三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置及方法与流程

文档序号：17639551发布日期：2019-05-11 00:34阅读：235来源：国知局

本发明涉及纺织工程中纺纱技术领域，尤其是涉及一种三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置及方法。

背景技术：

花式纱线一般包含芯纱、饰纱和固线三个组份，通常花式纱线的强力是由芯纱保障，因此芯纱需要较高的强力；花式纱形态和色彩的变化是由饰纱提供，因此饰纱一般采用色纱、竹节纱、大肚纱等；花式纱线结构的稳定性是依托固线缚结定位，因此固线通常较细且强度较高。

用环锭设备做花式纱线主要是在环锭捻线机进行的。环锭纺生产花式纱通常采用三步法，第一步先分别纺出芯纱、饰纱和固线；第二步将饰纱与芯纱以z捻进行加捻且对芯纱形成超喂，通过控制超喂量形成不同的花式；第三步将固线与饰纱芯纱的合股线以s捻进行二次合股加捻，以此形成花式纱线。环锭纺生产花式纱存在的主要问题如下：

1、生产效率低下

环锭花式捻线机生产花式纱线一般属于多步成型工艺，在二次加捻过程中易造成饰纱花型的走形变样，合股捻线时纺纱速度低，故环锭花式捻线机生产效率低下；

2、纺制的花式纱线品种有限

环锭花式捻线机主要用来纺制纤维型的竹节纱、大肚纱和纱线型的结子纱，很少用来生产纱线型的大肚纱、圈圈纱、辫子纱，以及无法生产纤维型的大肚纱、圈圈纱、辫子纱，故可纺制的花式纱线品种有限。

3、花式纱的结构、形态与色彩几乎不能变化，更不能在线变化。

由于环锭花式捻线机是通过二次包缠将芯纱、饰纱、固纱捻合成花式纱线，所以在花式纱线的纺纱过程中，很难通过纺纱设备与纺纱工艺的调控来在线变化花式纱线的包缠结构、形态、色彩、风格和手感，无法满足形态变化多端、色彩丰富细腻、风格灵动前卫的花式纱服装面料的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种双通道环锭纺花式纱线的装置及一步法成型方法，通过交变牵伸-协同输送-交互捻缠和包覆等工艺将饰纱、芯纱和固纱组合成包含结子、圈圈、辫子等组合花型的复杂花式纱线，以解决现有技术中存在的至少一个技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置，包括:用于第一组份纱通过的第一通道、用于第二组份纱通过的第一辅助通道、用于第三组份纱通过的第二辅助通道；用于固纱通过的固纱通道；

所述第一通道上依次设置有后罗拉、中罗拉、第一前罗拉、第一捻合点和第二捻合点；所述第一辅助通道上依次设置有第二前罗拉、所述第一捻合点和所述第二捻合点；所述第二辅助通道上依次设置有第三前罗拉、所述第一捻合点和所述第二捻合点；在周向上，所述第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉的两两之间可相对转动设置；所述固纱通道上依次设置有引入罗拉和所述第二捻合点；

第一通道上的后罗拉、中罗拉和第一前罗拉之间区域为牵伸区，第一前罗拉、第二前罗拉、第三前罗拉以及第一捻合点之间形成交互缠捻三角区；第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉分别独立运动，分别将对应的组份纱引入交互缠捻三角区；第一组份纱、第二组份纱和第三组份纱中的一根或若干根被引至所述交互缠捻三角区后被缠捻后形成花式纱主体；所述固纱通过所述引入罗拉引至所述第二捻合点，与所述花式纱主体交汇并对花式纱主体进行包覆。

本发明突破环锭纺在花式纱成型方面的技术瓶颈，通过一步法实施交变牵伸、协同输出、交互缠捻和包覆工艺，实现了花式纱线(含有芯纱、饰纱和固线)的一步法纺制，同时通过调控饰纱及芯纱的输出速度、调控饰纱的线密度与混纺比、调控芯纱的捻度，调控芯纱与饰纱的切换等技术手段实现花式纱线竹节、大肚、结子、圈圈、辫子的色彩与形态的在线变化，拓展出花式纱线的新品种。

