專(zhuān)利名稱(chēng):帶有牽伸裝置的紡織機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及包括多個(gè)紡織部位的紡織機(jī),每一個(gè)紡織部位包括牽伸裝置和紡紗器。牽伸裝置可能有一些元件是幾個(gè)紡紗部位所共有的。本發(fā)明涉及的紡紗機(jī)包括-一排多個(gè)紡紗器,每個(gè)紡紗器將輸送到該處的纖維單股紗紡成紗線,-牽伸裝置,它用于將牽伸的纖維單股紗輸送到紡紗器,牽伸裝置包括多個(gè)與每一紡紗器相連的滾筒。
帶有牽伸裝置的紡織機(jī)可能是,例如環(huán)錠紡紗機(jī),粗紗機(jī),風(fēng)帽或帽錠細(xì)紗機(jī),噴氣細(xì)紗機(jī)或者其他類(lèi)似的紡織機(jī)。牽伸裝置的作用是將一根紗條拉成所需要的粗細(xì)以便輸送給紡紗器,因此必須盡可能精確地加以操作。
離開(kāi)牽伸裝置后,紗或線的最初捻轉(zhuǎn)或者隨后的繞向筒管的速度,必須非常精確地予以調(diào)整來(lái)配合牽引裝置的驅(qū)動(dòng)速度,以避免紗線的粗細(xì)不勻或斷線或偏離線的粗細(xì)度。將牽伸裝置的驅(qū)動(dòng)速度調(diào)整至環(huán)錠紡紗機(jī)上紡紗器錠子的速度是極關(guān)重要的,因?yàn)樵诟咚俎D(zhuǎn)動(dòng)下環(huán)錠的自然動(dòng)態(tài)特性和奔向錠子的線的幾何條件(線氣圈)不能由于來(lái)自牽伸裝置的線的不規(guī)則而遭到干擾。
這些調(diào)整必須在紡紗部位紡出線時(shí)(包括起動(dòng)和減速)的各個(gè)工作階段嚴(yán)格地執(zhí)行。
紡紗機(jī)的牽牽裝置包括多個(gè)滾筒(通常在環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上為3個(gè),而在粗紗機(jī)上為4個(gè))。這多個(gè)滾筒限定出一系列牽伸區(qū),其中,通常有一個(gè)是主牽伸區(qū)(大部分的牽伸工作在此主牽伸區(qū)內(nèi)進(jìn)行)。牽伸裝置各滾筒間的旋轉(zhuǎn)關(guān)系對(duì)整個(gè)裝置的操作是很重要的。這些關(guān)系之間的差錯(cuò)是造成從牽伸的單紗紡出次品紗的直接原因,因?yàn)椴豢赡芟隣可煅b置和紡紗器(錠子或其他加捻部件)之間的牽伸差錯(cuò)。這個(gè)論點(diǎn)尤其適用于限定主牽伸區(qū)的兩個(gè)滾筒和/或輸出區(qū)內(nèi)的滾筒。這是因?yàn)橹饕?也是關(guān)鍵性的)速度差異就發(fā)生在限定主牽伸區(qū)、也就是具有最大牽伸作用的區(qū)的兩個(gè)滾筒之間,而滾筒旋轉(zhuǎn)速度最高是發(fā)生在輸出區(qū)。
在現(xiàn)有技術(shù)中,將牽伸裝置的速度調(diào)整至捻線成形的速度的方法是在兩個(gè)驅(qū)動(dòng)部件之間配置機(jī)械和電的耦合件。機(jī)械耦合件包括傳動(dòng)裝置,通常是幾組能更換的齒輪組,以配合各種不同品級(jí)的紗線或其他生產(chǎn)條件。電的耦合件,例如西德專(zhuān)利DE-2911378中所述的,其速度控制是用可變頻率倒相饋電同步電機(jī)來(lái)操作的。電源的定時(shí)頻率是由一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器和許多分頻級(jí)產(chǎn)生的。根據(jù)設(shè)定的速度而定,相應(yīng)的設(shè)定頻率按照電機(jī)的已知性能轉(zhuǎn)換成三相電壓以適用于對(duì)該電機(jī)饋電。由于只能在整數(shù)級(jí)進(jìn)行分頻,這種現(xiàn)有技術(shù)方法就不能消除在單獨(dú)傳動(dòng)之間的角的位置的剩余誤差。因而也不能消除速度的誤差。
所述三相電機(jī)是一種多少帶有已知的電壓/頻率特性的同步或異步電機(jī)。由于這類(lèi)電機(jī)的失步轉(zhuǎn)矩很小,它的額定功率必須基本上與起動(dòng)所需要的轉(zhuǎn)矩相等。然而由于機(jī)械軸承的數(shù)量很大以及牽伸裝置內(nèi)磨擦阻力的原因,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可能要比通常工作時(shí)的轉(zhuǎn)矩為大。例如在環(huán)錠紡紗機(jī)中,牽伸裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率設(shè)計(jì)成每一個(gè)紡紗部位為5W;具有1000個(gè)紡紗部位的機(jī)器就需要5kW的電機(jī)功率。
這種已知的耦合式牽伸裝置驅(qū)動(dòng)裝置的缺點(diǎn)是如上面所提到的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定功率較高,頻率/電壓控制的費(fèi)用高以及如果電源突然中斷缺少一個(gè)控制開(kāi)關(guān)的應(yīng)急裝置。在上述那種已知的紡織機(jī)中,電源的中斷會(huì)引起不受控制的減速,當(dāng)機(jī)器再次起動(dòng)之時(shí)或之前,造成大量的斷線。在上述那種紡織機(jī)中,即使在平常的起動(dòng)和停機(jī)的情況下,也需要加以改進(jìn),因?yàn)椋貏e是在長(zhǎng)的牽伸裝置上,由于扭轉(zhuǎn)振動(dòng)往往造成大量的斷線。
