倍捻机纱线卷绕成型控制系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种倍捻机纱线卷绕成型控制系统及方法，所述倍捻机的导纱杆由伺服电机驱动做周期性的横向往复移动；在所述伺服电机驱动导纱杆横向往复移动的每一周期内，所述导纱杆横向往复移动M次，所述M根据用户输入设置并为大于或等于6的整数；该控制系统包括初始化单元、计数判断单元、第一控制单元、第二控制单元，其中：所述第一控制单元用于控制导纱杆在奇数次往复移动时到达纱筒两侧的卷绕边缘；所述第二控制单元，用于控制导纱杆在偶数次往复移动时偏离纱筒两侧的卷绕边缘。本发明通过控制导纱杆的动程，减少纱线在纱筒两侧的卷绕，从而避免纱筒两侧凸起形成硬边。
【专利说明】倍捻机纱线卷绕成型控制系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及倍捻机控制领域，更具体地说，涉及一种倍捻机纱线卷绕成型控制系 统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着人们对服装面料质感要求的不断提高，一些传统的捻线机生产的纱线已不能 满足布面风格及质量要求。倍捻机作为一种加捻设备，其可以把两股或两股以上的单纱通 过加捻粘合成股线，使得加捻效率比传统捻线设备成倍提高，并可实现无结纱大卷装。此 夕卜，通过倍捻机，无需化学处理即可提高纱线强力和光洁度，增强了原纱的性能。高速倍捻 机的开发应用，极大地提高了织物的面料质量和劳动生产率，同时工人的劳动强度也大大 降低，所以倍捻机的市场前景广阔。
[0003] 现有的倍捻机在纱线卷绕时，由伺服电机驱动导纱杆横向往复移动，从而把锭子 上的纱线缠绕到卷绕棍上，完成纱线卷装。但上述倍捻机在纱线卷绕成型时凸肩效果明显， 并且易发生表面重叠现象。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对上述倍捻机纱线卷绕时存在凸肩的问题，提 供一种倍捻机纱线卷绕成型控制系统及方法。
[0005] 本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种倍捻机纱线卷绕成型控制系 统，所述倍捻机的导纱杆由伺服电机驱动做周期性的横向往复移动；在所述伺服电机驱动 导纱杆横向往复移动的每一周期内，所述导纱杆横向往复移动Μ次，所述Μ根据用户输入设 置并为大于或等于6的整数；该控制系统包括初始化单元、计数判断单元、第一控制单元、 第二控制单元，其中：所述初始化单元，用于初始化计数值η = 1，并使所述计数判断单元运 行；所述计数判断单元，用于判断所述计数值η是否等于Μ及该计数值η是否为奇数，并在 所述计数值η等于Μ时启动初始化单元、在计数值η不等于Μ且为奇数时使所述第一控制 单元运行、在计数值η不等于Μ且不为奇数时使所述第二控制单元运行；所述第一控制单 元，用于使所述伺服电机驱动所述导纱杆在纱筒的第一侧卷绕边缘与第二侧卷绕边缘间往 复移动一次，并在所述导纱杆返回到第一侧卷绕边缘时使计数值η = η+1，然后使计数判断 单元运行；所述第二控制单元，用于使所述伺服电机驱动所述导纱杆在纱筒的第一位置和 第二位置间往复移动一次，并在所述导纱杆返回到第一位置时使计数值η = η+1，然后使计 数判断单元运行，所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离等于第二位置与纱筒的 第二侧卷绕边缘间的距离，且所述第一位置和第二位置与计数值η相关。
[0006] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统中，所述第二控制单元包括渐减控 制子单元和渐增控制子单元，且所述渐减控制子单元用于在所述计数值η小于或等于Μ/2 时使所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而减小，所述渐 增控制子单元用于在所述计数值η大于Μ/2时使所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间 的距离随着计数值η的增大而增大。
[0007] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统中，纱筒的防凸肩宽度为MXL/2; 在驱动导纱杆移动时，所述渐减控制子单元使所述第一位置与纱筒第一侧卷绕边缘间的 距离为nXL，所述渐增控制子单元使所述第一位置与纱筒第一侧卷绕边缘间的距离为 (M _n+1)L。
