用于精纺机的管纱直径估计设备和方法

专利名称：用于精纺机的管纱直径估计设备和方法
技术领域：
本发明涉及用于精纺机的管纱直径估计设备和管纱直径估计方法，该精纺机通过 钢领板的上升操作将纺线缠绕在筒管上来形成管纱。
背景技术：
精纺机重复地使钢领板上升和下降，以使钢领板沿着筒管的轴向逐渐地移动，并 将纺线缠绕在筒管周围，从而形成管纱。使缠绕在单个筒管上的纺线的量最大化，可以提高 管纱的生产效率。然而，若管纱的最大直径超过预先确定的直径，则管纱会与设在钢领板上 的钢领摩擦。为了得到管纱的最大允许直径，可以预先进行纺纱试验。然而，每当改变纺线类型 的条件(种类、计数、捻数)、上升的条件(动程条件、管纱形状、筒管形状)时都需要进行该纺 纱试验。这降低了精纺机的生产率。因此，期望能对管纱的最大允许直径进行估计。日本专利特开No. 5-321046公开了一种用于粗纺机的全筒管直径计算设备，其 可以估计全筒管直径(最大管纱直径)。在粗纺机中使用的缠绕方法中，每在筒管上层压一层纺线，钢领板的上升操作中 的上升长度缩短。上升操作中的反转位置(即肩角)是预先已知的。另外，由于筒管的形状 为柱形，所以容易基于每层缠绕的粗纱的直径的增加量和肩角来对粗纺机中管纱的形状进 行估计。在上述的全筒管直径计算设备中，全筒管直径(最大管纱直径)的计算基于纺纱条 件，例如初始上升高度、肩角、每单位长度的线圈长、用于形成整个筒管的缠绕的粗纱的长 度、每层缠绕的粗纱的直径的增加量。具体而言，全筒管直径的计算基于上述文献公开的表 达式。文献中的表达式用于在事先已知肩角和缠绕的粗纱的直径的增加量的情况下计算全
筒管直径。然而，肩角并非精纺机中使用的参数。另外，精纺机的缠绕方法不同于粗纺机的缠 绕方法。因此，上述文献公开的表达式无法用于计算精纺机的管纱最大直径
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种管纱直径估计设备和管纱直径估计方法，即使 纺纱条件改变，也能不用进行纺纱试验来对精纺机中的管纱的最大直径进行估计。为达到上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于精纺机的管纱直径估 计设备，该精纺机通过钢领板的上升操作将纺线缠绕在筒管上来形成管纱。所述设备包括 计算单元、记录单元、输入单元以及估计单元。计算单元通过使用在纺纱操作中使用的筒管 的特定的筒管高度测量的纺线部直径和纺纱操作中的上升操作条件，计算纺线部直径基本 单位。记录单元将纺线部直径基本单位与纺纱操作中的纺线类型条件一起进行记录。输入 单元输入纺线类型条件和上升操作条件。在与通过输入单元输入的纺线类型条件匹配的纺 线类型条件与纺线部直径基本单位一起被记录在记录单元内时，估计单元通过使用与输入的纺线类型条件和输入的上升操作条件相应的纺线部直径基本单位，估计最大管纱直径。根据本发明的第二方面，提供了一种用于精纺机的管纱直径估计方法，该精纺机 通过钢领板的上升操作将纺线缠绕在筒管上来形成管纱。该方法包括对纺纱操作中使用 的筒管的特定的筒管高度的纺线部直径进行测量；通过使用该测量的纺线部直径和纺纱操 作中的上升操作条件，计算纺线部直径基本单位；将纺线部直径基本单位与纺纱操作中的 纺线类型条件一起进行记录；以及在与输入的纺线类型条件匹配的纺线类型条件与纺线部 直径基本单位一起被记录在记录单元内时，通过使用与输入的纺线类型条件和上升操作条 件相应的纺线部直径基本单位，估计最大管纱直径。


图1是根据本发明的一个实施例的钢领精纺机的示意图； 图2A是显示通过图1的精纺机执行的管纱的形成过程的图； 图2B是解释通过图1的精纺机执行的动程运动的曲线图3A是用于图1的精纺机所使用的筒管的形状和管纱形状的解释说明的侧视图； 图3B是用于在单个动程运动和成形步骤中缠绕的纺线的量的解释说明的曲线图； 图4是显示纺纱试验的步骤的流程图； 图5是显示最大管纱直径估计程序的流程图；以及 图6是显示最大管纱直径估计程序的流程图。