因此,本發(fā)明的一個(gè)目的就是根據(jù)紡織機(jī)的紡紗器來(lái)改進(jìn)牽伸裝置的電機(jī)控制。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是根據(jù)對(duì)紡紗器和紡織機(jī)的主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的操作來(lái)改進(jìn)牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制。
簡(jiǎn)單地說(shuō),本發(fā)明提供一種紡織機(jī),它有用于將線繞成卷裝紗的錠子,用于驅(qū)動(dòng)該錠子的主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),用于將線供給錠子的牽伸裝置和用于與主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步地驅(qū)動(dòng)該牽伸裝置的牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明,牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接并驅(qū)動(dòng)牽伸裝置滾筒的位置控制無(wú)刷直流電機(jī)和具有集成電子換向、連接到電機(jī)上的控制器,后者用于起動(dòng)該電機(jī)使其以相對(duì)于主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)速度的一定比率驅(qū)動(dòng)滾筒。
這種驅(qū)動(dòng)裝置的主要優(yōu)點(diǎn)在于,如果電流突然中斷可以有加以控制的減速狀態(tài),以及能精確和靈敏地控制起動(dòng)和減速狀態(tài)。因此,可以用一個(gè)小得多的電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)牽伸裝置,其額定功率只需這類(lèi)已知機(jī)器的電機(jī)功率的三分之一。對(duì)于特別長(zhǎng)的紡織機(jī),例如牽伸裝置滾筒長(zhǎng)達(dá)30至40米還有另外的優(yōu)點(diǎn)。雖然也有建議將滾筒分割,但是根據(jù)這種裝置,牽伸裝置的速度可以用特別簡(jiǎn)單,精確和可靠的方式使其與主驅(qū)動(dòng)裝置的速度同步,因而對(duì)長(zhǎng)滾筒的改進(jìn)也是很大的。
本發(fā)明的特征在于工作時(shí)所述滾筒中至少有一個(gè)是由在其輸出端和輸入端之間帶有反饋電路的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的,以致于在工作時(shí),電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)預(yù)定的輸出特性是根據(jù)可確定的設(shè)定值來(lái)控制的。
所述輸出特性可以是電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)速(即,每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù))但是,該特性最好是所述軸的角位置。
電動(dòng)機(jī)可以驅(qū)動(dòng)牽伸裝置所有的滾筒,各滾筒之間配有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械連接,以保證在滾筒之間獲得所需要的旋轉(zhuǎn)關(guān)系。然而,最好是所述電動(dòng)機(jī)只驅(qū)動(dòng)牽伸裝置的單獨(dú)一個(gè)滾筒。在最好的體系中,如上面所規(guī)定的,至少有兩個(gè)滾筒是由各自的電動(dòng)機(jī)所驅(qū)動(dòng)的。在這種情況下,兩個(gè)主要的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)中至少有一個(gè)是位置控制的電動(dòng)機(jī),也就是一種與控制系統(tǒng)相連系的電動(dòng)機(jī),以便將電動(dòng)機(jī)輸出軸的角配置維持在由控制系統(tǒng)限定的位置的預(yù)定容差(差錯(cuò))之內(nèi)。
如果配置有兩臺(tái)位置控制的電動(dòng)機(jī),最好將它們用于驅(qū)動(dòng)主牽伸區(qū)的滾筒,如果只配置一臺(tái)位置控制的電動(dòng)機(jī),最好將其控制在主從結(jié)構(gòu)的從屬方式中,其中,主驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)是驅(qū)動(dòng)相關(guān)的牽伸區(qū)中的輸出滾筒的轉(zhuǎn)數(shù)控制電動(dòng)機(jī)。
