專利名稱：用于精紡機的管紗直徑估計設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于精紡機的管紗直徑估計設(shè)備和管紗直徑估計方法，該精紡機通過 鋼領(lǐng)板的上升操作將紡線纏繞在筒管上來形成管紗。
背景技術(shù)：
精紡機重復(fù)地使鋼領(lǐng)板上升和下降，以使鋼領(lǐng)板沿著筒管的軸向逐漸地移動，并 將紡線纏繞在筒管周圍，從而形成管紗。使纏繞在單個筒管上的紡線的量最大化，可以提高 管紗的生產(chǎn)效率。然而，若管紗的最大直徑超過預(yù)先確定的直徑，則管紗會與設(shè)在鋼領(lǐng)板上 的鋼領(lǐng)摩擦。為了得到管紗的最大允許直徑，可以預(yù)先進行紡紗試驗。然而，每當(dāng)改變紡線類型 的條件(種類、計數(shù)、捻數(shù))、上升的條件(動程條件、管紗形狀、筒管形狀)時都需要進行該紡 紗試驗。這降低了精紡機的生產(chǎn)率。因此，期望能對管紗的最大允許直徑進行估計。日本專利特開No. 5-321046公開了一種用于粗紡機的全筒管直徑計算設(shè)備，其 可以估計全筒管直徑(最大管紗直徑)。在粗紡機中使用的纏繞方法中，每在筒管上層壓一層紡線，鋼領(lǐng)板的上升操作中 的上升長度縮短。上升操作中的反轉(zhuǎn)位置(即肩角)是預(yù)先已知的。另外，由于筒管的形狀 為柱形，所以容易基于每層纏繞的粗紗的直徑的增加量和肩角來對粗紡機中管紗的形狀進 行估計。在上述的全筒管直徑計算設(shè)備中，全筒管直徑(最大管紗直徑)的計算基于紡紗條 件，例如初始上升高度、肩角、每單位長度的線圈長、用于形成整個筒管的纏繞的粗紗的長 度、每層纏繞的粗紗的直徑的增加量。具體而言，全筒管直徑的計算基于上述文獻公開的表 達式。文獻中的表達式用于在事先已知肩角和纏繞的粗紗的直徑的增加量的情況下計算全
筒管直徑。然而，肩角并非精紡機中使用的參數(shù)。另外，精紡機的纏繞方法不同于粗紡機的纏 繞方法。因此，上述文獻公開的表達式無法用于計算精紡機的管紗最大直徑
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種管紗直徑估計設(shè)備和管紗直徑估計方法，即使 紡紗條件改變，也能不用進行紡紗試驗來對精紡機中的管紗的最大直徑進行估計。為達到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于精紡機的管紗直徑估 計設(shè)備，該精紡機通過鋼領(lǐng)板的上升操作將紡線纏繞在筒管上來形成管紗。所述設(shè)備包括 計算單元、記錄單元、輸入單元以及估計單元。計算單元通過使用在紡紗操作中使用的筒管 的特定的筒管高度測量的紡線部直徑和紡紗操作中的上升操作條件，計算紡線部直徑基本 單位。記錄單元將紡線部直徑基本單位與紡紗操作中的紡線類型條件一起進行記錄。輸入 單元輸入紡線類型條件和上升操作條件。在與通過輸入單元輸入的紡線類型條件匹配的紡 線類型條件與紡線部直徑基本單位一起被記錄在記錄單元內(nèi)時，估計單元通過使用與輸入的紡線類型條件和輸入的上升操作條件相應(yīng)的紡線部直徑基本單位，估計最大管紗直徑。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于精紡機的管紗直徑估計方法，該精紡機 通過鋼領(lǐng)板的上升操作將紡線纏繞在筒管上來形成管紗。該方法包括對紡紗操作中使用 的筒管的特定的筒管高度的紡線部直徑進行測量；通過使用該測量的紡線部直徑和紡紗操 作中的上升操作條件，計算紡線部直徑基本單位；將紡線部直徑基本單位與紡紗操作中的 紡線類型條件一起進行記錄；以及在與輸入的紡線類型條件匹配的紡線類型條件與紡線部 直徑基本單位一起被記錄在記錄單元內(nèi)時，通過使用與輸入的紡線類型條件和上升操作條 件相應(yīng)的紡線部直徑基本單位，估計最大管紗直徑。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的鋼領(lǐng)精紡機的示意圖； 圖2A是顯示通過圖1的精紡機執(zhí)行的管紗的形成過程的圖； 圖2B是解釋通過圖1的精紡機執(zhí)行的動程運動的曲線圖3A是用于圖1的精紡機所使用的筒管的形狀和管紗形狀的解釋說明的側(cè)視圖； 圖3B是用于在單個動程運動和成形步驟中纏繞的紡線的量的解釋說明的曲線圖； 圖4是顯示紡紗試驗的步驟的流程圖； 圖5是顯示最大管紗直徑估計程序的流程圖；以及 圖6是顯示最大管紗直徑估計程序的流程圖。
