生丝抱合性自动检验装置及其用于检测生丝抱合性的方法

摘要

一种生丝抱合性自动检验装置，包括往复直线滑台、往复滑块、生丝支撑架、生丝张力砝码、摩擦刀片组、导丝滑轮及由电容式丝密度传感器、触摸屏、可编程控制器、电动机驱动器、滑台电动机和计算机组成的自动检测控制系统；其检测方法是将被测生丝丝条的一端通过夹丝螺母固定在一个生丝支撑架，另一端穿过电容式丝密度传感器、摩擦刀片组经过固定安装在另一个生丝支撑架上的导丝滑轮后钩挂在生丝丝条张力砝码上；利用线性往复直线滑台带动往复滑块上的摩擦刀片组，以恒定均匀的速度对被测生丝丝条进行恒线速往复摩擦；同时通过随动的电容式丝密度检测传感器对被测生丝丝条由于受摩擦产生的分裂状况进行检测；由可编程控制器确定生丝的抱合性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种生丝性能的检测装置及其检测方法，尤其是一种生丝抱合性能的检测装置及其用于检测生丝抱合性的方法。

背景技术

生丝抱合是指构成生丝的茧丝，经摩擦后发生分裂的难易程度，按现行生丝试验方法《GB/T1798-2008（代替GB/T1798-2001）》的检验规程，是以生丝分裂到一定程度所需要的摩擦次数作为衡量其抱合性能的依据；即“将丝条连续往复置于抱合机框架两边的10个挂钩之间，在恒定和均匀的张力下，使丝条的不同部位同时受到摩擦，摩擦速度约为130次／min。一般在摩擦到45次左右时，做第一次观察，以后摩擦一定次数应停机仔细观察丝条分裂程度，直到半数以上丝条中出现6 mm及以上的丝条开裂时，记录摩擦次数。以20只丝锭( 筒 )的平均值取整数作为该批丝的抱合次数”。

抱合检验，是检测生丝的茧丝胶着的牢度(抱合性能)，抱合性差，织造时容易导致茧丝的起毛、纠缠、断裂和织造疵点，引起面料产生发白起毛染色不匀等色泽疵点，直接影响丝绸产品的加工和使用性能；因此各主要生丝进口国对生丝抱合性一直表示关注，尤其是目前高速丝绸织机的广泛使用和高挡面料的生产，绸厂对生丝抱合指标越发提出更高的要求；但由于目前抱合检验手段相对落后，只能作为生丝检验中重要的补助检验项目。

造成这样局面的原因主要是目前使用的传统Duplan（杜泼浪）式抱合机，靠人工检视方式进行抱合性检测，仍沿用传统的人工感观方式来评定等级；该检验方法自动化程度不高，对感观依赖性较强，检验效率和准确率偏低。主要存在的缺陷是：一、摩擦速度对丝条分裂有很大的影响，速度越快丝条分裂程度越重，反之越轻。而Duplan式抱合机每次开、停机初始速度均小于正常速度，丝条所受摩擦相应减小，而且不是恒定均匀的，开、停机次数越多，累计影响越大，影响到结果的准确性(以现行的检验标准是需要多次开停机观察的)。二、机械结构上，Duplan式抱合机摩擦往复机构是一个曲柄连杆机构，由电动机通过蜗轮蜗杆带动曲柄轮旋转，使安装在曲柄连杆另一端的滑块带动摩擦板组摩擦片作往复运动而对被测生丝进行往复摩擦。但由于曲柄滑块装置的非线性特性，该曲柄连杆结构所产生的往复运动先天存在非线性往复运动（速度由零—最大—零以正弦波规律变化），即对被检验的生丝往复摩擦不是恒定均匀的，被检验的生丝的各个部位受到的摩擦力是不同的。三、往复摩擦行程短，对被测生丝冲击力大；目前普遍使用的Duplan式抱合机往复摩擦的行程只有9厘米，按每分钟130次往复，每秒冲击大于2次，极易造成断丝使检验失败。四、由人工观察生丝的分裂状况来判断、确定被测生丝的抱合性能成绩，人为感观依赖性强，尤其是按检验规程摩擦到45次停机做第一次观察后需确定再摩擦的次数需要依靠个人经验估计，难以准确把握，而不同检验人员之间的目光差异，即使同一检验人员在不同的状态下进行检验，其目光亦很难做到完全一致，存在产生结果不准确的漏洞。另外，按现行生丝试验方法，每批生丝抱合性检验需要重复做20次，以20只丝锭( 筒 )的平均值取整数作为该批丝的抱合次数，存在工作量大，效率低，人为影响检验结果的问题。