以下將根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)作詳細(xì)的說(shuō)明,其中
圖1是已知環(huán)錠紡紗機(jī)有關(guān)部件的簡(jiǎn)單方塊線路圖;
圖2是根據(jù)本發(fā)明的環(huán)錠紡紗機(jī)有關(guān)部件的方塊線路圖;
圖3是顯示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的集成電機(jī)控制裝置的實(shí)施例;
圖4顯示另一個(gè)優(yōu)越的電機(jī)控制裝置的實(shí)施例;
圖5是電機(jī)控制裝置的第三個(gè)實(shí)例;
圖6顯示在同一牽伸裝置上控制串聯(lián)的電機(jī)的實(shí)施例;
圖7顯示牽伸裝置上兩個(gè)電機(jī)的主從式控制的實(shí)例;
圖8顯示在同一牽伸裝置上兩個(gè)獨(dú)立控制的驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制的實(shí)例;
圖9是牽伸裝置的方塊圖。
附圖中一些文字的含意是圖3中,33-末級(jí),32-電流控制器,31-帶有電子換向的數(shù)字式位置控制器,3-位置計(jì)算機(jī),“ist”-“實(shí)際”,“soll”=“設(shè)定”;圖4中,RLG=轉(zhuǎn)子位置傳感器,“Rolorlageist”“實(shí)際轉(zhuǎn)子位置”“EndstufemitKommutierung”=“帶有換向的末級(jí)”,“Regles”=“控制器”,Ison=I設(shè)定,Lageist=實(shí)際位置,41-數(shù)字式位置控制器,3-位置計(jì)算機(jī),Lagesoll=設(shè)定位置;圖5(與圖4文字相同);圖6中,““Ist-Lage”=實(shí)際位置,“soll”=“設(shè)定”。
下面敘述的是將電機(jī)控制應(yīng)用于環(huán)錠紡紗機(jī)的最佳實(shí)施例,由于牽伸裝置和錠子或轉(zhuǎn)子之間靈敏的協(xié)作,電機(jī)控制對(duì)這種機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)特別明顯。當(dāng)然,這個(gè)實(shí)例并不是限制性的,電機(jī)控制對(duì)其他帶有牽伸裝置的紡織機(jī)基本上具有相同的優(yōu)點(diǎn)。
圖1顯示牽伸裝置1,從其中一條被牽伸的纖維單紗由錠子2拉出,形成一條紗繞在紗線卷(緯管)(未顯示)上。錠子2由主驅(qū)動(dòng)裝置,即,電機(jī)M1,以速度n驅(qū)動(dòng),而牽伸裝置1由電機(jī)M2以取決于主驅(qū)動(dòng)裝置的速度Kn驅(qū)動(dòng)。電機(jī)M2是受到速度控制的,速度比率是在主計(jì)算機(jī)3上根據(jù)特定的數(shù)據(jù),例如紡織參數(shù),預(yù)先設(shè)定的。也可以用錠子電機(jī)M1本身經(jīng)由機(jī)械傳動(dòng)齒輪來(lái)驅(qū)動(dòng)牽伸裝置,用該齒輪帶來(lái)的速度偏差代替所示的牽伸裝置的驅(qū)動(dòng)裝置帶來(lái)的速度電偏差。
參考圖2,其中相同的標(biāo)號(hào)代表與上面的相同的部件,牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括受控的無(wú)刷直流電機(jī)Mx,這個(gè)電機(jī)包括結(jié)合或安裝在電機(jī)Mx的軸上的飛輪體S。電機(jī)Mx是通過(guò)帶有集成電子換向的控制器31來(lái)激勵(lì)的??刂破?1在這里是作為功能性元件的,在圖3,4和5中將詳細(xì)描述??刂破?1從主計(jì)算機(jī)3處接收速度設(shè)定值信號(hào)P。
參考圖3,控制器31是帶有電子換向的數(shù)字式位置控制器,該電子換向器接收由手動(dòng)或主計(jì)算機(jī)3預(yù)先設(shè)定的設(shè)定位置信號(hào)P,并將其與從位置控制的牽伸裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)Mx(例如,經(jīng)過(guò)固定在電機(jī)Mx軸上的數(shù)字式位置傳感器34)中得來(lái)的實(shí)際的位置信號(hào)作比較。位置控制器31根據(jù)軸的位置,首先為變交流電流為直流電流的電子換向產(chǎn)生配位信號(hào)A、B、C。它還通過(guò)把實(shí)際位置信號(hào)與設(shè)定位置信號(hào)P作比較而計(jì)算出設(shè)定電流信號(hào)I。這個(gè)信號(hào)I被提供給電流控制器32,用以經(jīng)由接收直流電流的末級(jí)33導(dǎo)出電機(jī)Mx的受控相電流IA,IB,IC。
