專利名稱：用于在紗線制作過(guò)程中監(jiān)測(cè)紗線張力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于當(dāng)卷繞設(shè)備卷繞由紡紗設(shè)備紡成的紗線時(shí)，監(jiān)測(cè)線制作過(guò)程中紗線張力的方法。
近來(lái)，在用于制作合成纖維紗線，例如聚酰胺或聚酯紗線的紗線制作過(guò)程中，用一個(gè)卷繞設(shè)備卷繞由紡紗設(shè)備紡成的紗線；所述卷繞設(shè)備包括一個(gè)橫動(dòng)機(jī)構(gòu)；一個(gè)用于在其上連接一個(gè)筒子的錠子；一個(gè)接觸滾筒，適合于接觸卷繞在筒子周圍的紗線，以便把一個(gè)表面壓力加到紗線上；和一個(gè)卷繞狀態(tài)檢測(cè)裝置?？偸怯靡粋€(gè)置于卷繞設(shè)備的上游側(cè)的紗線張力檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)紗線的張力，以便監(jiān)測(cè)紗線的制作過(guò)程，并且通過(guò)分析所檢測(cè)的張力來(lái)檢測(cè)制作過(guò)程是否處于正常的狀態(tài)。
用紗線張力檢測(cè)檢測(cè)的紗線張力會(huì)由于一些因素不同而不同。一方面，紗線制作過(guò)程中的實(shí)際反常會(huì)引起紗線張力上的變化；另一方面，一些生產(chǎn)因素也引起張力變化。由于生產(chǎn)因素不同而引起的一種張力變化基于制作條件的變化，例如橫動(dòng)速度的變化和錠子轉(zhuǎn)速的變化。
卷繞設(shè)備按照一些不同的橫動(dòng)方法之一來(lái)卷繞紗線。舉例來(lái)說(shuō)，已知的方法有隨機(jī)橫動(dòng)法，帶跳橫動(dòng)法，程序橫動(dòng)法，多道卷繞橫動(dòng)法，以及這些橫動(dòng)方法的結(jié)合。例如，圖3示出隨機(jī)橫動(dòng)法，其中，橫動(dòng)速度周期地變化，使帶截?cái)?，而橫動(dòng)角則維持恒定。圖4示出帶跳橫動(dòng)法，其中，橫動(dòng)速度只在橫動(dòng)角維持恒定時(shí)，才在帶區(qū)突然變化。圖5示出程序橫動(dòng)法，其中，橫動(dòng)速度從卷繞開(kāi)始到卷繞結(jié)束總在變化，以變更橫動(dòng)角。圖6示出多道卷繞橫動(dòng)法，其中，橫動(dòng)速度被變更，以改變每個(gè)帶區(qū)的卷繞比率。在這些事例中，橫動(dòng)速度大不相同。
此外，在改變卷繞的卷繞速度方面，錠子的轉(zhuǎn)速?gòu)木砝@開(kāi)始變化到卷繞結(jié)束，如圖7所示。
如果橫動(dòng)速度變化，則紗線張力同橫動(dòng)速度變化成比例地改變，如圖3至6所示；并且紗線張力可能超出一個(gè)有預(yù)定范圍的反常判斷基準(zhǔn)，從而可能判斷紗線制作過(guò)程處于反常狀態(tài)，于是輸出一個(gè)反常信號(hào)。
此外，如果卷繞速度變化，則紗線張力同卷繞速度成比例地變化，如圖7所示，因此使紗線張力從卷繞開(kāi)始到卷繞結(jié)束的變化得更大并超過(guò)紗線卷繞操作中的容許反常判斷基準(zhǔn)范圍，從而當(dāng)所檢測(cè)張力超出反常判斷基準(zhǔn)范圍，并且因此而輸出反常信號(hào)時(shí)，就判定紗線制作過(guò)程處于一種反常狀態(tài)。
這樣，存在著一種情況即使卷繞狀態(tài)正常，也輸出反常信號(hào)，并且難以把由于紗線制作過(guò)程中出現(xiàn)實(shí)際反常而引起的紗線張力變化同由于制作條件不同而不可避免地產(chǎn)生的紗線張力的變化加以區(qū)分。
為了避免輸出由于制作條件產(chǎn)生紗線張力變化而出現(xiàn)的反常信號(hào)，需要把反常判斷基準(zhǔn)的上限與下限之間的范圍加寬。然而，問(wèn)題在于并非總是可檢測(cè)到只使張力產(chǎn)生小變化的實(shí)際反常，例如附于紗線的油量變化，斷絲，和聚合物粘度的變化等。
