本发明涉及一种传动经轴的装置,经轴由机器主轴通过一个可无级调节的变速器传动,无级变速器有一个确定传动比的可调连接件,其中,调整装置控制连接件,以保持规定的纱线喂入。 此类装置用于经编机、织机等,以便同时喂入多根纱线,此时,喂纱速度与机器速度之比处于预定值。为此,经轴的传动转速须随卷装直径的减小而增加,使喂纱速度保持不变。
上述类型的传动装置例如由Reisfeld的“经纱编织工程(Warp Knit Engineering)”1966,291-294页已知,它有一个通过齿轮传动,作为无级变速器连接件的调整装置的蜗轮蜗杆传动装置,此无级变速器设计为圆锥轮传动箱。齿轮在撑动爪作用下沿这个或那个方向移动,撑动爪由机械式比较装置操纵。比较装置有一个额定值输入端和一个实际值输入端,额定值输入端与圆锥齿轮传动箱的主动轴相连,实际值输入端与紧靠卷装表面的探测轮相连,当实际值与额定值彼此偏离时,此比较装置调整连接件。
使用此类无级变速器的优点是,机器的全部经轴可由主轴驱动。但在许多使用场合下,不能用探测轮,可能是由于会损伤纱线,也可能是由于出现打滑。此外,采用探测轮随之而来的是使结构复杂,成本提高。因为连接件只有在调节过程结束后才处于其正确位置,而且这一过程进行得比较慢,所以制出的织物幅宽的起始段是有缺陷的,这意味着产量减少。
由DE3111112C3已知一种由马达传动的经轴,马达的转速可以调节。配属于它的调节装置有一台计算机,它根据一些经轴参数,如卷装直径、卷绕层厚度和测出的经轴转角,计算出与卷绕或退绕的纱线长度有关的测量值。根据此测量值、表示主轴转角的信号和调整值,算出经轴传动地额定转速,并将相应的转速信号传给控制经轴传动的调节器。这就要求为每一个经轴配有一个自己的传动马达。
本发明的目的是给出一种配有无级变速器的本文开始所述类型的传动装置,它能更好地满足实际工作的要求。
按本发明达到此目的是使调节装置具有一个执行机构和一个计算机。此计算机有一个接收规定的纱线喂入参数、机器参数、无级变速器参数和经轴参数(包括表示当前卷装圆周的卷装尺寸)的输入装置,有一个运算部件,它根据这些输入参数计算连接件额定位置,以及有一个信号输出端,它将相应的位置信号传给执行机构。
采用这种结构可高精度地算出连接件的额定位置。做到这一点是可能的,因为经由输入装置接收的无级变速器参数可和其余的输入参数一起进行数学运算。
因为额定位置的计算与机器的运转无关,所以建议,在机器停车的情况下便将执行机构和连接件移到算出的额定位置上。由于连接件在机器起动前便于处于正确位置,所以织物的起始段没有损失,而是从一开始便无缺陷地加工。
另一个有优点的设计是设置了用于自动探测和输入卷装尺寸的装置;在机器运转时,计算机是连接件操纵装置的一个部分,算出的连接件额定位置随卷装尺寸的改变而改变。由于额定位置的计算精度和在额定位置与无级变速器输出转速之间有紧密相关的逻辑关系,所以即使没有额定值与实际值比较,也能取得良好的工作结果,尤其是没有探测轮也行。
另一个可供选择的方案是设置用于自动探测和输入表示当前纱线输送速度的输送量的装置;在机器运转时,计算机是连接件调整装置的一个部分,根据纱线输送速度的调节偏差或一个可比较的量,调整连接件。此时,在机器起动前用来确定额定位置用的计算机,在运行期间用来通过调节过程确定连接件的位置。
执行机构是步进电动机以及位置信号是步进信号具有突出的优点。因为无级变速器的调整范围可分成很大量的很小步长,所以可以很精确地调整连接件的位置。
在这里最好设一个基准点和有一个调整程序,在第一次到达额定位置前,步进电机转向基准点。在这种情况下,机器停车期间会产生任何干扰因素的可能性减到最小。
