КРУГЛОВЯЗАЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 1994 года по МПК D04B9/00 

Изобретение относится к кругловязальным машинам и может быть использовано для разработки и изготовления кругловязальных машин с электронной системой управления.

Известна вязальная машина [1], состоящая из игольного диска и игольного цилиндра, приводимых во вращение одним электродвигателем через механическую передачу.

Однако известная машина не позволяет программно изменять величину сдвига игольного диска относительно цилиндра.

Известна кругловязальная машина [2], содержащая цилиндр, диск, центральное зубчатое колесо цилиндра и центральное зубчатое колесо диска, размещенные соосно с цилиндром, диском и друг с другом, связанные между собой боковое зубчатое колесо цилиндра и боковое зубчатое колесо диска, соединенные соответственно с центральными зубчатыми колесами цилиндра и диска, включенные последовательно блок управления, электродвигатель и редуктор главного привода, причем выходной вал редуктора механически соединен с валом бокового зубчатого колеса цилиндра, формирователь импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра.

Известная машина также не позволяет программно изменять величину сдвига игольного диска относительно цилиндра, что ухудшает качество изготавливаемого трикотажа и сужает функциональные возможности машины.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей машины и повышение качества изготавливаемого трикотажа.

Это достигается тем, что машина дополнительно снабжена устройством программного управления, датчиком положения диска грубого отсчета, датчиками положения диска и цилиндра точного отсчета, сумматорами углов поворота, цифроаналоговыми преобразователями и блоком функционального преобразования сигналов, последовательно включенными регулятором сдвига диска и электродвигателем сдвига, вал которого соединен с первым валом дифференциала, второй и третий валы которого соединены соответственно с валами боковых зубчатых колес диска и цилиндра, при этом косинусная и синусная обмотки датчика положения диска грубого отсчета подключены соответственно к первым входам первого и второго сумматоров углов поворота и к аналоговым входам второго и первого цифроаналоговых преобразователей, вторые входы первого и второго сумматоров углов поворота подключены к выходам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, первый выход устройства программного управления подключен к цифровым входам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, а второй выход - к цифровым входам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, синусная и косинусная обмотки датчика положения диска точного отсчета, расположенного на дополнительном боковом зубчатом колесе диска, подключены к соответствующим выходам четвертого и третьего сумматоров углов поворота, первые входы третьего и четвертого сумматоров подключены к синусной и косинусной обмоткам датчика положения цилиндра точного отсчета, вторые входы третьего и четвертого сумматоров углов поворота подключены соответственно к выходам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго сумматоров углов поворота подключены соответственно к выходам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго сумматоров соединены с первым и вторым входами блока преобразования сигналов, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к синусной и косинусной обмоткам датчика положения цилиндра точного отсчета и к аналоговым входам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выход блока преобразования сигналов связан с первым входом блока управления и с входом формирователя импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра, импульсные выходы которого подключены к входу устройства программного управления, а третий выход устройства программного управления подключен к второму входу блока управления отсчета цилиндра, а цифровые их входы - к первому выходу устройства программного управления, косинусная и синусная обмотки датчика положения грубого отсчета диска соединены с первыми аналоговыми входами первого и второго аналоговых сумматоров углов поворота и с аналоговыми входами второго и первого цифроаналогового преобразователей, вторые аналоговые входы первого и второго аналоговых сумматоров углов поворота подключены к выходам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, цифровые входы которых подключены к второму выходу устройства программного управления, выходы первого и второго сумматоров связаны с первым и вторым входами блока функционального преобразования сигналов, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к синусной и косинусной обмоткам датчика положения точного отсчета цилиндра, выход блока функционального преобразования сигналов связан с первым входом блока управления и входом формирователя импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра, импульсные выходы которого подключены к входу устройства программного управления, на второй вход блока управления подключен третий выход устройства программного управления.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемой кругловязальной машины.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - электродвигатель главного привода; 2 - боковое зубчатое колесо цилиндра; 3 - центральное зубчатое колесо цилиндра; 4 - цилиндр; 5 - боковое зубчатое колесо диска; 6 - центральное зубчатое колесо диска; 7 - диск; 8 - редуктор главного привода; 9 - механический дифференциал; 10 - электродвигатель сдвига; 11 - регулятор сдвига; 12 - устройство программного управления; 13 - датчик положения точного отсчета диска; 14 - датчик положения точного отсчета цилиндра; 15 - дополнительное боковое зубчатое колесо диска; 16 - дополнительное боковое зубчатое колесо цилиндра; 17 - блок управления; 18 - блок функционального преобразования сигналов; 19 - формирователь импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра; 20 - датчик положения грубого отсчета диска; 21 - первый цифроаналоговый преобразователь; 22 - второй цифроаналоговый преобразователь; 23 - третий цифроаналоговый преобразователь; 24 - четвертый цифроаналоговый преобразователь; 25 - первый аналоговый сумматор углов поворота; 26 - второй аналоговый сумматор углов поворота; 27 - третий аналоговый сумматор углов поворота; 28 - четвертый аналоговый сумматор углов поворота; α - угол поворота центрального зубчатого колеса цилиндра; α_i - угол поворота дополнительного бокового зубчатого колеса цилиндра β - угол поворота центрального зубчатого колеса диска; β_i- угол поворота дополнительного бокового зубчатого колеса диска; γ - угол сдвига центрального зубчатого колеса диска относительно центрального зубчатого колеса цилиндра; γ_i - угол сдвига γ , приведенный через коэффициент передачи i к сдвигу фазы вращения дополнительного бокового зубчатого колеса диска относительно дополнительного бокового зубчатого колеса цилиндра; i - коэффициент передачи между центральным зубчатым колесом цилиндра (диска) и дополнительны боковым зубчатым колесом цилиндра (диска).