因此，亟需对现有的生丝抱合性检验方法和装置进行改进，以实现快速高效准确的检验。

专利公告号为CN1558206A、发明名称为《一种生丝抱合性能检测方法及其装置》公开了一种检测方法及其装置，该检测装置由摩擦、导丝、往复运动机构及传感器检测、计算机处理系统组成；检测时，生丝作匀速循环运动，经受摩擦、弯曲、拉伸的反复作用，由传感器实时检测丝径的变化，根据所测得丝径的变化率与生丝循环次数或运动时间之间的关系，确定生丝的抱合性能。但由于该装置的检测方法是采用受检丝条快速运动、磨擦刀片不动的方式，与传统的生丝抱合检测中丝条静止、磨擦刀片快速运动（摩擦速度约为130次／min）的方法不一致，并且受检丝条的长度、与目前检测的样丝长度也不一致，而摩擦过程中生丝的开裂变化与生丝线密度、所受张力、摩擦速度、摩擦方法跟生丝本身抱合性能是息息相关的，如果检测方法、原理、检测设备不一致，导致检测结果与原Duplan式抱合机结果差异大，传统的生丝用户对所得出的检测结果不易接受。

因此，研制开发一种符合现行生丝试验方法（GB/T1798-2008）的检验规程、其检测结果又能被传统的生丝用户所接受的新型生丝抱合检验自动测试机，进行生丝抱合实时自动检测，并运用计算机进行分析判断，直接输出生丝抱合检验报告；是广大生丝用户和生丝生产单位迫切需要解决的技术问题；对丝厂和质检部门提高检测时效和效率，提高客观公正性，具有较强的实用性及推广意义。

发明内容

本发明的目的在于为生丝抱合性检验提供一种自动化程度高、准确、高效、检验结果客观可靠,既符合现行生丝试验方法（GB/T1798-2008）的检验规程、其检测结果又能被传统的生丝用户所接受的“一种生丝抱合性自动检验装置及其用于检测生丝抱合性的方法”，以解决广大生丝用户和生丝生产单位迫切需要解决的技术问题。

为解决上述问题， 本发明采用的技术方案是： 一种生丝抱合性自动检验装置，其特征在于：该生丝抱合性自动检验装置包括往复直线滑台、底座、往复滑块、2个生丝支撑架、生丝张力砝码、摩擦刀片组、电容式丝密度传感器、夹丝螺母、可编程控制器、触摸屏、电动机驱动器、滑台电动机、导丝滑轮和计算机；

往复直线滑台安装在底座上，两边各有一个用于安装被测生丝丝条的生丝支撑架，往复滑块安装在直线滑台上，其上固定安装有摩擦刀片组和电容式丝密度传感器，用于驱动往复滑块的滑台电动机安装在直线滑台的一端；

所述摩擦刀片组包括上刀片组、下刀片组和固定连接轴，固定连接轴固定在下刀片组一侧，其上端有长条形销孔，上刀片组通过销轴销钉固定在固定连接轴顶端；

电容式丝密度传感器、触摸屏、可编程控制器、电动机驱动器、滑台电动机和计算机组成自动检测控制系统；

检测时，被测生丝丝条的一端通过夹丝螺母固定在其中一个生丝支撑架上，被测生丝丝条穿过电容式丝密度传感器、摩擦刀片组的上刀片组、下刀片组之间，另一端经过固定安装在另一个生丝支撑架上的导丝滑轮后钩挂在生丝丝条张力砝码上。

