專利名稱：紡織纖維的混合方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種紡織纖維的混合方法，用該方法可以將不同產(chǎn)地的纖維包中的不同種類的纖維拆散并混合。
迄今為止的混合方法，或者是將來自不同產(chǎn)地的纖維包列成一排，用一臺能在包排上方做往復運動的拆包裝置拆開，使得散纖維自表面脫離并通過一臺輸送裝置運走;或者用人工或機械將纖維包的一部分舉起，順序送到一臺開松機的輸送帶上，這部分纖維在開松機內(nèi)被打散成為散纖維，再被送入一臺輸送裝置。
這種輸送裝置可以是機械的或者是氣流的，它能夠將散纖維送入所謂的混棉箱內(nèi)，送入的纖維在該混合箱內(nèi)形成散纖維混合物。
然后散纖維混合物又從這些混棉箱用不同的速度被送入一臺集棉輸送裝置中，以得到一種并合效應，使得散纖維混合物更加均化。
這類均化裝置例如已在聯(lián)邦德國專利說明書第196121和3151063號中做了介紹和描述。
然而上述拆散及混合方法的缺點是，由于纖維包的固定排列，拆包完畢時其排列仍無改變，致使在整個拆散時間內(nèi)的混合比維持不變，并且在下一次拆散和混合過程中所拆下的纖維數(shù)量還要出現(xiàn)混合比不準確的現(xiàn)象。
為此本發(fā)明提出了以下任務，生產(chǎn)混合比準確、均勻并且還能根據(jù)需要迅速地加以改變的纖維混合物。
按照申請人早先提出的瑞士專利申請CH0335/88-8，這一任務的解決方案是，使纖維混合物組分按照不同的給定纖維性質(zhì)來決定，纖維混合物是由可以調(diào)整變化的各種組分混合在一起形成的一種組分混合物，并且該組分混合物可以按照一種后續(xù)產(chǎn)品預定的或特定改變的性質(zhì)來確定或調(diào)節(jié)。后續(xù)產(chǎn)品可以是諸如粗梳條子的半制品，也可以是諸如紗線的成品。采用以上措施可以將具有不同性質(zhì)的紗線精確地混合在一起，紗線的性質(zhì)可預先在纖維包中通過取樣確定，這樣就能得到具有所需性質(zhì)的諸如粗梳條子的半制品，或是諸如紗線的成品。
此外，例如還可以通過測量粗梳條子或者紗線的纖維性質(zhì)來確定其偏差，從而能立刻調(diào)節(jié)混合比，以保證粗梳條子或紗線具有所要求的性質(zhì)。
如上所述，來自不同產(chǎn)地的纖維包的纖維有著不同的性質(zhì)，最重要的纖維性質(zhì)例如有各個纖維的細度(稱為馬克隆尼值)，所謂纖維平均長度(既考慮從最短到最長纖維的長度，又考慮到各種長度的纖維占全部纖維的百分數(shù))，按照纖維底色的顏色(黃色)，纖維因摻雜所呈現(xiàn)的顏色，纖維強度(各個纖維)和纖維的延伸性。
根據(jù)成品紗線的不同用途，上述纖維性質(zhì)起著不同的作用，在纖維包混合過程中均要考慮各個組分對混合物的性質(zhì)或是對由混合物紡成的紗線性質(zhì)的影響。
例如用于制造女上衣或者男襯衫的超細紗，要求纖維的平均長度要盡可能地長，纖維的細度要高(馬克隆尼值)，并且纖維要有較高的強度。另一個重要參數(shù)是不同產(chǎn)地纖維的顏色，因為纖維的顏色將決定紗線的外觀。不同產(chǎn)地纖維的延伸性也有著重要的作用，它將影響到后邊的織造工序。然而對于織造粗斜紋棉布的紗線而言，其纖維平均長度的重要性則遠遠不如細紗的，但對這種紗線重要的是，要進行徹底的除塵，否則將會出現(xiàn)堵塞加捻杯縫隙的現(xiàn)象。
如果發(fā)現(xiàn)由若干種組分混合而成的某種特定的纖維混合物，其粗梳條子和紗線的性質(zhì)發(fā)生了變化，則可根據(jù)具體情況，通過對纖維混合物的不同調(diào)節(jié)進行改變。這一情況可能會導致制訂調(diào)節(jié)程序的困難，因為各種變化的因素不完全取決于紡紗工藝。例如某種自動的調(diào)節(jié)可能會導致一種特定的纖維組分消耗過高，因而甚至造成這種組分的儲備不足;也可設想另一個例子，通過調(diào)節(jié)提高了某種特定的較高價格組分的消耗，而實際上卻可以用一種較廉價的組分來達到同樣的效果。
終于通過以上實例可以看出，本發(fā)明的任務是，生產(chǎn)混合比準確，均勻，并且還能根據(jù)需要迅速加以改變的纖維混合物，也可理解為，在紡紗工藝中，以盡可能簡單的方式確定所要生產(chǎn)的纖維混合物的性質(zhì)，并且有時可以確定調(diào)節(jié)方法的優(yōu)先順序。
為了解決這一具體任務，本發(fā)明由開頭所述的方法提出的措施有Ⅰ)調(diào)節(jié)器至少應能輸入下列參數(shù)a)事先按需要定量地粗估纖維組分的配比，b)各個纖維組分的性質(zhì)，c)由纖維混合物制成的粗梳條子或者紗線的預定性質(zhì);
Ⅱ)根據(jù)以上參數(shù)，調(diào)節(jié)器按照預先給出的調(diào)節(jié)算法計算出組分配比，該配比與事先粗估的組分配比接近，并能滿足粗梳條子或紗線的性質(zhì)要求;
Ⅲ)調(diào)節(jié)器控制混棉機將各種纖維組分混合在一起，使混棉機所提供的纖維混合物滿足計算出的組分配比。
通過這一方法，使紡紗廠能夠按照庫存狀況以及顧客的需求，定量地選擇纖維組分的配比，并且不僅能事先考慮到各種纖維組分的性質(zhì)，還能考慮到由纖維混合物生產(chǎn)的產(chǎn)品所需性質(zhì)。各種纖維組分的性質(zhì)可通過對每個纖維包所進行的實驗室檢驗來確定或在現(xiàn)場測定。也可以給每個纖維包規(guī)定一個編碼，該編碼即代表包內(nèi)所含材料的性質(zhì)。
這種預先給定的方式，一方面可以簡化調(diào)節(jié)算法，另一方面還可以對調(diào)節(jié)算法進行適當?shù)剡x擇，使人們能夠可靠地找到一個關于纖維組分配比的具體的數(shù)學解法，該數(shù)學解法近似于事先粗估的組分配比，從而滿足紡紗工藝的要求。
對上述方法還可以在其特征Ⅰ)中增加一項d)，即預先給出至少一種調(diào)節(jié)優(yōu)先順序，也就是說，至少保證一種組分或者粗梳條子、紗線的一種性質(zhì)能夠被優(yōu)先考慮。紡紗廠采用這種方法時就可保證所生產(chǎn)的紗線至少含有一定百分比的某種廉價纖維組分，或者使雜質(zhì)含量不超過預定的極限值。
這一方法當然也能按以下方式實施，即給每個列出的調(diào)節(jié)優(yōu)先項賦予一個加權，也可通過各個數(shù)據(jù)項的先后次序預先給出加權。
在實施該方法時，至少可以在粗梳條子或紗線的生產(chǎn)過程中對粗梳條子或紗線的某幾個所需性質(zhì)進行測量，并將測量結果反饋給調(diào)節(jié)器，使調(diào)節(jié)器在測量值偏離給定值的情況下重新計算纖維組分配比。通過這種方式便可以考慮到各個纖維組分性質(zhì)的波動因素。例如在生產(chǎn)中肯定會出現(xiàn)某些纖維包的取樣不能代表整包纖維的性質(zhì)的現(xiàn)象。采用本發(fā)明所述的方法即可以將這類現(xiàn)象考慮進去。
粗梳條子和紗線的其他性質(zhì)也可以在實驗室中測量好，然后在出現(xiàn)干擾性偏差時將這些測量值輸入到調(diào)節(jié)器中，使得這些偏差在組分配比的重新計算過程中被考慮進去。
為了防止調(diào)節(jié)過程中出現(xiàn)人們所不希望的波動，應當先使粗梳條子或紗線制造時測量到的性質(zhì)值形成相應的平均值，然后再由調(diào)節(jié)器計算。纖維組分配比的計算最好按照額定值最小偏差原則或者額定值最小加權偏差原則進行。
