《一种条并卷机及其控制方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种条并卷机及其控制方法.pdf（11页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104178855A43申请公布日20141203CN104178855A21申请号201410396996222申请日20140813D01G27/0220060171申请人上海华鸢机电有限公司地址200241上海市闵行区东川路555号7号楼201室72发明人李从心陈宁宁沈辉朱开玉毛祖秋邹泽明张贵宝74专利代理机构上海麦其知识产权代理事务所普通合伙31257代理人董红曼54发明名称一种条并卷机及其控制方法57摘要本发明提出了一种条并卷机，包括棉卷部件、卷绕罗拉、成卷罗拉、卷绕力闭环控制系统和角度闭环控制系统；成卷罗拉通过同步带与卷绕罗拉联动；棉卷部件设置在成卷罗拉与卷绕罗拉。
2、之间，并与卷绕力闭环控制系统相连；卷绕力闭环控制系统一端与棉卷部件连接，另一端与角度闭环控制系统相连。本发明还提出了一种条并卷机的控制方法，卷绕力和成卷力能够分别调整，棉卷质量容易控制，可以进一步提高卷绕速度，具有更高的生产效率。51INTCL权利要求书2页说明书4页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书4页附图4页10申请公布号CN104178855ACN104178855A1/2页21一种条并卷机，其特征在于，包括成卷罗拉2、棉卷部件3、卷绕罗拉4、卷绕力闭环控制系统和角度闭环控制系统；所述成卷罗拉2通过同步带1与所述卷绕罗拉4联动；所述棉卷部件3设置。
3、在所述成卷罗拉2与所述卷绕罗拉4之间，并与所述卷绕力闭环控制系统相连；所述卷绕力闭环控制系统一端与所述棉卷部件3连接，另一端与所述角度闭环控制系统相连。2如权利要求1所述的条并卷机，其特征在于，所述卷绕力闭环控制系统包括力控制摆动臂5、力控制螺母6、力传感器7、力控制丝杠8和力控制伺服电机9；所述力控制摆动臂5一端与所述棉卷部件3连接，另一端通过所述力控制螺母6与所述力控制丝杠8连接；所述力传感器7设置在所述力控制摆动臂5上，并通过所述力控制螺母6固定；所述力控制丝杠8与所述力控制伺服电机9连接；所述力控制伺服电机9与所述角度闭环控制系统连接。3如权利要求1所述的条并卷机，其特征在于，所述角度。
4、闭环控制系统包括角度控制摆动臂10、套筒11、角度控制螺母12、角度控制丝杠13、角度控制伺服电机14、角度固定支承15和力控制支撑16；所述套筒11一端通过所述角度控制螺母12与所述角度控制丝杠13固定，另一端与所述卷绕力闭环控制系统连接；所述角度控制丝杠13与所述角度控制伺服电机14连接；所述角度控制伺服电机14设置在所述角度固定支承15上；所述角度控制摆动臂10一端与所述卷绕力闭环控制系统，另一端与所述力控制支撑16连接。4一种如权利要求1所述的条并卷机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一设定条并卷成形过程中的卷绕力F1和成卷力F2；步骤二根据设定的所述卷绕力F1和所述成卷力F2，。
5、通过运动仿真得到随棉卷直径增加的每一采样时刻所述棉卷部件3中心所需的拉力F0的大小值与角度值B曲线；步骤三根据所述拉力F0的大小值，卷绕力闭环控制系统调整所述拉力F0的大小；步骤四根据所述拉力F0的角度值B，角度闭环控制系统调整所述拉力F0的角度。5如权利要求4所述的条并卷机的控制方法，其特征在于，设定的所述卷绕力F1和所述成卷力F2为定值或为随棉卷直径变化的曲线。6如权利要求4所述的条并卷机的控制方法，其特征在于，所述棉卷的采样周期为1MS。7如权利要求4所述的条并卷机的控制方法，其特征在于，所述拉力F0的大小与角度可单独调整或同时调整。8如权利要求4所述的条并卷机的控制方法，其特征在于，卷。
