CH659092A5

CH659092A5 - Verfahren zum steuern einer webmaschine in eine vorbestimmte stopplage.

Info

Publication number: CH659092A5
Application number: CH2312/82A
Authority: CH
Inventors: Hajime Suzuki; Shinichiro Matsuyama; Akio Arakawa
Original assignee: Toyoda Automatic Loom Works
Priority date: 1981-04-18
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1986-12-31
Also published as: DE3213935C2; JPS57176242A; JPS6028943B2; DE3213935A1; US4494203A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Webmaschine in eine vorbestimmte Stopplage gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In den vergangenen Jahren haben Mikrocomputer eine zunehmende Anwendung gefunden. Sie werden nun sogar zur direkten Steuerung von Webmaschinen herangezogen. Die Verwendung von Mikrocomputern zur direkten Steuerung von Webmaschinen bietet folgende Vorteile:

1. Vermeidung von geringwertiger Produktion wegen unrichtigem Betrieb oder wegen Störungen im Zusammenhang mit Fadenbrüchen;

2. Verbesserung der Fähigkeit, Anomalien oder Störungen im Steuersystem der Webmaschine zu erfassen sowie Erleichterung des Unterhaltes;

3. Diversifizierung der Spezifikationen und grössere Freiheiten für Änderungen der Spezifikationen durch Mikrocom-puter-Programme.

Die Verwendung von Mikrocomputern ermöglicht ausserdem die leichte Verwirklichung von besonderen Steuerungsarten, die bei üblichen, nicht von Mikrocomputern gesteuerten, Webmaschinen kaum durchführbar sind. Die vorliegende Erfindung betrifft eine solche besondere Steuerung, d.h. Steuerung der Webmaschine in eine vorbestimmte Stopplage. Unter diesem Ausdruck wird das Anhalten der Webmaschine in vorbestimmten Lagen verstanden, wenn der Motor der Webmaschine beispielsweise infolge Ketten- oder Schussbruch oder anderen Anomalien abstellt. Mit Stellung wird zweckmässig der Verdrehungswinkel der Exzenterwelle (Antriebswelle), die synchron mit dem Motor arbeitet, verstanden. Der Verdrehungswinkel der Exzenterwelle bestimmt die Lage aller Mechanismen der Webmaschine.

Probleme entstehen jedoch, da beim Anhalten des Motors das Anhalten der Exzenterwelle in ständig gleicher Lage sehr schwer zu sichern ist, weil infolge fortschreitender Abnützung der mit dem Motor zusammenwirkenden Bremse keine konstante Bremskraft aufrechterhalten werden kann. Wenn die Steuerung der Stopplage nicht korrekt ausgeführt wird, wird die Webmaschine in Lagen halten, die z.B. zur Behebung eines Ketten- oder Schussbruches ungeeignet sind. Bei Luftdüsenwebmaschinen besteht die zusätzliche Gefahr, dass die Maschine in einer Lage anhält, bei der die Apparate weiter Luft einblasen.

Wenn bisher eine falsche Stopplage eingenommen wurde, musste der Arbeiter die richtige Lage von Hand einstellen. Mikrocomputer können durch besondere Steuerung der Stopplage zur Vermeidung dieser Handarbeit eingesetzt werden. Eine Steuerung der Stopplage kann jedoch anstelle von Mikrocomputern auch mit equivalenter Hardware ausgeführt werden.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern einer Webmaschine in eine vorbestimmte Stopplage zu schaffen, das automatisch die vorbestimmte konstante Stopplage bei jedem Anhalten des Motors sichert, ohne die übliche manuelle Operation in Anspruch zu nehmen. Das vorgeschlagene Verfahren ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 definiert.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Gesamtansicht einer Webmaschine an der das Verfahren angewendet wird,

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Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der in Fig. 1 gezeigten Konstruktion, insbesondere den Teil, der die Erfindung betrifft,

Fig. 3 ein Beispiel eines Blockschemas einer Schaltung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur schematischen Erklärung des Begriffes des Verdrehungswinkels der Exzenterwelle, und