實現(xiàn)上述方案的一種方式是，纖維組分配比的計算按照額定值的最小平方偏差原則或者最小加權平方偏差原則進行。另一種方式是，按照下列公式或調(diào)節(jié)算法計算出纖維組分配比，使質(zhì)量標準J(u)＝o∫∞｛xT(t)Qx(t)+uT(t)Ru(t)｝dt達到最低值。
其中X(t)是以向量形式給出的調(diào)節(jié)偏差，即測量到的性質(zhì)值與所要求的性質(zhì)值之間的偏差，XT(t)是X(t)的變換函數(shù)，U(t)是控制向量，它給出所要求的纖維組分配比，UT(t)是U(t)的變換函數(shù)，Q和R是矩陣，用于對X(t)和U(t.)中的各個組分加權。
調(diào)節(jié)器同時還可以用于設置在拆包機和混棉機之間的粗清棉單元的調(diào)節(jié)，通過對粗清棉單元的調(diào)節(jié)也可以影響粗梳條子或紗線的性質(zhì)，從而影響纖維組分配比的計算。
粗清棉單元，甚至是精清棉單元也有可能出現(xiàn)混合物的摻雜，只有在調(diào)節(jié)器中增加了雜質(zhì)預除單元的作用的情形下，摻雜因素才能被考慮到。
例如必須對某種摻雜的原料組分進行強化的雜質(zhì)預除時，就會分離掉較多的短纖維(指平均長度)，致使成品的纖維平均長度長于預定性質(zhì)所要求的長度。在這種情況下，從降低成本的角度出發(fā)就有必要在混合物中增加纖維平均長度較短的廉價組分。
為了考慮上述情況，本發(fā)明所述的調(diào)節(jié)器在纖維組分配比的計算中均考慮到了對所設置的清棉單元或清棉單元組進行的調(diào)整。
如果例如要進行強化的雜質(zhì)精除，則會出現(xiàn)纖維平均長度縮短的情況，因此必須改變纖維組分配比，以保證粗梳條子保持所要求的纖維平均長度。
即使調(diào)節(jié)器不能影響精清棉單元的調(diào)整，則它至少要能得到一個關于精清棉單元的調(diào)整信號，以便通過這種方式計算出符合工藝要求的纖維組分配比。
本發(fā)明所述方法的另一個優(yōu)點引人注目地體現(xiàn)在品種更換中。按照本發(fā)明提出的方法，調(diào)節(jié)器使纖維組分配比的重新設定和粗梳機出口處的更換條筒是協(xié)調(diào)進行的，從而使從一個品種到另一個品種的過渡，不出現(xiàn)明顯的中斷，并且在生產(chǎn)損失最小的情況下完成。
例如可以在開始更換某一品種的同時或稍后進行粗梳機出口處的條筒更換，其更換時間點要選擇在仍能確認所生產(chǎn)的粗梳條子具有老品種的性質(zhì)時。此時即可裝上一個條筒，用于接受粗梳條子，直到粗梳機所生產(chǎn)的粗梳條子具有新品種所要求的性質(zhì)為止。一旦這種條子出現(xiàn)，調(diào)節(jié)器即發(fā)出另一個更換條筒的指令，用新的條筒來接受新品種的粗梳條子。
在品種更換期間所生產(chǎn)的粗梳條子可以做為混合組分重新利用，也就是說，可以重新送到混棉機內(nèi)。如果這類條子的百分比較小，則基本不會造成所要求的產(chǎn)品的摻雜，并且調(diào)節(jié)器也有能力在選定產(chǎn)地的纖維所允許的范圍內(nèi)維持產(chǎn)品的性質(zhì)。
按照本發(fā)明對開頭所述那種方法的特定任務其進一步的解決方案特征在于Ⅰ)至少將下列語句或數(shù)據(jù)輸入計算機a)各個組分纖維的性質(zhì)和b)所要求的由纖維混合物制成的粗梳條子或紗線的性質(zhì)，或是所要求的纖維混合物的性質(zhì);
Ⅱ)計算機由上述語句按照預定的計算法計算出一個組分配比，和所要求的粗梳條子或紗線的性質(zhì)偏差最小，至少是大致上達到這些性質(zhì)，并且有選擇地對計算出的組分配比作出修正，此時計及到已輸入計算機的任何極限情況或特定要求，從而計算出一個修正的組分配比，Ⅲ)由計算機求出的組分配比或修正的組分配比，被用于調(diào)節(jié)或調(diào)整對混棉機所提供的各個組分，以便使由混棉機輸出的纖維混合物具有計算的并有選擇地作出修正的組分配比。
這個按照本發(fā)明的解決方案是特別重要的，因為它考慮到纖維組分的購買價(形成各個組分的纖維性質(zhì)之一)，并且使所生產(chǎn)的纖維混合物其價格是最低的。該法的特定方案在于下述各個方面計算機本身完成對各組分輸入的調(diào)節(jié)或控制;一個預先給定的、用于至少一個混合物特定組分的量語句，作為一個邊界條件被輸入到計算機中;對于至少一個所要求的纖維混合物性質(zhì)，將一個加權系數(shù)輸入計算機，在計算組分配比或計算修正的組分配比時加以考慮，例如在計算最小偏差時，以一個損失向量方式加以考慮;對于纖維混合物的每個組分，將那個組分的價格輸入計算機并且計算法中計及各個組分的價格，使得計算出的組分配比的總價最小。該法的一些改型方案使紗廠的生產(chǎn)管理可以通過計算或模擬各種要求所產(chǎn)生的影響，來清楚地表明達到這些要求是否會同時產(chǎn)生相應的缺點，例如達到這些要求是否會遠離理想的生產(chǎn)情況。
特別重要的是，每個組分的價格是一個凈的價格，即考慮到清除購進料的雜質(zhì)以后單位重量組分的真實價格。物料的真實價是不同于購買價的。例如設物料a)的價格每公斤為1美元，但含有7%雜質(zhì)(塵土、殼粒等)，則其真實價就是930克為1美元，相當于每公斤為1.075美元。第二個組分每公斤的購買價為1.05美元，但含有雜質(zhì)僅2克，這樣其真實價就是每公斤1.071美元，這個價實際上略低于上述第一個組分，不過也可以提出直接比較購買價。因為本發(fā)明用于計算理想混合物的程序包括了各個組分的價格作為一個基本語句，并且確實可以降低纖維混合物的總價，從而可以認為是最佳工藝中的一道工序，最好對物料不直接使用購買價，寧可計及物料雜質(zhì)來修正其值。要是雜質(zhì)形成一個單獨的輸入?yún)?shù)，由于它也是各個組分的一個性質(zhì)，則導出修正價的步驟就可以通過計算機事先計算出最佳組分配比來完成。
本發(fā)明也包括實施上述要求保護方法的設備，特別是使用計算機來作調(diào)節(jié)。
下面僅對照實施途徑示意圖對本發(fā)明做進一步的說明。其中

圖1至10表示對于設置纖維包的拆包車間和不同產(chǎn)地纖維的混合提出的各種方案，并且重現(xiàn)了早先瑞士專利申請CH-03335/88-8的公開內(nèi)容。而圖11至14還有圖16至20的表格則表示本發(fā)明調(diào)整方法的各種改型方案。更確切地如下所示圖1至圖5各表示一種本發(fā)明所述混合方法的示意圖，圖6至圖7表示圖5所示的混合方法實施例的改型，圖8表示圖1至圖7所示本發(fā)明方法的擴展示意圖，圖9表示圖1至圖8所示擴展了的本發(fā)明混合方法的改型，例如帶有圖3所示的纖維分離功能，圖10表示圖2所示方法的改型，圖11表示一個框圖，用于進一步解釋圖2所示實施例的調(diào)節(jié)方法，其中可控制的配料器位于各個組分儲箱的出口處，同樣的調(diào)節(jié)方法也適用于圖3和圖5所示的實施例，稍加改變后還適用于其他實施例，圖12表示另一個和圖11類似的框圖，但其調(diào)節(jié)方法適用于如圖9所示的那種在拆包機和混棉機之間設有粗清棉單元的裝置，除此之外還有兩個精清棉單元，但和圖9不同的是設置在混棉機之后，圖13表示一個框圖，它與圖12類似，便更準確地反映了圖9所示的裝置，其中有兩個精清棉單元直接設置在雜質(zhì)預除單元后面，圖14表示另一個框圖，它與圖11類似，但其調(diào)節(jié)器設計成具有協(xié)調(diào)粗梳機出口處的條筒更換與品種更換的功能。
圖15和16表示計算所要求組分配比的表格。
圖1示有一些輸送帶1，用于容納纖維包2，拆包機構3可將纖維包2拆散。
