專利名稱：一種數字化并條試驗機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種紡織機械，具體為一種用于紡制棉條或棉網的數字化并條試驗 機。
背景技術：
傳統并條機采用一臺主電動機傳動。并條機的棉條喂入、牽伸以及成形等工作均 由該主電動機拖動，因此機械傳動系統很復雜，特別是牽伸機構，齒輪傳動級數多，累積齒 隙誤差大，傳動精度和傳動效率低下，而且每次變換牽伸倍數時，都需要更換齒輪，給工藝 調整造成很大不便。此外，傳統并條機的成形機構只能成形輸出棉條，不能成形輸出棉網， 并條后的棉條還需要經過一個并卷機才能成形棉網，流程長，不適應并條小樣快速試驗的 要求。
發明內容
針對現有技術的缺點，本發明擬解決的問題是，提供一種數字化并條試驗機，該試 驗機采用數字化技術，大幅簡化機械機構，提高棉條或棉網質量，且結構簡單，操作方便，特 別適用于并條工藝的小樣快速試驗。本發明解決所述技術問題的技術方案是設計一種數字化并條試驗機，包括喂入 機構、牽伸機構、加壓機構、成形機構和以觸摸屏為界面的數字化控制系統；所述牽伸機構 為三羅拉或四羅拉牽伸機構，其特征是所述牽伸機構的各列羅拉由各自獨立的伺服驅動系 統構成；其中，前羅拉伺服驅動系統的機械結構是前羅拉依次經前羅拉萬向聯軸器、前連 接軸與前羅拉減速機的輸出軸機械連接，前羅拉減速機的輸入孔與前羅拉伺服電機輸出軸 機械連接，前羅拉減速機固裝在減速機支座上；三羅拉牽伸機構的中羅拉和后羅拉，或者四 羅拉牽伸機構的前中羅拉、后中羅拉和后羅拉伺服驅動系統的機械結構與所述前羅拉伺服 驅動系統的機械結構相同；所述各列羅拉伺服電機分別由數字化控制系統中對應的各羅拉 交流伺服驅動控制器驅動和控制；所述的成形機構由前羅拉伺服電機傳動，在所述前連接 軸上安裝有前連接軸同步帶輪，前連接軸同步帶輪經成形同步帶與成形同步帶輪連接，成 形同步帶輪安裝在成形連接軸上，成形連接軸與后緊壓羅拉機械連接，后緊壓羅拉經一對 緊壓齒輪與前緊壓羅拉機械連接。與國內外先進的生產型并條機相比，本發明數字化并條試驗機的牽伸機構四列羅 拉由相應的伺服電機直接傳動，機構簡單，避免了大量齒輪裝置造成各列羅拉轉速的波動， 有利于提高牽伸的穩定性和所紡條子的質量，當需要改變牽伸倍數等工藝參數時，無需更 換齒輪，只需改變各個相應伺服電機的轉速，且直接通過觸摸屏修改工藝參數即可實現；成 形機構既可成形為棉條，也可成形為棉網；操作方便，特別適用于小樣快速試驗需要。本發 明數字化控制系統基于可編程控制器、觸摸屏、伺服驅動、計算機技術等數字化技術設計， 可實現試紡過程中各種工藝參數的在線監測、顯示、自動控制和自動調節，以及設備運行中 的自動監測、自動停車等功能。
圖1為本發明數字化并條試驗機一種實施例的整體結構示意圖；圖2為本發明數字化并條試驗機一種實施例的數字化控制系統結構示意圖；圖3是本發明數字化并條試驗機一種實施例的牽伸機構結構示意圖；圖4是本發明數字化并條試驗機一種實施例的成形機構結構示意圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例及其附圖對本發明做更詳細的描述本發明數字化并條試驗機(以下簡稱并條機，參見圖1-4)，包括喂入機構、牽伸機 