Кругловязальная машина работает следующим образом.

Процесс вязания в машине обеспечивается синхронным и синфазным вращением центрального зубчатого колеса 6 диска и центрального зубчатого колеса 3 цилиндра, размещенных соосно с цилиндром, диском и между собой. Измерение фазы вращения цилиндра α_i производится на дополнительном боковом зубчатом колесе 16 цилиндра посредством датчика 14 положения точного отсчета цилиндра. Измерение фазы вращения диска β_i производится на дополнительном боковом зубчатом колесе 15 диска посредством датчика 13 положения точного отсчета диска.

При задании нулевого значения угла сдвига от первого выхода устройства 12 программного управления величина кода tg( γ_i ) поступает на цифровые входы третьего 23 и четвертого 24 цифроаналоговых преобразователей и обнуляет вторые входы третьего 27 и четвертого 28 аналоговых сумматоров.

Через первые входы третьего 27 и четвертого 28 аналоговых сумматоров являющихся электронным аналогом СКВТ-датчиков, синусно-косинусные напряжения с выхода датчика 14 положения точного отсчета цилиндра поступают на синусно-косинусные входы датчика 13 положения точного отсчета диска, являющегося СКВТ-приемником. Электрический эквивалент фазового рассогласования датчиков 13 и 14 (ошибка системы) с датчика 13 поступает через регулятор 11 сдвига на управление электродвигателем 10 сдвига. Доворот двигателя 10 происходит до тех пор, пока фазы вращения центральных зубчатых колес цилиндра и диска не совпадут.

При тех же условиях отсутствия угла сдвига от второго выхода устройства 12 программного управления величина кода tg γ поступает на цифровые входы первого 21 и второго 22 цифроаналоговых преобразователей и обнуляет вторые входы первого 25 и второго 26 аналоговых сумматоров. Через первые входы первого 25 и второго 26 аналоговых сумматоров синусно-косинусные напряжения с выхода датчика 20 положения грубого отсчета диска поступают на входы грубого отсчета блока 18 функционального преобразования сигналов. Синусно-косинусные напряжения с выхода датчика 14 поступают на входы точного отсчета блока 18 функционального преобразования сигналов. Цифровой код с выхода блока 18 функционального преобразования поступает в качестве отрицательной обратной связи на первый вход блока 17 управления, где сравнивается с циклическим кодом задания фазы электродвигателя 1 главного привода, поступающим на второй вход блока управления от устройства 12 программного управления, и в виде сигнала управления поступает на электродвигатель 1 главного привода.

Кроме того, выходной сигнал блока 18 функционального преобразования сигналов обрабатывается в формирователе 19 импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра и в виде импульсов поступает в устройство 12 программного управления для использования при управлении механизмами машины.

При задании угла сдвига γ (кратного половине игольного шага) от первого входа устройства 12 программного управления на цифровые входы третьего 23 и четвертого 24 цифроаналоговых преобразователей поступает сигнал tg( γ i), где перемножается соответственно на косинусную и синусную составляющие выходных сигналов датчика 14 положения точного отсчета цилиндра /sin( α ˙ i) и cos( α ˙ i)/, и полученные сигналы суммируются с учетом знака на третьем 27 и четвертом 28 аналоговых сумматорах с выходными сигналами датчика 14 положения точного отсчета цилиндра. Аналогично вышеописанному выходные сигналы третьего 27 и четвертого 28 аналоговых сумматоров через синусные и косинусные обмотки датчика 13 положения точного отсчета диска, расположенного на дополнительном боковом зубчатом колесе 15 диска, регулятор 11 сдвига поступают на управление электродвигателем 10 сдвига, который разворачивает центральное зубчатое колесо 6 диска через боковое зубчатое колесо 5 диска до тех пор, пока угол его поворота β не будет равен сумме углов α + γ (β = α + γ).

Измерение фазы вращения центрального зубчатого колеса 3 цилиндра осуществляется измерением угла поворота дополнительного бокового зубчатого колеса 16 цилиндра посредством датчика 14, подключенного своими синусно-косинусными входами к входам точного отсчета блока 18 функционального преобразования сигналов.