每個拆包機構3均可同時在固定的軌道上移動，軌道例如可以沿位于輸送帶上的纖維包2的對角線方向布置。這樣一種裝置(在圖中是用標號20表示的)基本上已由申請人的第503809號瑞士專利說明書所述而公開。另一種類似的改型裝置可參見申請人的第00399/88-8號瑞士專利申請，在該申請所述的裝置中，拆包機構3安裝在一臺可沿著纖維包2在水平軌道上往復行駛的拆包裝置(圖中未標出)上，拆包機構3可上下移動，也可以調(diào)成傾斜狀，用于沿對角線拆包。
在兩種拆包裝置中，都可以通過改變拆包機構3沿前面提到的對角線的移動速度，以及通過輸送帶的速度變化造成纖維包2的推進速度的改變來調(diào)節(jié)拆包裝置的生產(chǎn)能力。
被拆包滾筒4所分離的散纖維以本來已知的方式通過一個氣流輸送管道5送走(該輸送管道的細節(jié)圖中沒有詳細示出)。
散纖維經(jīng)上述氣流輸送管道5被送入一個混棉機6，并在其內(nèi)混合成均勻的混合物。
這些經(jīng)各個氣流輸送管道5被送入到該混棉機6的散纖維混合物以下稱為散纖維組分或簡稱為組分。
混棉機可以采用間歇式或連續(xù)式的;間歇混合時，物料按每批的重量(公斤)計量，連續(xù)混合時，按單位時間通過的物料重量(公斤/小時)計量。
為簡便起見，在圖1中輸送管道5示意性地直接通入同樣示意性表示的混棉機6，而實際上由于混棉機的類型不同，所以輸送管道的通入方式也會有所不同。例如可以使用空氣-纖維分離器，以便將纖維從氣流中分離出來，使纖維能夠以自由沉降的方式落入混棉機，而氣流則通過排氣管排出。這種分離器早已在實踐中廣泛采用，這里不再贅述。
送入混棉機6內(nèi)的上述物料中的各種散纖維組分，由一臺控制器7按照控制程序調(diào)節(jié)。
這種控制程序可以是一種計算機程序，它具有組分混合程序，可以根據(jù)混合比的變化進行調(diào)節(jié)和改變。
還有另一種控制程序，它是由每種組分各自所擁有的數(shù)字式控制器來完成的，各個組分的纖維供給量可由人工選擇或改變。
那些對各組分纖維供給量起決定性作用的功能，例如各輸送帶1的推進速度或者拆包機構3的拆包動作均可由同一個或者另一個控制器調(diào)節(jié)。
顯然，氣流輸送管道不必直接將散纖維送入混棉機，在兩者之間還可設置某種機械式輸送裝置，例如輸送帶。在這種情況下，所說的纖維-空氣分離器應將纖維產(chǎn)品送至機械式輸送裝置上。
各個拆包機構3都通過控制導線8與控制器7連接，各條輸送帶1均通過控制導線19與控制器7連在一起。
進入控制器7的三根控制導線在下文中還將提及。
圖2所示的是一種和圖1所示不同的方案，但所使用的設備相同，其標號也相同，圖中的氣流輸送管道5并不直接將散纖維送入混棉機6，而是先送入組分儲箱9，儲箱9內(nèi)的纖維再被一臺出料器10送出，并通過一個設在其后的配料器11進入混棉機6。
出料器10可以選擇不同類型的，也可以由出料器來承擔配料的功能。
由各個組分儲箱排出的纖維數(shù)量通過一個控制器7.1調(diào)節(jié)，控制器7.1是通過控制導線12對各個配料器11或者排料器10進行調(diào)節(jié)的。
在上述第一種布置方案中，配料器11的控制可以通過各自的控制導線13連通到排料器10實現(xiàn)，以便使排料和配料達到協(xié)調(diào)。當然也可以直接由控制器7.1操縱排料器。
組分儲箱9可以制成前述德國專利申請P3913997.2中所述的那種結構，它由圖1中所述的部件1至5來填充，例如只選用由每兩列纖維包(每列均由部件1至4表示)設一個組分儲箱。在實踐中也可以選擇由多列纖維包或者僅由一列纖維包設一個組分儲箱9的方案。這主要取決于每列纖維包中不同種類纖維的數(shù)量或者每列中不同產(chǎn)地纖維包的混合情況，因為要在一個對應的組分儲箱9內(nèi)形成預定的組分混合。
此外，組分儲箱9的填充過程例如還可以通過設在每個儲箱中的滿箱警報器14和空箱警報器15，由一個控制器16加以控制。為達此目的，將控制拆包機構3往復運動的控制器16用控制導線17與各個纖維包的拆包機構3連接在一起，同時還用控制導線18與輸送帶1的驅動電機連接在一起。
圖3所示的是另一個實施例，其中凡是與圖2所示相同的部件其標號也均相同。這些部件主要是纖維包2，組分儲箱9，排料器10，配料器11，混棉機6和控制器7.1及控制導線12和13。
在圖3中，來自同一產(chǎn)地的纖維包2同樣組成一組，并直接放置在地面上以備拆散。拆包工作由可移動的拆包機20完成，該拆包機可以沿著纖維包組行駛，從表面將纖維或散纖維拆下。這種裝置在紡紗專業(yè)術語中被稱為“尤尼弗洛克”(Unlfloc)，已由申請人行銷到全世界。
該拆包機20以公知的方式將拆下的纖維通過一個氣流輸送管道21送入對應的組分儲箱9。
正如圖2所示，組分儲箱9內(nèi)裝有滿箱警報器14和空箱警報器15，兩警報器的信號均被送入控制器22。該控制器通過控制導線24與拆包機20連在一起，并控制對應的纖維包組散纖維的拆散以及對應的組分儲箱9的填充。
如圖3所示，拆包機20上裝有一個本來從尤尼弗洛克成為公知的拆包機構23，它通過一個在其內(nèi)部旋轉的拆包滾筒(圖中未示出)將纖維自纖維包的表面拆下。
拆包機構23可以按箭頭M所示的方向轉動180°，使其能拆開位于對面的那排纖維包組，這種結構同樣是公知的。該布置方案可以做到使位于對面的那排纖維包組始終作為后備之用，或者當拆包機20如上所述自動換向時，能按預定程序對相互對置的兩排纖維包交替地進行拆包。
圖4所示的裝置是圖3的一個改型，因此凡是圖3中已表示出的部件在圖4中均采用相同的標號。
圖3與圖4所示裝置的區(qū)別是，前者是所有的纖維包共用唯一的一臺拆包機20，而后者的纖維包則分成四組，每組兩排相互對置，每組各擁有一臺拆包機。
為此圖3中的控制器22在圖4中用22.1代替，它通過對應的控制導線24分別控制四臺拆包機20。每臺拆包機20各裝有一個氣流輸送管道，其標號相應地由21改為21.1，各氣流輸送管道均通入相應的組分儲箱9。
圖5所示的是一種與圖1類似的裝置，圖1中的每組纖維包只設有一條輸送帶1，而圖5中的則有兩條，其中一條輸送帶30只具有輸送功能，另一條輸送帶31則具有輸送和稱重雙重功能。
后面那條輸送帶的稱重功能例如可以通過下述方式實現(xiàn)，即將輸送帶31轉向導輥的軸以公知的方式支承在測壓計32上，測壓計發(fā)出一個與所承重量相對應的信號，該信號通過控制導線33傳輸?shù)教幚碓撔盘柕目刂破?.2。所述信號的處理方法是，由控制器7.2產(chǎn)生控制信號，該信號再經(jīng)控制導線35去控制輸送帶30和31的電動機，并經(jīng)控制導線34去控制拆包機構3。
當然也可以采用與輸送帶組合在一起的其他類型的稱重系統(tǒng)。
圖5中的其他與圖1所示相同的部件均有與后者相同的標號。
在實際工作中，控制器7.2控制拆包機構3和輸送帶30、31以給定的速度從纖維包2上拆下纖維，然后再由氣流輸送管道5將拆下的纖維送入混棉機6。
在此過程中，各組纖維包的拆包機構3將給定數(shù)量的，由控制器7.2所控制的物料送入混棉機6。這些給定的、自各組纖維包上拆下的物料(公斤/小時)再通過各自的稱重輸送帶31，由測壓計(稱重裝置)32加以監(jiān)測，并將監(jiān)測結果轉換成一個信號，該信號經(jīng)控制導線33傳輸?shù)娇刂破?。如果自每組纖維包拆下的纖維數(shù)量(公斤/小時)與給定的數(shù)值不符，則控制器便發(fā)出控制信號，直到與給定數(shù)值相符為止。
此過程總是要通過測量裝置32進行測量，并且只有當拆包機構移至往復運動的換向點，出現(xiàn)短時間靜止時才進行測量。
在這種形式的拆包過程中，拆包機構3總是沿著同一條基本上與要拆纖維包呈對角線的路線作往復運動或上下運動。纖維包上要拆下的纖維數(shù)量(公斤/小時)由輸送帶30和31的推進速度和拆包機構3的進給速度決定。
