[发明专利]采用自适应控制的槽筒导纱电子防叠装置及方法

说明书

技术领域

本发明技术属工业自动化及电机控制领域，应用属于纺织机械领域，涉及一种槽筒导纱自适应电子防叠技术。可应用于各类自动络筒机、络筒机、并纱机等用槽筒传动导纱进行纱线卷绕等纺织机械中。

背景技术

用络筒机将管纱卷绕成筒纱或用并纱机将单纱并成多股纱，是纺织工艺中的重要一环，通常都用槽筒摩擦传动纱筒并引导布纱，虽然在筒纱卷绕过程中，槽筒利用导纱槽布线，使纱线错开位置缠绕，但仍不能全程防止叠纱，当槽筒和纱筒转动角频率同步时，纱线轨迹会重合形成堆积，称之为叠纱，叠纱示意图见附图1，直接影响筒纱成型质量，防叠是这类纺织机械的重要功能要素。

当前的常用的防叠方式有两种，即机械防叠和电子防叠。电子防叠与机械防叠相比，由于结构简单效果好，开始在国内外应用。其基本原理是控制电机驱动槽筒作锯齿状转速变化，电子防叠锯齿状曲线见图2，使摩擦传动的槽筒和纱筒两者之间打滑，产生滑移，螺旋状的槽筒导纱槽迫使纱线移位，错开纱线重叠位置，防止了重叠。现有的电子防叠控制技术能根据槽筒和纱筒转动角频倍数关系，找出在筒纱卷绕过程中叠纱区的分布和范围，做到了针对性防叠，无须在络纱全过程一直做防叠摆速，称之智能防叠，其智能程度只是能自动识别叠纱区的进入和脱离，控制电机开始或结束作锯齿状变速，避免了在非叠纱区作防叠动作。但对防叠质量有决定影响的锯齿波变速控制，是开环控制，必须针对纱线种类和绕纱转速，依靠人工设定槽筒速度摆动锯齿波的周期、上升沿、幅度三个参数(以下简称锯齿波参数)，现有电子防叠锯齿波形放大图见图3，该技术方案存在一些缺陷：一是当纱线种类、绕纱转速改变了，需要通过有经验的工艺员开车络纱，用肉眼观察，经反复摸索调整，需要几天时间才能调试出仅适合该条件的较合适的锯齿波参数。二是在该条件下即便已经设定好锯齿波参数，工作时随着卷绕进行，纱筒直径和重量不断加大，造成惯量和摩擦面也不断加大，随纱管退绕张力加大造成转速不断下降，使已设定的锯齿波参数变得不合适了，不能满足全程需要，会产生不同程度的叠纱，造成下一道工序筒纱退绕张力不均匀或断纱，三是人工设定带有一定的盲目性，如果参数调整过当、摆幅过高或条件变化过大，防叠过当纱线甩出端面产生蛛网纱，蛛网纱示意图见附图4，造成筒纱报废。目前已有的电子防叠技术，受使用人员技术水平和卷绕过程纱筒变化的影响，无法始终处于最佳防叠状态，纱筒成型质量尚有很大的提升空间。

发明内容

本发明提供了一种槽筒导纱自动适应电子防叠装置及方法，它可以解决现有技术存在的上述问题，如由于纱线种类不同、绕纱转速变化，需要通过有经验的工艺员开车络纱反复摸索、验证重新调整，才能调试出仅适合该条件的较合适的曲线，而且随着卷绕进行，纱筒直径和重量不断加大造成惯量和摩擦面也不断加大，随纱管退绕张力加大造成转速不断下降，使已设定的曲线变得不合适了，不能满足全程需要，以及出现蛛网纱等问题。

为实现本发明所述目的，本发明发现了防叠动作相关参量之间的关系，建立了数学模型，推导出了数学关系式：

布纱错位量＝【槽筒即时转速-纱筒即时转速×(纱筒络纱转速/槽筒络纱转速)】×槽筒每圈导程/槽筒络纱转速(公式1)；

布纱错位量：卷绕时纱线沿纱筒轴向往返一周，在靠近端面的相邻折返位置中心点的错开间隔mm；

槽筒即时转速：槽筒锯齿摆速时，随时检测的转速；

纱筒即时转速：纱筒响应锯齿摆速时，随时检测的转速；

槽筒络纱转速：槽筒锯齿摆速之前，正常络纱时的转速；

纱筒络纱转速：槽筒锯齿摆速之前，对应的正常络纱时的转速；

槽筒每圈导程：槽筒每周导纱行程mm；

公式(1)中括号内的各项计算结果时是，在电机作锯齿状变速驱动下，槽筒突然加减速，纱筒由于惯量影响来不及响应，造成摩擦传动打滑，线速度不同步由此形成的两者间的转速变化量，即槽筒即时转速和纱筒即时转速的转速滑差，用下公式表示：

转速滑差＝槽筒即时转速-纱筒即时转速×(纱筒络纱转速/槽筒络纱转速)(公式2)，正负符号与正负加速度相对应；

转速滑差：槽筒加减转速造成与纱筒摩擦传动打滑，与此对应的转速变化量r/min；

为了明确分析参量之间的关系将公式(1)简化为：

布纱错位量＝转速滑差×槽筒每圈导程/槽筒络纱转速(公式3)；