具體實施例方式參照圖1至圖6描述本發(fā)明的一個實施例。如圖1所示，齒輪12固定在形成牽伸部分的前羅拉11的旋轉(zhuǎn)軸111的一端。驅(qū) 動軸13在馬達Mo的作用下旋轉(zhuǎn)。齒輪系(未示出)位于驅(qū)動軸13與齒輪12之間。通過齒 輪系，使旋轉(zhuǎn)軸111旋轉(zhuǎn)。馬達Mo為變速馬達。通過包裹于錠子14周圍的錠帶和固定于驅(qū)動軸13的滾盤，使錠子14旋轉(zhuǎn)。前羅 拉11和錠子14旋轉(zhuǎn)，使得來自前羅拉11的紡線的進給量(紡紗量)與纏繞于錠子14的紡 線的量始終彼此相等。它們之間的轉(zhuǎn)數(shù)比根據(jù)紡線Y的捻數(shù)來確定。在齒輪12的附近設(shè) 置有傳感器S。該傳感器S響應(yīng)前羅拉11的旋轉(zhuǎn)，輸出脈沖信號。導(dǎo)紗鉤191附接于導(dǎo)鉤板定位腳19。導(dǎo)鉤板定位腳19將通過前羅拉11進給的紡 線Y經(jīng)由導(dǎo)紗鉤191引導(dǎo)至鋼絲圈20。鋼絲圈20在鋼領(lǐng)181上滑動。動力軸17沿精紡機的長度方向設(shè)置。多個螺旋齒輪21 (圖1中僅示出1個)設(shè)置 在動力軸17上，與動力軸17 —體地旋轉(zhuǎn)。螺旋齒輪21以預(yù)先確定的間隔沿動力軸17的 軸向配置。鋼領(lǐng)板18由多個小支柱22 (圖1中僅示出1個)支撐。小支柱22由機架(未 示出)支撐成可以垂直地移動。每個小支柱22具有形成于下部的螺旋部221。螺旋部221 擰入被可旋轉(zhuǎn)地支撐在機架的預(yù)先確定的高度上的螺母件23。與螺旋齒輪21嚙合的螺旋 齒輪(未示出)，一體地形成于每個螺母件23的外周。通過相似的上升機構(gòu)，使導(dǎo)鉤板定位 腳19與鋼領(lǐng)板18同步地上升、下降。動力軸17通過齒輪系(未示出)與伺服馬達24的驅(qū)動軸聯(lián)接。伺服馬達24通過 伺服驅(qū)動器26由控制器25控制。伺服馬達24具有旋轉(zhuǎn)編碼器27。動力軸17由伺服馬達24驅(qū)動，使得動力軸17的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向可以自由改變。
動力軸17、小支柱22、螺母件23、伺服馬達24以及齒輪系形成上升設(shè)備。上升設(shè) 備通過動力軸17使鋼領(lǐng)板18和導(dǎo)鉤板定位腳19上升、下降。上升設(shè)備、牽伸部分以及錠 子驅(qū)動系統(tǒng)相互獨立且被同步控制。控制器25具有中央處理單元(CPU)29、程序存儲器(R0M)30、工作存儲器(RAM)31、 輸入接口 33、輸出接口 34以及計數(shù)器37。CPU29經(jīng)由反相器16、主馬達驅(qū)動電路35以及 輸出接口 34，與馬達Mo電連接。進一步地，CPU29經(jīng)由伺服驅(qū)動器26、伺服馬達驅(qū)動電路 36以及輸出接口 34，與伺服馬達24電連接。CPU29經(jīng)由輸入接口 33與輸入設(shè)備32連接，以交換信號。CPU29還經(jīng)由輸出接口 34與顯示設(shè)備38連接，以交換信號。計數(shù)器37與旋轉(zhuǎn)編碼器27、和CPU29連接，以交換信號。使用可逆計數(shù)器作為計 數(shù)器37。計數(shù)器37在伺服馬達24正向旋轉(zhuǎn)且從旋轉(zhuǎn)編碼器27接收到輸出脈沖時，使計數(shù) 值增加；在伺服馬達24反向旋轉(zhuǎn)且從旋轉(zhuǎn)編碼器27接收到輸出脈沖時，使計數(shù)值減少。CPU29基于程序存儲器30內(nèi)儲存的預(yù)先確定的程序數(shù)據(jù)進行工作。程序存儲器 30是只讀存儲器(ROM)。除程序數(shù)據(jù)外，程序存儲器30還儲存執(zhí)行程序所需的各種類型的 信息。各種類型的信息包括各種類型的計算表達式。工作存儲器31是隨機讀取存儲器(RAM)。工作存儲器31暫時儲存經(jīng)由輸入設(shè)備 32輸入的各種條件、CPU29的計算過程的結(jié)果。經(jīng)由輸入設(shè)備32輸入的各種條件包括紡線 類型條件、上升操作條件以及機器規(guī)格條件。上升條件包括動程條件、筒管形狀條件。紡線類型條件包括紡線的種類、計數(shù)、捻數(shù)。動程條件包括纏繞開始高度(沿著筒 管B的軸向從筒管B的下端起的高度)Lo、上升長度LT、動程長度C (如圖3B所示)、動程X 的次數(shù)(例如200次)、成形步驟的量(如圖3B所示)△、纏繞能力條件、以及動程速度。纏繞 能力指的是能纏繞在筒管B周圍的紡線的量。