具体实施例方式参照图1至图6描述本发明的一个实施例。如图1所示，齿轮12固定在形成牵伸部分的前罗拉11的旋转轴111的一端。驱 动轴13在马达Mo的作用下旋转。齿轮系(未示出)位于驱动轴13与齿轮12之间。通过齿 轮系，使旋转轴111旋转。马达Mo为变速马达。通过包裹于锭子14周围的锭带和固定于驱动轴13的滚盘，使锭子14旋转。前罗 拉11和锭子14旋转，使得来自前罗拉11的纺线的进给量(纺纱量)与缠绕于锭子14的纺 线的量始终彼此相等。它们之间的转数比根据纺线Y的捻数来确定。在齿轮12的附近设 置有传感器S。该传感器S响应前罗拉11的旋转，输出脉冲信号。导纱钩191附接于导钩板定位脚19。导钩板定位脚19将通过前罗拉11进给的纺 线Y经由导纱钩191引导至钢丝圈20。钢丝圈20在钢领181上滑动。动力轴17沿精纺机的长度方向设置。多个螺旋齿轮21 (图1中仅示出1个)设置 在动力轴17上，与动力轴17 —体地旋转。螺旋齿轮21以预先确定的间隔沿动力轴17的 轴向配置。钢领板18由多个小支柱22 (图1中仅示出1个)支撑。小支柱22由机架(未 示出)支撑成可以垂直地移动。每个小支柱22具有形成于下部的螺旋部221。螺旋部221 拧入被可旋转地支撑在机架的预先确定的高度上的螺母件23。与螺旋齿轮21啮合的螺旋 齿轮(未示出)，一体地形成于每个螺母件23的外周。通过相似的上升机构，使导钩板定位 脚19与钢领板18同步地上升、下降。动力轴17通过齿轮系(未示出)与伺服马达24的驱动轴联接。伺服马达24通过 伺服驱动器26由控制器25控制。伺服马达24具有旋转编码器27。动力轴17由伺服马达24驱动，使得动力轴17的旋转速度和旋转方向可以自由改变。
动力轴17、小支柱22、螺母件23、伺服马达24以及齿轮系形成上升设备。上升设 备通过动力轴17使钢领板18和导钩板定位脚19上升、下降。上升设备、牵伸部分以及锭 子驱动系统相互独立且被同步控制。控制器25具有中央处理单元(CPU)29、程序存储器(R0M)30、工作存储器(RAM)31、 输入接口 33、输出接口 34以及计数器37。CPU29经由反相器16、主马达驱动电路35以及 输出接口 34，与马达Mo电连接。进一步地，CPU29经由伺服驱动器26、伺服马达驱动电路 36以及输出接口 34，与伺服马达24电连接。CPU29经由输入接口 33与输入设备32连接，以交换信号。CPU29还经由输出接口 34与显示设备38连接，以交换信号。计数器37与旋转编码器27、和CPU29连接，以交换信号。使用可逆计数器作为计 数器37。计数器37在伺服马达24正向旋转且从旋转编码器27接收到输出脉冲时，使计数 值增加；在伺服马达24反向旋转且从旋转编码器27接收到输出脉冲时，使计数值减少。CPU29基于程序存储器30内储存的预先确定的程序数据进行工作。程序存储器 30是只读存储器(ROM)。除程序数据外，程序存储器30还储存执行程序所需的各种类型的 信息。各种类型的信息包括各种类型的计算表达式。工作存储器31是随机读取存储器(RAM)。工作存储器31暂时储存经由输入设备 32输入的各种条件、CPU29的计算过程的结果。经由输入设备32输入的各种条件包括纺线 类型条件、上升操作条件以及机器规格条件。上升条件包括动程条件、筒管形状条件。纺线类型条件包括纺线的种类、计数、捻数。动程条件包括缠绕开始高度(沿着筒 管B的轴向从筒管B的下端起的高度)Lo、上升长度LT、动程长度C (如图3B所示)、动程X 的次数(例如200次)、成形步骤的量(如图3B所示)△、缠绕能力条件、以及动程速度。缠绕 能力指的是能缠绕在筒管B周围的纺线的量。筒管形状条件包括筒管长度BL、筒管上端的 直径DE2、筒管下端的直径DE1，如图3A所示，机器规格条件是钢领181的内径R。在该实施 例中，筒管B成形为近似截锥形，其下端的直径DEl大于上端的直径DE2。CPU29经由输入接口 33与传感器S和旋转编码器27连接，以交换信号。CPU29基 于传感器S输出的信号，计算被纺纱的纺线的量。基于从旋转编码器27输出的信号，CPU29 获得钢领板18的运动方向，即钢领板18是下降还是上升。另外，基于计数器37的计数值， CPU29计算钢领板18的位置。下面描述上述结构的设备的操作。