本發(fā)明之目的在于提供一種用于監(jiān)測(cè)紗線制作過(guò)程中紗線張力的方法，用此法能可靠地檢測(cè)紗線制作過(guò)程中任何反常，而對(duì)由于橫動(dòng)速度變化和卷繞速度變化而產(chǎn)生的紗線張力變化則不檢測(cè)為反常。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種方法，用于當(dāng)卷繞設(shè)備卷繞由紡紗設(shè)備紡成的紗線時(shí)，監(jiān)測(cè)紗線制作過(guò)程中紗線的張力，以便檢測(cè)紗線制作過(guò)程中的反常情況。所述卷繞設(shè)備包括一個(gè)橫動(dòng)機(jī)構(gòu)；一個(gè)用于在其上連接一個(gè)筒子的錠子；和一個(gè)接觸滾筒，適合于接觸卷繞在筒子周圍的紗線，以便把一個(gè)表面壓力加到紗線上，用一個(gè)置于卷繞設(shè)備的上游側(cè)的紗線張力檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)所述的紗線張力。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，本方法包括對(duì)紗線張力檢測(cè)裝置所檢測(cè)的張力，進(jìn)行校正，以便和卷繞狀態(tài)檢測(cè)裝置所檢測(cè)的卷繞狀態(tài)變化率相一致；并且參照校正后的張力，判斷紗線制作過(guò)程是否處于一種正常狀態(tài)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，本方法包括下述步驟校正反常的判斷基準(zhǔn)，以便和卷繞狀態(tài)檢測(cè)裝置所檢測(cè)的卷繞狀態(tài)變化率相一致；并且參照校正后的反常判斷基準(zhǔn)，判斷紗線制作過(guò)程是否處于一種正常狀態(tài)。
最好是，要檢測(cè)的卷繞狀態(tài)是橫動(dòng)速度和卷繞速度之一。
從下面參照附圖描述的諸優(yōu)選實(shí)施例中，會(huì)更好地了解本發(fā)明，在附圖中

圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的紗線制作設(shè)備的示意立體圖；圖2是一個(gè)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的方框圖，用于實(shí)現(xiàn)一種監(jiān)測(cè)紗線制作過(guò)程中紗線張力的方法；圖3是一個(gè)說(shuō)明隨機(jī)橫動(dòng)方法中橫動(dòng)速度、紗線張力和校正后紗線張力的圖；圖4是一個(gè)說(shuō)明帶跳橫動(dòng)方法中橫動(dòng)速度、紗線張力和校正后紗線張力的圖；圖5是一個(gè)說(shuō)明程序橫動(dòng)方法中橫動(dòng)速度、紗線張力和校正后紗線張力的圖；圖6是一個(gè)說(shuō)明在改變交叉角的多道卷繞橫動(dòng)方法中橫動(dòng)速度、紗線張力和校正后紗線張力的圖；圖7是一個(gè)說(shuō)明卷繞速度、紗線張力和校正后紗線張力的圖；和圖8是一個(gè)說(shuō)明橫動(dòng)速度、紗線張力和用于校正紗線張力的反常判斷基準(zhǔn)的圖。
圖1是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的紗線制作設(shè)備的示意性立體圖；和圖2是一個(gè)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的方框圖，用于實(shí)現(xiàn)紗線制作過(guò)程中紗線張力的監(jiān)測(cè)方法。
