针刺机及其控制方法技术领域
本发明属于无纺布制造领域，具体涉及一种针刺机及其控制
方法。
背景技术
现有针刺机是将成网纤维通过针刺后形成具有一定强度的无
纺布，在涤纶长丝无纺布生产过程中，主针刺机(上刺机)针板
上的纤尘容易堆积，当纤尘堆积到一定程度必须清理纤尘或更换
针板，否则会损坏设备。
针刺机大都不具备在线清理的换针模式功能，当需要清理纤
尘或针板更换时，采取的是全线停机的方式，对于连续性生产的
涤纶长丝无纺布生产线停机清理纤尘或换针板，不但影响生产效
率，而且导致原料消耗、电耗等费用的增加，直接影响经济效益。
少部分针刺机虽具有不停机换针板的功能，但是两种模式切换时
不稳定，存在较大随机性，正如专利文献CN02206135公开的可
切换式针刺机，不但机械结构复杂，而且切换也是随机的。如果
针刺机在线停主频时，若刺针没有退出网板，则会造成布面拉断
刺针的严重后果。
另外，针刺机在运行当中由于振动、信号干扰等导致针深与
板距发生变化，严重影响产品质量，甚至造成设备故障停机。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的针刺机更换针板的结构复
杂，且工作模式和切换模式进行切换时不稳定的问题。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种针刺机，包括：
支架和在所述支架上相对设置托网板和剥网板，所述托网板和所
述剥网板能相对运动；
设置在剥网板远离所述托网板一侧的针板，所述针板能相对
所述剥网板作往复运动，使所述针板上的针能够刺穿在所述托网
板和所述剥网板之间运动的无纺布；
设置所述支架上的用于检测所述托网板位置的托网板位置检
测传感器；及设置所述支架上的用于检测所述剥网板位置的剥网
板位置检测传感器；
控制器，用于接收所述托网板位置检测传感器和所述剥网板
位置检测传感器的检测数据，并对所述剥网板、所述托网板、所
述针板进行控制。
优选的，还包括：用于驱动所述剥网板进行运动的剥网板驱
动轴；
用于驱动所述剥网板进行运动的托网板驱动轴；
用于驱动所述针板进行往复运动的针板驱动轴。
优选的，所述控制器包括：数据存储单元，计算单元和比较
单元；
所述数据存储单元用于接收所述托网板位置检测传感器和所
述剥网板位置检测传感器检测的数据；
所述计算单元用于根据数据存储单元接收的所述托网板位置
检测传感器和所述剥网板位置检测传感器检测的数据计算针深和
板距；
所述比较单元用于对针深和板距的计算值和设定值进行比
较。
优选的，所述对所述剥网板、所述托网板、所述针板进行控
制包括：
当板距的计算值小于设定值时，控制器向托网板驱动轴发出
升高托网板的高度的指令；
或控制器向剥网板驱动轴发出降低剥网板的高度的指令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器向托网板驱动轴发出
降低托网板的高度的指令；
或控制器向剥网板驱动轴发出升高剥网板的高度的指令；
当针深的计算值小于设定值时，控制器向剥网板驱动轴发出
降低剥网板的高度的指令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器向剥网板驱动轴发出
升高剥网板的高度的指令。
优选的，包括控制针刺机在更换模式和工作模式之间进行切
换；
更换模式：
S01设定针深f和板距d的更换值f01、d01；
S02控制器分别接收托网板位置检测传感器和剥网板位置检
测传感器检测的h1和h2，并计算针深和板距的检测值f1、d1；
S03控制器比较f01、f和d01、d1，若f01不等于f或d01不
等于d1；则通过托网板驱动轴和剥网板驱动轴调整托网板和剥网
板的位置；
S04重复步骤S02和S03至板距和针深的检测值与更换值相
等；
S05降低针板驱动单元的速度，更换针板；
工作模式：
S11升高针板驱动单元的速度至工作值；
S12设定针深f和板距d的工作值f02、d02；
S13控制器分别接收托网板位置检测传感器和剥网板位置检
测传感器检测的h1和h2，并计算针深和板距的检测值f1、d1；
S14控制器比较f01、f和d01、d1，若f01不等于f或d01不
等于d1；则通过托网板驱动轴和剥网板驱动轴调整托网板和剥网
板的位置，使板距和针深的检测值与工作值相等；
S15重复步骤S13和S14至设定时间；
S16控制器停止步骤S13和S14，启动工作模式。
优选的，所述控制器分别接收托网板位置检测传感器和剥网
板位置检测传感器检测的h1和h2，并计算板距和针深的检测值
f1、d1包括：