[0008] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统中，所述控制系统还包括变频防叠 单元，用于根据设定的周期使伺服电机驱动导纱杆在第一排线速度和第二排线速度之间切 换。
[0009] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统中，所述第一排线速度为第二排线 速度的95%?99%。
[0010] 本发明还提供一种倍捻机纱线卷绕成型控制方法，所述倍捻机的导纱杆由伺服电 机驱动做周期性的横向往复移动；在所述伺服电机驱动导纱杆横向往复移动的每一周期 内，所述导纱杆横向往复移动Μ次，所述Μ根据用户输入设置并为大于或等于6的整数，该 方法包括以下步骤：
[0011] (a)初始化计数值η = 1 ;
[0012] (b)判断所述计数值η是否等于Μ及该计数值η是否为奇数，并在所述计数值η等 于Μ时执行步骤（a)、在计数值η不等于Μ且为奇数时执行步骤（c)、在计数值η不等于Μ 且不为奇数时执行步骤（d);
[0013] (c)驱动所述导纱杆在纱筒的第一侧卷绕边缘与第二侧卷绕边缘间往复移动一 次，并在所述导纱杆返回到第一侧卷绕边缘时使计数值η = n+l，然后返回步骤（b);
[0014] (d)驱动所述导纱杆在纱筒的第一位置和第二位置间往复移动一次，并在所述导 纱杆返回到第一位置时使计数值η = n+1，然后返回步骤（b)，所述第一位置与纱筒的第一 侧卷绕边缘间的距离等于第二位置与纱筒的第二侧卷绕边缘间的距离，且所述第一位置和 第二位置与计数值η相关。
[0015] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法中，所述步骤（d)包括：判断所述 计数值η是否小于或等于M/2,并在所述计数值η小于或等于M/2时，使所述第一位置与纱 筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而减小；在所述计数值η大于Μ/2时，使 所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而增大。
[0016] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法中，所述步骤（d)中，在所述计数 值η小于或等于M/2时，所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离为nXL ;在所述 计数值η小于或等于M/2时，所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离为（M-n+l)L ; 其中MXL/2为纱筒的防凸肩宽度。
[0017] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法中，所述方法还包括：根据设定的 周期使伺服电机驱动导纱杆在第一排线速度和第二排线速度之间切换。
[0018] 在本发明所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法中，所述第一排线速度为第二排线 速度的95%?99%。
[0019] 本发明的倍捻机纱线卷绕成型控制系统及方法，通过控制导纱杆的动程，减少纱 线在纱筒两侧的卷绕，从而避免纱筒两侧凸起形成硬边。并且，本发明还通过定期更改导纱 杆排线速度，避免纱线表面重叠不平。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是本发明倍捻机纱线卷绕成型控制系统实施例的示意图。
[0021] 图2是本发明倍捻机纱线卷绕成型控制系统的控制远离图。
[0022] 图3是本发明倍捻机纱线卷绕成型控制方法实施例的流程示意图。
【具体实施方式】
[0023] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0024] 如图1所示，是本发明倍捻机纱线卷绕成型控制系统实施例的示意图，该倍捻机 的导纱杆由伺服电机驱动做周期性的横向往复移动，从而将纱线卷绕到纱筒的不同位置 (该倍捻机中还可包括一个或多个驱动其他部分运行的伺服电机）。在本实施例的倍捻机 纱线卷绕成型控制系统中，在伺服电机驱动导纱杆横向往复移动的每一周期内，导纱杆横 向往复移动Μ次，上述Μ作为控制参数由用户输入设置且该Μ为大于或等于6的整数。该 控制系统包括初始化单元11、计数判断单元12、第一控制单元13以及第二控制单元14,上 述初始化单元11、计数判断单元12、第一控制单元13以及第二控制单元14可由运行在伺 服驱动器（该伺服驱动器用于控制上述伺服电机运行）的软件实现，也可由独立于伺服驱 动器并向伺服驱动器输出控制信号的设备实现。