筒管形狀條件包括筒管長度BL、筒管上端的 直徑DE2、筒管下端的直徑DE1，如圖3A所示，機器規(guī)格條件是鋼領(lǐng)181的內(nèi)徑R。在該實施 例中，筒管B成形為近似截錐形，其下端的直徑DEl大于上端的直徑DE2。CPU29經(jīng)由輸入接口 33與傳感器S和旋轉(zhuǎn)編碼器27連接，以交換信號。CPU29基 于傳感器S輸出的信號，計算被紡紗的紡線的量。基于從旋轉(zhuǎn)編碼器27輸出的信號，CPU29 獲得鋼領(lǐng)板18的運動方向，即鋼領(lǐng)板18是下降還是上升。另外，基于計數(shù)器37的計數(shù)值， CPU29計算鋼領(lǐng)板18的位置。下面描述上述結(jié)構(gòu)的設(shè)備的操作。在機器的操作之前，經(jīng)由輸入設(shè)備32輸入紡紗 條件，包括紡線類型條件、上升操作條件(動程條件和筒管形狀條件)以及機器規(guī)格條件?；诮?jīng)由輸入設(shè)備32輸入并儲存在工作存儲器31內(nèi)的紡紗條件，CPU29同步地控 制伺服馬達24和馬達Mo。當(dāng)伺服馬達24被驅(qū)動時，動力軸17在齒輪系的作用下旋轉(zhuǎn)，螺 母件23在螺旋齒輪21的作用下旋轉(zhuǎn)。擰入螺母件23的小支柱22與鋼領(lǐng)板18 —起上升 或下降。當(dāng)伺服馬達24正向旋轉(zhuǎn)時，鋼領(lǐng)板18上升。當(dāng)伺服馬達24反向旋轉(zhuǎn)時，鋼領(lǐng)板 18下降。由前羅拉11進給的紡線Y通過導(dǎo)紗鉤191和鋼絲圈20纏繞在筒管B周圍。據(jù) 此，形成管紗28。圖2A的線F表示從紡線Y開始繞筒管B纏繞到纏繞結(jié)束(結(jié)束纏繞)的期間(纏繞 期間)鋼領(lǐng)181的高度。水平軸表示時間，垂直軸表示鋼領(lǐng)181的高度?？刂破?5重復(fù)地使鋼領(lǐng)板18上升、下降，以便在鋼領(lǐng)181的上反轉(zhuǎn)位置PU將上升行程轉(zhuǎn)換至下降行程，同 時將上反轉(zhuǎn)位置PU改變從纏繞開始起的恒定位移量Dd?？刂破?5重復(fù)地使鋼領(lǐng)板18上 升、下降，以便在鋼領(lǐng)181的下反轉(zhuǎn)位置PL將下降行程轉(zhuǎn)換至上升行程，同時將下反轉(zhuǎn)位置 PL改變從纏繞開始起的恒定位移量Du。鋼領(lǐng)板18的單個上升行程和其后的下降行程對應(yīng) 于鋼領(lǐng)板18的單個動程運動。 圖2A示出在時間點t0 (纏繞期間的開始)、時間點tl (纏繞期間的前半部)、時間 點t2 (纏繞期間的后半部)、時間點t3 (纏繞期間的結(jié)束)的纏繞于筒管B周圍的紡線的量。 標號281示出在時間點tl的管紗形狀，標號282示出在時間點t2的管紗形狀。圖2B的線T (η)表示第η次動程運動(η表示從1起的整數(shù))，線T (η+1)表示第 η+1次動程運動。在圖2Β中，水平軸表示時間，垂直軸表示鋼領(lǐng)181的高度。鋼領(lǐng)181由于 鋼領(lǐng)板18的上升行程的移動距離是動程長度C。位移量Dd和位移量Du指成形步驟量Δ， 其始終為常數(shù)。在該實施例中，線T (η) (η=1，2，3···)都具有相同的形狀。將由線T (η)表示 的單個動程運動中的上升區(qū)段分為區(qū)段Kl，Κ2和Κ3，單個動程運動中的下降區(qū)段僅是區(qū) 段Κ4。Κ1，Κ2, Κ3, Κ4區(qū)段的速度分別由VI，V2, V3, V4表示。速度VI，V2, V3是動 程上升速度，速度V4是動程下降速度。速度VI，V2, V3, V4是單個動程運動中的速度。Kl與Κ2區(qū)段之間的邊界Κ12、Κ2與Κ3區(qū)段之間的邊界Κ23是動程上升速度轉(zhuǎn)換 的位置。在該實施例中，動程下降速度沒有轉(zhuǎn)換，因此沒有設(shè)置動程下降速度轉(zhuǎn)換位置。邊 界Κ12和Κ23是單個動程運動中的轉(zhuǎn)換位置。預(yù)先通過輸入設(shè)備32將單個動程運動中的動程上升速度的速度VI、V2、V3、單個 動程運動中的動程下降速度的速度V4、單個動程運動中的轉(zhuǎn)換位置邊界Κ12、Κ23輸入到控 制器25。帶狀部分Ycu (η)示意地顯示了第η次動程運動的上升行程的管紗28的增加量。 帶狀部分Ycd (η)示意地顯示了第η次動程運動的下降行程的管紗28的增加量。帶狀部 分Ycu (η)由與上升區(qū)段Kl相應(yīng)的管紗28的增加部分Y (Κ1)、與上升區(qū)段Κ2相應(yīng)的管紗 28的增加部分Y (Κ2)、與上升區(qū)段Κ3相應(yīng)的管紗28的增加部分Y (Κ3)形成。