DE10206761A1

DE10206761A1 - Textilmaschine mit einer Erfassungseinrichtung für den Spulendurchmesser

Info

Publication number: DE10206761A1
Application number: DE2002106761
Authority: DE
Inventors: Edmund Schuller; Romeo Pohn
Original assignee: Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Current assignee: Rieter Ingolstadt GmbH
Priority date: 2002-02-19
Filing date: 2002-02-19
Publication date: 2003-08-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit zumindest einer Bearbeitungsstelle zum Aufwickeln von Garn (15) auf eine Spule (12) und einer der Bearbeitungsstelle zugeordnete Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Spulendurchmessers (d), wobei die Erfassungseinrichtung einen Meßwertgeber (19) und ein beweglich gelagertes Element (10) aufweist, das eine von der Spulendurchmesseränderung abhängige Auslenkung (alpha¶1¶) ausführt. Erfindungsgemäß wird der Meßwertgeber (19) über eine Übersetzungseinrichtung (20, 21) an das beweglich gelagerte Element (10) gekoppelt, so daß die Auslenkung des beweglich gelagerten Elements (10) in eine entsprechend größere Auslenkung (alpha¶2¶) eines Meßglieds des Meßwertgebers (19) überführt wird. Der an einer Bearbeitungsstelle erfaßte Spulendurchmesserwert (d) dient einer Steuereinrichtung als Bezugsgröße zur Berechnung des Spulendurchmessers an anderen Bearbeitungsstellen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit zumindest einer Bearbeitungsstelle zum Aufwickeln von Garn auf eine Spule und einer der Bearbeitungsstelle zugeordneten Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Spulendurchmessers.
Bei einer bekannten Spulmaschine (EP 0 399 243 A2) wird die Durchmesserzunahme einer Kreuzspule mittels eines Meßwertaufnehmers erfaßt, um eine Bildwickelstörung in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser zu steuern. Bei einer Ausführungsform wird der Winkel eines Spulenhalters für die Kreuzspule an der Drehachse des Spulenhalters erfaßt, so daß aus der Winkelstellung des Spulenhalters auf den Durchmesser geschlossen wird. Bei einer weiteren Ausführung ist eine Lichtquelle an der Achse der Spule angeordnet und die Stellung der Lichtquelle wird durch eine parallel zum Verschwenkweg angeordnete Photozellenanordnung erfaßt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Textilmaschine mit einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Spulendurchmessers und ein Verfahren hierfür vorzusehen, bei denen die Genauigkeit der Erfassung des Spulendurchmessers erhöht ist bzw. bei einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen eine kostengünstige Überwachung des Spulendurchmessers ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1, 6, 10 bzw. 11 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 weist die Textilmaschine zumindest eine Bearbeitungsstelle mit einer ihr zugeordneten Erfassungseinrichtung zum Erfassen des Spulendurchmessers auf, wobei ein Meßwertgeber der Erfassungseinrichtung über ein beweglich gelagertes Element die Spulendurchmesseränderung erfaßt. Die Änderung der Spulenlage wird vom beweglich gelagerten Element über eine Übersetzungseinrichtung zum Meßwertgeber übertragen, so daß zum Beispiel eine lineare oder Winkel-Auslenkung der Spule aufgrund der Durchmesseränderung in eine entsprechend vergrößerte Linear- oder Winkelauslenkung des beweglich gelagerten Elements des Meßwertgebers übersetzt wird. Dadurch wird die Auflösung des Meßwertgebers bezüglich der Spulendurchmesseränderung verbessert, so daß der Spulendurchmesser exakter erfaßbar ist. Gerade bei einem großen Spulendurchmesser entspricht eine kleine Änderung des Durchmessers einer großen Zunahme des auf die Spule aufgewickelten Garns bzw. der Garnmasse. Damit können beispielsweise vorgegebene Spulendurchmesser für Spulenverpackungen oder -behälter besonders genau eingehalten werden oder das Spulengewicht bzw. die Fadenlänge, als abgeleitete Größe des Spulendurchmessers, besonders genau berechnet werden.
