专利名称：纱线张力在线检测和实时控制装置的制作方法在纺织设备纱线加工生产过程中，或在其它类似产品(如金属丝、玻璃丝 等)的加工生产过程中，张力在线检测、在线控制一直是困扰业界的难题。现 有的纺织设备所配备的纱线张力控制装置，都是用人工调整的方法来调节纱线 张力，比如调整配重块重量或压块数量、调整弹簧压力等方法，其缺点就是无 法实现纱线张力的在线监测和实时自动调整,人工调整张力不但增加用工成本， 而且存在人为误差。
本发明的目的是提供一种纱线张力在线检测和实时控制装置，在纺织设备 以及相似设备中用来检测和控制丝线的张力，解决人工方法调节无法实现纱线 张力的在线监测和实时自动调整、增加用工成本、存在人为误差的技术缺陷， 并不受纱线粗细及种类影响，也不受工艺要求的张力范围影响。本发明的目的是以如下方式实现的它涉及纱线张力在线检测装置和实时 控制装置，有一个巻簧作用下并装有两个用于挂结纱线的摆臂的转盘与角度感 应器构成纱线张力在线检测装置；角度感应器的输出信号连接到中央控制器， 中央控制器的输出信号连接到电机控制器，电机控制器连接对纱线的退绕电机 和巻绕电机，电机控制器和中央控制器构成实时控制装置。由纱线张力在线检 测装置检测和反馈纱线张力的实时变化情况，中央控制器根据张力在线检测装 置反馈回来的张力变化情况和工艺参数的要求实时将控制信号传输到电机控制 器，由电机控制器调整巻绕电机和退绕电机的速度，达到调整纱线张力的目的。转盘的前面有两个在同一直径上的摆臂，转盘的中心有与其固定的转轴， 有一个巻簧轴穿过转轴的内孔，巻簧轴的后端与壳体之间连接有巻簧，壳体上 装有针对转轴的角度感应器，巻簧轴的前端固定带刻度的调节旋钮，调节旋钮 与转盘之间通过分度调节装置周向连接，手动调整转盘与巻簧轴之间的周向相 对位置，可以调节纱线张力初始值。调节旋钮后端插入在转盘的周向环形空腔中，转盘外周面上沿半径方向打 有一孔，在该孔里依次放有钢球、弹簧和顶丝，钢球顶在调节旋钮后端外周面 上若干均布的档位槽中的其中一个档位槽里，以上结构构成调节旋钮与转盘之 间的分度调节装置，通过它可以手动调整转盘与巻簧轴之间的周向相对位置并 锁定。所述的角度感应器为增量式编码器，或者为霍尔传感器，或者为电位器。 首选增量式编码器，其优点是输出信号稳定可靠、不易受到外界干扰，经过差 分处理后还可以做长距离传输，但成本相对较高；根据成本和工艺要求也可以 采用相对便宜的霍尔传感器或者电位器作为角度感应器，但是性能和一致性略 差。霍尔传感器制造成本较低，但信号容易受外界电磁场的干扰，多个霍尔传 感器同时使用时一致性很难调整；电位器信号稳定，成本较低，但长时间使用 故障率高，不适合长期连续转动的工作场合。中央控制器为具备工艺参数的显示和设置功能的单板机。面板上主要包括 张力超限报警指示灯、张力数码显示、运行指示灯、运行按钮、参数设置按钮、 参数调整按钮、确认按钮、停止按钮等。电机控制器为调速控制器。
将人机界面和可编程控制器作为上位机，用现场总线与各个中央控制器连 接。同时对多个单元的纱线张力在线检测和实时控制连接起来，由人机界面完 成对各个单元工艺参数的集中设定并显示实时张力变化；由可编程控制器作为 上位机通过现场总线方式对所有中央控制器进行管理。
本发明能在纺织设备纱线或其它类似产品的加工生产过程中，实现对纱线 张力的在线监测、在线实时调整，保证了纱线张力的一致性。


图1是本发明纱线张力在线检测和实时控制装置的结构示意图。 图2是本发明中纱线张力在线检测装置的结构示意图。 图3是本发明纱线张力在线检测和实时控制装置的现场总线控制框图。