帶狀部分 Ycd (η)是與下降區(qū)段Κ4相應(yīng)的管紗28的增加部分Y (Κ4)。與上升區(qū)段Kl相應(yīng)的、管紗28的增加部分Y (Kl)的厚度W (Kl)，是在上升區(qū)段 Kl中紡線部直徑的增加量。與上升區(qū)段Κ2相應(yīng)的、管紗28的增加部分Y (Κ2)的厚度W (Κ2)，是在上升區(qū)段Κ2中紡線部直徑的增加量。與上升區(qū)段Κ3相應(yīng)的、管紗28的增加部 分Y (Κ3)的厚度W (Κ3)，是在上升區(qū)段Κ3中紡線部直徑的增加量。與下降區(qū)段Κ4相應(yīng) 的、管紗28的增加部分Y (Κ4)的厚度W (Κ4)，是在下降區(qū)段Κ4中紡線部直徑的增加量。 紡線部直徑是從管紗28的半徑減去筒管B的半徑得到的值。動程運動的速度越慢，厚度W (K1)、W (K2)、W (K3)和W (Κ4)越大。即，單個動程運動中紡線部直徑的增加量，與動程運 動速度 VI，V2, V3, V4 的倒數(shù) 1/V1，1/V2, 1/V3, 1/V4 成比例。圖4是表示對由紡紗操作形成的全筒管的管紗28在筒管高度Hb (沿著筒管B的 軸向的從筒管B的下端Bl起的高度)的管紗直徑進行測量以在控制器25記錄紡線部 直徑基本單位Obase的流程圖。儲存在程序存儲器30內(nèi)的第一組計算表達式包括下面的表達式(1)至(4)。
Obase=OinitXOyb (Hb1Oinit)^-OsO(1) Oyb (Hb，Oinit) = Σ Oyc, η (Hb, Oinit) (2) Dbob (Hb) =DEl- (DE1-DE2) XHb + BL (3) OsO=Os-Dbob (Hb) (4)
控制器25 使用表達式(1)至(4)來計算紡線部直徑基本單位Obase。表達式(3)是計算在筒管高度Hb的筒管B的直徑Dbob (Hb)的計算表達式。表達式(4)是計算在筒管高度Hb的紡線部直徑Φ80的計算表達式。從在筒管高 度Hb測量的管紗直徑Φ s減去在筒管高度Hb的筒管直徑Dbob(Hb)得到的值Φ80，是管紗 28的紡線部在兩個位置的厚度之和(Φ81+Φ82)，(如圖3Α所示的兩個位置和Φ82)。表達式(2)是使用預(yù)先確定的初始紡線部直徑基本單位Oinit，計算在筒管高度 Hb的紡線部直徑Oyb (Hb, Oinit)的計算表達式。Oyc，η (Hb, Oinit)代表第η次動 程運動引起的在筒管高度Hb的紡線部直徑的增加量。Σ Oyc, η (Hb，Φ init)是多次(Μ 次)的動程運動引起的紡線部直徑的增加量的總和，多次的動程運動增加在筒管高度Hb的 紡線部直徑。當(dāng)給在筒管高度Hb的紡線部直徑帶來第一增加量的動程運動是第(Ν+1)次 動程運動時(其中N是整數(shù))，給在筒管高度Hb的紡線部直徑帶來增加量的動程運動是第 (Ν+1)、(Ν+2)…(Ν+Μ)次。圖3Β是用于解釋紡線部直徑的增加量Oyc，η (Hb, Φ init)的總和Σ Oyc, η (Hb, Oinit)的曲線圖。垂直軸表示從筒管B的下端Bl起的高度(參照圖3A)。線T (N+1)表示第(N+1)次動程運動。帶狀部分Ycu (N+1)示意地顯示了第(N+1) 次動程運動的上升行程的紡線部直徑的增加量。帶狀部分Ycd(N+l)示意地顯示了第(N+1) 次動程運動的下降行程的紡線部直徑的增加量。線T (N+2 )表示第(N+2 )次動程運動。帶狀部分Ycu (N+2 )示意地顯示了第(N+2 ) 次動程運動的上升行程的紡線部直徑的增加量。帶狀部分Ycd(N+2)示意地顯示了第(N+2) 次動程運動的下降行程的紡線部直徑的增加量。線T (N+j) (j是整數(shù))表示第(N+j)次動程運動。帶狀部分Ycd (N+j)示意地顯 示了第(N+j)次動程運動的下降行程的紡線部直徑的增加量。帶狀部分Ycu (N+j)示意地 顯示了第(N+j)次動程運動的上升行程的紡線部直徑的增加量。帶狀部分Ycd (N+j)示意 地顯示了第(N+j)次動程運動的下降行程的紡線部直徑的增加量。線T (N+M)表示第(N+M)次動程運動。帶狀部分Ycu (N+M)示意地顯示了第(N+M) 次動程運動的上升行程的紡線部直徑的增加量。帶狀部分Ycd(N+M)示意地顯示了第(N+M) 次動程運動的下降行程的紡線部直徑的增加量。在筒管高度Hb的帶狀部分Ycu (N+1)的厚度Wu (1)與在筒管高度Hb的帶狀部 分Ycd (N+1)的厚度W (1)之和，表示第(N+1)次動程運動導(dǎo)致的在筒管高度Hb的紡線 部直徑的增加量。在筒管高度Hb的帶狀部分Ycu (N+2)的厚度Wu (2)與在筒管高度Hb 的帶狀部分Ycd (N+2)的厚度W (2)之和，表示第(N+2)次動程運動導(dǎo)致的在筒管高度Hb 的紡線部直徑的增加量。在筒管高度Hb的帶狀部分Ycu (N+j)的厚度Wu (j)與在筒管高 度Hb的帶狀部分Ycd (N+j)的厚度W (j)之和，表示第(N+j)次動程運動導(dǎo)致的在筒管 高度Hb的紡線部直徑的增加量。在筒管高度Hb的帶狀部分Ycu (N+M)的厚度Wu (M)，表 示第(N+M)次動程運動導(dǎo)致的在筒管高度Hb的紡線部直徑的增加量。
