在转塔式自动络纱机中精确定位锭子的方法与流程

本发明涉及能够在纱管转换之后可靠地定位用于卷绕的锭子的自动纱线卷绕转塔式设备。

背景技术：

自动转塔式络纱机用于将连续到达的线带(tape)、线或带(band)卷绕到纱管上。通常，在转塔式络纱机上，一对纱管保持器(也被称为锭子)安装在可旋转转塔的相对端上，可旋转转塔安装在适当的机架上。每个锭子通过转塔的每个半圈旋转交替地从正常卷绕位置移动到落纱位置。转塔以所需的时间间隔或当运转的锭子达到其承载卷绕线带的最大长度时保持在同一方向上的旋转。每个锭子需要被精确控制的围绕其自身轴线的旋转，所以可由电动机通过诸如皮带和滑轮配置的适当的机构或用独立的直接驱动电动机系统进行独立驱动。通常，编码器或其它适当的设备被安装在电动机上用于监控电动机转数，且信号借助于适当的线缆被传递到电子控制器。控制器进一步将电信号发送到活动电动机的反相器/驱动器，反相器/驱动器确定要供给的用于电动机驱动锭子的功率。

上述类型的传统络纱机在美国专利号5228630、4765552和欧洲专利861800a2以及wo2017/093950中公开。

引入了用于提供聚烯烃扁平/原纤化纱线的纱管且提高效率、减少损耗的自动转塔式络纱机。自动转换过程用空锭子替换载有纱线纱管的锭子。

在这些传统自动络纱机中，转塔通过同步地使用离合器和滑轮进行旋转。通过释放离合器并将驱动力转移到用于旋转的滑轮来执行转塔旋转。在转塔旋转之后，通过使纱管在反向方向上朝向凸轮箱压力辊偏移来完成空纱管的正确定位。理想地，锭子定位成使得压力辊应在当前用于卷绕的锭子上均匀地施加压力。根据在控制系统中的预设时间和速度参数来控制载有锭子的转塔的反向运动。实际上，在传统系统中，由于机械条件的变化，转塔运动是不均匀的，且因此转换之后的锭子位置不是如所需要的那样精确和运动平稳。这里所讨论的这种机器通常不是在完全无灰尘的环境下操作。因此，随着时间的推移，在机器的机械部件上的外来颗粒的积聚即使在采取充分的预防措施来清理和维护机器之后也增加。颗粒物质的积聚在超过一段时间后对移动元件的平稳运动提供阻碍。换句话说，对部件的平稳运动的系统阻力由于一般磨损和颗粒物质的积聚而增加。

例如，转塔可能由于灰尘颗粒的积聚而被卡住或可能在维护周期期间过紧或过松—其中任何一种都会通过使转塔本质上变快/慢和/或不平稳而影响转塔旋转。这种不平稳的行为通常被称为“机械故障”。传统络纱机被已知由于上述机械故障而不可避免地遭受锭子相对于凸轮压力辊的定位不当。

不当的锭子定位引起在准备好要被卷绕的锭子纱管和压力辊之间的间隙，这转而产生不均匀的卷绕张力，并由此产生不均匀的卷装密度。其次，当转塔运动在反向方向上额外推动凸轮辊时，一些现有的系统导致不精确的锭子定位。这是由于在这些锭子定位方法(例如，如在专利wo2017/093950中提到的)中所达到的灵敏度较低。

因此，需要提供在转塔式自动络纱机自动方法中精确地并以比传统方法更高的精度定位锭子的方法，特别是在落纱后反向运动之后识别转塔和锭子的正确定位位置的方法。

还需要提供减小转塔将自身定位在中间位置处从而在锭子和压力辊之间留下间隙或将自身定位在超过其期望位置处从而在辊上施加额外的压力的可能性的系统。

发明目的

相应地，本发明的目的是提供改进的自动方法，其能更准确地且以在锭子接触压力辊时锭子电动机的电动机电流的较少响应时间识别正确的锭子定位位置。

本发明的另一目的是提供具有到达正确的转塔位置的较高准确度的系统，其减小由于在以前的定位方法中的较低灵敏度而在压力辊上额外推进的可能性。

零件列表

转塔(1)线带/纱线(3)

锭子(2a)凸轮箱(4)

锭子(2b)压力辊(5)

线带引导件(6)接近位置线(9')

第一和第二纱管(7，7a)第一控制系统(10)

张力弓形件(8)第二控制系统(11)

卷绕位置线(9)主控制系统(12)

