用于切割行進(jìn)的紗線的方法和裝置與流程

本發(fā)明涉及一種用于切割行進(jìn)的紗線的方法及具有用于引導(dǎo)和切割行進(jìn)的紗線的機(jī)構(gòu)的裝置。

背景技術(shù)：

為了切割行進(jìn)的紗線而已知有不同的布置。在簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中，在剪刀和砧架之間引導(dǎo)紗線。在此，剪刀的刀刃橫向于紗線行進(jìn)方向延伸。為了切割紗線，剪刀以電磁方式或氣動(dòng)方式相對(duì)于砧架運(yùn)動(dòng)。剪刀相對(duì)于砧架的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致刀刃嚴(yán)重磨損，這意味著，剪刀隨著時(shí)間的推移而變鈍。

專利文獻(xiàn)DE 100 50 692 A1公開了用于行進(jìn)的紗線的切割裝置的替代方案。在此，紗線同時(shí)借助夾緊機(jī)構(gòu)壓靠在切板上，剪刀沿著切板的端面滑動(dòng)，并切開行進(jìn)的紗線。

用于切割紗線的已知解決方案是用來操作剪刀的機(jī)械裝置。切割過程觸發(fā)得很緩慢，或者說是有延遲的，因?yàn)榧舻妒潜仨氝\(yùn)動(dòng)的慣性質(zhì)量。切割裝置的所有的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的部件不可避免地受到磨損。

例如，這樣的切割裝置應(yīng)用在卷繞機(jī)的工位上，正如例如在專利文獻(xiàn)DE 196 40 184 A1中所公知的那樣。在此，紗線從退繞筒子(例如管紗)拉出，并借助卷繞裝置卷繞到卷繞筒子(例如交叉卷繞筒子)上。行進(jìn)的紗線被引導(dǎo)穿過清紗器的測(cè)量頭和切割裝置。清紗器采集代表行進(jìn)的紗線質(zhì)量的測(cè)量值。如果清紗器檢測(cè)到公差范圍以外的誤差，即如果測(cè)量值偏離規(guī)定的數(shù)值，則清紗器觸發(fā)所謂的清紗器切割，即切割裝置被激活，以便清除紗線有瑕疵的部分。在切割紗線后，有瑕疵部分的紗線端頭卷繞在卷繞筒子上。紗線端頭被可以樞轉(zhuǎn)的吸嘴捕獲，吸走有瑕疵的紗線。從卷繞筒子進(jìn)來的上紗進(jìn)入接線器中，并剪掉有瑕疵的紗線。相應(yīng)地，從退繞筒子出來的下紗通過可樞轉(zhuǎn)的夾持管進(jìn)入接線器中，并進(jìn)行紗線接線。

此外，已知用于切割行進(jìn)紗線的切割裝置在自由端轉(zhuǎn)杯紡織機(jī)中。在自由端轉(zhuǎn)杯紡織機(jī)的工位上，紗線從自由端紡織機(jī)中拉出，通過卷繞裝置卷繞到卷繞筒子上，優(yōu)選交叉卷繞筒子上。切割裝置還可以與清紗器一起使用，或用于在斷紗后進(jìn)行接頭時(shí)準(zhǔn)備紗線端頭。

只要紗線卷繞到交叉卷繞筒子上，卷繞機(jī)和自由端轉(zhuǎn)杯紡織機(jī)也被視為生產(chǎn)交叉卷繞筒子的紡織機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法和裝置，能夠快速、可靠并且無磨損地切斷行進(jìn)的紗線。

為了解決這個(gè)任務(wù)，借助光學(xué)元件，優(yōu)選為聚焦透鏡或相應(yīng)的透鏡系統(tǒng)，在空間中集束時(shí)鐘脈沖式的激光束，行進(jìn)的紗線被引導(dǎo)穿過集束所述激光束所處的區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明，紗線借助激光束被切割。集束激光束是必要的，以便實(shí)現(xiàn)切割所需的功率密度。借助激光實(shí)現(xiàn)的切割是無接觸式的，因此，幾乎無磨損。激光束在物理學(xué)上視為由光子構(gòu)成。光子在傳統(tǒng)意義上是沒有質(zhì)量的，因此不具有慣性。因此，切割過程幾乎是瞬時(shí)的，這意味著即刻進(jìn)行。在借助激光束的切割過程中，紗線不受到額外的拉力，這在機(jī)械解決方案中由于要夾緊紗線而不可避免。因此，紗線避免了由于在切割后紗線張力的突然卸載而產(chǎn)生的不受控制的行進(jìn)。

