[发明专利]一种控制粗纱张力的新方法

说明书

本发明属于粗纺工艺中的控制技术。

粗纱纺制工艺中如何保证恒定的粗纱张力是质量控制中的重要环节。粗纱纺制过程中根据原材料种类与粗纺规格要求需要在纺制过程中严格保持恒定不变的粗纱张力。达不到额定的张力则质量根本无法保证，张力太大超过了它的伸长率则很容易产生断线、出现接头甚至次品。传统粗纱机控制粗纱张力的方法是由人工观察和粗纱纺成后测量出来的伸长率与理论计算进行比较相结合，通过更换张紧轮来完成的，既费事又不能实现随机在线控制，使机修工人的劳动强度加大，效果又不理想。机械传动的误差和传动磨损间隙的变化造成的随机性系统误差成为本领域内无法克服的缺陷，从而直接影响到粗纱的纺织质量，成为本行业中人们急待解决又无法根本改变的难题。

本发明目的在于提供一种控制粗纱张力恒定的方法，通过对粗纱张力的检测和对粗纱线牵伸力的调整达到粗纱机粗纱张力的随机调整。

本发明的基本构思建立在传感器的选择和粗纱牵伸力调整方式上。通过多年的实践和对粗纱机的观察，发现在假捻器和前罗拉之间的粗纺纱线在垂直方向的悬垂位移值和张力存在着对应线性关系。大量试验和试验数据的分析表明这种所对应线性关系的存在使得对张力的采样监测有可能转化为位置传感采样来实现。这就比直接检测粗纱张力大大降低了难度，并大大提高了检出信号的精度。通过反复的检测，我们选择了电子工业部13所制造的CCD线阵系列器件作位置传感器。并将传感器设置在假捻器到前罗拉之间所选定的某一根粗纱线上，借助于CCD线阵系列器件的空间感应确定粗纱线的位置变化，并输出相应的数字信号。张力越大则纱线在垂直方向的悬垂位移值越小，反应在传感器上的影像位置越高，其对应的信号数字离标准张力数据差值变化也越小。反之，张力变小则下悬垂位移加大，其检测出来的与标准张力下的数据差值就越大。从而可以非常准确地感应检出张力变化的数据信息，其检测变化范围可以在0-25.5mm之间，传感精度可以达到0.1mm，基本上可以完成对应粗纱过程中张力变化引起的粗纱垂直方向位移值变化的范畴，并可实现精确的控制信号转换。

这样只要事先根据粗纺品种与型号的理论计算和经验数据确定设计粗纺纱线张力标称数值以及在该张力下牵伸系统和缠绕系统电机的对应差速值，就可以通过对应的数学模式确立标称理论张力及其对应的位置数字信号值。将理论数据及数学模式存储在微处理系统RAM中，然后CCD器件设置在选定的被检测粗纱线处，即可将粗纱线的在线张力对应的位置数字信号准确地转至微处理系统。以CCD为核心的微处理系统中设置有本控制系统的软件程序。经处理后即可将位置信号转化为张力信号，并与所设定的标称值相比较后得出对牵引系统电机的调速信号送至相应的调速系统去调节牵伸系统电机与缠绕系统电机的差速值。从而完成对粗纱机工作中粗纱张力偏离理论标称值的调整。也就是说，当所检测出的粗纱垂直方向的位移值与理论张力对应的位置不超过误差允许范围时粗纱机的各运转系统才保持相对恒定，这样就可略去更换和维护张力轮的繁琐劳动，只要从微处理系统的键盘中输入理论计算值和经试验确定后的标称理论数据即可以精确地控制粗纱纺制中的张力恒定。

下面根据附图进一步说明本发明的目的是如何实现的。

图1为CCD线阵系列传感器件的安装示意图。

图2为图1的A向视图。

图3为微处理系统的电原理图。

图4为控制程序软件的逻辑框图。

其中1代表假捻器，2代表CCD线阵系列器件，3代表前罗拉，4为CCD器件的之字形安装支架，5代表粗纱纺机面板，6代表上龙筋，a为标准张力下的粗纱线，b、c分别为张力加大或减小时的粗纱位置，d为检测区域，A代表数据变频器，B代表变速电机，C代表旋转编码器，D代表标准张力数据，Dt为即时采样的粗纱张力数据，ΔD为允许张力的偏差范围。

为了保证随机检测的采样精度，在一台粗纱机中应采用3个以上的CCD线阵系列器件，分别对应检测不同的粗纱的悬垂位移值。所采样取得的数据并行输入微处理系统，根据平均值与标称理论数据比较后决定调制信号是加大牵伸力还是减少牵伸力，加大或减少的幅度是多少，然后输出控制信号给配套的调速系统。调速系统按给定的信号和调整幅度调整牵伸系统与缠绕系统电机转速的差值，就可以准确地纠正张力产生的偏差，使其在回归标准张力下运行，从而达到随机调整的目的。