DE102004009057A1 - Electronic positive - Google Patents
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- D04B15/48—Thread-feeding devices
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Abstract
Ein Fadenliefergerät ist mit einem motorgetriebenen Fadenlieferrad versehen, wobei die Drehposition des Fadenlieferrads durch einen Winkelgeber mit hoher Präzision erfasst wird. Der Winkelgeber hat zumindest eine Auflösung, die größer ist als der Umfang des Fadenlieferrads, gemessen in Millimetern. Vorzugsweise ist die Auflösung größer als der fünffache (vorzugsweise der 5,24-fache) Wert des Durchmessers einer Windung des Fadenlieferrads. Das Fadenlieferrad ist vorzugsweise von mehreren (drei bis zwanzig) Windungen umschlungen.A yarn feeding device is provided with a motor-driven Fadenlieferrad, wherein the rotational position of the yarn feed wheel is detected by an angle encoder with high precision. The angle transmitter has at least a resolution which is greater than the circumference of the yarn feed wheel, measured in millimeters. Preferably, the resolution is greater than five times (preferably 5.24 times) the value of the diameter of a turn of the yarn feed wheel. The yarn feed wheel is preferably looped by several (three to twenty) turns.
Description
Die Erfindung betrifft ein Fadenliefergerät, das insbesondere zur Positivlieferung von Fäden an Strickmaschinen, z.B. Rundstrickmaschinen, geeignet ist.The The invention relates to a yarn feeding device, in particular for positive delivery of threads on knitting machines, e.g. Circular knitting machines, is suitable.
Bei Strickmaschinen wie auch Rundstrickmaschinen wird die Maschengröße der von den einzelnen Stricksystemen zu erzeugenden Maschen durch präzise Zumessung der einzelnen, zu den Strickstellen laufenden Fäden eingestellt. Dieses Prinzip ist zum Stricken von glatter Ware mittels mechanisch angetriebener Fournisseure gut etabliert. Dabei wurde schon frühzeitig nach einem elektrischen oder elektroni schen Ersatz für die starre mechanische Kopplung zwischen Fadenliefergerät und Strickmaschine gesucht.at Knitting machines as well as circular knitting machines will use the mesh size of the individual knitting systems to be produced mesh by precise metering the individual, running to the knitting threads set. This principle is for knitting smooth goods by means of mechanically driven Suppliers well established. It was already early after an electric or electronic replacement for the rigid mechanical coupling between yarn feeder and knitting machine searched.
Beispielsweise
offenbart die
Der das Fadenlieferrad antreibende Motor steht mit einem Tachogenerator in Verbindung, der ebenfalls an einen Frequenz/Spannungs-Wandler angeschlossen ist, um eine die Drehzahl des Motors kennzeichnende Spannung zu liefern. Eine Vergleichschaltung vergleicht die von beiden Frequenz/Spannungs-Wandlern gelieferten Spannungen und steuert den Motor des Fournisseurs dementsprechend an.Of the The yarn driving motor is connected to a tachogenerator connected, which is also connected to a frequency / voltage converter is at a characteristic of the speed of the motor voltage deliver. A comparison circuit compares those of both frequency / voltage converters supplied voltages and controls the motor of the feeder accordingly at.
Bei solchen Anordnungen kann es grundsätzlich zu vorüber gehenden Abweichungen zwischen Solllieferungen und Istlieferungen kommen, die die Qualität des Gestricks beeinflussen.at Such arrangements may in principle be transient Deviations between planned deliveries and actual deliveries occur the quality of the knitwear.
Es
ist auf verschiedene Weise versucht worden, Fadenlieferräder elektrisch
anzutreiben. Beispielsweise offenbart die
Schrittmotoren können nicht beliebig ein- und ausgeschaltet werden. Vielmehr muss beim Hochfahren wie beim Herunterfahren ein bestimmtes Betriebsregime eingehalten werden, damit es nicht zu Schrittfehlern kommt.stepper motors can not be turned on and off at will. Rather, when booting up as when shut down a particular operating regime complied so that it does not come to step errors.
