一種蓋板針布快速磨損儀及控制方法
【專利摘要】本發明公開了蓋板針布快速磨損儀及控制方法，包括放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統和電氣控制系統，所述放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統依次設置在同一軸線上。該設備控制方法為利用步進電機a和伺服電機b在PLC的控制下使張力控制系統中位移傳感器和牽料系統中位置傳感器保持或者通過速度調整保持在平衡位置。本發明蓋板針布快速磨損儀解決了現有技術中沒有專業檢測蓋板針布鋼針的儀器設備問題，同時，該設備結構新穎、專業性強、能夠穩定可靠地對蓋板針布進行快速磨損測試。該設備產品適應性強，勞動強度低，對操作人員技能要求低。
【專利說明】一種蓋板針布快速磨損儀及控制方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種快速磨損儀器，尤其是針對蓋板針布快速磨損儀器。

【背景技術】
[0002]彈性蓋板針布是以棉纖維或化學纖維為梳理工作對象，并隨生產時間增長，針尖磨損，棉條與成紗質量下降。彈性蓋板針布使用過程，特別受現代“緊隔距、強分梳”梳理工藝的推行，不同原棉性狀與針布纖維負荷變化，嚴重影響針布齒尖鋒利度的衰減；隨著高產高速梳棉機的應用，更促使針布的磨損加快。為了觀測掌握和比較彈性蓋板針布的磨損狀態及程度，通過對磨損現象測試分析，及時作出針布產品可能達到使用效能預期，滿足不同用戶需求，彈性蓋板針布快速磨損試驗儀器研制已成為必須。
[0003]目前，針布生產企業或者專業檢測單位沒有對蓋板針布鋼針進行快速磨損的測試設備，只是通過棉紡單位使用的效果對批次產品進行磨損程度定義。針布生產企業或者專業檢測單位通過產品試用或者專業人士經驗判斷對蓋板針布的磨損程度進行定性判斷，尚無專用設備進行定量分析和檢測。
[0004]現有技術中還沒有針對針布的磨損儀器，只有其他方面的磨損儀，如專利號為200720055245.X的專利公開了一種材料摩擦磨損性能測試儀。包括測試件傳動裝置及給被測試件進行加載的加載裝置。其中測試件傳動裝置包括有電機、緊固件、底座、聯軸器、傳動軸及測試件，電機通過緊固件固定在底座上，且電機的輸出軸通過聯軸器與傳動軸連接，電機的輸出軸通過聯軸器帶動傳動軸運動，傳動軸帶動測試件回轉與被測試件發生摩擦運動；加載裝置采用彈簧加載結構，其包括有施壓管及套裝在施壓管中空腔體內的施壓彈簧，施壓彈簧下部裝有被測試件，施壓管安裝在施壓管支架上，且位于測試件的頂面上，并使其軸心對準測試件的軸心。
[0005]專利號為CN201310517806.3的專利公開了表面磨損測試儀，包括箱體以及在箱體上部安裝的工作臺，工作臺上設置的兩個固定夾，固定夾間固定待測油管；油管垂直方向兩側分別設有可向油管方向運動的擠壓快以及表面粘有磨料的旋轉磨頭，工作時擠壓快往復運動擠壓油管，旋轉磨頭高速旋轉并與油管兩側表面相互摩擦。本發明具有的優點和積極效果是:測試設備結構簡單，使用方便，易于維修，可以通過改變磨料來模擬不同的工作磨損環境。
[0006]上述公開的各種磨損儀只能針對其特定的產品進行磨損測試，但不能夠實現對針布磨損的測試。

【發明內容】

[0007]本發明的目的，是提出一種可以即時對蓋板針布的鋼針進行快速磨損測試的設備，在一定條件下通過用標準鋼絲與彈性蓋板針布鋼針的特定部位進行相互摩擦，根據鋼針上磨痕的深度來進行耐磨程度判斷，建設相關工藝平臺，達到工作目標(觀察、檢驗、測試、分析等)實現。