所述的生丝抱合性自动检验装置的进一步技术方案是：所述摩擦刀片组之上刀片组和下刀片组的结构、刀片的压力和锋口的光洁度与现有Duplan式抱合机要求相同。

所述直线滑台、往复滑块以及滑台电动机是机电产品配件市场市售的公知产品。

所述被测生丝丝条的条数为n条，所述电容式丝密度传感器个数n与被测生丝丝条的条数相同，即一条被测生丝丝条配一个电容式丝密度传感器，n为1～20之间的任意数值。

其相关的另一技术方案是：一种检测生丝抱合性的方法，它是利用本发明上述的生丝抱合性自动检验装置实现检测生丝抱合性的方法，即：利用线性往复直线滑台带动往复滑块上的摩擦刀片组，以恒定均匀的速度对被检测生丝丝条进行恒线速往复摩擦；同时通过随动的电容式丝密度检测传感器对被检测生丝丝条由于受摩擦产生的分裂状况进行检测；当被检测生丝丝条产生的分裂状况达到设定值时，由可编程控制器或计算机确定生丝的抱合性能；所述被测生丝丝条的条数为n条，被测生丝丝条实际检测长度由往复滑块的有效行程L决定；所述电容式丝密度传感器个数n与被测生丝丝条的条数相同，即一条被测生丝丝条配一个电容式丝密度传感器, n为1～20之间的任意数值，L为0.1～1米之间的任意数值。

所述检测生丝抱合性的方法的具体检测过程是：

A、安装被测生丝丝条：先把摩擦刀片组的上刀片组向上翻开，被测生丝丝条的一端通过夹丝螺母固定在其中一个生丝支撑架上，被测生丝丝条穿过电容式丝密度传感器以及摩擦刀片组的上刀片组、下刀片组之间，另一端经过固定安装在另一个生丝支撑架上的导丝滑轮后钩挂在生丝丝条张力砝码上；使被检生丝丝条拉直并在砝码的拉力下维持丝条具有一定的张力；合上上刀片组，丝条此时与刀片相互垂直成十字；

B、设定参数，装置开始工作：

①通过触摸屏的人机对话窗口设定往复滑块的有效行程L即：摩擦刀片组的摩擦行程，摩擦速度ν即：摩擦次数/分钟，被检生丝规格，样丝抱平编号，按开始检验开关，装置开始工作；

②被检生丝丝条在摩擦刀片组的往复摩擦下发生起毛，松散，分裂，分裂程度被电容式丝密度传感器检测并转换成电量大小，送到可编程控制器和触摸屏进行分析处理，当代表丝条分裂程度的电量达到设置值时，摩擦停止，触摸屏显示该被检生丝样品的抱合数。

所述检测生丝抱合性的方法的进一步技术方案是：本发明由电容式丝密度传感器、触摸屏、可编程控制器、电动机驱动器、滑台电动机和计算机组成的自动检测控制系统，还具有断丝报警功能，当样丝在摩擦过程中发生断裂，电容式丝密度传感器将把断丝信号送到可编程控制器和计算机，控制器会即刻发出停车指令，通过电动机驱动器停止滑台电动机的转动，使装置运动停止，同时在触摸屏上发出声光报警信号。

由于采取以上技术方案，本发明之一种生丝抱合性自动检验装置及其用于检测生丝抱合性的方法具有以下特点和有益效果：

1.在检测过程中，由于采用了线性往复直线滑台带动摩擦刀片组，恒速的运动使得对被检测丝条的摩擦力均匀并处处相同，完全克服了原Duplan抱合机采用曲柄连杆滑块机构的线速度非线性造成不均匀摩擦的缺陷；另外，由于采用线性往复直线滑台方案，摩擦刀片组往复摩擦行程可以根据检验需要任意设置，而且由于滑台行程足够长，解决原来Duplan式抱合机要把被检生丝丝条来回缠绕，并且在接近每个丝钩处会摩擦不到而不能够对整根丝条全部均匀有效检验的问题。

2.在检验过程中，由于采用了电容式丝密度检测传感器跟随摩擦刀片组对被检丝条进行随时实时检测丝裂状况，因此每次检验中途不需要停机观察，一次性完成检验，实现了自动、高效、准确、客观；克服了原Duplan抱合机需要多次停机，靠人工主观检测确定抱合性的人为误差，提高了效率和准确率。

