DE19631753C2 - Method for collision monitoring of a movable element of a spinning machine - Google Patents
Method for collision monitoring of a movable element of a spinning machineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsüberwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine, insbesonde re einer Spulenbank eines Flyers, sowie eine Spinnereimaschi ne, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.The invention relates to a method for collision monitoring a movable element of a spinning machine, in particular re a reel bank of a flyer, as well as a spinning machine ne, which in particular to carry out the procedure the invention is suitable.
Bei Spinnereimaschinen mit selbsttätigen Spulenwechselvorrich tungen kann es z. B. bei Fehlfunktionen der Spulenwechselvor richtung sowie bei einer fehlerhaften Bestückung der die lee ren Hülsen bzw. vollen Spulen zuführenden bzw. abführenden Vorrichtung zu einer Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung kommen. Es wurden daher verschiedene Verfahren bzw. Vorrichtungen für das Über wachen des Spulenwechselvorgangs entwickelt, welche den kor rekten Ablauf des selbsttätigen Spulenwechselvorgangs sicher stellen, zumindest jedoch eine Beschädigung der Spinnereima schine bzw. der Spulenwechselvorrichtung ausschließen sollen.For spinning machines with automatic bobbin changing device can it z. B. in case of malfunction of the bobbin change direction and if the lee is incorrectly fitted Ren sleeves or full coils feeding or discharging Device for damage to the spinning machine or the automatic bobbin changing device. There were therefore different methods and devices for the over guards the bobbin changing process, which the kor the automatic bobbin changing process runs safely provide, but at least damage to the spinning aima exclude machine or the bobbin changing device.
So ist beispielsweise aus der DE 40 37 880 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Spulenwechselvorgangs bei einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Ringspinnma schine, bekannt, wobei die Arbeitsstellen der Maschine indivi duell über mindestens einen, entlang einer Reihe von Greif organen einer selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung beweg baren Wandersensor überwacht werden. Dabei wird das Greifen und Freigeben von Hülsen bzw. Kopsen durch die Greiforgane der Spulenwechselvorrichtung überwacht. Mittels einer derartigen Vorrichtung ist u. a. sofort erkennbar, wenn in fehlerhafter Weise mittels eines bestimmten Greifers eine volle Spule nicht von der betreffenden Spindel der Spinnereimaschine abgezogen wird. In diesem Fall wird das Aufsetzen einer leeren Hülse auf die betreffende Spindel von vornherein unterbunden, da anhand des erzeugten Fehlersignals entweder der gesamte Spulenwech selvorgang oder zumindest der Spulenwechselvorgang an der betreffenden Spinnstelle gestoppt werden kann.For example, DE 40 37 880 C2 describes a method and a device for monitoring the bobbin changing process in a spinning machine, in particular a ring spinning machine machine, known, the workstations of the machine indivi duel over at least one, along a row of griffins Organize an automatic bobbin changing device visible hiking sensor can be monitored. This involves gripping and releasing sleeves or cops by the gripping members of the Spool changing device monitored. By means of such a Device is u. a. immediately recognizable if in faulty Do not use a particular gripper to fill a full spool subtracted from the relevant spindle of the spinning machine becomes. In this case, an empty sleeve is put on the spindle in question is prevented from the start because of the generated error signal either the entire coil change selvorgang or at least the bobbin changing process on the concerned spinning station can be stopped.
Gegenüber anderen bekannten Überwachungsverfahren, welche mittels einer Lichtschranke eine Abtastung mehrerer oder sämt licher Spulen einer Spinnereimaschine abtasten, ergibt sich bei der Verwendung eines Wandersensors der Vorteil, daß mit der Erzeugung eines Fehlersignals auch sofort die Information verfügbar ist, an welcher der Spinnstellen der Fehler aufge treten ist.Compared to other known monitoring methods, which a scanning of several or all of them by means of a light barrier scanning spools of a spinning machine results when using a hiking sensor the advantage that with the generation of an error signal immediately the information is available at which of the spinning positions of the error is kicking.