6、绕力闭环控制系统中，力权利要求书CN104178855A2/2页3传感器7检测所述拉力F0的实际值，通过控制系统运算后，自动调整力控制伺服电机9，减少误差。权利要求书CN104178855A1/4页4一种条并卷机及其控制方法技术领域0001本发明涉及纤维纺织工艺技术领域，尤其涉及一种条并卷机及其控制方法。背景技术0002目前条并卷工艺中，采用如附图1所示的棉卷成形过程。图1中F0为气缸产生的对棉卷部件中心的拉力。F1为卷绕罗拉与棉卷之间的压力，即卷绕力，方向在卷绕罗拉与棉卷中心的连线上。F2为成卷罗拉对棉卷的压力，即成卷力，方向在成卷罗拉与棉卷部件中心的连线上。其中，F1的大小决定了棉卷的松紧。
7、。F2的大小决定了棉卷每层间是否光滑和“粘连”，是否满足精梳机对棉卷质量的要求。0003众所周知，条并卷联合机棉卷的成型好坏和精梳条的质量密切相关，棉卷成型的好坏由加压机构和所加压力决定。在棉卷卷绕过程中，如果棉卷压力过大，将发生粘卷和棉网重量不匀，如果棉卷压力过小，会造成棉卷过松。现有技术中，条并卷机只设有单个气缸17，只能通过单个气缸17调节F0的大小，并同时改变F1和F2。但是在调节F0时，往往无法同时满足卷绕力F1和成卷力F2的要求，因此只能选择一个折中的方案。不仅影响了棉卷的质量，而且也影响了成卷的速度。0004为了克服现有技术中，条并卷工艺过程无法同时满足卷绕力和成卷力的要求等缺陷。
8、，需要提出一种新的条并卷机结构，及其控制方法。发明内容0005本发明提出了一种条并卷机，包括成卷罗拉2、棉卷部件3、卷绕罗拉4、卷绕力闭环控制系统和角度闭环控制系统。0006其中，所述成卷罗拉通过同步带与所述卷绕罗拉联动；所述棉卷部件设置在所述成卷罗拉与所述卷绕罗拉之间，并与所述卷绕力闭环控制系统相连；所述卷绕力闭环控制系统一端与所述棉卷部件连接，另一端与所述角度闭环控制系统相连。0007本发明提出的条并卷机，所述卷绕力闭环控制系统包括力控制摆动臂、力控制螺母、力传感器、力控制丝杠和力控制伺服电机；所述力控制摆动臂一端与所述棉卷部件连接，另一端通过所述力控制螺母与所述力控制丝杠连接；所述力传感。
9、器设置在所述力控制摆动臂上，并通过所述力控制螺母固定；所述力控制丝杠与所述力控制伺服电机连接；所述力控制伺服电机与所述角度闭环控制系统连接。0008本发明提出的条并卷机，所述角度闭环控制系统包括角度控制摆动臂、套筒、角度控制螺母、角度控制丝杠、角度控制伺服电机、角度固定支承和力控制支撑；所述套筒一端通过所述角度控制螺母与所述角度控制丝杠固定，另一端与所述卷绕力闭环控制系统连接；所述角度控制丝杠与所述角度控制伺服电机连接；所述角度控制伺服电机设置在所述角度固定支承上；所述角度控制摆动臂一端与所述卷绕力闭环控制系统，另一端与所述力控制支撑连接。0009本发明提出的条并卷机中，成卷罗拉2、棉卷部件3。
10、、卷绕罗拉4与现有条并卷机中说明书CN104178855A2/4页5成卷罗拉、棉卷部件、卷绕罗拉相同。0010本发明提出了一种条并卷机的控制方法，包括以下步骤0011步骤一设定条并卷成形过程中的卷绕力和成卷力；0012步骤二根据设定的卷绕力和所述成卷力，通过运动仿真可以得到随棉卷直径增加每一采样时刻所述棉卷部件中心所需的拉力的大小值与角度值B曲线；0013步骤三根据所述拉力的大小值，卷绕力闭环控制系统调整所述拉力的大小；0014步骤四根据所述拉力的角度值，角度闭环控制系统调整所述角度值。0015本发明提出的条并卷机的控制方法中，步骤二中，所述拉力的大小值和角度值是由用户给定卷绕力和成卷力，通过。
