生产特种纱的方法

专利名称：生产特种纱的方法
技术领域：
本发明涉及生产特种纱的方法，并且更具体地，涉及用于生产被称为粒纱或花式线的特种纱的方法，该粒纱或花式线具有不均匀的厚度并包括由比具有参考厚度的部分更厚的部分形成的毛粒。
背景技术：
通过改变前罗拉和后罗拉的旋转速度以及暂时降低前罗拉和后罗拉的牵伸比来生产特种纱。通常，毛粒的最小长度约与纤维长度相同。本领域中已知的是，使用包括短纤维的材料在生产短毛粒时是有效的。本领域中还已知的是，前下罗拉和后下罗拉在短时间长度上的旋转速度的突然增加和减小在生产短毛粒时是有效的。在现有技术中，如图7所示，日本的公开专利申请62-162031描述了一种特种纱的生产装置，其在形成短毛粒时临时地将前罗拉的旋转速度设置为为零并且在生产长毛粒时临时地将前罗拉的旋转速度降低到与后罗拉的旋转速度相近的值。在日本的公开专利申请62-152031的生产装置中，前罗拉和后罗拉由不同的可变速马达驱动。另外，两个齿轮传动机构和两个电磁离合器将旋转从对应的可变速马达传递到前罗拉。当这两个电磁离合器处于去激活状态时，或者未连接状态时，由该可变速马达产生的旋转没有被传递到前罗拉。当两个电磁离合器都处于激活状态时，或者连接状态时，由可变速马达产生的旋转以比所述电磁离合器中仅有一个被激活时减小的速度被传递到前罗拉。所述两个电磁离合器的连接与未连接被选择性地控制，从而产生短毛粒和长毛粒。当形成短毛粒时，前罗拉的旋转被临时地停止。使用电磁离合器和齿轮传动机构来突然地增加和减小前罗拉的旋转速度导致了机器的复杂结构并增加了机器的成本。另外，在正常纺纱速度下(15-30m/min)，当仅改变可变速马达的速度以通过对前罗拉进行减速和加速来形成短毛粒时，就要求可变速马达具有很大能力。而且，驱动系统的传动装置也被要求具有增高的强度。

发明内容
本发明的一个目标是提供一种生产包括短毛粒的特种纱的方法，而不降低生产力且不需要电子离合器，这被用来突然增加和降低前罗拉的旋转速度，或者大能力的马达，来形成短毛粒。本发明的一个方面是一种用于用精纺机生产特种纱的方法，其包括由比具有参考厚度的部分更厚的部分形成的毛粒，其中精纺机包括牵伸部分，在牵伸部分中前罗拉和后罗拉由不同的可变速马达旋转。该方法包括如下步骤:临时地降低前罗拉和后罗拉的旋转速度以将纺纱速度降低到低于正常纺纱速度的速度但在毛粒形成前不改变纱线的厚度，以及从其中纺纱速度被降低到所述低于正常纺纱速度的速度的状态执行毛粒形成。以上方法与现有技术的不同在于，在以纺纱速度对参考厚度部分纺纱时通过突然增加和降低前罗拉的旋转速度来形成毛粒。更具体地，在本方法中，前罗拉和后罗拉的旋转速度都被临时地降低，使得纺纱速度被从正常纺纱速度降低，而在毛粒形成之前不改变纱线的厚度。然后，开始形成毛粒。在其中速度低于正常纺纱速度的状态中，前罗拉和后罗拉中的至少一个的速度被改变以通过从对参考厚度部分进行纺纱时的牵伸比降低牵伸比以形成毛粒。例如，通过在毛粒形成前临时地将纺纱速度降低到正常纺纱速度的三分之一，在毛粒形成过程中所要求的罗拉的减速率和加速率可被降低到正常纺纱时的九分之一。因此，在形成极短的毛粒时，前罗拉和后罗拉的速度可以被平滑地改变而不使用大能力马达作为可变速马达。因此，不需要电磁离合器或者大能力马达在形成短毛粒时对前罗拉进行突然地加速和减速。另外，包括短毛粒的特种纱可以在不降低生产力的情况下被生产。结合下面以举例方式图示了本发明原理的附图来阅读如下描述，本发明的其他方面和优点将变得易于理解。


