第一实施例中的所述(1) 和(3)的相同的优点。jH^卜，因为逆变器55的向量控制，第二实施例设置 编码器37,进而简4fc^制电机54的系乡Ait件。
本发明不局限于上述实施例，其可以在本发明的范围内进行如下所述变型。
尽管在上述的实施例中，在筒管改变操作期间提升筒管轨22的过程中， 下扭头腺P艮设置为提升和降低电机的输出扭^^及限，下扭头败PW仅设置在 提升筒管轨22的过程中还设置在P争低筒管轨22的过程中。在这种情况下， 当筒管轨22除了粗纱纺制操作期间"卜降^f^t程中，控制器45能够确定因 为其它对象^f可干扰产生的异常。
在上述的实施例中，除了^^少纺制期间"卜筒管轨22提升或P务j^it程中， 下扭^^及P艮"&^为提升和降低电机的输出扭^^及限，以使得控制器45确定正 常停止筒管轨22。然而，设置扭矩传感器用于检源败升和)^氐电机的输出扭 矩，以便当控制器45检测到到达下扭^&^及限时确定任何的异常。可选择的， 控制器45可以设置为当扭矩升高或降低率超过预定的变化率时能够确定筒 管轨22的异常运动。
因此，本发明例子和实施例被认为是解释性和非限定性。并JL^发明不 局P艮于本文中给出的详细结构，并且可以在本发明的范围内进行变化。
权利要求
1. 一种粗纱机中提升和降低筒管轨的装置，包括一筒管轨；一提升和降低机构，通过该机构筒管轨被提升和降低；一用于提升和降低筒管轨的电机和一用于控制电机操作的控制器；其特征在于上扭矩极限和下扭矩极限在控制器中被设置为电机的输出扭矩极限，其中控制器可操作以控制电机的操作，使得上扭矩极限被设置为粗纱机粗纱纺制期间电机的输出扭矩极限，下扭矩极限被设置为粗纱纺制之外期间提升或降低筒管轨过程中电机的输出扭矩极限。
2、 如权利要求1所述提升和降低筒管轨的装置，其中下扭^i!Ua矩 被设置为至少能够提升在其上安装空筒管的筒管轨，以及当筒管轨的运动因 为异常停止时能够it^损坏s^升和降^^;L构。
3、 如权矛溪求1所述提升和降低筒管轨的装置，其中在粗纱才辦"卜 期间提升或P争低筒管轨是在筒管改变操作期间提升筒管轨。
4、 如权矛溪求l所述提升和降低筒管轨的装置，其中当^4a纱餅之 外期间提升或降低筒管轨的过程中筒管轨实际的提升或降低位置和预设位置 之间的BE^过预定的位置值时，筒管轨的运动被停止。
5、 如权矛溪求l所述提升和降低筒管轨的装置，其中当^^L纱餅之 外期间提升或降低筒管轨的过程中筒管轨实际的提升或降^t;l和预^ii^ 之间的JJM过预定的ii^值时，筒管轨的运动被停止。
6、 如权利要求l所述提升和降低筒管轨的装置，其中设置伺月W文大器， 电机的操怍通过该放大器由所述控制器控制。
7、 如权矛溪求6所述提升和P争低筒管轨的装置，其中将一旋转编码器 连接到提升和降^+几构以检测筒管轨的运动方向和运动量，其中控制器读取 由旋转编码皿递到控制器的时间脉沖信号以及由伺月W文大II^收自控制器的定位^4^脉沖信号。
8、 如权矛溪求1所述提升和P争低筒管轨的装置，其中下扭头E^LP艮约为 上扭敏限的33%。
9、 如权利要求1所述提升和P争低筒管轨的装置，其中还设置一逆变器, 电机的^ft通过该逆变器由所述控制器控制，其中逆变器可才^ft以矢量控制 所述电机。
10、 如权矛溪求1所述提升和P争低筒管轨的装置，其中还设置一扭矩传 感器以4t测电机的输出扭矩。
全文摘要
粗纱机中提升和降低筒管轨的装置，包括一筒管轨，一提升和降低机构，一电机和一控制器。电机通过提升和降低机构提升和降低筒管轨。控制器控制电机的操作。提升和降低筒管轨的装置的特征在于上扭矩极限和下扭矩极限设置作为控制器中的电机的输出扭矩极限。操作控制器以控制电机的操作，以便在粗纱机的粗纱纺制期间上扭矩极限设置为电机的输出扭矩极限。再次操作控制器以控制电机的操作，以便除了粗纱纺制期间之外，下扭矩极限设置为提升或降低筒管轨过程中的电机输出扭矩极限。
文档编号D01H13/32GK101302670SQ20081009900
公开日2008年11月12日 申请日期2008年5月8日 优先权日2007年5月9日
发明者北村笃志 申请人:株式会社丰田自动织机