Die erwähnte Möglichkeit der Überwachung mittels einer Licht schranke ist beispielsweise aus der DE 38 36 330 A1 bekannt. Hierbei verläuft der Taststrahl der Lichtschranke durch einen Bereich der Spinnereimaschine oder der Spulenwechselvorrich tung, der durch die in einer Reihe angeordneten Spulen oder Hülsen in einer Phase des Wechselvorgangs eingenommen und in einer anderen Phase verlassen sein soll. Wenn ein Greiforgan der selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung versagt und eine Spule oder Hülse in der anderen Phase in dem abgetasteten Bereich verbleibt, wird durch die Spule oder Hülse die Licht schranke unterbrochen und ein Fehlersignal abgegeben, das für das Stoppen des Spulenwechselvorgangs oder zur Erzeugung eines Bedienerrufs verwendet werden kann. Allerdings ist mit einer derartigen Vorrichtung nicht erkennbar, wenn bereits vor Be ginn des Wechselvorgangs an einer bestimmten Arbeitsstelle keine Hülse bzw. Spule vorhanden war und aus diesem Grund selbstverständlich auch nicht zurückbleiben konnte. Diese Fehlermöglichkeit ist jedoch statistisch gesehen von geringe rer Bedeutung. Zudem kann es beim Fehlen einer leeren Hülse bzw. einer vollen Spule am jeweiligen Ausgangsort nicht zu einer derart gravierenden Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der Spulenwechselvorrichtung kommen, wie dies der Fall ist, wenn am Ausgangsort eine leere Hülse bzw. eine volle Spule vorhanden ist und am Zielort in fehlerhafter Weise die betreffende volle Spule bzw. leere Hülse nicht abgezogen wur de. Denn in diesem Fall kann es infolge einer Kollision der leeren Hülse mit der vollen Spule zu einer schwerwiegenden Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der Spulenwechselvor richtung kommen.The aforementioned possibility of monitoring by means of a light Barrier is known for example from DE 38 36 330 A1. Here, the scanning beam of the light barrier runs through a Area of the spinning machine or the bobbin changing device tion by the coils arranged in a row or Sleeves taken in one phase of the change process and in in another phase. If a gripping organ the automatic bobbin changing device fails and one Coil or sleeve in the other phase in the sampled Area remains, the coil or sleeve turns the light barrier interrupted and an error signal issued for stopping the bobbin changing process or generating a Operator call can be used. However, with one such device not recognizable if already before loading Start of the change process at a specific job no sleeve or coil was present and for this reason could of course not be left behind. This Statistically, however, the possibility of error is minimal rer meaning. In addition, there may be no empty sleeve or a full spool at the respective starting point such serious damage to the spinning machine or the bobbin changing device, as is the case is when an empty tube or a full tube at the point of departure Coil is present and incorrectly at the destination the full bobbin or empty tube in question has not been removed de. Because in this case it can result from a collision empty pod with the full spool into a serious one Damage to the spinning machine or the bobbin change coming direction.
Des weiteren ist es zu Erkennung unzulässiger Betriebsweisen bei Spinnereimaschinen bekannt, die Antriebsleistung von Moto ren zu Bewegung von Maschinenteilen zu überwachen und bei einem Überschreiten eines vorbestimmten einstellbaren Soll werts die Maschine abzuschalten (z. B. US 4 592 197 oder WO 85/04908). Anstelle einer Überschreitung eines Sollwerts kann auch ein anomal steiler Anstieg der vom Motor aufgenommenen Leistung detektiert werden (WO 85/04908).It is also used to identify impermissible operating modes known in spinning machines, the drive power of Moto and to monitor movement of machine parts exceeding a predetermined adjustable target worth switching off the machine (e.g. US 4,592,197 or WO 85/04908). Instead of a setpoint being exceeded, also an abnormally steep increase in those absorbed by the engine Power can be detected (WO 85/04908).
Diese Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie infol ge des stark variierenden Gewichts einer Spulenbank nicht zu deren Kollisionsüberwachung einsetzbar sind bzw. eine relativ hohen Aufwand bei der Realisierung erfordern.However, these methods have the disadvantage that they result in ge of the widely varying weight of a coil bank whose collision monitoring can be used or a relative require high effort in the implementation.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kollisions überwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Spulenbank eines Flyers, zu schaffen, mit dem eine Beschädigung der Spinnereimaschine oder einer dieser zugeordneten Vorrichtung sicher vermieden wird und welches mit möglichst geringem Aufwand realisierbar ist. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spinnereima schine zu schaffen, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.Based on this prior art, the present Invention, the object of a method for collision monitoring a movable element of a spinning machine, in particular to create a coil bank of a flyer with damage to the spinning machine or one of these associated device is safely avoided and which with the least possible effort can be achieved. Furthermore is the object of the invention, a spinning mill to create the machine, which is particularly useful for carrying out the Method according to the invention is suitable.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patent ansprüche 1 bzw. 6.The invention solves this problem with the features of the patent claims 1 and 6, respectively.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Antrieb für das bewegbare Element der Spinnereimaschine während einer zulässigen Betriebsweise eine bestimmte Leistung aufnimmt bzw. abgibt. Unzulässige Betriebsweisen, beispielsweise bei der Kollision des bewegbaren Elements der Spinnereimaschine mit einem weiteren Element, führen zu Abweichungen in der vom Abrieb aufgenommenen bzw. abgegebenen Leistung während einer zulässigen Betriebsphase, wobei bei Detektieren einer unzuläs sig hohen Abweichung ein Fehlersignal erzeugt wird.The invention is based on the knowledge that the drive for the movable element of the spinning machine during one permissible operating mode consumes a certain power or delivers. Inadmissible modes of operation, for example at Collision of the movable element of the spinning machine with another element, lead to deviations in the from Power absorbed or given off during a permissible operating phase, whereby when an inadmissible sig high deviation an error signal is generated.
Anstelle der direkten Erfassung der aufgenommenen bzw. abgege benen Leistung des Antriebs kann selbstverständlich auch eine damit gekoppelte Größe gemessen werden. Beispielsweise kann hierzu das vom Antrieb abgegebene mechanische Drehmoment er faßt werden, das über die Drehzahl eines Elements im System des Antriebs mit der abgegebenen Leistung verknüpft ist.Instead of the direct recording of the recorded or given The power of the drive can of course also be a coupled size can be measured. For example the mechanical torque output by the drive be summarized, that about the speed of an element in the system of the drive is linked to the power output.
Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die Bewegung des bewegbaren Elements nach einer Anfahr phase mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit erfolgt. In diesem Fall kann der Sollwert für das Festlegen einer unzulässig hohen Abweichung des Istwerts nach dem Hoch fahren des Antriebs und dem Erreichen der konstanten Geschwin digkeit durch eine Messung der betreffenden Meßgröße erfaßt und gegebenenfalls gespeichert werden.In the method according to the invention it is assumed that the movement of the movable element after a start phase at a substantially constant speed he follows. In this case, the setpoint for setting an impermissibly high deviation of the actual value after the high driving the drive and reaching the constant speed digkeit detected by a measurement of the relevant parameter and saved if necessary.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß für jeden individuellen Bewegungsvorgang ein eigener Sollwert festgelegt wird. Es ist somit beispielsweise zur Kollisionsüberwachung einer Spulen bank eines Flyers mit einer selbsttätigen Spulenwechselvor richtung nicht erforderlich, den jeweiligen Sollwert abhängig vom Gesamtgewicht der leeren Hülsen bzw. vollen Spulen auf der Spulenbank festzulegen. Selbstverständlich kann ein Festlegen des Sollwerts in dieser Weise jedoch auch nur dann durchge führt werden, wenn ein Wechsel im Produktionsvorgang vorgenom men werden soll, beispielsweise die Umstellung auf ein anderes Garn bzw. ein damit verbundenes anderes Gesamtgewicht der vollen Spulen.This has the advantage that for each individual Movement a separate setpoint is determined. It is thus, for example, for collision monitoring of a coil Bank of a flyer with an automatic spool change direction not required, depending on the respective setpoint of the total weight of the empty tubes or full spools on the Specify the coil bank. Of course, a setting can of the setpoint in this way, however, only then leads when a change in the production process is made such as switching to another Yarn or another related total weight of full bobbins.
Die individuelle Messung des Sollwerts erfolgt nach der Erfin dung in einem Wegbereich des bewegbaren Elements, in dem eine Kollision weitgehend ausgeschlossen ist. Beispielsweise kann das Messen des Sollwerts kurz nach dem Erreichen der konstan ten Sollgeschwindigkeit in einer Position der Spulenbank vor genommen werden, in der infolge der Länge der Hülsen bzw. Spulen eine Kollision ausgeschlossen ist.The individual measurement of the target value takes place after the Erfin in a path area of the movable element in which a Collision is largely excluded. For example measuring the setpoint shortly after reaching the constant target speed in a position of the spool bank are taken in which due to the length of the sleeves or Coils a collision is excluded.
Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die von dem als elektrischer Antrieb ausgebil deten Antrieb aufgenommene elektrische Leistung erfaßt. Hier durch ergibt sich der Vorteil verschleißfreier und kostengün stiger Sensoren zur Erfassung der aufgenommenen Leistung bzw. eines damit gekoppelten Parameters, da, anders als im Fall mechanischer Sensoren zur Erfassung des Drehmoments, keine bewegten Teile erforderlich sind.According to the preferred embodiment of the invention The process is designed as an electric drive electrical power input detected. Here this results in the advantage of being more wear-free and inexpensive sensors for recording the power consumed or of a parameter associated with it, since, unlike in the case mechanical sensors for measuring the torque, none moving parts are required.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird bei Auftreten eines Fehlersignals infolge einer Kollision der Antrieb zur Bewegung des bewegbaren Elements selbsttätig stillgelegt.According to one embodiment of the invention, when it occurs an error signal due to a collision of the drive Movement of the movable element automatically shut down.
Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein oder mehrere Punkte oder Bereiche des Bewegungswegs des bewegbaren Elements von der Überwachung ausgenommen, um beispielsweise das Übergeben voller Spulen bzw. leerer Hülsen an Hängehalter oder das Aufsetzen leerer Hülsen oder voller Spulen auf Spindeln zu ermöglichen. Denn zur Bewältigung dieser Aktionen ist eine höhere Leistung er forderlich, als für die gleichförmige Bewegung des bewegbaren Elements.According to the preferred embodiment of the invention Procedures are one or more points or areas of the Movement path of the movable element from monitoring except for, for example, handing over full bobbins or empty sleeves on hangers or putting empty ones on Allow sleeves or full spools on spindles. Because to accomplish these actions is a higher performance required than for the uniform movement of the movable Elements.
Die bevorzugte Ausführungsform der Spinnereimaschine nach der Erfindung umfaßt der Antrieb einen von einem Frequenzumrichter gesteuerten Elektromotor, in welchem eine Sensorschaltung für das Detektieren der Leistungsaufnahme des Elektromotors inte griert ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines geringen Aufwands für das Realisieren des Sensors. Anstelle der von dem Frequenzumrichter abgegebenen Leistung kann selbstverständlich auch dessen Leistungsaufnahme erfaßt werden.The preferred embodiment of the spinning machine according to the Invention comprises the drive one of a frequency converter controlled electric motor, in which a sensor circuit for the detection of the power consumption of the electric motor inte is free. This gives the advantage of a low one Effort for realizing the sensor. Instead of that Frequency converter output power can of course its power consumption can also be recorded.