[0025] 初始化单元11用于初始化计数值η = 1，并使计数判断单元12运行。该初始化单 元11在导纱杆运行的每一周期的起始时刻，对计数值η进行初始化，从而实现对导纱杆的 运行周期进行控制。在实际应用中，该初始化单元11还可使导纱杆移动到纱筒的第一侧的 卷绕边缘，即周期起始位置。
[0026] 计数判断单元12用于判断计数值η是否等于Μ及该计数值η是否为奇数，并在计 数值η等于Μ时启动初始化单元11 (也就是使初始化单元11开始一个新的移动周期）、在 计数值η不等于Μ且为奇数时使第一控制单元13运行、在计数值η不等于Μ且不为奇数时 使第二控制单元14运行。
[0027] 第一控制单元13用于使伺服电机驱动导纱杆在纱筒的第一侧卷绕边缘与第二侧 卷绕边缘间往复移动一次，并在导纱杆返回到第一侧卷绕边缘时使计数值η = η+1，然后使 计数判断单元12运行。也就是说，第一控制单元13用于控制导纱杆的奇数次往复移动，且 在这些次往复移动中导纱杆皆到达纱筒两侧卷绕的端部。当然，在具体实现时，计数值η的 累加也可由计数判断单元12执行。
[0028] 第二控制单元14用于使伺服电机驱动导纱杆在纱筒的第一位置和第二位置间往 复移动一次，并在导纱杆返回到第一位置时使计数值η = η+1，然后使计数判断单元12运 行。上述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离等于第二位置与纱筒的第二侧卷绕边 缘间的距离，即第一位置和第二位置至各自侧的卷绕边缘的距离相等。并且第一位置和第 二位置与计数值η相关。也就是说，第二控制单元14用于控制导纱杆的偶数次往复移动， 且在这些次往复移动中导纱杆都不到达纱筒两侧卷绕的端部。同样地，计数值η的累加也 可由计数判断单元12执行。
[0029] 上述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统通过使导纱杆在奇数次往复移动时达到纱 筒卷绕边缘、在偶数次往复移动时在纱筒卷绕边缘内侧且随次数的不同而不同，可降低纱 筒两侧的绕线高度，从而避免纱筒两边凸起产生硬边。
[0030] 特别地，上述第二控制单元14可包括渐减控制子单元和渐增控制子单元，且渐减 控制子单元用于在计数值η小于或等于M/2时使第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距 离随着计数值η的增大而减小，渐增控制子单元用于在所述计数值η大于Μ/2时使第一位 置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而增大。也就是说，在导纱杆往 复移动的前半周期，渐减控制子单元使得导纱杆距离纱筒边缘的距离逐渐增大；在导纱杆 往复移动的后半周期，渐增控制子单元使得导纱杆距离纱筒边缘的距离逐渐减小。
[0031] 具体地，在纱筒的防凸肩宽度为MXL/2时，渐减控制子单元使第一位置与纱筒的 第一侧卷绕边缘间的距离为nXL ;渐增控制子单元使第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘 间的距离为（M_n+1)L。
[0032] 上述倍捻机纱线卷绕成型控制系统可通过设置Μ的值来调整不同宽度、直径纱筒 的防凸肩效果，并且该过程操作简单，经过有限次的试运行即可实现。
[0033] 如图2所示，是在Μ为20时上述倍捻机纱线卷绕成型控制系统控制导纱杆在一个 周期内往复移动的示意图，图中的防凸肩宽度MXL/2 = S。在导纱杆的第2、4、6、8、10次往 复移动中，导纱杆的第一位置距离纱筒卷绕边缘的距离分别为2L、4L、6L、8L、10L ;在导纱 杆的第12、14、16、18、20次往复移动中，导纱杆的第一位置距离纱筒卷绕边缘的距离分别 为 9L、7L、5L、3L、1L。
[0034] 假定导纱杆转动一圈，导纱杆上的导丝拨叉往复导纱一次，则导纱杆的横移速 度：
[0035] v2 = 2BXnc/1000 = BXnc/500 (1)
[0036] 式中，nc为导纱杆的转速（r/min)，B为导纱杆单动程（mm)。
[0037] tan λ = V2/V1 (2)
[0038] 其中VI为卷曲辊线速度，即纱线的圆周速度。
[0039] 若忽略摩擦传动的弹性滑动，则纱线的圆周速度VI为：
[0040] ν? = π XdrXnr/1000 (3)
[0041] 式中，dr为摩擦辊直径（mm) ;nr为摩擦辊的转速（r/min)。
[0042] 将式（2)、（3)代入式⑴得纱线螺旋卷绕角λ满足：