控制器7.2可以是一臺基于模擬技術制成的電子控制器，或者是一臺微處理機，該控制器用于控制各組纖維包的不同拆包量，并通過控制導線33的信號就可與以后要說明的輸入信號相匹配。
圖6和圖7所示的是一種和圖5類似的稱重系統(tǒng)，其中圖7是圖6上沿箭頭A向的俯視圖。
從圖7中可以看出有若干排纖維包并排布置，每排纖維包構成一種混合組分。纖維包2如圖6中所示，均位于輸送帶40上，輸送帶40的后面連接的是稱重輸送帶41。每個稱重輸送帶41均與圖5中的稱重輸送帶31類似，支承在測壓計42上，該測壓計輸出的與重量相對應的信號通過控制導線43輸入控制器44。
位于稱重輸送帶41上面的纖維包2由拆包裝置48拆散。該拆包裝置的結構與前面提到與圖1有關的瑞士專利申請第00399/88-8號中的裝置類似，其主要區(qū)別是拆包裝置48具有一個較長的、跨越了所有各排纖維包的拆包機構49，該機構上有一個拆包滾筒51。如圖7所示，該滾筒可以同時作用于所有各排纖維包。
該裝置的拆包方式和圖1所示的另一個區(qū)別是，拆包機構49在一條斜向的拆包軌道上運動，該軌道基本上相當于并列的各排纖維包2的對角線，如圖6和圖7所示四個纖維包2的對角線情形。
顯然，這種斜向拆包方式也可以適用于其他數(shù)量的纖維包，例如圖1和圖2所示的僅有一排的情形。
當然，拆包機構49的長度要取決于有幾排纖維包并列在一起，以便同時完成拆包工作。
被拆包機構49拆下的纖維料由氣流輸送管道50送入一臺連續(xù)式混棉機45。如對圖1所述，氣流輸送管道50也可以先通入一臺分離器(圖中未示出)，然后再由分離器將物料送入混棉機45。
拆包機48的控制是由控制器44根據(jù)其行駛速度經(jīng)控制導線46實現(xiàn)的。
另一根控制導線47用于控制輸送帶40和41的轉向導輥驅動電動機。
每一組纖維包的輸送帶40和41(未特意示出)的轉向導輥均有各自獨立的驅動電動機，也就是說，每臺電動機分別有控制導線47通向控制器44。
在實際工作中，控制器44控制拆包機48沿著位于稱重輸送帶41上面的纖維包作往復運動，而設置在拆包機上的拆包機構49則在上述往復運動的過程中不斷地上下移動，從而如圖6所示將纖維包基本上沿四個纖維包2的對角線方向拆下。
這種拆包運動總是沿著同樣的軌跡以給定的速度進行，所以每組纖維包的拆包量(公斤/小時)均可通過任意選擇輸送帶40和41的進給速度加以不同的選擇。各組纖維包的不同的進給速度與各組纖維包具有不同的拆包量(公斤/小時)的拆包程序相對應，從而獲得預定的混合物。
輸送帶40和41的驅動電機最好是電動葫蘆，它可以安裝在輸送帶的轉向導輥內(nèi)部。這種電動葫蘆能通過頻率變換器在不同的頻率下工作，即在不同的轉速下工作，而頻率變換器則是控制器44的一個組成部分。
在本申請所述的全部實例中，特別是在圖5所示的實例中，控制器44可以選擇模擬式或者數(shù)字式控制器，由該控制器來控制各組分的數(shù)量。當各組分的數(shù)量與額定值不符時，測壓計發(fā)出的信號便經(jīng)過控制導線43輸入控制器44，從而使各組分的數(shù)量得到修正。
圖8所示的是前面所述方法的擴展，其中由混棉機6所輸出的物料被送入所謂的清棉間60，在該處使用的是本來公知的清棉機。
清棉間60內(nèi)可以設置粗清棉機61和精清棉機62。該清棉間在圖中與其他部分一樣，只是示意性地示出。
對于清棉間的后面設置的是粗梳機63，它可以是一種公知的粗梳機，例如申請人在世界范圍內(nèi)銷售的C4型粗梳機。
粗梳機63設有一個公知的，可以控制梳棉功能的控制器64，它的諸功能之一就是保證粗梳條子的均勻度和產(chǎn)量(公斤/小時)。
在位于粗梳機之后，沿粗梳條子的輸送方向，在未示出的粗梳條子儲倉之前的輸送帶上，設有一個顏色傳感器65和一個纖維細度測量傳感器66，用于粗梳條子的檢驗。
應當指出，這兩個傳感器或者可以同時使用，或者可以只使用其中之一。
在圖8所示的實例中，顏色檢驗議65發(fā)出一個和粗梳條子的顏色相對應的信號67，纖維細度檢驗議66則發(fā)出一個與纖維細度相對應的信號68，兩個信號均被送入圖1至圖7所示控制各個纖維組分配比的控制器7;7.1;7.2;44。另一個和粗梳條子產(chǎn)量(公斤/小時)相對應的信號81通過粗梳條子控制器64也被送入控制器7;7.1;7.2;44。這三種信號在控制器中分別與預先輸入到控制器內(nèi)的纖維條顏色額定值、纖維細度額定值和產(chǎn)量額定值進行比較，如果在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了偏差，則通過改變組分的混合比和變動產(chǎn)量即可將其消除。
由混棉機6所輸出的產(chǎn)品經(jīng)輸送系統(tǒng)69進入清棉間60，再從清棉間60經(jīng)輸送系統(tǒng)70進入粗梳機63。這種輸送系統(tǒng)可以是機械的，也可以是氣流的。在粗清棉機和精清棉機之間同樣也可以設置某種公知的輸送系統(tǒng)。
本發(fā)明所述的方法在混棉機6的后面并不僅限于設置唯一的一個清棉間60和唯一的一臺粗梳機63，在混棉機6的后面既可以設置多個清棉間60和多臺粗梳機63用以接納來自混棉機6的產(chǎn)品，也可以在混棉機6的后面只設置一個清棉間60，而設置多臺粗梳機63用以接納來自清棉間60的產(chǎn)品。
如果設置了多臺粗梳機，則可以有選擇地為每臺粗梳機配備一臺顏色檢驗儀65和/或一臺纖維細度檢驗儀66，或者當多臺粗梳機加工同一種產(chǎn)品時，只給所謂主導粗梳機配備上述兩臺檢驗儀器。
在圖9中，清棉間60設置在纖維拆包工序和組分儲箱9之間，因此進入組分儲箱9的纖維料事先已經(jīng)作了凈化處理，可供混合之需。
從拆包機20到清棉間60之間的輸送裝置原則上可以采用氣流輸送管道21，但這并不是必須的，也可以采用機械式輸送裝置。
從清棉間60到組分儲箱9之間的輸送同樣可以采用氣流輸送管道21，但也可以是其他任何形式的輸送系統(tǒng)。本發(fā)明所述方法并不局限于使用任何一種形式的輸送系統(tǒng)。
同樣地，清棉間60的設置也不局限于圖3所示的組合方案。除了圖6和圖7之外，其他各圖所示的裝置中的纖維組分均可以先進行凈化，然后再進入混棉機6。這僅僅是一個費用問題，因為在圖1、2、4和5中必須為每種組分配備一個清棉間。
圖10所示的是圖9所示方法的一種改型，其中的清棉間被分成兩部分，一部分是用于粗凈化的清棉機61，另一部分是用于精凈化的清棉機71，每臺清棉機的前面都設有一臺儲箱72(為簡便起見圖中僅標出其中一臺)。
精清棉機71在控制器73的操縱下啟動或停止，也就是說在空箱警報器74的控制下停止或在滿箱警報器75(僅用一個標號標出)的控制下啟動。滿箱和空箱警報器發(fā)出的信號經(jīng)導線76和77輸入到控制器73中。
纖維輸送裝置78實現(xiàn)向粗清棉機61輸送物料，它可以如圖9所示是一個氣流輸送管道21或者是任何一種公知的纖維輸送裝置。
這一原則同樣也適用于處在粗清棉機61和儲箱72之間的纖維輸送裝置79。
精清棉機將其產(chǎn)品轉送入組分混合箱9，如圖2至圖4以及圖9所示。
圖10中還有一些已在其他圖中示出，并具有相同標號的部件，對此就不再贅述了。
在裝置運行過程中，各組分被分別凈化，與此相應的是，空箱警報器15控制從各個纖維包組a、b、c或d拆下的纖維送入各個對應的組分儲箱9內(nèi)，在此之前拆下的纖維先進入粗清棉機進行凈化，然后再轉送入各個對應的儲箱72，最后將予先給定的各個組分送入與之相連的精清棉機71。
這一產(chǎn)品輸送過程是通過空箱警報器15啟動的，因為此時對應的精清棉機已經(jīng)沒有產(chǎn)品陸續(xù)送入，并且儲箱72內(nèi)的空箱警報器74同樣也發(fā)出了空箱信號。各個纖維包組a至d的拆包過程啟動后便一直進行下去，直到所對應的滿箱警報器75發(fā)出滿箱信號為止。在拆包過程啟動后，各纖維包組所對應的精清棉機也重新開動，并運行到所屬組分儲箱9中的滿箱警報器14重新發(fā)出滿箱信號時才停止。
