专利名称：一种数字化并条试验机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纺织机械，具体为一种用于纺制棉条或棉网的数字化并条试验 机。
背景技术：
传统并条机采用一台主电动机传动。并条机的棉条喂入、牵伸以及成形等工作均 由该主电动机拖动，因此机械传动系统很复杂，特别是牵伸机构，齿轮传动级数多，累积齿 隙误差大，传动精度和传动效率低下，而且每次变换牵伸倍数时，都需要更换齿轮，给工艺 调整造成很大不便。此外，传统并条机的成形机构只能成形输出棉条，不能成形输出棉网， 并条后的棉条还需要经过一个并卷机才能成形棉网，流程长，不适应并条小样快速试验的 要求。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明拟解决的问题是，提供一种数字化并条试验机，该试 验机采用数字化技术，大幅简化机械机构，提高棉条或棉网质量，且结构简单，操作方便，特 别适用于并条工艺的小样快速试验。本发明解决所述技术问题的技术方案是设计一种数字化并条试验机，包括喂入 机构、牵伸机构、加压机构、成形机构和以触摸屏为界面的数字化控制系统；所述牵伸机构 为三罗拉或四罗拉牵伸机构，其特征是所述牵伸机构的各列罗拉由各自独立的伺服驱动系 统构成；其中，前罗拉伺服驱动系统的机械结构是前罗拉依次经前罗拉万向联轴器、前连 接轴与前罗拉减速机的输出轴机械连接，前罗拉减速机的输入孔与前罗拉伺服电机输出轴 机械连接，前罗拉减速机固装在减速机支座上；三罗拉牵伸机构的中罗拉和后罗拉，或者四 罗拉牵伸机构的前中罗拉、后中罗拉和后罗拉伺服驱动系统的机械结构与所述前罗拉伺服 驱动系统的机械结构相同；所述各列罗拉伺服电机分别由数字化控制系统中对应的各罗拉 交流伺服驱动控制器驱动和控制；所述的成形机构由前罗拉伺服电机传动，在所述前连接 轴上安装有前连接轴同步带轮，前连接轴同步带轮经成形同步带与成形同步带轮连接，成 形同步带轮安装在成形连接轴上，成形连接轴与后紧压罗拉机械连接，后紧压罗拉经一对 紧压齿轮与前紧压罗拉机械连接。与国内外先进的生产型并条机相比，本发明数字化并条试验机的牵伸机构四列罗 拉由相应的伺服电机直接传动，机构简单，避免了大量齿轮装置造成各列罗拉转速的波动， 有利于提高牵伸的稳定性和所纺条子的质量，当需要改变牵伸倍数等工艺参数时，无需更 换齿轮，只需改变各个相应伺服电机的转速，且直接通过触摸屏修改工艺参数即可实现；成 形机构既可成形为棉条，也可成形为棉网；操作方便，特别适用于小样快速试验需要。本发 明数字化控制系统基于可编程控制器、触摸屏、伺服驱动、计算机技术等数字化技术设计， 可实现试纺过程中各种工艺参数的在线监测、显示、自动控制和自动调节，以及设备运行中 的自动监测、自动停车等功能。
图1为本发明数字化并条试验机一种实施例的整体结构示意图；图2为本发明数字化并条试验机一种实施例的数字化控制系统结构示意图；图3是本发明数字化并条试验机一种实施例的牵伸机构结构示意图；图4是本发明数字化并条试验机一种实施例的成形机构结构示意图。
具体实施例方式下面结合具体实施例及其附图对本发明做更详细的描述本发明数字化并条试验机(以下简称并条机，参见图1-4)，包括喂入机构、牵伸机 构、加压机构、成形机构和以触摸屏为界面的数字化控制系统，所述的牵伸机构为三罗拉牵 伸机构或者四罗拉牵伸机构，实施例以四罗拉牵伸机构为例说明，即前罗拉11、前中罗拉 12、后中罗拉13和后罗拉14，其特征是所述的前罗拉11依次经前罗拉万向联轴器115、前 连接轴114、与前罗拉减速机112的输出轴机械连接，前罗拉减速机112的输入孔与前罗拉 伺服电机111的输出轴机械连接，前罗拉减速机112固装在减速机支座15上；前中罗拉12 依次经前中罗拉万向联轴器125、前中连接轴124与前中罗拉减速机122的输出轴机械连 接，前中罗拉减速机122的输入孔与前中罗拉伺服电机121的输出轴机械连接，前中罗拉减 速机122固装在减速机支座15上；后中罗拉13依次经后中罗拉万向联轴器135、后中连接 轴134与后中罗拉减速机132的输出轴机械连接，后中罗拉减速机132的输入孔与后中罗 