技术实现要素：

本发明涉及自动转塔式卷纱设备。自动纱管转换过程涉及切膜线带/纱线在纱管上的卷绕，随后是转塔的旋转以将空纱管带到卷绕位置。提供了压力辊以确保一致的和准确的卷绕。纱管和压力辊的准确的相对定位是重要的。磨损和颗粒灰尘可能引起络纱机系统的故障，其可能影响转塔旋转的准确度以及纱管和压力辊的相对定位，特别是在以单次旋转完成纱管转换阶段期间的转塔旋转时。本发明提供在转塔式自动络纱机中更精确地定位锭子、特别是在落纱后反向运动之后识别转塔锭子的正确定位位置的系统和方法。本发明在纱管转换过程期间涉及以下步骤：以在可控速度下执行的至少两次不连续的旋转运动来旋转转塔，由此空纱管占据其准确的卷绕位置。在本发明的重要创造性方面中，转塔旋转通过感测对锭子进行控制的电动机中的电流来控制。

附图说明

可通过参考以下结合附图进行的描述来理解本发明的目的和优点：

图1示出具有两个锭子的转塔的示意图；

图2示出达到预设线带长度时的示意图；

图3示出在纱管转换过程下的转塔的示意图；

图4示出表示自动转换过程的完成和锭子相对于压力辊的偏移的示意图；

图5示出转塔和锭子在正确位置处的定位的示意图；

图6示出作为额定值的百分比的锭子和转塔电动机的电流的比较变化；

图7示出本发明的控制系统之间的关系。

具体实施例

本发明公开了用于在纱管转换之后精确定位转塔的改进的方法。在本说明书中在定位或锭子或转塔的上下文中使用的术语“精确的”、“精确地”或“准确的”意图传达转塔或锭子的良好或接近良好的位置被实现，进而生产最好质量的纱管。

图1示出在操作状态中的本发明。其示出具有锭子的转塔，其中一个锭子在开始卷绕的位置上。每个锭子由关联的锭子电动机驱动。还有驱动转塔的电动机。电动机没有在附图中示出。

图1示出在操作状态中的本发明。其示出在卷绕操作开始时的转塔1。转塔1具有安装在两个锭子2a和2b上的空的第一和第二纱管7、7a，它们的中心分别被称为点a和点a'，点a和点a'落在被称为卷绕位置线9或纱管定位轴/线的线上，并且其中两个锭子之一2a在开始卷绕的卷绕位置上。卷绕位置线9(其为虚拟轴)的位置是适合于纱线卷绕的位置且为本领域技术人员已知的。当转塔1在这个位置上时，两个纱管7、7a(目前是空的)的中心a和a'落在卷绕位置线9上，并且安装在锭子2a或2b上的空卷绕纱管之一7或7a最佳地接触压力辊5。在这个位置上，由在卷绕位置上的第一纱管7和压力辊5施加在彼此上的压力是对给定纱线3的最优压力——这是本领域技术人员容易知道的。

纱线/线带3在从带线机器切割和调节之后通过调节线带张力的摇摆臂之后从方向“a”(如在图1中指示的)被输送。排出线带的带线速度从每分钟200米到800米不等；线带材料的密度从400到3000旦尼尔不等。

每个锭子由关联的锭子电动机驱动。存在驱动转塔的电动机。

在凸轮箱4在方向“b”(由图1中的逆时针箭头指示)上弓下角度“θ”(从垂线测量)之后，线带/纱线3卷绕在目前空的第一纱管7上开始。角度的大小取决于转塔几何结构/设计，且为本领域技术人员所已知的。当线带3卷绕进行时，第一纱管7卷装直径增长到预定值。在这个阶段，预期要进行纱管转换，此时络纱机头的公共控制器指示转塔驱动系统(未在附图中示出)的电动机为了纱管转换而旋转，使得现在空的第二纱管7a占据卷绕位置。

图2示出凸轮箱4的位置，其中已到达纱线卷绕之后的预设第一纱管7直径。作为纱管转换过程的零件，凸轮箱现在在顺时针方向(即，与b相反的方向)上旋转，且压力辊5从卷绕的第一纱管7缩回。执行前述的凸轮箱4旋转的设备可以是机电的或气动的或液压的系统。在凸轮箱的缩回旋转之后，转塔1开始在由图3中的箭头“c”指示的方向上旋转，图3示出处于过渡运动状态中的转塔。