構、加壓機構、成形機構和以觸摸屏為界面的數字化控制系統，所述的牽伸機構為三羅拉牽 伸機構或者四羅拉牽伸機構，實施例以四羅拉牽伸機構為例說明，即前羅拉11、前中羅拉 12、后中羅拉13和后羅拉14，其特征是所述的前羅拉11依次經前羅拉萬向聯軸器115、前 連接軸114、與前羅拉減速機112的輸出軸機械連接，前羅拉減速機112的輸入孔與前羅拉 伺服電機111的輸出軸機械連接，前羅拉減速機112固裝在減速機支座15上；前中羅拉12 依次經前中羅拉萬向聯軸器125、前中連接軸124與前中羅拉減速機122的輸出軸機械連 接，前中羅拉減速機122的輸入孔與前中羅拉伺服電機121的輸出軸機械連接，前中羅拉減 速機122固裝在減速機支座15上；后中羅拉13依次經后中羅拉萬向聯軸器135、后中連接 軸134與后中羅拉減速機132的輸出軸機械連接，后中羅拉減速機132的輸入孔與后中羅 拉伺服電機131的輸出軸機械連接，后中羅拉減速機132固裝在減速機支座15上；后羅拉 14依次經后羅拉萬向聯軸器145、后連接軸144與后羅拉減速機142的輸出軸機械連接，后 羅拉減速機142的輸入孔與后羅拉伺服電機141的輸出軸機械連接，后羅拉減速機142固 裝在減速機支座15上；所述的電機，即前羅拉伺服電機111、前中羅拉伺服電機121、后中羅 拉伺服電機131和后羅拉伺服電機141均為獨立的伺服電機，并分別由所述的數字化控制 系統的交流伺服驅動控制器，即前羅拉交流伺服驅動控制器531、前中羅拉交流伺服驅動控 制器532、后中羅拉交流伺服驅動控制器533和后羅拉交流伺服驅動控制器534驅動和控 制。實施例的四羅拉牽伸機構的具體結構是在牽伸機構中，前羅拉減速機112安裝 在減速機支座15上固定不動，前羅拉伺服電機111的輸出軸與前羅拉減速機112的輸入孔 機械連接，前羅拉減速機112的輸出軸經前聯軸器113與前連接軸114的一端連接，前羅拉 萬向聯軸器115 —端與前連接軸114連接，另一端與前羅拉11連接；前中羅拉減速機122 安裝在減速機支座15上固定不動；前中羅拉伺服電機121的輸出軸與前中羅拉減速機122 的輸入孔機械連接，前中羅拉減速機122的輸出軸經前中聯軸器123與前中連接軸124的 一端連接，前中羅拉萬向聯軸器125 —端與前中連接軸124連接，另一端與前中羅拉12連 接；后中羅拉減速機132安裝在減速機支座15上固定不動，后中羅拉伺服電機131的輸出 軸與后中羅拉減速機132的輸入孔機械連接，后中羅拉減速機132的輸出軸經后中聯軸器 133與后中連接軸134的一端連接，后中羅拉萬向聯軸器135 —端與后中連接軸134連接， 另一端與后中羅拉13連接；后羅拉減速機142安裝在減速機支座15上固定不動，后羅拉伺 服電機141的輸出軸與后羅拉減速機142的輸入孔機械連接，后羅拉減速機142的輸出軸經后聯軸器143與后連接軸144的一端連接，后羅拉萬向聯軸器145 —端與后連接軸144連 接，另一端與后羅拉14連接。機器運轉時，前羅拉伺服電機111通過前羅拉減速機112、前 聯軸器113、前連接軸114和前羅拉萬向聯軸器115傳動前羅拉11 ；前中羅拉伺服電機121 通過前中羅拉減速機122、前中聯軸器123、前中連接軸124和前中羅拉萬向聯軸器125傳 動前中羅拉12 ；后中羅拉伺服電機131通過后中羅拉減速機132、后中聯軸器133、后中連 接軸134和后中羅拉萬向聯軸器135傳動后中羅拉13 ；后羅拉伺服電機141通過后羅拉減 速機142、后聯軸器143、后連接軸144和后羅拉萬向聯軸器145傳動后羅拉14。