專利名稱：粗紗機中提升和降低筒管軌的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種^^且紗機中提升和降低筒管軌的裝置，m涉m過轉(zhuǎn) 距可控制的驅(qū)動馬達來提升和斷氐筒管軌的裝置。
技術(shù)背景粗紗機一般具有筒管軌和用于提升和降低筒管軌的裝置。該裝置包括提和f料氐筒管軌。通常,在4^少機的粗纟少紡制期間以A^用空筒管替換滿^的 操作期間提升和降低筒管軌。在錠子依據(jù)^^少機的錠翼而定的粗紗i/L中，為了使^^子能夠插A^安裝在筒管軌上的空筒管中，需要-提升筒管軌。在 這種情況下，如果空筒管未安裝在筒管軌上的合適的位置中，錠子干擾空筒 管。如果被提升的筒管軌帶有干擾空筒管的錠子，則可能損壞所^置的提 升和降^^X^J。為了航損壞所錄置的提升和降^^M勾，日本專利公開號No. 60-65128 公開一種用于檢測筒管安裝中異常的方法。#1居該參考文獻， 一檢測器例如 光電或超聲傳感器被設(shè)置為以侵^^超聲波在沿著筒管側(cè)的筒管軌的縱向中 被引導(dǎo)，其中筒管以合適的狀態(tài)安裝在筒管軌的筒管輪中。根據(jù)該方法，筒 管輪在筒管安^^筒管輪J^至少旋專卜轉(zhuǎn)，因此安裝傾斜狀態(tài)中的筒管輪 上的^^可筒管能夠^皮^r測器^r測。然而，根據(jù)上述參考文獻中的方法，安絲筒管輪上異常的筒管在筒管 放置到錠子之前被檢測，這需要檢測器例如光電或超聲傳感器。如果檢測器 ^jE常操作，即4吏在異常存在的情況下，筒管軌仍然^皮"r升，因此錠子和筒 管4^w目干擾。甚m錠子和筒管之間的^f目干擾后，由于筒管軌繼續(xù)被 提升,提升和降^+幾構(gòu)例如通過電才;U區(qū)動的齒^小齒輪不可i^i婦皮損壞。jtb^卜，在不能安裝^;則器的粗紗機中，在提升和i^氐筒管軌的^ft期間必定 不肯^^則裝置的異常。 本發(fā)明涉及粗紗機中用于提升和降低筒管軌的裝置，其中在提升和降低筒管軌的操作期間即使在^f可異常例如干M在的情況下，能夠i^損壞所it^i的^^升和if^^;i4勾。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一方面，粗紗機的提升和降低筒管軌的裝置包括一筒管軌，一 提升和降^^L構(gòu)， 一電機和一控制器。筒管軌由提升和降^^4勾提升和l^氐。 電才咸升和降低筒管軌?？刂破骺刂齐姍C的才辦。提升和斷氐筒管軌的裝置 的特;^t于上扭*卩財口下扭^^及限設(shè)置作為控制器中電機的輸出扭^ 限。辦控制器控制電機的才辦，以便^^少機的粗紗紡制期間上扭 卩艮 設(shè)置為電機的輸出扭頭財及P艮。再次#^控制器控制電機的辨，以便除了粗 紗的紡制期間O卜，下扭^E+及限設(shè)置為提升或降低筒管4iit程中電機的輸出 扭敏限。本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點根據(jù)以下結(jié)合相應(yīng)附圖的描述將變得明顯，其通it^發(fā)明原則的實施例被示出。


