一种筒子架快速换批装置及其控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种筒子架快速换批装置及其控制系统，涉及纺织机械技术领域。


背景技术：

2.整经是织造工程中一项必不可少的工序，作用在于将多达六七百乃至近千根的纱线统一卷绕在经轴上。整经由整经机完成，筒子架则是整经机上用于存放纱线筒子的装置，它有多种类型，如v型筒子架、小车型筒子架和直列式筒子架等。
3.以普遍使用的直列式筒子架为例，其有左右对称的两部分，每部分又由多个储纱单元组成，每个储纱单元是由3到5根立柱构成的框架，立柱上内外两面均设有锭杆，锭杆上挂有纱筒。每个储纱单元均可绕其中心旋转。筒子架上一批筒子的纱线用完后，需要将储纱单元另一面的储备纱筒及时换上，但在换上之前，需要将工作中的纱筒上的丝线剪断，以便旋转、换批。由于需要剪断的丝线处在低张力状态，不利用集中处理，所以目前剪断工作由人工完成，效率较低。
4.剪断纱线后换批时，一种方法是采用人工逐个转动储纱单元，效率较低，但各个储纱单元相互独立，灵活性高；另一种方法是采用电机驱动长轴，长轴通过蜗轮蜗杆统一驱动储纱单元旋转，虽然效率高，但其弊端在于不能调整单个储纱单元，灵活性差。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种能够实现整经机筒子架多根低张力化纤丝线的自动化批量切断，节约时间和人力的筒子架快速换批装置及其控制系统；进一步地，提供一种能够实现每个储纱单元的自动旋转换批，能大大提高目前整经机的自动化水平和生产效率的筒子架快速换批装置及其控制系统。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
7.一种筒子架快速换批装置，包括机架横梁和机架纵梁，所述机架纵梁下面连有储纱单元，所述储纱单元上设置有向外的工作纱筒和向内的储备纱筒，所述机架横梁下连有张力器，所述张力器与所述工作纱筒之间连有丝线，所述张力器与所述工作纱筒之间设置有电热切断装置，所述电热切断装置上下运动用于切断所述丝线。
8.所述电热切断装置上面连有提升吊绳的下端，所述提升吊绳的上端固定在绳轮上，所述绳轮安装在提升长轴上，所述机架横梁上设置有提升电机，所述提升电机带动所述提升长轴正反转动，所述提升长轴上套设有轴承，所述轴承固定在所述机架横梁上。
9.所述电热切断装置下面竖直连有稳固拉绳的上端，所述稳固拉绳下端绕过滑轮后收纳在拉绳卷线器内，所述滑轮和拉绳卷线器均固定于地面。
10.所述电热切断装置的导出电缆收纳在电缆卷线器中。
11.所述机架横梁下面设置有上接近开关，所述储纱单元的底板上设置有下接近开关，所述上接近开关和下接近开关分别位于所述电热切断装置运动轨迹的上方和下方，所述上接近开关和下接近开关与控制器相连，所述控制器通过继电器控制所述提升电机。
12.所述机架纵梁上安装有换向电机，所述换向电机通过换向齿轮组传动所述储纱单元旋转，所述机架纵梁下面设置有用于感知所述储纱单元位置的位置开关，所述位置开关与控制器相连，所述控制器通过继电器控制所述换向电机。
13.所述电热切断装置包括底座，所述底座上固定安装有接线端子、热电偶和热电偶变送器，所述接线端子两只为一组，每组中两只所述接线端子之间装有电热丝，两个相邻每组所述接线端子之间通过连接电缆相连，所述热电偶测温端与所述电阻丝搭接，所述热电偶与所述热电偶变送器连接。
14.所述底座上且位于每组所述接线端子外侧安装有导纱柱,所述导纱柱为山形，山谷位置与所述工作纱筒对应。
15.所述电热丝采用镍铬电阻丝；所述热电偶采用k型贴片热电偶，表面涂抹导热硅脂；所述底座采用方钢管。
16.所述导纱柱由不锈钢丝或毛细抛光管弯制得到。
17.包括控制器，所述控制器通过两个继电器分别连有提升电机和换向电机，所述控制器接受脚踏开关的信号控制所述提升电机正反转动，所述控制器接受换批开关的信号控制所述换向电机正反转动，所述控制器接受接近开关的信号控制所述提升电机启停，所述控制器接受位置开关的信号控制所述换向电机启停；所述控制器连有热电偶变送器和电流传感器，所述热电偶变送器连有热电偶，所述热电偶采集电热丝温度信号后转换成电流信号输送给所述控制器，所述电流传感器采集所述电热丝的电流大小信号输送给所述控制器，所述控制器通过可调压开关电源控制所述电热丝的电流大小；所述控制器还连有交互面板。
18.本发明的有益效果：本发明提供的一种筒子架快速换批装置及其控制系统，张力器与工作纱筒之间设置有电热切断装置，电热切断装置上下运动用于切断丝线，通过电热切断装置批量对丝线进行热切割，能够实现整经机筒子架多根低张力化纤丝线的自动化批量切断，节约时间和人力；机架纵梁上安装有换向电机，换向电机通过换向齿轮组传动储纱单元旋转，机架纵梁下面设置有用于感知储纱单元位置的位置开关，位置开关与控制器相连，控制器通过继电器控制换向电机，通过位置开关、控制器和换向电机的配合，能够实现每个储纱单元的自动旋转换批，能大大提高目前整经机的自动化水平和生产效率。
附图说明
19.图1是本发明一种筒子架快速换批装置的结构示意图；
20.图2是图1中aa视角的筒子架快速换批系统结构图；
21.图3是本发明筒子架快速换批系统的电热切断装置的结构示意图；
22.图4是本发明筒子架快速换批控制系统的连接框图。
23.图中附图标记如下：101
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工作纱筒；102
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张力器；103
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丝线；104
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机架横梁；105
