专利名称：调节纱线张力的方法
技术领域：
本发明涉及一种流动纱线的纱线张力调节方法，按此方法，测量在摩擦式假捻机组后面的纱线张力，并这样来调节，即，由于干扰量造成的的纱线张力与预先规定的纱线张力额定值的偏差，借助于一个具有预先给定调节器常数的调节器，转换为控制摩擦式假捻机组的调节量的调节信号。
这类方法是已知的。
在DE306594A1中介绍一种假捻变形法，其中，由摩擦式假捻机组传给纱线的扭矩，依据张力调节，这是通过相应地调节作用在纱线上的两个表面的压紧力来进行的。按此方法，纱线张力调为一个常数值。这种方法的缺点在于，不再出现平均值的波动，因此在某些情况下不再能得知本应通过纱线张力测量获悉的缺陷。纱线张力的改变可例如由于输出辊磨损或由于变形区温度分布图中的缺陷造成的；然而这些缺陷通过已知的方法不能暴露，更确切地说，是控制这些缺陷并因而将这些缺陷遮盖起来。
在EP0439183B1中介绍一种监控假捻卷曲机卷曲区内流动纱线的纱线张力的方法，其中这样来调节线张力将纱线张力通过定时滤波器(time filter)转变为一个调节信号，并通过此调节信号，控制假捻机组作用在纱线上的摩擦力大小和/或分量的分配，此时，此调节信号用来作为质量监控用的、代表当前测量值的当前平均值的信号。因此监测此(调节纱线张力的)调节信号，看它是否超出预先规定的上极限值与下限值之间的范围。当此调节信号超出了这些极值之间的范围时，这些极值被利用来输出一个报警信号。此外，可以比较由相应的变形测出的当前纱线张力与调节信号之间的差别，并在此信号差值超出规定的上极限值与下极限值之间的范围时，发出报警信号。
在WO92/11532中介绍的调节假捻卷曲机摩擦假捻机组后面流动纱线的纱线张力的方法，以在EP0439183B1中所介绍的用于调节加捻卷曲区中的纱线张力的调节方法为基础。在这种情况下，由摩擦假捻机组的有效半径与纱线速度之商确定的(捻度/输送)比(R/Y)这样来调整，即可通过调整纱线在摩擦式假捻机组上的作用点或/和纱线速度来调整。
此外，在EP0207471D1中介绍了一种监控流动纱线的纱线质量的方法。采用这种方法的主要目的，是要揭示采用在DE3306594A1中所介绍方法时产生的缺陷。
业已证明，在现有技术的所有已知的方法或按这些方法工作的设备中，虽然在假捻卷曲机中存在的众多的一个个摩擦假捻机组都具有相同的结构，但是在不同的位置，亦即在不同摩擦假捻机组处和随着时间的不同，纱线张力出现令人惊异的变化。从而不可能只用唯一的一台假捻卷曲机，生产出相同的质量。
因此本发明的目的，是提出一种调节假捻卷曲机摩擦式假捻机组后面流动纱线的纱线张力的方法，采用这种方法可以使纱线的卷曲质量随地点和时间的变化减小到最低程度。
此目的通过具有权利要求1所述特征的方法达到。此方法有利的进一步改进和设计在从属权利要求中阐明。
按本发明用于调节假捻卷曲机的摩擦假捻机组后流动纱线的纱张力方法的突出之点在于，调节器的调节常数在运行过程，亦即在调节期间进行修正。这种工作方式的突出的优点可看出是，每个工作点可各自按环境条件，例如设备的误差、磨损情况、纱线速度等这些作为干扰量的因素，分别地加以调整。
在迄今已知的调节纱张力的方法中，始终使用一个确定的调节器常数，这一常数是预先规定的。此调节器常数例如通过测量牵伸装置特性曲线获得。在这种情况下，只为一个确定的工作点规定了可能最佳的调节器常数。然而，实际情况表明，在每个工作地点假捻机组的调节量与纱线张力之间的关系各不相同。此外，由运行引起的干扰量的变化，例如磨损和纱线速度也必须加以考虑。因为在调节量或干扰量改变时，经过动态过程后形成一个新的稳定工作状态，所以迄今没有获得一种最佳调节。通过按本发明的方法则可以获得最佳调节，因为在调节过程中调节常数根据作用在摩擦假捻机组或控制区上的干扰量进行修正。干扰量的影响可由瞬时工作点时纱线张力与干扰量之间的关系或由瞬时工作点时纱线张力与调节信号之间的关系来确定。