一種織物卷繞系統及其控制方法
【專利摘要】本發明公開一種織物卷繞系統及其控制方法，主要包括支架、卷軸、滑塊、擺臂、角度傳感器、導向輪、導軌、同步帶、伺服電機、卷軸伺服電機和控制器等部件：被卷繞的織物通過導向輪及限位器的引導卷繞到卷軸上；卷軸通過其同軸卷軸帶輪驅動，而卷軸帶輪則由伺服電機驅動，伺服電機的轉速由中央控制器控制；滑塊由同步帶帶動并在導軌上滑動，同步帶由伺服電機驅動，所述伺服電機的轉速由控制器控制；擺臂安裝在滑塊上，并可繞與卷軸平行的軸線旋轉；角度傳感器安裝在擺臂上，并將當前的角度數值傳遞給控制器。本發明控制原理簡單、容易實現，可有效解決織物卷繞過程中織物卷繞密度和形狀的控制問題，提升織物在后續染整工藝中的質量。
【專利說明】一種織物卷繞系統及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及染色機械【技術領域】，具體涉及一種織物卷繞系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]目前，各種規格拉鏈、布帶、繩帶等織物及紗線的染色方式是將拉鏈、布帶、繩帶等織物及紗線卷繞在卷軸筒管上，然后利用卷軸筒管系統內部的流道將染液以一定的壓力和流動速度穿透卷繞的拉鏈、布帶、繩帶等織物及紗線，從而達到染色的目的。在實際生產中，拉鏈、布帶、繩帶等織物及紗線卷繞在卷軸筒管上，織物卷繞的密度(重疊度)是染色過程中一個重要的控制因素，需要重點控制，此外還有織物卷繞的端部形狀也是影響染色過程效率和質量的一個重要因素，因此需要加以控制。目前業界的織物卷繞都是人工設定，其卷繞密度、卷繞形狀無法得到統一，嚴重影響后續的染色質量和穩定性。因此，為了解決上述問題，有必要開發一種新型的可控制織物卷繞過程中織物卷繞的密度和卷繞形狀，以使織物在染色之前的卷繞密度和形狀得到合理控制從而保證保證織物染色的質量，提高織物染色的效率和經濟效益。
[0003]

【發明內容】

[0004]為了解決上述問題，提出了一種織物卷繞系統及其控制方法，可通過控制伺服電機(或變頻控制電機)的轉速有效控制織物卷繞過程中的密度和形狀，以提高織物在后續染整工藝中的質量。
[0005]本發明提供一種織物卷繞的控制系統及其控制方法，其技術方案是:
一種織物卷繞系統，包括支架和卷軸、滑塊、擺臂、角度傳感器、導向輪、導軌、同步帶、同步帶輪、同步帶伺服電機、卷軸帶輪和中央控制器；卷軸通過其同軸卷軸帶輪驅動，而卷軸帶輪則由卷軸伺服電機驅動，卷軸伺服電機的轉速由中央控制器控制；滑塊由同步帶帶動并在導軌上滑動，導向輪安裝在滑塊的一側；擺臂安裝在滑塊的下端，并能繞與卷軸平行的軸線旋轉；角度傳感器安裝在擺臂上，用于將當前的擺臂與豎直方向之間的角度數值傳遞給中央控制器；被卷繞的織物通過導向輪及限位器的引導卷繞到卷軸上，同步帶的同步帶輪由同步帶伺服電機驅動，所述伺服電機的轉速由中央控制器控制；被卷繞的織物通過導向輪及限位器的引導卷繞到卷軸上。
[0006]所述同步帶及同步帶輪安裝在導軌上開有的槽中。卷軸位于導軌的下方。
[0007]上述織物卷繞系統的控制方法包括:在中央控制器中設定經軸上卷繞的織物形狀的各個參數，包括初始卷繞半徑Rl、倒角起始半徑R2、卷繞終止半徑R3、倒角A、卷繞的最大長度L，被卷繞的織物寬度W，以及織物卷繞的重疊度c (為百分比);中央控制器接收角度傳感器所提供的當前擺臂與豎直方向的角度B;中央控制器根據上述各參數，控制同步帶伺服電機的轉速Wl和擺臂位置X，和卷軸伺服電機的轉速W2 ;設定擺臂位于卷軸中點的時候位置為O ;那么卷繞系統的控制方法如下: 中央控制器根據角度傳感器所獲得的角度B，計算當前卷繞織物的半徑R=h*sinB，其中h為擺臂旋轉軸線與卷軸軸線的距離；
當Re (R1，R2]時，則同步帶伺服電機控制的擺臂位置Xe [-L/2，L/2];當Re (R2,R3]時，則同步帶伺服電機控制的擺臂位置Xe [-(L/2-(R-R2)tanA), L/2-(R-R2) tanA];
同步帶伺服電機的轉速Wl和卷軸伺服電機的轉速W2應該滿足公式:w*(1-c)*W2=2 π *Wl*r，其中r是同步帶輪的半徑。根據前述所確定的伺服電機位置參數，確定伺服電機的轉速W1，根據上述公式計算獲得卷軸伺服電機的轉速W2并對其進行控制。
