DE102005028053B3

DE102005028053B3 - Method and device for controlling the wire tension of a coil winding wire

Info

Publication number: DE102005028053B3
Application number: DE102005028053A
Authority: DE
Inventors: Frank Neumann
Original assignee: Aumann GmbH
Current assignee: Aumann GmbH
Priority date: 2005-06-16
Filing date: 2005-06-16
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2025-06-17
Also published as: WO2006133662A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Drahtspannung eines Spulenwickeldrahtes, bei dem eine vorbestimmte Verzögerungskraft (F1) auf den Spulenwickeldraht übertragen und die jeweilige Drahtspannung des Spulenwickeldrahtes während des Wickelprozesses erfasst wird. Um auch bei periodischen Geschwindigkeitsänderungen (v1) des Spulenwickeldrahtes während des Wickelvorgangs aufgrund einer nicht rotationssymmetrischen Querschnittsform des zu bewickelnden Teils eine nahezu konstante Drahtzugspannung zu erreichen, wird dem Spulenwickeldraht die Verzögerungskraft (F1) aufgrund der erfassten Messwerte mehrere vorhergehender Wicklungen zeitlich überlagert aufgeprägt.The invention relates to a method and a device for controlling the wire tension of a coil winding wire, in which a predetermined deceleration force (F1) is transmitted to the coil winding wire and the respective wire tension of the coil winding wire is detected during the winding process. In order to achieve a nearly constant wire tension even in the case of periodic changes in speed (v1) of the coil winding wire during the winding process due to a non-rotationally symmetrical cross-sectional shape of the part to be wound, the retardation force (F1) is superimposed on the winding coils by a plurality of preceding windings.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Drahtspannung eines Spulenwickeldrahtes, bei dem eine vorbestimmte Verzögerungskraft auf den Spulenwickeldraht übertragen und die jeweilige Drahtspannung des Spulenwickeldrahtes während des Wickelprozesses erfasst wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for controlling the wire tension a coil winding wire having a predetermined deceleration force transferred to the coil winding wire and the respective wire tension of the coil winding wire during the Winding process is detected. Furthermore, the invention relates to a Apparatus for carrying out of the procedure.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art werden in der Praxis bei Drahtzugreglern für Wickelmaschinen zur Verarbeitung von fadenförmigem Gut, wie Aluminium, Kupfer-, Wolfram, Gold- und Platinwickeldrähte, insbesondere auch Kupferlackdraht eingesetzt. Dabei umfasst der Begriff "Spulenwickeldraht" auch Kunststoffe und Glasfasern.One Method and a device of the type mentioned are in practice for wire tension regulators for Winding machines for processing filamentary goods, such as aluminum, Copper, tungsten, gold and platinum winding wires, in particular copper enameled wire used. The term "coil winding wire" also includes plastics and glass fibers.

Beim Wickelvorgang von Spulen ist es erforderlich, eine optimale Drahtspannung aufzuprägen, um so einerseits eine formstabile Einheit zu schaffen, die beispielsweise auch zusätzlich mittels einer Backlackschicht zu einer Einheit verbunden wird, andererseits auch den verfügbaren Wickelraum optimal auszunutzen.At the Winding process of coils requires an optimal wire tension to impose on the one hand to create a dimensionally stable unit, for example also in addition is connected by means of a baked enamel layer to form a unit, on the other also the available ones Optimal use of changing room.

Hierzu wird dem Spulenwickeldraht zur Anpassung an die Kontur des zu bewickelnden Teiles, beispielsweise der Spule, die jeweils erforderliche Drahtspannung aufgeprägt, wobei eine unzulässige hohe Drahtspannung zu einer Schädigung des Drahtes, hingegen eine zu niedrige Drahtspannung zu einer undefinierten Wicklung führen kann.For this is the coil winding wire to adapt to the contour of the to be wound Part, for example, the coil, the required wire tension imprinted, being an impermissible high Wire tension to damage of the wire, whereas too low a wire tension becomes undefined Lead winding can.

Die effektive und momentane Drahtspannung unterliegt dabei verschiedenen Einflüssen.The effective and momentary wire tension is subject to different Influences.

Ein solcher Einfluss ist beispielsweise die Drahtgeschwindigkeit beim Aufbringen der Wicklungen auf das zu bewickelnde Teil, die lediglich im Falle einer zylindrischen Spule mit konstantem Durchmesser im Wesentlichen als konstant angesehen werden kann.One such influence is for example the wire speed at Applying the windings on the part to be wound, the only in the case of a cylindrical coil of constant diameter in Essentially can be considered constant.