電機(jī)Mx是無(wú)刷直流電機(jī)或伺服電機(jī),其起動(dòng)特性遠(yuǎn)勝于一般的同步或磁阻或異步電機(jī)。特別是無(wú)刷直流電機(jī)能夠短時(shí)間地超載至其額定轉(zhuǎn)矩的好幾倍,而這個(gè)時(shí)間要較平常用于紡織機(jī)的起動(dòng)時(shí)間(例如5秒)為長(zhǎng)。這意味著電機(jī)的額定負(fù)荷不需主要根據(jù)如開(kāi)始時(shí)所提到的高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)加以選擇;電機(jī)的額定功率可以是平常工作所需功率,而在起動(dòng)階段為獲得較高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩所需的短時(shí)間超載完全處在通常功率限度的范圍之內(nèi)。
在實(shí)際操作中,用于1000個(gè)紡紗部位的環(huán)錠紡紗機(jī)上的牽伸裝置電機(jī)不必是5KW的磁阻電機(jī),而可以是帶有電子換向的、額定功率1.5KW的無(wú)刷伺服電機(jī)。這種電機(jī)在通常約5秒鐘的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)能夠超載350%,以達(dá)到所需要的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速固定在6000rpm。
與圖3中電子換向和數(shù)字式位置傳感器34相配合,牽伸裝置的驅(qū)動(dòng)裝置具有極高的位置精確性,而不會(huì)發(fā)生例如開(kāi)始時(shí)提到的由分頻器激勵(lì)的異步或磁阻電機(jī)所發(fā)生的滯后誤差。
直接的動(dòng)力控制與附加的軸飛輪體S相結(jié)合是特別有利的。在前述規(guī)模的環(huán)錠紡紗機(jī)的實(shí)例中,該機(jī)的減速停轉(zhuǎn)的時(shí)間大約為10秒鐘。如果裝在牽伸裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)Mx的軸上的附加飛輪體,每100個(gè)紡紗部位具有的鐵盤(pán)是200mm直徑和約3mm厚,即,每1000個(gè)紡紗部位,其厚度是30mm,飛輪體,軸和牽伸裝置上其他轉(zhuǎn)動(dòng)體的組合慣性,足以單獨(dú)通過(guò)機(jī)械的質(zhì)量慣性矩給出與主驅(qū)動(dòng)裝置相同的減速停轉(zhuǎn)時(shí)間,即,該實(shí)施例中錠子驅(qū)動(dòng)裝置的減速停轉(zhuǎn)時(shí)間。因此,即便電流突然中斷,牽伸裝置的驅(qū)動(dòng)裝置也能在減速停轉(zhuǎn)期間與錠子驅(qū)動(dòng)裝置保持同步。這一特征大大地減少了電源意外中斷所引起的斷線危險(xiǎn)。
實(shí)驗(yàn)證明,如果控制器31是一個(gè)帶有電子換向的集成位置控制器,例如由HeWlett-Packard出售的HCTL-1000型開(kāi)關(guān)電路,則比較有利。這種類(lèi)型的控制器能夠以既簡(jiǎn)單又精確的方式控制位置而絕無(wú)發(fā)生扭振動(dòng)的危險(xiǎn)。
這種類(lèi)型的控制體系與前述的伺服電機(jī)相結(jié)合,便是一種動(dòng)態(tài)性能非常好的直接控制體系,與牽伸裝置相結(jié)合就形成一個(gè)配合良好的驅(qū)動(dòng)單元。
圖4顯示一種圖3中控制器的變體,其中,附加的軸位置傳感器35裝在電機(jī)Mx上,其輸出端連接到帶有換向的控制器末級(jí)上。和圖3的實(shí)施例一樣,向這個(gè)末級(jí)提供電機(jī)電流的設(shè)定信號(hào),這個(gè)信號(hào)根據(jù)電機(jī)軸的位置做了重新調(diào)整。
參考圖5,為了測(cè)出電機(jī)軸的實(shí)際速度,測(cè)速發(fā)電機(jī)T(36)裝在電機(jī)Mx上。在這個(gè)實(shí)施例中,設(shè)定的位置信號(hào)從計(jì)算機(jī)3傳送給位置控制器51,而從第一傳感器34得到實(shí)際的位置信號(hào)。兩個(gè)信號(hào)在控制器51內(nèi)作比較而獲得相當(dāng)于電機(jī)軸位置偏離的設(shè)定速度信號(hào)。所得出的設(shè)定速度信號(hào)n被傳送給速度控制器52,后者將該信號(hào)與來(lái)自測(cè)速發(fā)電機(jī)T的實(shí)際值信號(hào)作比較而得出設(shè)定電流信號(hào)I,用于通過(guò)電流控制器53起動(dòng)末級(jí)54。
如果這類(lèi)牽伸裝置的滾筒超過(guò)一定的長(zhǎng)度,牽伸裝置滾筒的機(jī)械扭轉(zhuǎn)振動(dòng),即便驅(qū)動(dòng)電機(jī)Mx的位置受到的控制,也會(huì)討厭地被察覺(jué)出來(lái)。為了消除這種振動(dòng),牽伸裝置的每一端上都有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
圖6至8顯示有利地控制兩個(gè)作用在同一滾筒上的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的各種不同實(shí)例,這種控制嚴(yán)格地維持同步,不會(huì)發(fā)生兩個(gè)電機(jī)互相抵觸的操作。