进一步地，所述后罗拉和所述中罗拉之间通过第一传动齿轮组连接，第一传动齿轮组用于保持中罗拉与后罗拉之间的牵引比(线速度比值)恒定且不大于1.4。

本发明中的中罗拉和后罗拉之间形成一级牵伸单元(即第一牵伸区)，前罗拉和中罗拉构成二级牵伸单元(即第二牵伸区)，同一通道的中、后罗拉速比恒定且小于1.4，以及相对该通道中的前罗拉同步变速，不同通道的中、后罗拉相对前罗拉交替变速，实现对第一组份纱的交变牵伸。尤为重要的，一级牵伸为预牵伸，一级牵伸比eh为常数c为定常牵伸，一级牵伸的牵伸比eh＝c≤1.4，可保证粗纱的连续性，在第一牵伸区不会产生牵伸奇点。同时，预牵伸过程可以使粗纱内部纤维伸直张紧和取向，从而做好主牵伸过程中滑移的准备，减少主牵伸过程中的断头率或奇点率，牵伸加捻过程更加稳定，大大降低了工人的劳动强度。

进一步地，所述第一辅助通道上还包括第一引出罗拉(第一退绕轴)，第一引出罗拉、所述第二前罗拉、所述第一捻合点和所述第二捻合点依次设置；

和/或，所述第二辅助通道上还包括第二引出罗拉(第二退绕轴)，第二引出罗拉、所述第三前罗拉、所述第一捻合点和所述第二捻合点依次设置。

其中优选地，所述中罗拉上方对应设置有一个中上皮辊，所述纱线成型装置还包括套在中上皮辊和上销上并与中罗拉保持同步运动的上皮圈、套在中罗拉和下销上并与中罗拉保持同步运动的下皮圈；上皮圈和下皮圈的握持钳口距离前罗拉钳口线的距离小于3mm。

进一步地，还包括后罗拉轴、中罗拉轴和辅助轴；

在所述后罗拉轴的周向上，所述后罗拉(例如通过轴承的方式)可相对转动地活套在所述后罗拉轴上；在所述中罗拉轴的周向上，所述中罗拉可相对转动地活套在所述中罗拉轴上；所述第一传动齿轮组包括依次啮合传动的第一主动齿轮、第一过桥齿轮和第一被动齿轮；第一主动齿轮与所述后罗拉同轴心固定连接，所述第一被动齿轮与所述中罗拉同轴心固定连接；所述第一过桥齿轮相对固定地套装在所述辅助轴上。

由此，通过辅助轴可同步驱动所述后罗拉和中罗拉运转，进而调整所述第一组份纱的喂入(进给)速度。

进一步地，还包括前罗拉轴；在所述前罗拉轴的周向上，所述第一前罗拉相对固定地套装在所述前罗拉轴上；所述第二前罗拉和第三前罗拉可相对转动地套装在所述前罗拉轴上。

进一步地，还包括第二前轴和第三前轴，第二前轴通过第二齿轮传动副与所述第二前罗拉连接；第三前轴通过第三齿轮传动副与所述第三前罗拉连接；通过第二前轴和第三前轴可分别驱动所述第二前罗拉和第三前罗拉转动。

进一步地，所述第二齿轮传动副包括：相互啮合传动的第二主齿轮和第二副齿轮，第二主齿轮固定套装在所述第二前轴上，第二副齿轮与所述第二前罗拉同轴心固定连接；

所述第三齿轮传动副包括：相互啮合传动的第三主齿轮和第三副齿轮，第三主齿轮固定套装在所述第三前轴上，第三副齿轮与所述第三前罗拉同轴心固定连接。

其中，后罗拉、中罗拉和前罗拉优选地为嵌套式罗拉。

其中，每个后罗拉、中罗拉和前罗拉上方分别对应设置有上皮辊，上皮辊与下方的罗拉配合用于夹持住纱线。

进一步地，还包括控制系统和伺服驱动系统；所述伺服驱动系统包括伺服驱动器和伺服电机；所述控制系统包括控制器(优选为plc可编程控制器)和转速传感器；所述控制器依次通过伺服驱动器与所述伺服电机连接；

所述伺服电机包括：用于驱动所述前罗拉轴的第一伺服电机、用于驱动所述第二前轴的第二伺服电机、用于驱动所述辅助轴转动的第三伺服电机、用于驱动所述第一引出罗拉转动的第四伺服电机、用于驱动所述第一引出罗拉转动的第五伺服电机、用于驱动所述第三前轴的第六伺服电机、用于驱动引入罗拉转动的固纱电机，用于驱动锭子转动转动的锭子伺服电机；

所述转速传感器包括：用于分别用于监测所述前罗拉轴、第二前轴、辅助轴、所述第一引出罗拉、所述第二引出罗拉以及第三前轴转速的第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器和第六传感器，以及用于监测所述引入罗拉转速的固纱传感器。