Sofern jedoch, wie in der Praxis oftmals erforderlich, das zu bewickelnde Teil eine von der Kreisform abweichende Querschnittsform aufweist, entsteht eine periodisch wechselnde Relativgeschwindigkeit. Dabei kommt es in der Praxis zu einem alternierenden Zyklus von formgebender Kantenbiegung in Verbindung mit einem Zugkraftmaximum und einem Verlegen des Drahtes entlang der Seiten mit wesentlich reduzierter Drahtspannung. Insbesondere bei mehreren Wickellagen führt diese unterschiedliche Drahtspannung zu nachteiligen Wicklungsanordnungen.Provided However, as often required in practice, the to be wound Part has a deviating from the circular shape cross-sectional shape, arises a periodically changing relative speed. It happens in practice to an alternating cycle of shaping edge bending in conjunction with a maximum tensile force and a laying of the wire along the sides with significantly reduced wire tension. Especially leads at several winding layers this different wire tension to disadvantageous winding arrangements.

Die DE 41 04 087 A1 offenbart einen elektronischen Drahtzugregler, der zusammen mit einer handelsüblichen Wickelmaschine zum Wickeln von Kupferlackdrähten auf rechteckige oder runde Spulenkörper eingesetzt werden soll. Dabei werden alle Zustände während des Wickelbetriebes von einer elektronischen Steuerung sensorisch erfasst und durch die nötigen Stellglieder geregelt. Dazu wird der vom Drahtvorrat stammende Draht über einen Drahtputzer und einen Drahtspanner geführt, so dass ein niedriger, mäßig konstanter Drahtzug erzeugt wird. Der Draht wird nun über eine elektromotorische Drahtbremse geführt, so dass eine elektronische Steuerung den mittleren Drahtzug mit Hilfe des Drehmomentes des Motors bestimmen kann. Nachfolgend läuft der Draht über ein Feder/Massesystem mit hoher Eigenfrequenz. Grobe Drahtspannungsstöße können hier direkt mechanisch aufgefangen werden. Die Steuerung kann aus dem Zustand des Federsystems den mittleren Drahtzug ermitteln. Nun wird der Draht über einen Stellhebel mit kleiner Amplitude und kleiner Stellzeit geführt, so dass die beim Bewickeln eckiger Spulen entstehende periodische Modulation des Drahtzuges durch Ändern der Drahtstrecke ausgeglichen wird. Die dennoch vorhandene Masseträgheit der Umlenkrolle der Drahtregeleinrichtung kann bei periodischen Schwingungen durch Vorbeschleunigung in der Ausgleichseinheit korrigiert werden. Hierzu ist im Verlauf des Drahtes zwischen dem zu bewicklenden Teil und der Ausgleichseinheit ein Drahtzugaufnehmer angeordnet, durch den mittels einer geeigneten elektronischen Auswertung der richtige Zeitpunkt zur Auslenkung der Umlenkrolle mit Hilfe eines Magneten ermittelt wird. Dadurch wird bei zunehmender Drahtspannung eine geeignete Menge Draht freigegeben, um den nachfolgenden Drahtstoß aufzufangen.The DE 41 04 087 A1 discloses an electronic wire tension regulator to be used in conjunction with a commercial winding machine for winding copper enamel wires on rectangular or round bobbins. All states during the winding operation of an electronic control sensory detected and regulated by the necessary actuators. For this purpose, the wire coming from the wire supply is passed over a wire cleaner and a wire tensioner, so that a low, moderately constant wire tension is generated. The wire is now passed over an electromotive wire brake so that an electronic control can determine the mean wire tension by means of the torque of the motor. Subsequently, the wire runs over a spring / mass system with high natural frequency. Coarse wire tension shocks can be absorbed directly mechanically here. The controller can determine the mean wire tension from the state of the spring system. Now, the wire is guided over a lever with small amplitude and small positioning time, so that the resulting when winding angular coils periodic modulation of the wire is compensated by changing the wire route. The still existing inertia of the deflection roller of the wire control device can be corrected by pre-acceleration in periodic oscillations in the compensation unit. For this purpose, a Drahtzugaufnehmer is arranged in the course of the wire between the part to be wound and the compensation unit, is determined by the means of a suitable electronic evaluation of the right time for the deflection of the guide roller by means of a magnet. As a result, as the wire tension increases, a suitable amount of wire is released to catch the subsequent wire kick.

Als nachteilig erweist sich bei diesem System die vergleichsweise lange Reaktionszeit, aufgrund des mechanischen Massesystemes, dessen Umlenkrolle zunächst entgegen der Schwerkraft beschleunigt werden muss. Weiterhin können auf diese Weise die Schwankungen der Drahtspannung lediglich gedämpft, nicht aber ausgeglichen werden, weil im Hinblick auf die mittels des Drahtzugaufnehmers erfasste Drahtspannungsänderung der unerwünschte Einfluss auf die zu erstellende Wicklung bereits im Wesentlichen irreversibel eingetreten ist. Insbesondere kann also mittels des bekannten Verfahrens lediglich einem weiteren Anstieg der Drahtspannung entgegengewirkt werden.When disadvantageous proves in this system, the comparatively long Reaction time, due to the mechanical mass system, the deflection roller first must be accelerated against gravity. Furthermore, you can this way, the variations in wire tension are not dampened but be compensated, because in terms of the detected by means of Drahtzugaufnehmers Wire voltage change the unwanted Influence on the winding to be created already essentially occurred irreversibly. In particular, so by means of known method only counteracted a further increase in the wire tension become.