Fig. 5A und 5B Fliessschematas zur Veranschaulichung der Schritte des erfindungsgemässen Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Kettbaum mit 101 bezeichnet. Auf dem Kettbaum ist eine Mehrzahl von Kettfäden 102 parallel zueinander aufgewickelt. Die Kettfäden 102 sind über eine Umlenkwalze 103 und einen Spannbaum 104 zu einer Fadenwächtervorrichtung 105 geführt. Diese weist für jeden der Kettfäden einen nicht dargestellten Fadenwächter auf. Wenn einer der Kettfäden reisst oder zu Ende geht, erfasst der betreffende Fadenwächter diesen Umstand und leitet einen Vorgang zum Stillsetzen der Maschine ein. Die Kettfäden 102 gelangen nach der Fadenwächtervorrichtung zu einem Pressbalken 106, wonach sie mittels Litzenrahmen 107-1 und 107-2 in zwei Gruppen aufgeteilt werden, die sich abwechselnd oben und unten befinden und damit ein Fach 108 bilden. Ein Schussfaden wird mit hoher Geschwindigkeit in das Fach 108 eingetragen, und zwar mittels eines nicht dargestellten Schussfadenzuführers, beispielsweise einer Luftdüse. Der Schussfadeneintrag ist durch eine Weblade 109 mit einer Pickerführung 110 geführt. Die Weblade 109 ist auch mit Anschlagzungen 111 versehen. Diese Anschlagzungen 111 schlagen den Schussfaden infolge der schwingenden Bewegung der Lade 109 nach jedem Eintrag in das Fach nach rechts in Fig. 1 an, wodurch ein Gewebe 112 entsteht. Die schwingende Bewegung der Weblade 109 wird durch einen auf einer hin- und herschwingenden Ladenachse 114 sitzenden Schwinghebel 113 erzeugt.

Das Gewebe 112 wird dann über einen Brustbaum 115, einen Zugbaum 116 und eine Leitwalze 117 auf einen Warenbaum 118 gewickelt. Mit der Bezugsziffer 119 ist der Gewebewickel bezeichnet.

Die Antriebskraft für die oben beschriebenen Vorgänge wird durch einen Antriebsmotor 120 geliefert. Die drehende Antriebskraft des Motors 120 wird über Riemenscheiben 121 und 122 an eine Exzenterwelle 123 übertragen. Diese Antriebskraft wird von hier aus vorbestimmten Einheiten der Webmaschine zugeführt, wie mit den gezackten Pfeilen angedeutet. Der Kettbaum 101 erhält seinen Antrieb über einen Kettablassantrieb 124. Der Kettablassantrieb 124 erhält ein Rückkopplungssignal vom Spannbaum 104, wie mit dem gestrichelt eingezeichneten Pfeil angedeutet ist. Dieses Rückkopplungssignal dient dazu, die Spannung der Kettfäden 102 auf geeignete Weise aufrechtzuerhalten.

Die Erfindung kommt vorzugsweise an einer Webmaschine zur Anwendung, die unmittelbar durch einen Mikrocomputer gesteuert wird, der auch den Betrieb der Webmaschine vollständig überwacht. Der Mikrocomputer ist in Fig. 1 schematisch durch einen Block 130 dargestellt. Dieser Mikrocomputer 130 ist an die Mechanismen der Webmaschine angeschlossen, wie mit den strichpunktierten Pfeilen angedeutet (in der Praxis ist dieser Anschluss durch Signalleitungen gewährleistet, die an die verschiedenen Eingangsbzw. Ausgangsanschlüsse des Mikrocomputers 130 führen).

Fig. 2 ist eine perspektivische Teilansicht der in Fig. 1 gezeigten Konstruktion, insbesondere jenes Teiles, welcher die vorliegende Erfindung betrifft. In Fig. 2 entsprechen die Elemente 120 bis 123 jenen in Fig. 1. Eine Bremsvorrichtung 21 ist direkt mit der Abtriebswelle des Motors 120 verbunden. (Eine identische Bremsvorrichtung kann mit vorbestimmten Teilen anderer Mechanismen der Webmaschine, wie mit der

Exzenterwelle, in Verbindung stehen.) Wenn der Motor 120 still gesetzt wird, wird die Verbindung zu einer Stromquelle P unterbrochen und gleichzeitig wird aus der Stromquelle B die Bremsvorrichtung 21 mit Strom beliefert.