[0008]為了解決上述技術問題，本發明的蓋板針布快速磨損儀，包括放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統和電氣控制系統，所述放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統依次設置在同一軸線上，所述電氣控制系統分別與放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統連接。
[0009]上述技術方案中所述放料系統由由線輪、步進電機a和放料架組成，所述步進電機a通過聯軸器與線輪進行聯接并一同放置于放料架上。
[0010]上述技術方案中所述張力調整系統由位移傳感器、砝碼、豬尾圈、三個走線輪、滑軌、安裝豎板a和壓塊組成，所述三個走線輪中兩個走線輪固定安裝在安裝豎板a上部兩偵牝另一個走線輪設置于安裝豎板a下部，與滑軌活動連接，三個走線輪呈V型分布；所述滑軌設置在安裝豎板a上，位于安裝豎板a上部兩側兩個走線輪中間；所述砝碼懸掛于設置在安裝豎板a下部的走線輪上；所述位移傳感器設置在安裝豎板a下部，位移傳感器的芯軸與設置在安裝豎板a下部的走線輪連接；所述豬尾圈、壓塊分別設置于安裝豎板a上部兩側，豬尾圈設置于鋼絲進線側，壓塊設置于鋼絲出線側。
[0011]上述技術方案中所述鋼針夾持系統由滑臺和鋼針夾持裝置組成，所述鋼針夾持裝置安裝在滑臺上。
[0012]上述技術方案中所述牽料系統由張力調整系統、兩個牽料輪、伺服電機a和安裝豎板b組成，所述兩個牽料輪分別固定安裝在安裝豎板b的上下兩側，下側牽料輪通過聯軸器與伺服電機a連接，所述張力調整系統設置于安裝豎板b上，位于鋼絲出線側。
[0013]上述技術方案中所述收料系統由排線部件和收線部件組成；所述排線部件由步進電機b、傳感器、滑軸、皮帶、帶輪和安裝橫板組成；所述步進電機b固定在安裝橫板上，傳感器分別安裝于安裝橫板側邊的上下兩側；步進電機b與帶輪連接，帶輪通過皮帶與滑軸連接，滑軸設置在兩個傳感器中間；所述收線部件由伺服電機b和收線輪組成，所述收線輪通過聯軸器與伺服電機b聯接。
[0014]將上述技術方案進行結合，可以獲得最為穩定、高效的方案，該方案的蓋板針布快速磨損儀，包括放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統和電氣控制系統，所述放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統依次設置在同一軸線上，所述電氣控制系統分別與放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統連接。所述放料系統由由線輪、步進電機a和放料架組成，所述步進電機a通過聯軸器與線輪進行聯接并一同放置于放料架上；所述張力調整系統由位移傳感器、砝碼、豬尾圈、三個走線輪、滑軌、安裝豎板a和壓塊組成，所述三個走線輪中兩個走線輪固定安裝在安裝豎板a上部兩側，另一個走線輪設置于安裝豎板a下部，與滑軌活動連接，三個走線輪呈V型分布；所述滑軌設置在安裝豎板a上，位于安裝豎板a上部兩側兩個走線輪中間；所述砝碼懸掛于設置在安裝豎板a下部的走線輪上；所述位移傳感器設置在安裝豎板a下部，位移傳感器的芯軸與設置在安裝豎板a下部的走線輪連接；所述豬尾圈、壓塊分別設置于安裝豎板a上部兩側，豬尾圈設置于鋼絲進線側，壓塊設置于鋼絲出線側；所述鋼針夾持系統由滑臺和鋼針夾持裝置組成，所述鋼針夾持裝置安裝在滑臺上；所述牽料系統由張力調整系統、兩個牽料輪、伺服電機a和安裝豎板b組成，所述兩個牽料輪分別固定安裝在安裝豎板b的上下兩側，下側牽料輪通過聯軸器與伺服電機a連接，所述張力調整系統設置于安裝豎板b上，位于鋼絲出線側；所述收料系統由排線部件和收線部件組成；所述排線部件由步進電機b、傳感器、滑軸、皮帶、帶輪和安裝橫板組成；所述步進電機b固定在安裝橫板上，傳感器分別安裝于安裝橫板側邊的上下兩側；步進電機b與帶輪連接，帶輪通過皮帶與滑軸連接，滑軸設置在兩個傳感器中間；所述收線部件由伺服電機b和收線輪組成，所述收線輪通過聯軸器與伺服電機b聯接。