可借助于预定的调节器特性曲线确定被修正的调节器常数。调节器特性曲线给出了调节器常数的斜率之间的关系，此斜率由两个时间点之间纱线张力之差与这两个时间点调节量或调节信号之差相除得出。调节器特性曲线通过测量或通过实验计算确定，并作为对机器预先给定的。因此，可用此新的斜率值确定与此工作点相关的修正后的调节器常数，并将它作为修正值输入调节器。因而做到，从这个工作地点到那个工作地点调节量与调节器参数之间具有不同的关系以及与干扰量不同的依赖关系，都不会对纱线质量产生影响。其结果是，每一个卷曲点的调节器具有各自的调节器常数。调节器常数不是连续地而是在需要的情况下或按规定的时间模式确定。
在调节流动纱线的纱线张力的方法中，最好将在纱线流动方向与摩擦式假捻机组的摩擦面运动方向之间的夹角作为调节量而测量。除此角度外，还可将摩擦轴的轴间距作为调节量而测量。因为摩擦面的压紧力对流动纱线的纱线张力有影响，所以建议，测量作为调节量的摩擦面压紧力。按照另一个有利的想法，建议测量纱线速度将其作为干扰量。
调节器常数的修正通过调节器进行，此时，纱线张力的调节偏差根据调节器常数加以调整。为了调节纱线张力最好使用PI调节器。此PI调节器具有一个积分因子和一个比例因子，它们对调节器特性有影响。这两个因子对调节器的影响不同。若PI调节器太灵敏，则可通过改变积分因子来影响该灵敏度。若调节器太迟钝，则可提高比例因子。在这里应当注意，调节器既不能处于不稳定状态，也不能过于缓慢和过于迟钝。
在一种最佳实施例中，按规定的时间间隔影响PI调节器的调节特性，这一时间间隔可以很大，这意味着这种影响可以很缓慢地进行。在理想情况下，按另一种最佳实施例，PI调节器调节特性的影响通过一个调节作用自动进行。
下面借助于附图详细说明本发明的其他优点和应用的可能性。
其中
图1纱线张力与调节量S的关系曲线图，可看出各摩擦式假捻机组的区别；图2纱线张力与调节量S的关系曲线图，表示了在一个摩擦假捻机组中纱线张力随时间的改变；图3纱线张力随调节信号VS的关系曲线图，调节信号VS与纱线速度有关；图4调节器特性曲线；图5调节器比例因子与斜率ΔT/(ΔD/Y)的关系曲线图；图6调节器积分因子与斜率ΔT/(ΔD/Y)的关系曲线图；图7本发明假捻卷曲机一个工作地点示意图。
图8本发明一个摩擦假捻机组示意图；图9摩擦假捻机组中一个盘组的示意图。
图1表示了纱线张力与调节量S的关系曲线，图中可见作为曲线的工作位置曲线，对于假捻卷曲机不同的摩擦假捻机组得出了纱线张力与调节量S之间不同的关系曲线。这一出乎意外的结果是值得注意的，因为对于所有的摩擦假捻机组使用的全都是相同的构件和相同类型的调节装置。图1还表示了工作点B1斜率D的确定。斜率D由纱线张力之差ΔT与ΔS之商得出。斜率(Steigung)D也可以由纱线张力T在工作点B1处对调节量S的微分构成。
图2以类似的方式表示了纱线张力与调节量S的关系曲线。此曲线图表示，在一个新的摩擦假捻机组运行时，纱线张力与调节量S之间的关系大约按双曲线变化，而在运行时间为20小时之后这一变化曲线明显伸展并非常近似于一条直线的变化过程。
图3的曲线图表示了纱线张力T与调节信号VS的关系。纱线张力随调节信号VS的增大而减小。由此曲线图还可看出，当调节信号VS为常数时，纱线张力随纱线速度的提高而增加。
图4表示调节器特性曲线，描述了调节器常数K与斜率D的关系。调节器特性曲线通过测量或通过实验计算确定，并预先给定给该机器的。于是，由新确定的斜率D，可从该调节器特性曲线查出与此工作点有关的调节器常数K，然后将它作为修正值KR输给调节器。
图5表示了一个曲线图，它表示调节器比例因子与商ΔT/(ΔD/Y)的关系，后者表示为斜率。由此曲线图可见，比例因子不仅随斜率剧烈上升，而且随着纱线速度的降低同样非常迅速地增大。定义为斜率的商表示纱线张力随(捻度/输送)比值的改变而改变，其中，(捻度/输送)之比是摩擦假捻机组盘的有效直径与纱线运行速度之比值。
