способ управления питателем-накопителем пряжи для ткацкого станка и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ управления питателем-накопителем пряжи для ткацкого станка, включающий подачу пряжи на накопительную поверхность, определение числа витков на накопительной поверхности и регулирование скорости намотки по величине отклонения фактического значения числа витков от заданного значения, отличающийся тем, что заданное значение числа витков на накопительной поверхности, изменяют обратно пропорционально скорости намотки.

2. Устройство управления питателем-накопителем пряжи для ткацкого станка, содержащее накопительную поверхность для подачи пряжи, привод намотки, связанный с вращающимся намоточным элементом, датчики числа витков, связанные с накопительной поверхностью и подключенные к блоку управления приводом намотки, содержащему запоминающее устройство значений сигналов параметра регулирования скорости намотки, отличающееся тем, что запоминающее устройство, выполненное в виде микропроцессора с указателем сматывания, содержит настоящую память контрольных значений скорости намотки в диапазоне высоких и низких скоростей, причем указатель считывания установлен с возможностью взаимодействия с постоянной памятью и регулирования в соответствии со скоростью намотки, а датчики числа витков выполнены с возможностью регулирования на заданное число витков на накопительной поверхности.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что содержит направляющую, установленную параллельно накопительной поверхности, а датчики количества витков установлены с возможностью перемещения по направляющей непосредственно от привода намотки или от блока управления.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно содержит кодовый переключатель, который подключен к выходам датчиков витков, расположенных по направляющей с продольными промежутками, а также связан с блоком управления и приводом намотки.

5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оно содержит датчик ширины полосы пряжи в виде оптического датчика или фотоячеистой матрицы, ограниченная активная детектирующая секция которого выполнена с возможностью перемещения в пределах диапазона детектирования ширины полосы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к текстильной промышленности.

Известно устройство, принятое в качестве прототипа, содержащее накопитель с приводом, датчики (контактное контрольное устройство) количества витков на накопителе, связанные с блоком управления приводом, а также запоминающее устройство (см. патент ФРГ N 2849388, кл. В 65 Н 51/30, опубл. 1983). В этом устройстве средний диапазон с обычно соответствует требуемой величине количества намоток. Блок управления посылает сигналы механизму привода так, чтобы подача пряжи поддерживалась в диапазоне с. Если затем расход пряжи увеличивается, скорость намотки регулируют в соответствии с кривой, которая непрерывно смещается вверх. Однако регулирование скорости намотки осуществляют так, чтобы подача пряжи (с самой передней намотки) оставалась по возможности дольше в среднем диапазоне с. Этот диапазон определяется по положениям обоих датчиков. Требуемая величина с в среднем диапазоне никогда не изменяется и поэтому на нее совершенно не влияет скорость намотки. В известном способе средний диапазон с, т.е. требуемая величина количества намоток в подаче пряжи, является постоянным параметром обращения для блоков управления.

Недостатком этого устройства является высокий расход пряжи при всех режимах работы.

Целью изобретения является обеспечение подачи пряжи оптимальной величины на накопительной поверхности.

Для этого в способе управления питателем-накопителем пряжи для ткацкого станка, включающем подачу пряжи на накопительную поверхность, определение числа витков на накопительной поверхности и регулирование скорости намотки по величине отклонения фактического значения числа витков от заданного значения, заданное значение числа витков на накопительной поверхности изменяют обратно пропорционально скорости намотки.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит накопительную поверхность для подачи пряжи, привод намотки, связанный с вращающимся намоточным элементом, датчики числа витков, связанные с накопительной поверхностью и подключенные к блоку управления приводом намотки, содержащему запоминающее устройство значений сигналов параметра регулирования скорости намотки, причем запоминающее устройство, выполненное в виде микропроцессора с указателем считывания, содержит настоящую память контрольных значений скорости намотки в диапазоне высоких и низких скоростей, причем указатель считывания установлен с возможностью регулирования на заданное число витков на накопительной поверхности, а также содержит направляющую, установленную параллельно накопительной поверхности, датчики количества витков установлены с возможностью перемещения по направляющей непосредственно от привода намотки или от блока управления. Кроме того, устройство содержит кодовый переключатель, который подключен к выходам датчиков витков, расположенных по направляющей с продольными промежутками, а также связан с блоком управления и приводом намотки.