参照下面对当前优选实施例的描述以及附图可最佳地理解本发明以及其目标和优点，在附图中:
图1A是示出了在根据本发明的一个实施例的特种纱生产方法中每个下罗拉的速度变化、牵伸比的变化和毛粒的形状之间的关系的图表；
图1B是示出了式样数据的图表；
图2是示出了特种纱生产装置的简 图3是示出了根据本发明的另一实施例的特种纱生产方法中的每个下罗拉的速度变化的图表；
图4是示出了根据本发明的另一实施例的特种纱生产方法中的每个下罗拉的速度变化的图表；
图5是示出了根据本发明的另一实施例的特种纱生产方法中的每个下罗拉的速度变化的图表；
图6是示出了根据本发明的另一实施例的特种纱生产方法中的每个下罗拉的速度变化的图表；
图7是示出了现有技术中的纺锤、前罗拉和后罗拉的旋转速度的变化的图表。
具体实施例方式现在将参照图1和2来描述根据本发明的一个实施例的生产特种纱的方法。特种纱生产装置基本上具有与环锭精纺机相同的结构。如图2中所示，特种纱生产装置具有纺锤驱动系统，其包括马达2、由马达2驱动的传动带轮3、从动带轮4和围绕着两个带轮3和4延伸的切向传动带5。纺锤驱动系统驱动多个纺锤I。马达2是由逆变器6驱动的可变速马达。马达2包括旋转编码器2a。总轴7沿着纺锤排可旋转地布置。多个提升单元10 (仅示出一个)以预定的间隔布置在总轴7上。每个提升单元10提升和降低环形导轨(钢领板)8和垂片角(未示出)。环形导轨8包括环8a，钢丝圈T沿着环8a行进。垂片角包括蜗形导纱器9。每个提升单元10包括螺旋齿轮11，其被固定到总轴7并随着总轴7整体旋转，以及螺母13，其与螺旋齿轮11接合。螺母13与形成在升降杆托脚12的下部的螺杆12a接合。总轴7通过齿轮机构(未示出)联接到伺服马达14的驱动轴。伺服马达14产生沿先前和向后方向的旋转从而提升和降低环形导轨8。伺服马达14包括旋转编码器14a并且由伺服驱动器15控制。前罗拉17 (仅示出了下罗拉)形成了牵伸部分16，前罗拉17被联接到第一伺服马达18，其用作可变速马达。中罗拉19 (仅示出了下罗拉)被联接到第二伺服马达20，其用作可变速马达。后下罗拉21 (后上罗拉未示出)通过齿轮系22联接到中罗拉19。在这实施例中，中罗拉19和后下罗拉21形成后罗拉。也即，前罗拉17和中罗拉19，或者后罗拉每一者都被不同的可变速马达驱动。这两个伺服马达18和20分别包括旋转编码器18a和20a。中罗拉19包括工作裙19a。齿轮17a被固定到前罗拉17并随着前罗拉17整体旋转。传感器Si被布置在齿轮17a的附近以根据前罗拉17的旋转输出脉冲信号。控制器23控制着马达2、14、18和20，控制器23包括中央处理单元(CPU)24、程序内存25、工作内存26和输入设备27。CPU24通过输出界面和马达驱动电路(未示出)被连接到逆变器6和伺服驱动器15。另外，CPU24通过输出界面(未示出)、马达驱动电路(未示出)和伺服驱动器28联接到第一伺服马达18。CPU24还通过输出界面、马达驱动电路和伺服驱动器29联接到第二伺服马达20。CPU24由存储在程序内存25中的预定的程序数据操作。程序内存25由只读存储器(ROM)形成并存储程序数据和执行程序数据所需要的各种数据。程序数据包括用于在卷绕操作中控制马达2和伺服马达14的程序、用于在正常纺纱过程中驱动第一伺服马达18和第二伺服马达20的控制程序、和在形成毛粒时改变第一伺服马达18和第二伺服马达20的速度的控制程序。程序数据包括将纺纱状况与速度关联的数据。