在机器的操作之前，经由输入设备32输入纺纱 条件，包括纺线类型条件、上升操作条件(动程条件和筒管形状条件)以及机器规格条件。基于经由输入设备32输入并储存在工作存储器31内的纺纱条件，CPU29同步地控 制伺服马达24和马达Mo。当伺服马达24被驱动时，动力轴17在齿轮系的作用下旋转，螺 母件23在螺旋齿轮21的作用下旋转。拧入螺母件23的小支柱22与钢领板18 —起上升 或下降。当伺服马达24正向旋转时，钢领板18上升。当伺服马达24反向旋转时，钢领板 18下降。由前罗拉11进给的纺线Y通过导纱钩191和钢丝圈20缠绕在筒管B周围。据 此，形成管纱28。图2A的线F表示从纺线Y开始绕筒管B缠绕到缠绕结束(结束缠绕)的期间(缠绕 期间)钢领181的高度。水平轴表示时间，垂直轴表示钢领181的高度。控制器25重复地使钢领板18上升、下降，以便在钢领181的上反转位置PU将上升行程转换至下降行程，同 时将上反转位置PU改变从缠绕开始起的恒定位移量Dd。控制器25重复地使钢领板18上 升、下降，以便在钢领181的下反转位置PL将下降行程转换至上升行程，同时将下反转位置 PL改变从缠绕开始起的恒定位移量Du。钢领板18的单个上升行程和其后的下降行程对应 于钢领板18的单个动程运动。 图2A示出在时间点t0 (缠绕期间的开始)、时间点tl (缠绕期间的前半部)、时间 点t2 (缠绕期间的后半部)、时间点t3 (缠绕期间的结束)的缠绕于筒管B周围的纺线的量。 标号281示出在时间点tl的管纱形状，标号282示出在时间点t2的管纱形状。图2B的线T (η)表示第η次动程运动(η表示从1起的整数)，线T (η+1)表示第 η+1次动程运动。在图2Β中，水平轴表示时间，垂直轴表示钢领181的高度。钢领181由于 钢领板18的上升行程的移动距离是动程长度C。位移量Dd和位移量Du指成形步骤量Δ， 其始终为常数。在该实施例中，线T (η) (η=1，2，3···)都具有相同的形状。将由线T (η)表示 的单个动程运动中的上升区段分为区段Kl，Κ2和Κ3，单个动程运动中的下降区段仅是区 段Κ4。Κ1，Κ2, Κ3, Κ4区段的速度分别由VI，V2, V3, V4表示。速度VI，V2, V3是动 程上升速度，速度V4是动程下降速度。速度VI，V2, V3, V4是单个动程运动中的速度。Kl与Κ2区段之间的边界Κ12、Κ2与Κ3区段之间的边界Κ23是动程上升速度转换 的位置。在该实施例中，动程下降速度没有转换，因此没有设置动程下降速度转换位置。边 界Κ12和Κ23是单个动程运动中的转换位置。预先通过输入设备32将单个动程运动中的动程上升速度的速度VI、V2、V3、单个 动程运动中的动程下降速度的速度V4、单个动程运动中的转换位置边界Κ12、Κ23输入到控 制器25。带状部分Ycu (η)示意地显示了第η次动程运动的上升行程的管纱28的增加量。 带状部分Ycd (η)示意地显示了第η次动程运动的下降行程的管纱28的增加量。带状部 分Ycu (η)由与上升区段Kl相应的管纱28的增加部分Y (Κ1)、与上升区段Κ2相应的管纱 28的增加部分Y (Κ2)、与上升区段Κ3相应的管纱28的增加部分Y (Κ3)形成。带状部分 Ycd (η)是与下降区段Κ4相应的管纱28的增加部分Y (Κ4)。与上升区段Kl相应的、管纱28的增加部分Y (Kl)的厚度W (Kl)，是在上升区段 Kl中纺线部直径的增加量。与上升区段Κ2相应的、管纱28的增加部分Y (Κ2)的厚度W (Κ2)，是在上升区段Κ2中纺线部直径的增加量。与上升区段Κ3相应的、管纱28的增加部 分Y (Κ3)的厚度W (Κ3)，是在上升区段Κ3中纺线部直径的增加量。与下降区段Κ4相应 的、管纱28的增加部分Y (Κ4)的厚度W (Κ4)，是在下降区段Κ4中纺线部直径的增加量。 纺线部直径是从管纱28的半径减去筒管B的半径得到的值。动程运动的速度越慢，厚度W (K1)、W (K2)、W (K3)和W (Κ4)越大。即，单个动程运动中纺线部直径的增加量，与动程运 动速度 VI，V2, V3, V4 的倒数 1/V1，1/V2, 1/V3, 1/V4 成比例。图4是表示对由纺纱操作形成的全筒管的管纱28在筒管高度Hb (沿着筒管B的 轴向的从筒管B的下端Bl起的高度)的管纱直径进行测量以在控制器25记录纺线部 直径基本单位Obase的流程图。储存在程序存储器30内的第一组计算表达式包括下面的表达式(1)至(4)。