本發明所述的四列羅拉由相應的電機單獨直接傳動，沒有復雜的齒輪傳動系統， 不僅機構簡單，而且可避免齒輪傳動造成的轉速波動，有利于提高牽伸機構的穩定性和精 確性，提高所紡紗條的質量。本發明電機獨立傳動的牽伸機構方便調整工藝，當改變紗條品 種以及牽伸倍數時，只需改變各個相應電機的轉速即可實現，十分有利于小批多變的試驗 要求。本發明并條機實施例牽伸機構的牽伸倍數設計為2. 75 17. 6倍，可適應各種并條 牽伸工藝的需求；牽伸羅拉的隔距手動調整，結構簡單，方便快捷。本發明牽伸機構實施例雖然設計為四羅拉牽伸機構系統，但其羅拉伺服驅動系統 的機械結構和電機獨立驅動羅拉的牽伸機構設計完全適用于三羅拉牽伸機構系統。所述的成形機構由前羅拉伺服電機111傳動，在所述前連接軸114上安裝有前連 接軸同步帶輪312，前連接軸同步帶輪312經成形同步帶311與成形同步帶輪312’連接，成 形同步帶輪312’安裝在成形連接軸313上，成形連接軸313與后緊壓羅拉315機械連接， 后緊壓羅拉315經一對緊壓齒輪與前緊壓羅拉316機械連接。后緊壓羅拉315為主運動， 通過一對緊壓齒輪嚙合將動力傳遞給前緊壓羅拉316。本發明的進一步特征是，所述的成形機構還配裝有成形棉網機構，成形棉網機構 的結構是在所述成形棉條的成形連接軸313上安裝有主動成網同步帶輪321，主動成網同 步帶輪321通過成形同步帶311傳動從動成網同步帶輪321’，從動成網同步帶輪321’安 裝在卷繞軸套323上，卷繞軸套323安裝在機架上，并經卷繞軸324與圈條滾筒325機械連接。本發明并條機為適應并條小樣快速試驗的要求，設計了成形棉條和成形棉網兩種 輸出形式。換言之，本發明并條機根據工藝設計需要，既可以輸出棉條，也可以輸出棉網。當并條工藝需要輸出棉網時，可以把所述的成形棉網機構配裝上。操作時，只需將 卷繞軸套323與卷繞軸324機械連接上，并安裝好圈條滾筒325即可。當并條工藝需要輸出棉條時，卸掉成形棉網機構即可。操作上，只需將卷繞軸套 323與卷繞軸324機械連接處拆開，卸去卷繞軸324與圈條滾筒325即可。本發明實施例成形機構的具體結構是成形棉條的機械結構是，前連接軸同步帶 輪312安裝在前連接軸114上，成形同步帶輪312’安裝在成形連接軸313上，成形連接軸 313與后緊壓羅拉315 —端機械連接，后緊壓羅拉315為主運動，通過一對緊壓齒輪嚙合將 動力傳遞給前緊壓羅拉316。機器運轉時，前羅拉伺服電機111依次通過前羅拉減速機112、 前聯軸器113、前連接軸114、成形同步帶311、前連接軸同步帶輪312、成形同步帶輪312’、 成形連接軸313和成形聯軸器314傳動后緊壓羅拉315，后緊壓羅拉315為主運動，通過一 對緊壓齒輪嚙合將動力傳遞給前緊壓羅拉316，前、后緊壓羅拉上部裝有緊壓蓋板318，棉 網由牽伸機構牽伸后引出，經安放在緊壓蓋板318上的喇叭口 317后，進入前、后緊壓羅拉
