专利名称：卷染机的线速度检测机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于巻染机上的检测机构，尤其涉及检测巻染机线速 度的检测机构。
背景技术：
巻染机的结构及工作原理如图1所述，其主要由两个完全相同的电机3、 4 通过连接两个完全相同的齿轮箱11、 12,驱动两个直径完全相同的巻辊1、 2 以及设置在染槽15中的导布辊13、 14构成，工作过程如下电机3、 4启动， 织物由第一巻辊l带动，从第二巻辊2上，通过导布辊13、 14,经染槽内浸染 后巻到第一巻辊l上，此时，第一电机3处于主动上巻状态，而第二电机4处 于被动放巻状态，并保证在巻染过程中，织物保持一定的张力。当正向运行到 即将织物全部巻染到第一巻辊1上，此时第二巻辊上只有少量机头布，通过巻 染机的电气自动控制系统使电机制动、停止；织物再由第一巻辊1通过染缸浸 染后巻到第二巻辊2上，直至第一巻辊上只剩下机头布为止。如此循环往复， 完成织物的上色。
由于巻染机两个巻辊是在主动上巻和被动放巻之间相互转换，而主动巻辊 是逐渐变大，被动巻辊是逐渐减小。要保证其稳态运行，即张力和线速度稳定， 这样才不会出现被动辊线速度比主动辊线速度快而引起的染槽堆布现象，也不 会出现主动辊线速度比被动辊线速度快而引起的张力架来回震荡摆动现象。因 此，工作时，需要保证导布辊和张力架保持恒定的角度，退巻的线速度和上巻 的线速度是相等的，因此，需要对巻染机的运行过程进行监视，及时调节其工 作状态，保证染色的顺利进行。因此，需要一种检测机构，现有的检测机构多 是通过在染机内部安装传感器，包括数字量的速度传感器和模拟量的张力传感 器，通过传感器对导布辊速度的采样从而获知巻染机的工作状态，但是，由于 需要将传感器设置在染槽内，而染槽的使用环境很恶劣，其是一种高温高压强 酸强碱的环境，因此，传感器的使用寿命得不到保证，从而影响了检测的可靠 性
实用新型内容
本实用新型目的就是提供一种能够实时检测巻染机的线速度从而调整电机 的工作速度以保证巻染机可稳态运行的检测机构。
为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案为 一种巻染机的线速度
检测机构，所述的巻染机包括两个直径相同的第一巻辊和第二巻辊、驱动所述
的第一巻辊的第一电机与驱动单元、驱动所述的第二巻辊的第二电机与驱动单
元，该线速度检测机构包括与所述的第一电机与驱动单元的输出轴相连接用于
实时测定第一电机与驱动单元的运行频率的第一旋转编码器、与所述的第二电 机与驱动单元的输出轴相连接用于实时测定第二电机与驱动单元的运行频率的
第二旋转编码器、与所述的第一旋转编码器的输出端和第二旋转编码器的输出
端相电连接的微处理器，所述的微处理器具有两个分别与所述的第一电机与驱 动单元和第二电机与驱动单元的输入端相电连接的输出端，所述的微处理器接
收第一旋转编码器与第二旋转编码器的数据并与设定的参数进行计算处理得出 第一巻辊和第二巻辊的线速度，并根据线速度的值调整第一电机驱动单元和第 二电机驱动单元的输入电压或频率以保证巻染机稳态运行。
更进一步地，在所述的第一旋转编码器的输出端与微处理器的输入端之间 还电连接有第一光电耦合器，在所述的第二旋转编码器的输出端与微处理器的 输入端之间还电连接第二光电耦合器，所述的旋转编码器输出的信号经相应的 光电耦合器传送至所述的微处理器。
它还包括与所述的微处理器一输出端相电连接的显示器，所述的显示器用 于实时显示线速度信息。