在过渡运动结束时，根据本发明，转塔达到使得安装在锭子2b上的现在空的第二纱管7a到达接近卷绕位置的位置(图4)。在实际卷绕位置处，第二纱管7a的中心a'在其卷绕开始时应精确地位于由现在充满的第一纱管7的中心a以前占据的位置处。然而，根据本发明，在过渡运动结束时，连接在过渡运动结束时到达的纱管中心的线a-a'不与由卷绕位置线9表示的用于卷绕的最终位置重合；连接在过渡运动结束时两个纱管的中心的线a-a'的实际位置相对于所需的卷绕位置线9被有意偏移了被称为位移角度的角度“φ”(见图4)。在本发明的一个方面中，位移角度φ可以高达45°。连接在第一过渡运动结束时两个纱管的中心a、a'的实际定位线被称为接近位置线9'。如果(就像传统方式一样)在运转的第一纱管7的卷绕完成之后，转塔1在其过渡运动结束时以单次连续运动(如由旋转方向箭头“c”指示的)从其原始卷绕位置旋转到其最终位置(使得空的第二纱管7a在卷绕位置上)，则存在正需要被卷绕的锭子在压力辊位置之前或之后(但不是在精确的期望位置处)停止的强烈可能性。

作为至少两次不连续的旋转运动的结果而到达第二纱管7a的最终位置。在只有两次不连续的旋转运动的情况下，总旋转运动包括第一和第二旋转运动。在为了本描述的目的也被称为第一旋转运动(由图3中的箭头c指示)的过渡运动结束时，空的第二纱管7a有意地停止在接近位置9'处。在最终期望卷绕位置9处，压力辊靠在空的第二纱管7a上，并在卷绕可开始之前在它上面施加温和的压力。第一旋转运动的旋转速度取决于各种参数，例如纱线类型和旦尼尔、线速度、络纱机的一般设计，且为本领域技术人员所已知。

第一旋转运动之后是在第二纱管7a达到最终期望位置所需的方向上的第二旋转运动(由图4中的方向d指示)，其以比第一旋转速度慢的速度发生。当第二旋转运动继续时，第二纱管7a接近其最终卷绕位置并在某个点处接触可能已经到达预定位置或在到达预定位置的过程中的压力辊5。在这个时间点处，锭子电动机中的电流开始上升。当锭子电动机中的电流达到预定值时第二旋转运动停止，这指示压力辊5和第二纱管7a位于可开始卷绕所需的最终相对位置上。在一些卷绕系统中，第二纱管7a的卷绕可能已经在压力辊5和第二纱管7a占据它们所需的最终相对位置之前开始。

第二旋转运动的旋转速度(以rpm测量)可以高达第一旋转速度的25％。这样做是因为控制运动以慢速度达到第二纱管7a的准确的最终定位远比试图以单次旋转运动高速度完成此更合理或可行。优选地但不是必须地，在第一旋转运动结束时第二纱管7a的位置超过期望最终位置，使得方向c和d可以彼此相反。

在第一旋转运动结束时第二纱管7a所到达的位置可以可选地在其最终期望位置之前。在这种情况下，第二旋转运动在与第一旋转运动相同的方向上发生，即，方向c和d可以是相同的(即，都可以是顺时针)。

第二纱管7a的最终卷绕位置(见图5)是使得第二纱管7a与压力辊5在线带张力在卷绕过程期间变化不大的位置处接触的位置。在优选的实施例中，第二纱管7a通过在反向方向“d”上稍微旋转来达到所需位置(见图4)。通常，这个反向运动d由设定参数控制，然而有时由于与便于该运动的零件的机械调节有关的问题，锭子没有达到正确的位置。因此存在提供用于识别锭子的确切位置的方法的需要。

本发明还公开了控制转塔和锭子的运动的系统(见图7)。该系统包括控制转塔的旋转运动的第一控制系统10和控制锭子的旋转运动的第二控制系统11。该系统还包括控制两个系统10、11并从两个系统10、11接收信号/信息且将命令发送到两个系统10、11的主控制系统12。换句话说，在卷绕操作开始时，主控制系统12向第一控制系统10发送命令以开始第一旋转运动并在满足本公开中概述的标准时停止第一旋转运动。类似地，主控制系统还向第一控制系统10发送命令以在适当的时间开始第二旋转运动。在本发明的关键方面中，主控制系统12从第二控制系统11接收关于锭子电流中的激增的信息，并且一旦上述锭子电流达到其设定阈值，主控制系统12就指示第一控制系统10停止转塔的第二旋转运动并锁定转塔以使第二纱管7a保持在最佳位置上。

在图6所示的比较曲线中示出转塔和锭子的电动机中的电流的激增的发展，其中数据点“x”和“y”分别代表锭子电动机电流和转塔电动机电流由于锭子在转塔定位期间接触压力辊5而开始增加时的点。

