专利名称：一种整经机纱架张力自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及纺织行业的整经机技术领域，更具体涉及一种分批整经机的纱架的自动张力控制装置。适用于分批整经机的纱架的自动张力控制、分条整经机的纱架自动 张力控制及球经机的纱架自动张力控制。
背景技术：
整经机作为织前准备的重要环节，整经机的自动张力控制在精纺中犹为重要，对 筒管纱退绕过程中纱的张力的均勻性起至关重要的作用，筒管纱在退绕时一大筒时刮纱； 小筒时气圈节数不稳定，所以波动大；大筒子和小筒子时张力较大，中筒时张力最小，且 小筒张力大于大筒张力，可见筒管纱在退绕的过程，只有保证经轴纵横向张力稳定一致，才 能提高经轴质量和浆纱质量，以使织机的开口清晰，并进一步提高织机效率，张力调控方式 有很多种，就目前该领域而言，关于整经机的纱线自动张力控制在国内及国外相关的产品 是有，但大多设计不是过于复杂维保困难，就是适应性不强而不适合推广，或则只是可以调 整张力，但不能自动调整，据了解国内大多数是不能自动实施纱架的纱线恒张力调整。该领域的传统方式有的只是调整车头的恒张力卷绕系统的张力来实施纱线的张 力控制，在实际的应用中，对纱线的张力控制并不理想，同时还影响到整经的速度；传统的 张力装置还有圆盘式、立柱式、液压式和贝林格的GZB型张力装置，在实际应用中发现大多 数张力装置是不能实施纱架的张力自动调整，只是能据工艺的不同而实施手动调节，就世 界上最先进的贝林格张力装置而言，虽然能实施开机时自动调整，但由于受张力装置的特 点限制，在停机时也不可避免地出现松纱现象，这就使纱线的张力在开机停机时完全实施 恒张力控制面临挑战。
发明内容本实用新型的目的是在于提供了一种整经机纱架张力自动控制装置，该装置结构 简单、故障率低、维修方便、该装置智能地以载荷式张力传感器采集的张力信号通过PLC编 程器的运算来实施控制转子张力器的实时张力，不需要另外的伺服器、伺服马达等，避免了 因伺服器及伺服马达维护成本高的弊端，不仅使用寿命长，而且通用性也强。使维保简单方 便，也使控制精度进一步得到提升，同时张力直接数字显示，操作简单直观。为了实现上述的目的，本实用新型采用以下技术措施首次实施把载荷式张力传感器直接安装于机头的导纱辊上，实施最直接的张力信 号采集，以转子式张力器及载荷式张力传感器结合PLC编程器和触摸屏编程控制为核心的 控制装置，这种装置更能使纱线的张力波动明显降低，特别是在停机和开机时的张力也能 接近一致，解决了停机时不松纱、也不崩纱等难题，提高了整经的速度和经轴表面的质量及 浆纱质量，使织机的开口更清晰，并进一步提高了织机效率，同时张力设定是数字显示，实 时张力也是电脑数字显示。—种纱架自动张力控制装置包括它包括一个安装在导纱辊上的载荷式张力传感器，一个电控箱(电控箱面板上装有触摸屏、里面安装有张力变送器和PLC编程器)、一个可 调稳压电流源，转子式张力器。另外筒子纱、伸缩筘、导纱辊、卷绕轴、机架是已经固有的东 西器件。其连接关系是载荷式张力传感器是把采集的纱线张力通过电缆连接到电控箱里 面安装的张力变送器，张力变送器把载荷式张力传感器产生的张力信号转变成和张力信号 相对应的0 5VDC的直流电压信号，张力变送器通过电缆与PLC编程器相连接，PLC编程器 接收到来自张力变送器的电压信号，触摸屏把工艺设定的张力数据通过和PLC编程器相连 接电缆传到PLC编程器，在PLC编程器内部 把来自张力变送器送来的实时张力数据和来自 触摸屏工艺设定的张力数据不断的进行比较，当载荷式张力传感器采集的实时张力小于触 摸屏的设定张力数据时，PLC编程器调大通过电缆和它相连接的可调直流稳压电流源的电 流，可调直流稳压电流源又通过电缆分别和纱架上的每一个转子式张力器相连接(转子式 