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机架纵梁；106
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储纱单元；109
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储备纱筒；110
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托板；200
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电热切断装置；201
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底座；202
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电热丝；203
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连接电缆；204
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接线端子；205
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导纱柱；206
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热电偶；207
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热电偶变送器；209
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导出电缆；310
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提升电机；320
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轴承；301
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提升长轴；302
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提升吊绳；303绳轮；304滑轮；305
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稳固拉绳；306
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拉绳卷线器；401
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上接近开关；402
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下接近开关；501
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换向电机；502
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换向齿轮；504
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位置开关。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
25.图1是本发明筒子架快速换批系统的结构示意图，为便于对比，右半部分是筒子架的原始结构。图2为图1中aa视角的筒子架快速换批系统结构图。本发明公开一种筒子架快速换批装置，包括机架横梁104和机架纵梁105，机架纵梁105下面连有储纱单元106，储纱单元106上设置有向外的工作纱筒101和向内的储备纱筒109，机架横梁104下连有张力器102，张力器102与工作纱筒101之间连有丝线103，张力器102与工作纱筒101之间设置有电热切断装置200，通常情况下，上述张力器和工作纱筒之间距离为40cm左右，则电热切断装置200可设置在分别距离二者20cm处。电热切断装置200上下运动用于切断丝线103。
26.电热切断装置200上面连有提升吊绳302的下端，提升吊绳302为直径4mm钢丝绳。提升吊绳302的上端固定在直径160mm的绳轮303上，绳轮303安装在直径5mm的提升长轴301上，机架横梁104上安装有托板110，托板110上设置有提升电机310，提升电机310带动提升长轴301正反转动，提升长轴301上套设有轴承320，轴承320固定在机架横梁104。本发明通提升电机310带动提升长轴提升长轴正反方向回转时，带动绳轮303回转，随之吊起或降下电热切断装置200。
27.为避免电热切断装置200上下运动过程中的晃动，电热切断装置200下面竖直连有稳固拉绳305的上端，稳固拉绳305是直径3mm钢丝绳。稳固拉绳305下端绕过滑轮304后收纳在拉绳卷线器306内，同时由拉绳卷线器306提供拉力。滑轮304和拉绳卷线器306均固定于地面。拉绳卷线器306可用钢丝绳自动卷线器充当，目前已有市售成品，拉力大小可通过更换内部的弹簧调整。
28.电热切断装置200的导出电缆209收纳在电缆卷线器210中，能够避免出现导线直接外挂时缠绕到机架上。电缆卷线器目前有成熟市售产品。
29.机架横梁104下面设置有上接近开关401，储纱单元106的底板上设置有下接近开关402，上接近开关401和下接近开关402分别位于电热切断装置200运动轨迹的上方和下方，上接近开关401和下接近开关402与控制器相连，控制器通过继电器控制提升电机310。上接近开关401和下接近开关402从侧面感知电热切断装置的位置，为整个系统的自动化运行提供位置信号。
