DE19537345C2 - Verfahren zum Steuern einer Spinnmaschine sowie zugehörige Spinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Spinnmaschine, bei der mindestens zwei elektrische Antriebe dadurch koordiniert werden, daß eine Messung an einem Antrieb ausgeführt wird und ein Schaltvor­ gang bei Nichterfüllung einer Grenzbedingung ausgelöst wird (Oberbegriff des Anspruchs 1). Sie betrifft ferner eine Spinnmaschine zur Durchführung des Verfahrens (vergl. den Oberbegriff des Anspruchs 4).

Aus der Literatur über elektrische Antriebe von Textilmaschinen, insbe­ sondere Strecken, sind Vorrichtungen bekannt, mit denen die Bewegun­ gen von mechanisch unabhängigen Antrieben koordiniert werden können. An den jeweiligen Antrieben werden Messungen gemacht und mit Grenz­ werten bzw. mit Sollwerten verglichen, worauf ein Regler eine Drehzahlan­ passung vornehmen kann oder eine Steuerung einen Schaltvorgang aus­ lösen kann. Als Beispiel aus dieser Literatur sei die europäische Pa­ tentanmeldung EP 0 340 756 A1 bekannt, welche sich auf ein Regulier­ streckwerk bezieht.

Bei der Entwicklung von Textilmaschinen geht es in letzter Zeit vor allem darum, einfache und kostengünstige Konzepte vorzuschlagen, womit wartungsfreundliche und robuste Textilmaschinenantriebe geschaffen werden können, die auch durch wenig geschultes Personal beispielsweise in Entwicklungsländern betrieben werden können.

Ein Verfahren sowie eine Spinnmaschine der eingangs genannten Art sind in der DE 39 19 687 C2 beschrieben. Diese Druckschrift befaßt sich mit einer der Synchronisation verschiedener Motoren dienenden Drehzahlre­ gelung. Eine solche Drehzahlregelung ist naturgemäß relativ aufwendig und teuer. Sie setzt regelmäßig eine relativ komplizierte Anordnung von Steuergeräten voraus.

Aus Pelka, H.: "Von der Schaltalgebra zum Mikroprozessor: ...", Franzis- Verlag GmbH, München, 1977, Seiten 80 und 81, ist es bekannt, zur Frequenzmessung eine Zählschaltung zu verwenden.

Die DE 42 28 300 A1 befaßt sich mit der Klassifizierung von Störungen insbesondere im Fall eines Fadenbruchs oder eines Schnellaufs. Die vor­ genommene Klassifizierung erfolgt in Abhängigkeit von der Abweichung eines für die Drehzahl einer Spindel oder die Leistungsaufnahme eines Spindelmotors ermittelten Istwertes von einem Sollwert.

Bei einem aus der bereits genannten EP 0 340 756 A1 bekannten Verfahren zur Überwa­ chung des Vergleichmäßigens eines Faserverbandes in einem Regulier­ streckwerk wird mittels eines Meßgliedes die Masse eines Faserverbandes bestimmt, die durch eine vorgenommene Regelung möglichst auf einen Sollwert gehalten werden soll, indem das erste Walzenpaar entsprechend langsamer oder schneller angetrieben wird. Außer dem vor dem ersten Walzenpaar angeordneten Meßglied ist hinter dem zweiten Walzenpaar ein weiteres Meßglied vorgesehen, dessen Meßwert mit einem Grenzwert ver­ glichen wird, um im Fall einer Grenzwertüberschreitung eine Störungsan­ zeige zu bewirken oder einen Abschaltvorgang auszulösen.

Bei einer aus der DE 29 39 915 C2 bekannten Anordnung zur Überwa­ chung des Fadens bei einer Nähmaschine als Textilmaschine wird eine Zähleinrichtung dazu verwendet, die für eine vorgegebene Anzahl von Stichen verbrauchte Fadenlänge zu überwachen und zwar so, daß ein zu hoher oder zu geringer Fadenverbrauch gemeldet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es demnach, ein Verfahren sowie eine Spinnmaschine der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, die es bei wesentlich einfacherer und kostengünstigerer Ausführung der betreffenden Steuerung gestatten, fest­ zustellen, ob die einzelnen Antriebe der Spinnmaschine in der gewünsch­ ten Weise anlaufen.