张力器全部是并联地通过接插头接到可调稳压电流源4的电源输出端子，一个转子式张力 器控制一根纱线的张力)，当转子式张力器上的电流变大时，产生的相应的阻尼就变大，这 时纱线的实时张力就变大了，随之载荷式张力传感器采集的数据就会变大，然后不断的送 入PLC编程器和来自触摸屏所设定的数据进行比较，如果载荷式张力传感器采集的实时数 据等于触摸屏所设定的数据，则调整停止；反之，当载荷式张力传感器采集的实时张力大于 触摸屏的设定张力数据时，PLC编程器调小通过电缆和它相连接的可调直流稳压电流源的 电流，可调直流稳压电流源又通过电缆分别和纱架上的每一个转子式张力器相连接(转子 式张力器全部是并联地通过接插头接到可调稳压电流源4的电源输出端子，一个转子式张 力器控制一根纱线的张力)，当转子式张力器上的电流变小时，产生的相应的阻尼就变小， 这时纱线的实时张力就变小了，随之载荷式张力传感器采集的数据就会变小，然后不断的 送入PLC编程器和来自触摸屏所设定的数据进行比较，如果载荷式张力传感器采集的实时 数据等于触摸屏所设定的数据，则调整停止，通过不断的调整使载荷式张力传感器实时采 集的数据不断的无限地接近触摸屏所设定的张力，以达到基本上是恒张力控制的目的。本实用新型与现有技术相比具有以下优点和效果该装置以转子式张力器及载荷式张力传感器结合PLC编程器和触摸屏的编程控 制为核心的控制装置、结构简单、故障率低、维修方便、该装置智能地以载荷式张力传感器 采集的张力信号通过PLC编程器的运算来实施控制转子张力器的实时张力，不需要另外的 伺服器、伺服马达等，避免了因伺服器及伺服马达维护成本高的弊端，不仅使用寿命长，而 且通用性也强，同时张力设定是数字显示，实时张力也是电脑数字显示。具体有以下几点1、首先特别值得一提的是该装置在正常停机和断纱停机时不会像瑞士贝林格整 经机那样纱会松下来，停机和开机时基本上保证纱是恒定张力状态，彻底地解决了停机松 纱和崩纱的问题。2、该装置以转子式张力器及载荷式张力传感器结合PLC编程器和触摸屏编程控 制为核心的控制装置，智能地以载荷式张力传感器1采集的张力信号通过PLC编程器的运 算来实施控制转子张力器的实时张力，结构简单。3、不需要另外的伺服器、伺服马达等，避免了因伺服器及伺服马达维护成本高的 弊端，同时也不需要象液压张力器那样维护非常的麻烦，不仅使用寿命长，而且通用性也强。[0014]4、该装置还具有故障率低、维修方便、操作简单，张力显示数值化、直观化障率低、 配件通用性强等显著优点。
图1为一种整经机纱架自动张力装置结构示意图。其中载荷式张力传感器1、张力变送器2、PLC编程器3、可调直流稳压电流源4、 转子式张力器5 (安装的数量据挂筒子纱8的锭位数量而定，一般为300 500个)、触摸屏 6、电控箱7。另外筒子纱8(挂筒子纱8的锭位可以是一定的，但挂在锭位上的筒子纱8的 数量据工艺的不同而不同，一般150 500个)、伸缩筘9、导纱辊10、卷绕轴11、机架12是 已经固有的东西器件。
具体实施方式
实施例1:
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。一种整经机纱架自动张力装置，它包括其载荷式张力传感器1、张力变送器2、PLC 编程器3、可调直流稳压电流源4、转子式张力器5 (安装的数量据挂筒子纱8的锭位数量而 定，一般为300 500个)、触摸屏6、电控箱7。另外筒子纱8 (挂筒子纱8的锭位可以是一 定的，但挂在锭位上的筒子纱8的数量据工艺的不同而不同，一般150 500个)、伸缩筘 9、导纱辊10、卷绕轴11、机架12是已经固有的东西器件。