3.由于采用了由电容式丝密度传感器、触摸屏、可编程控制器、电动机驱动器、滑台电动机等组成的自动检测控制系统，能根据检验和试验的不同需要对抱合机的摩擦刀片组的行程、速度和由传感器所检测到的裂丝程度（抱合数）在触摸屏上进行数字化的显示和设定，并能够进行数据的存储、统计、对组批样丝的检验结果生成报表和抱合检验报告。实现生丝抱合的全自动检验和信息化管理。

下面，结合附图和实施例对本发明之生丝抱合性自动检验装置及其用于检测生丝抱合性的方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明之生丝抱合性自动检验装置的结构示意图；

图2是生丝抱合性自动检验装置的原理图； 

图3是生丝丝条经过摩擦刀片组及电容式丝密度检测传感器的状态示意图； 

图4是摩擦刀片组开合结构示意图（处于开状态）；

图5是摩擦刀片组及电容式丝密度传感器结构以及安装示意图。

图中：

1-往复直线滑台，2-往复滑块，3-生丝支撑架，4-生丝张力砝码，5-生丝丝条，6-摩擦刀片组，7-电容式丝密度传感器，8-夹丝螺母，9-可编程控制器，10-触摸屏，11-电动机驱动器，12-滑台电动机，13-导丝滑轮, 14-计算机，15-底座；

L-往复滑块2的有效行程，即：摩擦刀片组6的摩擦行程；

ν-往复滑块2的运动速度，即：摩擦刀片组6的摩擦速度。

具体实施方式

实施例一：

一种生丝抱合性自动检验装置，如图1、图2所示，该生丝抱合性自动检验装置包括往复直线滑台1、往复滑块2、2个生丝支撑架3、生丝张力砝码4、摩擦刀片组6、电容式丝密度传感器7、夹丝螺母8、可编程控制器9、触摸屏10、电动机驱动器11、滑台电动机12、导丝滑轮13、计算机14和底座15，其连接关系及原理参见图2；

往复直线滑台1安装在底座15上，两边各有一个用于安装被测生丝丝条5的生丝支撑架3，往复滑块2安装在直线滑台1上，其上固定安装有摩擦刀片组6和电容式丝密度传感器7，用于驱动往复滑块2的滑台电动机12安装在直线滑台1的一端；

所述摩擦刀片组6包括上刀片组61、下刀片组62和固定连接轴63，固定连接轴63固定在下刀片组62一侧，其上端有长条形销孔，上刀片组61通过销轴销钉固定在固定连接轴63顶端（参见图4），通过调节上刀片组61销轴销钉的固定位置，可以调节上刀片组61和下刀片组62之间的距离和压力，所述摩擦刀片组6之上刀片组61和下刀片组62的结构、刀片的压力和锋口的光洁度与现有Duplan式抱合机要求相同；

电容式丝密度传感器7、触摸屏10、可编程控制器9、电动机驱动器11、滑台电动机12和计算机14组成自动检测控制系统；

检测时，被测生丝丝条5的一端通过夹丝螺母8固定在其中一个生丝支撑架3上，被测生丝丝条5穿过电容式丝密度传感器7、摩擦刀片组6的上刀片组61、下刀片组62之间，另一端经过固定安装在另一个生丝支撑架3上的导丝滑轮13后钩挂在生丝丝条张力砝码4上，张力可通过砝码大小调整（参见图1、图2、图3、图5）。

所述直线滑台1、往复滑块2以及滑台电动机12是机电产品配件市场市售的公知产品。

图1所示生丝抱合性自动检验装置被测生丝丝条5的条数为1条，被测生丝丝条5的实际检测长度根据往复滑块2的有效行程L决定，以现行检验规程，优选为1米，也可以通过自动检测控制系统设定为所需要的行程，一般可以设定为0.1-1米之间的任意数值。

作为本发明实施例的一种变换，所述被测生丝丝条5的条数n还可以增加为2～20条，被测生丝丝条5的实际检测长度根据往复滑块2的有效行程L决定，以现行检验规程，优选为1米，也可以通过自动检测控制系统设定为所需要的行程，一般可以设定为0.1～1米之间的任意数值；所述电容式丝密度传感器7个数n与被测生丝丝条5的条数相同，即一条被测生丝丝条配一个电容式丝密度传感器7。