纺纱状况包括纤维类型、参考厚度的纺纱纱线支数、牵伸比等。速度包括在正常纺纱期间的纺锤的旋转速度、第一伺服马达18和第二伺服马达20的旋转速度、和环形导轨8的提升速度和下降速度。工作内存26是可读且可写内存，例如随机存取存储器(RAM)，并且临时存储由输入设备27输入的数据和CPU24的计算结果。工作内存26包括后备电源(未示出)。输入设备27被用于输入纺纱状况数据，例如特种纱式样数据、参考厚度的纺纱纱线支数、对参考厚度的纱线进行纺纱时的纺锤旋转速度、提升长度、管纱锥面斜边长度等。如在图1B中所示，特种纱的式样数据包括毛粒长度Ls，其是比特种纱SY的参考厚度部分YO更厚的毛粒S (厚纱线部分)的长度；以及毛粒S的节距长度P，其是毛粒S之间的参考厚度部分YO的长度。式样数据指示何时改变速度以实现毛粒形成，即何时开始在毛粒形成前降低速度且何时开始毛粒形成。另外，式样数据由纺纱长度指示。基于来自传感器Si的输出信号计算纺纱长度。第一伺服马达18和第二伺服马达20的控制程序不将罗拉17、19和21中每一者的旋转速度一步式地从用于正常纺纱的速度改变到用于毛粒形成的速度。更确切地说，在改变到毛粒形成速度前，控制程序将旋转速度改变到预定速度，该预定速度低于正常纺纱速度，同时保持牵伸比不变。然后，控制程序将旋转速度改变到毛粒形成速度。具体来说，如图1a中所示，罗拉17、19和21中每一者的旋转速度被从正常纺纱速度降低到较低的预定速度。然后前罗拉17被维持在该较低的速度，而中罗拉19和后下罗拉21每一者被加速到毛粒形成速度并保持在该毛粒形成速度达预定的时间长度。也即，毛粒形成在前罗拉17、中罗拉19和后下罗拉21的旋转速度降低结束时立即开始。之后，中罗拉19和后下罗拉21每一者被减速到与在毛粒形成速度之前设定的速度相同的较低速度。换句话说，中罗拉19和后下罗拉21的旋转速度被设定到毛粒形成之前最后设定的速度。此后，在保持牵伸比不变的同时，罗拉17、19和21中的每一个被加速到正常纺纱旋转速度，此后进行正常纺纱。现在将描述装置的操作。在操作装置之前，利用输入设备27输入纺纱状况。输入的纺纱状况包括数据，例如特种纱式样数据、参考厚度的纺纱纱线支数、对参考厚度的纱线进行纺纱时的纺锤旋转速度、提升长度、管纱锥面斜边长度等。在装置被激活时，控制器23发出驱动马达2、伺服马达14、第一伺服马达18和第二伺服马达20的命令。CPU24使用旋转编码器2a、14a、18a和20a的输出信号来计算对应的马达的旋转速度。CPU24通过输出界面和每个驱动电路向逆变器6和伺服驱动器15、28和29发送命令信号以与纺纱状况对应的预定速度同步地驱动纺锤驱动系统、牵伸部驱动系统和提升驱动系统。纺锤驱动系统、牵伸部驱动系统和提升驱动系统以彼此独立的状态被同步地驱动。从牵伸部分16馈送的特种纱SY通过蜗形导纱器9和钢丝圈T并被围绕着梭芯B卷绕。当对参考厚度纱线进行纺纱时，CPU24使用来自传感器Si的输出信号来计算前罗拉17的旋转速度，也即，纺纱纱线长度。当对毛粒S进行纺纱时，CPU24将前罗拉17、中罗拉19和后下罗拉21中每一者从用于正常纺纱的旋转速度减速到预定的较低速度，但不改变纱线厚度，也即，同时保持牵伸比不变。然后，为了毛粒形成，前罗拉17被维持在预定的较低速度。中罗拉19和后下罗拉21每一者被加速到毛粒形成最大速度并维持在该毛粒产生最大速度达预定时间。然后，中罗拉19和后下罗拉21被减速到预定的较低旋转速度。此后，罗拉17、19和21每一者被加速到正常纺纱旋转速度同时保持牵伸比不变。