Vorzugsweise findet ein Frequenzumrichter Verwendung, welcher in einem internen Regelkreis eine flußbildende und eine dreh momentbildende Stromkomponente zur Ansteuerung des Elektromo tors erzeugt. Die dem Drehmoment des Elektromotors proportio nale drehmomentbildende Stromkomponente kann dann der Auswer te- und Steuereinheit als Sensorsignal zur weiteren Verarbei tung und Auswertung zugeführt werden.A frequency converter is preferably used, which in an internal control loop, a flux-forming and a rotating torque-generating current component for controlling the electromo tors generated. The proportio to the torque of the electric motor nale torque-generating current component can then the Auswer te and control unit as sensor signal for further processing processing and evaluation.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer kostengünstigen Reali sierbarkeit, da derartige Frequenzumrichter handelsüblich sind und somit die zusätzliche Realisierung eines Sensors zur Er fassung der Leistung oder einer damit verkoppelten Größe unnö tig ist.This has the advantage of an inexpensive reali sierbarkeit, since such frequency converters are commercially available and thus the additional realization of a sensor for Er power or a related size unnecessary is.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Spinnereimaschine nach der Erfindung ist der Auswerte- und Steuereinheit das Signal eines Wegsensors zur Erfassung der Position des bewegbaren Elements zugeführt, um abhängig von der Position des beweg baren Elements an bestimmten Punkten oder innerhalb vorbe stimmter Bereiche das Erzeugen eines Fehlersignals unterbinden zu können. In the preferred embodiment of the spinning machine after the evaluation and control unit of the invention is the signal a displacement sensor for detecting the position of the movable Element fed to depending on the position of the moving elements at certain points or within prevent certain areas from generating an error signal to be able to.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further embodiments of the invention result from the Subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is described below with reference to a drawing illustrated embodiment explained in more detail. In the Show drawing:
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Spinnereimaschine, nämlich eines Flyers, nach der Erfindung bei drei unterschied lichen Kollisionsfällen (Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 1c) und Fig. 1 shows an embodiment of a spinning machine, namely a flyer, according to the invention in three different collision cases ( Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 1c) and
Fig. 2 ein Diagramm mit den positionsabhängigen Verläufen des Drehmoments und der Drehzahl der Spulenbank des Flyers in Fig. 1. FIG. 2 shows a diagram with the position-dependent courses of the torque and the speed of the coil bank of the flyer in FIG. 1.
Fig. 1 zeigt die für das Verständnis der Erfindung wesentli chen Teile einer im übrigen nicht näher dargestellten Spinne reimaschine 1 in Form eines Flyers. Dem Flyer 1 werden über ein schematisch dargestelltes Streckwerk 3 Lunten 5 zu jeder Arbeitsstelle 7 zugeführt. Fig. 1 shows the essential for understanding the invention Chen parts of an otherwise not shown spider cleaning machine 1 in the form of a flyer. The flyer 1 is supplied with fuses 5 to each work station 7 via a schematically illustrated drafting system 3 .
Jede Arbeitsstelle 7 umfaßt einen um eine vertikale Achse drehbar angetriebenen Flyerflügel 9, durch dessen einen Arm die jeweilige Lunte 5 verläuft, bis diese am Ende des Arms des Flyerflügels austritt und auf einer leeren Hülse bzw. einer Spule 11 aufgewunden wird. Hierbei wird die Lunte entsprechend der Flügeldrehzahl und der Lieferung durch die Flyerflügel 9 verdreht. Die Flyerflügel 9 sind, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, an einer Flügelbank 15 angeordnet, wobei die Arbeitsstellen mit jeweils einem Flügel in zwei Reihen entlang der Längsseite des Flyers angeordnet sind. Die Arbeitsstellen weisen dabei in Maschinenlängsrichtung einen äquidistanten Abstand auf. Die beiden Reihen von Arbeitsstellen sind so angeordnet, daß die Arbeitsstellen der hinteren Reihe zu den Arbeitsstellen der vorderen Reihe um jeweils den halben Ab stand der Arbeitsstellen in Längsrichtung der Maschine ver setzt sind, d. h. auf Lücke stehen.Each work station 7 comprises a flyer wing 9 which is rotatably driven about a vertical axis and through which one arm the respective fuse 5 runs until it emerges at the end of the arm of the flyer wing and is wound on an empty sleeve or spool 11 . Here, the fuse is rotated according to the wing speed and the delivery by the flyer wing 9 . As shown schematically in FIG. 1, the flyer wings 9 are arranged on a wing bench 15 , the work stations, each with one wing, being arranged in two rows along the long side of the flyer. The work stations are equidistant in the machine direction. The two rows of jobs are arranged so that the jobs in the back row to the jobs in the front row by half from each of the jobs in the longitudinal direction of the machine are ver, ie stand on gap.
Die Spindeln 13 sind in entsprechender Weise auf einer Spulen bank 17 angeordnet, welche mittels eines Antriebs 19 in der Vertikalen bewegbar ist.The spindles 13 are arranged in a corresponding manner on a spool bank 17 which can be moved vertically by means of a drive 19 .
Der Antrieb 19 umfaßt einen Elektromotor 21, welcher über ein Getriebe 23 mit einem Ausgangsritzel 25 mit einer vertikal angeordneten Zahnstange 27 gekoppelt ist.The drive 19 comprises an electric motor 21 which is coupled via a gear 23 with an output pinion 25 to a rack 27 arranged vertically.