本发明中的控制器依次通过伺服驱动器与伺服电机控制四个纱线通道上四个组份纱的喂入速度，转速传感器实时监测四个组份纱线的实际喂入速度，并将监测值反馈给控制器，控制器可根据监测值调整四个纱线通道上控制信号的大小。

进一步地，所述加捻机构包括钢领板，控制器通过伺服驱动器以及伺服电机控制所述钢领板运动。另外，控制系统还包括一系列指令和模块化程序。

进一步地，所述控制系统还包括第一比较模块，所述第一比较模块分别与第三传感器、第四传感器、第五传感器以及所述控制器连接，所述第一比较模块用于监测所述辅助轴、所述第一引出罗拉和所述第二引出罗拉之间转速比，所述控制器根据所述第一比较模块反馈的数值调控所述辅助轴、所述第一引出罗拉和所述第二引出罗拉转速，进而调控所述第一组份纱、第二组份纱和第三组份纱的混纺比。

进一步地，所述第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉的外径尺寸相同。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种采用上述三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置，通过构建具有两路纺纱通道和两个捻合点的环锭纺纱系统，在第一捻合点(第一捻合点处)完成交互捻合并形成花式纱主体，在第二捻合点(第二捻合点处)由输出的固纱与已成形的花式纱主体进行包覆捻合，形成包含饰纱、芯纱和固纱的花式纱线，实现饰线、芯线、固线一步法环锭花式纱线的纺制。

另外，通过调控后罗拉、中罗拉及三个前罗拉速度的协同变化，纺制具有单捻包覆、交捻包覆和缠捻包覆等多重结构花式纱线；以及通过调控后罗拉、中罗拉及三个前罗拉速度协同变化，在线变化饰纱与芯纱的组合，在线变化结子、辫子、圈圈等花型的组合，在线变化结子、辫子、圈圈等花型的大小，在线变化结子、辫子、圈圈等花型的色彩，纺制外观形态多变的组合花式纱线；最后，通过调控后罗拉、中罗拉及三个前罗拉的速度协同变化调控芯线、饰线及固线的包覆比，纺制色彩在线变化的彩色花式纱线，生产效率大大提高。

另外，本发明还公开了一种采用上述三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置的花式纱线成型方法。

本发明的环锭纺纱装置由一路粗纱的牵伸通道和两路短纤纱(或长丝)的芯纱通道以及一路包覆纱通道组成。粗纱经交变牵伸后成为粗细变化的无捻须条由牵伸通道输出，与另外两个芯纱通道输出的纱(或长丝)交汇于第一捻合点，在环锭加捻效应的作用下三根须条完成交互捻合并形成花式纱主体；由于环锭加捻的效应，固纱(或长丝)与已成形的花式纱的主体在第二捻合点进行包覆捻合，由此形成包含饰纱、芯纱和固纱的花式纱线，实现饰线、芯线、固线一步法环锭花式纱线的纺制。

进一步地，通过在线调控后罗拉、中罗拉及三个前罗拉的速度，可以协同输入饰纱及芯纱分别纺制单捻包覆结构花式纱线、交捻包覆结构花式纱线和缠捻包覆结构花式纱线；

一根无捻须条或纱线经所述第一通道、所述第一辅助通道或所述第二辅助通道在所述第一捻合点被加捻，在第二捻合点被固纱包覆形成单捻包覆结构花式纱线；

两根无捻须条或纱线分别经所述第一通道、所述第一辅助通道或所述第二辅助通道中的两个通道被引入所述交互缠捻三角区，并在所述第一捻合点被非等速加捻后，在第二捻合点被固纱包覆形成交捻包覆结构花式纱线；

三根无捻须条或纱线分别经所述第一通道、所述第一辅助通道和所述第二辅助通道被引入所述交互缠捻三角区，并在所述第一捻合点进行非等速加捻后，在第二捻合点被固纱包覆形成缠捻包覆结构花式纱线。

进一步地，设所述第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉的速度分别为vq1、vq2和vq3，通过在线调控vq1、vq2和/或vq3；通过在线调控后罗拉、中罗拉及三个前罗拉的速度，可以实现饰纱与芯纱组合模式的在线变化，结子、辫子、圈圈等花型组合模式的在线变化，结子、辫子、圈圈等花型大小的在线变化，结子、辫子、圈圈等花型色彩色彩的在线变化，纺制外观形态多变的组合花式纱线。