Obase=OinitXOyb (Hb1Oinit)^-OsO(1) Oyb (Hb，Oinit) = Σ Oyc, η (Hb, Oinit) (2) Dbob (Hb) =DEl- (DE1-DE2) XHb + BL (3) OsO=Os-Dbob (Hb) (4)
控制器25 使用表达式(1)至(4)来计算纺线部直径基本单位Obase。表达式(3)是计算在筒管高度Hb的筒管B的直径Dbob (Hb)的计算表达式。表达式(4)是计算在筒管高度Hb的纺线部直径Φ80的计算表达式。从在筒管高 度Hb测量的管纱直径Φ s减去在筒管高度Hb的筒管直径Dbob(Hb)得到的值Φ80，是管纱 28的纺线部在两个位置的厚度之和(Φ81+Φ82)，(如图3Α所示的两个位置和Φ82)。表达式(2)是使用预先确定的初始纺线部直径基本单位Oinit，计算在筒管高度 Hb的纺线部直径Oyb (Hb, Oinit)的计算表达式。Oyc，η (Hb, Oinit)代表第η次动 程运动引起的在筒管高度Hb的纺线部直径的增加量。Σ Oyc, η (Hb，Φ init)是多次(Μ 次)的动程运动引起的纺线部直径的增加量的总和，多次的动程运动增加在筒管高度Hb的 纺线部直径。当给在筒管高度Hb的纺线部直径带来第一增加量的动程运动是第(Ν+1)次 动程运动时(其中N是整数)，给在筒管高度Hb的纺线部直径带来增加量的动程运动是第 (Ν+1)、(Ν+2)…(Ν+Μ)次。图3Β是用于解释纺线部直径的增加量Oyc，η (Hb, Φ init)的总和Σ Oyc, η (Hb, Oinit)的曲线图。垂直轴表示从筒管B的下端Bl起的高度(参照图3A)。线T (N+1)表示第(N+1)次动程运动。带状部分Ycu (N+1)示意地显示了第(N+1) 次动程运动的上升行程的纺线部直径的增加量。带状部分Ycd(N+l)示意地显示了第(N+1) 次动程运动的下降行程的纺线部直径的增加量。线T (N+2 )表示第(N+2 )次动程运动。带状部分Ycu (N+2 )示意地显示了第(N+2 ) 次动程运动的上升行程的纺线部直径的增加量。带状部分Ycd(N+2)示意地显示了第(N+2) 次动程运动的下降行程的纺线部直径的增加量。线T (N+j) (j是整数)表示第(N+j)次动程运动。带状部分Ycd (N+j)示意地显 示了第(N+j)次动程运动的下降行程的纺线部直径的增加量。带状部分Ycu (N+j)示意地 显示了第(N+j)次动程运动的上升行程的纺线部直径的增加量。带状部分Ycd (N+j)示意 地显示了第(N+j)次动程运动的下降行程的纺线部直径的增加量。线T (N+M)表示第(N+M)次动程运动。带状部分Ycu (N+M)示意地显示了第(N+M) 次动程运动的上升行程的纺线部直径的增加量。带状部分Ycd(N+M)示意地显示了第(N+M) 次动程运动的下降行程的纺线部直径的增加量。在筒管高度Hb的带状部分Ycu (N+1)的厚度Wu (1)与在筒管高度Hb的带状部 分Ycd (N+1)的厚度W (1)之和，表示第(N+1)次动程运动导致的在筒管高度Hb的纺线 部直径的增加量。在筒管高度Hb的带状部分Ycu (N+2)的厚度Wu (2)与在筒管高度Hb 的带状部分Ycd (N+2)的厚度W (2)之和，表示第(N+2)次动程运动导致的在筒管高度Hb 的纺线部直径的增加量。在筒管高度Hb的带状部分Ycu (N+j)的厚度Wu (j)与在筒管高 度Hb的带状部分Ycd (N+j)的厚度W (j)之和，表示第(N+j)次动程运动导致的在筒管 高度Hb的纺线部直径的增加量。在筒管高度Hb的带状部分Ycu (N+M)的厚度Wu (M)，表 示第(N+M)次动程运动导致的在筒管高度Hb的纺线部直径的增加量。