Der Elektromotor 21, welcher vorzugsweise als dreiphasiger Motor ausgebildet ist, wird von einem Frequenzumrichter 29 angesteuert. Vorzugsweise auf der Achse des Elektromotors 21 ist ein Inkrementalgeber 31 angeordnet, dessen Ausgangssignal proportional der Drehzahl bzw. der Winkelgeschwindigkeit der Motorachse ist und welches dem Frequenzumrichter 29 zugeführt ist. Der Frequenzumrichter 29 umfaßt einen Regler, durch den die den Elektromotor 21 beaufschlagenden drei Phasen für einen Spulenwechselvorgang unter Verwendung des Signals des Inkre mentalgebers 31 in Form einer geschlossenen Regelschleife derart einstellbar sind, daß der Elektromotor 21 mit im we sentlichen konstanter Drehzahl läuft. Somit ergibt sich wäh rend eines Spulenwechselvorgangs lediglich bei einer Drehzahl änderung bzw. Laständerung ein Einschwingvorgang, nach dessen Ablauf der Motor 21 die Spulenbank 17 wieder mit im wesentli chen konstanter Geschwindigkeit bewegt.The electric motor 21 , which is preferably designed as a three-phase motor, is controlled by a frequency converter 29 . An incremental encoder 31 is preferably arranged on the axis of the electric motor 21 , the output signal of which is proportional to the speed or the angular velocity of the motor axis and which is fed to the frequency converter 29 . The frequency converter 29 comprises a controller by which the electric motor 21 acting three phases for a bobbin changing process using the signal of the incremental encoder 31 in the form of a closed control loop can be adjusted such that the electric motor 21 runs at a substantially constant speed. Thus, during a bobbin changing process, there is only a transient process when there is a change in speed or a change in load, after which the motor 21 moves the coil bank 17 again at a substantially constant speed.
Der Frequenzumrichter 29 wird seinerseits von einer Auswerte- und Steuereinheit 33 angesteuert. Die Verbindung zwischen Auswerte- und Steuereinheit 33 einerseits und dem Frequenzum richter andererseits kann beispielsweise als Feld-Bus, bei spielsweise in Form eines Interbus-S oder Vectron-Bus, ausge bildet sein.The frequency converter 29 is in turn controlled by an evaluation and control unit 33 . The connection between the evaluation and control unit 33 on the one hand and the frequency converter on the other hand can be formed, for example, as a field bus, for example in the form of an Interbus-S or Vectron bus.
Die Auswerte- und Steuereinheit 33 ist des weiteren mit einem Absolutwertgeber 35 verbunden, welcher beispielsweise mit dem Ausgangsritzel 25 des Antriebs 19 gekoppelt ist und dessen Signal ein Maß für die absolute Höhenposition der Spulenbank 17 darstellt.The evaluation and control unit 33 is also connected to an absolute encoder 35 , which is coupled, for example, to the output pinion 25 of the drive 19 and whose signal represents a measure of the absolute height position of the coil bank 17 .
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1a und 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Kollisionsüberwachung näher erläutert, wobei von der in Fig. 1a dargestellten Position der Spulenbank 17 ausgegangen wird.The method for collision monitoring according to the invention is explained in more detail below with reference to FIGS. 1a and 2, the position of the coil bank 17 shown in FIG. 1a being assumed.
Ausgehend von ihrer Ausgangsstellung in ihrem unteren Umkehr punkt UT beschleunigt der Elektromotor 21 des Antriebs 19 die Spulenbank 17 so, daß bereits nach kurzer Zeit eine im wesent lichen konstante Drehzahl und damit konstante Geschwindigkeit der Spulenbank 17 erreicht ist. Diese Anfahrphase ist in dem Diagramm gemäß Fig. 2 durch einen annähernd linear ansteigen den Verlauf der Drehzahl n des Spulenbankmotors 21 und ein entsprechend hohes Drehmoment gekennzeichnet. Im realen Be trieb werden sich dabei selbstverständlich die üblichen An fahrkurven für das Drehmoment M und die Drehzahl n des An triebs ergeben. Dabei ist es unerheblich, an welcher Stelle des Antriebs das Drehmoment M bzw. die Drehzahl n betrachtet wird, da das Produkt dieser beiden Größen - ein verlustloses Getriebe vorausgesetzt - proportional der vom Antrieb abgege benen Leistung ist.Starting from their starting position in their lower reversal point UT, the electric motor 21 of the drive 19 accelerates the coil bank 17 so that after a short time a constant speed and thus constant speed of the coil bank 17 is reached. This start-up phase is characterized in the diagram according to FIG. 2 by an approximately linear increase in the curve of the speed n of the coil bank motor 21 and a correspondingly high torque. In real operation, the usual starting curves for the torque M and the speed n of the drive will of course result. It is irrelevant at which point of the drive the torque M or the speed n is considered, since the product of these two quantities - assuming a lossless transmission - is proportional to the power output by the drive.
Nach dieser Anfahrphase, in welcher das Drehmoment einen Maxi malwert erreicht, wird die Spulenbank 17 mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit weiterbewegt, wozu der Elek tromotor ein Drehmoment Mm bei einer Drehzahl nm abgibt.After this start-up phase, in which the torque reaches a maximum value, the coil bank 17 is moved further at a substantially uniform speed, for which purpose the electric motor outputs a torque M m at a speed n m .