紗線制作設(shè)備包括一個(gè)紡紗設(shè)備1，它裝有一個(gè)計(jì)量泵和一個(gè)用于從熔融聚合物紡出紗線的線箍(ferrule)；一個(gè)卷取輥2，用于以預(yù)定的速度接收和牽引所紡成的紗線；一個(gè)第二卷取輥3；一個(gè)卷繞設(shè)備4，它裝有一個(gè)橫動(dòng)機(jī)構(gòu)5；一個(gè)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，它裝有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)地連接于其上的錠子6和7；一個(gè)接觸輥8；一個(gè)卷繞控制設(shè)備9，它被置于卷繞設(shè)備4的附近；和一個(gè)張力校正設(shè)備10。
在第二卷取輥3與卷繞設(shè)備4之間的一些適宜位置安裝一個(gè)紗線分導(dǎo)器11和一些支架導(dǎo)承12，它們由一個(gè)支承構(gòu)件(未示出)支承。在紗線分導(dǎo)器11與支架導(dǎo)承12之間的一些適宜位置安裝一些用作紗線張力檢測(cè)裝置的張力傳感器13，它們由一個(gè)支承構(gòu)件(未示出)支承。
一種三點(diǎn)接觸式傳感器或者一種非接觸式傳感器能夠用作張力傳感器13，并把檢測(cè)信號(hào)從張力傳感器13傳送到張力校正設(shè)備10。
卷繞設(shè)備4具有一個(gè)橫動(dòng)速度傳感器14，用于檢測(cè)橫動(dòng)速度；和一個(gè)卷繞速度傳感器(一種檢測(cè)錠子6和7或接觸輥8的轉(zhuǎn)速的傳感器)15，充當(dāng)卷繞狀態(tài)檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)卷繞速度。把檢測(cè)信號(hào)從這些傳感器14和15傳送到張力校正設(shè)備10。
卷繞控制設(shè)備9具有一些連于其上的線路控制器(未示出)，用這些線路控制器去控制橫動(dòng)機(jī)構(gòu)5的速度和卷繞設(shè)備4的錠子6和7的速度。如果裝有多個(gè)卷繞設(shè)備4，則每個(gè)卷繞設(shè)備4皆由各自的線路控制器來(lái)控制。
張力校正設(shè)備10接收來(lái)自多個(gè)卷設(shè)備4(4-1至4-m)的檢測(cè)信號(hào)；并且具有一個(gè)連接于張力傳感器13(13-1至13-n)的張力信號(hào)輸入器16，一個(gè)連接于橫動(dòng)速度傳感器14(14-1至14-m)的橫動(dòng)速度信號(hào)輸入器17，一個(gè)連接于卷繞速度傳感器15(15-1至15-m)的卷繞速度輸入器18，和一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)張力校正處理的控制器部件19。在張力校正設(shè)備10上還連接用于手工輸入數(shù)據(jù)的一個(gè)鍵盤20和一個(gè)鼠標(biāo)器21，一個(gè)報(bào)警燈22，一個(gè)報(bào)警蜂鳴器23，一個(gè)顯示器24，和一個(gè)打印機(jī)25。有可能通過(guò)打印機(jī)25輸出反常數(shù)據(jù)。
還有可能使一個(gè)張力傳感器13用于一個(gè)卷繞設(shè)備4。
張力信號(hào)輸入器16具有一個(gè)低通濾波器，用于在從張力傳感器13傳送的檢測(cè)信號(hào)是模擬信號(hào)，并且截止頻率(fc)是接近5Hz時(shí)，去除從張力傳感器13傳送的信號(hào)中的任何不需要的成分。一個(gè)模擬硬件電路或一個(gè)軟件數(shù)字濾波器皆可用作低通濾波器。如果從張力傳感器13傳送的檢測(cè)信號(hào)是數(shù)字信號(hào)，則張力信號(hào)輸入器16具有一個(gè)變換器，用于把并行信號(hào)變換成串行信號(hào)。