30.图2是图1中aa’视角的筒子架快速换批系统结构图，为便于对比，右半部分是筒子架的原始结构。机架纵梁105上安装有换向电机501，换向电机501通过换向齿轮组502传动储纱单元106旋转，机架纵梁105下面设置有用于感知储纱单元106位置的位置开关504，位置开关504与控制器相连，控制器通过继电器控制换向电机501。位置开关504选用霍尔开关，其对应的小磁钢直接吸附在储纱单元106上方对应位置处。小磁钢位置便于调整，生产中进行微调以使得每个储纱单元106能完全平行于机架纵梁105。
31.如图3所示，电热切断装置200包括底座201，底座201可直接采用40mm的方钢管充当。底座201上固定安装有接线端子204、热电偶206和热电偶变送器207，接线端子204有各种市售成品，但为耐热起见，优先选用陶瓷接线端子。陶瓷接线端子204两只为一组，每组两陶瓷接线端子间距离为3
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6cm，每组中两只陶瓷接线端子204之间装有电热丝202，两个相邻每组陶瓷接线端子204之间通过连接电缆203相连。通常直列式筒子架纱筒间距离为25
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30cm，丝线消耗完后纱筒101直径为5cm左右，因此电热丝202长度设置在3
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5cm之间。
32.生产中也有可能出现纱筒没用完即需要换批的情况，此时纱筒直径较大，为使纱线落入熔断区，底座201上且位于每组陶瓷接线端子204外侧安装有导纱柱205，导纱柱205为山形，山谷位置与工作纱筒101对应。导纱柱205由直径3mm的不锈钢丝或毛细抛光管弯制得到。
33.电热丝202采用镍铬电阻丝，不易氧化，持久耐用。镍铬电阻丝直径有多种规格，从实际应用角度看，以较小的电流获得需要的温度将利于电路制作和引出导线，但这也意味着单位长度电阻大、直径细、强力低，发生损坏的可能性也大。通过使用比较发现，0.5
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1.0mm的镍铬电阻丝，能在所需发热电流和具备强力间取得平衡，是较佳的选择。连接电缆203采用大直径的多芯软线制成，如2.5平方bvr线，每米电阻在0.007
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0.008ω，10a电流情况下发热在0.7
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0.8w。使用连接电缆一方面可以避免能源浪费，另一方面防止长片段使用电阻丝时，电阻丝因热胀冷缩产生较大变形，如在筒子架10
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15m的长度上全使用电阻丝，其热态时伸长可达27
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40mm。
34.热电偶206测温端与电阻丝202搭接，热电偶206与热电偶变送器207连接。热电偶变送器207安装在底座上另一侧，及时将微弱的热电偶信号转换为标准4
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20ma的电流信号。化纤丝线一般在300℃时即可熔断，但较粗的丝线可适当提高一二十度以提高效率，采用热电偶测温，可为温度调整打下基础。图3中的热电偶206，采用k型贴片热电偶，更容易与电热丝接触。此外，为增强导热，可进一步涂抹导热硅脂。
35.如图4所示，本发明还公开一种筒子架快速换批控制系统，除接近开关、位置开关、热电偶及其变送器外，还设有换批按钮、脚踏开关和电流传感器等输入信号器件。控制系统包括控制器，控制器通过两个继电器分别连有提升电机310和换向电机501，控制器接受脚踏开关的信号控制提升电机310正反转动，控制器接受换批开关的信号控制换向电机501正反转动，控制器接受接近开关的信号控制提升电机310启停，控制器接受位置开关的信号控制换向电机501启停；控制器连有热电偶变送器207和电流传感器，热电偶变送器207连有热电偶，热电偶采集电热丝202温度信号后转换成电流信号输送给控制器，电流传感器采集电热丝202的电流大小信号输送给控制器，控制器通过可调压开关电源控制电热丝202的电流大小；控制器还连有交互面板。
36.换批按钮包括一个手动/自动切换开关、一只一键完成按钮、一只上升按钮、一只下降按钮。脚踏开关有多个，每个脚踏开关对应一个储纱单元，安装位置也在每个储纱单元附近。脚踏开关选用二位开关，分别用来控制储纱单元正反转，方便单独调整。电流传感器用来监测电流大小，本实施例选用开关电源的直流电加热电热丝，故使用分流器作为电流传感器；如使用交流电，则可用互感器作为电流传感器。
37.如图4所示，控制器通过对应的继电器控制提升电机310、换向电机501的启停和正反转，通过可调压开关电源控制电热丝202的通电电流大小。交互面板用于设定温度、提升速度和换向速度，显示电压、电流和电热丝温度。提升电机可选用200w带减速机的三相异步电机，换向电机可选用24v直流减速电机，可调压开关电源选用0
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36v20a规格。
38.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。