Aus
der
Zur Einnahme der Einrichtbetriebsart ist die Aktivierung der Kupplung erforderlich. Auch wirken im Fadenlaufweg vorhandene Widerstände bremsend auf den Faden ein. Im Fall von Strickmaschinen ist die sich dadurch einstellende Fadenmenge somit vom Zufall beeinflusst. Die Kupplung weist ein Massenträgheitsmoment auf, das zu dem Massenträgheitsmoment des Fadenlieferrads und des Motors hinzukommt.to Taking the setup mode is the activation of the clutch required. Also act in the yarn path existing resistors braking on the thread. In the case of knitting machines that is by itself adjusting thread quantity thus influenced by chance. The coupling has an inertia moment on that at the moment of inertia added to the Fadenlieferrads and the engine.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fadenliefergerät zu schaffen, das insbesondere für Strickmaschinen, insbesondere Strickmaschinen mit wechselndem Fadenbedarf geeignet ist, und eine hohe Lieferqualität gestattet.From that Based on the object of the invention to provide a yarn feeding device, that in particular for Knitting machines, in particular knitting machines with alternating thread requirements is suitable, and allows a high quality of delivery.
Diese
Aufgabe wird mit dem Fadenliefergerät nach Anspruch 1 gelöst:
Das
erfindungsgemäße Fadenliefergerät weist
ein starr mit einem Elektromotor verbundenes Fadenlieferrad auf,
das einen gegebenen Durchmesser aufweist. Das Fadenlieferrad kann
dabei sowohl einen runden als auch einen polygonalen Querschnitt
aufweisen. Beispielsweise kann es durch einen Stabkäfig gebildet
sein. Eine Alternative ist ein einstückiges, aus Blech tiefgezogenes
Fadenlieferrad, dessen Umfang z.B. mit Längsrippen versehen ist, so
dass es die äußere Kontur
eines Stabkäfigs
nachahmt. Auch andere Fadenlieferräder sind möglich. Es kann von einem am
gesamten Umfang anliegenden Wickel umschlungen sein. Der Wickel
kann auch nur einen Teil des Lieferradumfangs berühren und
z.B. über (feste
oder bewegliche) Abhebestifte geführt sein. Außerdem ist
ein drehfest mit dem Fadenlieferrad verbundener Winkelgeber vorgesehen,
der ein jede Drehposition des Fadenlieferrads kennzeichnendes Signal
erzeugt. Wesentlich dabei ist eine hohe Winkelauflösung, die
zumindest so groß ist,
dass das Verhältnis
zwischen der Schrittzahl des Winkelgebers und dem Durchmesser des
Fadenlieferrads größer als
Drei pro Millimeter ist. Mit Winkelauflösungen oberhalb dieses Grenzwerts
lässt sich
das Fadenlieferrad so genau positionieren, dass in allen wesentlichen
Betriebszuständen
der Strickmaschine Synchronlauf zwischen den Fadenlieferrädern und
der Strickmaschine erreicht wird. Wenn die Winkelauflösung des
Winkelgebers größer als
der genannte Wert ist und wenn die Drehposition des Motors in einer
Positionsregelschleife dementsprechend eingestellt wird, lässt sich
eine Strickmaschine mit elektronischem Positivfournisseur anfahren
sowie stillsetzen, ohne dass die sonst zu befürchtenden Standreihen gebildet
werden. Unter Standreihen wer den Maschenzeilen verstanden, deren
Maschen eine andere Größe als die übrigen Maschen
des Gestricks aufweisen.This object is achieved with the yarn feeding device according to claim 1:
The yarn feeding device according to the invention has a yarn feed wheel which is rigidly connected to an electric motor and has a given diameter. The yarn feed wheel can have both a round and a polygonal cross section. For example, it may be formed by a rod cage. An alternative is a one-piece, deep-drawn from sheet metal delivery wheel whose circumference is provided for example with longitudinal ribs so that it mimics the outer contour of a rod cage. Other yarn feed wheels are possible. It can be wrapped in a wrap around the entire circumference. The winding can also touch only a part of the delivery wheel circumference and be guided eg over (fixed or movable) Abhebestifte. In addition, a rotatably connected to the yarn feed wheel angle encoder is provided which generates a signal characterizing each rotational position of the yarn feed wheel. It is essential here is a high angular resolution, which is at least so large that the ratio between the number of steps of the angle sensor and the diameter of the yarn feed wheel is greater than three per millimeter. With angular resolutions above this limit value, the yarn feed wheel can be positioned so accurately that synchronous operation between the yarn feed wheels and the knitting machine is achieved in all essential operating states of the knitting machine. If the angle resolution If the angular position of the angle sensor is greater than the said value, and if the rotational position of the motor in a position control loop is adjusted accordingly, a knitting machine with electronic positive feed can be started up and shut down without the otherwise feared stand rows being formed. Under stand rows who understood the mesh lines, the mesh have a different size than the other stitches of the knitted fabric.