拉伺服电机131的输出轴机械连接，后中罗拉减速机132固装在减速机支座15上；后罗拉 14依次经后罗拉万向联轴器145、后连接轴144与后罗拉减速机142的输出轴机械连接，后 罗拉减速机142的输入孔与后罗拉伺服电机141的输出轴机械连接，后罗拉减速机142固 装在减速机支座15上；所述的电机，即前罗拉伺服电机111、前中罗拉伺服电机121、后中罗 拉伺服电机131和后罗拉伺服电机141均为独立的伺服电机，并分别由所述的数字化控制 系统的交流伺服驱动控制器，即前罗拉交流伺服驱动控制器531、前中罗拉交流伺服驱动控 制器532、后中罗拉交流伺服驱动控制器533和后罗拉交流伺服驱动控制器534驱动和控 制。实施例的四罗拉牵伸机构的具体结构是在牵伸机构中，前罗拉减速机112安装 在减速机支座15上固定不动，前罗拉伺服电机111的输出轴与前罗拉减速机112的输入孔 机械连接，前罗拉减速机112的输出轴经前联轴器113与前连接轴114的一端连接，前罗拉 万向联轴器115 —端与前连接轴114连接，另一端与前罗拉11连接；前中罗拉减速机122 安装在减速机支座15上固定不动；前中罗拉伺服电机121的输出轴与前中罗拉减速机122 的输入孔机械连接，前中罗拉减速机122的输出轴经前中联轴器123与前中连接轴124的 一端连接，前中罗拉万向联轴器125 —端与前中连接轴124连接，另一端与前中罗拉12连 接；后中罗拉减速机132安装在减速机支座15上固定不动，后中罗拉伺服电机131的输出 轴与后中罗拉减速机132的输入孔机械连接，后中罗拉减速机132的输出轴经后中联轴器 133与后中连接轴134的一端连接，后中罗拉万向联轴器135 —端与后中连接轴134连接， 另一端与后中罗拉13连接；后罗拉减速机142安装在减速机支座15上固定不动，后罗拉伺 服电机141的输出轴与后罗拉减速机142的输入孔机械连接，后罗拉减速机142的输出轴经后联轴器143与后连接轴144的一端连接，后罗拉万向联轴器145 —端与后连接轴144连 接，另一端与后罗拉14连接。机器运转时，前罗拉伺服电机111通过前罗拉减速机112、前 联轴器113、前连接轴114和前罗拉万向联轴器115传动前罗拉11 ；前中罗拉伺服电机121 通过前中罗拉减速机122、前中联轴器123、前中连接轴124和前中罗拉万向联轴器125传 动前中罗拉12 ；后中罗拉伺服电机131通过后中罗拉减速机132、后中联轴器133、后中连 接轴134和后中罗拉万向联轴器135传动后中罗拉13 ；后罗拉伺服电机141通过后罗拉减 速机142、后联轴器143、后连接轴144和后罗拉万向联轴器145传动后罗拉14。本发明所述的四列罗拉由相应的电机单独直接传动，没有复杂的齿轮传动系统， 不仅机构简单，而且可避免齿轮传动造成的转速波动，有利于提高牵伸机构的稳定性和精 确性，提高所纺纱条的质量。本发明电机独立传动的牵伸机构方便调整工艺，当改变纱条品 种以及牵伸倍数时，只需改变各个相应电机的转速即可实现，十分有利于小批多变的试验 要求。本发明并条机实施例牵伸机构的牵伸倍数设计为2. 75 17. 6倍，可适应各种并条 牵伸工艺的需求；牵伸罗拉的隔距手动调整，结构简单，方便快捷。本发明牵伸机构实施例虽然设计为四罗拉牵伸机构系统，但其罗拉伺服驱动系统 的机械结构和电机独立驱动罗拉的牵伸机构设计完全适用于三罗拉牵伸机构系统。所述的成形机构由前罗拉伺服电机111传动，在所述前连接轴114上安装有前连 接轴同步带轮312，前连接轴同步带轮312经成形同步带311与成形同步带轮312’连接，成 形同步带轮312’安装在成形连接轴313上，成形连接轴313与后紧压罗拉315机械连接， 后紧压罗拉315经一对紧压齿轮与前紧压罗拉316机械连接。后紧压罗拉315为主运动， 通过一对紧压齿轮啮合将动力传递给前紧压罗拉316。本发明的进一步特征是，所述的成形机构还配装有成形棉网机构，成形棉网机构 的结构是在所述成形棉条的成形连接轴313上安装有主动成网同步带轮321，主动成网同 步带轮321通过成形同步带311传动从动成网同步带轮321’，从动成网同步带轮321’安 装在卷绕轴套323上，卷绕轴套323安装在机架上，并经卷绕轴324与圈条滚筒325机械连接。