然后，执行正常纺纱。接着，以相同的方式执行特种纱纺纱。作为结果，如图1A中所示，特种纱SY从中罗拉19和后下罗拉21中每一者的旋转速度开始从低于正常纺纱速度的预定速度增加时变得比参考厚度更厚。特种纱SY在中罗拉19和后下罗拉21中每一者的旋转速度达到毛粒形成最大速度时变得最厚。具有最大厚度的部分是在中罗拉19和后下罗拉21的旋转速度被维持在毛粒产生最大速度的时间段内形成的。然后，在中罗拉19和后下罗拉21中每一者的旋转速度被降低到毛粒形成开始时设定的较低速度的时间段内形成了从最大厚度逐渐变薄的部分。毛粒长度Ls指的是具有与参考厚度不同的厚度的部分的长度。从罗拉17、19和21中每一者从正常纺纱旋转速度减速到预定较低速度时(图1A中从时间tl到时间t2)的减速梯度的绝对值被设置为与从罗拉17、19和21中每一者在毛粒形成结束之后加速到正常纺纱旋转速度时(图1A中从时间t3到时间t4)的加速梯度的绝对值相同。为了形成短毛粒而不明显降低生产力，用于减速的时间被要求为0.3秒或更少，并且在毛粒形成期间的减速梯度被设置为对应于正常纺纱速度和减速结束后的目标速度的值。而且，在毛粒形成期间后罗拉(中罗拉19和后下罗拉21)的加速梯度和减速梯度被设置为具有相同的绝对值。毛粒形成时间长度(从时间t2到时间t3)被设置为0.4秒或更少，并且在毛粒形成期间的加速梯度被设置为与毛粒形成开始时的旋转速度和毛粒形成最大速度对应的值。以这种方式，从毛粒形成前的准备阶段(从正常纺纱速度减速到毛粒形成开始速度)到毛粒形成且速度返回到原始纺纱速度时的时间为一秒或更少。
CPU24在毛粒形成计时接近时使用纺纱纱线长度来根据纺纱状况计算降低纺纱速度的时点(图1中的时间tl)。毛粒形成开始点被计算以使得特种纱SY中的毛粒S的节距长度P与式样数据中的节距P相同，并使得纺纱速度减速完成点定义了毛粒形成开始点。在现有技术中，当对参考厚度部分纺纱时，前罗拉17的纺纱速度被突然减速或加速以形成毛粒。本实施例与现有技术的区别在于，在毛粒形成前牵伸比不改变并且毛粒形成从前罗拉17和后罗拉(中罗拉19和后下罗拉21)中每一者的旋转速度被减小以降低纺纱速度时开始。以这种方式，前罗拉17和后罗拉中至少一者的旋转速度被从低于正常纺纱速度(例如，15-30m/min)的状态改变，此后，牵伸比被从对参考厚度部分YO进行纺纱的牵伸比降低。在形成具有标准长度(30mm或更大的毛粒长度)的毛粒时所需要的罗拉的旋转速度的加速率与纺纱速度的平方成比例。另外，与形成标准毛粒时相比，在形成短毛粒(小于30mm的毛粒长度)时的罗拉加速率被要求为明显更大(约3-10倍)。不过，例如，通过在毛粒形成前将纺纱速度临时地降低到正常纺纱速度的三分之一，在毛粒形成期间所要求的罗拉加速率和加速率可被减小到正常纺纱所要求的九分之一。因此，当形成极短的毛粒时，前罗拉17和后罗拉的速度可以被平滑地改变，而不使用具有大能力的马达作为可变速马达。本实施例具有如下描述的优点。(I)特种纱SY包括被称为毛粒的部分，毛粒比具有参考厚度的部分更厚，该特种纱SY利用精纺机生产，该精纺机包括牵伸部分16，在该牵伸部分16中，前罗拉17和后罗拉(中罗拉19和后下罗拉21)由不同的可变速马达驱动。另外，在毛粒形成前不改变纱线厚度，前罗拉17和后罗拉(中罗拉19和后下罗拉21)的旋转速度被临时地降低。在纺纱速度被从正常纺纱速度降低之后，开始毛粒形成。