Bezüglich der Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehbewegung mindestens eines Antriebes durch einen Zähler erfaßt wird und die Maschine dann abgeschaltet wird, wenn ein Zählwert eines Antriebes innerhalb eines vorgegebenen, durch einen Taktgeber bestimmten Zeitabschnittes nach dem Einschalten der Spinn­ maschine nicht einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat, oder daß mit zwei Zählern für zwei Antriebe Zählwerte ermittelt werden, deren Abwei­ chung mit einem Grenzwert verglichen wird, bei dessen Überschreitung die Maschine abgeschaltet wird.

Aufgrund dieser Ausbildung kann die betreffende Steuerung wesentlich einfacher und kostengünstiger ausgeführt sein, als dies insbesondere bei einer Drehzahlregelung möglich ist.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Lösung der Aufgabe bzw. das angestrebte Ziel mit nur wenigen und einfachen elektronischen Komponenten erreicht wird.

In den Unteransprüchen (Anspüche 2, 3 bzw. 5 und 6) sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Spinnmaschine angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einigen Figur am Beispiel einer Ringspinnmaschine im einzelnen erläutert, deren wichtigste An­ triebsgruppen mit der Steuerung in der Figur dargestellt sind. Unter ande­ ren Antrieben umfaßt die. Spinnmaschine je einen Antrieb 3, 3' für Streckwerke und einen Antrieb 8 für Spindeln. Je ein Motor 4, 4', 9, vor­ zugsweise Asynchronmotoren, werden von einem Frequenzumrichter 32 über ein internes Stromnetz 34 mit Energie versorgt. Der Frequenzum­ richter 32 hängt am allgemeinen Stromnetz 33. Er ist über eine Kommu­ nikationsleitung 30 an eine Steuerung 2 angeschlossen, welche in ver­ schiedene Module unterteilt ist, beispielsweise ein Zählmodul 18, 19 oder ein Bedienungsmodul 25. An verschiedenen Stellen der Antriebe sind Fühler angebracht, welche die Drehbewegung der Antriebe erfassen, bei­ spielsweise ein Fühler 7 beim Antrieb 3, ein Fühler 7' und ein Fühler 40 am Antrieb 3' und je ein Fühler 11 und 12 am Antrieb 8 für die Spindeln. Die Fühler sind insbesondere als Induktivgeber auf Wellenteile der Antrie­ be ausgerichtet, beispielsweise der Fühler 7 auf eine Zahn oder Loch­ scheibe 60 an einer der Walzen 6 des Antriebes für das Streckwerk 3 oder ein Fühler 40 bei einer Lochscheibe 40' auf der Motorwelle 4". Am Antrieb 8 befindet sich beim Fühler 11 eine Markierung 10' auf der Welle des Mo­ tors 9 sowie eine Scheibe 14 beim Fühler 12. Anstatt einer Lochscheibe kann auch eine Markierung auf einer Welle vorgesehen werden. Zwischen den Motoren 4, 4' und 9 und den Walzen 6, 6' bzw. der Spindelwelle 13 sind Getriebeblöcke 5, 5' bzw. 10 angeordnet, welche bei den Antrieben 3, 3' für das Streckwerk aus Riementrieben sowie Wechselgetrieben und beim Antrieb 8 aus einem Riementrieb bestehen. Die Spindelwelle 13 überträgt die Antriebsleistung an Spindeln 17 über Riemenscheiben 15 und einen gemeinsamen Riemen 16. Die Fühler 7, 7', 12 usw. sind über Leitungen 70, 70', 120 an die Zählmodule 18, 19 angeschlossen. Bei­ spielsweise im Zählmodul 19 werden in einem Zählwerk 20 Signale vom Fühler 11 über die Leitung 110 und vom Fühler 40 über die Leitung 400 registriert. Die Motoren 4' und 9, deren Synchronisation bzw. Anlaufen nach dem Einschalten der Spinnmaschine durch das Zählen der Signale überwacht werden soll, können aufgrund unterschiedlicher Polpaarzahl mit verschiedenen Drehzahlen laufen, obwohl sie vom Frequenzumrichter 32 mit Wechselstrom einer Frequenz angetrieben werden. Die Unter­ schiede in den Drehzahlen können durch eine bestimmte Zahl von Lö­ chern beispielsweise in der Scheibe 40' gegenüber der Markierung 10 auf der Welle des Motors 9 ausgeglichen werden, so daß im normalen Betrieb der Spinnmaschine 1 pro Zeiteinheit dieselbe Anzahl Impulse von den Fühlern 11 und 40 registriert werden sollte.