Die DE 43 13 255 A1 betrifft eine Vorrichtung und eine Schaltung zur Steuerung des Drahtzuges an Wickelmaschinen für die Herstellung elektrischer Spulen, bestehend aus einer Vorbremsvorrichtung, einer Hauptbremsvorrichtung, einer Drahtspannungsmessvorrichtung und einer elektrischen Schaltung zur Einstellung der Verzögerungskraft der Hauptbremsvorrichtung aufgrund des gemessenen Drahtspannungswertes. Die Drahtspannungsmessvorrichtung hat mindestens einen einen Fadenführer tragenden Schwenkarm, einen Lagegeber, der die Verschwenkung des Schwenkarms misst und einen Servomotor, der den Schwenkarm entgegen der Zugkraft des Drahtes mit einer Rückstellkraft beaufschlagt. Mittels eines Prozessors werden periodisch wiederkehrende Drahtzugschwankungen erfasst und auf die Bremse derart zurückgeführt, dass die Schwankungen optimal eliminiert werden.The DE 43 13 255 A1 relates to an apparatus and a circuit for controlling the wire tension on winding machines for the production of electrical coils, consisting of a Vorbremsvorrichtung, a main brake device, a wire chip voltage measuring device and an electrical circuit for adjusting the deceleration force of the main brake device on the basis of the measured wire tension value. The wire tension measuring device has at least one swivel arm carrying a yarn guide, a position sensor which measures the pivoting of the swivel arm, and a servo motor which applies a restoring force to the swivel arm against the tensile force of the wire. By means of a processor periodically recurring wire tension fluctuations are detected and fed back to the brake in such a way that the fluctuations are optimally eliminated.

Als nachteilig erweist sich auch bei dieser Vorrichtung die verzögerte Einleitung der Gegenkraft, so dass die Schwankungen zwar im Rahmen der physikalischen Grenzen des Systems optimal eliminiert, nicht aber vermieden werden können.When disadvantageous proves also in this device, the delayed initiation the drag, so the fluctuations while within the physical Limits of the system optimally eliminated, but not avoided can.

Weiterhin beschreibt die DE 103 17 536 A1 ein Verfahren zum Wickeln von Spulen für elektrische Geräte und Maschinen auf eine im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige Umfangsfläche. Es wird dabei ein von einer Vorratsrolle abgezogener Wickeldraht mittels eines als Drahtbremse wirkenden Elektromotors mit entgegengesetzt zur Drahtabzugsrichtung angetriebener Drahtbremsrolle unter einer steuerbaren Zugspannung durch einen Drahtführer der Spule zugeführt. Als Drahtbremse wird ein Servomotor verwendet, dessen Drehmoment in Abhängigkeit von der momentanen Drehwinkelstellung der Relativbewegung zwischen der Spule und dem Drahtführer gesteuert wird.Furthermore, the describes DE 103 17 536 A1 a method for winding coils for electrical equipment and machines on a substantially rectangular in cross-section peripheral surface. In this case, a winding wire withdrawn from a supply roll is fed by means of a wire motor acting as an electric motor with opposite to the wire drawing direction driven wire brake roller under a controllable tension by a wire guide of the coil. As a wire brake, a servo motor is used whose torque is controlled in dependence on the instantaneous rotational angle position of the relative movement between the spool and the wire guide.

Als nachteilig erweist sich hierbei, dass das Verfahren eine genaue Kenntnis, insbesondere als Steuerungstechnische Verfügbarkeit der geometrischen Daten des zu bewickelnden Teils voraussetzt und dadurch für den Benutzer mit einem erheblichen Mehraufwand verbunden ist.When The disadvantage here is that the method is accurate Knowledge, in particular as control-technical availability the geometric data of the part to be wound presupposes and by for the user is associated with a significant overhead.

Die DE 196 38 238 C1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Zugkraft eines Spulenwickeldrahtes, wobei eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, in welcher der Spulenwickeldraht mit einer bestimmten Verzögerungskraft beaufschlagt wird. Von der Verzögerungseinrichtung beabstandet ist eine Drahtauslenkeinrichtung vorgesehen, die einen Sensor aufweist, der die jeweilige Drahtauslenkung misst und ein der jeweiligen Drahtauslenkung entsprechendes Ausgangssignal generiert. Die Vorrichtung weist einen Regelkreis auf, in welchem das Ausgangssignal des Sensors die mit einem Sollwert zu vergleichende Regelgröße und die Verzögerungseinrichtung das Stellglied bilden.The DE 196 38 238 C1 discloses a method and apparatus for controlling the pulling force of a coil winding wire, wherein a delay means is provided in which the coil winding wire is subjected to a certain deceleration force. Spaced apart from the delay device, a wire deflection device is provided which has a sensor which measures the respective wire deflection and generates an output signal corresponding to the respective wire deflection. The device has a control circuit in which the output signal of the sensor form the control variable to be compared with a nominal value and the deceleration device form the actuator.