实施例二：

一种检测生丝抱合性的方法，它是利用实施例一所述生丝抱合性自动检验装置实现检测生丝抱合性的方法，即：利用线性往复直线滑台带动往复滑块上的摩擦刀片组，以恒定均匀的速度对被检测生丝丝条进行恒线速往复摩擦；同时通过随动的电容式丝密度检测传感器对被检测生丝丝条由于受摩擦产生的分裂状况进行检测；当被检测生丝丝条产生的分裂状况达到设定值时，由可编程控制器或计算机确定生丝的抱合性能，所述被测生丝丝条5的条数为n条，被测生丝丝条5的实际检测长度由往复滑块2的有效行程L决定；所述电容式丝密度传感器7个数n与被测生丝丝条5的条数相同，即一条被测生丝丝条配一个电容式丝密度传感器7, n为1～20之间的任意数值，L为0.1～1米之间的任意数值（参见图1），其电原理图参见图2。

其具体检测过程是：

A、安装被测生丝丝条：先把摩擦刀片组的上刀片组61向上翻开（如图4），被测生丝丝条5的一端通过夹丝螺母8固定在其中一个生丝支撑架3上，被测生丝丝条5另一端穿过电容式丝密度传感器7、摩擦刀片组6的上刀片组61、下刀片组62之间，经过固定安装在另一个生丝支撑架3上的导丝滑轮13后钩挂在生丝丝条张力砝码4上；使被检生丝丝条拉直并在砝码的拉力下维持丝条具有一定的张力，张力可通过砝码大小调整；合上上刀片组61，此时被检丝条在摩擦刀片组6和电容式丝密度传感器7中的情况如图3；被测生丝丝条此时与刀片相互垂直成十字；

B、设定参数，装置开始工作：

①通过触摸屏10的人机对话窗口设定往复滑块2的有效行程L 即：摩擦刀片组6的摩擦行程；摩擦速度ν即：摩擦次数/分钟；被检生丝规格，样丝抱平编号，按开始检验开关，装置开始工作；

②被检丝条5 在摩擦刀片组6的往复摩擦下发生起毛，松散，分裂，分裂程度被电容式丝密度传感器7检测并转换成电量大小，送到可编程控制器9和触摸屏10进行分析处理，当代表丝条分裂程度的电量达到设置值时，摩擦停止，触摸屏显示该被检生丝样品的抱合数。

实验证明，摩擦刀片组往复的摩擦和拉伸导致被检丝条的起毛、松散发白、分裂会导致生丝的直径变化和丝线密度变化，这些变化已公知能够由电容式丝密度传感器检测而且能充分反映生丝的抱合性,合适的丝密度传感器可以在市场上选购得到。

本发明由电容式丝密度传感器、触摸屏、可编程控制器、电动机驱动器、滑台电动机等组成的自动检测控制系统，还具有断丝报警功能，当样丝在摩擦过程中发生断裂，电容式丝密度传感器7将把断丝信号送到可编程控制器9，控制器会即刻发出停车指令，通过电动机驱动器11停止滑台电动机12的转动，使装置运动停止，同时在触摸屏10上发出声光报警信号。

可编程控制器9，通过计算机通用接口（RS-485）将数据送到计算机14进行分析、处理、存储、统计、对组批样丝的检验结果生成报表和抱合检验报告、打印等信息化管理；其具体作法是用公知技术可以做到的，此处不再赘述。

往复滑块2的有效行程(即摩擦刀片组6的摩擦行程) L和往复滑块2的运动速度（即摩擦刀片组6的摩擦速度）ν可以通过触摸屏10进行设定，由可编程控制器9运算后经电动机驱动器11驱动滑台电动机12实现。

构成本发明生丝抱合性自动检验装置的往复直线滑台（包括往复滑块）、可编程控制器、电动机驱动器、滑台电动机等工作原理可以参考相关文献，这里不再赘述，这些产品有标准件可以选用。