根據(jù)本發(fā)明，激光束是時(shí)鐘脈沖式的，因此作為激光脈沖群構(gòu)成。激光脈沖群是多個(gè)激光脈沖的時(shí)間上的序列。激光脈沖群的形式由其時(shí)間總長(zhǎng)度、脈沖間隔和脈沖形式?jīng)Q定。激光在空間上是定向的，并且能以脈沖操作在局部聚焦時(shí)達(dá)到很高的功率密度。因此，激光脈沖可以實(shí)現(xiàn)對(duì)行進(jìn)的紗線的快速可靠的切割。

根據(jù)本發(fā)明的方法的可能的實(shí)施方式，光學(xué)元件可以將激光束集束到焦點(diǎn)上，并將行進(jìn)的紗線引導(dǎo)穿過焦點(diǎn)。

根據(jù)替代的實(shí)施方式，光學(xué)元件可以將激光束集束到焦點(diǎn)線上，行進(jìn)的紗線與焦點(diǎn)線相交。通過這樣集束激光束，這種方法在紗線行進(jìn)方面比其限定的紗線行進(jìn)要更寬容。

優(yōu)選的是，激光束在集束前進(jìn)行準(zhǔn)直。由此，簡(jiǎn)化了激光束的集束。

根據(jù)本發(fā)明的方法的有利的改進(jìn)方案，激光脈沖群的形式根據(jù)紗線的特性進(jìn)行匹配。這意味著，激光脈沖群形式可以在紗線較粗時(shí)與在紗線較細(xì)時(shí)不同地設(shè)計(jì)，或者在由天然纖維制成的紗線情況下與在由合成纖維制成的紗線的情況下不同地進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣始終可以實(shí)現(xiàn)最佳的切割結(jié)果。

激光束中心波長(zhǎng)可以位于電磁波譜中的紫外線、可見光或紅外線部分的范圍內(nèi)。

激光束被紗線吸收和分散。因此，采集被紗線分散的激光束可以監(jiān)控切割的效果。如果有必要，可以重復(fù)切割過程，或者可以調(diào)整激光束的強(qiáng)度或激光脈沖群的形式。為了進(jìn)行切割，要進(jìn)行調(diào)整，即相應(yīng)提高功率密度。如果激光的功率密度減小，采集被激光束分散的激光束密度同時(shí)也可以進(jìn)行斷紗監(jiān)控。

根據(jù)本發(fā)明的方法的特別有利的實(shí)施方式，可以連續(xù)采集代表行進(jìn)的紗線質(zhì)量的測(cè)量值，紗線根據(jù)測(cè)量值偏離規(guī)定數(shù)值的情況借助激光束進(jìn)行切割。這意味著，通過激光束切割紗線可以有利地與清除紗線一起應(yīng)用。

此外，該任務(wù)通過具有用于引導(dǎo)和切割行進(jìn)的紗線的機(jī)構(gòu)的裝置得到解決。根據(jù)本發(fā)明，用于切割行進(jìn)的紗線的機(jī)構(gòu)包括激光束源和光學(xué)元件。激光束源和光學(xué)元件布置和構(gòu)成為，使得由激光束源發(fā)射出的激光束被光學(xué)元件集束。此外，用于引導(dǎo)行進(jìn)的紗線的機(jī)構(gòu)被構(gòu)造用于使行進(jìn)的紗線被引導(dǎo)穿過激光束集束的區(qū)域，控制裝置被構(gòu)造成用于在需要時(shí)激活激光束源，以便切割紗線。激光束源根據(jù)本發(fā)明具有電子啟動(dòng)裝置，其用于形成激光脈沖群，即形成時(shí)鐘脈沖式的激光束。

例如，光學(xué)元件可以包括一個(gè)球形透鏡。球形透鏡將激光束集束在焦點(diǎn)上。

光學(xué)元件還可以有利地包括柱面透鏡。柱面透鏡將激光束集束在焦點(diǎn)線上。由此得到已經(jīng)描述的優(yōu)點(diǎn)。

該裝置可以有利地包括準(zhǔn)直器。在此，激光束源、準(zhǔn)直器和光學(xué)元件布置和構(gòu)成為，使得由激光束源發(fā)射出的激光束被準(zhǔn)直器準(zhǔn)直，被準(zhǔn)直的激光束被光學(xué)元件集束。