Auch hierbei erweist sich die mechanische Auslenkung des Drahtes als nachteilig, wobei sich zudem bei der Auslenkung die Wirkungsrichtung der Drahtspannung auf den Sensor ändert und daher Fehlereinflüsse unvermeidbar sind.Also Here, the mechanical deflection of the wire proves to be disadvantageous, wherein also in the deflection, the direction of action the wire tension on the sensor changes and therefore error influences unavoidable are.

Ferner sind Drahtzugregler auch durch die DE 34 36 187 C2 , die DE 40 35 862 C2 , die EP 0 564 018 A2 , die DE 690 22 160 T1 sowie die DE 40 19 140 A1 bekannt.Furthermore, wire tensioners are also by the DE 34 36 187 C2 , the DE 40 35 862 C2 , the EP 0 564 018 A2 , the DE 690 22 160 T1 as well as the DE 40 19 140 A1 known.

Die DE 40 19 443 A1 bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Garn zu einer Spule, insbesondere einer Kegelspule auf einer Textilmaschine mit konstanter Garnzufuhr. Die Vorrichtung hat ein Reguliersystem, das mittels eines Sensors die Zugkraft des Garnes erfasst und beispielsweise in Kombination mit einem beweglichen Fühler zum Ausgleich periodischer Schwankungen der Garnspannung während der Garnverteilung entlang der Spulenbreite dient.The DE 40 19 443 A1 refers to a device for winding up yarn into a bobbin, in particular a conical bobbin on a textile machine with constant yarn feed. The device has a regulating system which detects the tensile force of the yarn by means of a sensor and serves, for example, in combination with a movable sensor to compensate for periodic fluctuations in the yarn tension during yarn distribution along the package width.

Außerdem beschreibt die DE 41 29 803 A1 einen Fadenzugkraftsensor für eine Textilmaschine, insbesondere zur Fadenzugkraftmessung für schnellaufende Fäden, wobei ein Fadenführungselement an einem Kopfende einer in einem Magnetfeld angeordneten Tauchspule angebracht ist. Im Bereich der Tauchspule ist ein Positionssensor angeordnet, der bereits minimale Positionsänderungen der Tauchspule erfasst und einem Regler meldet, wobei der Regler eine Verbindung zur Wicklung der Tauchspule aufweist, durch die er in Abhängigkeit von den Signalen des Positionssensors den Spulenstrom zur Erzielung einer Axialkraft reguliert. Auf diese Weise werden die durch Fadenspannungsunterschiede hervorgerufene, über das Fadenführungselement axial auf die Tauchspule übertragene Kraft ausgeglichen. Der Fadenzugkraftsensor misst nahezu weglos und besitzt hohe dynamische Eigenschaften.In addition, the describes DE 41 29 803 A1 a yarn tension force sensor for a textile machine, in particular for Fadenzugkraftmessung for high-speed yarns, wherein a yarn guide element is attached to a head end of a arranged in a magnetic field coil. In the area of the plunger coil, a position sensor is arranged, which detects already detected minimum changes in position of the plunger coil and a controller, the controller has a connection to the winding of the plunger, through which it regulates the coil current to obtain an axial force in response to the signals of the position sensor. In this way, caused by thread tension differences, over the thread guide member axially transmitted to the plunger coil force can be compensated. The yarn tension sensor measures almost without direction and has high dynamic properties.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Drahtspannung eines Spulenwickeldrahtes zu schaffen, dessen kurze Reaktionszeit eine nahezu vollkom men konstante Drahtspannung gestattet. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.Of the Invention is based on the object, a method of control to provide the wire tension of a coil winding wire whose short reaction time, an almost completely constant wire tension allowed. Furthermore, a device for carrying out the Be created process.

Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 7 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.The The first object is achieved with a method according to the features of Claim 1 solved. The dependent claims 2 to 7 relate to particularly expedient developments of the method according to the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei welchem dem Spulenwickeldraht die Verzögerungskraft aufgrund der erfassten Messwerte mehrerer vorhergehender Wicklungen zeitlich derart überlagert aufgeprägt wird, dass die Drahtspannung im Wesentlichen konstant ist. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass eine Drahtspannung dann auch bei hohen Wickelgeschwindigkeiten nahezu ideal konstant gehalten werden kann, wenn der beim Wickelvorgang entstehenden periodisch wechselnden Drahtgeschwindigkeit des zu bewickelnden Teils oder der Wickelnadel die Verzögerungskraft zeitlich überlagert wird, die zu einer konstanten Gesamtdrahtspannung führt. Die Verzögerungskraft wird dabei nicht etwa zeitlich im Anschluss an die messtechnische Erfassung einer veränderten Drahtspannung, sondern bereits zeitlich vor einer messtechnisch erfassbaren Veränderung aufgebracht. Als Steuersignal dienen dabei Messwerte, die einem vorangegangenen Messzyklus entnommen wurden, oder Erfahrungswerte, die in einer Datenbank abgelegt und mit geometrischen Daten des zu bewickelnden Teils verknüpft sein können. Die zusätzlich aufgeprägte Verzögerungskraft ist dabei eine Funktion der Stromstärke der als Bremse wirkenden Verzögerungseinrichtung. Hierdurch wird es erstmals möglich, entgegen dem Stand der Technik, welcher lediglich Maßnahmen zu Reaktion auf Drahtspannungsschwankungen zur Reduzierung der daraus resultierenden Fehlereinflüsse offenbart, bereits der Entstehung der Drahtspannungsschwankung entgegen zu wirken.According to the invention, therefore, a method is provided in which the winding winding wire is impressed on the deceleration force on the basis of the detected measured values of a plurality of preceding windings in such a way that the wire chip is essentially constant. The invention is based on the recognition that a wire tension can then be kept almost ideally constant even at high winding speeds when the periodically changing wire speed of the part to be wound or the winding needle resulting from the winding process is temporally superimposed on the deceleration force resulting in a constant total wire tension leads. The deceleration force is not applied temporally following the metrological detection of a changed wire tension, but already in time before a measurable detectable change. The control signal used here are measured values taken from a previous measurement cycle or empirical values that can be stored in a database and linked to geometric data of the part to be wound. The additionally impressed deceleration force is a function of the current intensity of the deceleration device acting as a brake. This makes it possible for the first time, contrary to the prior art, which discloses only measures to respond to wire voltage fluctuations to reduce the resulting error influences already counteract the emergence of the wire voltage fluctuation.

Insbesondere wird also bei dem zur Regelung der Drahtspannung beim Bewickeln von Spulen eine Überlagerung mit der wicklungsbedingt schwankenden Drahtgeschwindigkeit eine konstante Drahtspannung eingestellt, deren Einleitung dadurch zeitgleich zu der Änderung der Drahtgeschwindigkeit erfolgt.Especially So is in the for controlling the wire tension during winding of coils an overlay with the winding-caused fluctuating wire speed a constant wire tension set, the initiation thereby at the same time to the change the wire speed occurs.

Die erforderliche Verzögerungskraft könnte aufgrund der in früheren Messzyklen erfassten Drahtspannung bestimmt werden. Besonders Erfolg versprechend ist es hingegen, wenn der zeitliche Verlauf der Verzögerungskraft in Abhängigkeit einer aufgrund der in vorhergehenden Messzyklen erfassten Änderung der Drahtgeschwindigkeit erfolgt. Hierdurch lässt sich der zeitliche Verlauf der Drahtgeschwindigkeit und damit der Verzögerungskraft direkt erfas sen, so dass insbesondere Rückwirkungen des Feder-Masse-Gesamtsystemes auf die mittels des Sensors bestimmbare Drahtspannung vermieden werden.The required deceleration force could be due the one in earlier Measuring cycles detected wire tension can be determined. Especially promising on the other hand, it is the temporal course of the deceleration force dependent on a change detected in previous measurement cycles the wire speed occurs. This allows the time course the wire speed and thus the deceleration force directly detected, so that in particular repercussions of the total spring-mass system to the determinable by means of the sensor Wire tension can be avoided.

Hierbei wird in besonders vorteilhafter Weise die zeitliche Abfolge einer relativen Geschwindigkeitsänderung einer rotierenden Drahtvorratsrolle und/oder Drahtführungsrolle erfasst, um so eine zuverlässige Bestimmung der Drahtgeschwindigkeit sicherzustellen. Alternativ kann dabei auch eine relative Drehwinkeländerung des rotierenden, zu bewickelnden Teils oder der Wickelnadel gegenüber der Drahtvorrats- oder Drahtführungsrolle bestimmt werden, so dass eine Relativdrehbewegung direkt erfasst und eine rechnerische Bestimmung entbehrlich ist.in this connection is in a particularly advantageous manner, the timing of a relative speed change a rotating wire supply roll and / or wire guide roller recorded so as to be reliable Ensure determination of wire speed. alternative can also be a relative rotation angle change of the rotating, too winding part or the winding needle opposite the Drahtvorrats- or Wire feed roll be determined so that a relative rotational movement detected directly and a mathematical determination is dispensable.

In der Praxis erweist es sich als besonders zweckmäßig, wenn bei einer auftretenden Drahtspannungsschwankung der zeitliche Verlauf einer möglichen Drahtspannungsschwankung einer einzelnen Wicklung erfasst und der Bestimmung der Verzögerungskraft als Korrekturwert zugrunde gelegt wird, um auf diese Weise eine schrittweise Optimierung der Verzögerungskraft für jede nachfolgende Wicklung zu erreichen. Selbstverständlich kann die in dieser Weise optimierte Verzögerungskraft und deren zeitlicher Verlauf auch in einem Speicher abgelegt und einem anderen baugleichen oder ähnlichen zu bewickelnden Teil als Grundlage für ein Wickelprogramm zugeordnet werden.In In practice, it proves to be particularly useful if in an occurring Wire voltage fluctuation the time course of a possible Recorded wire voltage fluctuation of a single winding and the Determination of the deceleration force is used as a correction value to this way a Gradually optimize the deceleration force for each successive one To achieve winding. Of course, that can be done in this way optimized deceleration force and their timing also stored in a memory and another identical or similar to be wound part assigned as the basis for a winding program become.

