用于操作和控制纺织机的设备和方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于操作和控制纺织机的设备，该纺织机用于处理粗纱以使其形成由多个连续排序的部分构成的纱线，每一个部分具有预定的支数和/或捻度特征。
特别是，本发明涉及一种特别(但非排他地)适用于纺织机，诸如环锭纺纱机，的操作和控制设备。
背景技术
在现代纺织工业中，对于生产高值织物的趋向日益增加，高值织物通常具有不同于普通产品的异常的美学质量。
特别是，人们已经知道，纱线的支数或捻度特征可影响由纱线制成的织物的美学质量。
纱线支数的变化，即其沿着长度方向的标称直径的变化会导致由纱线制成的织物变厚或者变薄，使其具有令人满意的美学质量。
在这种情况下，纱线被称为“粗纺纱线”，相应的方法被称为“粗纺”。或者，考虑到某些差异，该纱线和方法被称为“多支数”。
类似地，纱线捻度的变化与其吸收染料的能力有关。同样，在这种情况下，如果巧妙地利用该特征，那么能够生产具有异常色彩特性的织物，由于人们对具有异常美学质量的织物地需要日益增加，因此人们将这样织物制成高值产品。在这种情况下，该方法和相应纱线被称为“多捻度”。
还可同时改变支数和捻度。在这种情况下，该方法和相应的纱线被称为“多支数-多捻度”。
一般地，该纱线是以这样的方式生产的，即，使其通过专门设计的牵伸和捻转装置从而在环锭纺纱机中获得所需的支数和/或捻度，在专门设计的牵伸和捻转装置中，通过适当地调节牵伸辊或者锭子的速度来改变纱线的支数或者捻度。
在GB-A-2034764中描述了一种基于上述原理的纺织机的示例。
已知还有一种产生适合的参考信号的方法，当利用纺织机的专用装置对参考信号进行适当地翻译时，参考信号调节驱动装置的速度以产生一种纱线，在该纱线中，支数或者捻度的变化对应于特定函数的数值。
在EP669414中描述了上述实施例的一种示例。
但是，通常会出现这种情况，即，上述用于生产具有特定支数和/或捻度特征的纱线的方法仅作为织物商业的实际生产过程的一部分，其生产的绝大部分包括在整个长度上具有特定支数和/或捻度特征的原纱。
因此，需要使传统机器和现代机器能够同时进行多支数、多捻度或者多支数-多捻度加工。或者，如果专门使用现代纺纱机，那么通过对它们编程以使其用作传统机器，将会增加成本。
因此，存在这样一种还未得到满足的需求，即，以一种简单且有效的方式使用现代纺纱机以能够进行粗纺、多支数、多捻度或者多支数-多捻度加工以及进行支数和捻度沿着被生产的纱线的长度保持不变的传统纺纱工艺。
【发明内容】
本发明所要解决的问题是，设计一种用于操作和控制具有结构和功能特征的纺织机的设备，能够满足上述需求以及克服现有技术中所涉及的缺陷。
利用权利要求1所述的一种操作和控制设备来解决该问题。权利要求1的从属权利要求描述了本发明所涉及的设备的其他变型实施例。最后，利用权利要求19所述的一种加工粗纱的方法来解决该问题。权利要求19的从属权利要求描述了该方法的其他变型实施例。
附图简要说明
从下面的描述中可以明显地看出本发明所涉及的设备和方法的其他特征和优点，在下面的说明中：
图1是一种环锭纺纱机的纺纱工位的示意图；
图2是图1的纺纱工位的牵伸装置的示意图，该装置与相应的驱动装置相连；
图3和图4示出了图1的纺纱工位的捻转和卷绕装置的示意图，该装置与相应的驱动装置相连；
图5是用于图1的纺纱工位的操作和控制设备的示意图。
【具体实施方式】
在本说明的其余部分中，将对作为纺织机的环锭纺纱机进行说明，该纺纱机可与本发明所涉及的操作和控制设备结合使用。
参照附图，附图标记1表示环锭纺纱机的纺纱工位的整体。
在一个优选实施例中，环锭纺纱机包括沿着纺纱框架布置的多个纺纱工位1。
