专利名称：带有传感器单元的环锭纺纱布局的制作方法
技术领域：
本发明属于环锭纺纱领域。更具体地，根据本发明第一权利要求的前序部分，本发明涉及一种纺纱布局，该布局在环锭纺纱机上设有传感器单元。根据本发明其他从属权利要求的前序部分，本发明还涉及一种环锭纺纱机及一种监测环锭纺纱机上的纺纱布局中纺纱工作中的旋转运动的方法。
背景技术：
在环锭纺纱机上的纺纱布局中，粗纱被纺织成纱线并缠绕到旋转的纱锭上。 所述粗纱经过粗纱引导器，粗纱引导器被调整为位于纱锭上方中心处。粗纱从粗纱引导器向下到达纱锭组件，并在纱锭组件处穿过绕锭环旋转的动环。所述动环牵扯转动的纱锭，以使纱线编绕并缠绕在纱锭上。对于环锭纺纱工艺，适当地设定动环及纱锭旋转速度的比例是至关重要的。而且，必须能够探测纱线的断线现象。现有技术公开了各种布局及方法，用于单独或同时检测动环旋转速度和纱线的断线现象布局。公开文献DE-37’ 08’ 114A1和US-2，930, 179A介绍了在靠近动环的轨道处安置固定式磁性传感器的做法。经过传感器的金属动环定期地改变传感器的磁场。US-4，122，657A提出沿靠近动环的路径移动磁性传感器以用单个传感器监测多个纺纱布局。然而，当使用塑料材质的动环时，磁性传感器就会失效。DE-38’ 28’ 471A1不使用磁性传感器，而使用光学传感器来探测动环的运动。后者能够较大地减小对动环材料的依赖性。现有的监测环锭纺纱布局的布置及方法具有多种缺点。环岸可用的空间受限。因此，传感器必须是小尺寸的，其安装和维护非常不便。同时相邻纺纱布局间可能会有干扰。必须采取一定措施以防止传感器妨碍落纱工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种纺纱布局，一种纺纱机，以及一种避免或减少现有技术的缺点的用于监测纺纱操作中的旋转运动的方法。上述问题通过第一权利要求中限定的纺纱布局得到解决。优选实施方案在从属权利要求中作说明。其他的从属权利要求根据本发明定义了一种环锭纺纱机和一种方法。本发明的主旨不是直接监测动环的旋转运动，而是进行间接监测。通过监测纱锭上方的粗纱的旋转运动可实现此意图，而纱锭上方有更多的空间可利用。相应地，环锭纺纱机上的创造性纺纱布局包括用于缠绕由粗纱抽成的纱线的一个纱锭，及一个带传感器的传感器单元，用于监测纺纱操作中的旋转运动。所述传感器单元布局在所述纱锭的上方。在后面的说明中用重力加速度的方式明确地限定了布局的位置，其预先设定一个具体的向下方向。此向下方向相反的是向上方向，并且“纱锭的上方”指的是“沿向上方向高过纱锭”,或“沿向上方向超过纱锭”。根据第一可选方案，所述纺纱布局包括一个位于纱锭正上方的粗纱引导器，及布局在所述粗纱引导器和所述纱锭之间的区域中的传感器单元。所述传感器单元尽量布局在所述粗纱引导器下方并靠近所述粗纱引导器。根据第二可选方案，所述传感器单元位于纱锭正上方处且同时作为粗纱引导器，即代替传统纺纱布局中设置的独立的粗纱引导器。在优选实施方案中，所述传感器单兀基于光学的光式鱼原理。其包括光发射器和光探测器，两者彼此相对布局以使所述光发射器发射的光的至少一部分到达所述光探测器上。所述传感器单元布局在所述纺纱布局中以使所述光发射器和所述光探测器之间的光路径周期性地被进行旋转运动的粗纱干扰/阻挡。此处的术语“光”不仅指可见的电磁射线，而且也指电磁光谱附近区域的射线，如紫外线(UV)及红外线(IR)。所述传感器单元可包括微控制器单元，所述微控制器单元可对所述传感器的输出信号至少作预处理。本发明所述的环锭纺纱机具有多个本发明所述的纺纱布局，如上所述。