本发明并条机为适应并条小样快速试验的要求，设计了成形棉条和成形棉网两种 输出形式。换言之，本发明并条机根据工艺设计需要，既可以输出棉条，也可以输出棉网。当并条工艺需要输出棉网时，可以把所述的成形棉网机构配装上。操作时，只需将 卷绕轴套323与卷绕轴324机械连接上，并安装好圈条滚筒325即可。当并条工艺需要输出棉条时，卸掉成形棉网机构即可。操作上，只需将卷绕轴套 323与卷绕轴324机械连接处拆开，卸去卷绕轴324与圈条滚筒325即可。本发明实施例成形机构的具体结构是成形棉条的机械结构是，前连接轴同步带 轮312安装在前连接轴114上，成形同步带轮312’安装在成形连接轴313上，成形连接轴 313与后紧压罗拉315 —端机械连接，后紧压罗拉315为主运动，通过一对紧压齿轮啮合将 动力传递给前紧压罗拉316。机器运转时，前罗拉伺服电机111依次通过前罗拉减速机112、 前联轴器113、前连接轴114、成形同步带311、前连接轴同步带轮312、成形同步带轮312’、 成形连接轴313和成形联轴器314传动后紧压罗拉315，后紧压罗拉315为主运动，通过一 对紧压齿轮啮合将动力传递给前紧压罗拉316，前、后紧压罗拉上部装有紧压盖板318，棉 网由牵伸机构牵伸后引出，经安放在紧压盖板318上的喇叭口 317后，进入前、后紧压罗拉
5之间紧压输出棉条，之后棉条送入圈条筒319中。成形棉网的机械结构是在所述成形棉条机械机构的基础上，配装一套卷绕机构。 卷绕机构的结构是，主动成网同步带轮321安装在成形连接轴313上，从动成网同步带轮 321’安装在卷绕轴套323上，卷绕轴套323与卷绕轴324机械连接，圈条滚筒325与卷绕 轴324机械连接。机器运转时，前罗拉伺服电机111依次通过前罗拉减速机112、前联轴器 113、前连接轴114、成形同步带311、前连接轴同步带轮312、成形同步带轮312’、成形连接 轴313和成形联轴器314传动后紧压罗拉315，后紧压罗拉315为主运动，通过一对紧压齿 轮啮合将动力传递给前紧压罗拉316 ；安装在成形连接轴上的主动成网同步带轮321通过 从动成网同步带轮321’、成网同步带322、卷绕轴套323、卷绕轴324传动圈条滚筒325。前、 后紧压罗拉上部装有紧压盖板318，棉网由牵伸机构牵伸后引出，直接经由紧压盖板318上 的长方孔进入前、后紧压罗拉之间，经紧压后输出棉网，并卷绕在圈条滚筒325上。本发明并条机的喂入机构为现有技术。棉条42从条筒41中引出，通过输送带43 送入牵伸机构。本发明并条机的加压机构为现有技术。实施例采用加压弹簧21和加压传动机构 22实现牵伸机构的加压。需要说明的是，本发明所述的“前、后”等零部件的安装方位词是依据生产线的操 作工位(挡车面)而言，只具有相对性，或者仅是为了叙述方便，不代表该安装位置的唯一 性和必须性，实施例具体设计完全可以根据需要做非本质的适当的调整和变化。另外，本发 明所述的棉条、棉网为广义解释，它包括棉型化纤、短毛、短麻、短丝、其他棉型新纤维以及 它们之间的混纺条子或纤维网，以满足并条试验需求。本发明并条机所述的数字化控制系统包括触摸屏51、可编程控制器52和交流伺 服驱动控制器。其控制结构是所述的前罗拉伺服电机111经前罗拉交流伺服驱动控制器 531与可编程控制器52连接；所述前中罗拉伺服电机121经前中罗拉交流伺服驱动控制器 532与可编程控制器52连接；后中罗拉伺服电机131经后中罗拉交流伺服驱动控制器533 与可编程控制器52连接，所述后罗拉伺服电机141经后罗拉交流伺服驱动控制器534与可 编程控制器52连接。所述前罗拉伺服电机111、前中罗拉伺服电机121、后中罗拉伺服电机 131和后罗拉伺服电机141均为独立的伺服电机，并分别由所述的数字化控制系统的交流 伺服驱动控制器，即前罗拉交流伺服驱动控制器531、前中罗拉交流伺服驱动控制器532、 后中罗拉交流伺服驱动控制器533和后罗拉交流伺服驱动控制器534驱动和控制。