[0008]進一步地，所述卷軸上織物的卷繞形狀通常設定為倒角的形式，也可以根據需要任意設定，例如圓角等。如果設定卷繞形狀為任意形式，則應在控制器中對該卷繞形狀進行離散，并按卷繞物逐層設定卷繞每層的收縮量山從而修正前述的擺臂位置X e [-(L/2-d),L/2-d]。
[0009]相對于現有技術，本發明具有以下優點:
本發明與現有技術相比，可以通過控制擺臂伺服電機和卷繞電機的速度，從而有效的控制織物卷繞的密度和形狀，本控制系統簡單、容易實現，可有效提高織物在后續染整工藝中的質量，提高織物染整的經濟效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發明的一種織物卷繞系統的結構示意圖。
[0011]圖2是本發明的織物卷繞形狀示意圖。
[0012]圖中，1-支架；2-卷軸；3-滑塊；4_擺臂；5_角度傳感器；6_導向輪；7-導軌；8-同步帶；9_伺服電機(或變頻控制電機)；10-卷軸帶輪；11-控制器；12-限位器；13_同步帶輪。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]下面將結合具體實施例對本發明作進一步說明，但不限于此。
[0015]如圖1所示，一種織物卷繞系統，主要包括支架1、卷軸2、滑塊3、擺臂4、角度傳感器5、導向輪6、導軌7、同步帶8、同步帶伺服電機9、卷軸帶輪10和中央控制器11 (可用PLC控制器實現)等部件，被卷繞的織物通過導向輪6及限位器12的引導卷繞到卷軸2上；卷軸2通過其同軸卷軸帶輪10驅動,而卷軸帶輪則由卷軸伺服電機(未畫出)驅動，卷軸伺服電機的轉速由中央控制器11控制；滑塊3由同步帶8帶動并在導軌7上滑動，同步帶8由同步帶伺服電機9驅動，所述同步帶伺服電機9的轉速由中央控制器11控制；擺臂4安裝在滑塊3下端，并可繞與卷軸平行的軸線旋轉；角度傳感器5安裝在擺臂4上，并將當前的角度數值傳遞給中央控制器11。
[0016]用戶可以在中央控制器11中設定經軸上卷繞的織物形狀的各個參數，包括初始卷繞半徑R1、倒角起始半徑R2、卷繞終止半徑R3、倒角A、卷繞的最大長度L，被卷繞的織物寬度w，以及織物卷繞的重疊度c (為百分比)；中央控制器11接收角度傳感器5所提供的當前擺臂與豎直方向的角度B ;中央控制器11根據上述各參數，控制同步帶伺服電機9的轉速Wl和擺臂沿著卷軸軸線方向的位置X(同步帶伺服電機9可以通過控制器自動控制該位置)，和卷軸伺服電機的轉速W2 ;設定擺臂位于卷軸中點的時候位置為O ;那么卷繞系統的控制方法如下:
(a)中央控制器11根據角度傳感器5所獲得的角度B，計算當前卷繞織物的半徑R=h*sinB,其中h為擺臂旋轉軸線與卷軸軸線的距離；
(b)當Re(R1，R2]時，則同步帶伺服電機9控制的擺臂位置Xe [-L/2, L/2];當!?￡(R2，R3]時，則同步帶伺服電機9控制的擺臂位置Xe [-(L/2-(R-R2) tanA)，L/2-(R-R2)tanA];
(c)同步帶伺服電機9的轉速Wl和卷軸伺服電機的轉速W2應該滿足公式:w* (1-c) *W2=2 π *Wl*r，其中r是同步帶輪13的半徑。根據權利2.2的所確定的伺服電機位置參數，確定伺服電機的轉速W1，根據上述公式計算獲得卷軸伺服電機的轉速W2并對其進行控制。
[0017]所述卷軸上織物的卷繞形狀通常設定為倒角的形式，也可以根據需要任意設定，例如圓角等。如果設定卷繞形狀為任意形式，則應在控制器中對該卷繞形狀進行離散(通過人工在控制器中設定卷繞形狀上足夠多的點以擬合該形狀)，并按卷繞物逐層設定卷繞每層的收縮量d，從而修正前述的伺服電機位置Xe [-(L/2-d), L/2-d]。
[0018]如圖2所示是本發明一種典型的卷繞形式,其中卷軸半徑Rl=150mm,倒角起始半徑R2=200mm，卷繞終止半徑為R3=400mm，倒角為A=45度，卷軸纏繞長度為L=1500mm，被卷繞的織物寬度為w=15mm,重疊度c=50%,擺臂旋轉軸線與卷軸軸線的距離h=950mm,同步帶輪半徑r=20mm (以上尺寸還可以根據實際需求進行調整)，根據控制方法，則有:
(a)當前卷繞織物的半徑R=950*sinB;