Dadurch wird die Exzenterwelle 123, die mittels der Riemenscheiben 121 und 122 gedreht wurde, plötzlich angehalten. Im allgemeinen steht die Exzenterwelle 123 innerhalb einer Umdrehung still. Die Exzenterwelle 123 muss in der vorbestimmten konstanten Lage (Verdrehungswinkel der Exzenterwelle) anhalten. Zu deren Sicherstellung ist die Exzenterwelle im allgemeinen mit einem Detektor 22 für den Verdrehungswinkel zu dessen ständiger Überwachung versehen. Der Detektor 22 weist z.B. eine Scheibe 22-1 mit auf ihrem Umfang in konstantem Abstand angeordneten Zähnen und einen Messfühler 22-2, der nahe zur Scheibe 22-1 befestigt ist, auf. Der Messfühler 22-2 erzeugt jedes Mal, wenn sich ein Zahn der Scheibe 22-1 ihm nähert, beispielsweise durch eine magnetische Kopplung, einen Verdrehungswinkelimpuls. Dadurch werden aufeinanderfolgende Verdrehungswinkelimpulse in einer Impulsserie erzeugt. In dieser Anordnung wird der absolute Wert der Verdrehungswinkelimpulse durch einen Dauermagneten 22-3, der an einer vorbestimmten Stelle an der Scheibe 22-1 befestigt ist, bestimmt. Diese Stelle funktioniert als sogenannte Nullstellung.

Anstelle eines Detektors für den Verdrehungswinkel, der, wie in Fig. 2 gezeigt, die Anzahl der erzeugten Impulse feststellt, kann man auch einen Detektor mit einem absoluten Kodiergerät, das den Verdrehungswinkel der Exzenterwelle auf der Scheibe direkt durch Bildung eines binären Kodes oder eines anderen kodierten Musters anzeigt.

Wenn ein Anforderungssignal zum Stillsetzen der Webmaschine abgegeben wird, wird das Bremsen bei einem bestimmten Verdrehungswinkel der Exzenterwelle eingesetzt, so dass die Exzenterwelle 123 an der vorbestimmten konstanten Lage vollständig gestoppt wird.

Fig. 3 ist ein Beispiel eines Blockschemas einer Schaltung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens. In Fig. 3 entsprechen der Motor 120, die Bremsvorrichtung 21 und der Detektor 22 für den Verdrehungswinkel der Exzenterwelle jenen in Fig. 2. Der Motor 120 und die Bremsvorrichtung 21 werden durch einen Steuerkreis 32 gesteuert. Wenn das Anforderungssignal S zum Stillsetzen der Webmaschine erzeugt wird, setzt das Bremsen bis zum Anhalten der Exzenterwelle in der bestimmten konstanten Stellung ein, welche durch die Stopplage-Einstellvorrichtung 31 vorgegeben wird. Die verbleibenden Elemente Vergleicher/Rechner 33 und Speicher 34 sind für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens besonders wichtig. Diese Kreise sind als einzelne Module dargestellt, sind jedoch tatsächlich im vorher angegebenen Mikrocomputer 130 enthalten und werden durch dessen Programm gesteuert.

Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren im einzelnen erläutert. Fig. 4 dient der schematischen Erklärung des Konzeptes des Verdrehungswinkels der Exzenterwelle. Die Fig. 5A und 5B sind Fliessschemata und dienen zur Veranschaulichung der Schritte des erfindungsgemässen Verfahrens in der Reihenfolge ihrer Ausführung.

In Fig. 4 bezeichnet a den Verdrehungswinkel der Exzenterwelle bei dem der Bremsvorgang einsetzt, c bezeichnet den Verdrehungswinkel der Exzenterwelle in der vorbestimmten konstanten Stopplage (Winkel). Der Verdrehungswinkel c der Exzenterwelle ist in der Stopplage-Einstellvorrichtung 31 (Fig. 3) als digitaler Wert gespeichert. In Fig. 4 wird der Verdrehungswinkel c der Exzenterwelle mit etwa 300° angegeben. Da jedoch, wie weiter oben angegeben, die Bremskraft während längeren Zeitabschnitten zu Schwankungen neigt, kann die Exzenterwelle in einer anderen Stellung als beim korrekten Verdrehungswinkel d der Exzenterwelle anhalten, b

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bezeichnet den Winkelbereich innerhalb welchem der Bremsvorgang ausgeführt ist.

In Fig. 5A wird zuerst ein Anforderungssignal S (Fig. 3) zum Stillsetzen der Webmaschine erzeugt (Schritt ©). Der digitale vorbestimmte Wert (c in Fig. 4) wird zum Vergleicher/Rechner (33 in Fig. 3) weitergeleitet (Schritt ©). Der Zeitpunkt zur Weiterleitung des vorbestimmten Wertes c wird durch den Steuerkreis (32 in Fig. 3) bestimmt. In Fig. 3 bezeichnen die Pfeile mit doppelten Linien die Richtung des Datenflusses, währenddem Pfeile mit einfachen Linien die Flussrichtung von Steuersignalen anzeigen. Der Vergleicher/ Rechner 33 (Fig. 3) führt eine arithmetische Operation e f-c - b) aus (Schritt ©). Es ist zu betonen, dass der Wert b während des letzten Bremsvorganges erhalten wurde. D.h. dass die Abweichung vom Sollwert der Stopplage, die während des Bremsvorganges gemessen wurde, als Wert im Speicher (34 in Fig. 3) gespeichert wird und als Wert für die Korrektur während des nächsten Bremsvorganges verwendet wird. Ähnlich wird die Abweichung, die während des nächsten Bremsvorganges gemessen wird, als Wert für die Korrektur während des darauffolgenden Bremsvorganges verwendet.