根据关键的观测，发明人注意到，锭子电动机电流达到其阈值比转塔电流达到其自身的阈值要早得多。这是非常重要的发现，这允许基于锭子电流的感测来控制转塔运动。在所捕捉到的由于由压力辊5施加到转塔运动的阻力而负载增加时转塔电动机电流比锭子电动机电流变化显著的实例之一中，数据点“x”和“y”之间的时间差清楚地示出接近400ms的延迟。在转塔电流控制转塔运动的传统装置中，这个额外的时间意味着即使在锭子已接触压力辊之后转塔在这个额外的时段内仍保持旋转。这可能对设备的工作有损坏效应，并因此影响卷绕的纱管(即，最终产品)的质量。

本发明的关键方面在于，在驱动锭子的电动机中的电流用于控制转塔的旋转运动在锭子接触压力辊时即刻停止。

本发明的关键方面在于，在驱动锭子的电动机中的电流用于控制转塔的旋转运动在锭子接触压力辊时即刻停止。

本发明进一步通过感测锭子电动机电流来提高对于特定位置的转塔运动的准确度和响应性，使得当锭子接触压力辊5时，活动锭子电动机的电流更猛烈地激增到定值，且在短时段内增大到阈值。阈值可以被预先设定为低于或高于或等于电动机额定值，以便当电流达到设定水平达特定持续时间时发出命令；当锭子电动机电流的触发值达到特定值时，主控制系统12向第一控制系统10发送命令以在初始卷绕位置处停止。

显然本发明具有多个实施例。

在第一实施例中，公开了在转塔式自动络纱机中精确定位锭子的方法，络纱机合并有可旋转转塔1和锭子，可旋转转塔1由转塔电动机驱动，电动机由转塔驱动系统控制，并且锭子由锭子电动机驱动，锭子电动机由锭子驱动系统控制，在转塔1上，至少第一和第二纱管7、7a在沿卷绕位置线9径向对置的位置上被安装在相应的锭子2a、2b上，并且其中第一纱管7位于将线带/纱线3卷绕在第一纱管7上面的位置上，由此在线带卷绕过程开始时，第一纱管7与提供在络纱机上的压力辊5接触，该方法包括下列步骤：一旦第一纱管7到达其预定卷装尺寸，就在以受控速度执行的至少两次不连续的旋转运动中旋转转塔1，优选地为两次不连续的旋转运动，其中第一旋转运动以受控的第一旋转速度被执行，直到纱管7、7a的中心a、a'落在接近位置线9'上的点，由此接近位置线9'和卷绕位置线9彼此成有限位移角度φ，随后在所需方向上以受控的第二旋转速度旋转转塔以执行第二旋转运动，直到第二纱管7a与压力辊5接触的点，随后触发停止和锁定动作以停止转塔1的旋转，其中第二受控速度小于或等于第一受控速度，并且其中停止和锁定动作包括下列步骤：

-监测锭子电动机中的变化电流直到预定/预设阈值，

-通过控制锭子旋转的第二控制系统11将命令发送到控制第二控制系统11的主控制系统12，以通知主控制系统12锭子电流已达到其阈值；

-通过主控制系统12将命令发送到控制转塔旋转的第一控制系统10，以指示第一控制系统10停止转塔1的第二旋转运动并接着将转塔1锁定于在第二旋转运动结束时所到达的位置处。

在下一实施例中，第一运动被执行，使得第二纱管7a的中心a'跨过卷绕位置线9。

在另一实施例中，第二旋转运动的旋转方向与第一旋转运动的旋转方向相反。

在又一实施例中，第二旋转运动的旋转方向与第一旋转运动的旋转方向相同。

本发明还公开了使用在先前实施例中公开的方法在转塔式自动络纱机中精确地定位锭子的系统。该系统(见图7)包括：

-第一控制系统10，用于执行转塔的两次不连续的旋转运动，

-第二控制系统11，用于执行锭子的旋转，

-主控制系统12，用于从第一和第二控制系统10、11中的其一或二者接收信息并将指令发送到第一和第二控制系统10、11中的其一或二者，其中

主控制系统12一旦从第二控制系统11接收到锭子电流的增加已达到其预设阈值的信息，就向第一控制系统10发送命令以停止转塔的第二旋转运动并将转塔锁定在那个位置上。

虽然上面的描述包含很多细节，但这些不应被解释为对本发明范围的限制，而是应被解释为其优选实施例的范例。必须认识到的是，基于以上给出的公开而不偏离本发明的精神和范围的修改和变化是可能的。相应地，本发明的范围不应由例示的实施例确定，而是由随附的权利要求及其法律等同物确定。