用于纤维幅材机的方法和装置 |
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| 申请号 | CN201210387411.1 | 申请日 | 2012-10-12 | 公开(公告)号 | CN103046419B | 公开(公告)日 | 2016-06-29 |
| 申请人 | 维美德技术有限公司; | 发明人 | 卡里·埃尔基莱; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 纤维 幅材机中的方法。在该方法中，织物（12）中的拼接部（14）的 位置 被改变以最小化该纤维幅材机的振动 水 平。拼接部（14）的位置是基于织物（12）的宽度来确定的。本发明还涉及一种纤维幅材机中的装置以及 软件 产品。本发明能够显著地消除织物和辊的振动和 变形 ，由此延长织物的使用寿命，进而节约成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种纤维幅材机中的方法，在所述方法中， |
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| 说明书全文 | 用于纤维幅材机的方法和装置技术领域背景技术[0002] 纤维幅材机中使用的织物的对齐带（alignment stripe）通过使织物循环中使用的辊的一端转移而移位。这种转移导致织物中在操作侧和驱动侧之间产生行进距离差，由此织物的两边行进的距离彼此不同。在这种情况下，织物就会稍微伸展并且歪斜。通常，织物中的拼接部或缝合部的位置也借助对齐带而被标记在织物上。对齐带的位置的改变被称为拼接部偏转。在压榨辊的合成网套中，或者由织物制造厂形成缝合部，或者在造纸厂中形成缝合部。本申请人的116399号芬兰专利中提出了一种拼接部偏转装置。在该专利中，拼接部偏转装置也引导织物。压榨部中的织物通常是相对较厚的压榨毛毯。该拼接部偏转装置的目的是使压榨毛毯中的拼接部偏转，以避免大部分拼接部精确地同时进入压区的情况。由于使拼接部偏转，因此在压榨毛毯中以不规则的方式并在不同的位置形成潜在的凹部，所以避免了强烈的振动和凹部的重复。这样还延长了压榨毛毯的使用寿命，并降低了纤维幅材机的振动水平。 [0003] 如今，拼接部偏转装置被反复地使用，并且纤维幅材机的振动水平被同时监控。然而，实际上，拼接部偏转装置移动的方式是以运行模式的多个模型为基础，专门地通过试验产生的。在这种情况下，假定设定值是正确的。事实上，对齐带的位置（以及拼接部同时所在的位置）与拼接部偏转装置的设定值彼此关联不佳，并且这种关联基于纤维幅材机中的变化（如辊的变化）而改变。结果，先前的完全试验性的运行模式的模型与拼接部偏转装置的位置有关，这使得其无助于使振动衰减。因此在新的织物被安装之后，需要再 次试验合适的运行模式。这要花费很长时间，并且在最坏的情况下，可能直到织物不得不被再次替换之前，也根本无法找到正确的运行模式。拼接部偏转装置的位置通常在短时间内以及例如在仅±7mm的距离上连续地振荡。在这种情况下，如果仅监控振动水平，拼接部偏转对于纤维幅材机的振动水平的影响仍然不清晰。此外，仅仅基于振动测量取得的测量值实际上仅在振动已经开始之后（换言之，织物或压区辊已经部分地损坏或者至少在那时以前变形）才开始起作用。在最坏的情况下，压榨织物（press fabric）或压榨辊因振动而不得不更换。在随机的示例情况下，单个织物的使用寿命是1天到21天。因此，振动在整个实际使用寿命中都很大。在实践中，尽管有振动监控，但正因为振动和所导致的织物变形，必须更换织物。 发明内容[0004] 本发明的目的在于提供一种利用能够使纤维幅材机的振动保持在低水平的新型方法的纤维幅材机。