Im Zählmodul 19 wird überprüft, ob die Abweichung der Impulszahlen pro Zeiteinheit von den verschiedenen Antrieben 3' und 8 innerhalb eines zu­ lässigen Bereichs liegt. Dabei kann von je einem Zähler 20" im Zählwerk 20 die Impulszahl über die Leitungen 110 und 400 beispielsweise in einen Speicher 22 eingelesen und mit Grenzwerten aus einem Grenzwertgeber 21 verglichen werden. Sobald von einem der Zähler 20" im Zählwerk 20 eine Impulszahl von beispielsweise 999 erreicht wird, wird während eines durch einen Taktgeber 23 definierten Zeitabschnitts geprüft, ob innerhalb des Abschnitts der andere Zähler im Zählwerk 20 ebenfalls den vorgege­ benen Wert 999 erreicht. Dieser Zeitabschnitt ist ein Bruchteil der Zeit, die bis zum Erreichen der Impulszahl 999 verstreicht, beispielsweise 2% des gesamten Zeitabschnittes. Ein Vergleicher 24 kann dazu verwendet werden, die vorgegebenen Grenzwerte mit den erreichten Impulszahlen zu vergleichen und bei Nichterfüllung der Bedingungen einen Alarm auszulö­ sen oder die Spinnmaschine über die Kommunikationsleitung 30 abzu­ schalten. Die im Grenzwertgeber 21 gespeicherten Werte können bei­ spielsweise über das Bedienungsmodul 25 eingegeben werden, beispiels­ weise nach einem in der Offenlegungsschrift DE 44 30 193 A1 beschriebenen Verfahren und der zugehörigen Einrichtung.

Der oben beschriebene Vergleich der Synchronisation der Antriebe 3' und 3 ist außer zum Zeitpunkt unmittelbar nach dem Ein­ schalten der Spinnmaschine im Prinzip auch während des normalen Lau­ fes der Spinnmaschine möglich, indem er fortwährend von neuem einge­ leitet wird, wenn ein vorhergehender Vergleich mit positivem Ergebnis ab­ geschlossen worden ist.

Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird überwacht, wann durch einen Zähler die Impulszahl von beispielsweise 999 erreicht ist. Gleichzeitig wird ge­ prüft, welche Impulszahl im anderen Zähler erreicht ist. Der Unterschied der Impulszahlen, im Vergleicher 24 bestimmt, wird mit einem zulässigen Grenzwert verglichen mit den oben beschriebenen Konsequenzen bei einer Grenzwertüberschreitung.