Weiterhin ist es besonders Erfolg versprechend, wenn in einem iterativen Prozess der Betrag der Verzögerungskraft und/oder der zeitliche Verlauf der Verzögerungskraft und die jeweils erfasste Schwankung der Drahtspannung erfasst und mittels der Steuereinheit einer Auswertung, insbesondere vergleichenden Betrachtung zugeführt werden, um so schrittweise eine Annährung an die konstante Drahtspannung zu erreichen. Dabei ist die Anpassung der Drahtspannung nicht an einen vollständigen Zyklus gebunden, sondern kann auch während des Umlaufs erfolgen. Es wird dabei erstmals ein lernfähiges System geschaffen, dessen Optimierungsprozess mit jedem zu bewickelnden Teil verbessert wird.Farther It is especially promising if in an iterative process the amount of deceleration force and / or the time course of the deceleration force and the respective detected fluctuation of the wire tension detected and by means of the control unit an evaluation, in particular comparative consideration, so gradually an approximation to reach the constant wire tension. Here is the adaptation the wire tension is not tied to a complete cycle, but instead can also while of circulation. It will be the first time an adaptive system created its optimization process with each to be wound Part is improved.

Dabei hat sich gezeigt, dass besonders gute Ergebnisse dann erreicht werden, wenn die Änderung der Verzögerungskraft der voraussichtlich eintretenden Drahtgeschwindigkeitsänderung zeitlich vorauseilend überlagert wird, um so in einfacher Weise die Trägheit der Drahtgeschwindigkeit in einfacher Weise ausgleichen zu können.there has shown that particularly good results can be achieved if the change the deceleration force the expected wire speed change superimposed temporally ahead will, in a simple way, the inertia of the wire speed to be able to compensate in a simple way.

Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Verzögerungseinrichtung zur Übertragung einer periodisch veränderlichen Verzögerungskraft aufgrund der Schwankungen der Draht geschwindigkeit ausgeführt ist. Hierdurch wird die Verzögerungskraft ohne eine Veränderung der Bahn des Drahtes oder eine örtliche Verlagerung der Drahtführung und in einer zeitlichen Überlagerung der veränderlichen Drahtgeschwindigkeit aufgebracht.The second object, a device for carrying out the Create method is inventively achieved in that the delay device for transmission a periodically variable one retarding force due to the variations in the wire speed is executed. This will cause the deceleration force without a change the path of the wire or a local shift the wire guide and in a temporal overlay the changeable Wire speed applied.

Als besonders praxisgerecht erweist es sich dabei, wenn die Verzögerungseinrichtung eine elektromagnetische Bremseinheit aufweist, um auf diese Weise eine schnelle Änderung der Verzögerungskraft mit sehr geringer zeitlicher Verzögerung zu erreichen. In Kenntnis der Dauer der Verzögerung kann diese der Drahtgeschwindigkeit auch vorauseilend eingeleitet werden.In this case, it proves to be particularly practical if the deceleration device has an electromagnetic brake unit in order in this way to achieve a rapid change in the deceleration force with a very short time delay. Knowing the duration of the delay, this can also anticipate the wire speed be initiated.

Eine zur Erfassung der Verzögerungskraft besonders Erfolg versprechende Abwandlung wird auch dann erreicht, wenn der Sensor einen Dehnmessstreifen aufweist, der beispielsweise einer mit einem Tragarm ausgestatteten Umlenkung zugeordnet sein kann.A especially for detecting the deceleration force Promising modification is achieved even if the Sensor has a strain gauge, the example of a equipped with a support arm equipped deflection can be assigned.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Drahtführung oder der Verlauf des Drahtes unabhängig von der Verzögerungskraft und der Drahtspannung bestimmt ist, so dass insbesondere Trägheitseinflüsse, verursacht durch mittels Stellgliedern beeinflussbare Umlenkwege ausgeschlossen werden.Especially It is advantageous if the wire guide or the course of the Wire independent of the deceleration force and the wire tension is determined, so that in particular causes inertial influences excluded by influencing by means of actuators deflection paths become.

Hierzu eignet sich eine Abwandlung der vorliegenden Erfindung besonders gut, bei welcher die Verzögerungseinrichtung einen Voice-Coil-Actuator hat, welcher eine optimale Reaktionsgeschwindigkeit aufweist.For this a modification of the present invention is particularly suitable good, in which the delay device has a voice coil actuator, which has an optimum reaction speed.