橫動(dòng)速度信號(hào)輸入器17計(jì)數(shù)從橫動(dòng)速度傳感器14傳送的檢測(cè)信號(hào)，并且把它輸出到控制器部件19。卷繞速度輸入器18計(jì)數(shù)從卷繞速度傳感器15傳送的檢測(cè)信號(hào)，并且把它輸出到控制器部件19。
控制器部件19可由一個(gè)微型計(jì)算機(jī)組成，這是一個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)或一個(gè)可編程邏輯計(jì)算機(jī)。把一個(gè)滿卷繞提前信號(hào)從卷繞控制設(shè)備9傳送到控制器部件19，以便當(dāng)滿筒子變成空筒子時(shí)，不輸出由于張力變化而產(chǎn)生的反常信號(hào)。
本發(fā)明利用紗線張力T的變化率△T。首先進(jìn)行分析，以便得到紗線張力變化率△T與橫動(dòng)速度VTR變化率△VTR和橫動(dòng)速度之間的關(guān)系、如上所述的橫動(dòng)方法、紗線的種類、卷繞速度。顯而易見(jiàn)，當(dāng)橫動(dòng)速度變化率△VTR是±10％時(shí)，紗線張力變化率△T就處于±(3-15)％的范圍內(nèi)。
這種關(guān)系可用下式表達(dá)。
ΔVTR=VTR(0)-VTR(-1)VTR(-1)(1)]]>式中VTR(0)是橫動(dòng)速度VTR的當(dāng)前值，而VTR(-1)是變化前的橫動(dòng)速度VTR的先前值。
ΔT=T(0)-T(-1)T(-1)(2)]]>式中T(0)是張力T的當(dāng)前值，而T(-1)是變化前的張力先前值。
△T=KTR×△VTR(3)這就是紗線張力變化率△T與橫動(dòng)速度變化率△VTR之間的關(guān)系，其中KTR是一個(gè)校正系數(shù)。校正系數(shù)KTR可以是處于0．3至1．5范圍內(nèi)的適宜值。
因此，有可能使用校正系數(shù)KTR去計(jì)算由于橫動(dòng)速度變化而產(chǎn)生的變化后的張力DT；通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)值以及在紗線張力變化率△T與橫動(dòng)速度變化率△VTR之間的關(guān)系，可得出校正系數(shù)。通過(guò)從所檢測(cè)的當(dāng)前張力T(0)減去變化后張力DT，可算出校正后張力CT，如下式所示。
CT=T(0)-DT(4)校后的張力CT可用于判斷紗線制作過(guò)程的反常性。當(dāng)一個(gè)作為所檢測(cè)張力T的函數(shù)而確定的反常判斷基準(zhǔn)被用來(lái)判斷紗線制作過(guò)程的反常時(shí)，則反常判斷基準(zhǔn)同紗線張力的變化率△T相一致地變化，從而在由于橫動(dòng)速度改變而產(chǎn)生的紗線張力改變中不會(huì)檢測(cè)到任何反常。
(實(shí)例1)進(jìn)行下述實(shí)驗(yàn)。所用紗線是聚酯拉伸絲75D-36f，卷繞速度是4800米／分，橫動(dòng)速度是500米／分左右，且橫動(dòng)速度校正系數(shù)KTR是0．75。使用由橫動(dòng)速度傳感器14檢測(cè)的橫動(dòng)速度的變化率△VTR，校正由張力傳感器13檢測(cè)的張力，以便在相反的方向上(相反的符號(hào))校正張力值。用圖3至6中由“校正后張力”表示的曲線示出其結(jié)果，從而有可能在不輸出任何不必要的反常信號(hào)的情況下完成卷繞操作。
在圖3至8中，皆以任選的比例描述三條曲線，并且特意垂直地互相移動(dòng)這些曲線，使它們不互相重迭，以便表示各條曲線的特征。
還有可能使用從卷繞控制設(shè)備9傳送到橫動(dòng)機(jī)構(gòu)5的卷繞狀態(tài)命令信號(hào)，作為橫動(dòng)速度以校正所檢測(cè)的張力，以取代所述實(shí)施例中由橫動(dòng)速度傳感器14檢測(cè)的數(shù)值。