所述成 形机构由所述的前罗拉伺服电机111经前罗拉交流伺服驱动控制器531与可编程控制器52 控制。本发明采用触摸屏51为操作界面，完成人机对话的功能，设置纺纱工艺参数如牵 伸倍数、出条速度等，然后将这些工艺参数传送给可编程控制器52对纺纱过程进行控制， 可编程控制器62将监测或计算的实时状态传送到触摸屏51上显示出来。所述的触摸屏51 是数字化控制系统的控制中心。可编程控制器52与触摸屏51连接，牵伸机构中，可编程控 制器52根据预先设置在触摸屏51中的纺纱工艺参数，如牵伸倍数、出条速度等，按照相应 的传动要求计算出四列罗拉的转速，然后与相应的交流伺服驱动控制器(前罗拉交流伺服 驱动控制器531、前中罗拉交流伺服驱动控制器532、后中罗拉交流伺服驱动控制器533、后 罗拉交流伺服驱动控制器534)之间进行数据传输。由于牵伸机构的特征为四台伺服电机
6分别独立传动四列罗拉，所以改变电机的转速即可实现牵伸倍数的变换，而且可以无级调 整罗拉转速，因此对牵伸倍数的控制相当精确，进而对棉条定量的控制理论上也非常精确。
权利要求
一种数字化并条试验机，包括喂入机构、牵伸机构、加压机构、成形机构和以触摸屏为界面的数字化控制系统；所述牵伸机构为三罗拉或四罗拉牵伸机构，其特征是所述牵伸机构的各列罗拉由各自独立的伺服驱动系统构成；其中，前罗拉伺服驱动系统的机械结构是前罗拉依次经前罗拉万向联轴器、前连接轴与前罗拉减速机的输出轴机械连接，前罗拉减速机的输入孔与前罗拉伺服电机输出轴机械连接，前罗拉减速机固装在减速机支座上；三罗拉牵伸机构的中罗拉和后罗拉，或者四罗拉牵伸机构的前中罗拉、后中罗拉和后罗拉伺服驱动系统的机械结构与所述前罗拉伺服驱动系统的机械结构相同；所述各列罗拉伺服驱动系统分别由数字化控制系统中对应的各罗拉交流伺服驱动控制器驱动和控制；所述的成形机构由前罗拉伺服电机传动，在所述前连接轴上安装有前连接轴同步带轮，前连接轴同步带轮经成形同步带与成形同步带轮连接，成形同步带轮安装在成形连接轴上，成形连接轴与后紧压罗拉机械连接，后紧压罗拉经一对紧压齿轮与前紧压罗拉机械连接。
2.根据权利要求1所述的数字化并条试验机，其特征是所述牵伸机构为四罗拉牵伸机 构，由前罗拉、前中罗拉、后中罗拉和后罗拉各自独立的四套伺服驱动系统构成；其中，所述 前中罗拉、后中罗拉和后罗拉伺服驱动系统的机械结构与前罗拉伺服驱动系统的机械结构 相同；所述前罗拉、前中罗拉、后中罗拉和后罗拉伺服驱动系统分别由数字化控制系统的前 罗拉交流伺服驱动控制器、前中罗拉交流伺服驱动控制器、后中罗拉交流伺服驱动控制器 和后罗拉交流伺服驱动控制器驱动和控制。
3.根据权利要求1所述的数字化并条试验机，其特征在于所述的成形机构还配装有成 形棉网机构，成形棉网机构的结构是在所述成形连接轴上安装有主动成网同步带轮，主动 成网同步带轮通过成形同步带传动从动成网同步带轮，从动成网同步带轮安装在卷绕轴套 上，卷绕轴套安装在机架上，并经卷绕轴与圈条滚筒机械连接。
全文摘要
本发明公开一种数字化并条试验机，其牵伸机构为三罗拉或四罗拉牵伸机构，其特征是牵伸机构的各列罗拉由各自独立的伺服驱动系统构成；其中，前罗拉伺服驱动系统的机械结构是前罗拉依次经前罗拉万向联轴器、前连接轴与前罗拉减速机的输出轴机械连接，前罗拉减速机的输入孔与前罗拉伺服电机输出轴机械连接，前罗拉减速机固装在减速机支座上；其余罗拉伺服驱动系统的机械结构与前罗拉相同；各列罗拉伺服驱动系统分别由数字化控制系统中对应的各罗拉交流伺服驱动控制器驱动和控制；成形机构由前罗拉伺服电机传动，在前连接轴上安装有前连接轴同步带轮，前连接轴同步带轮经成形同步带与成形同步带轮连接，成形同步带轮安装在成形连接轴上，成形连接轴与后紧压罗拉机械连接，后紧压罗拉经一对紧压齿轮与前紧压罗拉机械连接。
文档编号D01H5/22GK101962830SQ200910068908
公开日2011年2月2日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者吕汉明, 周宝明, 嵇境*, 张丽, 李广, 董洪明, 陈庆恩, 马崇启 申请人:天津工业大学