一种具有张力反馈与同步锁止功能的纺纱加工用绕卷设备及控制方法与流程

本发明涉及纺纱加工设备，具体涉及一种具有张力反馈与同步锁止功能的纺纱加工用绕卷设备及控制方法。

背景技术：

1、纺纱加工过程中，纱线通常需要绕卷于收卷辊上，以形成便于后续储存、运输及加工使用的卷装结构。绕卷过程中，纱线的张力稳定性、排线均匀性以及收卷辊的装夹可靠性，均会直接影响卷装成形质量及后续工序的顺利进行。因此，绕卷设备通常需要具备较好的导纱精度、同步定位能力以及运行稳定性。

2、现有纺纱加工用绕卷设备多采用电机驱动收卷辊旋转，并配合简单的导纱机构完成卷绕作业。此类设备虽然能够实现基本绕卷功能，但在实际应用中仍存在一定不足。具体而言，部分设备在收卷辊装夹过程中，左右两端的同步性和定位精度较低，容易出现偏心、松动或运行振动，从而影响卷装稳定性；部分设备在绕卷过程中缺少对纱线张力的实时检测与反馈调节，无法根据卷径变化或纱线状态及时修正绕卷参数，易导致排线不均、局部堆积甚至断线；此外，对于不同规格、不同特性的纱线，现有设备往往需要依赖人工调整导纱位置及相关运行参数，调节过程相对繁琐，且适应性有限。

3、同时，现有设备中导纱机构与装夹机构之间通常缺少有效的联动控制机制，难以实现对收卷状态与导纱过程的协同调节。当卷绕过程中出现张力波动或卷装位置偏移时，设备难以及时进行动态补偿，导致绕卷一致性和成形质量受到影响。随着纺纱加工对自动化程度和卷装质量要求的不断提高，现有绕卷设备在同步锁止、张力反馈及智能调节方面的不足愈发明显。

4、因此，有必要提供一种具有张力反馈与同步锁止功能的纺纱加工用绕卷设备及控制方法，以改善现有技术中存在的装夹不稳、张力控制不足以及排线效果不佳等问题，提高绕卷过程的稳定性和成形质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有张力反馈与同步锁止功能的纺纱加工用绕卷设备及控制方法，以解决现有技术中收卷辊装夹松动、绕卷张力不稳、排线不均及调节不便的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种具有张力反馈与同步锁止功能的纺纱加工用绕卷设备，包括底座和箱体，所述底座上方中部固定连接有箱体，所述底座上方两侧均固定连接有支撑板，所述箱体上方设有导纱组件和调节组件；导纱组件包括多级电动伸缩杆、滑块和穿线孔，所述多级电动伸缩杆输出端固定连接有滑块，所述滑块内壁两侧均与第一横杆滑动连接，所述第一横杆两端均与支撑板固定连接，所述多级电动伸缩杆外壁与支撑板固定连接；调节组件包括第二电机、齿轮、齿条、第二横杆、竖板和卡块，所述第二电机安装于箱体内部或外壁并通过输出轴带动齿轮转动，所述齿轮两侧均与齿条相啮合，所述齿条内壁均与第二横杆滑动连接，所述第二横杆两端均与箱体固定连接，所述齿条前侧均固定连接有竖板，所述竖板内壁均通过轴承转动连接有卡块；设备还包括控制器、张力检测单元和位置检测单元，所述控制器分别与第一电机、多级电动伸缩杆、第二电机、张力检测单元和位置检测单元电连接；控制器用于根据张力检测单元检测到的纱线张力值控制多级电动伸缩杆的伸出速度、行程或往复频率，并根据位置检测单元的反馈控制第二电机驱动两侧卡块同步靠近或同步复位。

4、可选地，所述张力检测单元设置于穿线孔出口侧或滑块附近，用于检测纱线在绕卷过程中的实时张力变化。

5、可选地，所述位置检测单元包括行程开关、接近开关、霍尔传感器、编码器中的任一种或多种组合，用于检测卡块是否进入收卷辊两端对应插槽。

6、可选地，所述第一电机和第二电机均为伺服电机，且均具有自锁功能。

7、可选地，所述卡块的外周设有与收卷辊两端插槽相适配的限位凸缘和或导向倒角，以提升插接定位精度。

8、可选地，所述竖板与齿条之间设置有导向套或滑动限位件，以降低齿条移动时的摆动量。

9、可选地，所述箱体前侧设有检修门，所述检修门可拆卸连接于箱体，用于对箱体内的第二电机、齿轮和齿条进行维护。

10、可选地，所述控制器预设有绕卷参数阈值，当纱线张力超过设定阈值时，控制器降低多级电动伸缩杆的往复速度和或缩短往复行程；当纱线张力低于设定阈值时，控制器提高多级电动伸缩杆的往复速度和或增加往复行程。