11、运动仿真可以得到随棉卷直径增加每一采样时刻所述棉卷部件中心所需的拉力的大小值与角度值曲线。0016本发明提出的条并卷机的控制方法中，步骤三中，力传感器检测拉力的实际值并反馈给控制系统，控制系统通过与拉力的设定值比较，通过PID运算后，自动控制力伺服电机，使拉力的实际值与设定值之间的误差控制在3以内。0017本发明提出的条并卷机的控制方法中，设定的卷绕力和成卷力既可以为定值、也可为随棉卷直径变化的曲线值。0018本发明提出的条并卷机的控制方法中，采样周期为1MS。0019本发明提出的条并卷机的控制方法中，卷绕力和成卷力能够分别调整所述棉卷松，则可增加所述卷绕力F1的大小；若棉卷紧，则可减少所述卷。
12、绕力F1的大小；棉卷若有粘卷现象，则可减少所述成卷力F2的大小；棉卷层间若有气泡，则可增加所述成卷力F2的大小。同时，由于卷绕力F1和成卷力F2能够分别调整，棉卷质量容易控制，可以进一步提高卷绕速度，具有更高的生产效率。0020本发明是在条并卷工艺棉卷成形过程中，可以根据棉卷质量，分别控制卷绕力和成卷力，达到分别调整成卷压力和卷绕压力的目的。通过用户给定的卷绕力和成卷力，计算出棉卷成形过程中，每一采样时刻棉卷中心所需拉力的大小和方向角度，并通过力闭环控制系统和角度闭环控制系统，分别实现棉卷中心所需的拉力大小和方向角度的控制，达到分别控制卷绕力和成卷力的目的。附图说明0021图1为现有技术中并卷。
13、工艺过程的控制设备的结构示意图。0022图2为本发明条并卷机的结构示意图。0023图3为本发明条并卷机的控制方法的流程图。0024图4为本发明条并卷机的控制方法中步骤三的控制图。0025图5A为本发明条并卷工艺过程中棉卷中心所需拉力大小的曲线图。0026图5B为本发明条并卷工艺过程中棉卷中心所需拉力角度的曲线图。具体实施方式0027结合以下具体实施例和附图，对发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。说明书CN104178855A3/4页60028图1至图2中，1同步带，2成卷罗拉，3棉卷部件，。
14、4卷绕罗拉，5力控制摆动臂，6力控制螺母，7力传感器，8力控制丝杠，9力控制伺服电机，10角度控制摆动臂，11套筒，12角度控制螺母，13角度控制丝杠，14角度控制伺服电机，15角度固定支承，16力控制支承，17气缸。0029如图2所示，本发明提出的条并卷机，包括成卷罗拉2、棉卷部件3、卷绕罗拉4、卷绕力闭环控制系统和角度闭环控制系统。0030其中，成卷罗拉2通过同步带1与卷绕罗拉4联动；棉卷部件3设置在成卷罗拉2与卷绕罗拉4之间，并与卷绕力闭环控制系统相连；卷绕力闭环控制系统一端与棉卷部件3连接，另一端与角度闭环控制系统相连。0031本发明中，卷绕力闭环控制系统包括力控制摆动臂5、力控制螺母。
15、6、力传感器7、力控制丝杠8和力控制伺服电机9；力控制摆动臂5一端与棉卷部件3连接，另一端通过力控制螺母6与力控制丝杠8连接；力传感器7设置在力控制摆动臂5上，并通过力控制螺母6固定；力控制丝杠8与力控制伺服电机9连接；力控制伺服电机9与角度闭环控制系统连接。0032本发明中，角度闭环控制系统包括角度控制摆动臂10、套筒11、角度控制螺母12、角度控制丝杠13、角度控制伺服电机14、角度固定支承15和力控制支撑16；套筒11一端通过角度控制螺母12与角度控制丝杠13固定，另一端与卷绕力闭环控制系统连接；角度控制丝杠13与角度控制伺服电机14连接；角度控制伺服电机14设置在角度固定支承15上；角。
16、度控制摆动臂10一端与卷绕力闭环控制系统，另一端与力控制支撑16连接。0033如图3所示，本发明提出的条并卷机的控制方法，包括以下步骤0034步骤一设定条并卷成形过程中的卷绕力F1和成卷力F2；0035步骤二根据设定的卷绕力F1和成卷力F2，带入CAF仿真软件得到随棉卷直径增加的每一采样周期棉卷部件3中心所需的拉力F0的大小值与角度值B；0036步骤三根据拉力F0的大小值，卷绕力闭环控制系统调整拉力F0的大小；0037步骤四根据拉力F0的角度值B，角度闭环控制系统调整角度值B。0038本发明提出的条并卷机的控制方法中，设定的卷绕力F1和成卷力F2既可以为定值、也可为随棉卷直径变化的曲线值，通过。