[0015]上述技術方案中的蓋板針布快速磨損儀的控制方法，包含如下步驟:設定牽料系統中伺服電機a的工作速度，啟動時由伺服電機a驅動牽料輪從O至設定速度進行轉動，同時啟動放料系統中步進電機a和收料系統中伺服電機b運轉；在運彳丁過程中張力控制系統中位置傳感器將測量信號發送給電氣控制系統中的PLC，PLC根據偏移量發信號給步進電機a調整其轉速；牽料系統中位置傳感器將測量信號發送給PLC，PLC根據偏移量發信號給伺服電機b調整其轉速；PLC根據伺服電機bl6的轉速和標準鋼絲的直徑進行推算后控制收料系統中步進電機b,在收料系統中傳感器的換向彳目號下完成對步進電機b的驅動。
[0016]上述控制方法中步進電機a和伺服電機b在PLC的控制下使張力控制系統中位移傳感器和牽料系統中位置傳感器保持或者通過速度調整保持在平衡位置。
[0017]本發明蓋板針布快速磨損儀解決了現有技術中沒有專業檢測蓋板針布鋼針的儀器設備問題，同時，該設備結構新穎、專業性強、能夠穩定可靠地對蓋板針布進行快速磨損測試。該設備產品適應性強，勞動強度低，對操作人員技能要求低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為蓋板針布快速磨損儀的主視結構圖
[0019]圖2為蓋板針布快速磨損儀的俯視結構圖
[0020]圖3為電氣控制原理結構圖

【具體實施方式】
[0021]結合附圖1和2對本發明的蓋板針布快速磨損儀進行詳細說明。
[0022]如圖所示的一種蓋板針布快速磨損儀，具有一個由線輪1、步進電機a2和放料架3組成的放料系統，一個由位移傳感器4、砝碼5、豬尾圈6、走線輪7、滑軌8和壓塊9組成的張力調整系統，一個由滑臺10和鋼針夾持裝置11組成的鋼針夾持系統，一個由牽料輪12、伺服電機a21、砝碼5、位移傳感器23、走線輪7和滑軌8組成的牽料系統，一個由步進電機bl3、收料輪14、伺服電機bl6、傳感器17、滑軸18、皮帶19、皮帶張緊輪20組成的收料系統，一個PLC控制系統15及控制箱24組成的電氣控制系統。
[0023]上述張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統和收料系統成各獨立裝配體(工序狀態)并由螺栓安裝在安裝面板29上，同時安裝面板29作為載有PLC控制系統15及電控箱24的上蓋。
[0024]放料系統獨立布置，其由步進電機a2通過聯軸器與線輪I進行聯接并一同放置于放料架3上；步進電機a2的動力輸出與速度控制由處于電控箱24內的PLC控制系統15進行控制，兩者之間采用電纜進行聯接。
[0025]張力調整系統是將位移傳感器4、砝碼5、豬尾圈6、走線輪7、滑軌8和壓塊9安裝在安裝豎板a25上，其中3個走線輪呈“V”型分布，兩邊的走線輪被固定安裝在安裝豎板a25上，中間的走線輪掛有砝碼5并在標準鋼22的牽引下沿著滑軌8上下浮動。同時將與之相聯的位移傳感器4的芯軸進行伸長或者縮短；位移傳感器4的信號線接入電控箱24內，并由PLC控制系統15對其偏移量(芯軸長度變化值)進行采集。