板距检测值d1为h1和h2之差的绝对值；
针深的检测值f1为针板顶端高度与针板行程之和与h2之差
的绝对值。
本发明的针刺机及其控制方法，相对于传统的针刺机节省一
个针板及驱动单元，结构简单、节省成本；且在更换针板时不需
要使无纺布的输出电机进行停机；同时，通过对控制器的设定在
切换至工作模式后不会受针深和板距的测量值变化的干扰。
附图说明
图1：为本发明实施方式1中针刺机的结构示意图。
其中：1.支架；2.剥网板；21.剥网板位置检测传感器；22.剥
网板驱动轴；
3.托网板；31.托网板位置检测传感器；32.托网板驱动轴；
4.针板；41.针板驱动单元；5.控制器；
f为针深；
d为板距；
h1为托网板的高度；
h2为剥网板的高度。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结
合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
具体实施方式1
本实施例提供一种针刺机，包括：支架1和在所述支架1上
相对设置托网板3和剥网板2，所述托网板3和所述剥网板2能相
对运动；
设置在剥网板2远离所述托网板3一侧的针板4，所述针板4
能相对所述剥网板2作往复运动，使所述针板4上的针能够刺穿
在所述托网板3和所述剥网板2之间运动的无纺布(图中没有示
出)；
设置所述支架1上的用于检测所述托网板3位置的托网板位
置检测传感器31；及设置所述支架1上的用于检测所述剥网板2
位置的剥网板2位置检测传感器21；
控制器5，用于接收所述托网板位置检测传感器31和所述剥
网板2位置检测传感器21的检测数据，并对所述剥网板2、所述
托网板3、所述针板4进行控制。
本实施例的针刺机通过控制器5，用于接收所述托网板位置
检测传感器31和所述剥网板2位置检测传感器21的检测数据，
能够检测针深和板距的设定值和计算值之间的差异，从而使针刺
机在工作模式和切换模式之间进行切换，在无纺布驱动输出电机
不停机的情况下即可完成针板4更换，减少了停机带来的不必要
的损失；相对于传统的针刺机节省一个针板4及驱动单元，结构
简单、节省成本；同时，通过对控制器5的设定在切换至工作模
式后不会受针深和板距的测量值变化的干扰。
优选的，还包括：用于驱动所述剥网板2进行运动的剥网板
驱动轴22；
用于驱动所述剥网板2进行运动的托网板驱动轴32；
用于驱动所述针板4进行往复运动的针板驱动轴。
应当理解的是，上述的驱动轴都是有驱动电机连接的，并受
控于控制器5。
优选的，所述控制器5包括：数据存储单元，计算单元和比
较单元；
所述数据存储单元用于接收所述托网板位置检测传感器31
和所述剥网板2位置检测传感器21检测的数据；应当理解的是，
数据存储单元也可以接收各种控制参数的设定值，例如，针深和
板距的设定值。
所述计算单元用于根据数据存储单元接收的所述托网板位置
检测传感器31和所述剥网板2位置检测传感器21检测的数据计
算针深和板距；应当理解的是，计算单元也可以用于其他功能单
元控制的计算。
所述比较单元用于对针深和板距的计算值和设定值进行比
较。
优选的，所述对所述剥网板2、所述托网板3、所述针板4进
行控制包括：
当板距的计算值小于设定值时，控制器5向托网板驱动轴32
发出升高托网板3的高度的指令；
或控制器5向剥网板驱动轴22发出降低剥网板2的高度的指
令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器5向托网板驱动轴32
发出降低托网板3的高度的指令；
或控制器5向剥网板驱动轴22发出升高剥网板2的高度的指
令；
当针深的计算值小于设定值时，控制器5向剥网板驱动轴
22发出降低剥网板2的高度的指令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器5向剥网板驱动轴22
发出升高剥网板2的高度的指令。
通过上述方式可以将针深和板距调整合适，具体应用时结合
托网板3的行程，剥网板2的行程，针板4上刺针的高度及针板4
的行程进行调节，在此不再一一赘述。
实施例2
本实施例提供一种上述针刺机的控制方法，包括控制针刺机
在更换模式和工作模式之间进行切换；
更换模式：
S01设定针深f和板距d的更换值f01、d01；
也就是通过外部输入针深f和板距d的更换值f01、d01至控
制器5的数据存储单元，或者是存储于数据存储单元中。
S02控制器5分别接收托网板位置检测传感器31和剥网板2
位置检测传感器21检测的h1和h2，并计算针深和板距的检测值
f1、d1；
优选的，板距检测值d1为h1和h2之差的绝对值；