17、运动仿真可以得到随棉卷直径增加每一采样时刻棉卷部件3中心所需的拉力F0的大小值与角度值B曲线。0039本发明提出的条并卷机的控制方法中，棉卷的采样周期为1MS，拉力F0的大小与角度可单独调整或同时调整。0040本发明提出的条并卷机的控制方法中，力传感器7检测拉力F0的实际值并反馈给控制系统。0041控制系统通过与拉力F0设定值比较，通过PID运算后，自动控制力伺服电机9，使拉力F0的实际值与拉力F0设定值之间的误差控制在3以内。0042实施例10043本实施例中的条并卷机，包括成卷罗拉2、棉卷部件3、卷绕罗拉4、卷绕力闭环控制系统和角度闭环控制系统。0044其中，成卷罗拉2通过同步带1与卷绕罗。
18、拉4同步转动，成卷罗拉2决定了棉卷每层间是否光滑和“粘连”，成卷压力大则棉卷会出现粘卷现象，卷绕压力小则棉卷的层间会说明书CN104178855A4/4页7出现气泡。卷绕罗拉4决定了棉卷的松紧，卷绕压力大则棉卷紧，卷绕压力小则棉卷松。棉卷部件3设置在成卷罗拉2与卷绕罗拉4之间偏上方，并与卷绕力闭环控制系统相连，用来将棉层卷在棉卷轴上做成棉卷。卷绕力闭环控制系统一端与棉卷部件3连接，另一端与角度闭环控制系统相连，用来调整棉卷部件中心拉力F0的大小。角度闭环控制系统，用来调整棉卷部件中心拉力F0的方向角度。0045本实施例中，卷绕力闭环控制系统包括力控制摆动臂5、力控制螺母6、力传感器7、力控制丝。
19、杠8和力控制伺服电机9。0046其中，力控制摆动臂5一端与棉卷部件3连接，另一端通过力控制螺母6与力控制丝杠8连接。力传感器7设置在力控制摆动臂5上，并通过力控制螺母6固定，用来测量拉力F0的大小。力控制丝杠8与力控制伺服电机9连接，用来传动。力控制伺服电机9与角度闭环控制系统连接。本实施例中，角度闭环控制系统包括角度控制摆动臂10、套筒11、角度控制螺母12、角度控制丝杠13、角度控制伺服电机14、角度固定支承15和力控制支撑16。套筒11一端通过角度控制螺母12与角度控制丝杠13固定，另一端与卷绕力闭环控制系统连接。角度控制丝杠13与角度控制伺服电机14连接，用来传动。角度控制伺服电机14。
20、设置在角度固定支承15上。角度控制摆动臂10一端与卷绕力闭环控制系统，另一端与力控制支撑16连接。0047本发明中，成卷罗拉2、棉卷部件3、卷绕罗拉4与现有条并卷机中棉卷部件、卷绕罗拉、成卷罗拉相同。0048实施例20049本实施例中，设定的卷绕力F1和成卷力F2，通过运动仿真可以得到随棉卷直径D增加时，在每一采样时刻，所述棉卷部件3中心所需的拉力F0的大小值曲线与角度值B曲线。0050如图5A和图5B所示，采样周期为1MS，设定的卷绕力F1和成卷力F2分别为2500KGF和1800KGF，通过运动仿真，当棉卷直径增加时，得到所需的拉力F0的曲线，以及角度值B的曲线，卷绕力闭环控制系统调和角度。
21、闭环控制系统分别根据曲线调整拉力F0的大小和方向。图5A中，竖轴为KGF，横轴为采样点；图5B中，竖轴为角度值，横轴为采样点。0051如图4所示，本实施例中，力传感器7将检测的拉力F0实际值并反馈给控制系统，控制系统通过与拉力F0设定值比较，通过PID运算后，自动控制力伺服电机9，使拉力F0实际值与设定值之间的误差控制在3以内。0052本发明通过调整棉卷中心所需拉力的大小和方向角度实现了分别控制卷绕力和成卷力的期望，达到了分别调整成卷压力和卷绕压力的目的，避免了棉卷成形过程中出现的粘连或有气泡的情况，使得棉卷质量可控，本发明进一步提高了卷绕速度，具有更高的生产效率。0053本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。说明书CN104178855A1/4页8图1说明书附图CN104178855A2/4页9图2说明书附图CN104178855A3/4页10图3图4说明书附图CN104178855A104/4页11图5A图5B说明书附图CN104178855A11。