Durch Verwendung eines Inkrementalgebers als Meßwertgeber läßt sich die Auflösung des Winkel- oder Längenversatzes noch genauer auflösen und die zurückgelegte Auslenkung wird durch einfaches Addieren der ausgelösten Impulse überwacht.
Bei der Textilmaschine gemäß Anspruch 6 wird von einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen zum Aufwickeln von Spulen lediglich bei einer oder bei einem Teil der Bearbeitungsstellen mittels einer Erfassungseinrichtung der Spulendurchmesser überwacht. Das Erreichen eines vorgegebenen Durchmesserwerts oder des Spulendurchmessers wird an eine Steuereinrichtung übermittelt, die gleichzeitig von dieser Bearbeitungsstelle die Spuldauer und/oder Garnlänge erfaßt. Somit kann durch die Steuereinrichtung der Zusammenhang zwischen Spulendurchmesser und Garnlänge bzw. Spuldauer ermittelt werden, so daß für die anderen Bearbeitungsstellen, an denen keine Erfassungseinrichtung für den Spulendurchmesser angeordnet ist, das Erreichen eines bestimmten Spulendurchmessers oder der momentane Spulendurchmesser anhand der Garnlänge oder der Spuldauer errechenbar ist. Soll beispielsweise eine Abschaltung einer Bearbeitungsstelle bei Erreichen eines vorgegebenen Spulendurchmessers erfolgen, so kann durch Überwachung lediglich der Spuldauer und/oder der Garnlänge, die auf eine Leerhülse aufgespult wurde, anhand der Bezugsgröße für den Spulendurchmesser das Erreichen des vorgegebenen Spulendurchmessers berechnet werden. Beispielsweise werden bei einer Offenend-Spinnmaschine aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften des Fasermaterials von Produktionscharge zu Produktionscharge unterschiedliche Garndurchmesser erzeugt, die letztendlich zu Unterschieden im Spulendurchmesser führen. Um hier reproduzierbar bei einem vorgegebenen Spulendurchmesser abzuschalten, genügt es, eine Spulendurchmesser-Messung lediglich bei der einen oder bei einem Teil der Bearbeitungsstellen durchzuführen.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 10 wird diejenige Bearbeitungsstelle nach einem Partie- oder Chargenwechsel zuerst gestartet, an der eine Erfassungseinrichtung angeordnet ist. Damit steht im Regelfall rechtzeitig vor dem Erreichen einer vollen Spule an den anderen Bearbeitungsstellen der Referenzwert zur Bestimmung des Spulendurchmessers zur Verfügung.
Anhand von Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Spulendurchmesser-Messanordnung bei einer Spinnstelle,
Fig. 2 eine Kommunikationsstruktur bei einer Offenend-Spinnmaschine und
Fig. 3 den zeitabhängigen Verlauf der Zunahme des Spulendurchmessers.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung zum Messen des Spulendurchmessers bei einer Spinnstelle einer Rotorspinnmaschine. Ein schwenkbarer Spulenrahmen 10, von dem in Fig. 1 nur der vordere Seitenarm dargestellt ist, trägt eine Hülse 11, auf die ein kreuzweise verlegtes Garn 13 aufgewickelt wird. Vom Außenumfang der Hülse 11 bis zum Außendurchmesser der Spule 12 hat das aufgewickelte Garn 13 einen Durchmesser d, wie durch den Pfeil dargestellt. Die Spule 12 wird auf an sich bekannte Weise durch eine Spulwelle 14 angetrieben. Ein aus einer Spinnbox (nicht dargestellt) durch ein Abzugswalzenpaar 16 abgezogenes