进一步地，所述第一组份纱、第二组份纱和第三组份纱分别由第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉引入所述交互缠捻三角区，其中前罗拉速度最低的组份纱为花式纱的芯纱，前罗拉速度较高的组份纱为花式纱的饰纱，通过在线调整第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉的速度，实现花式纱中饰纱与芯纱组合模式的在线变化。

进一步地，结子、辫子、圈圈等花型组合在线变化的花式纱线的纺制步骤包括：

①当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.15-1.3):1:1时，第一组份纱(饰纱y)交互缠捻和扭结在第二组份纱和第三组份纱(芯纱x1+x2)上形成结子；

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.4-4)∶1:1时，第一组份纱(饰纱y)交互缠捻和扭结在第二组份纱和第三组份纱(芯纱x1+x2)上形成圈圈；

②当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝1:(1.15-1.3):(1.15-1.3)时，第二组份纱和第三组份纱(饰纱x1+x2)交互缠捻和扭结在第一组份纱(芯纱y)上形成结子；

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝1:(1.4-4):(1.4-4)时，第二组份纱和第三组份纱(饰纱x1+x2)交互缠捻和扭结在第一组份纱(芯纱y)上形成辫子或圈圈；

③当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝1:1:(1.15-1.3)时，第三组份纱(饰纱x2)交互缠捻和扭结在第一组份纱和第二组份纱(芯纱(x1+y))上形成结子；

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝1:1:(1.4-4)时，第三组份纱(饰纱x2)交互缠捻和扭结在第一组份纱和第二组份纱(芯纱(x1+y))上形成辫子或圈圈；

④当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.15-1.3):(1.15-1.3):1时，第一组份纱和第二组份纱(饰纱(x1+y))交互缠捻和扭结在第三组份纱(芯纱x2)上形成结子；

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.4-4):(1.4-4):1时，第一组份纱和第二组份纱(饰纱(x1+y))交互缠捻和扭结在第三组份纱(芯纱x2)上形成上形成辫子或圈圈；

⑤当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.15-1.3):1:(1.15-1.3)时，第一组份纱和第三组份纱(饰纱(x2+y))交互缠捻和扭结在第二组份纱(芯纱x1)上形成结子；

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.4-4):1:(1.4-4)时，第一组份纱和第三组份纱(饰纱(x2+y))交互缠捻和扭结在第二组份纱(芯纱x1)上形成辫子或圈圈；

⑥当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝1:(1.15-1.3):1时，第二组份纱交互缠捻和扭结在第一组份纱和第三组份纱上形成结子；

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝1:(1.4-4):1时，第二组份纱交互缠捻和扭结在第一组份纱和第三组份纱上形成辫子或圈圈。

进一步地，双圈圈花式线的纺制步骤包括：

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(0.4-0.25):1:1时，第二组份纱和第三组份纱为饰纱(饰纱x1、x2)，第一组份纱为芯纱；第二组份纱和第三组份纱为捻系数低于320的低捻纱，第二组份纱交互缠捻和扭结在第一组份纱上形成第一圈圈，第三组份纱交互缠捻和扭结在第一组份纱上形成第二圈圈，由此形成双圈圈花式线；

第二组份纱和第三组份纱(饰线x1、x2)线密度和捻度相等，第二组份纱和第三组份纱分别缠捻和扭结在第一组份纱上形成对称的双圈圈花式线；否则，第二组份纱和第三组份纱分别缠捻和扭结在第一组份纱上形成不对称的双圈圈花式线；

即，第二组份纱和第三组份纱(饰线x1、x2)线密度不等、捻度相等，或者第二组份纱和第三组份纱(饰线x1、x2)线密度相等、捻度不等，或者第二组份纱和第三组份纱(饰线x1、x2)线密度不等、捻度不等，都在第一组份纱上形成不对称的双圈圈花式线。

进一步地，双辫子花式线的纺制步骤包括：

vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(0.4-0.25):1:1时，第二组份纱和第三组份纱为饰纱(饰纱x1、x2)，第一组份纱(芯纱y)为芯纱；第二组份纱和第三组份纱为捻系数高于480的强捻纱，第二组份纱交互缠捻和扭结在第一组份纱上形成第一辫子，第三组份纱交互缠捻和扭结在第一组份纱上形成第二辫子，由此形成双辫子花式线；