Die gespeicherten Werte müssen sogar während Stromausfällen oder bei zeitweiligem Leerlauf der Webmaschine gespeichert werden, so dass sie nach dem Anfahren der Webmaschine wiederverwendet werden können. Deshalb muss ein energieunabhängiger Speicher vorliegen.

In Schritt © in Fig. 5A wird der Wert e berechnet. Der Wert e ist der berechnete Mittelwert und gleichzeitig ein Grundwert zur Erzielung der Korrektur des VerdrehungsWinkels der Exzenterwelle, bei dem der Bremsvorgang einsetzt. In Schritt © wird die arithmetsiche Operation g -<-(e — a) x y + a ausgeführt. Mit y wird der sogenannte Korrekturfaktor bezeichnet, der z.B. als Vi gewählt wird. Wenn 1 als Korrekturfaktor gewählt wird, wird jedesmal eine 100%ige Korrektur ausgeführt. Bei der Durchführung einer solchen 100%igen Korrektur würde jedoch das entstehende Signal der Rückkopplungsschleifensteuerung infolge Störungen und/ oder Fehler vom Gewünschten abweichen. Dadurch könnte der tatsächliche Verdrehungswinkel d der Exzenterwelle vom korrekten Verdrehungswinkel c abweichen. Folglich wird der Korrekturfaktor y im allgemeinen kleiner als 1 gewählt.

Der im Schritt @ erhaltene Wert q ist entweder positiv oder negativ. Die Unterscheidung zwischen einem positiven oder negativen g wird in Schritt © vorgenommen. Wenn g positiv ist (YES), wird g wie erhalten für den Wert a in Schritt

© verwendet. Wenn g negativ ist (NO), wird g für den Wert a zu 360° addiert (Schritt ©). Die oben aufgeführten Operationen werden hauptsächlich unter Verwendung des Vergleicher/Rechners 33 vorgenommen.

5 Der Detektor (22 in Fig. 3) für den Verdrehungswinkel stellt fest, ob der Verdrehungswinkel des Exzenters (Verdrehungswinkel für den Einsatz- und den Bremsvorgang) mit dem durch die obigen Werte g oder g + 360° angegebenen Werte übereinstimmt (Schritt ©). Schritt © wird wiederholt io ausgeführt, bis Übereinstimmung festgestellt wird. Wenn Übereinstimmung festgestellt wird, wird der Bremsvorgang für die Webmaschine in Gang gesetzt (Schritt ©). D.h. der Steuerkreis 32 in Fig. 3 unterbricht die Stromzuführung des Motors 120 und verbindet die Bremsvorrichtung 21 mit einer 15 Stromquelle.