位于混棉機6和粗梳機63之間的纖維輸送裝置80可以是一臺如圖8中標號為70的那種輸送裝置。在本方法中，混棉機6后面同樣也可以設置若干臺粗梳機，因此纖維輸送裝置80就要將混棉機排出的產(chǎn)品送到相應數(shù)量的粗梳機中。
下面再對調(diào)節(jié)方法做進一步的說明。首先介紹圖11，該圖是專為圖2所示方案設計的。為了進一步說明圖11和圖2之間的一致性，兩圖中凡是相同的部分均使用相同的標號。從圖11中可以看到拆包機20將不同的纖維組分拆下，并送入其各自的混棉機6的組分儲箱9內(nèi)。和圖2中的四種組分方案不同的是本圖中設置了八種不同的組分，但兩者的操作原理是相同的。各組分儲箱9的配料器11雖然沒有在圖11中給出，但它與圖2中的方案一樣，由控制器7.1通過控制導線12加以控制。
由HF混棉機輸出的混合物被送入一個粗清棉單元61，然后經(jīng)過粗凈化的產(chǎn)品再被送入第一個精清棉單元62.1接著是另一個精清棉單元62.2。這兩個凈化單元在圖2的方案中沒有給出，但可以完全一樣地加進去。由精清棉單元62.2輸出的精凈化產(chǎn)品最后被送入六臺平行工作的粗梳機63.1的立式給棉箱中。
上述六臺粗梳機中的兩臺裝有纖維細度測量儀(馬克隆尼值)，該測量儀的輸出信號68進入調(diào)節(jié)器或控制器7.1。另外兩臺粗梳機裝有顏色檢驗儀65，用以聯(lián)機測量粗梳條子的顏色。顏色檢驗儀的輸出信號67同樣進入控制器7.1。
此外，由粗梳機控制裝置將另一個相當于粗梳條子產(chǎn)量(公斤/小時)的信號81送入控制器7.1。
也可以將其他聯(lián)機測得的參數(shù)送入控制器7.1，例如纖維平均長度的測量值、粗梳條子延伸率的測量值、或者雜質(zhì)含量、纖維強度的測量值等。
控制器7.1由兩個主要部分組成(100、101)，第一部分100通過輸入鍵盤(102)接受紡紗工藝的輸入數(shù)據(jù)，并且計算出真實的調(diào)節(jié)參數(shù)，現(xiàn)對此過程詳述如下首先在鍵盤102上輸入各個纖維組分的產(chǎn)地數(shù)據(jù)，這些組分將被分別送入混棉機的立式儲箱9內(nèi)。在圖11中這些組分分別用標號X1至X8表示?？刂破?.1所獲得的各個組分數(shù)據(jù)，例如有纖維細度(馬克隆尼值)，纖維的平均長度，雜質(zhì)的含量，強度等等。這些數(shù)據(jù)被送入由方框104所示的存儲器中。箭頭106表示的是，有關數(shù)據(jù)不僅可以人工輸送，還可以通過導線由方框108所示的纖維包管理部門進行輸入。方框108例如可以是一種編碼閱讀裝置，來自不同產(chǎn)地的纖維包的纖維性質(zhì)均以編碼數(shù)據(jù)的形式被該裝置讀取，并轉換成對應的信號，通過導線106饋送給控制器7.1。
除了這些數(shù)據(jù)以外，控制器7.1還通過輸入鍵盤102獲得紡紗工藝所要求的各個組分X1至X8的組分配比。這些配比數(shù)據(jù)被存入存儲器110內(nèi)。
紡紗工藝在確定所要求的組分配比時，例如可以考慮各個組分的庫存量，以及還利用一定數(shù)量廢料的必要性。在所示的實例中，廢料是作為組分X8給出的，該組分根據(jù)要求可以占粗梳條子的3%。當然所要求的組分配比一方面要反映庫存量的情況，但另一方面也要反映對粗梳條子產(chǎn)品的要求。
此外，控制器7.1還獲得關于所要求的粗梳條子的性質(zhì)數(shù)據(jù)，即粗梳條子性質(zhì)的允許范圍，這些數(shù)據(jù)被存入存儲器112內(nèi)。所要求的粗梳條子性質(zhì)例如有，細度、平均長度、顏色、延伸率等等，對這些性質(zhì)的總數(shù)并沒有限制，因為設計調(diào)節(jié)算法時，就必須考慮所有輸入的性質(zhì)。
方框114所示的是一個優(yōu)先順序存儲器，它可以存入特定的調(diào)節(jié)優(yōu)先順序。在所示的實例中排在第一位的是粗梳條子的細度，第二位是纖維平均長度。第三位是必須用到3%的廢料，即組分X8，第四位是顏色，第五位則是要求組分X1盡可能占25%的比例，因為這種組分的收購價格很低。在所示的實例中，上述各項的順序也可以用一個調(diào)節(jié)優(yōu)選順序的加權來表示。當然也可以給每個優(yōu)先項賦予一個專門加權。那些不需要排出優(yōu)先順序的性質(zhì)，可以在控制器中用加權系數(shù)0來表示。
每個存儲器104、110、112、114的內(nèi)容最好能顯示在熒光屏上，使用戶能夠立刻得知，此時哪些數(shù)據(jù)對控制器最為重要。如果需要的話，也可以在熒光屏上顯示出所有的存儲器或者選擇性地顯示出，如果用戶需要，甚至還可以加上附加說明。
控制器7.1，或者更準確地說微處理機100計算出一個組分配比，該配比既考慮到各個組分的產(chǎn)地數(shù)據(jù)和調(diào)節(jié)優(yōu)先順序或調(diào)節(jié)優(yōu)先順序的加權，可以使粗梳條子的性質(zhì)保持在所要求的范圍之內(nèi)，同時又最接近于所要求的組分配比。微處理機100對組分配比的計算用方框116表示。這一調(diào)節(jié)參數(shù)，即組分配比(最好以物料流量表示)的計算遵循以下方式給定值與實際值之間的，按照優(yōu)先順序經(jīng)過加權的偏差之和要盡可能地小，因此所要求的組分配比值也被看作為給定值，它通常具有較小的優(yōu)先加權。通過這種專門方法，即將所要求的組分配比值當作給定值，本發(fā)明就能保證，調(diào)節(jié)回路始終在數(shù)學上處于超確定狀態(tài)，從而能以最佳方式得到明確結果。
在方框116內(nèi)算出的調(diào)節(jié)參數(shù)或各組分X1至X8的物料流量構成調(diào)節(jié)回路118的額定值，該調(diào)節(jié)回路可以保證對應的物料流量值確實被引用。
此后就有可能，對粗梳條子的一些技術數(shù)據(jù)作聯(lián)機測量，這些數(shù)據(jù)例如有纖維細度(馬克隆尼值)，顏色以及產(chǎn)量，這些粗梳條子性質(zhì)可以送入調(diào)節(jié)回路118，在圖11中相應的輸入信號用68、67、61表示。如果以上數(shù)值超出了在存儲器112中設定的偏差范圍，則將按照粗梳條子性質(zhì)和組分配比的最小加權偏差原則重新計算X1至X8的組分配比，即所對應的物料流量，計算時還要考慮粗梳條子的性質(zhì)，至少是馬克隆尼值和顏色值的實際偏差。這一重新計算的修正值X1至X8再被用于混棉機6的物料流量調(diào)節(jié)。這一調(diào)節(jié)過程還考慮到從組分自混棉機6的配料器排出至相應的粗梳條子自粗梳機排出其間有一段停滯時間。由圖11表示的示意圖可知，并沒有考慮粗清棉單元61和精清棉單元62.1和62.2，以及粗梳機可能產(chǎn)生的纖維平均長度損失。此外，設計該圖時還假定將盡可能徹底地清除雜質(zhì)，這一清雜工作是由清棉單元61、62.1和62.2以及各臺粗梳機63.1完成的。
但是如果清棉單元，特別是精清棉單元產(chǎn)生了一定的纖維平均長度損失，即纖維平均長度的縮短，這一問題就會反映到粗梳條子上。由于此時聯(lián)機測量纖維平均長度較為困難，因此可以從粗梳條子上取下試樣，送到實驗室檢測，以確定實際的纖維平均長度。如果測得的實際纖維平均長度偏離了方框116的計算值，則表明，或者是精清棉單元，或者是粗梳機造成了纖維平均長度的縮短。也可以把測得的實際纖維平均長度值，也許還有其他測量值，就如馬克隆尼值或顏色值饋送給調(diào)節(jié)回路118，使其按照粗梳條子性質(zhì)的最小加權偏差原則計算出X1至X8的新的組分配比。這一方法也適用于所有其他可以在實驗室中測定的工藝參數(shù)值。