所述创造性方法用于监测环锭纺纱机上的纺纱布局中纺纱操作中的旋转运动。所述纺纱布局包括用于缠绕由粗纱纺成的纱线的纱锭。监测在所述纱锭上方进行。本发明比之现有技术拥有多种优点。所述传感器单元的安装与维护简单。由于有足够的空间，可以更自由地设计所述传感器单元。所述传感器单元几乎不会干扰落纱工艺。其感应原理不依赖于动环的材料。
下文将参考附图进一步详细介绍本发明的优选实施方案。图I示意性地示出本发明所述的环锭纺纱布局的侧视图。图2示意性地示出用在本发明所述的环锭纺纱布局中的传感器单元的俯视图。图3所示为图2的传感器单元中的光探测器的输出信号的随时间变化示意图。
具体实施例方式在图I所示的环锭纺纱布局I中，牵引单元2牵引粗纱9。粗纱9经过粗纱引导器3，粗纱引导器3被调整位于纱锭61正上方。粗纱9经过粗纱引导器3向下到达纱锭组件6，粗纱9在纱锭组件6处穿过绕环63旋转的动环62。如此纺织的纱线64捻绕并卷绕在绕线筒管65上。图I中所示的绕线筒管65的一部分具有纱线64缠绕于其上。另外一个环，作为纱球限制器66限制了旋转的粗纱9在离心力作用下形成的纱球的半径。根据本发明，传感器单元4布局位于粗纱引导器3和纱锭61之间的区域。传感器单元4优选地布局在粗纱引导器3下方并靠近粗纱引导器3。传感器单元4应可探测粗纱9的旋转运动。在图I的优选实施方案中，传感器单元4基于光学的光式垒原理。光发射器41，如发光二极管(LED)沿粗纱9的方向发射光线。光探测器42，如光电二极管，与光发射器41相对布局并探测光发射器41所发射光的至少一部分。光发射器41和光探测器42形成光轴40。实际应用中也可使用常见的透镜或光圈等光学器件，但为简化起见并未在图中示出。图2所示为图I的传感器单元4的俯视图。虚线圆90所示为粗纱线球伸入到传感器单元4的水平面中的突出部分。工作中，当粗纱9沿圆90旋转时，其至少部分地干扰/阻挡光发射器41和光探测器42之间的光路径。光探测器42探测到这些周期性的干扰。
图3所示为光探测器42按时间的输出信号S (t)，相对于时间t示出。详细的曲线S(t)图取决于传感器单元4的光学设计。不过，由于粗纱的均匀旋转，输出信号S(t)总是近似周期性的。通过探测周期T，可简单地用以下公式得出旋转频率f。f = 1/T.粗纱9的旋转频率f与动环62的旋转频率对应。这样，可以认为传感器单元4监测动环62的旋转速度，尽管传感器单元4远离动环62安装并不与其直接相互作用。驱动现代环锭纺纱机的频率f在10000-25000转/分钟范围内，即167-417HZ。再回见图2，光探测器42的输出信号S (t)被传送至传感器单元4中的微控制器单元43中。微控制器单元43对探测器输出信号S (t)至少进行预处理，如放大及/或过滤。微控制器单元43可进一步处理及评估探测器输出信号S (t)。传感器单元4的输出信号输出至总线51，总线51将多个传感器单元与中央控制及评估单元(未示出)连接。微控制器单元43经由电源输入线52接受电源并经由电源传递线53传递至相邻的传感器单元。接 地线54也在图2中示出。线缆51-54可以是独立的多根也可以是多芯的单根线缆。传感器单元4被外壳44遮盖。如果使用光学传感器，外壳44必须是透明的以便进行光轴40区域内的辐射，辐射由光发射器41至光探测器42。为此目的，可在光轴40的区域45中设置透明窗，而外壳44的其他部分可以是不透明的，如由金属或塑料材料制成。传感器单元4可使用上述的光学之外的传感器原理，如超声波传感器原理。除了监测旋转运动，其也可监测粗纱9另外的特性如粗纱单位长度的质量，直径，材料，外来物，多毛性及/或张力。