[0043] tan λ = 2 X Β X nc/ ( π X dr X nr) (4)
[0044] 由式（4)可知导纱杆转速nc若周期性变化，卷绕角λ亦作周期变化，即只要卷绕 角λ改变，纱筒就不会存在重叠的现象。因此上述控制系统还可增加一个变频防叠单元， 用于根据设定的周期使伺服电机驱动导纱杆在第一排线速度和第二排线速度之间切换。通 过变频防叠单元，可防止纱线在纱筒上卷绕重叠。
[0045] 特别地，上述第一排线速度为第二排线速度的95%?99%，即变频防叠单元更改 的排线速度的幅度为1?5%。
[0046] 如图3所示，本发明还提供一种倍捻机纱线卷绕成型控制方法，该倍捻机的导纱 杆由伺服电机驱动做周期性的横向往复移动；并且在伺服电机驱动导纱杆横向往复移动的 每一周期内，导纱杆横向往复移动Μ次，该Μ的值可由用户输入，并为大于或等于6的整数， 该方法包括以下步骤：
[0047] 步骤S31 :初始化计数值η = 1。在具体实现时，该步骤还可包括使导纱杆移动到 纱筒第一侧的卷绕边缘，即周期的起始位置。
[0048] 步骤S32 :判断计数值η是否等于Μ，并在计数值η等于Μ时返回步骤S31，重新开 始下一周期的导纱杆移动控制，否则执行步骤S33。
[0049] 步骤S33 :判断计数值η是否为奇数，并在计数值η为奇数时执行步骤S34,否则执 行步骤S35。
[0050] 步骤S34 :以第一方式控制导纱杆往复移动一次，即驱动导纱杆在纱筒的第一侧 卷绕边缘与第二侧卷绕边缘间往复移动一次，并在导纱杆返回到第一侧卷绕边缘时使计数 值η = η+1，然后返回步骤S32。
[0051] 步骤S35 :以第一方式控制导纱杆往复移动一次，即驱动导纱杆在纱筒的第一位 置和第二位置间往复移动一次，并在导纱杆返回到第一位置时使计数值η = η+1，然后返回 步骤S32,第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离等于第二位置与纱筒的第二侧卷绕 边缘间的距离，且第一位置和第二位置与计数值η相关。
[0052] 特别地，在上述步骤S35中包括：判断计数值η是否小于或等于Μ/2,并在计数值η 小于或等于Μ/2时，使第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而 减小；在计数值η大于Μ/2时，使第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η 的增大而增大。具体地，在计数值η小于或等于Μ/2时，使第一位置与纱筒的第一侧卷绕边 缘间的距离为nXL ;在计数值η小于或等于Μ/2时，使第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘 间的距离为（M_n+1)L ;其中MXL/2为纱筒的防凸肩宽度。
[0053] 此外，为了防止纱线卷绕过程中重叠，上述方法可增加步骤：根据设定的周期使伺 服电机驱动导纱杆在第一排线速度和第二排线速度之间切换。特别地，上述第一排线速度 为第二排线速度的95%?99%。
[0054] 本发明的倍捻机纱线卷绕成型控制系统及方法，通过控制导纱杆在奇数次往复移 动时到达纱筒两侧的卷绕边缘、在偶数次往复移动时偏离纱筒两侧的卷绕边缘达到防凸肩 效果。在实际应用中，也可控制导纱杆在偶数次往复移动时到达纱筒两侧的卷绕边缘、在奇 数次往复移动时偏离纱筒两侧的卷绕边缘，同样可达到防凸肩效果。
[0055] 以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围 为准。
【权利要求】
1. 一种倍捻机纱线卷绕成型控制系统，所述倍捻机的导纱杆由伺服电机驱动做周期性 的横向往复移动；其特征在于：在所述伺服电机驱动导纱杆横向往复移动的每一周期内， 所述导纱杆横向往复移动Μ次，所述Μ根据用户输入设置并为大于或等于6的整数；该控 制系统包括初始化单元、计数判断单元、第一控制单元、第二控制单元，其中：所述初始化单 元，用于初始化计数值η = 1，并使所述计数判断单元运行；所述计数判断单元，用于判断所 述计数值η是否等于Μ及该计数值η是否为奇数，并在所述计数值η等于Μ时启动初始化 单元、在计数值η不等于Μ且为奇数时使所述第一控制单元运行、在计数值η不等于Μ且不 为奇数时使所述第二控制单元运行；所述第一控制单元，用于使所述伺服电机驱动所述导 纱杆在纱筒的第一侧卷绕边缘与第二侧卷绕边缘间往复移动一次，并在所述导纱杆返回到 第一侧卷绕边缘时使计数值η = η+1，然后使计数判断单元运行；所述第二控制单元，用于 使所述伺服电机驱动所述导纱杆在纱筒的第一位置和第二位置间往复移动一次，并在所述 导纱杆返回到第一位置时使计数值η = η+1，然后使计数判断单元运行，所述第一位置与纱 筒的第一侧卷绕边缘间的距离等于第二位置与纱筒的第二侧卷绕边缘间的距离，且所述第 一位置和第二位置与计数值η相关。