粗清棉機是一種對纖維完全無損傷的清棉裝置，它主要清除那些粗大的雜質(zhì)。因此那些較為細小的雜質(zhì)必須由凈化能力較強的精清棉機排除，但是凈化的同時也有可能造成纖維的損傷。在粗凈化時，也有可能出現(xiàn)平均長度較短的纖維與雜質(zhì)一起被清除即有丟失的現(xiàn)象，所以粗清棉單元的調(diào)整也會導致成品粗梳條子的纖維平均長度發(fā)生變化。
一種考慮了該因素的方案見圖12所示，與圖11不同的是該圖中的精清棉單元61設置在拆包機20和混棉機6之間。控制器7.1的結構基本上與圖11中的控制器一樣，只是微處理機100通過導線120獲得一個關于粗清棉單元實際工作狀態(tài)的信號。在方框116內(nèi)計算調(diào)節(jié)參數(shù)時，這一工作狀態(tài)也會被考慮進去，同時還要顧及可能出現(xiàn)的對平均長度較短的纖維和粗雜質(zhì)的清除量。也可以通過來自116的導線122控制粗清棉單元，從而實現(xiàn)平均長度較短的纖維和/或粗雜質(zhì)的定量清除。
由于粗清棉單元布置在拆包機20和混棉機6之間，因此最好從儲箱9中取樣測定纖維的產(chǎn)地數(shù)據(jù)，然后再將該數(shù)據(jù)輸入存儲器104，這樣做便可以直接將粗清棉單元對各組分纖維平均長度的影響以及對各產(chǎn)地纖維雜質(zhì)含量的影響考慮進去。
在該實例中，精清棉單元62.1和62.2順序布置在混棉機6和平行工作的粗梳機63.1之間。本例中粗清棉單元的傳感器和執(zhí)行器均與計算機100相連，但這并不是一定需要的。也可以單為清棉機另設一個控制器，但這時重要的是要在精清棉單元之后對產(chǎn)品進行檢測，以便將該單元對各種組分的纖維平均長度的影響和對雜質(zhì)清除量的影響考慮進去。
還可以如圖13所示，將精清棉單元62.1和62.2也布置在拆包機20和混棉機6之間。此時可以將該單元的傳感器和執(zhí)行器與計算機100連在一起。這樣計算機就可以通過導線124、126獲知精清棉單元的實際工作狀態(tài)，從而在計算時將精清棉單元對雜質(zhì)清除量、纖維的損傷和對纖維平均長度的縮短的影響考慮進去。計算機100也可以通過導線128，130對精清棉單元加以控制，使其達到所要求的雜質(zhì)清除程度，并且同時使所產(chǎn)生的纖維平均長度縮短量保持在預定的范圍以內(nèi)。
按圖13所示的方案中，也可以為清棉單元61、62.1和62.2配備各自的控制器，并且從混棉機6的組分儲箱9中取樣，來測定這些清棉單元對各產(chǎn)地纖維性質(zhì)的影響。此外還可以從圖13中清楚地看出，控制器7.1與圖11和圖12所示的控制器一樣，因此相同的部分標號也相同。
最后在圖14中示出一種和圖11所示類似的調(diào)節(jié)方法，但其中增加了一項由品種控制器7.1完成的自動化品種更換功能。
在品種更換的準備階段，首先要重新輸入適合變更后紗線所要求的粗梳條子性質(zhì)，調(diào)節(jié)的優(yōu)先順序和所要求的組分配比，然后再計算出新的調(diào)節(jié)參數(shù)。在按下品種更換的“啟動”按鈕后，下列過程即可產(chǎn)生首先，混棉機6中的各組分的配料器被重新設定，從而使新的品種能出現(xiàn)在混棉機的出口。然后再等待一段物料通過時間，該段時間和生產(chǎn)有關，在一實例中為兩分鐘左右，此后便通過控制導線132自動進行條筒的更換。也就是說，位于粗梳機出口處用老品種(一部分)裝填的條筒被新的條筒所更換，該條筒上將吸收性質(zhì)起變化的一種過渡品種。通過粗梳機的傳感器所得到的例如纖維細度、顏色等數(shù)據(jù)，人們可以確定這一性質(zhì)變化過程要持續(xù)多長時間，直到性質(zhì)穩(wěn)定為止。這一檢測工作由控制器根據(jù)來自導線68和67的信號進行。一旦確認性質(zhì)變化已經(jīng)穩(wěn)定，則再次對所有的粗梳機自動更換條筒。在性質(zhì)變化期間條筒上已經(jīng)裝填的那部分物料則可以當作回條并可用于廢料組分X8。在性質(zhì)變化穩(wěn)定后新裝上的條筒上，獲得的是新品種的粗梳條子，該粗梳條子隨后被紡成紗線。
在第二次自動更換條筒時也可以不考慮纖維細度和顏色傳感器的信號，而簡單地令配料器在重新設定后等待一段足夠長的時間，以過渡到新品種，這段時間要處在條筒開始更換之前。但這種方法會導致出現(xiàn)較多的回條，因為工作要有較大的安全系數(shù)。
在圖11至圖14所示的調(diào)節(jié)方法中，X1至X8的組分配比，即物料流量通過控制導線12饋送給混棉機6的各個組分儲箱的配料器。當然也可以設想如圖1所示的布置那樣，利用相應的信號去控制拆包機構3和/或輸送機構1，從而以此方式來調(diào)節(jié)某一品種粗梳條子的組分配比。
為了說明導出相應所要求組分配比的過程，按照本發(fā)明在連續(xù)調(diào)節(jié)其拆包和混合系統(tǒng)的基礎上，現(xiàn)在就可以對一種最佳方法在計算步驟上要受到的影響方面作出說明。
該法改型方案的出發(fā)點是希望可以混合預先給定數(shù)量的纖維組分，其各個纖維組分的特性和價格因而是已知的。該法假定所形成的混合物特性是已知的，至少就其所要求的一些性質(zhì)來說是已知的?；旌衔锏奶匦钥梢岳斫鉃槭侵咐w維混合物的性質(zhì)，例如體現(xiàn)在粗梳條子或制成紗線的性質(zhì)上。較確切地說，使待確定的混合物組分與所要求的特性是最接近的，而其價格則在任何情況下是最小的。在數(shù)學上可以解釋如下a)計數(shù)常規(guī)-標量和向量在符號上均用小寫字母來表示，矩陣則用大寫字母來表示。
-x＝[x1，x2，…，xn];x指一個行向量，具有分向量x1，x2至xn。
-y＝[y1，y2，…，yn];y指一個直列向量，具有分向量y1，y2至yn。
這樣就可以由此得知，是否有一項與某個直列向量或某個行向量是有關的。
-特定符號的含義1…移項＊…相乘b)分析問題假定線性混合定律適用于所有的特性?；旌衔锾匦詑就可按照方程式(1)來計算。
Q＝QK＊c (1)q..是一個向量，其分向量表示混合物各個特性。
QK…是一個矩陣，矩陣的各元表示待混合組分的各個特性。
在表達式QK＝[q1，q2…，qn]中qi取整數(shù)i＝1…n，均為組分特性的直列向量，c…是一個向量，其分向量表示待混合組分的各自配比。
c＝[c1，c2，…，cn]的兩個性質(zhì)(ⅰ)0＝＜ci＝＜1用于整數(shù)i＝1…n(ⅱ)1＝c1+c2+..+cn混合物的價格，按方程式(2)作為標量乘積來計算P＝PK1＊c (2)P..是混合物的價格，例如按美元/公斤PK..是一個向量，其分向量表示待混合各組分的價格。
討論方程式(1)方程式(1)是一個含有c的線性方程式。要是首先不計那個次要條件，混合向量c在那時必須要滿足線性代數(shù)法則，則方程式(1)在那時而且只有在那時才有一個答案，此時q(混合特性向量)可以描述成一些向量qi(組分各特性的一些向量)的一個線性組合。這樣，方程式(1)只有在秩(QK)＝秩(QK，q)時才是可解的。
要是方程式(1)是可解的并且秩(QK)＝n-r，這就意味著，混合向量c的r分向量是可以任選的。
要是方程式(1)是不可解的，(例如要是比混合組分有更多的特性)那時至少應確定混合物c接近所要求的特性。這個要用的方法是眾所周知的，這就是作平衡計算。
較確切地說明下面問題