针深的检测值f1为针板4顶端高度与针板行程之和与h2之
差的绝对值；其中，针板顶端高度为针板高度和针板驱动单元41
高度之和(存储于控制器5的数据存储单元)。
S03控制器5比较f01、f和d01、d1，若f01不等于f或d01
不等于d1；则通过托网板驱动轴32和剥网板驱动轴22调整托网
板3和剥网板2的位置；
具体的调整方式如下：
当板距的计算值小于设定值时，控制器5向托网板驱动轴32
发出升高托网板3的高度的指令；
或控制器5向剥网板驱动轴22发出降低剥网板2的高度的指
令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器5向托网板驱动轴32
发出降低托网板3的高度的指令；
或控制器5向剥网板驱动轴22发出升高剥网板2的高度的指
令；
当针深的计算值小于设定值时，控制器5向剥网板驱动轴22
发出降低剥网板2的高度的指令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器5向剥网板驱动轴22
发出升高剥网板2的高度的指令。
S04重复步骤S02和S03至板距和针深的检测值与更换值相
等。
针板刺针的最高位低于剥网板2，板距(托网板3与剥网板2
间的距离)合适，无纺布面能顺利通过针刺机，不会导致挂针的
现象，达到全线不停机的目的。
S05降低针板驱动单元41的速度，更换针板4；
针板驱动单元41的电机速度降低直至停止，方便进行针板4
更换。
这样无纺布的输出电机并没有停下来，无纺布面还是能顺利
通过针刺机。对连续性生产来说，全线停机造成的损失是比较大
的。上述控制方式能在较短的时间更换针板4避免的全线停机造
成的损失。
工作模式：
S11升高针板驱动单元41的速度至工作值；
S12设定针深f和板距d的工作值f02、d02；
也就是通过外部输入针深f和板距d的工作值f02、d02至控
制器5的数据存储单元，或者是存储于数据存储单元中。
S13控制器5分别接收托网板位置检测传感器31和剥网板2
位置检测传感器21检测的h1和h2，并计算针深和板距的检测值
f1、d1；
优选的，板距检测值d1为h1和h2之差的绝对值；
针深的检测值f1为针板顶端高度与针板行程之和与h2之差
的绝对值；其中，针板顶端高度为针板高度和针板驱动单元41高
度之和(存储于控制器5的数据存储单元)。
S14控制器5比较f01、f和d01、d1，若f01不等于f或d01
不等于d1；则通过托网板驱动轴32和剥网板驱动轴22调整托网
板3和剥网板2的位置，使板距和针深的检测值与工作值相等；
具体的调整方式如下：
当板距的计算值小于设定值时，控制器5向托网板驱动轴32
发出升高托网板3的高度的指令；
或控制器5向剥网板驱动轴22发出降低剥网板2的高度的指
令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器5向托网板驱动轴32
发出降低托网板3的高度的指令；
或控制器5向剥网板驱动轴22发出升高剥网板2的高度的指
令；
当针深的计算值小于设定值时，控制器5向剥网板驱动轴22
发出降低剥网板2的高度的指令；
当板距的计算值大于设定值时，控制器5向剥网板驱动轴22
发出升高剥网板2的高度的指令。
这样针深和板距调节完成后，即针刺不再刺穿无纺布，从而
使无纺布继续在托网板3和剥网板2之间运动，到达全线不停机
的目的。
S15重复步骤S13和S14至设定时间；
这里的设定时间可以为2分钟，也可以根据应用情况调整，
网板的调整持续一段时间可以防止有测量信号产生一个干拢脉冲
时就会停止网板调整，从而网板没有调整到位。就是说至少保证
网板的调整时间大于2分钟才保证网板调整到位。
S16控制器5停止步骤S13和S14，启动工作模式。
此时控制器5步骤进行计算和比较，网板调整到位，进入工
作模式。
应当理解的是，上述的针深f和板距d的输入可以存储于控
制器的存储单元中，通过按钮在更换值和工作值之间进行切换；
使用者在使用时只需要按钮即可完成针刺机在工作模式和更换模
式之间的切换。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理
而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领
域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况
下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的
保护范围。