一种络筒机张力控制系统及方法与流程

本发明涉及纺织，特别是一种络筒机张力控制系统及方法。

背景技术：

1、络筒机张力控制涉及纱线张力对卷绕成形和后续加工的影响，在络筒机的工作过程中，纱线张力是一个至关重要的参数。它直接影响筒子卷绕的松紧度，进而影响筒子绕纱的容量、染色的难易以及纱线加工的断头率。特别是在供筒子染色用的纱线中，加工张力需要适当控制，以获得松式卷筒，有利于染色。同时，纱线在卷装过程中处于受力状态，外层纱对里层纱产生压力，逐层传递，使得纱线张力降低。当张力变为零时，纱线处于松弛状态，可能导致卷装起皱或胀边等问题。

2、为了控制卷装密度的均匀性，减少或避免上述现象的发生，必须适当控制卷绕过程中的卷绕张力。络纱张力过小会导致卷绕筒子松软，易塌边、脱圈，退绕张力不稳定；络纱张力过大则会导致卷绕成形不良，非疵点断头增多，纱线制成率下降，浪费多，同时纱线内能消耗大，内在质量损伤大，使纱线弹性下降，不利于后续加工。而络纱张力不稳定，忽大忽小，会导致成型内外分层不一致，退绕脱圈等增多，同样不利于后续加工。

3、因此，络筒机张力控制技术显得尤为重要。在实际生产中，需要采用各种技术和装置来确保纱线张力的稳定和可控，如压阻式压力传感器进行实时检测、模糊控制技术进行张力控制、磁粉制动器转轮式张力调节装置进行张力调节等。此外，还需要考虑外界干扰对系统的影响，并采取相应的硬件和软件抗干扰措施。因此，适当的张力控制对于保证纱线质量、减少断线率以及提高生产效率至关重要。

4、现有技术中的络筒机张力控制相关技术手段在控制张力的过程中仅能控制张力大小，而无法获取到络筒机纱线是否处于不正常工作的状态，导致了纱线卷绕出现打结、异常缠绕等问题。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的络筒机张力控制在控制张力的过程中仅能控制大小，无法及时检测纱线异常状态的问题，本发明提供了一种络筒机张力控制系统及方法。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种络筒机张力控制系统，包括：

4、张力传感器，所述张力传感器设置于电磁张力器与纱线之间且与纱线接触，用于获取纱线张力信息，将获取的纱线张力信息转化为电信号传输至单片机控制系统；

5、电磁张力器，所述电磁张力器设置于络筒机上管纱出纱位置与筒子卷纱位置之间的纱线上，用于通过单片机控制系统调节电磁线圈的电流改变电磁吸力，以调整作用于纱线的正压力，实现对纱线张力的控制；

6、图像采集系统，所述图像采集系统设置于电磁张力器与纱线接触位置的一侧，用于采集纱线在电磁张力器下的张紧状态的图像信息，并将采集到的图像信息传输至单片机控制系统；

7、显示操作终端，所述显示操作终端与单片机控制系统电性连接，用于提供人机交互界面，通过操作设置张力值、监控张力大小、纱线张紧状态和显示故障信息，并通过单片机控制系统控制参数。

8、进一步地，所述气圈控制器包括导纱钩、移动式气圈罩和气圈大小传感器，所述导纱钩作用于纱线上对纱线进行导向，所述移动式气圈罩用于获取气圈大小检测传感器检测的信息，调整移动式气圈罩的高度，以控制气圈大小。

9、进一步地，所述电磁张力器包括两个张力盘，其中一个张力盘上设置有电磁线圈，设置有电磁线圈的张力盘用于作旋转运动。

10、进一步地，所述图像采集系统包括图像采集相机、成影背板、光源和图像信号传输器，所述光源和采集相机设置于纱线的一侧，所述成影背板设置于相对于光源的纱线另一侧，所述图像信号传输器设置于图像采集相机上；

11、其中，所述光源用于提供光照，通过纱线在光照下形成阴影，提供图像采集相机的采集对象；

12、所述图像采集相机用于采集纱线在光源照射下在成影背板上形成的阴影图像；

13、所述成影背板用于提供纱线的阴影成像区域；

14、所述图像信号传输器用于将图像采集相机采集到的图像信息发送至单片机控制系统。

15、进一步地，还包括：

16、气圈控制器，用于通过调整气圈形状，稳定管纱的退绕张力；

17、驱动装置，用于驱动管纱退绕并行进至槽筒处卷绕为筒纱，实现络筒。

18、一种络筒机张力控制方法，包括如下步骤：

19、s100、系统初始化设置，开启络筒机张力控制系统，使各组件均处于工作状态，包括张力传感器、电磁张力器、图像采集系统、单片机控制系统和显示操作终端，通过显示操作终端设置预设的纱线张力值，预设的纱线张力值根据生产需求和纱线特性确定，设置完成后启动络筒机开始络筒；