带状部分Ycu (N+j)、Ycd (N+j) (j=l，2，3 …Μ)在筒管高度 Hb 的厚度 Wu (j )、 Wd (j)之和，是纺线部直径的增加量Oyc, η (Hb, Oinit)的总和Σ Oyc, η (Hb, Oinit) ( = Oyb (Hb, Oinit)。
在上升区段Kl中的增加部分Y (Kl)的厚度W (Kl)由Oinit/Vl表示。在上升 区段K2中的增加部分Y (K2)的厚度W (K2)由Oinit/V2表示。在上升区段Κ3中的增加 部分Y (Κ3)的厚度W (Κ3)由Oinit/V3表示。在下降区段Κ4中的增加部分Y (Κ4)的厚 度 W (Κ4)由 Oinit/V4 表示。因此，在与上升区段Kl相应的增加部分Y (K1)、与下降区段K4相应的增加部分Y (K4)在径向互相重叠的复合增加部的纺线部直径的增加量即W (Kl)+W (K4)，由Oinit/ Vl + Φ init/V4表示。在与上升区段K2相应的增加部分Y (K2)、与下降区段K4相应的增加 部分Y (K4)在径向互相重叠的复合增加部的纺线部直径的增加量即W (K2)+ff (K4)，由 Φ ιΗ/ν2+Φ ιΗ/ν4表示。在与上升区段Κ3相应的增加部分Y (Κ3)、与下降区段Κ4相 应的增加部分Y (Κ4)在径向互相重叠的复合增加部的纺线部直径的增加量即W (K3)+ff (K4)，由 Oinit/V3+Oinit/V4 表示。控制器25 使用表达式(Oinit/Vl+Oinit/V4)、(Oinit/V2+Oinit/ V4),(Oinit/V3+Oinit/V4),计算出在筒管高度Hb的纺线部直径的增加量Oyc，η (Hb, Oinit)的总和Σ Oyc, η (Hb, Oinit) ( = Oyb (Hb, Oinit))。使用通过测量的管纱直径Φ s计算的纺线部直径Φ sO、初始纺线部直径基本单位 Φ init、以及表达式(1)至(4)，计算纺线部直径基本单位Obase。图5和图6是表示用于估计最大管纱直径Omax的最大管纱直径估计程序的流程 图。控制器25基于最大管纱直径估计程序和程序存储器30储存的计算表达式，估计最大 管纱直径Φ max。储存在程序存储器30内的第二组计算表达式包括下面的表达式(5)至(7)。Oall (h, Obase) =Dbob (h) +Oyb (h, Obase) (5) Dbob (h) =DEl- (DE1-DE2) Xh + BL(6) Oyb (h, Obase) = Σ Oyc (h, Obase) (7)
控制器25使用表达式(5)至(7)来计算管纱直径Oall (h, Obase).表达式(5)中 的Φ&11 (h, Obase)表示在给定的筒管高度h下的管纱直径，是在筒管高度h的筒管B的 直径Dbob (h)与在筒管高度h的纺线部直径Oyb (h, Obase)之和。表达式(6)是计算在筒管高度h(沿着筒管B的轴向从筒管B的下端Bl起的高度， 图3A中示出了一个例子)的筒管B (图3A中示出了一个例子)的直径Dbob (h)的计算表 达式。表达式(7)是使用之前记录的管纱直径基本单位Obase，计算在筒管高度h的管 纱直径Oyb (h, Obase)的计算表达式。Oyc (h, Obase)表示单个动程运动导致的在筒 管高度h的纺线部直径的增加量。Σ Oyc (h，Obase)是多次的动程运动引起的纺线部直 径的增加量Oyc (h, Obase)的总和，多次的动程运动增加在筒管高度h的纺线部直径。通过将图3B所示的筒管高度Hb替换为筒管高度h，增加量Oyc (h, Obase)的总 和 Σ Oyc (h，Obase)可以由与增加量 Oyc (Hb，Φ init)的总和 Σ Oyc (Hb，Oinit)相 同的方式来进行解释。