本发明的另一个目的在于提供一种具有新型装置的纤维幅材机；该新型装置适合用于不同种类的织物，并且尽管织物或纤维幅材机中发生变化仍然工作。本发明的又一目的在于提供一种新型的软件产品，其适合用于多种纤维幅材机，且其能够用于控制拼接部偏转装置。根据本发明的方法的典型特征在于，拼接部的位置是基于织物的宽度被确定的。相应地，根据本发明的装置的典型特征在于，该装置还包括用于确定织物的宽度的传感器。根据本发明的方法能够提供关于拼接部的位置及其与纤维幅材机的振动水平的相互关系的精确信息。这样能够避开易受振动影响的区域，并且因此避免振动。该装置简单，并且无需复杂的安装即能可靠地工作。该软件产品能够容易地集成到现存的纤维幅材机内，尤其是集成到拼接部偏转装置内。 [0005] 根据本发明的一个方案，提供了一种纤维幅材机中的方法，在所述方法中，织物中的拼接部的位置被改变以最小化所述纤维幅材机的振动水平，其特征在于，所述拼接部的位置是基于所述织物的宽度来确定的。 [0006] 在本发明的所述方法中，所述织物的宽度和/或用于改变所述拼接部的位置的致动器的位置可被监控，并且此信息被用来避免所述织物处于织物最宽处的情况。 [0007] 在本发明的所述方法中，所述拼接部和/或所述致动器的位置与所述纤维幅材机的振动水平之间的相互关系本质上可连续地被确定。 [0008] 在本发明的所述方法中，所述相互关系既可在所述织物改变之后又可在使用所述织物时被确定。 [0009] 在本发明的所述方法中，所述相互关系可通过改变所述拼接部的位置并且通过同时测量所述振动水平而被确定。 [0010] 在本发明的所述方法中，当所述织物的宽度增加，同时所述拼接部的位置改变时，所述相互关系可被确定。 [0011] 在本发明的所述方法中，在经过相同的压区行进的所述织物中，所述拼接部的位置可独立地被改变。 [0012] 在本发明的所述方法中，所述拼接部在所述织物中的位置可被设置到相反的角度位置。 [0013] 根据本发明的另一方案，提供了一种纤维幅材机中的装置。所述装置包括：缝合的织物；致动器，其用于改变拼接部的位置；量测仪，其用于确定所述致动器的位置；以及控制装置，其连接到所述致动器和所述量测仪；其中，所述装置还包括用于确定所述织物的宽度的传感器。 [0015] 以下参照附图详细地描述本发明，附图示出了本发明的一些实施例，其中： [0016] 图1示出了设有根据本发明的装置的纤维幅材机的压榨部的一部分； [0017] 图2示出了拼接部偏转的原理； [0018] 图3示出了纤维幅材机中的振动水平与织物宽度之间的相互关系； [0019] 图4示出了纤维幅材机中的织物宽度与拼接部偏转装置的位置之间的相互关系。 具体实施方式[0020] 图1示出纤维幅材机的压榨部。该构思的压榨部具有两个压区，两个压区中的上压区形成于辊10与辊11这两个辊之间。由毛毯辊13和13'支撑的压榨织物通常是织物12，织物12也设置为经过所述压区运行。该装置还包括织物12，织物12被缝合并且因此具有拼接部 14（图2）。拼接部的方向经常也借助对齐带被标记在织物上。该装置还包括：致动器15，其用于改变拼接部14的位置；以及量测仪15'，其用于确定致动器15的位置。在图1中，致动器15和量测仪15'被集成到织物张紧器17内。量测仪用于探测处于其操作范围内的致动器的位置。致动器能够用于将辊的末端移位例如±7mm。 [0021] 该装置还可包括监控工具16，监控工具16用于确定纤维幅材机的振动水平。该监控工具例如可由设置在辊的末端或轴上的振动传感器构成。振动水平例如也能够根据压区辊的负载压力来确定。此外，如果振动监控仅是偶尔进行的，也能够使用手持式仪表来进行振动监控。 [0022] 图2示出毛毯辊/张力辊13（'其旨在用于使拼接部14偏转）的运动。如图所示，该运动优选与织物张紧器的运动方向一致。若毛毯辊/张力辊13'是笔直的，则织物12的拼接部通常也是笔直的。在图2中，笔直的拼接部以点划线表示。如图2所示，当毛毯辊/张力辊13'的一端向左侧移位时，织物12的另一边缘伸展，并且毛毯辊/张力辊13'在同时将整个织物12偏转成歪斜状态。这也将拼接部14偏转成歪斜状态，这就是目的。然而，在这种情况下，织物12趋向于朝较短的边缘移动，换言之在图2中向上移动（以箭头示出）。这种横向移动借助毛毯校正辊21来补偿，由此尽管有拼接部偏转，织物仍保持在所期望的位置。 [0023] 为了操作整个装置，致动器15和量测仪15'被连接到控制装置18，监控工具16也在此被连接到控制装置18。这些控制装置可以是独立的可编程逻辑控制器，或者它们也可以是机器控制系统19的一部分。根据本发明，该装置还包括传感器20，传感器20用于确定织物12的宽度。致动器15、量测仪15'以及在示出的应用中的监控工具16和传感器20在此被连接到控制装置18（这由点划线示出）。在实践中，该装置用于改变拼接部14在织物12中的位置，以便最小化纤维幅材机的振动水平。然而，本发明出人意料地利用织物本身，更具体地，利用织物的宽度，来确定拼接部的位置。换 言之，根据本发明，拼接部14的位置是基于织物12的宽度被确定的。在这种情况下，拼接部的位置是以充分的精度获知的，而与在这种环境下织物的改变或其他的改变无关。因此，拼接部能够在安全的范围内偏转而不升高振动水平。 在实践中，拼接部在织物中的位置基于织物的宽度而被确定，并且该位置的信息被用于消除压区振动和织物振动。 [0024] 在该方法中，织物12的宽度被监控，并且该信息被用于避免织物12处于其最宽的情况。当获知拼接部的位置和振动水平时，可得到它们的相互关系的分析。基于该分析，可计算出拼接部偏转装置的位置与织物的宽度之间的相互关系。该分析例如可采用二阶回归分析（基于二阶回归分析的精确响应已在测试中获得）。在示例性分析中，回归线的最大值与织物的宽度为其最大值时拼接部偏转装置所处的位置相关联（图3）。该分析可按不同的方式执行。该分析优选在维护性停机之后，立即通过使拼接部偏转装置在其全部运动范围上运行一次来执行。也可在整个操作期间，当拼接部偏转装置正在运动时，在第一次分析之后再执行分析。换言之，在织物更换之后以及当使用该织物时都执行相关分析。如果发生其他环境改变，该分析也能够被容易地和快速地重新执行。 [0025] 优选地，尽可能采用仅一组新的测量点进行分析。换言之，该分析优选地采用相对较小的一组最近的测量点。在这种情况下，测量点的集合以及由此进行的分析以最好的方式代表了最普通的情况，并且避免了织物的宽度因织物老化而改变的影响。在实践中，诸如织物的宽度之类的因素随着织物逐渐老化而缓慢地改变。通过使用一小组测量点，能够将这些测量点精确地置于相关线（correlation line）上。而且在测试中已发现，三天这么短的分析时段就包含过多和过旧的测量数据。通过使用较短分析时段并且频繁地重复分析，相关响应可保持精确性。 [0026] 在特定织物的使用寿命期间，该分析使测量到的振动水平与拼接部偏转装置的位置之间的相互关系能够被确定。在实践中，通过在振动水平处于其最低点的区域中移动所述拼接部偏转装置能够避免振动。换言之，通过以最简单的方式，从竖直的拼接部位置到每个方向确定不利的区域，避免了最易受振动影响的区域。为了消除振动，拼接部偏转装置的位置因此能够在除了竖直拼接部的区域之外的区域中改变。这类改变可由连续的振荡构成，或者 该拼接部偏转装置以合适的间隔移位。这种相互关系优选地通过改变拼接部的位置并且同时测量振动水平来确定。