圖6中兩個(gè)電機(jī)Mx和My串連起來(lái),但只在電機(jī)Mx上裝位置傳感器34。傳感器34作用在位置控制器31和下游的電子換向器62上,如結(jié)合圖3所述。換向器62之后的末級(jí)63向兩個(gè)串連的電機(jī)Mx和My饋電。這一實(shí)施例特別適用于非常小的扭轉(zhuǎn)角,例如牽伸裝置上較短的滾筒。
圖7顯示進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例。電機(jī)Mx和My由不同的末級(jí)71,72所饋電,每一末級(jí)分別具有上游電子換向器73,74。根據(jù)主從控制原理,一個(gè)單獨(dú)的位置控制器75僅受到第一電機(jī)Mx根據(jù)它的實(shí)際位置的再調(diào)整。位置控制器75的設(shè)定電流I作用在兩個(gè)電子換向器73和74上,以保證Mx和My產(chǎn)生相同的轉(zhuǎn)矩。
圖8顯示利用兩個(gè)完全受控的電機(jī)Mx和My的另一實(shí)施例。從位置計(jì)算機(jī)3開(kāi)始,第一位置控制器81通過(guò)電子換向器82和末級(jí)83獨(dú)立地控制第一電機(jī)Mx,而第二位置控制器84通過(guò)電子換向器85,用于與第二電機(jī)My相連的第二末級(jí)86上。
圖9以圖表方式顯示牽伸裝置101,該牽伸裝置包括處于進(jìn)料滾筒100(與上皮輥102一起)和中間滾筒104(與上皮輥106一起)之間的解捻牽伸區(qū)和處于中間滾筒104和輸出滾筒108(與上皮輥110一起)之間的主牽伸區(qū)。雖然圖中沒(méi)有明確顯示,但滾筒100,104和108中的每一個(gè)都沿著紡織機(jī)的整個(gè)長(zhǎng)度伸展,并經(jīng)過(guò)一排紡紗器,這排紡紗器中的一個(gè)(作為一個(gè)錠子)以簡(jiǎn)圖表示在112處。紡紗器如果不包括錠子則也可以包括紡紗元件(如空氣噴射裝置)。上皮輥102,106和110與相應(yīng)的紡紗器相連系。牽伸裝置101從適當(dāng)?shù)墓┰?未顯示)接受纖救單紗114,并將其變細(xì)后輸送給紡紗器112。
滾筒100和104至少?gòu)募徔棛C(jī)的一端受到驅(qū)動(dòng)裝置115的驅(qū)動(dòng),該驅(qū)動(dòng)裝置包括帶有輸出傳動(dòng)裝置118的驅(qū)動(dòng)電機(jī)116,減速齒輪120和傳動(dòng)裝置122,124。傳動(dòng)裝置122,124中的第二個(gè)元件124決定滾筒100,104的速度關(guān)系,(從而,解捻牽伸的大小)。驅(qū)動(dòng)裝置115還包括耦合到電機(jī)軸上的反饋信號(hào)發(fā)生器126和反饋控制裝置128,反饋控制裝置128從發(fā)生器126接受輸出信號(hào),將其與經(jīng)由來(lái)自中央控制單元132的線130輸送的設(shè)定值作比較,并經(jīng)由線134提供相應(yīng)的輸出,以調(diào)整電機(jī)116的狀況,以便使發(fā)生器126的輸出符合于設(shè)定值。控制裝置128最好能適合于四象限操作。驅(qū)動(dòng)裝置115也可以任意包括飛輪136,但這不是主要的。驅(qū)動(dòng)裝置115也可以在同一滾筒對(duì)100,104的另一端重復(fù)地再設(shè)置一套,在這種情況下,將同樣的設(shè)定值輸送給這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置。
輸出滾筒108至少還受到另一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置135的驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)裝置135相似于裝置115,但是沒(méi)有機(jī)械齒輪裝置124。這樣,裝置135就包括耦合在滾筒108上的齒輪裝置138,減速齒輪140,驅(qū)動(dòng)電機(jī)144的輸出齒輪142,反饋信號(hào)發(fā)生器146,反饋控制裝置148(它接收發(fā)生器146的輸出信號(hào)并把控制信號(hào)經(jīng)由線150供給電機(jī)144),線152(它提供來(lái)自中央控制單元132的相應(yīng)的設(shè)定值)以及飛輪154(可以不要)。驅(qū)動(dòng)裝置135也可以在滾筒的另一端重復(fù)再設(shè)置一套。為敘述的簡(jiǎn)便起見(jiàn),可以假定只需如圖中的裝置115,135就能保證所需的工作條件。
可以看到,主牽伸是由兩個(gè)經(jīng)調(diào)整的電機(jī)(伺服電機(jī))116,114所決定的。這些電機(jī)可以是交流電機(jī)(同步或異步電機(jī)),通常式樣的直流電機(jī)或者無(wú)刷直流電機(jī)。被反饋信號(hào)發(fā)生器126或146檢測(cè)到的電機(jī)輸出特性可以是輸出速度(rpm)(供給速度調(diào)節(jié)電機(jī))或者是輸出軸的角位置(供給位置調(diào)節(jié)電機(jī))。在最好的裝置中,電機(jī)116,144中至少有一個(gè)是位置調(diào)節(jié)電機(jī),然而,即使采用兩個(gè)速度調(diào)節(jié)電機(jī)(每一個(gè)有它自己的從輸出到輸入的反饋回路)也能較現(xiàn)有技術(shù)帶有極大優(yōu)點(diǎn)。