此外，電子啟動(dòng)裝置可以被構(gòu)造用于調(diào)節(jié)激光脈沖群的形式。例如，由此可以使激光脈沖群匹配于紗線的特性。

在激光束集束的區(qū)域背對(duì)光學(xué)元件的一側(cè)可以布置光敏接收器，例如光電二極管。由此可以采集被紗線分散的激光束；由此可以監(jiān)控紗線切割結(jié)果。在通過電子啟動(dòng)裝置匹配激光脈沖群的情況下，該布置也可以用于斷紗監(jiān)控。

用于引導(dǎo)紗線的機(jī)構(gòu)可以包括用于將紗線卷繞到卷繞筒子上的卷繞裝置。根據(jù)本發(fā)明的裝置因此例如可以構(gòu)成生產(chǎn)交叉卷繞筒子的紡織機(jī)的工位，該紡織機(jī)具有將紗線卷繞到交叉卷繞筒子上的卷繞裝置，在此，根據(jù)本發(fā)明的用于切割行進(jìn)的紗線的機(jī)構(gòu)布置在該工位上。

此外，用于引導(dǎo)紗線的機(jī)構(gòu)可以被構(gòu)造成用于從退繞筒子拉出紗線。因此，用于引導(dǎo)紗線的機(jī)構(gòu)可以是卷繞機(jī)的工位的一部分?；蛘邠Q言之，根據(jù)本發(fā)明的裝置可以構(gòu)成卷繞機(jī)的工位，其中，這個(gè)工位具有用于將紗線卷繞到卷繞筒子(尤其是交叉卷繞筒子)上的卷繞裝置，該工位被構(gòu)造用于將紗線從退繞筒子拉出，根據(jù)本發(fā)明的用于切割行進(jìn)的紗線的機(jī)構(gòu)布置在該工位上。

根據(jù)本發(fā)明的裝置還可以作為自由端轉(zhuǎn)杯紡織機(jī)的工位構(gòu)成，其中，所述工位具有用于將紗線卷繞到卷繞筒子(尤其是交叉卷繞筒子)上的卷繞裝置，該工位具有自由端紡織裝置，其構(gòu)成用于將紗線從自由端紡織裝置拉出，并且根據(jù)本發(fā)明的用于切割行進(jìn)的紗線的機(jī)構(gòu)布置在所述工位上。

根據(jù)本發(fā)明的裝置可以包括用于采集代表行進(jìn)的紗線質(zhì)量的測(cè)量值的清紗器。在此，控制裝置被構(gòu)造用于根據(jù)測(cè)量值與規(guī)定數(shù)值的偏差激活用于切割紗線的激光束源。

清紗器和根據(jù)本發(fā)明的用于切割紗線的機(jī)構(gòu)可以優(yōu)選地布置在制造交叉卷繞筒子的紡織機(jī)、卷繞機(jī)或自由端轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)的工位上。

附圖說明

本發(fā)明將在下面根據(jù)附圖中描述的實(shí)施例作進(jìn)一步解釋。

圖中：

圖1示出了卷繞機(jī)的工位；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于切割行進(jìn)的紗線的裝置的第一實(shí)施方式；

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的用于切割行進(jìn)的紗線的裝置第二實(shí)施方式；以及

圖4示出了激光脈沖群的激光脈沖的時(shí)間分布。

具體實(shí)施方式

圖1是卷繞機(jī)1的工位2的側(cè)視圖，在實(shí)施例中顯示了在卷繞過程中的所謂的自動(dòng)交叉卷繞裝置。這種自動(dòng)交叉卷繞裝置1在其(未顯示)末端位置之間具有多個(gè)相同類型的工位2，即所謂的卷繞工位。

在卷繞工位2上，如公知的，因此不進(jìn)行進(jìn)一步闡述，喂給筒子(通常是在環(huán)錠紡織機(jī)上生產(chǎn)的紡紗筒子9，它僅具有相對(duì)少的紗線材料)被卷繞成大體積的交叉卷繞筒子11。隨后，成品交叉卷繞筒子11借助自動(dòng)工作的服務(wù)裝置，例如交叉卷繞筒子更換裝置，被轉(zhuǎn)交給在機(jī)器長(zhǎng)度上的交叉卷繞筒子運(yùn)輸裝置21上，并且被運(yùn)輸至布置在機(jī)器端側(cè)的筒子裝載站或類似裝置。