Bei Erreichen einer Höhe h1, bei der der Antrieb bereits seinen eingeschwungenen Zustand nach dem Anfahrvorgang erreicht hat, und bei der es entsprechend der Länge der Hülsen bzw. Spulen noch unter keinen Umständen zu einer Kollision zwischen beiden kommen kann, erhält die Auswerte- und Steuereinheit 33 vom Frequenzumrichter 29 eine Information über die Größe der dreh momentbildenden Komponente des internen Regelkreises. Die Höhe h1 kann von der Auswerte- und Steuereinheit 33 entweder dadurch ermittelt werden, daß diese das Signal des Absolutwertgebers 35 kontinuierlich oder in bestimmten Abständen abtastet oder daß das Signal des Absolutwertgebers bei Erreichen der Höhe h1 einen Interrupt auslöst, so daß die Auswerte- und Steuerein heit 33 zu diesem Zeitpunkt eine Erfassung der drehmomentbil denden Komponente des Frequenzumrichters 29 vornimmt. Selbst verständlich kann anstelle der Erfassung eines einzigen Werts für die drehmomentbildende Komponente über einen bestimmten Zeitraum ein Mittelwert gebildet werden. When a height h 1 is reached , at which the drive has already reached its steady state after the start-up process, and at which there can be no collision between the two according to the length of the sleeves or coils, the evaluation and Control unit 33 from frequency converter 29 provides information about the size of the torque-forming component of the internal control loop. The height h 1 can be determined by the evaluation and control unit 33 either by scanning the signal of the absolute value encoder 35 continuously or at certain intervals or by the signal of the absolute value trigger triggering an interrupt when the height h 1 is reached , so that the evaluations - And Steuerein unit 33 at this time makes a detection of the torque-forming component of the frequency converter 29 . Of course, instead of recording a single value for the torque-generating component, an average can be formed over a certain period of time.
Der Drehmomentwert dient ab einer bestimmten Position d. h. ab einer bestimmten Höhe der Spulenbank 17, die mit der Höhe h1 identisch sein kann, als Basiswert zur Bestimmung des Soll werts für den Überwachungsvorgang. Hierzu kann beispielsweise der ermittelte Wert für das Drehmoment Mm mit einem bestimmten Faktor f multipliziert und als Schwellwert Ms = f × Mm gespei chert werden. Dieser Schwellwert kann dann als Sollwert für die Kollisionsüberwachung verwendet werden.From a certain position, ie from a certain height of the coil bank 17 , which can be identical to the height h 1 , the torque value serves as a base value for determining the target value for the monitoring process. For this purpose, for example, the determined value for the torque M m can be multiplied by a specific factor f and stored as the threshold value M s = f × M m . This threshold value can then be used as a setpoint for collision monitoring.
Bei der in Fig. 1a dargestellten Konstellation wird für die in der Figur rechts dargestellte Arbeitsstelle ein korrekter Wechselvorgang zu erwarten sein. Hierzu ist bereits, wie in Fig. 1a dargestellt, in beide Flügelreihen jeweils ein Trol leywagenzug 37 eingefahren, wobei jeder zweite Hängehalter 39 der Trolleywagenzüge 37 mit einer leeren Hülse 41 bestückt war. Bei der in Fig. 1a dargestellten Konstellation wurden bereits die auf den Spindeln 13 nach Beendigung eines Abzugs vorhandenen vollen Spulen durch ein Anheben der Spulenbank in die darüber befindlichen leeren Hängehalter 39 eingeklinkt und die Spulenbank 17 erneut abgesenkt. Anschließend wurde jeder Trolleywagenzug um den äquidistanten Abstand zwischen den Hängehaltern 39, welcher dem halben Abstand der Spindeln 13 entspricht, weiterbewegt.In the constellation shown in FIG. 1a, a correct change process can be expected for the work station shown on the right in the figure. For this purpose, as shown in Fig. 1a, a Trol leywagenzug 37 retracted into each row of wings, with every second hanging bracket 39 of the trolley car trains 37 was equipped with an empty sleeve 41 . In the constellation shown in FIG. 1 a, the full bobbins present on the spindles 13 after completion of a take-off have already been latched into the empty hanging holders 39 above them by lifting the bobbin bank, and the bobbin bank 17 has been lowered again. Each trolley car train was then moved further by the equidistant distance between the hanging brackets 39 , which corresponds to half the distance between the spindles 13 .
Würde, ausgehend von dieser in Fig. 1a für die rechte Reihe von Arbeitsstellen dargestellten Situation, wiederum ein Anhe ben der Spulenbank 17 erfolgen (die Situation der linken Reihe von Arbeitsstellen sei hierbei vernachlässigt), so ergäbe sich der in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien dargestellte Verlauf für das Drehmoment M bzw. die Drehzahl n des Elektromotors. Nach einem Einklinken der leeren Hülse 41 auf der in Fig. 1a rechts dargestellten Spindel 13 wird der Motor 21 und damit der gesamte Antrieb stillgesetzt, wobei während des Einklink vorgangs, wie in Fig. 2 dargestellt, das Drehmoment M bei im wesentlichen konstanter Drehzahl nm, auf einen Wert Mk ansteigt. If, starting from this situation shown in FIG. 1 a for the right row of work stations, the coil bank 17 was again raised (the situation of the left row of work stations was neglected here), the result would be that in FIG. 2 with solid lines curve shown for the torque M or the speed n of the electric motor. After the empty sleeve 41 has been latched onto the spindle 13 shown on the right in FIG. 1a, the motor 21 and thus the entire drive is stopped, the torque M at the essentially constant speed n during the latching process, as shown in FIG. 2 m increases to a value M k .