(b)當Re (150,200]時，則控 制伺服電機的位置 Xe [-750, 750] ；^Re (200,400]時，則控制伺服電機的位置 X e [-(750-(R-200) tanA), 750-(R-200) tanA];
(c)控制伺服電機的轉速Wl和卷軸伺服電機的的轉速W2應該滿足公式:W2=16.75*W1，根據伺服電機的位置參數確定其轉速W1，并以上述公式計算獲得卷軸伺服電機的轉速W2并對其進行控制。
[0019]實驗效果表明，本發明的控制系統和控制方法可以有效控制織物卷繞的密度和卷繞形狀，并且具有可靠的穩定性。通過織物卷繞過程的卷繞密度和卷繞形狀的主動控制，可明顯提升織物在后續印染過程質量。
[0020]根據上述說明書的揭示和教導，本發明所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發明的一些修改和變更也應當落入本發明的權利要求的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種織物卷繞系統，包括支架(I)和卷軸(2)，其特征在于還包括滑塊(3)、擺臂(4)、角度傳感器(5)、導向輪(6)、導軌(7)、同步帶(8)、同步帶輪(13)、同步帶伺服電機(9)、卷軸帶輪(10)和中央控制器(11);卷軸(2)通過其同軸卷軸帶輪(10)驅動,而卷軸帶輪(10)則由卷軸伺服電機驅動，卷軸伺服電機的轉速由中央控制器(11)控制；滑塊(3)由同步帶(8)帶動并在導軌(7)上滑動，導向輪(6)安裝在滑塊(3)的一側；擺臂(4)安裝在滑塊(3)的下端，并能繞與卷軸平行的軸線旋轉；角度傳感器(5)安裝在擺臂(4)上，用于將當前的擺臂與豎直方向之間的角度數值傳遞給中央控制器(11);被卷繞的織物通過導向輪(6)及限位器(12)的引導卷繞到卷軸(2)上，同步帶(8)的同步帶輪(13)由同步帶伺服電機(9)驅動，所述伺服電機的轉速由中央控制器(11)控制；被卷繞的織物通過導向輪(6)及限位器(12)的引導卷繞到卷軸(2)上。
2.根據權利要求1所述的一種織物卷繞系統，其特征在于所述同步帶(8)及同步帶輪(13)安裝在導軌(7)上開有的槽中。
3.根據權利要求1所述的一種織物卷繞系統，其特征在于卷軸(2)位于導軌(7)的下方。
4.用于權利要求1所述織物卷繞系統的控制方法，其特征在包括: 在中央控制器(11)中設定經軸上卷繞的織物形狀的各個參數，包括初始卷繞半徑R1、倒角起始半徑R2、卷繞終止半徑R3、倒角A、卷繞的最大長度L，被卷繞的織物寬度w，以及織物卷繞的重疊度c ； 中央控制器(11)接收角度傳感器(5 )所提供的當前擺臂與豎直方向之間的角度B;中央控制器(11)根據上述各參數和角度B，控制同步帶伺服電機(9)的轉速Wl和擺臂沿著卷軸軸線方向的位置X，和卷軸伺服電機的轉速W2 ;設定擺臂位于卷軸中點的時候位置為O ;中央控制器(11)的控制方法如下: 2.1中央控制器(11)根據角度傳感器(5)所獲得的角度B，計算當前卷繞織物的半徑R=h*sinB,其中h為擺臂旋轉軸線與卷軸軸線的距離； 2.2當Re (R1, R2]時，則同步帶伺服電機(9)控制的擺臂位置X e [-L/2, L/2]；當Re (R2，3]時，則同步帶伺服電機(9)控制的擺臂位置X e [-(L/2-(R-R2)tanA)，L/2-(R-R2)tanA]; 2.3同步帶伺服電機(9)的轉速Wl和卷軸伺服電機的轉速W2滿足公式:w* (1-c) *W2=2 π *W1打，其中r是同步帶輪(13)的半徑；根據2.2所確定的擺臂位置參數，確定同步帶伺服電機的轉速W1，根據上述公式計算獲得卷軸伺服電機的轉速W2并對其進行控制。
5.根據權利要求2所述的控制方法，其特征在于:所述卷軸上織物的卷繞形狀設定為倒角的形式或任意，如果設定卷繞形狀為任意形式，則應在控制器中對該卷繞形狀進行離散，并按卷繞物逐層設定卷繞每層的收縮量山從而修正2.2所述的伺服電機位置X ε [— (L/2—d), L/2_d]。
【文檔編號】B65H54/10GK103552883SQ201310453670
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】蕭振林 申請人:蕭振林