在以圖例表示的裝置中(其中,每一個(gè)電機(jī)接受獨(dú)立決定的設(shè)定值),每一個(gè)電機(jī)最好是位置調(diào)節(jié)電機(jī)。此時(shí),每個(gè)電機(jī)最好使各自的編碼器或分解器與其輸出軸相關(guān)連,并且,反饋信號(hào)發(fā)生器126或146提供由該編碼器或分解器給出的代表電機(jī)軸位置的信號(hào)(相對(duì)于同一預(yù)定的基準(zhǔn))。
在另一種可供選擇的裝置中(未顯示),一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置可以由“主”電機(jī)所驅(qū)動(dòng),而另一個(gè)由“伺服”電機(jī)所驅(qū)動(dòng)?!八欧彪姍C(jī)的設(shè)定值并不是從中央控制裝置得來(lái),而是從“主”電機(jī)得來(lái)。在這種情況下,主電機(jī)可以是裝有編碼器的速度調(diào)節(jié)電機(jī),該編碼器并不是用于主電機(jī)本身的反饋控制,而是用于為位置調(diào)節(jié)伺服電機(jī)提供設(shè)定值。此時(shí),所述速度調(diào)節(jié)電機(jī)最好用于驅(qū)動(dòng)輸出滾筒,從而,迫使中間滾筒跟上輸出滾筒的位置。
各驅(qū)動(dòng)電機(jī)的受控輸入的形式?jīng)Q定于該電機(jī)的類(lèi)型和想要達(dá)到的性能,一般說(shuō)來(lái),需要控制輸入到電機(jī)的功率,以便能夠?qū)z測(cè)到的對(duì)所要求的(設(shè)定的)狀態(tài)的偏離作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。這種反應(yīng)必須考慮到加到電機(jī)上的負(fù)荷以及所需要的代表電機(jī)加速度的反應(yīng)速度。
最好的電機(jī)類(lèi)型是無(wú)刷直流電機(jī),其理由前面已敘說(shuō)過(guò)。這種類(lèi)型的電機(jī)本來(lái)就帶有軸(轉(zhuǎn)子)位置感測(cè)系統(tǒng),能進(jìn)行電子換向,因而,該電機(jī)理想地適合于與位置控制反饋回路相配合。但是,應(yīng)用這種類(lèi)型的電機(jī)對(duì)于實(shí)現(xiàn)位置控制驅(qū)動(dòng)裝置并不是主要的。
圖9中還示出錠子驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),圖中以紡紗器112為例給出該錠子,該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的例子是與變速齒輪傳動(dòng)裝置162相耦合的交流電機(jī)160。例如,該變速齒輪傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)在環(huán)錠紡紗中所熟知的四錠皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其他可供選擇的熟知的環(huán)錠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)一排錠子的切向皮帶。然而,也有可能為每一個(gè)錠子配備自己的獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī),并通過(guò)控制對(duì)這些電機(jī)的能量供應(yīng)來(lái)獲得所需要的錠子速度。這種系統(tǒng)已經(jīng)由例如,SKF(IMDS-系統(tǒng))和AseaBrownBoveri(MAS-系統(tǒng))提出,并在1987年巴黎的國(guó)際紡織機(jī)械展覽會(huì)上展出。
然而,本發(fā)明并不限于用在以“錠子為基礎(chǔ)”的紡紗器上。例如,目前由Murata公司所提供的氣流噴射紡紗系統(tǒng),其紡紗器具有空氣噴嘴,而不包括轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械部件。本發(fā)明的原理同樣可以應(yīng)用于這種紡紗機(jī)的牽伸裝置中。