Устройство содержит датчик ширины полосы пряжи в виде оптического датчика или фотоячеистой матрицы, ограниченная активная детектирующая секция которого выполнена с возможностью перемещения в пределах диапазона детектирования ширины полосы.

На фиг. 1 показан вид сбоку питателя-накопителя пряжи; на фиг. 2 - диаграмма, иллюстрирующая разработку заданных значений; на фиг. 3 - диаграмма, иллюстрирующая альтернативные разработки заданных значений; на фиг. 4 - диаграмма, иллюстрирующая характеристику ускорения или кривую скорости соответственно приводного механизма намотки питателя-накопителя пряжи; на фиг. 5 - накопитель-питатель пряжи во время одной фазы работы; на фиг. 6 - то же, во время другой фазы работы; на фиг. 7 - одна модификация части; на фиг. 8 - другая модификация части.

В питателе-накопителе 1 (фиг. 1) пряжа 2, подаваемая от питающей бобины (не показана), проходит через впускной конец 3, чтобы наматываться посредством наматывающего элемента 4 на неподвижную накопительную поверхность 5 в виде витков W. Число витков W, образующих подачу пряжи, обозначается n. Через выпускной конец 6 пряжа 2 снимается со свободного конца накопительной поверхности потребителем С, например, для автоматического ткацкого станка. Наматывающий элемент 4 вращается со скоростью намотки V приводным механизмом 7 намотки. Приводной механизм 7 оперативно присоединяется к управляющему блоку 8, приспособленному иметь сигналы детектирующего устройства 9 и детекторного элемента 10, прикрепленного к нему.

Детектирующее устройство 9 (например, элемент Холла) может действовать, чтобы контролировать наматывающий элемент 4, в результате проход наматывающего элемента 4 или пряжи 2 дает по крайней мере один импульс, подаваемый в управляющий блок 8, каждый такой импульс представляет, например, один виток W пряжи 2. Подобным образом детекторный элемент 10 может работать так, чтобы генерировать импульс для каждого прохода пряжи 2, которая на самом деле снимается. При сравнении этих сигналов управляющий блок 8 способен определять фактическое число n витков W на накопительной поверхности 5. Детектирующее устройство 9 может содержать другие (не показаны) детектирующие элементы для детектирования числа витков W или осевого распространения подачи пряжи, близкого к аналоговому методу, и подачи соответствующих сообщений в управляющий блок 8.

Управляющий блок 8 действует так, чтобы согласовывать скорость намотки V с потреблением пряжи, в результате чего достигается состояние равновесия между средней степенью потребления и скоростью намотки. Длина пряжи 2, наматываемой на накопительную поверхность 5 в единицу времени (например, м/мин), точно соответствует длине пряжи, смотанной с нее.

Когда пряжа 2 является, например, уточной пряжей для автоматического ткацкого станка, режим работы ткацкого станка определяет среднюю степень потребления, так как уточная пряжа снимается с равномерными более короткими или более длинными интервалами (равномерное цветовое изменение или режим простого ткачества) или неравномерными более короткими или более длинными интервалами (режим ткачества со свободным рисунком). Несмотря на то, что во время каждого уточного цикла ускорение и замедление уточной пряжи больше, чем возможное ускорение и замедление приводного механизма 7, как иллюстрируется соответствующей характеристикой ускорения, управляющий блок 8 реагирует на среднюю степень потребления так, что приводной механизм 7 действует непрерывно с относительно высокой скоростью в случае высокой частоты уточного цикла и аналогично непрерывно на соответственно сниженной скорости в случае неравномерной или низкой частоты уточного цикла. Когда средняя степень потребления изменяется во время нормальной работы, управляющий блок 8 регулирует скорость намотки до тех пор, пока не наступит состояние равновесия. Поддержание этого состояния равновесия не требует необходимого изменения скорости намотки для каждого уточного цикла, потому что регулируемая скорость намотки достаточна для подходящего пополнения подачи пряжи во время интервалов между уточными циклами.

