测量纺织机经纱张力的测量装置和确定经纱张力的方法 【技术领域】
本发明涉及一种测量纺织机的经纱的张力的测量装置和用于确定纺织机的经纱的张力的方法。
背景技术
公知在纺织机器中采集经纱的张力和这样来确定对经纱进动的控制，使得维持特定的、特别有利的经纱张力。
在此公知直接通过测量来确定经纱张力并为此采用模拟传感器。该模拟传感器优选测量张力结构(Spannbaum)的位置，通过该张力结构牵引经纱，并根据经纱的张力改变能见度。该模拟测量的缺点在于，通过传感器进行的测量以及测量分析都是很费事的，由此增加了成本。直接测量经纱张力的优点在于，确定经纱张力的值，从而可以根据预先给定地额定值调节经纱张力，并因此可以在纺织机运行时保持经纱张力的精度稳定。
一种价廉的方法是，通过一对二进制传感器采集张力结构的位置，其中该传感器这样定位，使得当经纱张力偏离预先给定的额定值不超过一定程度时，取消对其中一个二进制传感器的操纵。如果经纱张力达到上限，则在经纱进动过程中张力结构这样偏离其中间位置，使得两个传感器中的一个被操纵。这导致经纱张力一直减小，直到确定对该二进制传感器的操纵不再继续。在此，经纱张力的减小尤其是可以通过由相应的经纱翻转来提高经纱的放线速度达到。基于经纱张力的降低，在张力结构运动期间的某个时刻操纵所述两个二进制传感器中的另一个，从而发出已经达到所允许的经纱张力下限的信息。作为反措施，重新增大经纱张力，使得对二进制传感器的操纵不再继续。也就是说，不再对经纱张力进行调节，而是这样来控制经纱张力，使得该经纱张力始终在一个上限值和一个下限值之间振荡。该解决方案在技术上可以更为简单和低廉地实现。但是却要承受这样一个缺点，即只能不够精确地保持预先给定的经纱张力额定值的精确度，并且经纱张力始终在该额定值上下漂移。
【发明内容】
相反，本发明要解决的技术问题是提供一种测量装置和方法，使得可以按照廉价的方式精确稳定地保持经纱的张力。
根据本发明的测量装置用于测量纺织机的经纱的张力。其中，采集张力结构在纺织期间的摆动运动，并从该张力结构的运动中推导出经纱张力。为此至少具有一个二进制传感器(Geber)，其设置在张力结构的运动路径中，并在张力结构到达该传感器的位置时进行开关过程。根据本发明，只设置一个传感器，并且该一个传感器这样精确设置，使得该传感器在张力结构每次摆动运动时被操纵并执行开关过程。该传感器的信号传送到分析单元。该分析单元还具有一个时间采集装置，用于采集一个表示传感器两次开关过程之间的时间的时间值，以及一个计算单元，用于根据该时间值确定经纱的张力。
通过本发明的结构，使得可以将用于采集张力结构运动的传感器的数量减少到一个由张力结构操纵的二进制传感器。其中这样来设置该传感器，当张力结构在纺织过程中出现摆动运动时持续操纵该传感器。分析单元通过采集一个表示传感器两次开关过程之间的时间的时间值，可以从中获得经纱的张力。也就是说，基于传感器的信号和在利用一个时间信号的条件下可以获得经纱张力的模拟值。通过该模拟值可以精确调节经纱张力，就像对张力结构的位置设置了一个模拟传感器一样。
总之，通过本发明的测量装置的结构可以将张力结构上的传感器数减少到一个简单的二进制传感器，尽管如此还是可以确定经纱张力的模拟值并进行调节。也就是说，通过本发明可以减少测量装置的装置费用，其中相对于目前的常用装置而言提高了精确调节经纱张力的可能性。因此，测量结构的简化没有带来测量和控制精度的损失，而是增大了测量和控制精度。