本發(fā)明的特征尤其是根據(jù)M權(quán)利要求的描述被認為是新的。本發(fā)明、 本發(fā)明目的以及優(yōu)點參照以下優(yōu)選實施例的描述以及相應(yīng)的附圖能夠被更好iM解，其中圖l是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的粗紗機的部分示意圖；和 圖2是才財居本發(fā)明第二實施例的4且紗機的部#意圖。M實施方式以下參照圖1描述本發(fā)明的第一實施例粗紗機中的用于提升和l^f氐筒管 軌的裝置(以下稱作提升和降低筒管軌的裝置)。參照圖1，粗紗機具有三個單獨的驅(qū)動系統(tǒng)，即用于牽伸和錠^^ft的具有主電機14的錠點區(qū)動系統(tǒng)，用于旋轉(zhuǎn)筒管B具有巻繞電機28的筒管驅(qū)動 系統(tǒng)，以朋于提升和降低筒管軌22的具有電機36的提升和降低系統(tǒng)。如 圖l所示，錠點區(qū)動系鄉(xiāng)說包括前羅拉ll,該羅M過傳動帶和齒輪系(均 未示出)由主電機14驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。傳動帶和齒輪系iM在安^^走轉(zhuǎn)軸一端的 從動齒輪13和主電機14的驅(qū)動軸15之間。主電機14的操作通過逆變器16 控制。凈必少機的錠翼17具有錠子17C和在錠翼17之上固^^錠子17C上和 錠子17C"-^^走轉(zhuǎn)的^^動齒輪19。從動齒輪19和主動齒輪21嚙合，該主動齒輪在它軸線上具有旋轉(zhuǎn)軸20。主電機14的驅(qū)動軸15的旋津械過驅(qū)動帶(未 示出)傳遞到其上固^動齒輪21的旋轉(zhuǎn)軸20，以便從動齒輪19被驅(qū)動和 錠翼17^fe緣。設(shè)置在錠翼17下面的筒管軌22在其內(nèi)部具有筒管輪23,筒管B安^fe 該輪上。從動齒輪24固定到筒管輪24并#具有旋轉(zhuǎn)軸26的主動齒輪25 嚙合。旋轉(zhuǎn)軸26通過差速齒輪才;i^勾29可辦i4il:接到主電機14和巻繞電 機28，以便主電機14和巻繞電機28的合^^走專械過差速齒輪機構(gòu)29傳遞 到主動齒輪25的旋轉(zhuǎn)軸26。巻繞電機28的，通it逆變器27控制，因此 安裝在筒管輪23上的筒管B的旋#^隨著筒管B的巻繞直徑的增加而降 低。粗紗^Lii被控制為，當(dāng)巻繞電機28停止時和在差速齒輪才難29^4 繞電機28接受到輸入時，筒管B和錠翼17同速旋轉(zhuǎn)。筒管軌22通過具有齒條30、小齒輪31和旋轉(zhuǎn)軸32的提升和降^^幾構(gòu)由 提升和降低系統(tǒng)的電機36提升和f^氐。提升齒條30固定到筒管軌22并且 和小齒輪31嚙合，它的旋轉(zhuǎn)軸32可才辨:Hk^接到電機36的驅(qū)動軸34，以 便驅(qū)動軸34的旋轉(zhuǎn)傳遞到小齒輪31的旋轉(zhuǎn)軸32。作為伺服電動機的電機 36的才^ft通過伺月W文大器35控制。旋轉(zhuǎn)軸32的旋轉(zhuǎn)方向隨著電機36的前后旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換而改變，隨之筒管 軌22的提升和P爭低方向也^^L變了。 一旋轉(zhuǎn)編碼器37連接到旋轉(zhuǎn)軸32的 一端用于檢測筒管軌22的方向和運動量。-~^輪系可以插入到電機36和驅(qū) 動軸34之間?？蛇x擇的，驅(qū)動軸34可以連接到電機36并且隨其旋轉(zhuǎn)。旋 轉(zhuǎn)編碼器37由連接電機36的合適的裝置例如分解器和編碼器替換。一傳感器38和隨同前羅拉11旋轉(zhuǎn)的從動齒輪13相鄰iM并J^測前羅 拉11的旋lrt。和從動齒輪19相鄰設(shè)置的另一傳感器39用于#^則錠翼17 的旋#*。從前羅拉ll紡出的粗紗R從錠翼U的錠1^部17A通過引導(dǎo)通 ii^，J達錠翼17的錠翼臂17B。