纱锭直径计算方法、装置、存储介质及电子装置与流程

本发明涉及工业控制领域，尤其涉及一种纱锭直径计算方法、装置、存储介质及电子装置。

背景技术：

对于缠绕设备，排线所在位置的主轴直径准确是缠绕稳定的必要条件之一。例如，对于细纱走架机，其纱锭即为主轴，如何准确的计算出纱锭的各位置直径一直都存在一定困难。

传统使用的直径计算方法是叠加法，需要由hmi(人机交互界面)输入纱线支数，通过程序内置查表得出纱线直径，进而每次收线完成就对排线区域的纱锭直径叠加单根纱线直径。由于通过纱线支数换算单根纱线的直径本身就存在较大的偏差，再加上此类排线过程不是锭子旋转一圈，排线走一个纱线直径，所以不考虑排布密度的纱锭直径计算是没有意义的，而获得排线密度又是不可能的，进而计算出的纱锭直径偏差较大，缠绕过程依靠pid(比例微积分控制)进行调节，缠绕完的纱锭张力松紧不一，成型效果不理想，无法实现高车速的收线，同样客户也不敢将自己计算的纱锭直径放置于hmi进行显示。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述问题，本发明提出了一种纱锭直径计算方法，该方法能够较准确地计算纱锭直径，而无需考虑单根纱线的直径以及排线密度。因此，可以将通过本发明的纱锭直径计算方法所得到的数据置于hmi，以供操作人员实时监控。

根据本发明的一个方面，提供了一种纱锭直径计算方法，包括：

沿高度方向将纱锭划分成多个层，并为每一层设定一直径数组；

确定本次收线的纺制区域的顶部位置，其中所述纺制区域的高度是一恒定的预设值；

分别获得本次收线的收线长度和本次收线的锭子旋转圈数；

根据所述本次收线的收线长度、锭子旋转圈数以及纺制区域的顶部位置，计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径；以及

根据所述顶部位置、底部位置及其直径，对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值。

根据本发明的一个实施例，在上述的纱锭直径计算方法中，进一步包括：在所述更新赋值的步骤之后的迭代步骤，所述迭代步骤包括：

根据节升确定下一次收线的纺制区域的顶部位置，

重复执行所述分别获得本次收线的收线长度和本次收线的锭子旋转圈数的步骤、所述根据所述本次收线的收线长度、锭子旋转圈数以及纺制区域的顶部位置计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径的步骤、以及所述根据所述顶部位置、底部位置及其直径对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值的步骤。

根据本发明的一个实施例，在上述的纱锭直径计算方法中，所述沿高度方向将纱锭划分成多个层并为每一层设定一直径数组的步骤中的纱锭为空纱锭。

根据本发明的一个实施例，在上述的纱锭直径计算方法中，在所述分别获得本次收线的收线长度和本次收线的锭子旋转圈数的步骤中：

通过采集车架的起始位置和结束位置来获得本次收线的收线长度；

通过记录收线过程中的锭子的起始位置和结束位置来获得本次收线的锭子旋转圈数。

根据本发明的一个实施例，在上述的纱锭直径计算方法中，在所述根据所述本次收线的收线长度、锭子旋转圈数以及纺制区域的顶部位置计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径的步骤中，根据以下等式来计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径：

db＝(l*2/(c*π))-dt

其中，db表示本次收线的纺制区域的底部位置的直径，l表示本次收线的收线长度，c表示锭子旋转圈数，且dt表示本次收线的纺制区域的顶部位置的直径。

根据本发明的一个实施例，在上述的纱锭直径计算方法中，所述本次收线的纺制区域的顶部位置的直径是所述顶部位置处的空纱管的原始直径。

根据本发明的一个实施例，在上述的纱锭直径计算方法中，在所述根据所述顶部位置、底部位置及其直径对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值的步骤中，所述对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值的步骤包括：