根据本发明的优选实施方式，在张力结构上设置一个作用于传感器的传感器配合件。其中，这样设置该传感器配合件，使得该传感器配合件在传感器范围内的停留时间会影响对该传感器的操纵。在另一实施方式中特别是，该配合件越过张力结构的一个更大的运动路径而位于传感器的区域内，并因此对传感器产生一个比只有张力结构操纵传感器来说更长时间的操纵。通过该措施可以通过张力结构延长对传感器操纵的持续时间，因为与只有张力结构本身的情况相比，传感器配合件使得张力结构的摆动运动延伸了一个更大的角范围。尤其是可以这样设置传感器配合件，使得通过该传感器配合件对传感器操纵长达张力结构摆动运动的半个周期。根据另一实施方式，传感器配合件构造为接触面，该接触面使一个机械接触元件从一个末端位置开始偏转，并在此过程中产生传感器的开关过程。这对应于这样一种结构，其中传感器构造为根据路径开关的元件，并且当传感器配合件没有位于相对该二进制传感器的区域内时，该传感器位于不受操纵的末端位置，而当传感器配合件进入该二进制传感器的区域时，通过该传感器配合件将一个可以移动一个位移路径的元件尤其是垂直于张力结构的运动方向移动。通过该轴向移动产生二进制传感器的开关过程，该开关过程在传感器配合件位于二进制传感器区域内时一直保持着。
在此，根据本发明的优选实施方式，传感器是一个二进制传感器，尤其是一个按键开关，其中在操纵该按键开关时接通或断开一个电流回路，从而产生二进制的张力电信号。通过该实施方式，可以按照特别简单的方式以可由分析单元简单采用的、不需要其它转换的信号形式来产生信号。
在本发明的优选实施方式中具有一个采集纺织机的主轴旋转的传感器。该传感器的信号传送到分析单元，并作为表示时间的参数使用。通过该措施，可以按照简单的方式产生一个表示时间的信号，因为在纺织机中为了控制驱动可以采集主轴的旋转。因此，该已经设置在纺织机的其它位置处的传感器的信号也可以按照简单方式和没有附加花费地传送到分析单元。由此可以使用表示时间的信号，并且不需要其它传感器或电子器件来确定表示时间的时间值。
根据本发明的方法，为了获得纺织机的经纱的张力而具有一个分析装置，该分析装置与用于采集张力结构运动的二进制传感器连接，并从该传感器获得信号。根据本发明，向该分析装置传送恰好一个二进制传感器的信号，此外在该分析单元的时间采集装置中还采集表示时间的信号。确定一个表示该二进制传感器的两次开关过程之间的经过时间的时间值。根据该时间值在分析单元中确定经纱的张力。
通过确定经纱张力的该形式，一方面可以只分析一个传感器的信号并因此不需要其它传感器，另一方面还存在该经纱张力值的一个模拟信号，这与具有两个只确定运动末端位置的不同传感器的装置相比，可以提高精确度。
也就是说，通过本发明的方法可以减小传感器的复杂度，同时提高信号质量。
根据本发明的实施方式，在分析装置中采用一个用于产生表示时间的信号的时间测量装置。根据本发明的另一实施方式，将一个机器部件、尤其是纺织机的主轴的持续运动用作表示时间的信号，其中该机器部件的运动尤其是通过传感器来采集。
根据该优选实施方式，将一个在多数情况下在纺织机的其它位置处采集的信号传送到分析单元，并用作时间的度量。通过该措施可以简单地确定时间值，而无需附加测量费用或计算费用。
根据本发明方法的优选实施方式，预先给定时间值和经纱张力之间的关系，从而基于该预先给定的关系从时间值中推导出经纱的张力。根据优选实施方式，按照值表或特征曲线的形式预先给定该关系，从而可以从该时间值中简单地确定经纱的张力。在此，根据优选实施方式，预先从时间值中确定值对，并预先确定从中给出的经纱的张力，通过根据相邻值对的插值来推导出中间值。
根据本发明的优选实施方式，从根据张力结构预先给定的时间值和经纱张力之间的关系中确定经纱的张力。张力结构的结构确定其摆动行为或摆动特性以及通过张力结构导引的相互平行的经纱的数量及经纱的张力。从这些结构上预先给定的内容中，可以确定时间值和经纱张力之间的关系，其中可以按照数学关系的形式给出该关系，也可以按照适当的值表或特征曲线的形式给出。还可以根据这些结构内容确定经验关系，在此这对于张力结构的各个结构实施方式都是必需的，但在所有具有相同结构的张力结构中该关系是相互对应的。
根据本发明的优选实施方式，从传感器的直接连续的开关过程中确定时间值。也就是说，当通过张力结构的运动例如借助传感器配合件操纵传感器时，将传感器的两个开关瞬间中的一个(例如与一个开关过程对应的那个开关瞬间)用作测量时间值的开始。下一个开关过程则对应于通过传感器配合件操纵传感器的结束。这两个相互连续的瞬间可以用于测量，例如是从信号电平0到信号电平1的开关瞬间以及随后在分析单元上从信号电平1降至信号电平0的开关过程。