每一个纺纱工位1在给料区2中具有装置4，用于供给由在先工序形成的卷绕在卷筒8上的粗纱6，所述在先工序例如为在粗纺机上进行的工序。
在每一个纺纱工位处的加工最终产品是卷绕在位于纺织机的纺纱工位1的输出工位12中的卷筒上的纱线。
因此，在一个纺纱工位中，我们可限定一个纤维加工流，该加工流从位于上游的纺纱工位的供给区2移动到相对于加工流的方向位于下游的所述纺纱工位的输出工位12。
粗纱6开始被插入到牵伸装置14中，牵伸装置14包括多个牵伸辊，这些牵伸辊与位于它们上方的空转辊接合。
在一个优选实施例中，所述牵伸装置14沿着加工流方向包括：第三牵伸辊16、第二牵伸辊18和第一牵伸辊20。所述牵伸辊分别与空转辊16′、18′和20′接合。
换言之，所述第一牵伸辊20位于第二牵伸辊18和第三牵伸辊16的下游，因此靠近纺纱工位1的输出工位12。
粗纱6以牵伸纱线22的形式离开牵伸装置14并且被插入到捻转和卷绕装置24中，或者被插入到位于捻转和卷绕装置24上游的缩合装置中。
捻转和卷绕装置24包括固定导向件26和可在由台32支撑的固定环30上转动的滑动件28。所述牵伸装置14还包括也可转动的锭子34和容纳环36。
为了进行牵伸操作，牵伸辊以沿着加工流的方向增大的不同圆周速度移动。
换言之，第三牵伸辊16的圆周速度小于或者至多等于第二牵伸辊18的圆周速度，第二牵伸辊18的圆周速度也小于或者至多等于第一牵伸辊20的圆周速度。
由于与牵伸辊接合的相应的空转辊将粗纱6压在所述牵伸辊上，因此所述粗纱不会在牵伸辊的表面上滑动，但是被拉出。
牵伸使得粗纱拉长并且使其标称直径减小，即支数成比例地减小。
牵伸纱线22被卷绕在锭子34上，使滑动件28围绕所述锭子转动并且在固定环30上滑动。牵伸纱线22在固定环30上的滑动使得纱线捻转，所述纱线接着以捻转纱线的形式被卷绕在锭子上。
同时，使台32进行垂直往复移动，从而使被捻转的纱线被卷绕在锭子上以形成卷筒。
如果锭子以R r.p.m的恒定速度转动并且牵伸装置释放S米的牵伸纱线，那么施加在一米捻转纱线上的捻度T等于R/S。
用于操作和控制纺织机的设备包括至少一个驱动装置，所述驱动装置与用于加工粗纱以生产所述纱线的操作轴相连，以便进行操作。
在一个优选实施例中，所述驱动装置可影响所述操作轴的转速，例如其中一个用于加工所述粗纱以生产所述纱线的牵伸辊的转速。
在该纺织机的一个优选实施例中，所述驱动装置对于多个纺纱工位是共用的，利用适合的传动装置使这些纺纱工位与所述驱动装置相连，这些适合的传动装置包括带、齿轮系、链等。
在一个优选实施例中，所述纺织机具有一个纺纱单元，所述纺纱单元包括多个纺纱工位，每一个纺纱工位设有牵伸装置14。每一个牵伸装置14具有与第一驱动装置42和第二驱动装置44(图2)相连的连接部件。
利用所述传动装置使所述第一驱动装置42与每一个纺纱工位的牵伸装置14的所述第二牵伸辊18和第三牵伸辊16相连，以便进行操作。
所述第一驱动装置42以这样一种方式与相应的牵伸辊相连，即，使第三牵伸辊16的圆周速度不同于，特别是低于第二牵伸辊18的圆周速度。
所述第二驱动装置44通过传动装置与第一牵伸辊20相连以便进行操作，所述传动装置提供了这样一种传动比，即，使第一牵伸辊20的圆周速度大于，或者至少等于第二牵伸辊18的圆周速度。
在另一个的实施例中，纺织机的纺纱单元还具有用于移动所述捻转和卷绕装置的驱动装置(图3和图4)。
最好，所述捻转和卷绕装置具有通过传动装置与所述捻转和卷绕装置的锭子34相连的第三驱动装置46，以便进行操作。
在另一个的实施例中，所述装置还具有第四驱动装置48，与所述台32相连以便进行操作。