在图6中的曲线图表示调节器积分因子与斜率的关系。积分因子随纱线运行速度的增加而增大，但随斜率的增加积分因子减小。由图5和6可见，斜率D一定时，当纱线流动速度增大时比例因子P下降，但积分因子I增大。
图7表示假捻卷曲机一个工作地点的示意图，合成纱线1从喂给筒子2通过入口输出辊3拉出。在入口输出辊3和出口输出辊9之间形成卷曲区。它主要包括加热导轨4、冷却导轨5和摩擦式假捻机组6。摩擦假捻机组有循环运动的表面，这些表面垂直于纱线的轴线运动，纱线倚靠着这些表面。此循环运动的表面最好设计为其处棱边经修圆的盘。这些表面使纱线沿入口输出辊的方向加捻，然后朝出口输出辊9的方向又重新松开。
在摩擦假捻机组6与出口输出辊9之间设有测量纱线张力的测量仪8，它将纱线张力作为输出信号输出。在图7中没有表示设在出口输出辊9后面的卷绕装置，或设在那里也是必要的通过加热器的中间处理装置。
代表纱线张力T的纱线张力测量仪8的输出信号T，通过滤波器11，转换成长期值LW(Langzeitwert)。此长期值LW与额定值一起输入调节器12。在调节器12中将额定值与长期值互相作比较，并转换成一个调整量VS。以此调整量为基础，通过PI调节器13，考虑到纱线张力的变化与相应于调整量的电流变化的比值，来影响调节特性，亦即影响调节器的比例因子和/或积分因子。将作如此修正后的调整量输入摩擦假捻机组6的执行环节7，执行环节7控制摩擦假捻机组6对纱线1的加捻传递。纱线张力测量仪8的输出信号T，调节信号一样同样也输往数据分析器10。在数据分析器10中，此调节信号指的是通过PI调节器13比值ΔT/ΔI修正后纱线张力的调节信号。数据分析器10对当前的输出信号T进行分析，输出信号T代表了当前测得的纱线张力，分析器10按照在EP207471A1中所介绍的原理工作。
这意味着，在数据分析器10中储入调节信号VS的上限值和下限值(GOVS，GUVS)。当调节信号VS超出了其中一个极限值时，最好发出一个报警信号。此外，在数据分析器10中得出当前的输出信号T和调节信号VS之间的差值DU，在这之前这两者应事先转换成相容的、可比较的量。最后，在数据分析器10中储存此差值信号DU的上限值和下限值(GODU；GUDU)，当在调节信号和当前测得的输出信号D之间的差值信号DU超出极限值GODU、GUDU中之一时，最好发出一个报警信号A。
如图8和9所示，摩擦假捻机组6有三个设在等边三角形的三个角点中的平行轴16、17、18。轴16、17、18可旋转地装在机架19中。轴16用作驱动轴，它被驱动皮带20所驱动。从轴16通过两条传动皮带21、22实现其转动运动的传递，传动皮带21、22通过皮带轮23、24和25运行。皮带轮23装在轴17上，皮带轮24装在轴18上，以及，皮带轮25装在轴16上。皮带轮25设计为双皮带轮，所述传动皮带21、22通过它运行。
在图中所表示的实施例中，摩擦假捻机组6具有两组盘26、27、28；29、30、31，其中每一组盘26、27、28；29、30、31的数量与旋转轴16、17、18的数量相对应。因此，第一组包括盘26、27、28，以及第二组包括盘29、30、31。每一组的盘沿纱线流动方向以相等间距排列。
盘26、27、28；29、30、31与轴16、17、18摩擦连接或刚性连接。但在这种情况下每个盘可从它的轴上拔出。为了调整轴16、17、18的盘26、27、28；29、30、31之间的距离并加以固定，所以在每根轴16、17、18上套有不同的管套状定距器32、33、34、35、36、37。为了沿轴向固定定距器32、33、34；35、36、37和盘26、27、28、29、30、31，在每根轴的端部装有螺钉38。轴之间的距离和盘的直径设计为如图9所示使盘26、27、28和29、30、31重叠。通过这种重叠构成了具有圆弧形侧边的“搭接三角形”。在三角形侧边之间，纱线1通过摩擦假捻机组在盘组之间流动时被张紧成螺旋线。摩擦假捻机组也可以采用每个盘组多于三个盘并因而多于三根轴。