可输入的机器参数主要是在主轴与无级变速器之间的传动装置的传动比。若在无级变速器和经轴之间还有其他传动装置,那么它们的传动比也属于机器参数之列。这些传动装置通常是固定传动装置、变速传动装置和有变速齿轮的传动装置。
可输入的无级变速器参数最好是最大和最小传动比,以及通过有限调整范围所需的最大步进数。计算出来的当前步进数便可确定连接件的位置。
计算机最好有一个测量程序,用它来自动测定最大和最小传动比以及最大步进数,并将这些参数输入计算机。因此,测定无级变速器是在计算机的协助下完成的。
可输入的经轴参数最好是内圆周、外圆周、最大线圈数和当前线圈数。当然,这些参数也可以变换成另一种形式,例如直径和纱线粗细等。
只有当前的纱线圈数会不断改变。这例如可以借助于一个配装于经轴的传感器自动测量,每转一圈传感器发出一个脉冲,从而自动改变了当前纱线圈数。
若计算机有一个建议程序,则它还可以起其他一些作用,建议程序根据规定的纱线喂入,计算并指示需要的机器传动比参数以及允许的纱线喂入的变化范围。因此,在调整机器时只需规定经轴和无级变速器的参数和纱线喂入,此后,计算机计算出变速传动装置的变速级和变速齿轮传动装置的挂轮选择等。计算机还指出在这些传动比参数的情况下,纱线喂入可以在什么范围内变化。
下面借助于一个在附图中表示的最佳实施例进一步说明本发明。其中:
图1本发明传动装置示意图;
图2经轴卷装的视图;
图3其形式为锥轮传动的无级变速器视图;以及
图4修改后的图1局部视图。
经编机有一个驱动机器主轴2的主电机1和至少一个经轴3。经轴3由主轴2经由固定传装置4、变速传动装置5、变速齿轮传动装置6和无级变速器7(此处为锥轮传动箱)驱动。固定传动装置4有固定的传动比i1。变速传动装置5至少有两个变速级,因此至少有两个传动比i2。变速齿轮传动装置6有多个传动比i3,这取决于变速齿轮的排列结构。
无级变速器7的传动比i4是可变的,传动比i4取决于在两个锥轮9和10之间环形连接件8的位置。图3表示对应于某个确定的传动比ix,连接件8处于调节距离sx的额定位置。当连接件8通过全部调整距离s1时,传动比从最大值imax变到最小值imix。
连接件8用执行机构11来调整,在这里,执行机构11是一个步进电机。步进量可以选得非常小,所以可以精确地实际上无级地调整连接件8。例如,全部调整距离s1可分成10000步以上。因此,数值sx和s1便相当于某个确定的步进数。
被驱动的经轴3在芯子12上装有纱线卷装13,纱线卷装13在经轴的两端各有一个边盘14、15为界。由图2可见,满的经轴具有w1圈的卷装13。随着纱线退绕,纱线圈数减少到当前值wa。与此同时,卷装的外圆周因此而减小,图2中表示了与圆周成比例的直径。当前的外圆周ua从满的经轴的外圆周u1改变到芯12的圆周u0或原始的卷装13的内圆周。
计算机16有一个输入装置17、一个运算部件18和一个输出端19,输出端19将位置信号提供给执行机构11,在执行机构11为步进电机的情况下提供的是步进信号。输入装置17有一系列入口20至23。入口20用于接收规定的纱线喂入F。它确定经编机一个工作周期应喂入多少纱线长度,通常按480横列(等于1腊克)定出,亦即mm/R。入口21用于输入固定的机器参数,例如固定传动装置的传动比i1。入口22用于输入可变的机器参数亦即设备参数,例如变速传动装置5的变速级,亦即其传动比i2,以及变速齿轮传动装置的排列结构,亦即为传动比i3。入口23用于接收经轴参数,如内圆周u0、外圆周u1和最大线圈数w1。另一个入口24与传感器25相连,传感器在经轴3边盘15上的记号26每经过一次时便发出一个脉冲,这表示纱线圈数减1。因此,计算机16可从最大圈数w1出发,得知当前的线圈数wa。另一个入口27用于接收无级变速器7的参数,主要是最大传动比imax、最小传动比imin和通过所确定的调节范围所需要的最大步进数。因为这些数据生产者已经输入,并可通过计算机的测量程序自动询问,所以入口27处画上了虚线。