Auf diese Weise wird eine korrekte Einstellung der Stopplage erzielt. Bei der Einstellung der Stopplage muss der Istwert des Winkelbereiches b während des stattfindenden Bremsvorganges gemessen werden, da dieser gemessene neue 20 Winkelbereich b für den nachfolgenden Bremsvorgang erforderlich sein wird. In dem Fliessschema von Fig. 5B, das über ® mit dem Fliessschema von Fig. 5A verbunden ist, wird zuerst festgestellt, ob die Webmaschine vollständig angehalten worden ist (Schritt ©). Wenn die Webmaschine still steht, 25 wird der Istwert der Stopplage gemessen (Schritt ®). Diese Messung wird vom Detektor 22 für den Verdrehungswinkel ausgeführt, wobei der Istwert der Stopplage, d.h. der Verdrehungswinkel d, erhalten wird (Schritt ®). Mit dem Wert d wird die arithmetische Operation b -<-d — a ausgeführt (Schritt 30 @), wobei der Wert b für die Korrektur des folgenden Bremsvorganges erhalten und im Speicher gespeichert wird. Es ist zu betonen, dass der im Schritt © erscheinende Wert b in Fig. 5A bereits während des vorhergehenden Bremsvorganges durch einen, dem Schritt @ identischen, Schritt gemäss 5B 35 erhalten wurde. Gewünschtenfalls kann das Erzeugen einer Fehlermeldung oder einer Empfehlungsmeldung vorgesehen sein, die anzeigt, dass die Bremskraft zu klein (oder zu gross) ist, wenn Schritt @ einen Winkelbereich b angibt, der ausserhalb eines vorbestimmten Nominalwertes liegt. 40 Wie bereits oben angegeben, ermöglicht die vorliegende Erfindung eine automatische Einstellung eines bestimmten Bereiches der Stopplagenabweichung, ohne manuelle Korrektur und dadurch die Realisierung einer fast wartungsfreien Webmaschine.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Steuern einer Webmaschine in eine vorbestimmte Stopplage, wobei in einer bestimmten Stellung vor Erreichen der Stopplage ein Bremsvorgang einsetzt, um die Webmaschine in der gewünschten Stopplage anzuhalten, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die Abweichung zwischen dem Istwert der Stopplage bei der letzten vorangehenden Bremsung und dem Sollwert der Stopplage erfasst und gespeichert wird; in einem zweiten Schritt eine arithmetische Operation, zum Zwecke der Korrektur der vorbestimmten Stellung zum Einsetzen des Bremsvorganges, unter Verwendung der im ersten Schritt erfassten und gespeicherten Abweichung vorgenommen wird, bevor der nächste Bremsvorgang einsetzt; in einem dritten Schritt der nächste Bremsvorgang dann vorgenommen wird, wenn die gemäss Schritt zwei korrigierte Stellung zum Einsetzen des Bremsvorganges erreicht ist; und in einem vierten Schritt die Abweichung des Istwertes der im dritten Schritt erreichten Stopplage vom Sollwert der Stopplage erfasst und gespeichert wird, um in einem nächstfolgenden Bremsvorgang in einem, dem obigen zweiten Schritt entsprechenden, Schritt verwendet zu werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellung, bei der der Bremsvorgang einsetzt, als Verdrehungswinkel der Exzenterwelle, die synchron mit einem als Antriebsquelle der Webmaschine wirkenden Motor angetrieben wird, definiert ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt die arithmetische Operation «e «-c — b» ausgeführt wird, wobei c dem Verdrehungswinkel der Exzenterwelle in digitaler Form, entsprechend dem Sollwert der Stopplage, b dem Verdrehungswinkel der Exzenterwelle in digitaler Form, entsprechend dem Winkelbereich, während welchem der Bremsvorgang stattfindet und e dem durch die Operation «c—b» erhaltenen Wert, die die Abweichung angibt, entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Schritt erstens die arithmetische Operation «g f-(e - a)y + a» durchgeführt wird, wobei a für den Verdrehungswinkel der Exzenterwelle in digitaler Form, bei dem der Bremsvorgang einsetzt, y für einen vorbestimmten Korrekturfaktor, vorzugsweise Vi, und g für den durch die Operation «(e — a)y + a» erhaltenen Verdrehungswinkelwert steht; zweitens festgestellt wird, ob der erhaltene Verdrehungswinkelwert g positiv - einschliesslich Null - oder negativ ist; drittens gemäss der obigen Feststellung der Verdrehungswinkelwert a als g(a -<-g), wenn g positiv ist - einschliesslich Null -und als g + 360° (a-*-g + 360°), wenn g negativ ist, bestimmt wird, wobei die bestimmte Stellung, bei der der Bremsvorgang einsetzt, korrigiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Schritt der Bremsvorgang dann einsetzt, wenn der Verdrehungswinkel der Exzenterwelle mit dem bei der Ermittlung «a<-g» oder «a-<-g + 360o» erhaltenen Verdrehungswinkel übereinstimmt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im vierten Schritt ein Verdrehungswinkelwert d erhalten wird, der dem Verdrehungswinkel der Exzenterwelle entspricht, bei dem die Exzenterwelle still steht, worauf die arithmetische Operation «b «-d — a» ausgeführt wird, wobei a für den Verdrehungswinkel der Exzenterwelle in digitaler Form, bei dem der Bremsvorgang einsetzt und b für den Verdrehungswinkel der Exzenterwelle in digitaler Form, entsprechend dem Winkelbereich, während welchem der Bremsvorgang stattfindet, steht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherung des Verdrehungswinkels b in einem energieunabhängigen Speicher erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fehlermeldung erzeugt wird, wenn der Wert b weit ausserhalb eines vorbestimmten Nominalwerts liegt.