每个盘26、27、28、29、30、31有一个摩擦面39。
在调整流动纱线的纱线张力的方法中，测量纱线流动方向与摩擦面39运动方向之间的夹角作为调节量。除了作为调节量的这一角度外，还测量轴16、17、18之间的距离作为调节量。因为摩擦面39的压紧力对流动纱线的纱线张力有影响，所以可以测量摩擦面压紧力作为调节量。
权利要求
1.在假捻卷曲机的摩擦式假捻机组后，流动纱线的纱线张力调节方法，按此方法，测量在摩擦式假捻机组(6)后面的纱线张力(T)，并这样来调节，即，由于干扰量(Z)造成的纱线张力(T)与预先规定的纱线张力额定值的偏差，借助于一个具有预先给定调节器常数(I，P)的调节器，转换为控制摩擦式假捻机组(6)的调节量(S)的调节信号(VS)，其特征为在调节过程中，调节器常数(I，P)依据作用在摩擦式假捻机组(6)或被控制区上的干扰量(Z)进行修正。
2.按照权利要求1所述之方法，其中，干扰量(Z)的影响由在瞬时工作点(B)时纱线张力(T)与调节量(S)之间的比值确定。
3.按照权利要求1所述之方法，其中，干扰量(Z)的影响在瞬时工作点(B)时纱线张力(T)与调节信号(VS)之间的比值确定。
4.按照权利要求2或3所述之方法，其中，调节器常数(I，P)的修正按下列步骤进行a)测量在时刻(t1)的调节量(S1)或调节信号(VS1)和纱线张力(T1)；b)测量在时刻(t2)的调节量(S2)或调节信号(VS2)和纱线张力(T2)；c)确定斜率D＝(T1-T2)/(S1-S2)或D＝(T1-T2)/(VS1-VS2)；d)由预定的调节器特性曲线(K-D)，确定修正后的调节器常数(KR)。
5.按照权利要求3或4所述之方法，其中，调节器特性曲线通过实验测量或计算确定。
6.按照权利要求2至5之一所述之方法，其中，摩擦式假捻机组(6)的转速或转速与纱线速度之比值并将其作为调节量(S)。
7.按照权利要求2至5之一所述之方法，其中，测量纱线流动方向与摩擦式假捻机组(6)摩擦面(39)的运动方向之间的夹角并将其作为调节量(S)。
8.按照权利要求2至5之一所述之方法，其中，摩擦轴(16、17、18)之间的轴线距离被测量并作为调节量(S)。
9.按照权利要求2至5之一所述之方法，其中，摩擦面(39)的压紧力被测量并作为调节量(S)。
10.按照权利要求2至5之一所述之方法，其中，摩擦面(39)与纱线之间的入口角被测量并作为调节量(S)。
11.按照权利要求1所述之方法，其中，纱线速度被测量并作为干扰量(Z)。
12.按照权利要求11所述之方法，其中，调节器常数(I，P)的修正按下列步骤进行a)测量在工作点(B)的纱线张力(T)和纱线速度(V)；b)由控制区的特性曲线(T-VS)确定斜率(D)；c)由预定的调节器特性曲线(K-D)确定修正后的调节器常数(KR)。
13.按照上述诸权利要求之一所述之方法，其中，调节器常数(I，P)的修正按规定的时间间隔进行。
14.按照权利要求1至12之一所述之方法，其中，调节器常数的修正通过调节作用进行。
15.按照权利要求14所述之方法，其中，纱线张力的调节偏差根据调节器常数加以调整。
16.按照权利要求1至15之一所述之方法，其中，为调节纱线张力采用具有调节器常数(P)和(I)的PI调节器(12)。
全文摘要
介绍了一种调节流动纱线的纱线张力的方法，纱线在假捻卷曲机的摩擦式假捻机组中被卷曲。按此方法，测量在摩擦式假捻机组后面流动纱线的纱线张力，并将纱线张力经时间滤波器和通过与一个预定的额定值作比较，转换为摩擦式假捻机组的调节信号，其中，调节范围通过规定的调节信号极限值确定。按本发明调节信号是一个电流值，并通过PI调节器适当修正，此调节器的调节特性考虑了由纱线张力改变与电流值改变得出之商。
文档编号B65H59/00GK1142550SQ9611022
公开日1997年2月12日 申请日期1996年6月28日 优先权日1995年6月30日
发明者赫尔曼特·洛伦茨 申请人:巴马格股份公司