然后，粗紗R通過從錠翼臂17B的底部^4伸的 錠翼壓掌40引導(dǎo)到筒管B。本實施例中的錠翼壓掌40的結(jié)構(gòu)為引導(dǎo)孔42 和引導(dǎo)槽43扭4^少R引導(dǎo)到形M錠翼壓掌5^反41中的引導(dǎo)孔42。主電機14和巻繞電機28分別通過逆變器16, 27由控制器45控制，以 及電機36通過伺月W文大器35由控制器45控制。控制器45具有一中央處理 器(CPU) 46，禾辨賴器47, —內(nèi)賴器48, —輸入界面49, 一輸出界面50和一輸7v^L置51 。操作CPU46扭衧#^^##器47中的預(yù)定程序，以分 別通過輸出界面50和逆變器16， 27控制主電才幾14和巻繞電機28的#^。 另夕卜，CPU46通過輸出界面50和伺月W文大器35控制電機36的才辦。
粗紗*例如粗紗重量(克)，纖維種類和4念數(shù)和類似的^通it知tX^ 置51輸入，該輸7v^置以鍵盤的形式并入到控制器45中。來自旋轉(zhuǎn)編碼器 37和傳感器38, 39的輸出信號通過輸入界面49傳遞到CPU46。
禾辨#^器47設(shè)置為只讀，器(ROM),在其內(nèi)部，上述的程序以及 多種不同的用于扭/f于所述程序的必須數(shù)據(jù)。所述禾踏包括用于在筒管B的巻 繞期間控制主電機14、巻繞電機28和電機36操怍的控制程序，以及用于落 紗操怍的控制程序。多種不同的數(shù)據(jù)包^^筒管軌22運動itJL相關(guān)的粗紗機 ^^數(shù)據(jù),在^^少機的粗紗紡制期間粗紗R的巻繞直徑以及筒管輪23的旋轉(zhuǎn)狄。
內(nèi)，器48設(shè)置為隨才;L4^ft器(RAM)，在其內(nèi)部臨時，輸/^置 51輸入的數(shù)據(jù)，CPU46中#^豫##^的結(jié)果以及類似的數(shù)據(jù)。內(nèi)，器48 具有備用電源(未示出)。
當(dāng)粗i少才;M亭止時，完成的落紗操作的控制程序包4舌4且紗iM亭止才^ft的處 理禾踏和^^少才;M亭止^ft后用于把筒管軌22 P^^J，J落紗位置的處理程序。
在用于控制電機36 的控制程序中，上扭 卩詠下扭頭敏1^皮設(shè)置 作為電機36的輸出扭娘好艮。在粗紗機的^L^、紡制期間(或者開始到筒管的 巻巻繞才糾末端)，上扭 限設(shè)置為電機36的輸出43#極限。上扭頭魄限 i殳置為以^f更相應(yīng)于滿管B的重量和/或相應(yīng)于筒管軌22反向運動時產(chǎn)生的沖 擊負載。下扭^^及P艮設(shè)置為低于上扭^IP艮。^^且紗機的，而不是粗紗紡 制期間，提升或降低筒管軌22的過程中，下扭頭財及限沒置為電機36的輸出 扭嫁限。
以下將描it^且紗機的操作。在粗紗才;L^ft之前，粗紗條件例如粗紗重量 (克)，纖維種類和捻數(shù)以及類似的M通過輸A^置51輸入。1^凈iL^少機 的啟動，主電機14、巻繞電機28和電機36##^#、條件以它們各自預(yù)定的 iiJl同步啟動。tt主電機14的驅(qū)動軸15被旋轉(zhuǎn)，前羅拉11和錠翼17以 它們各自恒定的速度旋轉(zhuǎn)，它們具有預(yù)定的逸復(fù)比。主電機14的驅(qū)動軸15 的旋#^1和巻繞電才幾28的輸出軸的旋4l^l通過差動齒輪才;i4勾29 M,筒管輪23的速度依椐筒管B粗紗R當(dāng)前的巻繞直徑改變。