在上升区段Kl中的增加部分Y (Kl)的厚度W (Kl)定义为Obase/Vl。在上升区段K2中的增加部分Y (K2)的厚度W (K2)定义为ObaSe/V2。在上升区段K3中的增加部 分Y (K3)的厚度W (K3)定义为Obase/V3。在下降区段K4中的增加部分Y (K4)的厚度 W (K4)定义为 Obase/V4。因此，在与上升区段Kl相应的增加部分Y (Kl)与下降区段K4相应的增加部分Y (K4)在径向互相重叠的复合增加部的纺线部直径的增加量即W (Kl)+W (K4)，由Obase/ Vl+Obase/V4表示。在与上升区段K2相应的增加部分Y (K2)与下降区段K4相应的增加 部分Y (K4)在径向互相重叠的复合增加部的纺线部直径的增加量即W (K2)+ff (K4)，由 ObaSe/V2+ObaSe/V4表示。在与上升区段K3相应的增加部分Y (K3)与下降区段K4相 应的增加部分Y (K4)在径向互相重叠的复合增加部的纺线部直径的增加量即W (K3)+ff (K4)，由 Obase/V3+Obase/V4 表示。控制器使用表达式(Obase/Vl+Oinit/V4)、(Obase/V2+Obase/V4)计算出在筒 管高度h的纺线部直径的增加量cDyC，n (h, Obase)的总和Σ Oyc, η (h, Oinit) ( = Oyb (h, C>base))。下面参照图5和图6的流程图描述用于估计最大管纱直径的方法。在步骤Si，控制器25确定测量信息Hb、Φ s是否已经被输入到工作存储器31。如 果测量信息Hb、Φ s被输入到工作存储器31 (步骤Sl中为“是”)，则控制器25使用表达式 (1)至(4)以及测量信息Hb、c5s来计算纺线部直径基本单位Obase (步骤S2)。在计算出 纺线部直径基本单位Obase后，控制器25将通过输入设备32输入的纺线类型条件Z (种 类、计数和纺线的捻数)、与计算出的纺线部直径基本单位Obase作为一对(Z，ctbase)进 行记录，即，将这对数据储存在工作存储器内(步骤S3)。在对这对数据(Z，Obase)进行记录后，控制器25确定是否有关于纺线类型条件 和上升操作条件的新的输入已经被输入到工作存储器31 (步骤S4)。如果没有关于纺线类 型条件和上升操作条件的新的输入(步骤S4中为“否”)，则控制器25前进到步骤Si。如果 有关于纺线类型条件和上升操作条件的新的输入(步骤S4中为“是”)，则控制器25前进到 步骤S5。如果步骤Sl的确定结果为“否”(如果没有关于测量信息Hb、Φ s的输入)，则控制 器25前进到步骤S4。在步骤S5，控制器25确定是否有记录的纺线类型条件与新输入的纺线类型条件 匹配。如果有记录纺线类型条件与新输入的纺线类型条件匹配(步骤S5中为“是”)，则控制 器25使用与记录的纺线类型条件和表达式(5)至(7)相应的纺线部直径基本单位Obase， 计算在筒管高度h的管纱直径Φ (h, Obase).在计算出管纱直径Φει α，Φ base)后，控制器25从管纱直径Φει α，Obase) 中选择最大管纱直径Φ max。步骤S4、S5、S6和S7示出了即使新输入的上升操作条件不同于在筒管高度Hb的 管纱直径Φ s被测量时的上升操作条件，也能基于新输入的上升操作条件来计算最大管纱 直径Φπ^χ，只要通过输入设备32输入的纺线类型条件与记录在控制器25内的纺线类型条 件匹配即可。在选择最大管纱直径Φπ χ后，控制器25对最大管纱直径Φπ χ与(R- δ )的大小进行比较(步骤S8)。标号δ表示具有内径R的钢领181的内周与管纱28的外周之间 的允许间隙的大小。当最大管纱直径Omax小于(R- δ )时(步骤S8中为“是”)，控制器25 允许精纺机的操作(步骤S9)。当最大管纱直径Omax大于或等于(R-δ )时(步骤S8中为 “否”)，控制器25命令显示设备38显示警告(步骤S10)，禁止精纺机的操作(步骤S11)。 如果步骤S5的确定结果是“否”，即如果新输入的纺线类型条件与记录在控制器 25内的纺线类型条件不匹配，则控制器25命令显示设备38显示警告，指示需要测量筒管高 度Hb和管纱直径Φ s (步骤S12)。输入设备32是用于输入纺线类型条件和上升操作条件的输入单元。控制器25是计算单元，其使用在纺纱操作中所使用的筒管B的特定的筒管高度Hb 测量的纺线部直径Φ80、纺纱时的上升操作条件，从而计算与纺纱时的纺线类型条件相应 的纺线部直径基本单位Obase。另外，控制器25还是记录单元，将计算出的纺线部直径基 本单位Obase与纺纱时的纺线类型条件Z —起进行记录。