由此提供关于该相互关系的实时数据。 [0027] 图3示出由纤维幅材机中的试验测量值获得的图表。此处根据本发明的分析已经在三天的较短时间段内做出。在这种情况下，拼接部偏转装置的位置与织物的宽度非常良好地相关联。类似地，测量到的振动水平与织物的宽度以及与拼接部偏转装置的位置二者均非常良好地相关联。重要的是还应注意到，图表如何非常清晰地示出越靠近竖直拼接部的点，振动水平越高。事实上，织物宽度与振动水平之比令人惊讶地清晰和明确。类似地，计算出的相关线及这些相关线的最大值的形状彼此实质上相同。亮点代表压区辊的驱动侧轴承箱中的振动水平。这些亮点的读数在Y轴上，并且其单位是mm/s2，读数范围为0.5mm/s2到1.0mm/s2。暗点代表实际测量的织物的宽度，这些暗点的读数也在Y轴上，并且其单位是mm，读数范围为70mm内。二阶相关线也已根据上述两种测量到的读数计算出来，并且这些二阶相关线的形状彼此相关。在这些相关线的公共顶点处，织物的宽度为其最大值，并且因此拼接部是竖直的，这是振动水平也为最大值的原因。在上述的该点处，拼接部偏转装置的位置是大约-3.75mm。位置读数在X轴上，并且其单位是mm，读数范围为±15mm内。基于该分析，上述的拼接部偏转装置能够例如在-12.0到-8.0的范围内或者在2.0到7.5的范围内振荡，也能够经过-3.75mm这一点，只要拼接部偏转装置在尽可能短的时间处于该点处。 [0028] 图4示出拼接部偏转装置与织物的宽度之间的相互关系。所述相互关系非常良好和精确。通过分析拼接部偏转装置移动到织物的宽度增加的方向，获得了高精度分析结果。在这种情况下，当拼接部偏转装置的位置改变时，织物的宽度精确地符合拼接部偏转装置的位置的改变并且具有最低限度的延迟。阶跃式的曲线指示出拼接部偏转装置的位置。此处的位置读数在Y轴上，并且其单位是mm，读数范围为-6.0到9.0。此处的包络线是作为来自操作侧到驱动侧的测量值之和计算出的织物的相对宽度。此处的相对宽度的读数在Y轴上，并且其单位是mm，读数范围为55.0到85.0。随着织物变得更宽，所述值减小。 [0029] 在实践中，拼接部偏转装置能够在不利区域的每一侧交替地振荡。即使 对于幅材而言，也可从一侧移动到另一侧而没有边缘撕裂的扰动，这是因为织物在经过竖直拼接点时处于其最宽处。在从一侧移位到另一侧期间，和拼接部偏转装置的位置与织物的宽度之间的相互关系有关的新的相关分析能够被执行。换言之，尽可能经常地执行新的相关分析是有益的。拼接部的位置与纤维幅材机的振动水平之间的相互关系甚至本质上可连续地被确定。借助频繁重复的或连续的分析，能够有效地消除老化织物的宽度改变、压区负载改变、水量改变的影响，或者消除任何其他改变织物的宽度的现象的影响。此外，即使没有从一侧到另一侧的移位，相关分析也优选连续地被执行。在从一侧到另一侧的移位之后，较早的分析结果被完全地抛弃。在这种情况下，向不同侧的移位形成新的一组测量点，该组测量点对应于新的一侧的情况。 [0030] 同样已经出人意料地在测试中观察到，通过分析拼接部偏转装置移动到织物的宽度增加的方向的情况，获得了高精度分析结果。换言之，当在拼接部的位置改变的同时织物的宽度增加时，相互关系被确定。在这种情况下，当拼接部偏转装置的位置改变时，织物的宽度精确地符合拼接部偏转装置的位置的变化并具有最低限度的延迟。已经出乎意料的发现，织物趋向于抵抗拼接部从竖直位置离开的偏转，并且因此当拼接部偏转装置被偏转时，与织物变窄相比，织物更为迅速地变宽。当从竖直拼接部的一侧移动到另一侧时，目的是选择拼接部偏转装置的位置，以使得拼接部尽可能远离前一个的点的波长及该波长的成倍的谐波。在这种情况下，拼接部偏转装置的操作范围当然处于离开不利区域的充足和安全的距离内。