Так как состояние равновесия при более высоких степени потребления и скорости намотки требует пополнять подачу пряжи быстрее, чем в случае малого среднего потребления и низкой скорости намотки, управляющее действие выполняется так, что величина подачи пряжи снижается в ответ на возрастание скоростей намотки. В то же время гарантируется, что величина подачи пряжи никогда не падает ниже действительно независимого значения, которое на самом деле употребляется.

В питателе-накопителе 1 заданное значение nV для числа витков пряжи W на накопительной поверхности 5 изменяется в соответствии с изменениями скорости намотки V (фиг. 2), в результате заданное значение nV снижается в ответ на убывание скорости намотки. Диаграмму скорости намотки V по всему числу витков W показывает кривая 11 заданного значения, определяемая точками 12 и тянущаяся по дуге налево от заданного значения nSТ. Заданное значение nSТ определяет пусковое число, устанавливаемое в соответствии с характеристикой ускорения приводного механизма 7, и/или максимальную степень потребления так, что подача пряжи не допускается до полного расхода во время пуска от нуля скорости намотки.

Как показано на фиг. 2, пусковое число может быть также большим, в этом случае управляющий блок 8 рассматривает заданные значения кривой 11 только вне определенного значения скорости намотки, управляет работой приводного механизма 7 вне соответствующего значения скорости намотки и затем в соответствии с кривой 11 регулирует подачу пряжи до заранее определенной малой величины в соответствии с заданными значениями, определенными точками 12. Для упрощения управляющего блока 8 в последнем случае, чтобы регулировать число витков до пускового числа nST, устройство может быть снабжено детектором пуска ST (фиг. 5), причем этот детектор участвует в работе управления только во время пусковой фазы или когда первоначальная подача пряжи должна быть намотана на накопительную поверхность.

Диаграмма, показанная на фиг. 3, подобна диаграмме на фиг. 2, где имеются, однако, только три точки 12_F1, 12_F2, 12_F3 для трех заранее определенных заданных значений, дающих в результате ломаную кривую 11^I . Заданные значения вдоль этой кривой 11^I способны гарантировать, что величина подачи пряжи снижается с возрастанием скорости намотки. Кроме того, на фиг. 3 показана альтернативная возможность изменения заданного значения, исходя из nST для пускового числа только в единственном шаге, чтобы дать в результате более низкое заданное значение nС. В данном случае вертикальная (пунктирная) кривая, представляющая регулируемое заданное значение, определяется в соответствии с приблизительно известной и по существу постоянной средней степенью потребления, чтобы гарантировать, что подача пряжи поддерживается настолько малой, насколько возможно с этой степенью потребления (горизонтальная пунктирная линия). Хотя регулируемое заданное значение nС показывается исходящим из нуля скорости намотки, управляющее действие определяется только при заданном значении nС после пусковой фазы, так что колебательное управление регулировкой по существу устраняется. Это упрощенное решение является полезным, например, в операциях ткачества с заменой цвета и/или с непрерывной сменой цвета. Заданное значение nС непосредственно подается в управляющий блок 8, например, посредством кодового переключателя. В этом случае заданное значение является индивидуально регулируемым, причем до осуществления обработки управляющим блоком предпочтительно автоматическим методом.

Кривая 11 (фиг. 2) может быть получена из характеристики ускорения (кривая 13) приводного механизма 7, показанной на фиг. 4 со ссылкой на конкретный приводной двигатель. Кривая ускорения первоначально поднимается относительно круто и затем постепенно выравнивается, чтобы достичь максимальной скорости намотки 6250 об/мин, соответствующей приблизительно 500 м/с. Форма кривой 11 (фиг. 2) может быть определена в соответствии с формой кривой 13 (фиг. 4). Кривая 11 может быть даже математически представлена функцией кривой 13.

В конкретном варианте осуществления, к которому относится фиг. 2, заданное значение nV для числа витков W на накопительной поверхности 5 снижается лишь незначительно при низких скоростях намотки, снижение заданных значений усиливается при более высоких скоростях намотки. Точки, представляющие соответствующие заданные значения на кривой 11 или на кривой 11^I , могут быть вычислены или даже определены эмпирически.