在圖9中,變速器的輸出一方面經(jīng)由適當(dāng)?shù)闹虚g齒輪164,166傳到環(huán)經(jīng)紗架驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)168,另一方面?zhèn)鞯骄幋a器170,該編碼器向中央控制單元發(fā)送表示錠子速度的信號(hào)。如果錠子速度是由中央控制單元直接控制的,則這后一聯(lián)系就不需要,除非是有必要監(jiān)測(cè)或者需要反饋控制。如果需要的話,環(huán)經(jīng)紗架也可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng),當(dāng)然,如果紗紡系統(tǒng)并不需要用于加捻和成為卷裝紗的環(huán)形或類(lèi)似的裝置,這也就沒(méi)有必要了??梢钥闯觯景l(fā)明是從我們的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)第89106261.4號(hào)(Obj.744)中構(gòu)思延伸到紡紗機(jī)的牽伸裝置的。
本發(fā)明提供了一種控制裝置,其中,通過(guò)驅(qū)動(dòng)牽伸裝置并與由主驅(qū)動(dòng)裝置控制的微處理機(jī)結(jié)合的位置控制無(wú)刷直流電機(jī),并借助機(jī)械飛輪體,精確地實(shí)現(xiàn)了牽伸裝置與主驅(qū)動(dòng)裝置之間的同步。
權(quán)利要求
1.一種紡紗機(jī)包括一排多個(gè)紡紗器,每一個(gè)紡紗器將輸送到該處的纖維單紗紡成紗線,牽伸裝置,它用于將牽伸的纖維單紗輸送到紡紗器,該牽伸裝置包括多個(gè)與每一紡紗器相連的滾筒,其特征在于工作時(shí),所述滾筒中至少有一個(gè)是由在其輸出端和輸入端之間帶有反饋回路的電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的,以致于在工作時(shí),電動(dòng)機(jī)的至少一個(gè)預(yù)定的輸出特性是根據(jù)可確定的設(shè)定值來(lái)調(diào)整的。
2.權(quán)利要求1的紡紗機(jī),其特征在于所述電機(jī)輸出特性是該電機(jī)轉(zhuǎn)軸的角位置。
3.權(quán)利要求1或2的紡紗機(jī),其特征在于所述牽伸裝置的至少兩個(gè)滾筒是由各自帶有相應(yīng)的反饋回路的相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。
4.一種紡織機(jī)包括至少一個(gè)具有驅(qū)動(dòng)滾筒的牽伸裝置,至少一個(gè)紡織錠子,至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),該電主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接于并驅(qū)動(dòng)該錠子,以使該滾筒旋轉(zhuǎn),和牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)包括連接在并驅(qū)動(dòng)該滾筒的位置控制無(wú)刷直流電機(jī)和具有連接于所述電機(jī)的集成電子換向器的控制器,后者用于起動(dòng)該電機(jī),以便根據(jù)該電機(jī)的位置以相對(duì)于該主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)速度的一定的比率驅(qū)動(dòng)該滾筒。
5.如權(quán)利要求4的紡織機(jī),其特征在于該牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括可旋轉(zhuǎn)的飛輪體。
6.如權(quán)利要求5的紡織機(jī),其特征在于該飛輪體的大小使該牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速停轉(zhuǎn)時(shí)間與主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的減速停轉(zhuǎn)時(shí)間具有相同的數(shù)量級(jí)。
7.如權(quán)利要求4的紡織機(jī),其特征在于還包括位置傳感器,該傳感器連接到該電機(jī)上,以產(chǎn)生相當(dāng)于該電機(jī)位置的實(shí)際數(shù)值信號(hào),該傳感器的輸出端連接到該控制器上,以向其傳送該信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7的紡織機(jī),其特征在于該位置控制器具有用于把交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流的電子換向器和用于把受控的相電流傳送給該電機(jī)的末級(jí),該紡織機(jī)還包括連接到該電機(jī)上的第二個(gè)位置傳感器,后者用于產(chǎn)生相當(dāng)于該電機(jī)的位置的第二實(shí)際值速度信號(hào),該位置傳感器的輸出端連接在該末級(jí)上,以向其傳送該第二信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8的紡織機(jī),其特征在于該位置控制器響應(yīng)來(lái)自該傳感器的偏離設(shè)定位置信號(hào)的信號(hào)而產(chǎn)生設(shè)定速度信號(hào),該紡織機(jī)還包括(1)連接到該電機(jī)上、用于產(chǎn)生相當(dāng)于該電機(jī)速度的實(shí)際值信號(hào)的測(cè)速發(fā)電機(jī),(2)連接到該測(cè)速發(fā)電機(jī)和該位置控制器上的速度控制器,用于比較來(lái)自該處的信號(hào)并據(jù)此產(chǎn)生該電機(jī)電流的設(shè)定電流信號(hào),(3)連接到該速度控制器和該末級(jí)之間的電流控制器,用于把該設(shè)定電流信號(hào)傳送給該末級(jí)。