当获知拼接部的精确的竖直位置时（在此位置织物的宽度为最大值），易于利用以下方程来计算出各织物宽度的拼接部的角度α： [0031] [0032] 其中，LS是织物的当前宽度，而Lmax是织物的最大宽度。通过利用这种拼接部角度信息，能够尝试使拼接部与织物和辊的旋转频率的成倍谐波点保持得尽可能远。通过这种方式，即使在振动开始之前也能够防止振动水平升高。若就织物而言这也可被精确地完成，则位置测量装置也可设置在织物张紧器中。当辊的精确直径已经知道时，这样也可提供关于织物的长度的精确信息。 [0033] 在具有两个织物的压区中，在这两个织物中的拼接部的位置也能够以上 述方式控制。此外，整个纤维幅材机能够以如下方式被优化：使这些拼接部在织物中的位置尽可能地彼此远离，并且使得由织物的拼接部计算出的波长以及这些波长的成倍谐波尽可能地彼此远离。换言之，拼接部在织物中的位置被设置到相反的角度位置。此外，拼接部在经过相同压区的织物中的位置优选独立地被改变。这能够防止由于织物的相互影响而导致的振动。 [0034] 尤其是在老化和变形的织物的情况下，甚至可能会失去拼接部的位置与振动水平之间的相互关系。在这种情况下，拼接部偏转装置的位置能够仅基于拼接部偏转装置与振动水平之间的相互关系而被优化。这种相互关系的失去例如能够从织物和振动水平的相关分析的剩余的变化观察到。此外，可选择让织物在其使用寿命中自始至终尽可能地舒展到使得幅材的边缘区域的运转性能可以维持的程度。当在拼接部偏转装置的操作范围内优化拼接部的角度时，考虑这种舒展。因此，控制系统实际上是自我学习的，并且控制系统适于改变的条件。 [0035] 多种技术解决方案能够用于识别织物的宽度。一种简单的解决方案以申请人的UltraEdge传感器为基础，这些传感器被设置在织物的每个边缘上。这些超声传感器识别织物的边缘，并且织物的宽度能够随后由测量值来确定。因此，借助装备有机电式UltraEdge传感器的织物引导装置，边缘测量装置已经被内置到纤维幅材机内，这意味着必要的投资额较小。在最简单的构造中，振动的防止和最小化甚至能够仅基于织物宽度的测量数据来完成，而无需振动测量装置。这进一步简化了该装置的结构。 [0036] 例如除了机械装置之外，用于确定织物的宽度的其他可能的技术包括超声、可见光、紫外光、红外光、激光和图像识别，换言之，以传感器来识别织物的边缘或其反射的应用。在一件织物上执行的分析也能够至少以一定的精度用于另一件新的织物。在这种情况下，并非总需要执行分析。然而，若在纤维幅材机中影响织物的对齐的因素已经改变，则需要执行分析。这些因素包括辊的改变或织物类型的改变。换言之，如果纤维幅材机没有重大变化，则可假定最宽的点（换言之就是振动最大的点）处于先前的位置，在这种情况下就可以保持远离该点。如果完全避免了笔直的对齐带的情况，则甚至由笔直的对齐带给出的第一次冲击（impulse）也可避免。基于分析，拼接部偏转装置的连续的、频繁的并且不停顿的移动甚至能够停止。以规定的间隔 执行的优化的拼接部偏转甚至能够给出比恒定的移动更好的结果。若织物在适当的位置保持更长的时间段，则由于压区和织物在没有振动的条件下适当地工作，成品的质量越来越均匀。 [0037] 根据本发明的方法揭示出拼接部在拼接部偏转装置的每个操作范围内的位置。在根据本发明的方法中，该装置的控制是以实测值而不是试验值或统计值为基础。该方法使用系统地获得的测量点集合，并且这些集合的分析产生用于控制的相互关系。通过这种方式，能够识别拼接部偏转装置的连续操作范围，在该范围内振动水平已知处于最低点。换言之，甚至在振动水平增加之前，该装置就提供关于可用操作范围的信息及其对振动的响应。 [0038] 在实践中，对齐带从来不是完全地笔直的，而是（举例来说）对齐带可呈S形弯曲、C形弯曲或者仅仅是局部弯曲。