第二组份纱和第三组份纱线密度和捻度相等，则形成对称的双辫子花式线；第二组份纱和第三组份纱线密度或捻度不相等，则形成不对称的双辫子花式线。

如果饰线x1、x2线密度和捻度相等，则形成对称的双辫子花式线；如果饰线x1、x2线密度不等、捻度相等，或者饰线x1、x2线密度相等、捻度不等，或者饰线x1、x2线密度不等、捻度不等，都会形成不对称的双辫子花式线。

进一步地，结子、辫子、圈圈等花型大小在线变化的花式纱线的纺制步骤包括：

花式纱线结子、辫子、圈圈等花型大小取决于饰纱及芯纱的粗细、捻度以及饰纱相对芯纱的超喂速度。结子成型时，饰纱粗捻度大的花式纱与饰纱细捻度小的花式纱相比扭结成型的结子大；圈圈成型时，饰纱粗捻度大超喂比大的花式纱与饰纱细捻度小喂比小的花式纱相比扭结成型的圈圈大；辫子成型时，饰纱粗捻度大超喂比大的花式纱与饰纱细捻度小喂比小的花式纱相比扭结成型的辫子长；

①花式纱结子大小的调控

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.15～1.3):1:1时，第一组份纱为饰纱，第二组份纱和第三组份纱为芯纱；第一组份纱(饰纱y1)交互缠捻和扭结在第二组份纱和第三组份纱为芯纱(芯纱(x1+x2))上形成结子；此时饰纱的线密度为：

通过plc调控后罗拉的速度vh(t)，可调控饰纱的线密度的变化，当后罗拉的喂入速度提高时饰纱线密度就增大,当后罗拉的喂入速度减小时饰纱的线密度就降低。由此调控成型花式纱结子的大小在线变化；

②花式纱圈圈大小的调控

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝(1.3～4):1:1时，第一组份纱为饰纱，第二组份纱和第三组份纱为芯纱；第一组份纱(饰纱y1)交互缠捻和扭结在第二组份纱和第三组份纱为芯纱(芯纱(x1+x2))上形成圈圈；此时饰纱的线密度为：

通过调控后罗拉的速度vh(t)，可调控饰纱的线密度的变化，当后罗拉的喂入速度提高时饰纱线密度就增大,当后罗拉的喂入速度减小时饰纱的线密度就降低；

同时，调控第一前罗拉相对第二前罗拉、第三前罗拉的速度差，进而调控饰纱线速度vq1(t)相对芯纱vq2(t)＝vq3(t)线速度的超喂量，在成圈条件下，饰纱粗且超喂量大则圈圈大、饰纱细且超喂量小则圈圈小，由此调控成型花式纱圈圈的大小在线变化；

③花式纱辫子粗细的调控

当vq1(t):vq2(t):vq3(t)＝1:(1.3～4):(1.3～4)时，第一组份纱为芯纱，第二组份纱和第三组份纱为饰纱；第二组份纱和第三组份纱为强捻纱(捻系数不小于480)，第二组份纱和第三组份纱在自身捻应力作用下立即扭结在第一组份纱上形成辫子；

设作为饰纱的第二组份纱和第三组份纱的线密度为ρx1、ρx2，此时调控第二组份纱和第三组份纱线速度vq1(t)＝vq2(t)相对第一组份纱线速度vq3(t)的超喂量，超喂量大则辫子长、超喂量小则辫子短，由此调控成型花式纱辫子的长短在线变化。

进一步地，包覆比与线密度在线变化的花式纱线的纺制步骤包括：

第一组份纱、第二组份纱、第三组份纱以及固纱为色彩不同的纱线，通过在线调整花式纱线的包缠结构、包覆比例和/或线密度实现花式纱线的色彩的在线变化。

花式纱线是由芯纱、饰纱、固纱相互包缠形成的，当包缠结构、包覆比例在线变化时，花式纱线的色彩会发生在线变化。根据式(6)(7)(8)(9)(10)，如果在两次捻合过程中喂入的四根纱条ρs1、ρx1、ρx2、ρg分别为红、黄、兰、黑等色彩，则通过改变包覆比即可调控花式纱的色彩。设花式纱线的线密度为ρhy(t)，花式纱线的包覆比为