Dieser Anstieg ist jedoch in der Regel geringer als der Dreh momentanstieg auf das Drehmoment während des Anfahrvorgangs.However, this increase is usually less than the spin torque increase to the torque during the starting process.
Um die Kollisionsüberwachung ausreichend empfindlich gestalten zu können, wird jedoch der Schwellwert Ms (und damit der Faktor f) für den Ist-/Sollwertvergleich in der Regel niedriger ge wählt werden als das Drehmoment Mk, das sich während des Ein klinkvorgangs ergibt. Aus diesem Grund wird der Bereich, in welchem ein Übergabevorgang stattfinden kann, von der Auswer te- und Steuereinheit 33 durch eine entsprechende Auswertung des Signals des Absolutwertgebers 35 von der Überwachung aus genommen bzw. das Erzeugen eines Fehlersignals unterbunden.In order to be able to make the collision monitoring sufficiently sensitive, however, the threshold value M s (and thus the factor f) for the actual / target value comparison is generally chosen to be lower than the torque M k that results during the latching process. For this reason, the area in which a transfer process can take place is removed from the monitoring and control unit 33 by a corresponding evaluation of the signal from the absolute value encoder 35 , or the generation of an error signal is prevented.
Unter Berücksichtigung der Situation für die in Fig. 1a links dargestellte Reihe von Arbeitsstellen 7 des Flyers 1 ergibt sich folgendes Bild: Auf der linken Spindel befindet sich fälschlicherweise eine volle Spule 11, die beispielsweise infolge eines mißlungenen Übergabevorgangs auf dieser Spindel verblieben ist. In diesem Fall wird bei einer entsprechenden Höhe h3 der Spulenbank 17 eine Kollision zwischen der fälschlicherweise noch auf dieser Spindel verbliebenen Spule 11 und der darüber befindli chen leeren Hülse 41 stattfinden. Dies führt, wie in Fig. 2 dargestellt, zu einem sprungartigen Anstieg des Drehmoments M. Sobald die Auswerte- und Steuereinheit 33 ein Überschreiten der Schwelle Ms, d. h. des zuvor bestimmten Sollwerts, detek tiert, erzeugt diese ein Fehlersignal. Dieses Fehlersignal kann, wie in Fig. 2 aus dem gestrichelten Verlauf ersichtlich, zu einem sofortigen Stillsetzen des Antriebs 19 verwendet werden.Taking into account the situation for the row of workstations 7 of the flyer 1 shown on the left in FIG. 1a, the following picture results: On the left spindle there is erroneously a full coil 11 , which has remained on this spindle, for example as a result of a failed transfer process. In this case, at a corresponding height h 3 of the coil bank 17, a collision will take place between the coil 11 incorrectly remaining on this spindle and the empty sleeve 41 located above it. As shown in FIG. 2, this leads to a sudden increase in the torque M. As soon as the evaluation and control unit 33 detects an exceeding of the threshold M s , ie the previously determined target value, it generates an error signal. This error signal can, as can be seen from the dashed line in FIG. 2, be used to immediately stop the drive 19 .
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann eine derartige Kollisions überwachung beispielsweise nur für den Höhenbereich Δh durch geführt werden, d. h. innerhalb eines Bereichs, der durch die maximale Höhe h2 und die minimale Höhe h1 begrenzt ist. In diesem Bereich sind die Positionen der Spulenbank ausgenommen, in denen auch bei zulässiger Betriebsweise ein höheres Drehmo ment auftreten kann, wie insbesondere während der Einklinkvor gänge.As can be seen from FIG. 2, such a collision monitoring can only be carried out, for example, for the height range Δh, ie within a range which is limited by the maximum height h 2 and the minimum height h 1 . In this area, the positions of the spool bank are excluded, in which a higher torque can occur even when the operating mode is permissible, such as, in particular, during the latching operations.
Fig. 1b zeigt bei identischer Vorrichtung eine weitere Fehler ursache, welche zu einer Kollision führen kann. Bei der in der Fig. 1b rechts dargestellten Arbeitsstelle befindet sich ein leerer Hängehalter 39 über einer abzuziehenden vollen Spule 11. In diesem Fall wäre somit ein korrekter Wechselvorgang zu erwarten. Da jedoch bei der in Fig. 1b links dargestellten Ar beitsstelle fälschlicherweise kein leerer Hängehalter, sondern ein mit einer vollen Spule besetzter Hängehalter vorhanden ist, wird es bei einem Anheben der Spulenbank 17 ab einer gewissen Höhe wiederum zu einer Kollision zwischen den beiden vollen Spulen 11 kommen. Dies wird wiederum, wie vorstehend beschrieben, von der Auswerte- und Steuereinheit 33 erkannt und vorzugsweise das erzeugte Fehlersignal zu einem sofortigen Stillsetzen des Antriebs 19 verwendet. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. des Trolleywagen zugs vermieden. FIG. 1b shows a further cause of an error with an identical device, which may lead to a collision. At the work station shown on the right in FIG. 1 b, there is an empty hanging holder 39 above a full bobbin 11 to be removed. In this case, a correct change process would be expected. However, since in the work place shown on the left in FIG. 1b, there is erroneously no empty hanging holder, but a hanging holder occupied with a full bobbin, when the bobbin bank 17 is raised above a certain height, it in turn becomes a collision between the two full bobbins 11 come. As described above, this is in turn recognized by the evaluation and control unit 33 and the error signal generated is preferably used to immediately stop the drive 19 . In this way, damage to the spinning machine or the trolley car train is avoided.