5之間緊壓輸出棉條，之后棉條送入圈條筒319中。成形棉網的機械結構是在所述成形棉條機械機構的基礎上，配裝一套卷繞機構。 卷繞機構的結構是，主動成網同步帶輪321安裝在成形連接軸313上，從動成網同步帶輪 321’安裝在卷繞軸套323上，卷繞軸套323與卷繞軸324機械連接，圈條滾筒325與卷繞 軸324機械連接。機器運轉時，前羅拉伺服電機111依次通過前羅拉減速機112、前聯軸器 113、前連接軸114、成形同步帶311、前連接軸同步帶輪312、成形同步帶輪312’、成形連接 軸313和成形聯軸器314傳動后緊壓羅拉315，后緊壓羅拉315為主運動，通過一對緊壓齒 輪嚙合將動力傳遞給前緊壓羅拉316 ；安裝在成形連接軸上的主動成網同步帶輪321通過 從動成網同步帶輪321’、成網同步帶322、卷繞軸套323、卷繞軸324傳動圈條滾筒325。前、 后緊壓羅拉上部裝有緊壓蓋板318，棉網由牽伸機構牽伸后引出，直接經由緊壓蓋板318上 的長方孔進入前、后緊壓羅拉之間，經緊壓后輸出棉網，并卷繞在圈條滾筒325上。本發明并條機的喂入機構為現有技術。棉條42從條筒41中引出，通過輸送帶43 送入牽伸機構。本發明并條機的加壓機構為現有技術。實施例采用加壓彈簧21和加壓傳動機構 22實現牽伸機構的加壓。需要說明的是，本發明所述的“前、后”等零部件的安裝方位詞是依據生產線的操 作工位(擋車面)而言，只具有相對性，或者僅是為了敘述方便，不代表該安裝位置的唯一 性和必須性，實施例具體設計完全可以根據需要做非本質的適當的調整和變化。另外，本發 明所述的棉條、棉網為廣義解釋，它包括棉型化纖、短毛、短麻、短絲、其他棉型新纖維以及 它們之間的混紡條子或纖維網，以滿足并條試驗需求。本發明并條機所述的數字化控制系統包括觸摸屏51、可編程控制器52和交流伺 服驅動控制器。其控制結構是所述的前羅拉伺服電機111經前羅拉交流伺服驅動控制器 531與可編程控制器52連接；所述前中羅拉伺服電機121經前中羅拉交流伺服驅動控制器 532與可編程控制器52連接；后中羅拉伺服電機131經后中羅拉交流伺服驅動控制器533 與可編程控制器52連接，所述后羅拉伺服電機141經后羅拉交流伺服驅動控制器534與可 編程控制器52連接。所述前羅拉伺服電機111、前中羅拉伺服電機121、后中羅拉伺服電機 131和后羅拉伺服電機141均為獨立的伺服電機，并分別由所述的數字化控制系統的交流 伺服驅動控制器，即前羅拉交流伺服驅動控制器531、前中羅拉交流伺服驅動控制器532、 后中羅拉交流伺服驅動控制器533和后羅拉交流伺服驅動控制器534驅動和控制。所述成 形機構由所述的前羅拉伺服電機111經前羅拉交流伺服驅動控制器531與可編程控制器52 控制。本發明采用觸摸屏51為操作界面，完成人機對話的功能，設置紡紗工藝參數如牽 伸倍數、出條速度等，然后將這些工藝參數傳送給可編程控制器52對紡紗過程進行控制， 可編程控制器62將監測或計算的實時狀態傳送到觸摸屏51上顯示出來。所述的觸摸屏51 是數字化控制系統的控制中心。可編程控制器52與觸摸屏51連接，牽伸機構中，可編程控 制器52根據預先設置在觸摸屏51中的紡紗工藝參數，如牽伸倍數、出條速度等，按照相應 的傳動要求計算出四列羅拉的轉速，然后與相應的交流伺服驅動控制器(前羅拉交流伺服 驅動控制器531、前中羅拉交流伺服驅動控制器532、后中羅拉交流伺服驅動控制器533、后 羅拉交流伺服驅動控制器534)之間進行數據傳輸。由于牽伸機構的特征為四臺伺服電機