Zur erfindungsgemäßen Überwachung des Anlaufens der Spinnmaschine kann das Vergleichsverfahren beispielsweise wie folgt angewendet werden: Nach dem Einschalten der Spinnmaschine 1 über das Bedienungsmodul 25 wird die Speisung der Motoren mit elektrischer Energie mittels des Frequenzumrichters 32 durch die Steuerung freigegeben, worauf die Mo­ toren 4, 4', 9 gleichzeitig oder mit geringer zeitlicher Verschiebung zuein­ ander anlaufen sollen. Nach dem Einschaltimpuls für die Antriebsmotoren wird ein Zeitabschnitt durch einen Taktgeber 23 festgelegt, innerhalb des­ sen von mindestens einem Motor 4' über den Fühler 40 mindestens ein Bewegungsimpuls im Zählwerk 20 des Zählmoduls 19 registriert werden muß. Wenn beispielsweise der Motor 9 des Antriebes 8 für die Spindeln anläuft und innerhalb des vorgegebenen Zeitabschnittes von beispielswei­ se 0.6 Sekunden kein Bewegungsimpuls vom Zähler 40 registriert wird, bedeutet dies, daß eine Störung in der elektrischen Anlage vorliegt, worauf entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren der Überwachung der Motoren der Streckwerksantriebe der Frequenzumrichter 32 über die Kommunikationsleitung 30 abgeschaltet wird. Damit können kostspielige Fehler im Produktionsprozeß verhindert oder verringert werden. Bei einer Ringspinnmaschine beispielsweise bleibt der überwiegende Teil der Fäden nach einer solchen Abschaltung ohne Fadenbruch erhalten. Anstatt des Frequenzumrichters 32 kann auch eine andere Energiequelle vorgesehen werden. Die Funktionsträger Grenzwertgeber 21, Taktgeber 23, Verglei­ cher 24 usw. des Zählmoduls 19 können durch eine Recheneinheit ver­ körpert werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Steuern einer Spinnmaschine, bei der min­ destens zwei elektrische Antriebe (3, 3' bzw. 3', 8) da­ durch koordiniert werden, daß eine Messung an einem An­ trieb (3, 3') ausgeführt wird und ein Schaltvorgang bei Nichterfüllung einer Grenzbedingung ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung mindestens eines Antriebes (3, 3') durch einen Zähler (20") erfaßt wird und die Maschine (1) dann abgeschaltet wird, wenn ein Zählwert eines An­ triebes (3') innerhalb eines vorgegebenen, durch einen Taktgeber (23) bestimmten Zeitabschnittes nach dem Ein­ schalten der Spinnmaschine nicht einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat, oder daß mit zwei Zählern für zwei Antriebe (3, 3') Zählwerte ermittelt werden, deren Abweichung mit einem Grenzwert verglichen wird, bei des­ sen Überschreitung die Maschine abgeschaltet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung von zwei Antrieben (3, 3') für Streckwerke durch ein Zählwerk (20) getrennt erfaßt wer­ den, daß nach Erreichen eines Zählwertes eines Antriebes (3 oder 3') in der Höhe eines vorgegebenen Grenzwertes ein Zeitfenster geöffnet wird, daß während der Öffnungs­ dauer des Zeitfensters geprüft wird, ob ein zweiter An­ trieb (3' oder 3) denselben Grenzwert erreicht, und daß die Spinnmaschine (1) bei Nichterreichen des Grenzwertes durch den zweiten Antrieb abgeschaltet wird, oder daß bei Erreichen des Grenzwertes der Zählvorgang von neuem beginnt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einschalten eines Antriebes (8) für Spin­ deln der Spinnmaschine (1) ein Zeitfenster geöffnet wird, daß während der Öffnungsdauer die Drehbewegung ei­ nes Antriebes (3') für ein Streckwerk durch ein Zählwerk (20) erfaßt wird und daß die Spinnmaschine (1) abge­ schaltet wird, wenn keine Drehbewegung am Motor (4') des Antriebes (3') festgestellt wird.

4. Spinnmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens zwei Antrie­ ben (3, 3' bzw. 3', 8), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit einem ersten Motor (4') eines An­ triebes (3') gekoppeltes drehbares Teil (4", 6') mit einer Markierung (40', 60') versehen ist, der ein Fühler (40, 7') zugeordnet ist, welcher über eine Leitung (400, 70') an ein Zählwerk (20) einer Steuerung (2) ange­ schlossen ist, die zudem mindestens einen Grenzwertgeber (21), einen Taktgeber (23) und einen Vergleicher (24) umfaßt und über eine Kommunikationsleitung (30) an eine Energiequelle (32) angeschlossen ist, die zumindest an den Motor (4') eines Antriebes (3') für das Streckwerk der Spinnmaschine (1) angeschlossen ist, um die Energie­ quelle (32) über die Kommunikationsleitung (30) abzu­ schalten, wenn ein Zählwert eines Antriebes (3') inner­ halb eines vorgegebenen, durch den Taktgeber (23) be­ stimmten Zeitabschnittes nach dem Einschalten der Spinn­ maschine nicht einen vorgegebenen, durch den Grenzwert­ geber (21) bestimmten Grenzwert erreicht hat oder wenn die Abweichung zwischen den mit zwei Zählern für zwei Antriebe (3, 3') ermittelten Zählwerten einen durch den Grenzwertgeber (23) bestimmten Grenzwert überschreitet.

5. Spinnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Antrieb (3) für ein Streckwerk an die Energiequelle (32) angeschlossen ist und daß ein Fühler (7) für die Drehbewegung dieses Antriebes (3) ebenfalls an ein Zählwerk (20') der Steuerung (2) angeschlossen ist.

6. Spinnmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Antrieb (8) für Spindeln der Spinnma­ schine (1) mit einem Fühler (11) versehen ist, der über eine Leitung (110) an das Zählwerk (20) der Steuerung (2) angeschlossen ist.