所述的微处理器设定的参数包括巻辊光径尺寸。
所述的微处理器依据计数脉冲自动调整的实时数据包括第一巻辊上的实时 圈数值、第二巻辊上的实时圈数值。
由于上述技术方案的运用，本实用新型具有下列优点本实用新型通过在巻 染机的两电机输出端安装旋转编码器，通过旋转编码器实时采集两电机的转动 频率，该转动频率输入至微处理器，微处理器根据设定的参数即可计算两巻辊 的线速度，从而根据实时线速度来调节电机的输入电压或频率，从而保证两巻 辊的线速度始终相同，确保巻染机的稳定有序工作，且能够长期使用。
附图1为现有巻染机结构简图；附图2为本实用新型检测机构的原理框其中1、第一巻辊；2、第二巻辊；3、第一电机与驱动单元；4、第二电 机与驱动单元；5、第一旋转编码器；6、第二旋转编码器；7、微处理器；8、 第一光电耦合器；9、第二光电耦合器；10、显示器；11、齿轮箱；12、齿轮箱； 13、导布辊；14、导布辊；15、染槽。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型优选实施方案进行详细说明
如图2所示巻染机的线速度检测机构，包括第一旋转编码器5、第二旋转编 码器6、与第一旋转编码器5的输出端相电连接的第一光电耦合器8、与第二旋 转编码器6的输出端相电连接的第二光电耦合器9、与所述的第一光电耦合器8 的输出端和第二光电耦合器9的输出端相电连接的微处理器7、与微处理器7 的输出端相电连接的显示器10,其中，所述的第一旋转编码器5安装在巻染机 的第一电机3的输出轴上，参见图1,所述的第二旋转编码器6安装在巻染机的 第二电机4的输出轴上，微处理器7采用数字信号处理器DSP，其具有两数据 输入口，第一光电耦合器8的输出端与第二光电耦合器9的输出端与DSP上的 两数据输入口对应连接，显示器10用于对微处理器7处理的结果信息进行显示， 以使测试更加直观明了。
同时，微处理器7还具有两输出端口，该两输出端口分别与第一电机与驱 动单元3的输入端以及第二电机与驱动单元4的输入端对应连接，微处理器7 用于分别向第一电机与驱动单元3与第二电机与驱动单元4输出所需要的线速 度对应的电压或频率信号源。
具体工作过程和控制原理如下
在印染过程中，第一旋转编码器5与第二旋转编码器6分别实时采集第一 电机3和第二电机4的转动频率f，微处理器7接收通过各光电耦合器8、 9传 递过来的采集数据，结合其设定的参数计算第一巻辊1的线速度Vl和第二巻辊 2的线速度V2，上述设定参数包括三个，巻辊的光径DO、第一巻辊l上的圈数 iil、第二巻辊2上的圈数n2，其中光径DO为常数，圈数nl和圈数n2可通过 巻染机自动获得，具体计算过程如下
由运动学可知，
V=7T*f*D*J其中V为运行线速度；
F为电动机旋转频率； D为巻布辊上布匹的直径； J为齿轮箱的减速比； 由几何知识可知， D=D0+2*n* 5
其中D为为巻布辊上布匹的直径； DO为不含布匹的巻布辊光径； N为布匹的巻绕圈数； S为布厚；
设定第一巻辊的线速度VI与第二巻辊V2的线速度相等，即V1=V2，那么 代入以上公式，得
jt*fl*Dl*J=n*f2*D2*J,
艮卩fl* (D0+2*nl* S ) = f2* (D0+2*n2* S )。
经计算得到布厚数据S = (f2-fl) *D0/ (2*fl*nl-2*f2*n2) 将布厚数据代入线速度计算公式，并整理后得到，
Vl=J*7r*fl*D0* ( l+nl/(fl*nl-f2*n2))