其连接关系是载荷式张力传感器1是把采集的纱线张力通过电缆连接到电控箱 7里面安装的张力变送器2，张力变送器2把载荷式张力传感器1产生的张力信号转变成和 张力信号相对应的0 5VDC的直流电压信号，张力变送器2通过电缆与PLC编程器3相连 接，PLC编程器3接收到来自张力变送器2的电压信号，触摸屏6把工艺设定的张力数据通 过和PLC编程器3相连接电缆传到PLC编程器3，在PLC编程器3内部把来自张力变送器2 送来的实时张力数据和来自触摸屏6工艺设定的张力数据不断的进行比较，当载荷式张力 传感器1采集的实时张力小于触摸屏6的设定张力数据时，PLC编程器3调大通过电缆和 它相连接的可调直流稳压电流源4的电流，可调直流稳压电流源4又通过电缆分别和纱架 上的每一个转子式张力器5 (安装的数量据挂筒子纱8的锭位数量而定，一般为300 500 个)相连接(每一个转子式张力器5的电控接线都是二根，每一个转子式张力器5的2根 电控连接线全部都是正极接正极和负极接负极，并联地通过接插头接到可调稳压电流源4 的电源输出端子，一个转子式张力器控制一根纱线的张力)，当转子式张力器5上的电流变 大时，产生的相应的阻尼就变大，这时纱线的实时张力就变大了，随之载荷式张力传感器1 采集的数据就会变大，然后不断的送入PLC编程器3和来自触摸屏6所设定的数据进行比 较，如果载荷式张力传感器1采集的实时数据等于触摸屏6所设定的数据，则调整停止；反 之，当载荷式张力传感器1采集的实时张力大于触摸屏6的设定张力数据时，PLC编程器3 调小通过电缆和它相连接的可调直流稳压电流源4的电流，可调直流稳压电流源4又通过 电缆分别和纱架上的每一个转子式张力器5相连接(转子式张力器5全部是并联)，当转 子式张力器5上的电流变小时，产生的相应的阻尼就变小，这时纱线的实时张力就变小了， 随之载荷式张力传感器1采集的数据就会变小，然后不断的送入PLC编程器3和来自触摸屏6所设定的数据进行比较，如果载荷式张力传感器1采集的实时数据等于触摸屏6所设 定的数据，则调整停止，通过不断的调整使载荷式张力传感器1实时采集的数据不断的无 限地接近触摸屏6所设定的张力，以达到基本上是恒张力控制的目的。载荷式张力传感器1 载荷式张力传感器1通过电缆和张力变送器2相连接，主要 是把载荷式张力传感器1采集到的张力信号送入张力变送器2，通过张力变送器2把载荷式 张力传感器1产生的张力信号转变成和张力信号相对应的0 5VDC的直流电压信号。张力变送器2 张力变送器2和PLC编程器3通过电缆相连接，主要是把张力变送 器2上的0 5VDC的直流电压信号送入PLC编程器3，PLC编程器3通过张力变送器2的 数据自动计算出调整转子式张力器5的电流大小。PLC编程器3 =PLC编程器3通过电缆与可调直流稳压电流源4相连接，主要是通 过PLC编程器3的计算结果调整可调直流稳压电流源4的输出电流，以使实时的张力和设 定的张力相等。可调直流稳压电流源4 可调直流稳压电流源4通过电缆与转子式张力器5相连 接，主要是使转子式张力器5上的阻尼据可调直流稳压电流源4输出的电流增大而增大及 据可调直流稳压电流源4输出的电流减小而减小，当转子式张力器5上的电流大时形成的 张力也大，反之，当转子式张力器5上的电流小时形成的张力也小。转子式张力器5 每一个转子式张力器5是单独地根据每一个筒子纱8的锭位的 位置来固定安装的，通过螺丝固定安装在纱架的柱子上，每一个转子式张力器5的电控接 线都是二根，每一个转子式张力器5的2根电控连接线全部都是正极接正极和负极接负极， 并联地通过接插头接到可调稳压电流源4的电源输出端子，一个转子式张力器控制一根纱 线的张力，转子式张力器5是一种结构简单的张力装置，安装方便，通过供给转子式张力器 5的电流大小来改变纱线通过转子式张力器5的张力，电流越大，纱线通过时形成的张力也 就越大；反之，电流越小，纱线通过时形成的张力也就越小。