本发明所涉及的操作和控制设备还包括至少一个操作装置，与至少一个驱动装置相连以便进行操作，并且能够根据参考信号操作所述驱动装置。
最好，所述操作装置可根据所述参考信号，为所述驱动装置设定预定的转速，从而为与所述驱动装置相连的相应的操作轴设定预定的转速(图5)。
在一个优选实施例中，所述设备包括操作装置49，所述操作装置49具有多个操作单元，最好为第一操作单元50、第二操作单元52、第三操作单元54和第四操作单元55。
每一个操作单元与驱动装置相连以便进行操作，用于设定预定的转速。
特别是，第一操作单元50与能够影响第三牵伸辊16和第二牵伸辊18的速度的第一驱动装置42相连，以便进行操作。第二操作单元52与能够影响第一牵伸辊20的速度的第二驱动装置44相连，以便进行操作。第三操作单元54与能够影响锭子34的转速的第三驱动装置46相连，以便进行操作。最后，第四操作单元55与能够影响台32的横动速度的第四驱动装置48相连，以便进行操作。
所述操作和控制设备还包括至少一个与所述操作装置49相连的控制装置56，以便进行操作。
所述控制装置56包括用于产生参考信号56′的第一装置，所述参考信号56′用于使所述支数和/或捻度特征沿着纱线保持恒定。
换言之，所述用于产生参考信号56′的第一装置可从与所述操作轴相关的操作传感器接收关于所述轴的操作条件的数值，并且可产生用于所述操作装置的相应的参考信号，以产生由连续排序的部分构成的纱线，所述每一个部分的支数和/或捻度基本上等于在后或者在前部分的支数和/或捻度并且等于预定值。
控制装置还包括用于产生参考信号56″的第二装置，用于产生可沿着纱线变化的支数和/或捻度特征。
换言之，所述用于产生参考信号56″的第二装置可从与所述操作轴相关的操作传感器接收关于所述轴的操作条件的数值，并且可产生用于所述操作装置的相应的参考信号，以产生由连续排序的部分构成的纱线，在所述每一个部分中具有等于预定值的支数和/或捻度。
在一个优选实施例中，纺织机具有单个控制装置56，所述控制装置56能够产生用于多个操作装置的所述参考信号。
在其他的实施例中，所述纺织机具有多个控制装置。
所述参考信号是由控制装置56产生的并且接着根据输入的控制指令使所述参考信号被送至操作装置49，所述控制指令例如是由操作者控制操作面板58以人工的方式输入的，所述操作面板58就是为此而提供的并且以可操作的方式与所述控制装置56相连。
所述操作和控制设备还包括选择装置60，其与所述控制装置相连以便进行操作，并且能够启动或者禁用所述用于产生参考信号56′的第一装置和所述用于产生参考信号56″的第二装置。
在一个实施例中，所述选择装置以这样一种方式仅启动所述用于产生参考信号56′的第一装置，即，使所述第一装置产生被送至操作装置49并且可使所述支数和/或捻度特征沿着纱线保持恒定的参考信号。
在另一个实施例中，所述选择装置以这样一种方式仅启动所述用于产生参考信号56″的第二装置，即，使所述第二装置产生被送至操作装置49并且可产生沿着纱线变化的支数和/或捻度特征的参考信号。
最好，所述选择装置60包括用于装载控制所述设备所用的相应软件的装置。
在一个优选实施例中，所述软件装载装置包括可由所述选择装置60识别的硬件键。
换言之，插入到或者与所述选择装置连接的所述硬件键由所述装置识别，所述装置根据被插入的硬件键启动所述用于产生参考信号的第一装置或者所述用于产生参考信号的第二装置。
在一个变型实施例中，用于产生参考信号的所述第一装置和所述第二装置被包括在用于产生参考信号的单个装置中。
换言之，所述用于产生参考信号的单个装置能够根据选择装置的启动，提供用于产生沿着所述纱线的支数和/或捻度特征或者沿着纱线的可变特征的信号。