Der Winkelgeber ist vorzugsweise mit der Welle des Motors verbunden, wobei bei einer bevorzugten Ausführungsform eine durch den Motor durchgehende Welle vorgesehen ist, an deren einen Ende das Fadenlieferrad und an deren anderen Ende der Winkelgeber angeordnet ist. Der Winkelgeber ist vorzugsweise ein inkrementaler Geber mit einer hohen Inkrementzahl. Bei einem Durchmesser von 40 mm weist der Winkelgeber mindestens 120 Schritte, d.h. eine Winkelauflösung von mindestens 3° auf. Bevorzugt werden Ausführungsformen, bei denen das Verhältnis s/d (Schrittzahl zum Lieferraddurchmesser) größer als Fünf ist. (Unter „Schrittzahl" wird die Anzahl von Schritten verstanden, die mit dem Winkelgeber in einer Umdrehung unterscheidbar sind.) In einem solchen Fall löst der inkrementale Geber mehr als 200 Schritte pro Lieferradumdrehung auf. Dies entspricht einer Auflösung von zumindest 1,8° oder besser. Im bevorzugten Fall ist s/d größer als 5,24. Es werden damit unabhängig von dem jeweiligen Fadenlieferraddurchmesser von der Positionsregelschleife Liefergenauigkeiten hinsichtlich der Fadenlieferung erhalten, bei denen Lieferabweichungen kleiner als 0,6 mm sind. Dies ergibt fehlerlose Gestricke auch wenn die Strickmaschine ihre Arbeitsgeschwindigkeit ändert, z.B. anhält oder startet.Of the Angle transmitter is preferably connected to the shaft of the motor, in a preferred embodiment a shaft passing through the motor is provided at the one end the yarn feed wheel and at the other end of the angle encoder is arranged. The angle encoder is preferably an incremental Encoder with a high increment number. With a diameter of 40 mm the angle transmitter has at least 120 steps, i. an angular resolution of at least 3 °. Prefers become embodiments, where the ratio s / d (step number to delivery wheel diameter) is greater than five. (Under "step number" is the number of steps understood with the angle encoder in one revolution distinguishable.) In such a case, the incremental encoder triggers more as 200 steps per delivery turn on. This corresponds to one resolution of at least 1.8 ° or better. In the preferred case, s / d is greater than 5.24. It will be with it independently from the respective yarn feed wheel diameter from the position control loop Delivery accuracies with regard to the yarn delivery received Delivery deviations are smaller than 0.6 mm. This results in flawless knitwear even if the knitting machine changes its operating speed, e.g. persists or starts.
Mit dem präzisen hoch auflösenden Winkelgeber wird somit ein elektronischer Positivfournisseur geschaffen, der nicht nur präzise liefert sondern darüber hinaus fernsteuerbar ist. Beispielsweise kann er bei der Erzeugung gemusterter Gestricke gezielt ein- und ausgeschaltet werden. Damit macht der erfindungsgemäße elektronische Positivfournisseur bisher für diesen Zweck verwendete Friktionsfour nisseure überflüssig. Er ermöglicht damit eine bessere Kontrolle der Maschengröße bei der Erzeugung gemusterter Ware. Bevorzugterweise erhält der elektronische Positivfournisseur als Ansteuersignal eine Impulsfolge, wobei jeder Impuls einem Winkelschritt des Fadenlieferrads entspricht. Der Winkelschritt entspricht beispielsweise einem Winkelschritt entsprechend der Winkelauflösung des Positionsgebers. Er ist vorzugsweise so groß bemessen, dass er einer Fadenlieferstrecke von 1 mm, vorzugsweise 0,6 mm, entspricht. Mit jedem Impuls, den das Fadenliefergerät empfängt, dreht es das Fadenlieferrad um eine Fadenlänge von 0,6 mm weiter. Auf diese Weise ist eine fortwährende Kontrolle der Liefermenge entsprechend der Drehung des Hauptzylinders der Strickmaschine möglich. Der positionsgeregelte Fournisseur verhält sich virtuell wie ein schrittmotorgetriebener Fournisseur, wobei seine Positionsregelschleife das Anfallen von Schrittfehlern verhindert.With the precise one high resolution Angle encoder is thus created an electronic positive, not just precise delivers but about it also remotely controllable. For example, he may be in the production patterned knitted fabric can be switched on and off. In order to makes the inventive electronic Positive for so far for Friktionsfour nisseure used unnecessary for this purpose. He makes it possible a better control of mesh size in the production of patterned Would. Preferably receives the positive electronic feeder drives a pulse train as the drive signal, wherein each pulse corresponds to an angular step of the yarn feed wheel. The angle step corresponds for example to an angular step according to the angular resolution of the position encoder. It is preferably sized so that he a thread delivery route of 1 mm, preferably 0.6 mm. With every impulse, the the yarn feeding device receives it turns the yarn feed wheel by a thread length of 0.6 mm. On this way is an ongoing one Control of the delivery quantity according to the rotation of the master cylinder the knitting machine possible. The position-controlled feeder behaves virtually like a stepper motor-driven one Feeder, with its position control loop attacking Prevents step errors.