筒管軌22根據(jù)電機36在向前和向后旋轉(zhuǎn)之間的轉(zhuǎn)換而上下運動。因此， 當(dāng)筒管軌22被提升和降低時，從前羅拉11放出的粗紗R繞著筒管B巻繞。 4^且紗機的粗紗紡制期間，CPU46根據(jù)傳感器38的輸出信號完成計數(shù)。當(dāng) CPU46的計數(shù)到達的值相應(yīng)于預(yù)定^Ii少重量計算出的粗紗長度，CPU46確認 筒管B變成滿管，然后啟動停止落紗4喿怍的控制禾I^。
^*1#、機的#^停止后，筒管軌22降^f^^落紗位置，粗紗R被切斷。 ^將描述用新的空筒管B替換滿筒管。在滿管B的落紗中，筒管軌22 位于它的最低位置。在滿管B從筒管軌22^g紗后，筒管軌22纟皮提升，一 個空筒管B安彭，j筒管軌22的筒管輪23上。在該實施例中，這樣的落紗操 作和筒管安裝M通過手動完成。在空筒管B安裝到筒管軌22的筒管輪23 后，筒管軌22被進一步提升以把錠子17C插入到空筒管B中。在這種情況 下，把下扭頭敗限沒置為電機36的輸出扭始fe限。因為筒管軌22的縱向中 局部^i錠子17C和空筒管B之間的千擾，集中負載作用在提升齒條30、小 齒輪31上以及類似的筒管軌22 JLt干擾的位置。即4錄繞電機28的輸出 扭矩低于上扭^E^及限，該上4^居被設(shè)置作為凈必少紡制期間巻繞電機28的輸出 扭頭敗P艮，提升齒條30、小齒輪31以及類似的部件也可被損壞。為了這個 原因，在落紗期間，下扭,P艮被設(shè)置為電機36的輸出扭^^及限。在該實施 例中，下扭頭E^lPIL^;IJi扭^^及P艮的33。/0。
如果空筒管B未在合適的位置而在傾斜的位置中安裝到筒管軌22的筒管 輪23中，當(dāng)筒管軌22通過驅(qū)動電機36被提升時，錠子17C干擾空筒管B。 即使在錠子17C和空筒管B之間存在的干擾后，電機36繼續(xù)被驅(qū)動，電機 36的扭矩由于千擾的存在而增加。^^種情況下，輸出扭^J^皮設(shè)置為電 機36的下扭^E^及限，當(dāng)下扭 ^艮的扭^>到電機36時，電機36滑動。 驅(qū)動軸34不再旋轉(zhuǎn)，相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸32也不再旋轉(zhuǎn)。因此，筒管軌22的提 升運動被停止。
用于上述餅的詳細描述將被給出。辦控制器45讀fU/J走轉(zhuǎn)編碼器37 傳遞到控制器45的脈沖信號以及由伺M^文大器35接收的來自控制器45的 定位命令的樂lo中信號。從旋轉(zhuǎn)編碼器37傳遞到控制器45的積累的脈沖信號 指示筒管軌22的提升或降低位置，每單位時間內(nèi)的脈沖信號數(shù)量指示筒管軌22的提升或降#^。 ^^走轉(zhuǎn)編碼器37傳iU，J控制器45的每單位時間內(nèi)降 低的脈沖信號指示筒管軌22的提升或P爭j^l的減少量。當(dāng)脈沖信號的積累 量沒有發(fā)生變化時，筒管軌22的位置保持不變，這意"木著筒管軌22##停 止。
當(dāng)從旋轉(zhuǎn)編碼器37傳遞到控制器45的脈沖信號的數(shù)量降低，而用于定 位命令的一定數(shù)量的脈沖信號從控制器45傳遞到伺力Wi:大器35時，這些不 同種類脈沖信號之間的數(shù)量差異被提高。這種提高意p未著預(yù)設(shè)的或控制的目 標(biāo)啦置和實際的提升或降j氐位置(或逸變)之間的差異提高。如果預(yù)設(shè)位置 (或逸變)和實際位置(或ii;變)之間的增加的差異超過預(yù)定的位置值(或 i^l值)，電機36滑動，因此，驅(qū)動電機34在電機36的輸出扭魁，j達f^4a 頭財及限后不再旋轉(zhuǎn)。這樣，控制器45確定筒管軌22由于任何異常存在而停