10.如權(quán)利要求4的紡織機(jī),其特征在于該牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)串聯(lián)在一起的所述電機(jī),后者用于驅(qū)動(dòng)該滾筒,連接到該電機(jī)上、用于向其饋送電流的控制器末級(jí),連接到該末級(jí)和該控制器之間的換向器。
11.如權(quán)利要求4的紡織機(jī),其特征在于該牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)所述電機(jī),一對(duì)控制器末級(jí),每一所述末級(jí)連接到各自的一個(gè)電機(jī)上,以向其饋送電流,以及一對(duì)換向器,每一所述換向器受到各自電機(jī)的位置控制,并被連接到各自的末級(jí)和該控制器之間,以接受來(lái)自該控制器的設(shè)定值信號(hào)。
12.如權(quán)利要求4的紡織機(jī),其特征在于該牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一對(duì)所述電機(jī)和一對(duì)所述控制器,每一所述控制器連接到各自的電機(jī)上。
13.一種紡織機(jī),其特征在于其中一種系統(tǒng)包括用以將線繞成卷裝紗的錠子,驅(qū)動(dòng)該錠子的主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),為該錠子提供單紗的牽伸裝置,和牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu),該機(jī)構(gòu)用于與主驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步地驅(qū)動(dòng)所述牽伸裝置,該牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括無(wú)刷直流電機(jī)和具有電子換向器的位置控制器,后者用于接受相當(dāng)于該電機(jī)位置的實(shí)際位置信號(hào),并根據(jù)其對(duì)設(shè)定值信號(hào)的偏離產(chǎn)生設(shè)定電流值信號(hào),該電機(jī)連接于該控制器和該牽伸裝置之間,以接收該設(shè)定電流值信號(hào),并根據(jù)該信號(hào)驅(qū)動(dòng)該牽伸裝置。
14.如權(quán)利要求13的紡織機(jī),其特征在于該牽伸裝置驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接在該電機(jī)與該控制器之間的位置傳感器,后者用于為該控制器提供該電機(jī)位置的位置信號(hào),以便把該位置信號(hào)與該設(shè)定值信號(hào)作比較,產(chǎn)生設(shè)定電流值信號(hào)。
15.如權(quán)利要求13的紡織機(jī),其特征在于該電機(jī)有驅(qū)動(dòng)軸和裝在該軸上的飛輪體。
16.如權(quán)利要求15的紡織機(jī),其特征在于該位置控制器具有用以把交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流的電子換向器和用以把受控的相電流傳送給該電機(jī)的末級(jí),該紡織機(jī)還包括連接到該電機(jī)上的第二個(gè)位置傳感器,后者用于產(chǎn)生相當(dāng)于該電機(jī)的位置的第二實(shí)際值速度信號(hào),該位置傳感器的輸出端連接到該末級(jí)上,以向其傳送該第二信號(hào)。
全文摘要
在帶牽伸裝置和紡織錠子的紡織機(jī)中,錠子由電主驅(qū)動(dòng)裝置所驅(qū)動(dòng)。牽伸裝置的滾筒與主驅(qū)動(dòng)裝置耦合,使兩者的速度成一定的比率。耦合是經(jīng)由用于驅(qū)動(dòng)牽伸裝置1的帶電子換向31的位置控制的無(wú)刷直流電機(jī)MX來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在牽伸裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上附裝飛輪體S特別有利。牽伸裝置的電機(jī)可以做得比迄今所用的電機(jī)更小。此外,起動(dòng)和減速停轉(zhuǎn)狀態(tài)可以很準(zhǔn)確和靈敏地予以控制,從而減少斷線的危險(xiǎn)。
文檔編號(hào)D01H1/22GK1040234SQ89106429
公開(kāi)日1990年3月7日 申請(qǐng)日期1989年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月5日
發(fā)明者沃納·哈特邁耶, 斯蒂芬·胡皮 申請(qǐng)人:里特機(jī)械公司