因此，短毛粒的形成不要求电磁离合器或具有大能力的马达来突然降低或增加前罗拉17的旋转速度，以及包括短毛粒的特种纱可以在不明显降低生产力的情况下被生产。(2)在毛粒形成期间，后罗拉(中罗拉19和后下罗拉21)的旋转速度被增加以降低牵伸比。以这种方式，在毛粒形成期间，后罗拉被加速而不改变前罗拉17的速度。因此，与仅加速前罗拉17时相比，降低了在前罗拉17上的驱动负载，并且提高了生产力。(3)与纺纱状况相对应地设置毛粒形成前的前罗拉17和后罗拉的旋转速度的减速梯度。减速梯度可以是固定的而不管纺纱状况如何。不过，优选的是，用于减速的时间要短。通过与纺纱状况相对应地设置减速梯度，可以设置缩短减速所需时间的减速梯度，使得没有过度的力被施加在牵伸部分16。本领域技术人员应该明了的是，在不脱离本发明精神或范围的情况下，本发明可以许多其他具体形式被实施。特别地，应当理解的是，本发明可以用下面形式实施。如图3中所示，在毛粒形成期间，前罗拉17的旋转速度可被降低以降低牵伸比。在这种情况下，在毛粒形成期间，可仅通过降低前罗拉17的旋转速度来降低牵伸比。因此，无需执行对改变后罗拉的速度的控制。因此，用于驱动后罗拉的第二伺服马达20的旋转速度不必高于用于正常纺纱的旋转速度，并且可使用具有低最大速度的马达。如图4中所示，在毛粒形成期间，除了加速后罗拉以外，还可对前罗拉17减速。在这种情况下，前罗拉17和后罗拉的速度的变化量可与仅通过改变前罗拉17的速度或仅通过改变后罗拉的速度来将牵伸比降低到目标值时相比被减小。
根据对精纺机的具体说明或者要被生产的特种纱的纺纱状况可采用下面三种程序中的任一种。(I)为了毛粒形成，增加和降低前罗拉17的旋转速度。(2)为了毛粒形成，增加和降低后罗拉的旋转速度。(3)为了毛粒形成，增加和降低前罗拉17的旋转速度同时还增加和降低后罗拉的旋转速度。在通过增加和降低前罗拉17的旋转速度来执行毛粒形成的程序中，应用到前罗拉17的载荷增加。因此，优选的是这个程序在前罗拉驱动系统具有足够功率时被采用。在通过增加和降低后罗拉的旋转速度来执行毛粒形成的程序中，应用到前罗拉17的载荷增力口。因此，优选的是这个程序在后罗拉驱动系统具有足够功率时被采用。在通过增加和降低前罗拉17的旋转速度同时还增加和降低后罗拉的旋转速度来执行毛粒形成的程序中，应用到前罗拉17和后罗拉的载荷处于以上两个程序中所应用的载荷之间。因此，优选的是这个程序在前罗拉驱动系统和后罗拉驱动系统不具有足够的功率时被采用。在毛粒形成期间，前罗拉17被减速或者后罗拉被加速以将牵伸比从对具有参考厚度的部分进行纺纱的牵伸比降低。当前罗拉17和后罗拉达到它们的目标速度时，目标速度不必被维持。如图5和6中所示，前罗拉17和后罗拉可被控制以使得减速和加速被立即开始。当在毛粒形成期间降低前罗拉17的旋转速度时，速度可被降低到零。也即，前罗拉17可被临时地停止。代替用相同的第二伺服马达2驱动中罗拉19和后下罗拉21，中罗拉19和后下罗拉21可由不同的可变速马达驱动。可以设置对罗拉17、19和21中每一者从正常纺纱旋转速度减速到预定低速时的减速梯度绝对值以不同于在毛粒形成完成后对罗拉17、19和21中每一者进行加速时的加速梯度的绝对值。对罗拉17、19和21中每一者从正常纺纱旋转速度减速到预定低速时的减速梯度以及在毛粒形成完成后对罗拉17、19和21中每一者进行加速时的加速梯度可以与纺纱状况相对应地事先存储在程序内存25或工作内存26中。毛粒形成不必在前罗拉或后罗拉的减速结束时开始，并且可从该减速结束时略微延迟。