此外，這種自動(dòng)交叉卷繞裝置或者配備有可以儲(chǔ)存紡紗筒子的環(huán)形庫，或者自動(dòng)交叉卷繞裝置具有筒子和筒管運(yùn)輸系統(tǒng)3形式的物流裝置。在這種筒子和筒管運(yùn)輸系統(tǒng)3中則循環(huán)運(yùn)行有紡紗筒子9或空筒管34，它們以垂直取向布置在運(yùn)輸盤8上。關(guān)于該套筒運(yùn)輸系統(tǒng)3，僅描述筒子供給段4、可反向驅(qū)動(dòng)的存儲(chǔ)段5、通向卷繞位2的橫向運(yùn)輸段6及筒管回送段7。正如所指明的，在此，被輸送的紡紗筒子9首先定位在退繞位10(在卷繞位2處位于橫向運(yùn)輸段6的區(qū)域中)定位，隨后被卷繞。紗線30在卷繞時(shí)沿著箭頭F的方向行進(jìn)。

為此目的，單獨(dú)的工位2(正如所公知的并且因此僅被示意出來)具有各種紗線監(jiān)控和處理裝置，這些紗線監(jiān)控和處理裝置不僅保證紡紗筒子9可以卷繞成大體積的交叉卷繞筒子11，而且還確保監(jiān)控紗線30在卷繞過程中的紗線瑕疵，并清除紗線瑕疵。每個(gè)工位2具有一個(gè)工位控制裝置35，工位控制裝置通過只是提及的控制導(dǎo)線與紗線監(jiān)控和紗線處理裝置連接。

例如，工位2分別具有一個(gè)具有筒子架18的卷繞裝置24，筒子架圍繞樞轉(zhuǎn)軸19運(yùn)動(dòng)地安裝，并且配有筒子驅(qū)動(dòng)裝置26及紗線橫動(dòng)裝置28。

在顯示的實(shí)施例中，交叉卷繞筒子11的表面在繞線過程中位于驅(qū)動(dòng)輥26上，并由驅(qū)動(dòng)輥通過摩擦接合進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在此，驅(qū)動(dòng)輥26受到轉(zhuǎn)速可調(diào)的、可可逆的(未顯示)驅(qū)動(dòng)裝置的作用。在卷繞到到交叉卷繞筒子11上期間，紗線30的橫動(dòng)借助紗線橫動(dòng)裝置28實(shí)現(xiàn)，在本實(shí)施例中，紗線橫動(dòng)裝置具有指形紗線引導(dǎo)裝置29。

此外，卷繞位2具有紗線連接裝置(優(yōu)選為氣動(dòng)工作的接線裝置13)、紗線張緊器14、配有紗線切割裝置17的清紗器15、紗線拉力傳感器20及上蠟裝置16。在紗線行進(jìn)方向上，在紗線張緊器14前方，即從操作者的方向觀察是在紗線張緊器14下方，布置有預(yù)清紗器22和用于阻止線圈的裝置23。在此，裝置23在紗線行進(jìn)方向上布置在預(yù)清紗器22前方。

清紗器15監(jiān)控行進(jìn)的紗線30的質(zhì)量。為此，采集代表行進(jìn)的紗線質(zhì)量的測(cè)量值。例如，這個(gè)測(cè)量值可以是紗線30的直徑偏差。清紗器的測(cè)量值由控制裝置51進(jìn)行評(píng)估并且檢查與規(guī)定數(shù)值的偏差。所述控制裝置51根據(jù)測(cè)量值與規(guī)定數(shù)值的偏差控制紗線切割裝置17，并從而觸發(fā)所謂的清紗器切割。

此外，卷繞位2配有可樞轉(zhuǎn)的吸嘴12及可樞轉(zhuǎn)的夾持管25，它們限定地被施加負(fù)壓。在此，吸嘴12和夾持管25在整個(gè)機(jī)器長(zhǎng)度上連接至自動(dòng)交叉卷繞裝置1的負(fù)壓橫向件32，負(fù)壓橫向件本身與負(fù)壓源33連接。通過吸嘴12可以采集卷繞到交叉卷繞筒子11上的紗線，并將其運(yùn)輸至接線裝置13的區(qū)域。夾持管25的構(gòu)成是用于容納被保持在紗線張緊器14中的紗線，并將其送入接線裝置13中。