[0026]鋼針夾持系統的鋼針夾持裝置11安裝在滑臺10上，同時這個負責XYZ三軸位移進給的滑臺10固定在安裝面板29上。鋼針夾持裝置11是由一個將彈性蓋板針布的鋼針磨吸附在磁鐵上并使鋼針尖頭與固定的合金片進行接觸然后通過墊片緊固來完成定位功能。
[0027]牽料系統是在原張力調整系統的基礎上在鋼絲22進給的方向上裝有兩個牽料輪12，其中兩者都固定在安裝豎板b26上；伺服電機a21通過聯軸器與牽料輪12進行聯接，上下2個牽料輪通過與鋼絲多次呈“X”型纏繞，鋼絲的張力由隨動的位移傳感器進行間接反饋。
[0028]收料系統由排線部件和收線部件組成。排線部件由步進電機bl3、傳感器17、滑軸18、皮帶19、帶輪20和安裝橫板27組成；其中步進電機bl3和傳感器17固定在安裝橫板27上，步進電機bl3帶動帶輪20通過皮帶19驅動滑軸18在傳感器17兩處極限位置進行往復進給，鋼絲22隨著滑軸18往復動作實現排線功能。收線部件的伺服電機bl6通過旋轉將磨損后的標準鋼絲22均勻纏繞在收料輪14中。收料系統與控制箱24之間通過相關電纜實現動力和控制信號的輸入輸出。
[0029]通過PLC控制系統15對步進電機a2、伺服電機a21、步進電機b 13和伺服電機b 16進行邏輯控制使標準鋼絲22在放料線輪1、牽料輪12、收料輪14及各走線輪7之間的保持恒定的張力并通過調整滑臺10偏移量對固定在鋼針夾持裝置11的蓋板針布鋼針進行快速磨損測試。
[0030]步進電機a2驅動線輪I并釋放其中的標準鋼絲22，其速度根據位張力調整系統中移傳感器4進行反饋并調整。
[0031]伺服電機a21驅動牽料輪12，并將標準鋼絲22在兩個牽料輪12之間交叉纏繞使之保持一定的張力。
[0032]伺服電機bl6驅動收料輪14對磨損后的標準鋼絲22進行收集，其速度根據牽料系統中的位移傳感器23進行反饋并調整。
[0033]步進電機bl3驅動皮帶19帶動滑軸18對收料輪14的標準鋼絲22進行排線，其排線速度與伺服電機bl6進行匹配，排線換向由傳感器17進行控制。
[0034]如圖3所示本發明蓋板針布快速磨損儀的控制方法為根據工藝要求設定的工作速度設定牽料系統中伺服電機a21的工作速度，啟動時由伺服電機a21驅動牽料輪12從O至設定速度進行轉動，同時啟動放料系統中步進電機a2和收料系統中伺服電機bl6運轉。在運行過程中張力控制系統中位置傳感器4將測量信號發送給電氣控制系統中的PLC，PLC根據偏移量發信號給步進電機a2調整其轉速；牽料系統中位置傳感器23將測量信號發送給PLC，PLC根據偏移量發信號給伺服電機bl6調整其轉速；PLC根據伺服電機bl6的轉速和標準鋼絲的直徑進彳丁推算后控制收料系統中步進電機bl3,在收料系統中傳感器17的換向信號下完成對步進電機bl3的驅動；上述步進電機a2和伺服電機bl6在PLC的控制下使張力控制系統中位移傳感器4和牽料系統中位置傳感器23保持或者通過速度調整保持在平衡位置。
【權利要求】
1.一種蓋板針布快速磨損儀，其特征在于包括放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統和電氣控制系統，所述放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統依次設置在同一軸線上，所述電氣控制系統分別與放料系統、張力調整系統、鋼針夾持系統、牽料系統、收料系統連接。
2.如權利要求1所述的一種蓋板針布快速磨損儀，其特征在于所述放料系統由由線輪、步進電機a和放料架組成，所述步進電機a通過聯軸器與線輪進行聯接并一同放置于放料架上。