例如，所述单个用于产生参考信号的装置由计算机构成，在所述计算机中，所述第二装置包括可从所述计算机上移除和/或可以以通电和/或电连接的方式与所述计算机断开的单独的卡。
在一个实施例中，所述用于产生参考信号的第二装置包括计算机，例如个人电脑或者其一部分。另一方面，所述用于产生参考信号的第一装置例如可是诸如PLC或者导电线路或者电子线路的独立的信号产生装置。
在所述操作和控制设备的一个操作条件下，所述硬件键没有被插入。
在该操作条件下，该条件被称为基本操作条件，启动装置60识别所述硬件键的缺少并且启动所述第一装置以产生用于所述控制装置56的参考信号56′。
这样，在该基本操作条件下，由控制装置56送至操作装置49的参考信号是这样的，即，能够形成具有均匀的支数和/或捻度的纱线。
最好，在该基本操作条件下，由驱动装置传递到所述操作轴上的转速在一个工序期间基本上是恒定的，以使卷绕在单个卷筒上的捻转纱线在所述纱线的整个长度上具有基本恒定的支数和/或捻度。
在另一个操作条件下，第一硬件键被插入或者连接。所述硬件键由启动装置60识别，所述启动装置60能够使所述第二装置产生参考信号56″。
在该操作条件下，该条件被称为粗纺操作条件，控制装置56检测到所述第一硬件键的存在并且装载一个相应的软件程序，所述相应的软件程序用于输入和管理执行“粗纺”工序所用的控制指令。
特别是，在一个实施例中，为了执行粗纺工序，利用所述软件能够输入包括粗纺值(即，将形成的粗纺线的纱线长度)、暂停值(即，将插入一个粗纺线和下一个粗纺线之间的纱线长度)以及倍增值(即，产生粗纺支数的加工支数所用的倍增因子)的加工指令。
以这样的方式，命令指令输入充分限定了一个粗纺工序，这是由于沿着纱线的长度具有连续排序的部分，其中一个部分具有等于粗纺值的长度和等于粗纺支数(即，标称支数与倍增值的乘积)的支数，随后的一个部分具有等于暂停值的长度和等于标称支数的支数。
用于产生参考信号56″的第二装置根据所述命令指令产生所述信号。所述信号被送至操作装置，所述操作装置操作相应的操作轴以执行所述工序。
特别是，第一驱动装置42被操作，这意味着与第三牵伸辊18和第二牵伸辊16相连以便进行操作，启动要执行的“粗纺”工序。在使所述纱线的捻度保持在预定值的情况下执行所述工序。
在另一个操作条件下，第二硬件键被插入或者连接。所述硬件键由启动装置60识别，所述启动装置60能够使所述第二装置产生参考信号56″。
在该操作条件下，该条件被称为“多支数”操作条件，控制装置56检测到所述第二硬件键的存在并且装载一个相应的软件程序，所述相应的软件程序用于输入和管理执行“多支数”工序所用的控制指令。
利用所述软件能够输入包括粗纺值(即，在需要形成的粗纺纱线上的长度)以及倍增值(即，产生粗纺支数的加工支数所用的倍增因子)的加工指令。
以这种方式，命令指令输入充分限定了一个多支数工序，这是由于沿着纱线的长度具有连续序列的部分，其中一个部分具有等于粗纺值的长度和等于粗纺支数(即，标称支数与倍增值的乘积)的支数。
用于产生参考信号56″的第二装置根据所述命令指令产生所述信号。所述信号被送至操作装置，所述操作装置操作相应的操作轴以执行所述工序。
特别是，在该“多支数”操作条件下，第一牵伸辊20的转速基本上是恒定的并且第二牵伸辊18和第一牵伸辊20的圆周速度之间随时间的变化导致所述牵伸纱线的每一个部分中的支数变化。
在另一个操作条件下，第三硬件键被插入或者连接。所述硬件键由启动装置60识别，所述启动装置60能够使所述第二装置产生参考信号56″。
在该操作条件，该条件被称为“多捻度”操作条件，控制装置56检测到所述第三硬件键的存在并且装载一个相应的软件程序，所述相应的软件程序用于输入和管理执行“多捻度”工序所用的控制指令。