参照图1，它由纱线张力在线检测装置105和实时控制装置构成。有一个 巻簧作用下并装有两个用于挂结纱线的摆臂的转盘与角度感应器构成纱线张力 在线检测装置105;角度感应器的输出信号连接到中央控制器101，中央控制器 101的输出信号连接到电机控制器102和106，电机控制器102和106分别连接 对纱线的退绕电机103和巻绕电机107，电机控制器102、 106和中央控制器101构成实时控制装置。中央控制器101、电机控制器102、退绕电机103、纱锭104、 纱线张力在线检测装置105、电机控制器106、巻绕电机107、纱锭108等部分 组成张力闭环控制系统，实现纱线张力的在线检测、实时控制。纱线经由对纱 线位置起固定作用的导纱钩进入张力在线检测装置105，经张力探测摆臂后进 入对纱线位置起固定作用的另一个导纱钩，完成张力在线检测装置对纱线的张 力检测采样过程。由中央控制器101完成对工艺要求的张力范围及监控精度的 设置，中央控制器101主要包括以下部分张力超限报警指示灯、张力数码显 示、运行指示灯、运行按钮、参数设置按钮、参数调整按钮、确认按钮、停止 按钮等。当纱线张力在线检测装置105检测到纱线的张力变化并向中央控制器 101传送相应的电信号，根据要求该电信号可以是电压、电流、脉冲、占空比 可变化的脉宽调制信号等，中央控制器101根据上述电信号的变化并结合工艺 参数经过程序计算后向电机控制器102、电机控制器106发出速度调整命令。 如果张力过大，则相应的降低巻绕电机107的速度并/或提高退绕电机103的速 度；如果张力偏小，则相应的提高巻绕电机107的速度并/或降低退绕电机103 的速度。
参照图2，转盘4的前面有两个在同一直径上的摆臂3，转盘4的中心有通 过顶丝11与其固定的转轴6，转轴6通过后轴承18和前轴承19支撑，有一个 巻簧轴5穿过转轴6的内孔，巻簧轴5的后端与壳体12之间连接有巻簧13， 巻簧轴5的后端通过芯轴14与巻簧13的内圈固定，巻簧13的外圈与壳体12 固定，巻簧13后部罩有巻簧盒15，转轴6上有角度变化参照点16，壳体12 上装有针对转轴6的角度感应器17，巻簧轴5的前端通过顶丝2固定带刻度的 调节旋钮l,调节旋钮1与转盘4之间通过分度调节装置周向连接。分度调节 装置的具体结构是调节旋钮1后端插入在转盘4的周向环形空腔中，转盘4 外周面上沿半径方向打有一孔，在该孔里依次放有钢球7、弹簧8和顶丝10， 钢球7顶在调节旋钮1后端外周面上若干均布的档位槽中其中一个档位槽里， 可以手动调节转盘4与调节旋钮1之间的周向相对位置。调节档位方法用一 只手固定住转盘4，用另外一只手动旋转调节旋钮l，旋转力量传到钢球7，钢 球7压縮弹簧8，钢球7脱离档位槽，转盘4和调节旋钮1产生相对运动完成 档位切换。当调节档位时，调节旋钮1通过巻簧轴5、芯轴14带动巻簧13张 紧或松弛以适用各种张力范围的纱线的张力检测。当纱线张力增大时，纱线张 力克服巻簧13的扭力带动固定在转盘4上的摆臂3和转盘4作逆时针方向旋转; 反之，当纱线张力减小时，巻簧13的扭力大于纱线张力对摆臂3的扭力作用，
5巻簧13带动固定在转盘4上的摆臂3和转盘4作顺时针方向旋转。为了防止转 盘4旋转角度过大引起纱线缠绞，在转盘4上设有限位碰块9。纱线带动转盘4 旋转时，带动转轴6、巻簧轴5、调节旋钮l同时旋转，角度感应器17根据转 盘4不同的旋转的方向和角度输出相应的电信号，实现纱线张力的在线检测功 能。该纱线张力在线检测装置通过螺栓21固定在安装支架20上。
参照图3，将人机界面110和可编程控制器109作为上位机，用现场总线 与各个中央控制器101连接。同时对多个单元的纱线张力在线检测和实时控制。 将各个纱线张力在线检测和实时控制装置连接起来，由人机界面IIO完成对各 个单元工艺参数的集中设定并显示实时张力变化；由可编程控制器109对所有 中央控制器进行管理。
本发明适用于各种需要张力检测、张力控制的场合，如络筒机、倒筒机、 绞纱机、整经机、包覆丝机等等，也适用于其它相似设备(如金属丝、玻璃丝 等的加工设备)中用来检测和控制丝线的张力。


一种纱线张力在线检测和实时控制装置，它涉及纱线张力在线检测装置和实时控制装置，有一个卷簧作用下并装有两个用于挂结纱线的摆臂的转盘与角度感应器构成纱线张力在线检测装置；角度感应器的输出信号连接到中央控制器，中央控制器的输出信号连接到电机控制器，电机控制器连接对纱线的退绕电机和卷绕电机，电机控制器和中央控制器构成实时控制装置。本发明能在纺织设备纱线或其它类似产品的加工生产过程中，实现对纱线张力在线监测、在线实时调整，保证了纱线张力的一致性。