2. 根据权利要求1所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统，其特征在于：所述第二控制 单元包括渐减控制子单元和渐增控制子单元，且所述渐减控制子单元用于在所述计数值η 小于或等于Μ/2时使所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大 而减小，所述渐增控制子单元用于在所述计数值η大于Μ/2时使所述第一位置与纱筒的第 一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而增大。
3. 根据权利要求2所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统，其特征在于：纱筒的防凸肩 宽度为MXL/2 ;在驱动导纱杆移动时，所述渐减控制子单元使所述第一位置与纱筒第一侧 卷绕边缘间的距离为nXL，所述渐增控制子单元使所述第一位置与纱筒第一侧卷绕边缘间 的距离为（M_n+1)L。
4. 根据权利要求1所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统，其特征在于：所述控制系统 还包括变频防叠单元，用于根据设定的周期使伺服电机驱动导纱杆在第一排线速度和第二 排线速度之间切换。
5. 根据权利要求4所述的倍捻机纱线卷绕成型控制系统，其特征在于：所述第一排线 速度为第二排线速度的95 %?99 %。
6. -种倍捻机纱线卷绕成型控制方法，所述倍捻机的导纱杆由伺服电机驱动做周期性 的横向往复移动；其特征在于：在所述伺服电机驱动导纱杆横向往复移动的每一周期内， 所述导纱杆横向往复移动Μ次，所述Μ根据用户输入设置并为大于或等于6的整数，该方法 包括以下步骤： (a) 初始化计数值η = 1 ; (b) 判断所述计数值η是否等于Μ及该计数值η是否为奇数，并在所述计数值η等于Μ 时执行步骤（a)、在计数值η不等于Μ且为奇数时执行步骤（c)、在计数值η不等于Μ且不 为奇数时执行步骤（d); (c) 驱动所述导纱杆在纱筒的第一侧卷绕边缘与第二侧卷绕边缘间往复移动一次，并 在所述导纱杆返回到第一侧卷绕边缘时使计数值η = n+1，然后返回步骤（b); (d) 驱动所述导纱杆在纱筒的第一位置和第二位置间往复移动一次，并在所述导纱杆 返回到第一位置时使计数值η = n+1，然后返回步骤（b)，所述第一位置与纱筒的第一侧卷 绕边缘间的距离等于第二位置与纱筒的第二侧卷绕边缘间的距离，且所述第一位置和第二 位置与计数值η相关。
7. 根据权利要求6所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法，其特征在于：所述步骤（d) 包括：判断所述计数值η是否小于或等于M/2,并在所述计数值η小于或等于M/2时，使所 述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而减小；在所述计数值 η大于Μ/2时，使所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离随着计数值η的增大而增 大。
8. 根据权利要求7所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法，其特征在于：所述步骤（d) 中，在所述计数值η小于或等于M/2时，所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离为 nXL;在所述计数值η小于或等于Μ/2时，所述第一位置与纱筒的第一侧卷绕边缘间的距离 为（M-n+l)L ;其中MXL/2为纱筒的防凸肩宽度。
9. 根据权利要求6-8中任一项所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法，其特征在于：所 述方法还包括：根据设定的周期使伺服电机驱动导纱杆在第一排线速度和第二排线速度之 间切换。
10. 根据权利要求9所述的倍捻机纱线卷绕成型控制方法，其特征在于：所述第一排线 速度为第二排线速度的95 %?99 %。
【文档编号】D01H1/36GK104141184SQ201410327755
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】高峰宇 申请人:苏州汇川技术有限公司