纱架上安装转子式张力器5的 数量据纱架的不同而不同，既纱架上有多少个挂筒子纱8的锭位就对应安装多少转子式张 力器5，一般一个纱架上安装的数量为300 500个触摸屏6 触摸屏6与PLC编程器3通讯口对通讯口通过数据线缆相连接，主要是 提供人工现场操作时方便及参考，提供用户参数设定及各种数据的实时监控，把根据不同 的纱支的工艺参数设定到触摸屏6中，通过连接电缆传入PLC编程器3中，同时把载荷式张 力传感器1上产生的实时张力通过触摸屏6直观的显示出来。电控箱7 电控箱7面板上装有触摸屏6，电控箱7里面装有PLC编程器3及张力 变送器2。筒子纱8 筒子纱8是需要退绕在卷绕轴11上形成经轴的纱的根数的对应的筒子 纱个数。挂筒子纱8的锭位可以是一定的，一般的纱架锭位为300 500个，但挂在锭位上 的筒子纱8的数量据工艺的不同而不同，一般150 500个，即有些锭位在使用中是空的， 而不一定需要挂上筒子纱8。伸缩筘9 伸缩筘9下部通过螺丝固定安装在机头的机架12上，伸缩筘9上面装 有一排象梳齿样的纱筘，筒子纱8退绕出来的多根经纱通过伸缩筘9后，经纱被均勻排列。 伸缩筘9旁边有一个调节小轮，调节小轮的作用是使伸缩筘9幅宽据卷绕轴11的幅宽调宽 或调窄伸缩筘9的幅宽，使经过伸缩筘9后的经纱排列的幅宽和卷绕轴11的幅宽一致，均勻排列好的经纱被卷绕轴11均勻地卷绕。可见伸缩筘的作用是保证经纱排列均勻，控制片 纱幅宽以及片纱定位的部件。对保证经轴的质量有很重要的作用。导纱辊10 导纱辊10是装在机头的机架12上面，是把经过纱筘9排列之后的多 根纱线和卷绕轴11卷绕之间作为一个导纱的连接部件，因卷绕轴11装在机架12的下部， 不经过导纱辊10的导纱，从纱筘9出来的多根纱线是不能被卷到卷绕轴11上的；同时导纱 辊10在本案中还有另外一个重要作用就是它的两头安装有载荷式张力传感器1，多根纱线 在被卷绕轴11卷绕的过程中，在导纱辊10上形成的张力传递到安装于导纱辊10两端的载 荷式张力传感器1上形成张力信号。卷绕轴11 卷绕轴11(即经轴)是装在机架12的下部，是一个活动部件，是一个由一个专门的马达直接拖动。当筒子纱8的纱线被卷绕轴11完成卷绕后，可以直接地把卷 绕轴11从机架12下面脱落出来，然后再可以安装上其它的空卷绕轴11进行下次的卷绕。机架12 机架12是供各种安装部件的承载体，如伸缩筘9的下部通过螺丝固定安 装在机架12上部，导纱辊10的两端通过连接载荷式张力传感器1后通过螺丝固定安装在 机架12上，同时机架12下部还安装有拖动卷绕轴11转动的传动部件等。一种整经机纱架张力自动控制装置原理如下具体原理是载荷式张力传感器1是把采集的纱线张力通过电缆连接到电控箱里 面安装的张力变送器2，张力变送器2把载荷式张力传感器1产生的张力信号转变成和张力 信号相对应的0 5VDC的直流电压信号，张力变送器2通过电缆与PLC编程器3相连接， PLC编程器3接收到来自张力变送器2的电压信号，触摸屏6把工艺设定的张力数据通过和 PLC编程器3相连接电缆传到PLC编程器3，在PLC编程器3内部把来自张力变送器2送来 的实时张力数据和来自触摸屏6工艺设定的张力数据不断的进行比较，当载荷式张力传感 器1采集的实时张力小于触摸屏6的设定张力数据时，PLC编程器3调大通过电缆和它相连 接的可调直流稳压电流源4的电流，可调直流稳压电流源4又通过电缆分别和纱架上的每 一个转子式张力器5相连接(转子式张力器5全部是并联，一个转子式张力器控制一根纱 线的张力)，当转子式张力器5上的电流变大时，产生的相应的阻尼就变大，这时纱线的实 时张力就变大了，随之载荷式张力传感器1采集的数据就会变大，然后不断的送入PLC编程 器3和来自触摸屏6所设定的数据进行比较，如果载荷式张力传感器1采集的实时数据等 于触摸屏6所设定的数据，则调整停止；反之，当载荷式张力传感器1采集的实时张力大于 