Garn 15 wird durch die Rotation der Spule 12 auf diese aufgewickelt. Die Kreuzwicklung wird mittels eines Fadenführers 17 einer Changiereinrichtung auf bekannte Weise erzeugt. Der Spulenrahmen 10 ist schwenkbar an einem Gestell 18 der Spinnstelle gelagert, wobei der Spulenrahmen 10 mit zunehmendem Spulendurchmesser nach oben geschwenkt wird. Auf dem Gestell 18 ist weiterhin ein Inkrementalgeber 19 montiert, der einen Auslenkhebel 20 aufweist. Der Inkrementalgeber 19 erfaßt die Winkelstellung bzw. die Winkeländerung des Auslenkhebels 20. Über eine Verbindungsstange 21 ist das äußere Ende des Auslenkhebels 20 mit dem vorderen Schenkel des Spulenrahmens 10 verbunden.
Der Verbindungspunkt der Verbindungsstange 21 am Spulenrahmen 10 ist um den Abstand L von der Schwenkachse des Spulenrahmens 10 versetzt. Der Befestigungspunkt der Verbindungsstange 21 am Auslenkhebel 20 ist um einen Abstand I vom Drehpunkt des Auslenkhebels 20 versetzt. Dadurch, daß der Abstand L größer als der Abstand I ist, wird bei einer Verschwenkung des Spulenrahmens 10 der Schwenkwinkel α₁ des Spulenrahmens 10in einen wesentlich größeren Schwenkwinkel α₂ des Auslenkhebels 20 umgesetzt. Damit können auch kleine Winkel der Verschwenkung des Spulenrahmens 10 durch den Inkrementalgeber 19 noch erfaßt werden, so daß eine genaue Durchmesserbestimmung bzw. Durchmesseränderungserfassung ermöglicht wird.
In Fig. 2 ist die Kommunikationsstruktur einer Offenend-Spinnmaschine schematisch dargestellt. Eine Maschinenzentrale 30 kommuniziert über einen Maschinenbus 31 mit einer Vielzahl von Sektionscontrollern, von denen in Fig. 2 beispielhaft die beiden Sektionscontroller 32a und 32b dargestellt sind. Exemplarisch ist die weitere Kommunikationsstruktur vom Sektionscontroller 32a ausgehend dargestellt. Dieser steht über einen Sektionsbus 33 mit Spinnstellensteuerungen 34a, 34b und 34c in Verbindung. Aus Kostengründen ist der Inkrementalgeber 19 von Fig. 1 lediglich an einer Spinnstelle von 250 Spinnstellen der Spinnmaschine vorgesehen und liefert einen Referenzwert für den Spulendurchmesser zur Berechnung des Spulendurchmessers an allen anderen Spinnstellen. Bei weiteren Ausführungsformen können mehrere Spinnstellen mit einem Spulendurchmesserdetektor versehen sein, beispielsweise einem Inkrementalgeber 19 pro Sektion, wobei jede Sektion beispielsweise 16 Spinnstellen umfaßt.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist eine Auswerteschaltung 35 für den Inkrementalgeber 19 mit der Spinnstellensteuerung 34a verbunden und liefert dieser kontinuierlich die momentane Inkrementsumme des Inkrementalgebers. Hierzu wird eine Zählerschaltung in der Auswerteschaltung 35 auf Null gesetzt, sobald eine Leerhülse ohne aufgespultes Garn auf die Spulwelle 14 zum Antreiben abgesetzt wurde. Damit wird der Winkelwert auf Null zurückgesetzt. Mit jedem Inkrementimpuls, den die Auswerteschaltung 35 vom Inkrementalgeber 19 empfängt, wird der Wert um 1 erhöht, so daß der Zähler ein der Winkelauslenkung des Auslenkhebels 20 bzw. des Spulenrahmens 10 entsprechendes Winkelsignal ausgibt. Dieses Summensignal wird von der Spinnstellensteuerung 34a über den Sektionsbus 33, den Sektionscontroller 32a und den Maschinenbus 31 zur Maschinenzentrale 30 weitergemeldet. In der Maschinenzentrale 30 wird anhand des Zählwerts und der bereits voreingegebenen Eichwerte für das Winkelverhältnis α₁/α₂ sowie der Inkrementauflösung des Inkrementalgebers 19 aus dem Summenwert ein Spulendurchmesserwert berechnet. Sollten Leerhülsen mit unterschiedlichem Durchmesser verwendet werden, so kann dies durch Eingabe eines Korrekturfaktors für den Leerhülsendurchmesser in der Maschinenzentrale bei der Berechnung des Spulendurchmessers berücksichtigt werden. Damit läßt sich der korrekte Außenumfang der Spule 12 auch dann berechnen, wenn beim Rücksetzen auf den Winkel 0 zu Beginn der Inkrementzählung Hülsen mit unterschiedlichem Durchmesser bei einer Produktionscharge verwendet werden sollten.