其次，然后測(cè)量紗線張力T和卷繞速度VW，其結(jié)果示于圖7中。卷繞速度VW的變化率△VW可表達(dá)如下VW=VW(0)-VW(-1)VW(-1)(5)]]>式中VW(0)是卷繞速度VW的當(dāng)前值，而VW(-1)是變化前的卷繞速度VW的先前值。在這種情況下還可使用式(2)。
在紗線張力的變化率△T與卷繞速度VW的變化率△VW之間的關(guān)系可表達(dá)如下△T=KW×△VW(6)然后測(cè)量紗線張力變化率△T與卷繞速度VW變化率△VW之間的關(guān)系，其結(jié)果示于圖7中。可用類似于校正系數(shù)KTR的方式得出校正系數(shù)KW，校正系數(shù)KW處于從30至150的范圍內(nèi)。
顯而易見(jiàn)，反常判斷基準(zhǔn)是隨著紗線張力的變化率△T而改變的，從而當(dāng)紗線張力由于橫動(dòng)速度變化而發(fā)生變化時(shí)，不會(huì)檢測(cè)到反常。
(實(shí)例2)進(jìn)行下述的實(shí)驗(yàn)，其中所用紗線是聚酯拉伸絲75D-36f，卷繞速度是4800米／分，橫動(dòng)速度是500米／分左右，且橫動(dòng)速度校正系數(shù)KW是65。使用由卷繞速度傳感器15檢測(cè)的卷繞速度變化率△VW，校正由張力傳感器13檢測(cè)的張力，以便在相反的方向上(相反的符號(hào))校正所檢測(cè)值。用圖7中由“校正后張力”表示的曲線示出其結(jié)果，從而有可能在不輸出任何反常信號(hào)的情況下完成卷繞操作。
還有可能使用從卷繞控制設(shè)備9傳送到橫動(dòng)機(jī)構(gòu)5的卷繞狀態(tài)命令信號(hào)，作為卷繞速度值以校正所檢測(cè)的張力，取代所述實(shí)施例中由卷繞速度傳感器15檢測(cè)的數(shù)值。
顯而易見(jiàn)，反常判斷基準(zhǔn)是隨著紗線張力的變化率△T而改變的，以便當(dāng)張力由于橫動(dòng)速度變化而發(fā)生變化時(shí)，不會(huì)檢測(cè)到反常。
上述的諸實(shí)施例能夠在張力校正設(shè)備10中的控制器部件19方面以這樣的方式修正，以致于通過(guò)根據(jù)由張力傳感器13檢測(cè)的張力T算出的校正后張力CT，和通過(guò)根據(jù)由橫動(dòng)速度傳感器14或卷繞速度傳感器15檢測(cè)的橫動(dòng)速度變化率△TTR或卷繞速度變化率△TW算出的改變后張力D，來(lái)改變反常判斷基準(zhǔn)范圍，從而能夠判斷過(guò)程的反常。
圖8示出校正后的反常判斷基準(zhǔn)。在這種情況下，用帶跳橫動(dòng)法進(jìn)行卷繞，并且用1至5秒的間隔，最好是1秒的間隔，檢測(cè)橫動(dòng)速度。在圖8中，虛線表示所檢測(cè)橫動(dòng)速度，并且反常判斷基準(zhǔn)處于一個(gè)上限與下限之間的范圍內(nèi)。校正上下限，以同橫動(dòng)速度傳感器14檢測(cè)的橫動(dòng)速度變化率△TTR相一致，從而把張力傳感器13檢測(cè)的張力T同校正后反常判斷基準(zhǔn)對(duì)照，以檢測(cè)過(guò)程的反常性。
還有可能用下式(7)和(8)，去取代用于確定KTR和KW的式(3)和(6)T(0)T(-1)=KTR′×VTR(0)VTR(-1)(7)]]>式中利用張力T和橫動(dòng)速度VTR。
T(0)T(-1)=KW′×VW(0)VW(-1)(8)]]>式中利用張力T和卷繞速度VW。
例如，校正系數(shù)K＇TR處于從0．93至1．05的范圍內(nèi)，而校正系數(shù)K＇W處于從3．6至14．5的范圍內(nèi)。
在這種情況下，通過(guò)把所檢測(cè)的張力T(0)乘以校正系數(shù)K＇TR或K＇W，進(jìn)行校正。也有可能用反常基準(zhǔn)乘以校正系數(shù)K＇TR或K＇W。
還有可能安排為上述校正系數(shù)KTR、KW、K＇TR和K＇W不是恒定的，而是橫動(dòng)速度VTR和卷繞速度VW的函數(shù)。