Eine andere ebenfalls besonders zweckmäßige Abwandlung wird auch dadurch erreicht, dass der Sensor einen kapazitiven Kraftmesssensor hat, welcher dadurch eine berührungslose Erfassung der Drahtspannung ermöglicht.A other also particularly useful modification is also characterized achieved that the sensor has a capacitive force measuring sensor, which thereby a non-contact Detecting the wire tension allows.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention leaves different embodiments to. To further clarify its basic principle is one of them shown in the drawing and will be described below. These shows in

1 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zur Regelung der Drahtspannung in einer ersten Winkelstellung eines zu bewickelnden Teils; 1 a schematic diagram of a device for controlling the wire tension in a first angular position of a part to be wound;

2 die in 1 gezeigte Vorrichtung in einer geänderten Winkelstellung des zu bewickelnden Teils; 2 in the 1 shown device in a changed angular position of the part to be wound;

3 den Verlauf Verzögerungskraft sowie einer Drahtgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Winkelstellung des in den 1 und 2 gezeigten zu bewickelnden Teils; 3 the course of deceleration force and a wire speed as a function of the angular position of the in 1 and 2 shown part to be wound;

4 eine Vorrichtung zur Regelung der Drahtspannung eines Spulenwickeldrahtes in einer Seitenansicht; 4 a device for controlling the wire tension of a coil winding wire in a side view;

5 die in 4 gezeigte Vorrichtung in einer perspektivischen Darstellung. 5 in the 4 shown device in a perspective view.

Die 1 und 2 zeigen in einer Prinzipdarstellung eine Vorrichtung zur Regelung der Drahtspannung eines Spulenwickeldrahtes, mit einer als Bremsrad ausgeführten Verzögerungseinrichtung, zur Übertragung einer vorbestimmten Verzögerungskraft F1, F2 auf den Spulenwickeldraht. Mittels eines Sensors wird die Drahtspannung des Spulenwickeldrahtes während der Rotation ω erfasst und einer Steuereinheit zugeführt. Um eine unerwünschte Schwankung der Drahtspannung aufgrund des periodisch schwankenden Drahtgeschwindigkeit v1, v2 bedingt durch die nicht-rotationssymmetrische Wickelfläche des als Spule ausgeführten, zu bewickelnden Teils zu vermeiden, wird dem Spulenwickeldraht die Verzögerungskraft F1, F2 aufgrund der erfassten Messwerte mehrerer vorhergehender Wicklungen zeitlich derart überlagert aufgeprägt, dass die Drahtspannung im Wesentlichen konstant ist.The 1 and 2 show in a schematic representation of an apparatus for controlling the wire tension of a coil winding wire, with a braking device designed as a delay device, for transmitting a predetermined deceleration force F1, F2 on the coil winding wire. By means of a sensor, the wire tension of the coil winding wire is detected during rotation ω and fed to a control unit. In order to avoid an undesirable fluctuation of the wire tension due to the periodically fluctuating wire speed v1, v2 due to the non-rotationally symmetrical winding surface of the part to be wound as a coil, the retardation force F1, F2 is superposed in time on the coil winding wire due to the detected measured values of a plurality of preceding windings imprinted that the wire tension is substantially constant.

Der zeitliche Verlauf der Drahtgeschwindigkeiten v1, v2 sowie der gemessenen Zugkraft F_mV mit überlagert aufgeprägter Verzögerungskraft und der Zugkraft F_oV ohne die überlagert aufgeprägte Verzögerungskraft wird anhand eines Diagrammes in 3 gezeigt, auf deren Abszisse die Winkelposition ω des zu bewickelnden Teils und auf der Ordinate die Drahtgeschwindigkeiten zwischen den Extremen v1 und v2 sowie die Zugkräfte F_mV und F_oV aufgetragen sind.The temporal course of the wire speeds v1, v2 and the measured tensile force F _mV with superimposed impressed deceleration force and the tensile force F _oV without the superimposed impressed deceleration force is illustrated by a diagram in _FIG 3 are shown on the abscissa the angular position ω of the part to be wound and on the ordinate the wire speeds between the extremes v1 and v2 and the tensile forces F _mV and F _{oV are} plotted.