已找到一種算法，該法提出混合向量是盡量接近所要求混合物特性的，而且由于滿足了邊界條件使該法在物理上是可以實施的。混合向量的各個分向量應能固定地預置?；旌衔锏膬r格應盡量低。這個問題一般只有在對綜合考慮作好一定準備才是可解的。綜合考慮就是允許的，就混合物的各個特性來說應能用加權來作預置。
c)解答在方程式(3)中規(guī)定有一個損失函數(shù)v(c)，借此可以估量出綜合損失。這些損失出現(xiàn)在所要求的混合物特性不能完全地達到時，還出現(xiàn)在對混合物要支付的價格不同于0的情況。至少從會計觀點來說，價格是在借方，或是在虧損欄，這些是應該搞清的?？梢赃_到的混合物特性和所要求特性的偏差以及混合物價格的偏差均另外賦予加權來解決v(c)＝(QK＊-q)1＊W＊(QK＊c-q)+w＊c1＊P＊c＊(3)W..是一個正半定斜列矩陣，用于對混合物和所要求特性的特性偏差加權，P..是一個正定斜列矩陣，其各元為各組分的價格，w..是一個標量，用于對價格影響的加權。
所有混合向量要另外滿足方程式(4)的邊界條件。該方程式表明的事實是，混合組分的總數(shù)必須是1(參閱第3部分，性質(zhì)(ⅱ))。
g(c)＝0＝k+e1＊c (4)e..是一個因次和c相同的向量，其各元全部均為1，k..是一個標量(k＝-1，當c的全部各元可任選時)。
對于所求的混合向量c其函數(shù)值v(c)是一個最小值，并且還滿足了方程式(4)的邊界條件。此外，方程式(5)的邊界條件必須要注意到0＝＜ci＝＜1用于整數(shù)i＝1..n (5)這個問題是分步得到解答的。
第1步這個包含方程式(3)和(4)的方程式系統(tǒng)是按照微分法則得到解答的。這樣就求出一個理想的混合向量c1。要是邊界條件5并沒有被破壞，那時這個問題就得到解答，另外第2步就完成。
第2步破壞方程式(5)的c其一個元是用手調(diào)到適應方程式(5)的一個固定值上。這樣就使混合值c由一個方面受到限制。在方程式(4)中，k是這樣來確定的，使那個方程式的含義保持能成立的。那時重新完成第1步來求出一個理想的混合向量c2。
應在第1步中方程式(5)的邊界條件未被破壞之前，完成第1步和第2步。當c的全部各元均用手調(diào)到固定值上時，這個方法終于也隨之失效。
按上述數(shù)學計算對某些特定實例所用的方法現(xiàn)在由圖15和16的附表來示出。
圖15的表首先在第一行示出完成計算的時間，并且甚至說明經(jīng)過的年、月、日、時、分和秒。這些說明對本發(fā)明的方法并不是特別重要，這些說明只是使計算工廠的工作與時間相聯(lián)系。重要的是，這里在實例中示有六個不同的組分x1至x6(而不是以前實例中有八個組分x1至x8)，這就是該表的上部列有六個縱行的原因。在該實例中對每個組分提出五個不同的性質(zhì)。有下列五個性質(zhì)1.組分的平均纖維長度，
2.用馬克隆尼值表示的組分細度，3.各個組分的顏色值FAK，4.各個組分的顏色值FBK，和5.各個組分的價格，例如按美元/公斤(最好是計及所含的雜質(zhì)加以修正)。
眼下要著重指出的是，這僅是一個實例。實際上可以用同樣方法來考慮各個組分的其他性質(zhì)或進一步的性質(zhì)或較少出現(xiàn)的性質(zhì)。
在該表的中央部分示有應用上述數(shù)學法獲得的第一次優(yōu)選結果。對于混合物本身同樣也列有相同的五個值，即混合物的纖維平均長度，混合物的細度，混合物的顏色值a，混合物的顏色值b和混合物的價格。第一個列出在該說明中的值是實際算出值(第1步)。對于括號內(nèi)所列的每個S值和W值要特別注意。也就是說列有所要求的值S和加權值W。這些值均在進行優(yōu)選前被輸入到計算機內(nèi)，例如通過圖11的鍵盤102來輸入。
由該例可知，對于混合物的纖維平均長度所要求的值為16，對于混合物的細度所要求的值為4，所要求的顏色值a為1，所要求的顏色值b為3和所要求的混合物價格應是0，也就是說，所要求的價格應盡量保持低。在加權方面，纖維平均長度，細度和顏色值b全部有同樣的加權1?？墒穷伾礱卻有一個加權為0，由于在該例中所有顏色值a有同樣的值1，因此，對于該混合物來說，改變混合物的顏色值a并不能實現(xiàn)，因為改變各個組分的百分比并不能使混合物的顏色值a有任何改變。因此，加權在這里是完全沒有關系的并且其值列為0。價格的加權故意設得較低，并且確是為了防止計算機過分強調(diào)價格。要是這種訣竅沒被利用，則危險性可能很大，計算機程序對其他技術值進行大量綜合考慮，會使有利的價格組分X5的百分比特別高，這畢竟在實際上對纖維制品的銷售是決定性因素。
如上所述計算機程序企圖使損失函數(shù)保持盡量小，而且的確在實際上等于0。在這個企圖中對于各個組分的配比均作了計算列入到名稱為“混合向量C1”內(nèi)。這就是說，該混合向量表示組分配比。對于組分配比x3是負的而在實際上又是不可能的情況這里還不能說明其因，因為要摸清情況就想對混合物減去一個x3量，這是沒有意義的也是行不通的。
這樣，操作者就被迫將x3設為0值，因為這個組分占多少百分比并不是至關重要的。在這個說明下計算機作出其后的一個優(yōu)選，即修正算出值。這里計算機同樣企圖使損失函數(shù)的值保持盡量小并且的確考慮到附加的邊界條件，x3必須是等于0。
在這個邊界條件下計算機獲得一個修正的組分配比，配比x1，x2，x3，x4，x5，x6分別為0.4536，0.3101，0.0171，0.014和0.0791。對于操作者重要的是;現(xiàn)在就印出平均纖維長度、細度、顏色和價格的值。操作者即可得知，纖維混合物，即粗梳條子或紗線的計算性質(zhì)非常接近于預置的所要求的值。操作者還注意到，由省略組分x3形成的價格僅從2.581稍增加到2.631。
在后的最佳結果示有損失函數(shù)的值同樣是0。實際上該值不是等于0而是低到用程序無法顯示的地步。企圖對損失函數(shù)獲得一個特定的、使其在那時有更適合于對比的值，同一實例用加權法全部增加因數(shù)1000再次作出計算。這個改型方案的結果就示于圖16的表Ⅱ中。注意這里的區(qū)別所在，表的上部和中部其數(shù)據(jù)不變，現(xiàn)在損失函數(shù)的示出值為0.135。
表Ⅱ的另一部分示出一個在后的最佳結果，然而這是用不同于表Ⅰ說明的數(shù)據(jù)作出的。這里同樣有必要規(guī)定組分x3為0。此外，已經(jīng)肯定對于組分x5和x6應嚴格地有相同的配比，在所有的情況下只是這些組分的較小剩余，而紗廠的生產(chǎn)管理則要求這些剩余量完全用盡才好，同時不考慮列入到總量中。同樣已經(jīng)選定，這里不宜加上組分x4的配比，因為這個組分暫時還不適用。所有這些進一步的邊界條件導致在后的優(yōu)選以后獲得一個較差的結果，雖然仍可說是最佳選擇，因為在給定邊界條件下在后的最佳結果選擇處在這樣條件下確實是最佳的。現(xiàn)在操作者即可得知混合物的纖維平均長度為16.66，這和所要求的值16偏差較大。這種較大的偏差也可以出現(xiàn)在混合物的細度上。對于顏色值“a”只有一個小的偏差，這也是要期望的，因為所有的組分都有一個相同的顏色值“a”。對于顏色值“b”偏差不是特別明顯的。然而特別具有經(jīng)濟意義的是，混合物的價格現(xiàn)在等于2.768，而不是以前表Ⅰ的最佳值2.631，因此，這里也可得知有一個很大的不利?，F(xiàn)在損失函數(shù)值增加到0.548，證明這里和所要求的值有很大的偏差。
要是用戶同意對其所顯示的值(例如在一個電視熒光屏上)，那時他就可以通過對于混合物配比的詳細數(shù)據(jù)，由輸入一個諸如“確認”的命令來控制混合物配比，并且這些配比那時就是相當于各個組分所要求值的決定因素。這些表就重現(xiàn)用戶對話的存儲信息。每個用戶對話是以非常類似于圖11所示的示意圖方式進行的，除了這里對第一個日期不是必需的情況以外，雖然一個所要求的組分配比完全能對某些組分規(guī)定某些值，就如與表相結合所作的解釋。這樣就該改型方案來說，某些組分的固定配比就代表計算用的邊界條件。