Gleichzeitig wird über die Kommunikationsstruktur von Fig. 2 die seit dem letzten Hülsenwechsel aufgelaufene Fadenproduktionszeit oder Garnlänge von der Spinnstellensteuerung 34a zur Maschinenzentrale 30 übermittelt, so daß in der Maschinenzentrale 30 sowohl der Spulendurchmesser als auch die Gesamtproduktionszeit der Spinnstelle 34a bzw. die Gesamtgarnlänge bekannt sind. Zur Überwachung des Spulendurchmessers der anderen Spinnstellen 34b, 34c etc. wird bei Erreichen des vorgegebenen Spulendurchmessers an der Referenz- oder Masterspinnstelle 34a dessen zugehörige Garngesamtlänge oder Produktionszeit festgestellt und daraufhin dieser Wert für alle anderen Spinnstellen (34b, 34c) herangezogen. Damit wird der Spulendurchmesser in Bezug auf die Garnlänge oder Produktionszeit an der Spinnstelle 34a als Referenzwert zur Überwachung des Spulendurchmessers der anderen Spinnstellen verwendet.
Wie in Fig. 2 durch die gestrichelt dargestellte Auswerteschaltung 35' angedeutet, kann das Signal der Auswerteschaltung 35' auch ohne Zwischenschaltung der Spinnstellensteuerung 34a unmittelbar auf den Sektionsbus 33ausgegeben werden, wenn die Auswerteschaltung 35' eine entsprechende Ein-/Ausgabeeinrichtung umfaßt. Bei einer weiteren Ausgestaltung kann dieses Signal auch an einen Sektionscontroller übermittelt, auf den Maschinenbus 31 ausgegeben oder unmittelbar der Maschinenzentrale 30 mitgeteilt werden.
Nach einem Partie- oder Chargenwechsel wird zunächst von einem Anspinnroboter diejenige Spinnstelle angesponnen, bei der der Inkrementalgeber 19 zur Überwachung des Spulendurchmessers angeordnet ist. Damit liegt im Normalfall bereits ein Referenzwert für den Spulendurchmesser der anderen Spinnstellen vor, bevor deren Spulendurchmesser den maximal vorgegebenen Spulendurchmesser überschreitet.
Mit der an der Spinnstelle 34a erfaßten Abhängigkeit des Spulendurchmessers von der Garnlänge oder von der Garnproduktionszeit kann an den anderen Spinnstellen der momentane Spulendurchmesser berechnet werden. Hierzu wird das Verhältnis Spulendurchmesser/Garnlänge oder Spulendurchmesser/Produktionszeit für eine Vielzahl von Durchmesserwerten erfaßt, z. B. für jeden Inkrementalwert des Inkrementalgebers 19. Eine solche Abhängigkeit des Spulendurchmessers d von der Produktionszeit t_p bzw. von der Gesamtlänge L_G des Garns auf der Hülse ist in Fig. 3 beispielhaft dargestellt. Der ideale Verlauf des Durchmessers (d ~ a + b.t^1/2) ist durchgezogen dargestellt. Die strichpunktierte und punktierte Linie deuten an, daß die reale Durchmesserfunktion davon abweichen kann, z. B. aufgrund des Anspannverzugs, der Fadenqualität (Haarigkeit) oder des zunehmenden Spulengewichts, das auf die Spulwelle wirkt.
Alternativ wird lediglich das Erreichen eines fest vorgegebenen (End-)Spulendurchmessers anhand des entsprechenden Referenzwerts von der Spinnstelle 34a überwacht. Oder es wird anhand einer Referenzmessung an der Spinnstelle 34a bei einem Spulendurchmesser der aktuelle Spulendurchmesser berechnet mittels einer funktionalen Abhängigkeit des Spulendurchmessers von der Garnlänge (oder Produktionszeit), wobei die Abhängigkeit durch den Referenzwert der Spinnstelle 34a kalibriert ist.