kh1(t)、kh2(t)、kh3(t)、kh4(t)。则

则通过plc调控伺服电机并驱动vh(t)、vq1(t)、vq2(t)、vq3(t)、vx1(t)、vx2(t)，可以调控花式纱线密度及包覆比的在线变化。

以下对交变牵伸缠捻包覆环锭纺纱系统成型花式纱线的结构参数进行阐释。

设作为饰纱的第一组份纱(粗纱)的线密度、第二组份纱(即芯纱1)和第三组份纱线密度及固纱线密度分别为ρs1、ρx1、ρx2、ρg，经交变牵伸、交互缠捻以及固纱包覆后，花式纱线的线密度为ρhy，设纺纱过程中的三个前罗拉速度、后罗拉速度、中罗拉速度，以及第一引出罗拉和第二引出罗拉的芯丝送出速度分别为vq1(t)、vq2(t)、vq3(t)、vh(t)、vz(t)、vx1(t)、vx2(t)，c＝1.25为各通道中、后罗拉的速比。经饰纱芯纱的交变牵伸、交互缠捻和固纱的包覆后，所形成的的花式纱线的结构参数如下：

1、饰纱的线密度

2、芯纱的线密度：

3、固纱的线密度：

ρg(t)＝ρg(3)

4、花式纱线的线密度与包覆比

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的环锭花式纱线成型装置的结构示意图；

图2为实施例1中环锭花式纱线成型装置的第一至三通道的示意图；

图3为本发明实施例1提供的中环锭花式纱线成型装置的传动结构图；

图4为本发明实施例1中环锭花式纱线成型装置的电路原理图；

图5为本发明实施例3中环锭花式纱线成型装置中比较模块的电路连接图。

附图标记：

y-第一组份纱；x1-第二组份纱；x3-第三组份纱；g1-固纱；r1-第一引出罗拉；r2-第二引出罗拉；r3-引入罗拉；d1-第一捻合点；d2-第二捻合点；41-后罗拉；51-第一过桥齿轮；61-中罗拉；71-第一前罗拉；72-第二前罗拉；73-第三前罗拉；4-后罗拉轴；5-辅助轴；6-中罗拉轴；7-前罗拉轴；8-第二前轴；11-第三前轴；411-第一主动齿轮；611-第一被动齿轮；82-第二主齿轮；721-第二副齿轮；113-第三主齿轮；731-第三副齿轮；p4-后上皮辊；p6-中上皮辊；p7-前上皮辊；q1-上皮圈；q2-下皮圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，本实施例提供的一种三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置，包括:用于第一组份纱y通过的第一通道abc1d1d2e、用于第二组份纱x1通过的第一辅助通道r1c2d1d2e和用于固纱g1通过的固纱通道r3d2e，用于第三组份纱x2通过的第二辅助通道r2c3d1d2e；第一通道上依次设置有后罗拉41、中罗拉61、第一前罗拉71、第一捻合点d1和第二捻合点d2；第一辅助通道上依次设置有第二前罗拉72、第一捻合点d1和第二捻合点d2；固纱通道上依次设置有引入罗拉r3和第二捻合点d2。第二辅助通道上依次设置有第三前罗拉73、第一捻合点d1和第二捻合点d2。在周向上，第三前罗拉73和第二前罗拉72可相对转动设置。

第一通道上的后罗拉41、中罗拉61和第一前罗拉71之间区域为牵伸区，第一前罗拉71、第二前罗拉72、第三前罗拉73以及第一捻合点之间形成交互缠捻三角区；第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉分别独立运动，分别将对应的组份纱引入交互缠捻三角区；第一组份纱和第二组份纱被引至交互缠捻三角区后被缠捻后形成花式纱主体。固纱通过引入罗拉r3引至第二捻合点，与花式纱主体交汇并对花式纱主体进行包覆。

其中，后罗拉41和中罗拉61之间通过第一传动齿轮组连接，第一传动齿轮组用于保持中罗拉61与后罗拉41之间的牵引比恒定且不大于1.4。

本发明中的中罗拉61和后罗拉41之间形成一级牵伸单元，前罗拉和中罗拉61构成二级牵伸单元，同一通道的中、后罗拉41速比恒定且小于1.4，以及相对该通道中的前罗拉同步变速，不同通道的中、后罗拉41相对前罗拉交替变速，实现对第一组份纱的交变牵伸。尤为重要的，一级牵伸为预牵伸，一级牵伸比eh为常数c为定常牵伸，一级牵伸的牵伸比eh＝c≤1.4，可保证粗纱的连续性，在第一牵伸区不会产生牵伸奇点。同时，预牵伸过程可以使粗纱内部纤维伸直张紧和取向，从而做好主牵伸过程中滑移的准备，减少主牵伸过程中的断头率或奇点率，牵伸加捻过程更加稳定，大大降低了工人的劳动强度。