将所述本次收线的纺制区域拟作圆台；

基于所述顶部位置的直径和所述底部位置的直径来确定所述圆台中的每一层处的直径；以及

用所确定的每一层处的直径对相应的直径数组进行重新赋值。

根据本发明的另一方面，提供了一种纱锭直径计算装置，包括：

用于沿高度方向将纱锭划分成多个层并为每一层设定一直径数组的装置；

用于确定本次收线的纺制区域的顶部位置的装置，其中所述纺制区域的高度是一恒定的预设值；

用于分别获得本次收线的收线长度和本次收线的锭子旋转圈数的装置；

用于根据所述本次收线的收线长度、锭子旋转圈数以及纺制区域的顶部位置计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径的装置；以及

用于根据所述顶部位置、底部位置及其直径对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值的装置。

根据本发明的又一方面，提供了一种计算机可读的存储介质，所述存储介质包括存储的程序，所述程序运行时执行如上所述的方法。

根据本发明的再一方面，提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行如上所述的方法。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。

附图中：

图1示出了根据本发明的纱锭直径计算方法的一个实施例的流程图。

图2示出了空纱锭的一个实施例的示意图。

图3示出了收线过程中的第一阶段的一个实施例的示意图。

图4示出了收线过程中的第二阶段的一个实施例的示意图。

图5示出了收线过程中的第三阶段的一个实施例的示意图。

附图标记说明：

s纱锭高度

a纺制区域

b成型区域

c1、c2、c3成型纱锭的不同区域

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。

参考附图来更详细地讨论本发明的基本原理和优选实施例。首先，图1示出了根据本发明的纱锭直径计算方法的一个实施例的流程图。本发明的纱锭直径计算方法主要包括以下步骤：

s1：沿高度方向将纱锭(如图2所示)划分成多个层，并为每一层设定一直径数组；

s2：确定本次收线的纺制区域(如图3和图4中的纺制区域a)的顶部位置，其中纺制区域的高度是一恒定的预设值；

s3：分别获得本次收线的收线长度和本次收线的锭子旋转圈数；

s4：根据本次收线的收线长度、锭子旋转圈数以及纺制区域的顶部位置，计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径；以及

s5：根据顶部位置、底部位置及其直径，对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值。

如以上已讨论过的，现有技术需要去考虑单根纱线的直径，而单根纱线的直径通过支数去换算是不准确的，其次纺制区域的直径计算，并不是单根纱线直径的简单堆叠，如果要堆叠，必须考虑纱线的排布密度，但是这个数据也是得不到的。相对的，本发明的纱锭直径计算方法利用圆台螺旋线的近似算法推导其直径，在整个计算过程中无需引入和考虑单根纱线的直径和排线密度，只需要记录若干收线的数据，就可以得到纺制区域的底部直径，进而得到整个纺制区域的各层直径。因此，本发明的纱锭直径计算方法的计算结果更加可靠。

以下结合图2至图5来详细讨论运用本发明的一个实施例。

图2示出了空纱锭的一个示例。该空纱锭呈现为一个上细下粗的圆台状，纱锭高度为s。缠绕后束缚在纱锭上的纱线就符合圆台螺旋线，因此为本发明利用圆台螺旋线的近似算法推导其直径提供了基础。根据本发明，在步骤s1中，首先沿高度方向将纱锭划分成多个层，例如将高度s为3200mm的纱锭划分成3200层，并为每一层设定一直径数组。初始状态下，每一层的直径数组对应的是空纱锭的各层的直径。

在整个收线过程中，纺制区域a的高度是一恒定的预设值，例如在图3-图4所示的实施例中，纺制区域a的高度被设定为80mm，每一次收线就是在这个80mm的纺制区域内完成。

图3至图5分别示出了收线过程中的三个阶段。图3所示的第一阶段是直接在空纱管上进行收线的过程。接着，下一次收线相比于前一次收线会有一个节升，即高度方向上的向上偏移量。每次节升的值是不恒定的。从图4中可以看出，纺制区域a下方出现一个由于若干次收线的节升而形成的成型区域b。此外，如图5所示，最终成型的纱锭会由三个部分构成，即顶部的近似圆台的区域c1、中间的柱状区域c2以及底部的近似倒圆台的区域c3。该最终的纱锭形状取决于节升的值的调节。