11、可选地，所述具有张力反馈与同步锁止功能的纺纱加工用绕卷设备及控制方法，包括如下步骤：s1、将收卷辊置于两侧卡块之间，启动第二电机驱动齿轮转动，使两侧齿条沿第二横杆同步移动，进而带动竖板和卡块同步靠近收卷辊两端；s2、当位置检测单元检测到卡块进入收卷辊两端插槽后，控制器停止第二电机，完成同步锁止；s3、将待绕卷纱线穿过穿线孔，启动第一电机带动收卷辊旋转；s4、张力检测单元实时采集纱线张力值，并将张力信号反馈至控制器；s5、控制器根据张力值联动控制多级电动伸缩杆伸出或缩回，使滑块沿第一横杆往复移动，实现纱线均匀排布；s6、当绕卷完成后，控制器停止第一电机和多级电动伸缩杆，并控制第二电机反向运行，使卡块退出插槽，取下收卷辊。

12、与现有技术相比，本发明在收卷辊装夹过程中，通过第二电机驱动双侧卡块同步移动，能够提高收卷辊两端定位的准确性和一致性，减少装夹过程中出现的松动、偏心及运行振动等情况，从而提升收卷辊安装稳定性。与此同时，张力检测单元与控制器配合工作，可对纱线张力状态进行实时反馈，并对导纱动作进行相应调节，使纱线在绕卷过程中保持较为稳定的张力，有利于减少断线、松卷以及排线不均现象的发生。

13、此外，滑块沿第一横杆往复运动时，可带动纱线在收卷辊表面进行较为均匀的排布，降低局部堆积和缠绕密集的问题，提升卷装成形质量。通过程序化控制方式，本发明还能够根据不同纱线规格及不同绕卷宽度进行相应适配，增强设备的通用性和适应性。整体结构在保留机械主体的基础上便于实现控制升级，结构相对简洁，维护和调试也较为方便。

1.一种具有张力反馈与同步锁止功能的纺纱加工用绕卷设备，包括底座和箱体，所述底座上方中部固定连接有箱体，所述底座上方两侧均固定连接有支撑板，所述箱体上方设有导纱组件和调节组件，其特征在于：所述导纱组件包括多级电动伸缩杆、滑块和穿线孔，所述多级电动伸缩杆输出端固定连接有滑块，所述滑块内壁两侧均与第一横杆滑动连接，所述第一横杆两端均与支撑板固定连接，所述多级电动伸缩杆外壁与支撑板固定连接；所述调节组件包括第二电机、齿轮、齿条、第二横杆、竖板和卡块，所述第二电机安装于箱体内部或外壁并通过输出轴带动齿轮转动，所述齿轮两侧均与齿条相啮合，所述齿条内壁均与第二横杆滑动连接，所述第二横杆两端均与箱体固定连接，所述齿条前侧均固定连接有竖板，所述竖板内壁均通过轴承转动连接有卡块；所述设备还包括控制器、张力检测单元和位置检测单元，所述控制器分别与第一电机、多级电动伸缩杆、第二电机、张力检测单元和位置检测单元电连接；所述控制器用于根据张力检测单元检测到的纱线张力值控制多级电动伸缩杆的伸出速度、行程或往复频率，并根据位置检测单元的反馈控制第二电机驱动两侧卡块同步靠近或同步复位。

2.根据权利要求1所述的纺纱加工用绕卷设备，其特征在于：所述张力检测单元设置于穿线孔出口侧或滑块附近，用于检测纱线在绕卷过程中的实时张力变化。

3.根据权利要求1所述的纺纱加工用绕卷设备，其特征在于：所述位置检测单元包括行程开关、接近开关、霍尔传感器、编码器中的任一种或多种组合，用于检测卡块是否进入收卷辊两端对应插槽。

4.根据权利要求1所述的纺纱加工用绕卷设备，其特征在于：所述第一电机和第二电机均为伺服电机，且均具有自锁功能。

5.根据权利要求1所述的纺纱加工用绕卷设备，其特征在于：所述卡块的外周设有与收卷辊两端插槽相适配的限位凸缘和或导向倒角，以提升插接定位精度。

6.根据权利要求1所述的纺纱加工用绕卷设备，其特征在于：所述竖板与齿条之间设置有导向套或滑动限位件，以降低齿条移动时的摆动量。

7.根据权利要求1所述的纺纱加工用绕卷设备，其特征在于：所述箱体前侧设有检修门，所述检修门可拆卸连接于箱体，用于对箱体内的第二电机、齿轮和齿条进行维护。

8.根据权利要求1所述的纺纱加工用绕卷设备，其特征在于：所述控制器预设有绕卷参数阈值，当纱线张力超过设定阈值时，控制器降低多级电动伸缩杆的往复速度和或缩短往复行程；当纱线张力低于设定阈值时，控制器提高多级电动伸缩杆的往复速度和或增加往复行程。

9.一种采用权利要求1-8任一项所述绕卷设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将收卷辊置于两侧卡块之间，启动第二电机驱动齿轮转动，使两侧齿条沿第二横杆同步移动，进而带动竖板和卡块同步靠近收卷辊两端；s2、当位置检测单元检测到卡块进入收卷辊两端插槽后，控制器停止第二电机，完成同步锁止；s3、将待绕卷纱线穿过穿线孔，启动第一电机带动收卷辊旋转；s4、张力检测单元实时采集纱线张力值，并将张力信号反馈至控制器；s5、控制器根据张力值联动控制多级电动伸缩杆伸出或缩回，使滑块沿第一横杆往复移动，实现纱线均匀排布；s6、当绕卷完成后，控制器停止第一电机和多级电动伸缩杆，并控制第二电机反向运行，使卡块退出插槽，取下收卷辊。