帶狀部分Ycu (N+j)、Ycd (N+j) (j=l，2，3 …Μ)在筒管高度 Hb 的厚度 Wu (j )、 Wd (j)之和，是紡線部直徑的增加量Oyc, η (Hb, Oinit)的總和Σ Oyc, η (Hb, Oinit) ( = Oyb (Hb, Oinit)。
在上升區(qū)段Kl中的增加部分Y (Kl)的厚度W (Kl)由Oinit/Vl表示。在上升 區(qū)段K2中的增加部分Y (K2)的厚度W (K2)由Oinit/V2表示。在上升區(qū)段Κ3中的增加 部分Y (Κ3)的厚度W (Κ3)由Oinit/V3表示。在下降區(qū)段Κ4中的增加部分Y (Κ4)的厚 度 W (Κ4)由 Oinit/V4 表示。因此，在與上升區(qū)段Kl相應(yīng)的增加部分Y (K1)、與下降區(qū)段K4相應(yīng)的增加部分Y (K4)在徑向互相重疊的復(fù)合增加部的紡線部直徑的增加量即W (Kl)+W (K4)，由Oinit/ Vl + Φ init/V4表示。在與上升區(qū)段K2相應(yīng)的增加部分Y (K2)、與下降區(qū)段K4相應(yīng)的增加 部分Y (K4)在徑向互相重疊的復(fù)合增加部的紡線部直徑的增加量即W (K2)+ff (K4)，由 Φ ιΗ/ν2+Φ ιΗ/ν4表示。在與上升區(qū)段Κ3相應(yīng)的增加部分Y (Κ3)、與下降區(qū)段Κ4相 應(yīng)的增加部分Y (Κ4)在徑向互相重疊的復(fù)合增加部的紡線部直徑的增加量即W (K3)+ff (K4)，由 Oinit/V3+Oinit/V4 表示?？刂破?5 使用表達式(Oinit/Vl+Oinit/V4)、(Oinit/V2+Oinit/ V4),(Oinit/V3+Oinit/V4),計算出在筒管高度Hb的紡線部直徑的增加量Oyc，η (Hb, Oinit)的總和Σ Oyc, η (Hb, Oinit) ( = Oyb (Hb, Oinit))。使用通過測量的管紗直徑Φ s計算的紡線部直徑Φ sO、初始紡線部直徑基本單位 Φ init、以及表達式(1)至(4)，計算紡線部直徑基本單位Obase。圖5和圖6是表示用于估計最大管紗直徑Omax的最大管紗直徑估計程序的流程 圖。控制器25基于最大管紗直徑估計程序和程序存儲器30儲存的計算表達式，估計最大 管紗直徑Φ max。儲存在程序存儲器30內(nèi)的第二組計算表達式包括下面的表達式(5)至(7)。Oall (h, Obase) =Dbob (h) +Oyb (h, Obase) (5) Dbob (h) =DEl- (DE1-DE2) Xh + BL(6) Oyb (h, Obase) = Σ Oyc (h, Obase) (7)
控制器25使用表達式(5)至(7)來計算管紗直徑Oall (h, Obase).表達式(5)中 的Φ&11 (h, Obase)表示在給定的筒管高度h下的管紗直徑，是在筒管高度h的筒管B的 直徑Dbob (h)與在筒管高度h的紡線部直徑Oyb (h, Obase)之和。表達式(6)是計算在筒管高度h(沿著筒管B的軸向從筒管B的下端Bl起的高度， 圖3A中示出了一個例子)的筒管B (圖3A中示出了一個例子)的直徑Dbob (h)的計算表 達式。表達式(7)是使用之前記錄的管紗直徑基本單位Obase，計算在筒管高度h的管 紗直徑Oyb (h, Obase)的計算表達式。Oyc (h, Obase)表示單個動程運動導(dǎo)致的在筒 管高度h的紡線部直徑的增加量。Σ Oyc (h，Obase)是多次的動程運動引起的紡線部直 徑的增加量Oyc (h, Obase)的總和，多次的動程運動增加在筒管高度h的紡線部直徑。通過將圖3B所示的筒管高度Hb替換為筒管高度h，增加量Oyc (h, Obase)的總 和 Σ Oyc (h，Obase)可以由與增加量 Oyc (Hb，Φ init)的總和 Σ Oyc (Hb，Oinit)相 同的方式來進行解釋。