由于节升的存在，在上述纱锭直径计算方法的步骤s2中，需要确定本次收线的纺制区域a的顶部位置。本次收线的纺制区域的顶部位置等于前一次收线的纺制区域的顶部位置加上本次的节升。且，因为整个纱锭的纺制过程是从底部向顶部逐渐上移纺制区域，因此上述的顶部位置处的直径就是指该顶部位置处的空纱管的原始直径。

接着，在步骤s3中，分别获得本次收线的收线长度和本次收线的锭子旋转圈数。根据一个优选实施例，可以通过采集车架的起始位置和结束位置来获得本次收线的收线长度，且可以通过记录收线过程中的锭子的起始位置和结束位置来获得本次收线的锭子旋转圈数。当然，本发明不限于此，本领域的技术人员可以利用其它已知的装置和技术手段来分别采集上述的收线长度和锭子旋转圈数。

基于上述采集到的数据，即本次收线的收线长度、锭子旋转圈数以及纺制区域的顶部位置，就可以应用圆台螺旋线的近似算法计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径，步骤s4。

较佳地，本发明的纱锭直径计算方法可以根据以下等式来计算本次收线的纺制区域的底部位置的直径：

db＝(l*2/(c*π))-dt

其中，db表示本次收线的纺制区域的底部位置的直径，l表示本次收线的收线长度，c表示锭子旋转圈数，且dt表示本次收线的纺制区域的顶部位置的直径，π为圆周率。

然后，在步骤s5中，根据上述的顶部位置、底部位置及其直径，对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值。此外，在该步骤s5中，对本次收线的纺制区域内的每一层的直径数组更新赋值的步骤可以进一步包括：将本次收线的纺制区域拟作圆台；基于顶部位置的直径和底部位置的直径来确定圆台中的每一层处的直径；以及用所确定的每一层处的直径对相应的直径数组进行重新赋值。该计算的基础在于：圆台的形状从侧面看是一个等腰梯形，只要确定该等腰梯形的上下底，就可以得出任意的水平于上下底和梯形两个斜边相交的直线的长度。

最后，在更新赋值的步骤之后，上述的纱锭直径计算方法可以进一步包括一迭代步骤。该迭代步骤包括：

根据节升确定下一次收线的纺制区域的顶部位置，

重复执行上述的步骤s3-s5。

另外，本发明的每一个实施例可以通过由处理系统如计算机执行的数据处理程序来实现。显然，数据处理程序构成了本发明。此外，通常存储在一个存储介质中的数据处理程序通过直接将程序读取出存储介质或者通过将程序安装或复制到处理系统的存储设备(如硬盘和或内存)中执行。因此，这样的存储介质也构成了本发明。存储介质可以使用任何类型的记录方式，例如纸张存储介质(如纸带等)、磁存储介质(如软盘、硬盘、闪存等)、光存储介质(如cd-rom等)、磁光存储介质(如mo等)等。

因此，本发明还公开了一种非易失性存储介质，其中存储有数据处理程序，该数据处理程序用于执行本发明上述方法的任何一种实例。

另外，本发明的方法的各个步骤除了可以用数据处理程序来实现，还可以由硬件来实现，例如，可以由逻辑门、开关、专用集成电路(asic)、可编程逻辑控制器和嵌微控制器等来实现。因此这种可以实现本发明方法的电子装置也可以构成本发明。

综上，本发明提出的纱锭直径计算方法能够较准确地计算纱锭直径，而无需考虑单根纱线的直径以及排线密度。通过对不同品种纤维构成的纱线以及不同张力设定的上千次收排线操作进行验证，本发明的纱锭直径计算方法都可以得到较好的直径计算结果，下锥成型阶段的直径误差控制在±4％的范围内[(计算直径-卡尺直径)/卡尺直径]。因此，可以将通过本发明的纱锭直径计算方法所得到的数据置于hmi，以供操作人员实时监控。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。