Die 4 und 5 zeigen eine Vorrichtung zur Regelung der Drahtspannung eines Spulenwickeldrahtes 1. Der Spulenwickeldraht 1 ist an der Vorrichtung mittels einer Filz-Vorbremse 2, zwei Rollen 3, 4 sowie einer an einem Ausgleichsarm 6 geführten Rolle 5 geführt, welcher in 4 zusätzlich auch in seiner ausgefahrenen Position dargestellt ist. Der schwenkbewegliche Ausgleichsarm 6 ist in seiner Schwenkbewegung durch einen mit einem Sensor 19 ausgestatteten Anschlag 18 beschränkt. Die Betätigung des Ausgleichsarms 6 erfolgt dabei mittels eines Motors 20, dessen Krafteinleitung mittels eines in einem Gehäuse 22 untergebrachten Sensors 21 erfasst wird. Zur Übertragung einer Verzögerungskraft auf den Spulenwickeldraht 1 ist die Vorrichtung mit einer Verzögerungseinrichtung 7 ausgestattet, die mittels einer als Hubmagneten ausgeführten elektromagnetischen Bremseinheit 8 betätigbar ist. Die Verzögerungseinrichtung 7 hat einen mit einem Dehnmessstreifen ausgestatteten Sensor 10, der mit einer Umlenkrolle 9 für den Spulenwickeldraht 1 ausgestattet ist. Der Sensor 10 dient der Erfassung der Drahtspannung des Spulenwickeldrahtes 1, um so mittels einer in einem Gehäuse 12 der Vorrichtung angeordneten Steuereinheit 13 periodische Schwankungen des in Pfeilrichtung 11 mit dem zu bewickelnden Teil verbundenen Spulenwickeldrahtes 1 zu erfassen. Eine Eingabe wesentlicher Parameter, beispielsweise Geometriedaten des zu bewickelnden Teils ist mittels eines Eingabefeldes 15 möglich, wobei eine Darstellung des Betriebszustandes mittels einer Anzeige 14 erfolgt. Ergänzend ist auch ein Anschluss eines Produktionssteuerungssystem mittels einer Schnittstelle 16 möglich. Zur einfachen Anordnung ist die Vorrichtung zur Fixierung an einem handelsüblichen Montageprofil 17 vorgesehen.The 4 and 5 show a device for controlling the wire tension of a coil winding wire 1 , The coil winding wire 1 is on the device by means of a felt pre-brake 2 , two roles 3 . 4 and one on a balance arm 6 guided role 5 led, which in 4 additionally shown in its extended position. The pivoting balance arm 6 is in its pivotal movement by one with a sensor 19 equipped stop 18 limited. The operation of the balance arm 6 takes place by means of a motor 20 , The introduction of force by means of a in a housing 22 accommodated sensor 21 is detected. For transmitting a deceleration force to the coil winding wire 1 is the device with a delay device 7 equipped by means of an electromagnetic brake unit designed as a lifting magnet 8th is operable. The delay device 7 has a sensor equipped with a strain gauge 10 that with a pulley 9 for the coil winding wire 1 Is provided. The sensor 10 is used to detect the wire tension of the coil winding wire 1 so by means of a housing 12 the device arranged control unit 13 periodic fluctuations in the direction of the arrow 11 connected to the part to be wound coil winding wire 1 capture. An input of essential parameters, for example geometry data of the part to be wound, is by means of an input field 15 possible, with a representation of the operating state by means of a display 14 he follows. In addition, a connection of a production control system by means of an interface 16 possible. For easy Anord tion is the device for fixing to a commercial mounting profile 17 intended.

Claims

Method for controlling the wire tension of a coil winding wire, in which a predetermined deceleration force is transmitted to the coil winding wire and the respective wire tension of the coil winding wire is detected during the winding process, characterized in that the deceleration force is superimposed on the coil winding wire superimposed in time on the basis of the detected measured values of a plurality of preceding windings, that the wire tension is substantially constant.

Method according to claim 1, characterized in that that for controlling the wire tension when winding coils an overlay with the winding-caused fluctuating wire speed a constant wire tension is set.

Process according to claims 1 or 2, characterized that the temporal course of the deceleration force in dependence a change detected in previous measurement cycles the wire speed occurs.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the temporal sequence of a relative speed change a rotating wire supply roll and / or wire guide roller is detected.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the time course of a possible Recorded wire voltage fluctuation of a single winding and the Determination of the deceleration force is used as a correction value.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that in an iterative process the amount the deceleration force and / or the time course of the deceleration force and the respective detected fluctuation of the wire tension detected and by means of the control unit an evaluation, in particular comparative consideration.

Method according to at least one of the preceding Claims, characterized in that the change of the deceleration force the expected wire speed change superimposed temporally ahead becomes.

For carrying out the method according to claim 1 certain device for controlling the wire tension (tensile force F _mV ) of a coil winding wire ( 1 ), with a delay device ( 7 ), for transmitting a predetermined deceleration force (F1, F2) to the coil winding wire ( 1 ), with a sensor ( 10 ) for detecting the wire tension (tensile force F _mV ) of the coil winding wire ( 1 ) and with a control unit ( 13 ), characterized in that by means of the control unit ( 13 ) periodic fluctuations are detectable and the delay device ( 7 ) for transmitting a periodically variable deceleration force (F1, F2) due to variations in the wire speed (v1, v2).

Apparatus according to claim 8, characterized in that the delay device ( 7 ) an electromagnetic brake unit ( 8th ) having.

Device according to claim 8 or 9, characterized in that the sensor ( 10 ) has a strain gauge.

Device according to at least one of claims 8 to 10, characterized in that the wire guide and / or course of the coil winding wire ( 1 ), regardless of the deceleration force (F1, F2) / wire tension (tensile force _FmV ).