或者，还可以采用相互连续的、信号电平变化相互对应的开关过程。该开关过程对应于每次传感器的开关状态从信号电平0到信号电平1或相反的转换。
还可以采用其它相互连续或相同的开关过程用于确定要确定其时间值的时间间隔，只要确定总是采用传感器的、特定的可识别开关过程，从而为确定该时间值采集张力结构摆动运动的特定时间长度。在考虑用相互连续的开关过程进行测量的情况下，还可以测量部分时间长度。此外还可以进行直接连续或相互并行的多次测量。
这样，可以在第一周期中将传感器的0/1跃迁用作第一时间测量的开始信号，而将1/0跃迁用作结束信号，而0/1跃迁同时也是第二测量的开始信号，该测量以随后的1/0跃迁结束。基本上不是两次测量都是周期长度相等的测量，该周期长度例如是张力结构摆动运动的半个周期，这样，对于每次测量来说在时间值和从中导出的经纱张力之间存在独立的分配函数。
根据另一优选实施方式，还可以在时间上错开地进行相互并行的两次测量，其中一次测量传感器的两个1/0开关过程之间持续长度的时间值，而另一次测量采集传感器的两个0/1开关过程之间的时间。由此，两个开关过程都采集张力结构的一个完整摆动周期和对应于该摆动周期的时间值，从而仅用一个分配函数就可以从不同的值中推导出经纱的张力，但是对于该摆动的每个半周期来说有一个经纱张力的新测量值可用。该措施在张力结构运动速度的很高的测量频率和很好的测量精度之间进行了折衷，并由此在与该运动速度关联的经纱张力的很高测量频率和很好测量精度之间进行了折衷。如果将一个时间值的测量持续时间设置为张力结构的一个摆动周期的倍数，则可以相应地启动更多的测量，并相互并行地实施。还可以采用超过半摆动的整数倍的测量作为测量持续时间，其中可以相互并行地实现对应数量的测量，从而对于每次半摆动都可以获得一个经纱的张力值。
【附图说明】
下面借助附图中示出的实施例解释本发明。其中示出：
图1是以示意形式示出的本发明的测量装置；以及
图2是根据本发明方法的框图。
【具体实施方式】
图1示出纺织机的示意性剖视图，也就是示意性示出的张力结构10和通过回转滚筒11来回牵引的经纱12。
张力结构由回转轴承13的回转滚筒11和复位弹簧14组成，该复位弹簧14确定张力结构的零位置，该张力结构在该零位置附近基于纺织过程中经纱的张力变化来回摆动，其中该摆动的周期长度取决于经纱的张力。此外，传感器配合件安装在该张力结构上，该传感器配合件与张力结构一起运动，并在其运动路径上设置了二进制传感器16。该二进制传感器的信号(例如张力信号)根据该传感器的开关状态采取0或1值，并传送到分析单元17。基于该二进制传感器16的信号接通时间采集装置18，并确定时间值。该时间值n传送到分析单元17的计算单元19中。在计算单元19中根据时间值n确定经纱的张力F(n)并输出。
如果时间采集装置不是一个钟表，则向时间采集装置18传送采集纺织机主轴的旋转运动的传感器20的信号。
图2示出本发明方法的流程图，其中在该方法中假设采集二进制传感器16的两个0/1开关过程之间的时间。为此，根据步骤101，一直等到第一过程从二进制传感器的开关状态0变化到开关状态1。然后在该时刻，根据步骤102，启动时间采集装置18采集时间，例如通过传感器20采集主轴21的旋转次数，并根据时间采集装置中的信号采集来增加该旋转次数。只要根据步骤103确定二进制传感器从0到1的下一个跃迁还没有发生，就一直进行下去。因此一直重复步骤102。
一旦在步骤103中确定二进制传感器从0到1的下一个开关过程发生了，也就是张力结构10进行了一次完整的摆动，则结束时间测量，并将在由这两次事件限定的时间间隔内进行的主轴旋转的次数作为时间值输出，并跳至步骤104。在步骤104中，根据预定的分配函数、例如预定的特征曲线确定取决于时间值n的张力F。根据步骤105输出经纱张力F的值，并例如在控制驱动经纱的进动时，在将经纱张力调节到预定额定值的意义下采用该张力值。此外对时间值n进行复位，该时间值因此作为计数变量又用于下一次测量。然后返回步骤101。