20、s200、实时数据采集，通过张力传感器持续感应纱线张力，并将实际监测到的张力信号实时反馈给单片机控制系统；通过图像采集系统，将纱线的张紧状态图像实时采集并传输至单片机控制系统；

21、s300、数据比对与判断，单片机控制系统将张力传感器采集到的张力信号与预设张力值进行比较，判断当前张力是否接近预设值；

22、s400、张力调节，单片机控制系统根据张力传感器与预设值的偏差，通过调节电磁张力器的电流大小，呈线性变化调整纱线张力至预设值。

23、进一步地，所述s300中，单片机控制系统对图像采集系统的图像进行分析，根据图像分析结果，判断纱线的张紧状态是否正常，分析的图像信息包括图像中纱线的弧度和/或密度是否符合无异常标准，若无异常则正常执行s400。

24、进一步地，纱线异常状态判断的信息包括纱线过紧、过松或扭曲；

25、当图像分析显示纱线张紧状态正常，且与当前张力传感器反馈的张力大小所对应的张紧状态信息匹配，则判断为纱线处于正常张紧状态，继续实行所述s400；

26、当图像分析显示纱线张紧状态异常，或与当前张力传感器反馈的张力大小所对应的张紧状态信息不匹配，则判断为纱线异常张紧状态，则不执行所述s400，单片机控制系统控制络筒机停机，并控制报警器发出报警信号。

27、本发明的有益效果是：

28、本发明的络筒机张力控制系统及其控制方法，相较于现有技术中的张力控制手段，不仅解决了张力大小控制的单一性问题，更在多个维度上优化了纱线的卷绕过程，有效避免了纱线打结、异常缠绕等问题的发生。本发明的张力传感器能够持续、精确地感应纱线的张力状态，并将这一关键信息实时反馈给单片机控制系统。确保了控制系统能够随时掌握纱线的张力情况，为后续的调节提供了准确的数据支持。与现有技术中仅凭经验或简单传感器进行张力控制的方式相比，该控制系统显著提升了控制的准确性和实时性。

技术特征：

1.一种络筒机张力控制系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种络筒机张力控制系统，其特征在于，所述气圈控制器包括导纱钩、移动式气圈罩和气圈大小传感器，所述导纱钩作用于纱线上对纱线进行导向，所述移动式气圈罩用于获取气圈大小检测传感器检测的信息，调整移动式气圈罩的高度，以控制气圈大小。

3.根据权利要求1所述的一种络筒机张力控制系统，其特征在于，所述电磁张力器包括两个张力盘，其中一个张力盘上设置有电磁线圈，设置有电磁线圈的张力盘用于作旋转运动。

4.根据权利要求1所述的一种络筒机张力控制系统，其特征在于，所述图像采集系统包括图像采集相机、成影背板、光源和图像信号传输器，所述光源和采集相机设置于纱线的一侧，所述成影背板设置于相对于光源的纱线另一侧，所述图像信号传输器设置于图像采集相机上；

5.根据权利要求1所述的一种络筒机张力控制系统，其特征在于，还包括：

6.一种络筒机张力控制方法，根据权利要求1-5任一所述的络筒机张力控制系统进行，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种络筒机张力控制方法，其特征在于，所述s300中，单片机控制系统对图像采集系统的图像进行分析，根据图像分析结果，判断纱线的张紧状态是否正常，分析的图像信息包括图像中纱线的弧度和/或密度是否符合无异常标准，若无异常则正常执行s400。

8.根据权利要求7所述的一种络筒机张力控制方法，其特征在于，纱线异常状态判断的信息包括纱线过紧、过松或扭曲；

技术总结
本发明涉及纺织技术领域，解决了络筒机无法及时检测纱线异常状态的问题，具体公开了一种络筒机张力控制系统及方法，控制系统包括张力传感器，用于将实际监测到的张力信号反馈给单片机控制系统；电磁张力器，用于调节电磁线圈调整对纱线的正压力；图像采集系统，用于采集纱线张紧弧度状态图像信息，反馈至单片机控制系统；单片机控制系统，用于接收信号，判断信号是否匹配，控制电磁式张力器的电流；显示操作终端，用于提供人机交互界面；控制方法包括S100、系统初始化设置、S200、实时数据采集、S300、数据比对与判断、S400、张力调节。本发明用于络筒机的纱线张力的精准控制，具有结合图像判断纱线状态是否异常的功能，可及时反馈络筒机异常工作状态。

技术研发人员：周益刚
受保护的技术使用者：屏山星源针织新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/24