3.如權利要求1所述的一種蓋板針布快速磨損儀，其特征在于所述張力調整系統由位移傳感器、砝碼、豬尾圈、三個走線輪、滑軌、安裝豎板a和壓塊組成，所述三個走線輪中兩個走線輪固定安裝在安裝豎板a上部兩側，另一個走線輪設置于安裝豎板a下部，與滑軌活動連接，三個走線輪呈V型分布；所述滑軌設置在安裝豎板a上，位于安裝豎板a上部兩側兩個走線輪中間；所述砝碼懸掛于設置在安裝豎板a下部的走線輪上；所述位移傳感器設置在安裝豎板a下部，位移傳感器的芯軸與設置在安裝豎板a下部的走線輪連接；所述豬尾圈、壓塊分別設置于安裝豎板a上部兩側，豬尾圈設置于鋼絲進線側，壓塊設置于鋼絲出線側。
4.如權利要求1所述的一種蓋板針布快速磨損儀，其特征在于所述鋼針夾持系統由滑臺和鋼針夾持裝置組成，所述鋼針夾持裝置安裝在滑臺上。
5.如權利要求1所述的一種蓋板針布快速磨損儀，其特征在于所述牽料系統由張力調整系統、兩個牽料輪、伺服電機a和安裝豎板b組成，所述兩個牽料輪分別固定安裝在安裝豎板b的上下兩側，下側牽料輪通過聯軸器與伺服電機a連接，所述張力調整系統設置于安裝豎板b上，位于鋼絲出線側。
6.如權利要求1所述的一種蓋板針布快速磨損儀，其特征在于所述收料系統由排線部件和收線部件組成；所述排線部件由步進電機b、傳感器、滑軸、皮帶、帶輪和安裝橫板組成；所述步進電機b固定在安裝橫板上，傳感器分別安裝于安裝橫板側邊的上下兩側；步進電機b與帶輪連接，帶輪通過皮帶與滑軸連接，滑軸設置在兩個傳感器中間；所述收線部件由伺服電機b和收線輪組成，所述收線輪通過聯軸器與伺服電機b聯接。
7.如權利要求1所述的一種蓋板針布快速磨損儀，其特征在于所述放料系統由由線輪、步進電機a和放料架組成，所述步進電機a通過聯軸器與線輪進行聯接并一同放置于放料架上；所述張力調整系統由位移傳感器、砝碼、豬尾圈、三個走線輪、滑軌、安裝豎板a和壓塊組成，所述三個走線輪中兩個走線輪固定安裝在安裝豎板a上部兩側，另一個走線輪設置于安裝豎板a下部，與滑軌活動連接，三個走線輪呈V型分布；所述滑軌設置在安裝豎板a上，位于安裝豎板a上部兩側兩個走線輪中間；所述砝碼懸掛于設置在安裝豎板a下部的走線輪上；所述位移傳感器設置在安裝豎板a下部，位移傳感器的芯軸與設置在安裝豎板a下部的走線輪連接；所述豬尾圈、壓塊分別設置于安裝豎板a上部兩側，豬尾圈設置于鋼絲進線側，壓塊設置于鋼絲出線側；所述鋼針夾持系統由滑臺和鋼針夾持裝置組成，所述鋼針夾持裝置安裝在滑臺上；所述牽料系統由張力調整系統、兩個牽料輪、伺服電機a和安裝豎板b組成，所述兩個牽料輪分別固定安裝在安裝豎板b的上下兩側，下側牽料輪通過聯軸器與伺服電機a連接，所述張力調整系統設置于安裝豎板b上，位于鋼絲出線側；所述收料系統由排線部件和收線部件組成；所述排線部件由步進電機b、傳感器、滑軸、皮帶、帶輪和安裝橫板組成；所述步進電機b固定在安裝橫板上，傳感器分別安裝于安裝橫板側邊的上下兩側；步進電機b與帶輪連接，帶輪通過皮帶與滑軸連接，滑軸設置在兩個傳感器中間；所述收線部件由伺服電機b和收線輪組成，所述收線輪通過聯軸器與伺服電機b聯接。
8.一種蓋板針布快速磨損儀的控制方法，其特征在于包含如下步驟:設定牽料系統中伺服電機a的工作速度，啟動時由伺服電機a驅動牽料輪從O至設定速度進行轉動，同時啟動放料系統中步進電機a和收料系統中伺服電機b運轉；在運彳丁過程中張力控制系統中位置傳感器將測量信號發送給電氣控制系統中的PLC，PLC根據偏移量發信號給步進電機a調整其轉速；牽料系統中位置傳感器將測量信號發送給PLC，PLC根據偏移量發信號給伺服電機b調整其轉速；PLC根據伺服電機bl6的轉速和標準鋼絲的直徑進行推算后控制收料系統中步進電機b,在收料系統中傳感器的換向彳目號下完成對步進電機b的驅動。