Das Fadenliefergerät kann vorzugsweise einen Positionsregler beherbergen, der die durch den Winkelgeber exakt erfasste Winkelposition des Fadenlieferrads zu jedem Zeitpunkt mit einem Sollsignal vergleicht und Abweichungen ausregelt. Der Positionsregler kann bei einer erweiterten Ausführungsform auch Teil eines Zugspannungsreglers sein. In diesem Fall ist dann zusätzlich ein Fadenspannungssensor vorgesehen, der die Istspannung des Fadens erfasst. Weicht diese von einem vorgegebenen Sollspannungswert ab, werden entsprechende Positioniersignale erzeugt, die der Positionsregler dann umsetzt. Der Spannungsregler ist dabei vorzugsweise als PD-Regler mit Störgrößenaufschaltung ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Regler einen proportionalverstärkenden Anteil („P") sowie einen differenzierenden Anteil („D") aufweist. Aus der erfassten Fadenspannung, der aktuellen Liefergeschwindigkeit und ggf. den Motorströmen wird eine Korrekturgröße ermittelt, die mit dem Soll-Spannungswert verknüpft wird, um diesen so zu korrigieren, dass von dem Regler verursachte bleibende Regelabweichungen verschwinden.The Yarn feeder may preferably accommodate a position controller, the by The angular position exactly detected angular position of the yarn feed wheel compares with a reference signal at all times and deviations corrects. The position controller may be in an extended embodiment also be part of a tension controller. In that case, then additionally a thread tension sensor is provided which detects the actual tension of the thread. If this deviates from a predetermined nominal voltage value, then generates corresponding positioning signals, the position controller then implemented. The voltage regulator is preferably as a PD controller with feedforward control educated. This means that the regulator has a proportional gain Share ("P") as well as a differentiating Proportion ("D") recorded thread tension, the current delivery speed and if necessary, the motor currents determines a correction quantity, which is linked to the desired voltage value so as to correct it, that permanent control deviations caused by the controller disappear.
In einer Weiterbildung weist das erfindungsgemäße Fadenliefergerät eine erste Betriebsart auf, in der es je nach Ausführungsform spannungsgeregelt oder positionsgeregelt als Positivfournisseur arbeitet. In einer zusätzlichen Betriebsart, die als Schleppbetriebsart bezeichnet werden kann, wird der Strom des Elektromotors so weit reduziert, dass dieser keine aktive Fadenförderung mehr bewirkt. Der Motorstrom wird dabei so eingestellt, dass alle etwaigen Rastmomente des Elektromotors überwunden werden und kein Antriebsmoment oder allenfalls ein Antriebsmoment erzeugt wird das nicht ausreicht, um den Faden zu fördern. Aus Sicht der fadenabnehmenden Maschine ist in diesem Betriebszustand kein Positivfournisseur vorhanden. Vielmehr muss sich die fadenverbrauchende Maschine den Faden von einer Fadenquelle, beispielsweise einem Spulengatter holen. Das Antriebsmoment des Elektromotors ist dabei höchstens so groß, dass dieser Vorgang erleichtert wird. Die Kraft zum Abziehen des Fadens von dem Spulengatter wird dabei nur teilweise von dem Fournisseur aufgebracht. Damit ist das Fadenlieferrad virtuell von der Motorwelle abgekuppelt, zumindest insoweit als es keine Förderung bewirkt. Die fadenverbrauchende Maschine bzw. deren Stricksystem können sich den Faden mit geringem Widerstand holen. Eine an den Elektromotor bzw. den inkrementalen Geber angeschlossene Schaltung kann die geholte Fadenmenge präzise erfassen und für den weiteren Betrieb des Fadenliefergeräts in Positivlieferart zugrunde legen.In a further development, the yarn feeding device according to the invention has a first operating mode in which, depending on the embodiment, it is voltage-controlled or position-controlled as a positive feed. In an additional mode, which can be referred to as towing mode, the current of the electric motor is reduced so much that it no longer causes active thread conveyance. The motor current is adjusted so that all possible cogging torques of the electric motor are overcome and no drive torque or at most a drive torque is generated which is not sufficient to promote the thread. From the point of view of the thread-removing machine, there is no positive feeder in this operating state. Rather, the thread-consuming machine must get the thread from a thread source, such as a creel. The drive torque of the electric motor is at most so great that this process is facilitated. The force for removing the thread from the creel is thereby applied only partially by the feeder. Thus, the yarn feed wheel is virtually uncoupled from the motor shaft, at least insofar as it causes no promotion. The thread-consuming machine or its knitting system can get the thread with little resistance. A connected to the electric motor or the incremental encoder circuit can accurately capture the fetched amount of thread and for the further operation of the yarn feeding device in positive delivery underlie.
Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Ansprüchen. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:details advantageous embodiments The invention are the subject of the drawing, the description or of claims. In the drawing are exemplary embodiments of the invention illustrated. Show it:
In
Die
Anzahl der Fadenliefergeräte
Das
Fadenliefergerät
Das
Fadenlieferrad
Das
Fadenlieferrad
Die
Welle
Der
Aufbau des Winkelgebers
Eine
alternative Ausführungsform
eines Winkelgebers ist in
Zur
Schrittzählung
ist eine Lichtquelle
Die
von dem Resolver gemäß
Optional
können
die Istpositionssignale aller Fadenliefergeräte
Die
Steuereinrichtung
Die
insoweit gelieferten Fadenliefergeräte
Es wird davon ausgegangen, dass die Fadenliefergeräte
It is assumed that the yarn feeding devices
Durch
gezieltes Liefern von Impulsen über die
Leitung
In
Erweiterung der bislang beschriebenen Ausführungsform können die
Fadenliefergeräte
Ein
solches Fadenliefergerät
Die Regelschaltung
The control circuit
In
der Schleppbetriebsart kann auch ein geringfügig antreibendes Drehmoment
erzeugt werden, um es den Strickstellen zu erleichtern, Faden zu
holen. Das Moment bzw. die Ansteuerströme der Elektromotoren
Auch
bei der Erfassung der von den Strickstellen geholten Fadenmengen
wirken sich die hohen Auflösungen
der Winkelgeber
Ein
Fadenliefergerät
ist mit einem motorgetriebenen Fadenlieferrad versehen, wobei die
Drehposition des Fadenlieferrads durch einen Winkelgeber mit hoher
Präzision
erfasst wird. Der Winkelgeber hat zumindest eine Auflösung s,
die größer ist
als der Umfang des Fadenlieferrads
- 1, 2, 31, 2, 3
- FadenliefergeräteYarn feeding devices
- 44
- Steuereinrichtungcontrol device
- 55
- Fadenlieferradyarn feed wheel
- 6, 76 7
- Randedge
- 88th
- Rippenribs
- 99
- Fadenthread
- 1111
- Wickelreel
- 1212
- Windungenturns
- 1313
- Wellewave
- 1414
- Elektromotorelectric motor
- 1515
- Zuleitungsupply
- 1616
- EndeThe End
- 1717
- Winkelgeberangle encoder
- 1818
- Ankerspulearmature coil
- 1919
- Speisespulefeed coil
- 21, 2221 22
- Statorspulenstator coils
- 21a, 21b, 22a, 22b21a, 21b, 22a, 22b
- HallsensorenHall sensors
- 23, 2423 24
- Scheibenslices
- 25, 2625 26
- Strichestrokes
- 2727
- Lichtquellelight source
- 2828
- Elementelement
- 2929
- Regelschleifecontrol loop
- 3131
- Vergleichercomparator
- 3232
- Vorgabeeinheitdefault unit
- 3333
- Zweigbranch
- 3434
- Regelschaltungcontrol circuit
- 3535
- Leitungencables
- 3636
- Leitungmanagement
- 3737
- FadenspannungssensorenThread tension sensors
- 3838
- Spannungsreglervoltage regulators
- 3939
- Eingangentrance
- 4141
- Stromfühlercurrent sensor
- 4242
- Eingangentrance
- 4343
- Leitungencables
- PP
- Drehwinkelangle of rotation
- dd
- Durchmesserdiameter
- ss
- Schrittzahlstep number
- MM
- Permanentmagnetenpermanent magnets
- U1, U2 U 1 , U 2
- Spannungtension
Claims (17)
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