第一實施例的提升和降低筒管軌的裝置具有以下優(yōu)點。 (1) ^f^少機的辦而不是津必少紡制期間，筒管軌22的提升或f^H氐中， 下扭頭封及l(fā)^^皮設(shè)置為電機36的輸出扭頭 限。因此，在筒管改變操怍期間如 果錠子UC干擾筒管B以及電機36的輸出扭矩增加到下扭M^l限，因為電 機36不能夠輸出大于下扭^ LP艮的扭矩，電機36滑動。由于當(dāng)電機36的 輸出扭頭Ei曾加到下扭頭敗限筒管軌22的運動被防止，因jtb^了損壞4C升和
(2)當(dāng)除了粗紗的紡制期間"卜時，實際的提升或l^f緣置(iiUi;復(fù)) 和筒管軌22的預(yù)設(shè)的位置(或ii^)之間的差異超過筒管軌22提升或降低 中的預(yù)定值，筒管軌22的運動凈皮停止。
(3 )在下扭^^及限的扭矩被設(shè)置為至少能夠提升其上安裝空筒管B的 筒管軌22，以及當(dāng)筒管軌22的運動因為任何的異常停止時還能夠避免損壞 提升和斷^l4勾。因此，其上安裝空筒管B的筒管軌22即使在電機36產(chǎn)生
以下將參照圖2描述本發(fā)明第:實施例的啦妙機中提升;降低筒管軌的 裝置。由圖1和圖2相比明顯可以看出，圖2的第二實施例^4必少機的三個 驅(qū)動系統(tǒng)的提升和降低系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中不同第一實施例。為了解釋的方^^UL, 因此類似的或同 一部件或元件將由在第 一 實施例中4吏用的同 一附圖標(biāo)記標(biāo)記，因此它的描述將被省略。
在第二實施例中，提升和降低電才幾54設(shè)置為感應(yīng)電動才幾，它的操怍通過 逆變器55由控制器45控制。操怍逆變器55以向量控制電機54。尤其是， 逆變器55依據(jù)電機54 ^-巻繞中的電流大小以及相位估算電機54的扭矩 和旋專MJL,然后依據(jù)估算的扭矩和旋轉(zhuǎn)來改變電機54的電壓和頻率以獲得 電機54的目標(biāo)扭^p旋專鍵度。逆變器55控制電機54以便不超對目應(yīng)于 當(dāng)前下扭^6^及限的電流值。
第二實施例中的提升和降低筒管軌的裝置具有第一實施例中的所述(1) 和(3)的相同的優(yōu)點。jH^卜，因為逆變器55的向量控制，第二實施例設(shè)置 編碼器37,進而簡4fc^制電機54的系鄉(xiāng)Ait件。
本發(fā)明不局限于上述實施例，其可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行如下所述變型。
盡管在上述的實施例中，在筒管改變操作期間提升筒管軌22的過程中， 下扭頭腺P艮設(shè)置為提升和降低電機的輸出扭^^及限，下扭頭敗PW僅設(shè)置在 提升筒管軌22的過程中還設(shè)置在P爭低筒管軌22的過程中。在這種情況下， 當(dāng)筒管軌22除了粗紗紡制操作期間"卜降^f^t程中，控制器45能夠確定因 為其它對象^f可干擾產(chǎn)生的異常。
在上述的實施例中，除了^^少紡制期間"卜筒管軌22提升或P務(wù)j^it程中， 下扭^^及P艮"&^為提升和降低電機的輸出扭^^及限，以使得控制器45確定正 常停止筒管軌22。然而，設(shè)置扭矩傳感器用于檢源敗升和)^氐電機的輸出扭 矩，以便當(dāng)控制器45檢測到到達下扭^&^及限時確定任何的異常?？蛇x擇的， 控制器45可以設(shè)置為當(dāng)扭矩升高或降低率超過預(yù)定的變化率時能夠確定筒 管軌22的異常運動。