运算部件18可根据这些数据计算出连接件8的额定位置sx。如按以下所述进行:
首先按公式(1)计算卷装的当前外圆周。
ua=(u1-u0) (wa)/(w1) +u0(1)
式中
ua当前的外圆周
u0卷装的内圆周
u1满经轴的外圆周
wa当前线圈线
w1满经轴的线圈数
在已知当前外圆周ua的情况下,按公式(2)计算无级变速器的传动比i4所要求的值ix。
ix= (ua·480)/(F·i1·i2·i3) (2)
式中
ix无级变速器传动比i4的额定值
ua当前的外圆周
i1,i2,i3传动比
F纱线喂入(mm/R)
480F的计量基数(1R=480横列)
当已知ix时,可按公式(3)计算对于额定位置信号Sx所需的步进数。
Sx=S1(imin-iX)/(iX+1) · (imaX+1)/(imin-imaX) (3)
式中
sx额定位置的步进数
s1整个调节范围的步进数
ix无级变速器传动比i4的额定值
imin传动比i4的最小值
imax传动比i4的最大值
在各个公式中总是可由多个值归结为一个共同的常数,这就减少了计算工作量和运算时间。
因此,计算机16的总体构成操纵装置28的一部分,它根据给出的参数,确定连接件8的额定位置。由于这种计算在机器起动前已能够进行,这就有可能在机器开始运转前便将连接件8置于正确位置,所以,成品织物从一开始就是无缺陷的。
当经轴的卷装是线性成卷时,则即使在机器运转期间这种类型的控制也能足以正确调整连接件8。然后,借助于传感器25可以确定当前的线圈数wa,并因而能确定当前的线圈圆周ua,在已知传动比ix的情况下,可确定当前的纱线输送速度。
然而人们还必须针对经轴以不同应力成卷的情况进行计算,因此退卷时受非线性的关系的控制,所以最好在机器起动前连接件便移向其正确位置,然后在使用此同一台计算机16的情况下进行调节。
图4表示一个线路图,其中,计算机16是调整装置29的一部分。为此目的,为经轴3配装一个转角测量计30,它可以确定经轴3的转速,与此同时,它还起传感器25的作用。在扫描记号时产生的脉冲,通过入口31导入输入装置17。此外,还有一个直径测量装置32,它例如按光学原理进行工作,并将测得的直径值经入口33导入输入装置17。根据当前的直径和当前的转速,可导出一个表示当前纱线输送速度的输送量。将此量与所要求的额定值比较。根据它们之间的调节偏差,由执行机构11调整连接件8。
无级变速器7设一个基准点34,用锥轮10的边缘示意表示。计算机16有一个调整程序,在调整程序中使步进电机在第一次移向额定位置前移向此基准点34。从该处测出的步进数导致连接件8准确地处于所希望的额定位置上。在一种实施例中,步进电机采用的步距是1.8°,它驱动具有150条的锭子。在半步长工作时沿整个调节范围共有60000步。
可在本发明基本思路内作出多种变化。在所要求的传动比ix和额定位置sx之间的关系也可以储存在一个图表中,此图表通过一些测量后确定,中间值用内插法获得。利用传感器25还可以确定经轴的转速。可以根据输入参数来确定当前的纱线喂入,以替代在调节过程中借助于直径测量装置来确定的办法。可以用其他的传动装置,如摩擦轮传动装置、双锥轮无级变速传动装置等,代替所介绍的锥轮传动装置作为无级变速器。