在上升區(qū)段Kl中的增加部分Y (Kl)的厚度W (Kl)定義為Obase/Vl。在上升區(qū)段K2中的增加部分Y (K2)的厚度W (K2)定義為ObaSe/V2。在上升區(qū)段K3中的增加部 分Y (K3)的厚度W (K3)定義為Obase/V3。在下降區(qū)段K4中的增加部分Y (K4)的厚度 W (K4)定義為 Obase/V4。因此，在與上升區(qū)段Kl相應(yīng)的增加部分Y (Kl)與下降區(qū)段K4相應(yīng)的增加部分Y (K4)在徑向互相重疊的復(fù)合增加部的紡線部直徑的增加量即W (Kl)+W (K4)，由Obase/ Vl+Obase/V4表示。在與上升區(qū)段K2相應(yīng)的增加部分Y (K2)與下降區(qū)段K4相應(yīng)的增加 部分Y (K4)在徑向互相重疊的復(fù)合增加部的紡線部直徑的增加量即W (K2)+ff (K4)，由 ObaSe/V2+ObaSe/V4表示。在與上升區(qū)段K3相應(yīng)的增加部分Y (K3)與下降區(qū)段K4相 應(yīng)的增加部分Y (K4)在徑向互相重疊的復(fù)合增加部的紡線部直徑的增加量即W (K3)+ff (K4)，由 Obase/V3+Obase/V4 表示?？刂破魇褂帽磉_式(Obase/Vl+Oinit/V4)、(Obase/V2+Obase/V4)計算出在筒 管高度h的紡線部直徑的增加量cDyC，n (h, Obase)的總和Σ Oyc, η (h, Oinit) ( = Oyb (h, C>base))。下面參照圖5和圖6的流程圖描述用于估計最大管紗直徑的方法。在步驟Si，控制器25確定測量信息Hb、Φ s是否已經(jīng)被輸入到工作存儲器31。如 果測量信息Hb、Φ s被輸入到工作存儲器31 (步驟Sl中為“是”)，則控制器25使用表達式 (1)至(4)以及測量信息Hb、c5s來計算紡線部直徑基本單位Obase (步驟S2)。在計算出 紡線部直徑基本單位Obase后，控制器25將通過輸入設(shè)備32輸入的紡線類型條件Z (種 類、計數(shù)和紡線的捻數(shù))、與計算出的紡線部直徑基本單位Obase作為一對(Z，ctbase)進 行記錄，即，將這對數(shù)據(jù)儲存在工作存儲器內(nèi)(步驟S3)。在對這對數(shù)據(jù)(Z，Obase)進行記錄后，控制器25確定是否有關(guān)于紡線類型條件 和上升操作條件的新的輸入已經(jīng)被輸入到工作存儲器31 (步驟S4)。如果沒有關(guān)于紡線類 型條件和上升操作條件的新的輸入(步驟S4中為“否”)，則控制器25前進到步驟Si。如果 有關(guān)于紡線類型條件和上升操作條件的新的輸入(步驟S4中為“是”)，則控制器25前進到 步驟S5。如果步驟Sl的確定結(jié)果為“否”(如果沒有關(guān)于測量信息Hb、Φ s的輸入)，則控制 器25前進到步驟S4。在步驟S5，控制器25確定是否有記錄的紡線類型條件與新輸入的紡線類型條件 匹配。如果有記錄紡線類型條件與新輸入的紡線類型條件匹配(步驟S5中為“是”)，則控制 器25使用與記錄的紡線類型條件和表達式(5)至(7)相應(yīng)的紡線部直徑基本單位Obase， 計算在筒管高度h的管紗直徑Φ (h, Obase).在計算出管紗直徑Φει α，Φ base)后，控制器25從管紗直徑Φει α，Obase) 中選擇最大管紗直徑Φ max。步驟S4、S5、S6和S7示出了即使新輸入的上升操作條件不同于在筒管高度Hb的 管紗直徑Φ s被測量時的上升操作條件，也能基于新輸入的上升操作條件來計算最大管紗 直徑Φπ^χ，只要通過輸入設(shè)備32輸入的紡線類型條件與記錄在控制器25內(nèi)的紡線類型條 件匹配即可。在選擇最大管紗直徑Φπ χ后，控制器25對最大管紗直徑Φπ χ與(R- δ )的大小進行比較(步驟S8)。標號δ表示具有內(nèi)徑R的鋼領(lǐng)181的內(nèi)周與管紗28的外周之間 的允許間隙的大小。當(dāng)最大管紗直徑Omax小于(R- δ )時(步驟S8中為“是”)，控制器25 允許精紡機的操作(步驟S9)。當(dāng)最大管紗直徑Omax大于或等于(R-δ )時(步驟S8中為 “否”)，控制器25命令顯示設(shè)備38顯示警告(步驟S10)，禁止精紡機的操作(步驟S11)。 如果步驟S5的確定結(jié)果是“否”，即如果新輸入的紡線類型條件與記錄在控制器 25內(nèi)的紡線類型條件不匹配，則控制器25命令顯示設(shè)備38顯示警告，指示需要測量筒管高 度Hb和管紗直徑Φ s (步驟S12)。