而第一辅助通道上还包括第一引出罗拉r1(第一退绕轴)，第一引出罗拉、第二前罗拉72、第一捻合点和第二捻合点依次设置；第二辅助通道上还包括第二引出罗拉r2(第二退绕轴)，第二引出罗拉、第三前罗拉73、第一捻合点和第二捻合点依次设置。

后罗拉、中罗拉和前罗拉上分别设置有后上皮辊p4、中上皮辊p6、和前上皮辊p7。中罗拉61上方对应设置有一个中上皮辊p6，纱线成型装置还包括套在中上皮辊和上销上并与中罗拉61保持同步运动的上皮圈q1、套在中罗拉61和下销上并与中罗拉61保持同步运动的下皮圈q2；上皮圈和下皮圈的握持钳口距离前罗拉钳口线的距离小于3mm。

二级牵伸eq为动态的主牵伸，中罗拉61的速度相对前罗拉是变化的，当第一通道中的第一组份纱的混纺比k＝0％，该通道纱线的的二级牵伸比eq＝∞时，该通道纱线在第二牵伸区形成牵伸奇点，该牵伸奇点与前罗拉钳口之间的距离δ≤3mm(现有技术中后罗拉41与中罗拉61的隔距一般大于25mm，在该第一牵伸区的牵伸奇点位置随机分布在中、后罗拉41之间，当牵伸奇点距离中罗拉61钳口超过3mm时，牵伸奇点再次被喂入中罗拉61钳口的时间就存在不确定因素，如果配合不好，要么产生粗细节，要么导致纺纱断头，使纺纱成为一个不稳定的过程，影响纺纱的可靠性及成纱质量)。当k逐步增大时，随着后罗拉41和中罗拉61的同步启动，由上、下皮圈握持的须条被瞬时喂入前罗拉钳口进行二级牵伸，故位于二级牵伸区的牵伸奇点不会影响纺纱的稳定性。

本实施例还包括后罗拉轴4、中罗拉轴6、前罗拉轴7和辅助轴5；在后罗拉轴4的周向上，后罗拉41(例如通过轴承的方式)可相对转动地活套在后罗拉轴4上；在中罗拉轴6的周向上，中罗拉61可相对转动地活套在中罗拉轴6上；第一传动齿轮组包括依次啮合传动的第一主动齿轮411、第一过桥齿轮51和第一被动齿轮611；第一主动齿轮与后罗拉41同轴心固定连接，第一被动齿轮与中罗拉61同轴心固定连接；第一过桥齿轮51相对固定地套装在辅助轴5上。由此，通过辅助轴5可同步驱动后罗拉41和中罗拉61运转，进而调整第一组份纱的喂入(进给)速度。

在前罗拉轴7的周向上，第一前罗拉71相对固定地套装在前罗拉轴7上；第二前罗拉72和第三前罗拉73可相对转动地套装在前罗拉轴7上。

还包括第二前轴8和第三前轴11，第二前轴8通过第二齿轮传动副与第二前罗拉72连接；第三前轴11通过第三齿轮传动副与第三前罗拉73连接；通过第二前轴和第三前轴可分别驱动所述第二前罗拉和第三前罗拉转动。

第二齿轮传动副包括：相互啮合传动的第二主齿轮82和第二副齿轮721，第二主齿轮固定套装在第二前轴8上，第二副齿轮与第二前罗拉72同轴心固定连接；第三齿轮传动副包括：相互啮合传动的第三主齿轮113和第三副齿轮731，第三主齿轮固定套装在第三前轴11上，第三副齿轮731与第三前罗拉73同轴心固定连接。

参照图4所示，本实施例还包括控制系统和伺服驱动系统；所述伺服驱动系统包括伺服驱动器和伺服电机；所述控制系统包括控制器(优选为plc可编程控制器)和转速传感器；所述控制器依次通过伺服驱动器与所述伺服电机连接；

本发明中的控制器依次通过伺服驱动器与伺服电机控制四个纱线通道上四个组份纱的喂入速度，转速传感器实时监测四个组份纱线的实际喂入速度，并将监测值反馈给控制器，控制器可根据监测值调整四个纱线通道上控制信号的大小。加捻机构包括钢领板，控制器通过伺服驱动器以及伺服电机控制钢领板运动。另外，控制系统还包括一系列指令和模块化程序。