在清紗器切割后，上紗線端頭行進(jìn)到交叉卷繞筒子11上。下紗線端頭停留在紗線張緊器14中。為了再次進(jìn)行卷繞過程，吸嘴12從其停止位置P向交叉卷繞筒子11的方向樞轉(zhuǎn)。紗線端頭被吸嘴12捕獲，有瑕疵的紗線被吸走。吸嘴12重新樞轉(zhuǎn)到停止位置P，在此，上紗線送入接線裝置13。多余的紗線端頭被未示出的接線裝置13的切割裝置切割并被吸嘴12吸入。相應(yīng)地，下紗線端頭被夾持管25送入接線裝置13。在此，多余的紗線端頭還被未另一未示出的切割裝置切割。接線裝置13進(jìn)行紗線連接，卷繞過程繼續(xù)進(jìn)行。

圖2顯示的是紗線切割裝置17可能的結(jié)構(gòu)。紗線切割裝置17的主要組成部分是激光束源36。激光束源36優(yōu)選的是由半導(dǎo)體激光構(gòu)成。在激光束源36的出口布置有用于準(zhǔn)直激光束41或者使其平行的準(zhǔn)直器40。此外，激光可以通過激光束源36本身或通過后置的光學(xué)元件線性極化，以便使得電場(chǎng)矢量的極化平面與紗線行進(jìn)方向平行。被準(zhǔn)直的激光束入射到聚焦透鏡37上，在實(shí)施例中的聚焦透鏡是球形透鏡。透鏡37將激光束集束在透鏡37的焦點(diǎn)42上。在此，紗線切割裝置17布置如下，即紗線30穿過焦點(diǎn)42。為了切割紗線30，激光束源36被控制裝置51激活。從激光束源36的方向觀察，在紗線30后方布置有遮光器(Blende)39和光電二極管38。光電二極管38可以通過傳輸測(cè)量檢測(cè)紗線的成功切割。此外，在實(shí)際的切割過程之后，可以由激光束源發(fā)出專門的詢問信號(hào)，這個(gè)信號(hào)在紗線成功切割的情況下被光電二極管38采集。

用于切割紗線30的激光束41優(yōu)選被構(gòu)造為激光脈沖群46。為了產(chǎn)生激光脈沖群46，激光束源37具有電子啟動(dòng)裝置50。這種激光脈沖群46的時(shí)間分布在圖4中進(jìn)行顯示。坐標(biāo)軸表示時(shí)間t和振幅I。激光脈沖群46由N個(gè)激光脈沖47組成。激光脈沖47具有一定的強(qiáng)度或振幅I。強(qiáng)度I的計(jì)算由功率P和面積A得出。

I＝P/A＝P/πr₀²

在此，面積A由在焦點(diǎn)42的激光束41的直徑2r₀得出。激光脈沖47可以具有不同的脈沖持續(xù)時(shí)間T_P1、T_P2、T_PN和不同的脈沖間隔t_P1、t_P2。

圖3示出了紗線切割裝置17’的替代方案。激光束源37對(duì)應(yīng)于圖2構(gòu)成，在此不再次說明。在紗線切割裝置17’中，被準(zhǔn)直的激光束41不是借助球形透鏡37被集束，而是通過柱面透鏡43集束。由此，激光束不是集束在焦點(diǎn)42上，而是集束在焦點(diǎn)線48上。焦點(diǎn)線48與行進(jìn)的紗線垂直布置。此外，該布置具有狹縫式遮光器45和用于進(jìn)行傳輸測(cè)量的光電二極管44，以檢測(cè)紗線30的成功切斷。

具有如在圖2和圖3中所示激光器的紗線切割裝置17，17’不僅可以作為清紗器的一部分使用，而且例如還用于接線裝置13的切割裝置。這種紗線切割裝置還可以用在其它用于引導(dǎo)行進(jìn)的紗線的裝置中，例如用在自由端轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)或相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置中。

根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)方案，還可以將具有用于激光束源36的測(cè)量裝置的切割裝置與激光束源36組合使用。例如，因此測(cè)量裝置可以借助激光多普勒測(cè)速的方法獲取行進(jìn)的紗線的速度。相同的激光束源36不僅用于切割而且用于測(cè)量。優(yōu)選的是，激光束源36在用于切割時(shí)以脈沖模式操作，在用于測(cè)量時(shí)切換至連續(xù)操作。特別有利的是，這種裝置與清紗器連接，這是因?yàn)榭梢詮乃俣却_定所測(cè)量紗線瑕疵的長(zhǎng)度。