触摸屏6的设定张力数据时，PLC编程器3调小通过电缆和它相连接的可调直流稳压电流 源4的电流，可调直流稳压电流源4又通过电缆分别和纱架上的每一个转子式张力器5相 连接(转子式张力器5全部是并联)，当转子式张力器5上的电流变小时，产生的相应的阻 尼就变小，这时纱线的实时张力就变小了，随之载荷式张力传感器1采集的数据就会变小， 然后不断的送入PLC编程器3和来自触摸屏6所设定的数据进行比较，如果载荷式张力传 感器1采集的实时数据等于触摸屏6所设定的数据，则调整停止，通过不断的调整使载荷式 张力传感器1实时采集的数据不断的无限地接近触摸屏6所设定的张力，以达到基本上是 恒张力控制的目的。一种整经机纱架张力自动控制装置电控零件选型如下载荷式张力传感器1选用的是美国传力公司生产的悬臂梁式载荷传感器 TA100KG ；张力变送器2瑞士 FMS公司生产的EMG306A张力变送器是一种单通道张力测量仪表，可将一个张力测量辊两侧的张力传感器并联接入；PLC编程器3可以选用西门子或欧母 龙及国产的等，本案选用的是三菱FX2N系列；可调直流稳压电流源4选用的是扬州华泰电 子公司(东莞分公司)生产的可调直流电流源WYK-3030、转子式张力器5选用的是东莞张 力机电公司的WT100的转子式张力器、触摸屏6是三菱公司生产的型号为F940-G0T。总之， 该装置的所有零件的选型是一种开放式的理念，完全可以据各自的实际情况及价格高低实 现任意DIY组合。
权利要求一种整经机纱架张力自动控制装置，它包括载荷式张力传感器(1)、张力变送器(2)、PLC编程器(3)、转子式张力器(5)、电控箱(7)，其特征在于载荷式张力传感器(1)通过电缆与张力变送器(2)连接，张力变送器(2)和PLC编程器(3)通过电缆连接，PLC编程器(3)通过电缆与可调直流稳压电流源(4)相连接，可调直流稳压电流源(4)通过电缆与转子式张力器(5)连接，触摸屏(6)与PLC编程器(3)通讯口对通讯口通过数据线缆连接，电控箱(7)面板上装有触摸屏(6)，电控箱(7)里面装有PLC编程器(3)及张力变送器(2)，伸缩筘(9)安装在机头的机架(12)上，导纱辊(10)装在机头的机架(12)上，卷绕轴(11)装于机架(12)下。
2.根据权利要求1所述的一种整经机纱架张力自动控制装置，其特征在于所述的载 荷式张力传感器(1)通过电缆连接电控箱(7)。
3.根据权利要求1所述的一种整经机纱架张力自动控制装置，其特征在于所述的经 纱经过恒张力控制后通过伸缩筘(9)，经纱均勻地被卷绕轴(11)卷绕。
4.根据权利要求1所述的一种整经机纱架张力自动控制装置，其特征在于所述的筒 子纱(8)退绕出来的经纱实施恒张力控制后卷绕在卷绕轴(11)上。
专利摘要本实用新型公开了一种整经机纱架张力自动控制装置，它包括载荷式张力传感器、张力变送器、PLC编程器、转子式张力器、电控箱，其特征在于载荷式张力传感器通过电缆与张力变送器相连接，张力变送器和PLC编程器通过电缆相连接，PLC编程器通过电缆与可调直流稳压电流源相连接，可调直流稳压电流源通过电缆与转子式张力器相连接，触摸屏与PLC编程器通讯口对通讯口通过数据线缆相连接，电控箱面板上装有触摸屏，电控箱里面装有PLC编程器及张力变送器，伸缩筘安装在机头的机架上，导纱辊装于机头的机架上面，卷绕轴装于机架下。筒子纱退绕出来的多根经纱被伸缩筘均匀地排列后恒张力地被卷绕轴均匀地卷绕。结构简单，维修方便，使用寿命长，通用性强，控制精度得到提升，张力直接数字显示，操作简单直观。
文档编号D02H3/00GK201614445SQ20102010694
公开日2010年10月27日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者姜立军, 熊志勇, 熊志慧 申请人:华南理工大学