基于各种传感器原理，可用于此目的的粗纱及纱线传感器如此已知。在附图中未示出的可替代实施方案中，传感器单元位于纱锭正上方并同时作为粗纱引导器。换言之，图I中所示的粗纱引导器3是传感器单元的一部分。此可替代实施方案具有的优点是纺纱布局设置时无需各自独立的粗纱引导器，因此制造成本较低。本发明并不限于上文所讨论的实施方案。上文对实施方案的描述仅为描述及解释本发明所涉及的技术方案。明显基于本发明的变形及替代方案也应被视作在本发明的保护范围内。上述的实施方案用于说明本发明的最优实施方案，以便使本领域的熟练者通过使用各种实施方法和替代方案达到本发明的目的。件号列表I、纺纱布局2、牵引单元3、粗纱引导器4、传感器单元40、光轴41、光发射器42、光探测器43、微控制器单元44、外壳45、光轴区域51、总线52、电源输入线
53、电源传递线54、接地线6、纱锭组件61、纱锭62、环锭动环63、锭环64、纱线 65、绕线筒管66、纱球限制器9、粗纱90、圆，纱球的投影
权利要求
1.一种环锭纺纱机上的纺纱布局(1)，包括 用于缠绕由粗纱(9)纺成的纱线(64)的纱锭(61)，及带有传感器(42)的传感器单元(4)，传感器(42)用于监测纺纱操作中的旋转运动(90)。
其特征在于，传感器单元(4)位于纱锭(61)的上方。
2.根据权利要求1所述的纺纱布局(1)，其中纺纱布局(1)包括位于纱锭(61)上方中心的粗纱引导器(3)，且传感器单元(4)布置在粗纱引导器(3)和纱锭61)之间的区域中。
3.根据权利要求2所述的纺纱布局(1)，其中传感器单元(4)布置在粗纱引导器(3)的下方并靠近粗纱引导器(3)。
4.根据权利要求1所述的纺纱布局(1)，其中传感器单元(4)位于纱锭(61)的上方中心并同时用作粗纱引导器。
5.根据权利要求1所述的纺纱布局(1)，其中传感器单元(4)基于光学的光式垒原理。
6.根据权利要求5所述的纺纱布局(1)，其中传感器单元(4)包括光发射器(41)和光探测器(42)，两者彼此相对布置以使光发射器(41)发射的光的至少一部分到达光探测器(42)上，且 传感器单元(4)布置在所述纺纱布局(1中以使光发射器(41)和光探测器(42)之间的光路径周期性地被进行旋转运动(90)的粗纱(9)干扰。
7.根据权利要求1所述的纺纱布局(1)，其中传感器单元(4)包括微控制器单元(43)，所述微控制器单元(43)对传感器(42)的输出信号进行至少预处理。
8.一种具有多个纺纱布局的环锭纺纱机，其特征在于所述纺纱布局是权利要求I所述的纺纱布局(1)。
9.一种用于监测环锭纺纱机上的纺纱布局(1)中纺纱操作中的旋转运动(90)的方法，其中纺纱布局(1)包括用于缠绕由粗纱(9)纺成的纱线(64)的纱锭(61)，其特征在于所述监测是在纱锭￠1)的上方进行。
全文摘要
一种环锭纺纱机上的纺纱布局(1)，包括用于缠绕由粗纱(9)纺成的纱线(64)的纱锭(61)，位于纱锭(61)的正上方的粗纱引导器(3)，及带传感器(42)的传感器单元(4)，传感器(42)用于监测纺纱操作中的旋转运动(90)。传感器单元(4)布局在粗纱引导器(3)和纱锭(61)之间的区域中。因此，传感器单元(4)的安装与维护简单，且感应原理不依赖于动环(62)的材料。
文档编号D01H13/32GK102888683SQ201110206579
公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者拉法尔·斯托兹, 曹中华 申请人:乌斯特技术(苏州)有限公司