Фиг. 5 и 6 иллюстрируют метод для управления питателем-накопителем 1 (фиг. 1) в двух фазах работы во время нормальной работы в каждом случае в присутствии состояния равновесия между средней степенью потребления и скоростью намотки, т.е. в состоянии, в котором число витков, наматываемых на накопительную поверхность 5 в единицу времени соответствует числу витков, снимаемых оттуда в единицу времени.

Как показано на фиг. 5, приводной механизм 7 и наматывающий элемент 4 вращаются со значением скорости намотки V₁. Контролирующий потребление элемент 10 соединяется с управляющим блоком 8, управляющим приводом 14. Устройство 9 может содержать детектор для контроля движения наматывающего элемента 4 и подачи соответствующих сигналов в управляющий блок 8 через привод 15. Сообщение, относящееся к значению скорости намотки V₁, также подается в управляющий блок 8 через управляющий провод 16. Это сообщение может также исходить из устройства 9 или приводного механизма 7, к которому управляющий блок 8 оперативно присоединяется через провод 17. Управляющий блок 8 содержит микропроцессор МР, способный определять фактическое значение числа витков из сообщений, подаваемых в него. Управляющий блок 8 или его микропроцессор МР содержит табличную память 18, в которой заданные значения nV запоминаются в заранее определенных местах, например, в форме диаграммы 19, соответствующей кривой, показанной на фиг. 2. Штрихпунктирная линия 20 (фиг. 5) представляет указатель считывания, взаимодействующий с табличной памятью 18 и регулируемый в соответствии со скоростью намотки, чтобы таким образом читать заранее определенные места табличной памяти 18 с заранее определенными значениями скоростей намотки, так что, например, заданное значение nV₁ подается в микропроцессор МР при наличии значения скорости намотки V₁. При сравнении сообщений, поданных туда, микропроцессор МР определяет, соответствует ли фактическое значение заданному значению nV₁, это последнее значение указывает на осевое положение последнего витка W подачи пряжи на накопительной поверхности 5 в варианте осуществления, показанном на фиг. 5. Если результат этого сравнения равен нулю или значению, лежащему в приемлемой таблице допусков, то прежняя скорость намотки V₁ сохраняется. Если сравнение сообщений показывает излишнее отклонение, то управляющий блок 8 действует так, чтобы ускорить или замедлить приводной механизм 7, чтобы таким образом регулировать фактическое значение к заданному значению. Это сравнение сообщений повторяется с заранее определенными интервалами под управлением, например, тактовой схемы, объединенной с микропроцессором МР.

В состоянии, показанном на фиг. 6, сравнение сообщений выполняется при значении более высокой скорости намотки V₂, в ответ на которое меньшее заданное значение nV₂ считывается из табличной памяти 18. Подача пряжи при скорости намотки V₂ меньше, чем в состоянии, показанном на фиг. 5.

Если результат сравнения сообщений равен нулю или значение находится в приемлемой таблице допусков, то фактическая скорость намотки V₂ сохраняется. Если результат показывает недопустимое отклонение, то управляющий блок 8 действует так, чтобы регулировать скорость намотки до более высокого или более низкого значения и чтобы выполнить дальнейшее сравнение сообщений, согласовывая фактическое значение с заданным значением.

В итоге, управляющий блок управляет скоростью намотки в соответствии с заданными значениями, чтобы поддерживать оптимально малую величину подачи пряжи по крайней мере при выбранных значениях скоростей намотки.

Управляющая работа выполняется в закрытой петле управления с заданными значениями, действующими как опорные значения для управляющей работы. В варианте осуществления заданное значение изменяется как воображаемая величина без определения фактического значения при прямом сканировании подачи пряжи на накопительной поверхности.