而且，控制器25还是估计单元，当与通过输入设备32输入的纺线类型条件匹配的 纺线类型条件与纺线部直径基本单位Obase—起被记录在控制器25内时，控制器25使用 与输入的纺线类型条件相应的纺线部直径基本单位Obase和输入的上升操作条件，估计 最大管纱直径Φ max。本实施例具有以下优点。(1)如果通过输入设备32输入的纺线类型条件与工作存储器31内记录的纺线类 型条件Z相匹配，则即使新输入的上升操作条件不同于计算出纺线部直径基本单位Cubase 的纺纱试验时的上升操作条件，也能基于新输入的上升操作条件来计算出最大管纱直径 Omax0(2)为了计算纺线部直径基本单位Obase，仅在筒管高度Hb的单个位置测量被纺 的管纱28的直径即可。仅在筒管高度的单个位置测量管纱直径，有助于并简化最大管纱直 径Omax的计算(估计)。本发明可以进行如下改变。当记录在工作存储器31时，纺线部直径基本单位Obase可以与锭子14的旋转数 和钢丝圈20的重量中的至少一个关联。锭子14的旋转数和钢丝圈20的重量会影响在筒 管B缠绕的纺线Y的密度。如果纺线部直径基本单位Obase记录在工作存储器31中，同 时与锭子14的旋转数和钢丝圈20的重量中的至少一个关联，则可以进一步精确对纺线部 直径基本单位进行归类。这提高最大管纱直径的估计精度。增加的缠绕条件(在缠绕的开始或结束时进行的增加量的缠绕的条件)可以用作 上升操作条件的一个要素。可以将动程运动的下降区段分为两个或更多区段。即，可以使用多个动程下降速度。在图1的实施例中，控制钢领板18的上升和下降的控制器25作为记录单元和估 计单元发挥作用。然而，包括计算单元、记录单元和估计单元的管纱直径估计设备可以独立 于控制钢领板18的上升和下降的控制器。已纺管纱28的管纱直径可以由传感器测量。测量信息可以直接发送到控制器25 或通过输入设备32输入到控制器25。
动程条件可以储存在程序存储器30内。动程条件是用于确定钢领板18的上升和 下降运动的信息。 筒管B的形状不限于上述实施例，在备选实施例中可以是圆柱形。
权利要求
1.一种用于精纺机的管纱直径估计设备，所述精纺机通过钢领板的上升操作将纺线 缠绕在筒管上来形成管纱，所述设备包括计算单元，通过使用在纺纱操作中使用的筒管的特定的筒管高度测量的纺线部直径和 纺纱操作中的上升操作条件，计算纺线部直径基本单位；记录单元，用于将所述纺线部直径基本单位与纺纱操作中的纺线类型条件一起进行记录；输入单元，用于输入所述纺线类型条件和所述上升操作条件；以及 估计单元，其中，在与通过所述输入单元输入的所述纺线类型条件匹配的纺线类型条 件与纺线部直径基本单位一起被记录在所述记录单元内时，所述估计单元通过使用与输入 的纺线类型条件和输入的上升操作条件相应的纺线部直径基本单位来估计最大管纱直径。
2.根据权利要求1所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述计算单元通过使用预 先设定的初始纺线部直径基本单位来计算在所述特定的筒管高度的所述纺线部直径，并使 用计算的纺线部直径、测量的纺线部直径、以及初始纺线部直径基本单位来计算所述纺线 部直径基本单位。
3.根据权利要求1所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述估计单元通过使用所 述筒管的形状条件、所述钢领板的上升操作的动程条件、包括所述钢领板的成形步骤量的 上升操作条件、以及纺线部直径基本单位来估计所述最大管纱直径。
4.根据权利要求3所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述动程条件包括缠绕开 始高度、上升长度、动程长度、动程的次数、以及动程速度。
5.根据权利要求4所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述动程条件包括多个动 程速度和动程速度转换位置。
6.根据权利要求3所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述筒管的形状条件包括 筒管长度、筒管上端直径、以及筒管下端直径。