然而，對圖表來說，第一個最佳選擇結果對組分x3示有一個負值，這完全有可能影響到程序，于是計算機程序就可經(jīng)常將這個負值設到0，并且重新進行最佳選擇。這就可能使表Ⅰ的在后最佳選擇結果成為第一個最佳選擇結果(就用戶看來)，因此，用戶如有需要，就可輸入進一步的邊界條件，要是由計算機得出的值由于特殊原因對其不適用的話。
權利要求
1.一種紡織纖維的混合方法，用該方法可以將不同產(chǎn)地的纖維包中的不同種類的纖維拆散并混合，其特征是，Ⅰ)至少將下列數(shù)據(jù)輸入調(diào)節(jié)器。a)事先按需要定量地粗估纖維組分的配比，b)各個纖維組分的性質(zhì)，c)由纖維混合物制成的粗梳條子或者紗線的預定性質(zhì)；Ⅱ)根據(jù)以上參數(shù)，調(diào)節(jié)器按照預先給出的調(diào)節(jié)算法，計算出組分配比，該配比與事先粗估的組分配比接近，并能滿足粗梳條子或紗線的性質(zhì)要求，Ⅲ)調(diào)節(jié)器控制混棉機將各種纖維組分混合在一起，使混棉機所提供的纖維混合物滿足計算出的組分配比。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征是，還可以在其特征Ⅰ)中增加一項d)，即預先給出至少一種調(diào)節(jié)優(yōu)先順序，也就是說，至少保證一種組分或者粗梳條子、紗線的一種性質(zhì)能夠被優(yōu)先考慮。
3.按照權利要求2所述的方法，其特征是，對每個列出的調(diào)節(jié)優(yōu)先項賦予一個加權。
4.按照權利要求3所述的方法，其特征是，加權通過每項數(shù)據(jù)的先后次序預先給出。
5.按照權利要求1至4之中任何一項所述的方法，其特征是，至少可以在粗梳條子或紗線的生產(chǎn)過程中對粗梳條子或紗線的某幾個所需性質(zhì)進行測量，并將測量結果反饋給調(diào)節(jié)器，使調(diào)節(jié)器在測量值偏離給定值的情況下重新計算纖維組分配比。
6.按照權利要求5所述的方法，其特征是，先在實驗室中測量好粗梳條子和紗線的其他性質(zhì)，然后在出現(xiàn)干擾性偏差時將這些測量值輸入到調(diào)節(jié)器中，使得這些偏差在組分配比的重新計算過程中被考慮進去。
7.按照權利要求5或6所述的方法，其特征是，先使粗梳條子或紗線制造時測量到的性質(zhì)值形成相應的平均值，然后再由調(diào)節(jié)器計算。
8.按照權利要求1至7之中任何一項所述的方法，其特征是，纖維組分配比的計算按照額定值最小偏差原則或者額定值最小加權偏差原則進行。
9.按照權利要求8所述的方法，其特征是，纖維組分配比的計算按照額定值最小平方偏差原則或者額定值最小加權偏差原則進行。
10.按照權利要求8所述的方法，其特征是，按照下列公式或調(diào)節(jié)算法計算出纖維組分配比，使質(zhì)量標準J(u)＝∫∞o｛XT(t)QX(t)+UT(t)RU(t)｝dt達到最低值;其中X(t)是以向量形式給出的調(diào)節(jié)偏差，即測量到的性質(zhì)值與所要求的性質(zhì)值之間的偏差，XT(t)是X(t)的變換函數(shù)，U(t)是控制向量，它給出所要求的纖維組分配比，UT(t)是U(t)的變換函數(shù)，Q和R是矩陣，用于對X(t)和U(t)中的各個組分加權。
11.按照權利要求1至10之中任何一項所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)器還可以用于設置在拆包機和混棉機之間的粗清棉單元的調(diào)節(jié)，通過對粗清棉單元的調(diào)節(jié)也可以影響粗梳條子或紗線的性質(zhì)，從而影響纖維組分配比的計算。
12.按照權利要求1至11之中任何一項所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)器可以對位于拆包機和混棉機之間的粗清棉單元以及可根據(jù)情況設置的精清棉單元進行調(diào)節(jié)。
13.按照權利要求11所述的方法，其特征是，調(diào)節(jié)器也可以用于調(diào)節(jié)至少一臺設置在粗清棉單元之后的精清棉單元，通過對精清棉單元的調(diào)節(jié)同樣可以影響粗梳條子或紗線的性質(zhì)，并且影響組分配比的計算。
14.按照以上權利要求之中任何一項所述的方法，其特征是，在更換品種時，調(diào)節(jié)器可協(xié)調(diào)組分配比的重新設定與粗梳機出口處的條筒更換，使得從一個品種到另一個品種的過渡，不出現(xiàn)明顯的中斷，并且在生產(chǎn)損失最小的情況下完成。
15.紡織纖維的混合方法，用該方法可以將不同產(chǎn)地的纖維包中的不同種類的纖維拆散并混合，其特征是，Ⅰ)至少將下列語句或數(shù)據(jù)輸入計算機a)各個組分纖維的性質(zhì)和b)所要求的由纖維混合物制成的粗梳條子或紗線的性質(zhì);Ⅱ)計算機由上述語句按照預定的計算法計算出一個組分配比，即各種組分的比例，和所要求的粗梳條子或紗線的性質(zhì)偏差最小，至少是大致上達到這些性質(zhì)，并且有選擇地對計算出的組分配比作出修正，此時計及到已輸入計算機的任何極限情況或特定要求，從而計算出一個修正的組分配比，Ⅲ)由計算機求出的組分配比或修正的組分配比，被用于調(diào)節(jié)或調(diào)整對混棉機所提供的各個組分，以便使由混棉機輸出的纖維混合物具有計算的并有選擇地作出修正的組分配比。
16.按照權利要求15所述的方法，其特征是，計算機本身完成對各組分輸入的調(diào)節(jié)或控制。
17.按照權利要求15或16所述的方法，其特征是，一個預先給定的、用于至少一個混合物特定組分的量語句，作為一個邊界條件被輸入到計算機中。
18.按照權利要求15至17中任一項所述的方法，其特征是，對于至少一個所要求的纖維混合物性質(zhì)，將一個加權系數(shù)輸入計算機，在計算組分配比或計算修正的組分配比時加以考慮，例如在計算最小偏差時，以一個損失向量方式加以考慮。
19.按照權利要求15至18之中任一項所述的方法，其特征是，對于纖維混合物的每個組分，將那個組分的價格輸入計算機，并且計算法中計及各個組分的價格，使得計算出的組分配比的總價最小。
20.按照權利要求19所述的方法，其特征是，每個組分的價格是一個凈的價格，即考慮到清除購進料的雜質(zhì)以后單位重量組分的真實價格。
21.按照權利要求19和20的方法，其特征是，計算組分配比，使下列方程式達到最小值v(c)＝(QK＊·q)1＊W＊(QK＊·q)+w＊c1＊p＊c計及邊界條件g(c)＝0＝k+e1＊c還計及邊界條件0＝＜ci＝1 用于整數(shù)i＝1…n，
全文摘要
一種紡織纖維的混合方法，用該方法可以將不同產(chǎn)地的纖維包中的不同種類的纖維拆散并混合，其特征是，至少將各個組分纖維的性質(zhì)和所要求的由纖維混合物制成的粗梳條子或紗線的性質(zhì)輸入計算機，計算機按預定計算法算出一個組分配比和所要求的半制品或成品的性質(zhì)偏差最小，至少是接近，并且有選擇地作出修正，由計算機求出或修正的組分配比被用于調(diào)節(jié)對混棉機所提供的各個組分，該法還可使所生產(chǎn)的纖維混合物其價格是最低的。
文檔編號D01G13/00GK1049691SQ9010317
公開日1991年3月6日 申請日期1990年6月15日 優(yōu)先權日1989年6月16日
發(fā)明者于爾格·法斯, 羅杰·阿爾特赫 申請人:里特機械公司