本发明提供的一种采用上述三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置，通过构建具有两路纺纱通道和两个捻合点的环锭纺纱系统，在第一捻合点完成交互捻合并形成花式纱主体，在第二捻合点由输出的固纱与已成形的花式纱主体进行包覆捻合，形成包含饰纱、芯纱和固纱的花式纱线，实现饰线、芯线、固线一步法环锭花式纱线的纺制。

实施例2

本实施例还公开了一种采用上述三通道交变牵伸缠捻包覆环锭花式纱线成型装置的花式纱线成型方法。

1、饰线、芯线、固线一步法捻合成型的环锭花式纱线的纺制

2、包缠结构在线变化的花式纱线的纺制

通过在线调控后罗拉、中罗拉及三个前罗拉的速度，可以协同输入饰纱及芯纱分别纺制单捻包覆结构花式纱线、交捻包覆结构花式纱线和缠捻包覆结构花式纱线；

⑴交捻包覆结构花式纱线的纺制：

所谓花式纱的交捻包覆结构是指两根无捻须条(或纱)在第一捻合点等速捻合，在第二捻合点被固纱包覆所形成的花式纱结构。

本发明装置中，第一通道(主通道)、第一辅助通道和第二辅助通道分别对应第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉，由于粗纱y1经主通道交变牵伸后由第一前罗拉输出，纱线x1经第一辅助通道由第二前罗拉输出，纱线x2经第二辅助通道由第三前罗拉输出。粗纱y1在交变牵伸的条件下输出的须条时断时续，当主通道输出须条线密度为零时，两个辅助通道对应的两个前罗拉以等速输出两根纱条在第一捻合点进行捻合，在第二捻合点被固纱通道输出的固线g1包覆形成交捻包覆的花式纱线结构。例如，按照此方式可形成[(x1+x2)+g1]的交捻包覆结构的花式纱线。

⑵缠捻包覆结构花式纱线的纺制：

所谓花式纱的缠捻包覆结构是指三根以上的无捻须条(或纱)在第一捻合点非等速捻合，在第二捻合点被固纱包覆所形成的花式纱结构。

本发明装置中，第一通道和第一辅助通道、第二辅助通道对应第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉，由于粗纱y经主通道交变牵伸后由第一前罗拉输出，纱线x1、x2经第一辅助通道和第二辅助通道对应的第二前罗拉、第三前罗拉以等速输出，在第一捻合点两根纱线(或丝)(x1+x2)与一根无捻须条(粗纱y)进行非等速捻合形成缠捻结构，在第二捻合点被固纱通道输出的固线g包覆形成缠捻包覆的花式纱线结构。按照此方式可形成[y1+(x1+x2)+g1]的缠捻包覆结构的花式纱。

3、形态在线变化的花式纱线的纺制

设所述第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉的速度分别为vq1、vq2和vq3，通过在线调控vq1、vq2和/或vq3；通过在线调控后罗拉、中罗拉及三个前罗拉的速度，可以实现饰纱与芯纱组合模式的在线变化，结子、辫子、圈圈等花型组合模式的在线变化，结子、辫子、圈圈等花型大小的在线变化，结子、辫子、圈圈等花型色彩色彩的在线变化，纺制外观形态多变的组合花式纱线。

⑴饰纱与芯纱组合模式在线变化的花式纱线的纺制

第一组份纱、第二组份纱和第三组份纱分别由第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉引入所述交互缠捻三角区，其中前罗拉速度最低的组份纱(须条)为花式纱的芯纱，前罗拉速度较高的组份纱为花式纱的饰纱，通过在线调整第一前罗拉、第二前罗拉和第三前罗拉的速度，实现花式纱中饰纱与芯纱组合模式的在线变化。

其中，第一组份纱(粗纱y)经第一通道交变牵伸后由第一前罗拉以vq1(t)输出，第二组份纱和第三组份纱(纱线x1、x2)由第二前罗拉和第三前罗拉以vq2(t)＝vq3(t)的速度输出。

一般速度最低的须条会成为花式纱的芯纱，速度相对较高的须条会成为花式纱的饰纱。当vq1(t)最小时，x1、x2为芯纱，y为饰纱；当vq2(t)最小时，x1为芯纱，y、x2为饰纱。因此，通过plc调控vq1(t)、vq2(t)、vq3(t)可以实现饰纱与芯纱组合模式的在线变化。

⑵结子、辫子、圈圈等花型组合在线变化的花式纱线的纺制