6分別獨立傳動四列羅拉，所以改變電機的轉速即可實現牽伸倍數的變換，而且可以無級調 整羅拉轉速，因此對牽伸倍數的控制相當精確，進而對棉條定量的控制理論上也非常精確。
權利要求
一種數字化并條試驗機，包括喂入機構、牽伸機構、加壓機構、成形機構和以觸摸屏為界面的數字化控制系統；所述牽伸機構為三羅拉或四羅拉牽伸機構，其特征是所述牽伸機構的各列羅拉由各自獨立的伺服驅動系統構成；其中，前羅拉伺服驅動系統的機械結構是前羅拉依次經前羅拉萬向聯軸器、前連接軸與前羅拉減速機的輸出軸機械連接，前羅拉減速機的輸入孔與前羅拉伺服電機輸出軸機械連接，前羅拉減速機固裝在減速機支座上；三羅拉牽伸機構的中羅拉和后羅拉，或者四羅拉牽伸機構的前中羅拉、后中羅拉和后羅拉伺服驅動系統的機械結構與所述前羅拉伺服驅動系統的機械結構相同；所述各列羅拉伺服驅動系統分別由數字化控制系統中對應的各羅拉交流伺服驅動控制器驅動和控制；所述的成形機構由前羅拉伺服電機傳動，在所述前連接軸上安裝有前連接軸同步帶輪，前連接軸同步帶輪經成形同步帶與成形同步帶輪連接，成形同步帶輪安裝在成形連接軸上，成形連接軸與后緊壓羅拉機械連接，后緊壓羅拉經一對緊壓齒輪與前緊壓羅拉機械連接。
2.根據權利要求1所述的數字化并條試驗機，其特征是所述牽伸機構為四羅拉牽伸機 構，由前羅拉、前中羅拉、后中羅拉和后羅拉各自獨立的四套伺服驅動系統構成；其中，所述 前中羅拉、后中羅拉和后羅拉伺服驅動系統的機械結構與前羅拉伺服驅動系統的機械結構 相同；所述前羅拉、前中羅拉、后中羅拉和后羅拉伺服驅動系統分別由數字化控制系統的前 羅拉交流伺服驅動控制器、前中羅拉交流伺服驅動控制器、后中羅拉交流伺服驅動控制器 和后羅拉交流伺服驅動控制器驅動和控制。
3.根據權利要求1所述的數字化并條試驗機，其特征在于所述的成形機構還配裝有成 形棉網機構，成形棉網機構的結構是在所述成形連接軸上安裝有主動成網同步帶輪，主動 成網同步帶輪通過成形同步帶傳動從動成網同步帶輪，從動成網同步帶輪安裝在卷繞軸套 上，卷繞軸套安裝在機架上，并經卷繞軸與圈條滾筒機械連接。
全文摘要
本發明公開一種數字化并條試驗機，其牽伸機構為三羅拉或四羅拉牽伸機構，其特征是牽伸機構的各列羅拉由各自獨立的伺服驅動系統構成；其中，前羅拉伺服驅動系統的機械結構是前羅拉依次經前羅拉萬向聯軸器、前連接軸與前羅拉減速機的輸出軸機械連接，前羅拉減速機的輸入孔與前羅拉伺服電機輸出軸機械連接，前羅拉減速機固裝在減速機支座上；其余羅拉伺服驅動系統的機械結構與前羅拉相同；各列羅拉伺服驅動系統分別由數字化控制系統中對應的各羅拉交流伺服驅動控制器驅動和控制；成形機構由前羅拉伺服電機傳動，在前連接軸上安裝有前連接軸同步帶輪，前連接軸同步帶輪經成形同步帶與成形同步帶輪連接，成形同步帶輪安裝在成形連接軸上，成形連接軸與后緊壓羅拉機械連接，后緊壓羅拉經一對緊壓齒輪與前緊壓羅拉機械連接。
文檔編號D01H5/22GK101962830SQ200910068908
公開日2011年2月2日 申請日期2009年5月18日 優先權日2009年5月18日
發明者呂漢明, 周寶明, 嵇境*, 張麗, 李廣, 董洪明, 陳慶恩, 馬崇啟 申請人:天津工業大學