При задании угла сдвига γ от второго входа устройства 12 программного управления на цифровые входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей поступает сигнал tg γ , где перемножается на синусную и косинусную составляющие выходных сигналов датчика 20, полученные сигналы суммируются на первом 25 и втором 26 аналоговых сумматорах с учетом знака.

Преобразование сигналов по синусному и косинусному каналам производится в соответствии с формулой
sin β - cos β ˙ tg γ = sin (β - γ) = sin α
cos β + sin β ˙ tg γ = cos (β - γ) , где β = α + γ . Из формулы видно, что угловой сдвиг γ центрального зубчатого колеса 3 цилиндра относительно центрального зубчатого колеса 6 диска, заданный программно, не влияет на результаты измерения (грубого отсчета) угла поворота центрального зубчатого колеса 3 цилиндра.

Задание масштаба скорости главного привода осуществляется из устройства 12 программного управления (третий выход) на вход блока 17 управления, представляющего собой регулятор скорости электродвигателя 1 главного привода и управляемого разностью кодовых значений сигналов от устройства 12 программного управления и блока 18 функционального преобразования сигналов.

Таким образом, технический эффект от введения устройства программного управления, датчика положения грубого отсчета диска, датчиков положения точного отсчета диска и цилиндра, механического дифференциала, аналоговых сумматоров углов поворота, цифроаналоговых преобразователей, формирователя импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра, а также соответствующих функциональных преобразований между ними (управление фазой вращения диска и цилиндра кругловязальной машины; управление углом сдвига игольного диска относительно игольного цилиндра; вычисление игольного шага машины для общей синхронизации с механизмами вязки) заключается в расширении технологических возможностей машины, в повышении качества изготовления изделий и в снижении требований к точности изготовления зубчатых колес.

Использование: при изготовлении кругловязальных машин с электронной системой управления. Сущность изобретения: кругловязальная машина состоит из электродвигателя главного привода, бокового зубчатого колеса цилиндра, центрального зубчатого колеса цилиндра, бокового зубчатого колеса диска, центрального зубчатого колеса диска, редуктора главного привода, дифференциала, электродвигателя сдвига, имеются регулятор сдвига, устройство программного управления, датчики положения диска и цилиндра точного отсчета, дополнительное боковое зубчатое колесо диска,дополнительное боковое зубчатое, колесо цилиндра, блок управления, блок преобразования сигналов, формирователь импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра, датчик положения грубого отсчета диска, цифроаналоговые преобразователи, сумматоры поворота. 1 ил.

КРУГЛОВЯЗАЛЬНАЯ МАШИНА, содержащая цилиндр, диск, центральные зубчатые колеса цилиндра и диска, размещенные соосно с цилиндром, диском и друг с другом, боковые зубчатые колеса цилиндра и диска, связанные между собой и соединенные соответственно с центральными зубчатыми колесами цилиндра и диска, последовательно включенные блок управления, электродвигатель и редуктор главного привода, выходной вал которого механически соединен с валом бокового зубчатого колеса цилиндра, формирователь импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра, отличающаяся тем, что она снабжена устройством программного управления, датчиком положения диска грубого отсчета, датчиками положения диска и цилиндра точного отсчета, дифференциалом, сумматорами углов поворота, цифроаналоговыми преобразователями и блоком преобразования сигналов, последовательно включенными регулятором сдвига диска и электродвигателем сдвига, вал которого соединен с первым валом дифференциала, второй и третий валы которого соединены соответственно с валами боковых зубчатых колес диска и цилиндра, при этом косинусная и синусная обмотки датчика положения диска грубого отсчета подключены соответственно к первым входам первого и второго сумматоров углов поворота и к аналоговым входам второго и первого цифроаналоговых преобразователей, вторые входы первого и второго сумматоров углов подключены к выходам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, первый выход устройства программного управления подключен к цифровым входам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, а второй выход - к цифровым входам первого и второго цифроаналоговых преобразователей, синусная и косинусная обмотки датчика положения диска точного отсчета, расположенного на дополнительном боковом зубчатом колесе диска и связанного с регулятором сдвига, подключены к соответствующим выходам четвертого и третьего сумматоров углов поворота, первые входы третьего и четвертого сумматоров подключены к синусной и косинусной обмоткам датчика положения цилиндра точного отсчета, вторые входы третьего и четвертого сумматоров углов поворота подключены соответственно к выходам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы первого и второго сумматоров соединены с первым и вторым входами блока преобразования сигналов, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к синусной и косинусной обмоткам датчика положения цилиндра точного отсчета и к аналоговым входам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выход блока преобразования сигналов связан с первым входом блока управления и входом формирователя импульсов игольного шага и нулевого положения цилиндра, импульсные выходы которого подключены к входу устройства программного управления, а третий выход устройства программного управления подключен к второму входу блока управления.