Claims

1. Textilmaschine mit zumindest einer Bearbeitungsstelle zum Aufwickeln von Garn auf eine Spule (12) und einer der Bearbeitungsstelle zugeordneten Erfassungseinrichtung (19, 35) zum Erfassen des Spulendurchmessers (d), wobei die Erfassungseinrichtung einen Meßwertgeber (19) und ein beweglich gelagertes Element (10) aufweist, das eine von der Spulendurchmesseränderung abhängige Auslenkung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (19) über eine Übersetzungseinrichtung (I, L, 21) an das beweglich gelagerte Element (10) gekoppelt ist, wobei die Übersetzungseinrichtung eine Auslenkung (α₁) des beweglich gelagerten Elements in eine entsprechend größere Auslenkung (α₂) eines Meßglieds des Meßwertgebers (19) überführt.

2. Textilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungseinrichtung Hebelelemente (I, L, 21) aufweist.

3. Textilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungseinrichtung ein Getriebe aufweist.

4. Textilmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung (α₁) eine Winkelauslenkung ist.

5. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertgeber (19) ein Inkrementalgeber ist.

6. Textilmaschine mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen zum Aufwickeln von Garn auf eine Spule (12), wobei zumindest eine oder ein Teil der Bearbeitungsstellen eine Erfassungseinrichtung (19, 35) zur Bereitstellung einer Bezugsgröße für die übrigen Bearbeitungsstellen aufweist und wobei mittels der Erfassungseinrichtung (19, 35) zumindest ein Wert für den Durchmesser (d) der durch die Bearbeitungsstelle erzeugten Spule (12) erfaßbar ist, der Durchmesserwert einer Steuereinrichtung (30) übermittelbar ist, mittels der Steuereinrichtung aus dem gemessenen Durchmesserwert und einer Spuldauer (t_p) und/oder Garnlänge (L_G) die Bezugsgröße für den Spulendurchmesser berechenbar ist und durch die Steuereinrichtung (30) anhand der Bezugsgröße der Spulendurchmesser an den übrigen Bearbeitungsstellen berechenbar ist.

7. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Betriebsbedingungen der Bearbeitungsstelle durch die Steuereinrichtung (30) in Abhängigkeit des jeweils für die betreffende Bearbeitungsstelle berechneten Spulendurchmessers veränderbar sind.

8. Textilmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Vergleichseinrichtung der für die übrigen Bearbeitungsstellen berechnete Spulendurchmesser jeweils mit einem vorgegebenen Spulendurchmesser vergleichbar ist und bei Erreichen oder Überschreiten des vorgegebenen Spulendurchmessers bei der betreffenden Bearbeitungsstelle das Aufspulen des Garns auf die Spule (12) abstellbar ist.

9. Textilmaschine nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassungseinrichtung (19, 35) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.

10. Verfahren zum Steuern einer Textilmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei zumindest eine der Bearbeitungsstellen mit einer Erfassungseinrichtung (19, 35) zum Bereitstellen einer Bezugsgröße nach einem Partie- oder Chargenwechsel die Spulenbewicklung vor den übrigen Bearbeitungsstellen gestartet wird.

11. Verfahren zum Steuern einer Textilmaschine mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen zum Aufwickeln von Garn (15) auf eine Spule (12), wobei zumindest eine oder ein Teil der Bearbeitungsstellen eine Erfassungseinrichtung zur Bereitstellung einer Bezugsgröße für den Spulendurchmesser (d) aufweist, wobei anhand der Bezugsgröße der Spulendurchmesser für die übrigen Bearbeitungsstellen berechnet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Spulendurchmessers die betreffende Bearbeitungsstelle abgestellt wird.