輸入設(shè)備32是用于輸入紡線類型條件和上升操作條件的輸入單元?？刂破?5是計算單元，其使用在紡紗操作中所使用的筒管B的特定的筒管高度Hb 測量的紡線部直徑Φ80、紡紗時的上升操作條件，從而計算與紡紗時的紡線類型條件相應(yīng) 的紡線部直徑基本單位Obase。另外，控制器25還是記錄單元，將計算出的紡線部直徑基 本單位Obase與紡紗時的紡線類型條件Z —起進行記錄。而且，控制器25還是估計單元，當(dāng)與通過輸入設(shè)備32輸入的紡線類型條件匹配的 紡線類型條件與紡線部直徑基本單位Obase—起被記錄在控制器25內(nèi)時，控制器25使用 與輸入的紡線類型條件相應(yīng)的紡線部直徑基本單位Obase和輸入的上升操作條件，估計 最大管紗直徑Φ max。本實施例具有以下優(yōu)點。(1)如果通過輸入設(shè)備32輸入的紡線類型條件與工作存儲器31內(nèi)記錄的紡線類 型條件Z相匹配，則即使新輸入的上升操作條件不同于計算出紡線部直徑基本單位Cubase 的紡紗試驗時的上升操作條件，也能基于新輸入的上升操作條件來計算出最大管紗直徑 Omax0(2)為了計算紡線部直徑基本單位Obase，僅在筒管高度Hb的單個位置測量被紡 的管紗28的直徑即可。僅在筒管高度的單個位置測量管紗直徑，有助于并簡化最大管紗直 徑Omax的計算(估計)。本發(fā)明可以進行如下改變。當(dāng)記錄在工作存儲器31時，紡線部直徑基本單位Obase可以與錠子14的旋轉(zhuǎn)數(shù) 和鋼絲圈20的重量中的至少一個關(guān)聯(lián)。錠子14的旋轉(zhuǎn)數(shù)和鋼絲圈20的重量會影響在筒 管B纏繞的紡線Y的密度。如果紡線部直徑基本單位Obase記錄在工作存儲器31中，同 時與錠子14的旋轉(zhuǎn)數(shù)和鋼絲圈20的重量中的至少一個關(guān)聯(lián)，則可以進一步精確對紡線部 直徑基本單位進行歸類。這提高最大管紗直徑的估計精度。增加的纏繞條件(在纏繞的開始或結(jié)束時進行的增加量的纏繞的條件)可以用作 上升操作條件的一個要素?？梢詫映踢\動的下降區(qū)段分為兩個或更多區(qū)段。即，可以使用多個動程下降速度。在圖1的實施例中，控制鋼領(lǐng)板18的上升和下降的控制器25作為記錄單元和估 計單元發(fā)揮作用。然而，包括計算單元、記錄單元和估計單元的管紗直徑估計設(shè)備可以獨立 于控制鋼領(lǐng)板18的上升和下降的控制器。已紡管紗28的管紗直徑可以由傳感器測量。測量信息可以直接發(fā)送到控制器25 或通過輸入設(shè)備32輸入到控制器25。
動程條件可以儲存在程序存儲器30內(nèi)。動程條件是用于確定鋼領(lǐng)板18的上升和 下降運動的信息。 筒管B的形狀不限于上述實施例，在備選實施例中可以是圓柱形。
權(quán)利要求
1.一種用于精紡機的管紗直徑估計設(shè)備，所述精紡機通過鋼領(lǐng)板的上升操作將紡線 纏繞在筒管上來形成管紗，所述設(shè)備包括計算單元，通過使用在紡紗操作中使用的筒管的特定的筒管高度測量的紡線部直徑和 紡紗操作中的上升操作條件，計算紡線部直徑基本單位；記錄單元，用于將所述紡線部直徑基本單位與紡紗操作中的紡線類型條件一起進行記錄；輸入單元，用于輸入所述紡線類型條件和所述上升操作條件；以及 估計單元，其中，在與通過所述輸入單元輸入的所述紡線類型條件匹配的紡線類型條 件與紡線部直徑基本單位一起被記錄在所述記錄單元內(nèi)時，所述估計單元通過使用與輸入 的紡線類型條件和輸入的上升操作條件相應(yīng)的紡線部直徑基本單位來估計最大管紗直徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述計算單元通過使用預(yù) 先設(shè)定的初始紡線部直徑基本單位來計算在所述特定的筒管高度的所述紡線部直徑，并使 用計算的紡線部直徑、測量的紡線部直徑、以及初始紡線部直徑基本單位來計算所述紡線 部直徑基本單位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述估計單元通過使用所 述筒管的形狀條件、所述鋼領(lǐng)板的上升操作的動程條件、包括所述鋼領(lǐng)板的成形步驟量的 上升操作條件、以及紡線部直徑基本單位來估計所述最大管紗直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述動程條件包括纏繞開 始高度、上升長度、動程長度、動程的次數(shù)、以及動程速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述動程條件包括多個動 