因此，本發(fā)明例子和實施例被認為是解釋性和非限定性。并JL^發(fā)明不 局P艮于本文中給出的詳細結(jié)構(gòu)，并且可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)進行變化。
權(quán)利要求
1. 一種粗紗機中提升和降低筒管軌的裝置，包括一筒管軌；一提升和降低機構(gòu)，通過該機構(gòu)筒管軌被提升和降低；一用于提升和降低筒管軌的電機和一用于控制電機操作的控制器；其特征在于上扭矩極限和下扭矩極限在控制器中被設(shè)置為電機的輸出扭矩極限，其中控制器可操作以控制電機的操作，使得上扭矩極限被設(shè)置為粗紗機粗紗紡制期間電機的輸出扭矩極限，下扭矩極限被設(shè)置為粗紗紡制之外期間提升或降低筒管軌過程中電機的輸出扭矩極限。
2、 如權(quán)利要求1所述提升和降低筒管軌的裝置，其中下扭^i!Ua矩 被設(shè)置為至少能夠提升在其上安裝空筒管的筒管軌，以及當(dāng)筒管軌的運動因 為異常停止時能夠it^損壞s^升和降^^;L構(gòu)。
3、 如權(quán)矛溪求1所述提升和降低筒管軌的裝置，其中在粗紗才辦"卜 期間提升或P爭低筒管軌是在筒管改變操作期間提升筒管軌。
4、 如權(quán)矛溪求l所述提升和降低筒管軌的裝置，其中當(dāng)^4a紗餅之 外期間提升或降低筒管軌的過程中筒管軌實際的提升或降低位置和預(yù)設(shè)位置 之間的BE^過預(yù)定的位置值時，筒管軌的運動被停止。
5、 如權(quán)矛溪求l所述提升和降低筒管軌的裝置，其中當(dāng)^^L紗餅之 外期間提升或降低筒管軌的過程中筒管軌實際的提升或降^t;l和預(yù)^ii^ 之間的JJM過預(yù)定的ii^值時，筒管軌的運動被停止。
6、 如權(quán)利要求l所述提升和降低筒管軌的裝置，其中設(shè)置伺月W文大器， 電機的操怍通過該放大器由所述控制器控制。
7、 如權(quán)矛溪求6所述提升和P爭低筒管軌的裝置，其中將一旋轉(zhuǎn)編碼器 連接到提升和降^+幾構(gòu)以檢測筒管軌的運動方向和運動量，其中控制器讀取 由旋轉(zhuǎn)編碼皿遞到控制器的時間脈沖信號以及由伺月W文大II^收自控制器的定位^4^脈沖信號。
8、 如權(quán)矛溪求1所述提升和P爭低筒管軌的裝置，其中下扭頭E^LP艮約為 上扭敏限的33%。
9、 如權(quán)利要求1所述提升和P爭低筒管軌的裝置，其中還設(shè)置一逆變器, 電機的^ft通過該逆變器由所述控制器控制，其中逆變器可才^ft以矢量控制 所述電機。
10、 如權(quán)矛溪求1所述提升和P爭低筒管軌的裝置，其中還設(shè)置一扭矩傳 感器以4t測電機的輸出扭矩。
全文摘要
粗紗機中提升和降低筒管軌的裝置，包括一筒管軌，一提升和降低機構(gòu)，一電機和一控制器。電機通過提升和降低機構(gòu)提升和降低筒管軌。控制器控制電機的操作。提升和降低筒管軌的裝置的特征在于上扭矩極限和下扭矩極限設(shè)置作為控制器中的電機的輸出扭矩極限。操作控制器以控制電機的操作，以便在粗紗機的粗紗紡制期間上扭矩極限設(shè)置為電機的輸出扭矩極限。再次操作控制器以控制電機的操作，以便除了粗紗紡制期間之外，下扭矩極限設(shè)置為提升或降低筒管軌過程中的電機輸出扭矩極限。
文檔編號D01H13/32GK101302670SQ20081009900
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月9日
發(fā)明者北村篤志 申請人:株式會社豐田自動織機