特别是，在一个实施例中，为了进行所述多捻度工序，输入包括长度值(即，在要形成的捻转部分的纱线上的长度)以及倍增值(即，产生纱线部分的所需捻度的标称捻度所用的倍增因子)的加工指令。
以这种方式，命令指令输入充分限定了一个多捻度工序，这是由于沿着纱线的长度具有连续序列的部分，其中一个部分具有等于长度值的长度和等于所需捻度(即，标称捻度与倍增值的乘积)的捻度。
用于产生参考信号56″的第二装置根据所述命令指令产生所述信号。所述信号被送至操作装置，所述操作装置操作相应的操作轴以执行所述工序。
特别是，在该“多捻度”操作条件下，与第二驱动装置44相连的第一牵伸辊20的速度变化能够使所述工序被执行。
在另一个操作条件下，第四硬件键被插入或者连接，该该操作条件被称为“多支数-多捻度”操作条件。
控制装置56检测到所述第四硬件键的存在并且装载一个相应的软件程序，所述相应的软件程序用于输入和管理执行“多支数-多捻度”工序所用的控制指令。
特别是，在一个实施例中，为了进行所述多支数-多捻度工序，输入包括粗纺值(即，在要形成的捻转部分的纱线上的长度)、倍增因子(即，产生纱线部分的所需支数和所需捻度的标称支数和标称捻度所用的倍增因子)以及用于加工因子的数值的加工指令。
以这种方式，命令指令输入充分限定了一个多支数-多捻度工序，这是由于沿着纱线的长度具有连续排序的部分，其中一个部分具有等于粗纺值的长度和等于所需捻度(即，标称捻度与倍增值的乘积)的捻度。
另一方面，根据公式捻度＝因子*(标称捻度)^0.7，利用所述加工因子来计算所需捻度。
这是由于与第三和第二牵伸辊相连以便操作的第一驱动装置42以及与第一牵伸辊20相连以便操作的第二驱动装置44能够通过使被传递到相应的牵伸辊上的转速随时间变化来执行“多支数-多捻度”工序
在一个优选实施例中，所述命令指令最好被设在命令线中，每一个线包括限定构成所述纱线的每一个部分的长度和厚度的指令。
例如，在粗纺操作条件下，命令指令输入到线中，每一个线包括粗纺值、暂停值和倍增因子。
在一个实施例中，这些命令线的执行是周期性连续的。在另一个实施例中，这些命令线的执行是随机的。
显然，对关于限定多支数、多捻度或者多支数-多捻度工序的命令指令的组织，可提供类似的考虑和实施例。
本发明所涉及的操作和控制设备以一种新颖的方式被简单且有效地应用于进行粗纺、多支数、多捻度工序或者多支数-多捻度工序或者传统纺纱工序。
这是由于可利用所述选择装置最佳地启动用于产生适用于粗纺、多支数、多捻度或者多支数-多捻度工序的参考信号的装置。另外，为了满足特定要求，所述选择装置能够将所述纺织机用作一种用于执行具有恒定支数和捻度的工序的传统机器。
因此，最好，在具有恒定支数和捻度的标准生产工艺中，为进行简单的标准工艺，无需雇用为所述机器编程的专业人员或者消耗为所述机器编程所用的工作时间。
同时，如果对于粗纺纱线或者可变捻度纱线的生产具有特定的要求，那么可利用所述选择装置来产生用于执行复杂工序的参考信号。
根据另一个优选的方面，用于控制装置的命令指令被分成命令线，每一个命令线被设计成能够充分限定要生产的纱线的每一个部分的支数和/或捻度的长度和厚度，这样能够简单且快速地对机器进行编程。
显然，本领域普通技术人员能够对上述操作和控制设备进行各种改进和变型，以满足偶然和特定的要求。
在另一个实施例中，用于控制装置的命令指令在控制面板处被人工输入，但是，在另一个实施例中，利用每一个都可与相应的数据读取系统结合使用的磁介质(磁盘)、数字介质(CD-ROM)或者穿孔卡片输入所述命令指令。
显然，所有这些变型被认为是包括在由下面的权利要求所限定的本发明的保护范围内。