V2=J* r*f2*D0* ( l+n2/(f2*n2-fl*nl)) 由于巻染机在稳态运行时，即张力和线速度稳定时，不会出现被动辊线速 度比主动辊线速度快而引起的染槽堆布现象，也不会出现主动辊线速度比被 动辊线速度快而引起的张力架来回震荡摆动现象。此时，导布辊和张力架保 持恒定的角度，而退巻的线速度和上巻的线速度是相等的，这说明第一巻辊2 线速度VI与第二巻辊2线速度V2在同一时刻两者是相等的，但是同一时刻 两者相等，不意味者下一时刻的两者线速度的大小与前一时刻的线速度大小 相等，由于线速度在不同时刻可能不相等，则导致不同时刻织物所受张力不 平衡，从而影响染色的均匀性，故需要保证巻辊在不同时刻线速度也应相同， 从而当下一时刻计算的线速度值不同于上一时刻，需要对电机的运行速度进 行调整，因此，通过本实用新型检测机构的微处理器对第一电机与驱动单元3 与第二电机与驱动单元4的反馈控制，调整第一电机与驱动单元3和第二电 机与驱动单元4的输入电压或频率以保证巻染机一直处于稳态运行。
权利要求1、一种卷染机的线速度检测机构，所述的卷染机包括两个直径相同的第一卷辊(1)和第二卷辊(2)、驱动所述的第一卷辊(1)的第一电机与驱动单元(3)、驱动所述的第二卷辊(2)的第二电机与驱动单元(4)，其特征在于该线速度检测机构包括与所述的第一电机与驱动单元(3)的输出轴相连接用于实时测定第一电机与驱动单元(3)的运行频率的第一旋转编码器(5)、与所述的第二电机与驱动单元(4)的输出轴相连接用于实时测定第二电机与驱动单元(4)的运行频率的第二旋转编码器(6)、与所述的第一旋转编码器(5)的输出端和第二旋转编码器(6)的输出端相电连接的微处理器(7)，所述的微处理器(7)具有两个分别与所述的第一电机与驱动单元(3)和第二电机与驱动单元(4)的输入端相电连接的输出端，所述的微处理器(7)接收第一旋转编码器(5)与第二旋转编码器(6)的数据并与设定的参数进行计算处理得出第一卷辊(1)和第二卷辊(2)的线速度，并根据线速度的值调整第一电机与驱动单元(3)和第二电机与驱动单元(4)的输入电压或频率以保证卷染机稳态运行。
2、 根据权利要求l所述的巻染机的线速度检测机构，其特征在于在所述 的第一旋转编码器(S)的输出端与微处理器(7)的输入端之间还电连接有第 一光电耦合器(8)，在所述的第二旋转编码器(6)的输出端与微处理器(7) 的输入端之间还电连接第二光电耦合器(9),所述的旋转编码器(5、 6)输出 的信号经相应的光电耦合器(8、 9)传送至所述的微处理器(7)。
3、 根据权利要求l所述的巻染机的线速度检測装置，其特征在于它还包 括与所述的微处理器(7)—输出端相电连接的显示器(10),所述的显示器UO) 用于实时显示线速度信息。
专利摘要本实用新型涉及一种卷染机的线速度检测机构，卷染机包括两卷辊、分别驱动卷辊的电机，该线速度检测机构包括与各电机的输出轴相连接旋转编码器、与各旋转编码器的输出端相电连接的微处理器，所述的微处理器具有两个分别与电机的输入端相电连接的输出端，本实用新型通过在卷染机的两电机输出端安装旋转编码器，通过旋转编码器实时采集两电机的转动频率，该转动频率输入至微处理器，微处理器根据设定的参数即可计算两卷辊的线速度，从而根据实时线速度来调节电机的输入电压或频率，从而保证两卷辊的线速度始终相同，确保卷染机的稳定有序工作，且能够长期使用。
文档编号G01P3/36GK201421460SQ20092014237
公开日2010年3月10日 申请日期2009年4月8日 优先权日2009年4月8日
发明者张抒怡, 沈自强 申请人:沈自强