在这种情况下，仅在拼接部的末端处测量到的对齐带的位置将对拼接部的平均角度给出错误的表示。然而，若拼接部的位置是基于织物的宽度确定的，则能够以简单的方式、且最重要的是能够以充分的精确度来获得最终信息。 [0039] 图1示出该装置的控制原理。拼接部偏转装置15连接到机器控制系统19，传感器20也连接到机器控制系统19。该机器控制系统是安装的软件产品（例如集成式软件产品），其包括程序代码单元，这些程序代码单元被设置用以执行根据本发明的方法的上述步骤。 [0040] 作为该方法和该装置的结果，由于能够避免因振动而必须过早地替换织物，织物的使用寿命得到大幅延长。延长使用寿命是很重要的考虑因素，对于硬辊压区以及独立的压榨部（其中织物的变形是最强烈的）而言尤其如此。通过消除织物和辊的振动和变形，能够显著节省成本，这是因为织物的使用寿命无例外地被延长了数星期之久。换言之，与特定的机器位置和织物无关，并且不含随机性，振动问题能够在很大程度上被避免。这意味着甚至在振动开始之前就能够防止振动水平的升高。若振动能够被保持在低水平，压榨部就能够使用过去容易受振动影响的负载区域。这对成品的质量具有积极的影响。此外，在生产中使用的速度能够比过去高很多，这意味着在生产力上的增加多于百分之十。 [0041] 由于本发明基于织物的宽度来识别拼接部的位置的发明理念，使简单和坚固的部件能够使用。此外，若织物的状态（更具体地，织物的宽度随拼接 部的位置改变而产生的变化）是已知的，则拼接部的位置能够没有延迟地被确定。在实践中，织物的宽度非常精确地并且清楚地指示出平均拼接位置。换言之，该宽度已经很好地考虑到了因拼接部并非笔直而引起的误差。此外，分析的结果是快速获得的（取决于应用，分析需花费半个小时到两个小时）。 [0042] 作为示例，该方法可在实践中实施如下：当新的织物被投入使用时，操作者基于该织物的宽度来找出拼接部偏转装置的地点/位置，拼接部在该地点/位置处于压区的方向上。在操作期间，避免了拼接部偏转装置的该地点/位置以及任何过于靠近该地点/位置的位置。换言之，避免了平行于压区的拼接部。如果需要的话，通过将拼接部偏转装置从一侧移动到另一侧，可在操作期间搜索出织物的最大宽度。基于在这种结合处测量到的织物的当前宽度和最大宽度，可找出拼接部的位置（换言之即偏转角）。此外，对应于当前的拼接部的拼接部偏转装置的地点/位置与对应于笔直的拼接部的拼接部偏转装置的地点/位置的比较，表明了偏转角的符号（正号或负号）。基于偏转角，通过移动拼接部偏转装置，织物的拼接部能够被控制，由此避开辊和织物的成倍的旋转频率。拼接部偏转装置的地点/位置、拼接部的位置和振动水平之间的相互关系能够连续地被计算。 [0043] 通常，拼接部偏转装置和织物引导装置对不同的辊具有影响。换言之，通过合适地移动两个辊，既能使拼接部偏转又能以所期望的方式控制织物行进。当引导辊的一端缓慢地移动到受到自动化控制的相同方向时，拼接部偏转装置（且因此还有拼接部偏转装置所影响的辊）能够在有益的区域中被保持在适当位置甚至更长的时间段。由此可推断，尽管拼接部偏转辊保持在适当位置，拼接部却继续移动。这避免了振动的产生，而在固定的拼接部的情况下（固定的拼接部与该拼接部的相对于笔直的拼接部的位置/距离无关），振动本来是迟早会发生的。当振动仍然不断地减小时，拼接部偏转辊可固定数天。由此可推断，拼接部的位置由于引导辊的影响而缓慢地改变。因此，拼接部的位置优选地也符合引导辊的运动，优选地符合引导辊的运动趋向，这表明了拼接部所偏转到的方向。换言之，引导辊的运动能够在整个系统的控制中被用作辅助指示。 |
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