就是說(shuō)，有可能確定KTR如下。
KTR=f(VTR)(9)其中能夠在近似表達(dá)式中插入卷繞速度。
顯然，本發(fā)明不限于上述等式。
如同較詳細(xì)地描述的，根據(jù)本發(fā)明，能夠可靠檢測(cè)紗線制作過(guò)程中的任何反常情況，而不會(huì)不合需要地把由于橫動(dòng)速度變化和卷繞速度變化引起的紗線張力變化判斷為反常。
權(quán)利要求
1．一種用于監(jiān)測(cè)紗線制作過(guò)程中紗線張力的方法，當(dāng)用一個(gè)卷繞設(shè)備卷繞由一個(gè)紡紗設(shè)備紡成的紗線時(shí)，檢測(cè)紗線制作過(guò)程中的反常情況；這種卷繞設(shè)備包括一個(gè)橫動(dòng)機(jī)構(gòu)，一個(gè)用于在其上連接一個(gè)筒管的錠子，和一個(gè)適合于接觸卷繞于筒管周圍的紗線以便把一個(gè)表面壓力施加于紗線的接觸輥；所述的紗線張力由一個(gè)置于卷繞設(shè)備上游側(cè)的紗線張力檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)，所述的方法包括下述步驟校正由紗線張力檢測(cè)裝置檢測(cè)的張力，使該張力同卷繞狀態(tài)檢測(cè)裝置所檢測(cè)的卷繞狀態(tài)變化率相一致；和參照校正后的張力，判斷紗線制作過(guò)程是否處于正常狀態(tài)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述的要檢測(cè)的卷繞狀態(tài)是橫動(dòng)速度和卷繞速度之一。
3．一種用于監(jiān)測(cè)紗線制作過(guò)程中紗線張力的方法，當(dāng)用一個(gè)卷繞設(shè)備卷繞由一個(gè)紡紗設(shè)備紡成的紗線時(shí)，檢測(cè)紗線制作過(guò)程中的反常情況；這種卷繞設(shè)備包括一個(gè)橫動(dòng)機(jī)構(gòu)，一個(gè)用于在其上連接一個(gè)筒管的錠子，和一個(gè)適合于接觸卷繞于筒管周圍的紗線以便把一個(gè)表面壓力施加于紗線的接觸輥；所述的紗線張力由一個(gè)置于卷繞設(shè)備上游側(cè)的紗線張力檢測(cè)裝置來(lái)檢測(cè)，所述的方法包括下述步驟校正一個(gè)反常判斷基準(zhǔn)，使該基準(zhǔn)同卷繞狀態(tài)檢測(cè)裝置所檢測(cè)的卷繞狀態(tài)變化率相一致；和參照校正后的反常判斷基準(zhǔn)，判斷紗線制作過(guò)程是否處于正常狀態(tài)。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中所述的要檢測(cè)的卷繞狀態(tài)是橫動(dòng)速度和卷繞速度之一。
全文摘要
當(dāng)用一個(gè)卷繞設(shè)備卷繞由一個(gè)紡紗設(shè)備紡成的紗線時(shí),通過(guò)檢測(cè)紗線張力來(lái)監(jiān)測(cè)紗線制作過(guò)程。根據(jù)橫動(dòng)速度或卷繞速度之類的卷繞狀態(tài)的變化率,校正由紗線張力傳感器檢測(cè)的紗線張力;并且根據(jù)校正后的張力,判斷紗線制作過(guò)程是否處于正常狀態(tài)。此外,還根據(jù)卷繞狀態(tài)的變化率,校正一個(gè)反常判斷基準(zhǔn);并且根據(jù)校正后的反常判斷基準(zhǔn),判斷紗線制作過(guò)程是否處于正常狀態(tài)。
文檔編號(hào)B65H54/88GK1205302SQ9810899
公開(kāi)日1999年1月20日 申請(qǐng)日期1998年5月26日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月26日
發(fā)明者今江正澄, 巖出卓, 新谷友季子 申請(qǐng)人:東麗工程株式會(huì)社