程速度和動程速度轉(zhuǎn)換位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述筒管的形狀條件包括 筒管長度、筒管上端直徑、以及筒管下端直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述紡線類型條件包括紡 線的種類、計數(shù)和捻數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述記錄單元記錄與錠子 的旋轉(zhuǎn)數(shù)和鋼絲圈的重量中的至少一個關(guān)聯(lián)的紡線部直徑基本單位。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述上升操作條件還包括 纏繞能力條件和增加的纏繞條件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述紡線部直徑僅在特 定的筒管高度的單個位置測量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于， 若所述紡線部直徑基本單位表示為Obase，所述初始紡線部直徑基本單位表示為Φ init，在所述特定的筒管高度Hb的紡線部直徑表示為Oyb (Hb, Φ init)，所述測量的管 紗直徑表示為Φ s，基于所述測量的管紗直徑Φ s計算出的紡線部直徑表示為Φ80，所述紡 線部直徑的增加量表示為Oyc，n，在特定的筒管高度Hb的筒管B的直徑表示為Dbob(Hb)， 筒管長度表示為BL，筒管上端直徑表示為DE2，筒管下端直徑表示為DE1，則所述估計單元 使用如下表達式來計算所述紡線部直徑基本單位Obase Obase=OinitX Oyb (Hb, Oinit) ^-OsOOyb (Hb，Oinit) = Σ Oyc, η (Hb, Oinit) Dbob (Hb) =DEl- (DE1-DE2) XHb + BL OsO=Os-Dbob (Hb)0
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，若在給定的筒管高度h的管紗直徑表示為c5all(h，Obase)，在給定的筒管高度h的筒 管B的直徑表示為Dbob (h)，在給定的筒管高度h的紡線部直徑表示為yb (h, Φ base)，則 所述估計單元使用如下表達式來計算在給定的筒管高度h的管紗直徑Φ&11 (h, Obase) Oall (h, Obase) =Dbob (h) +Oyb (h, Obase) Dbob (h) =DEl- (DE1-DE2) Xh + BL Oyb (h, Obase) = Σ Oyc, η (h，Obase)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管紗直徑估計設(shè)備，其特征在于，所述筒管成形為近似截 錐形。
14.一種用于精紡機的管紗直徑估計方法，通過鋼領(lǐng)板的上升操作將紡線纏繞在筒管 來形成管紗，該方法包括對紡紗操作中使用的筒管的特定的筒管高度的紡線部直徑進行測量； 通過使用該測量的紡線部直徑和紡紗操作中的上升操作條件，計算紡線部直徑基本單位；將紡線部直徑基本單位與紡紗操作中的紡線類型條件一起進行記錄；以及 在與輸入的紡線類型條件匹配的紡線類型條件與紡線部直徑基本單位一起被記錄時， 通過使用與輸入的紡線類型條件和上升操作條件相應(yīng)的紡線部直徑基本單位來估計最大管紗直徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于精紡機的管紗直徑估計設(shè)備，該精紡機通過鋼領(lǐng)板的上升操作將紡線纏繞在筒管上來形成管紗。該管紗直徑估計設(shè)備包括控制器。該控制器通過使用在紡紗操作中使用的筒管的特定的筒管高度測量的紡線部直徑和紡紗操作中的上升操作條件，計算紡線部直徑基本單位。該控制器將紡線部直徑基本單位與紡紗操作中的紡線類型條件一起進行記錄。該控制器輸入紡線類型條件和上升操作條件。在與輸入的紡線類型條件匹配的紡線類型條件與紡線部直徑基本單位一起被記錄在控制器內(nèi)時，該控制器通過使用與輸入的紡線類型條件和輸入的上升操作條件相應(yīng)的紡線部直徑基本單位來估計最大管紗直徑。
文檔編號D01H13/32GK102102249SQ201010595639
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者小島直樹 申請人:株式會社豐田自動織機