不过，优选的是不同于正常纺纱的纺纱状态要短。因此，优选的是在减速结束时立即开始毛粒形成。代替无论何时输入纺纱状况都要输入毛粒形成开始时的纺纱速度，从正常纺纱速度的减速率可事先与毛粒S的厚度和长度相对应地存储在程序内存25中。在这种情况下，CPU24可根据纺纱状况自动地设置开始毛粒形成时的纺纱速度。本示例和实施例被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明不限制于本文给出的细节，而是在所附权利要求的范围和等同方式内被改变。
权利要求
1.一种用精纺机生产特种纱的方法，所述特种纱包括由比具有参考厚度的部分更厚的部分形成的毛粒，所述精纺机包括牵伸部分，在牵伸部分中前罗拉和后罗拉被不同的可变速马达旋转，所述方法包括以下步骤: 临时地将前罗拉和后罗拉的旋转速度降低以将纺纱速度降低到低于正常纺纱速度的速度，但在毛粒形成前不改变纱线的厚度；和 从其中纺纱速度被降低到低于正常纺纱速度的速度的状态执行毛粒形成。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行毛粒形成的步骤包括通过改变前罗拉和后罗拉中至少一者的旋转速度来降低牵伸比的步骤。
3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述降低牵伸比的步骤包括降低前罗拉的旋转速度并将后罗拉的旋转速度维持在恒定速度。
4.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述降低牵伸比的步骤包括维持前罗拉的旋转速度在恒定速度并增加后罗拉的旋转速度。
5.按权利要求2所述的方法，其特征在于，所述降低牵伸比的步骤包括降低前罗拉的旋转速度并增加后罗拉的旋转速度。
6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述临时地降低前罗拉和后罗拉的旋转速度的步骤包括与纺纱状况相对应地设置减速梯度。
7.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述执行毛粒形成的步骤包括在对前罗拉和后罗拉的旋转速度减速结束时立即开始毛粒形成。
8.按权利要求1或2所述的方法，还包括在执行毛粒形成的步骤后增加前罗拉和后罗拉的旋转速度到正常纺纱的旋转速度的步骤。
9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，在临时地降低旋转速度步骤中的前罗拉和后罗拉中每一者的旋转速度的减速梯度和增加旋转速度步骤中的旋转速度的加速梯度具有相同的绝对值。
全文摘要
本发明涉及生产特种纱的方法。 一种用精纺机生产特种纱的方法，所述特种纱包括由比具有参考厚度的部分更厚的部分形成的毛粒，所述精纺机包括牵伸部分，在牵伸部分中前罗拉和后罗拉被不同的可变速马达旋转。所述方法包括以下步骤临时地将前罗拉和后罗拉的旋转速度降低以将纺纱速度降低到低于正常纺纱速度的速度，但在毛粒形成前不改变纱线的厚度；和从其中纺纱速度被降低到低于正常纺纱速度的速度的状态执行毛粒形成。
文档编号D01H5/36GK103088482SQ20121043521
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月5日 优先权日2011年11月7日
发明者槌田大辅, 小岛直树 申请人:株式会社丰田自动织机