В варианте осуществления (фиг. 7) на продольно тянущейся направляющей 21, взаимодействующей с накопительной поверхностью 5, расположен узкодиапазонный детектор 23 пряжи для перемещения по направляющей параллельно накопительной поверхности 5. Детектор 23 пряжи связан с приводным шпинделем 22, оперативно соединенным с регулировочным приводным механизмом 24. Работой последнего управляют через управляющий привод 25 (через управляющий блок 8 или непосредственно) в соответствии со скоростью намотки приводного механизма 7 намотки 7 так, что расстояние S между детектором 23 пряжи и внутренним концом направляющей 21 является функцией фактической скорости намотки V₂.

Когда скорость намотки возрастает, детектор 23 пряжи перемещается по направлению к внутреннему концу направляющей 21; если скорость намотки снижается, то детектор 23 перемещается в противоположном направлении. Детектор 23 пряжи оперативно соединяется с управляющим блоком 8 приводного механизма 7 через управляющий провод 26. Управляющий блок 8 работает, чтобы управлять скоростью намотки наматывающего элемента 4 так, что величина подачи пряжи всегда соответствует заданному значению, связанному с соответствующей скоростью намотки, причем величина подачи пряжи определяется фактическим расстоянием между детектором 23 пряжи и внутренним концом направляющей 21.

В варианте осуществления (фиг. 7) работа управления может выполняться на основе изменения заданного значения и со ссылкой на аналоговое фактическое значение подобно методу, который иллюстрируется на фиг. 5 и 6.

Регулировочный приводной механизм (фиг. 7) 24 работает так, чтобы перемещать детектор 23 не в линейном соотношении, а в возрастающем темпе к внутреннему концу направляющей 21 в сравнении с возрастанием скорости намотки.

В варианте осуществления (фиг. 8), работа которого соответствует диаграмме (кривая 11^I сплошной линией), направляющая 21 несет три детектора пряжи F₁, F₂ и F₃, прикрепленных к ней продольными промежутками параллельно накопительной поверхности 5. Коммутаторный переключатель 27 необходим для выборочно присоединенного управляющего провода 26, связанного с управляющим блоком 8 по любой одной их трех ветвей управляющих проводов 26₁, 26₂ и 26₃. Управляющий провод 28 предусматривается для выборочно действующего коммутаторного переключателя 27 в соответствии со скоростью намотки приводного механизма 7, так что в любой момент только один из детекторов пряжи F₁, F₂ и F₃ оперативно соединяется с управляющим блоком 8. Поскольку скорость намотки возрастает, то коммутаторный переключатель 27 переключается от одного детектора пряжи F₁ к детектору пряжи F₂ и последовательно к детектору пряжи F₃, в каждом случае в присутствии заранее определенного значения скорости намотки. При скорости намотки V₂ (фиг. 8) вводится в действие детектор пряжи F₂. Сигналы, генерированные детектором F₂, используются управляющим блоком 8 для удержания последнего витка подачи пряжи в месте расположения детектора F₂ в соответствии с заданным значением nV₂, связанным со скоростью намотки V₂. Для приспосабливания устройства к разным рабочим условиям детекторы пряжи могут быть по отдельности регулируемыми вдоль направляющей 21.

Возможно использовать больше чем три детектора пряжи, чтобы дать возможность точной градации заданных значений. Также можно предусмотреть фиксированно установленный широкополосный детектор, предпочтительно так называемый ССД оптический датчик или фотоячеичную матрицу для контролирования подачи пряжи как целиком, так и большей частью прилегающей к выходному концу устройства, и электронным путем управлять широкополосным детектором так, что активная детектирующая секция его помещается в пределах диапазона детектирования в смысле снижения подачи пряжи в ответ на возрастание скорости намотки. Подобный эффект может быть произведен перемещением заслонки отверстия спереди широкополосного детектора.

Во всех описанных вариантах осуществления величина подачи пряжи, задаваемая в состоянии равновесия средней степенью потребления и скоростью намотки, снижается в ответ на возрастание скорости намотки, чтобы приводной механизм намотки пополнил подачу пряжи более быстро на более высоких скоростях намотки, чем при более низких скоростях намотки. При установлении заданного значения для величины подачи пряжи и снижения или изменения заданного значения в соответствии с изменением скорости намотки это сопровождается как электронными операциями в управляющем блоке, так и полумеханическим процессом с помощью соответственно регулируемого или выборочно действующего детекторного средства.