7.根据权利要求1所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述纺线类型条件包括纺 线的种类、计数和捻数。
8.根据权利要求7所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述记录单元记录与锭子 的旋转数和钢丝圈的重量中的至少一个关联的纺线部直径基本单位。
9.根据权利要求3所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述上升操作条件还包括 缠绕能力条件和增加的缠绕条件。
10.根据权利要求1所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述纺线部直径仅在特 定的筒管高度的单个位置测量。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的管纱直径估计设备，其特征在于， 若所述纺线部直径基本单位表示为Obase，所述初始纺线部直径基本单位表示为Φ init，在所述特定的筒管高度Hb的纺线部直径表示为Oyb (Hb, Φ init)，所述测量的管 纱直径表示为Φ s，基于所述测量的管纱直径Φ s计算出的纺线部直径表示为Φ80，所述纺 线部直径的增加量表示为Oyc，n，在特定的筒管高度Hb的筒管B的直径表示为Dbob(Hb)， 筒管长度表示为BL，筒管上端直径表示为DE2，筒管下端直径表示为DE1，则所述估计单元 使用如下表达式来计算所述纺线部直径基本单位Obase Obase=OinitX Oyb (Hb, Oinit) ^-OsOOyb (Hb，Oinit) = Σ Oyc, η (Hb, Oinit) Dbob (Hb) =DEl- (DE1-DE2) XHb + BL OsO=Os-Dbob (Hb)0
12.根据权利要求11所述的管纱直径估计设备，其特征在于，若在给定的筒管高度h的管纱直径表示为c5all(h，Obase)，在给定的筒管高度h的筒 管B的直径表示为Dbob (h)，在给定的筒管高度h的纺线部直径表示为yb (h, Φ base)，则 所述估计单元使用如下表达式来计算在给定的筒管高度h的管纱直径Φ&11 (h, Obase) Oall (h, Obase) =Dbob (h) +Oyb (h, Obase) Dbob (h) =DEl- (DE1-DE2) Xh + BL Oyb (h, Obase) = Σ Oyc, η (h，Obase)。
13.根据权利要求1所述的管纱直径估计设备，其特征在于，所述筒管成形为近似截 锥形。
14.一种用于精纺机的管纱直径估计方法，通过钢领板的上升操作将纺线缠绕在筒管 来形成管纱，该方法包括对纺纱操作中使用的筒管的特定的筒管高度的纺线部直径进行测量； 通过使用该测量的纺线部直径和纺纱操作中的上升操作条件，计算纺线部直径基本单位；将纺线部直径基本单位与纺纱操作中的纺线类型条件一起进行记录；以及 在与输入的纺线类型条件匹配的纺线类型条件与纺线部直径基本单位一起被记录时， 通过使用与输入的纺线类型条件和上升操作条件相应的纺线部直径基本单位来估计最大管纱直径。
全文摘要
本发明公开了一种用于精纺机的管纱直径估计设备，该精纺机通过钢领板的上升操作将纺线缠绕在筒管上来形成管纱。该管纱直径估计设备包括控制器。该控制器通过使用在纺纱操作中使用的筒管的特定的筒管高度测量的纺线部直径和纺纱操作中的上升操作条件，计算纺线部直径基本单位。该控制器将纺线部直径基本单位与纺纱操作中的纺线类型条件一起进行记录。该控制器输入纺线类型条件和上升操作条件。在与输入的纺线类型条件匹配的纺线类型条件与纺线部直径基本单位一起被记录在控制器内时，该控制器通过使用与输入的纺线类型条件和输入的上升操作条件相应的纺线部直径基本单位来估计最大管纱直径。
文档编号D01H13/32GK102102249SQ201010595639
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月20日 优先权日2009年12月22日
发明者小岛直树 申请人:株式会社丰田自动织机