Bei der in Fig. 1c dargestellten Situation befindet sich wie derum über der in der Figur rechts dargestellten Arbeitsstelle des Flyers ein leerer Hängehalter 39 über der abzuziehenden vollen Spule 11. Hierbei wäre wiederum ein korrekter Übergabe vorgang zu erwarten. Da jedoch bei der in der Fig. 1c links dargestellten Arbeitsstelle des Flyers fälschlicherweise eine leere Hülse 41 an dem betreffenden Hängehalter 39 angeordnet ist, wird es bei einem Anheben der Spulenbank 17 bei einer gewissen Höhe der Spulenbank zu einer Kollision zwischen der leeren Hülse 41 und der darunter befindlichen vollen Spule 11 kommen. Auch diese Kollision wird von der Auswerte- und Steu ereinheit 33 wieder in der vorstehend beschriebenen Weise erkannt und der Antrieb 19 bei der auftretenden Kollision umgehend stillgesetzt werden.In the situation shown in FIG. 1c, there is again an empty hanging holder 39 above the full spool 11 to be drawn off, above the work station of the flyer shown on the right in the figure. Again, a correct handover process would be expected. However, since an empty sleeve 41 is erroneously arranged on the relevant hanging holder 39 in the work station of the flyer shown on the left in FIG. 1c, when the coil bank 17 is raised at a certain height of the coil bank, a collision between the empty sleeve 41 and the full coil 11 located below. This collision is also recognized by the evaluation and control unit 33 in the manner described above and the drive 19 is stopped immediately in the event of a collision.
Auf diese Weise gewährleistet die Erfindung eine einfache Erkennung von Kollisionen. Dieses Verfahren ist insbesondere dann ohne großen Aufwand realisierbar - sogar entsprechende Spinnereimaschinen sind nachrüstbar -, wenn der Antrieb einen Frequenzumrichter umfaßt, in dessen innerem Regelkreis eine drehmomentbildende Komponente zur Erzeugung der Ansteuergrößen für den Elektromotor verwendet wird.In this way, the invention ensures a simple one Collision detection. This procedure is special then realizable with little effort - even appropriate Spinning machines can be retrofitted - if the drive is one Frequency converter includes, in the inner control loop one Torque-generating component for generating the control variables is used for the electric motor.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann - ebenso wie die entspre chende Vorrichtung - selbstverständlich auch in der Weise abgewandelt werden, daß das Bewegen des bewegbaren Elements, nicht mit konstanter Geschwindigkeit, sondern z. B. entspre chend eines vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufs erfolgt. Auch in diesem Fall kann die momentan vom Antrieb aufgenommene bzw. abgegebene Leistung (oder ein damit gekoppelter Parame ter) erfaßt und mit einem vorgegebenen Sollwert oder Sollwert verlauf verglichen werden. Beispielsweise kann ein vorgegebe ner Sollwertverlauf (zeitabhängig oder abhängig von der Posi tion) in der Auswerte- und Steuereinheit 33 gespeichert sein. Diese vergleicht dann die momentanen Istwerte mit dem momentan gültigen Sollwert und erkennt auf diese Weise ggf. auftretende Kollisionen.The inventive method can - just like the corre sponding device - of course also be modified in such a way that the moving of the movable element, not at a constant speed, but z. B. accordingly according to a predetermined speed curve. In this case too, the power currently taken up or given off by the drive (or a parameter coupled therewith) can be detected and compared with a predetermined setpoint or setpoint curve. For example, a predefined setpoint curve (time-dependent or depending on the position) can be stored in the evaluation and control unit 33 . This then compares the current actual values with the currently valid setpoint and in this way detects any collisions that may occur.
Selbstverständlich kann auch ein geschwindigkeitsabhängiger Sollwertverlauf gespeichert sein und die Auswerte- und Steuer einheit 33 zusätzlich zur vom Antrieb 19 aufgenommenen bzw. abgegebenen Leistung die Geschwindigkeit des bewegbaren Ele ments erfassen und bei einer erhöhten Leistungsaufnahme bzw. - abgabe des Antriebs 19 ein Fehlersignal erzeugen.Of course, a speed-dependent desired value profile can be stored and the evaluation and control unit 33 in addition to the picked up by the drive 19 and the power output, the speed of the movable ele ments collect at an increased power consumption or power - duty of the drive 19 generate an error signal.
Für unterschiedliche Produktionsvorgänge und Bewegungsvorgänge können unterschiedliche Abhängigkeiten für den Sollwert bzw. den Sollwertverlauf vorgegeben sein. So kann z. B. für das Abziehen voller Spulen von den Spindeln und das hierzu erfor derliche Anheben der Spulenbank ein bestimmter Sollwertverlauf oder eine Kennlinie des entsprechenden geschwindigkeitsabhän gigen Sollwerts vorgegeben sein. Für unterschiedliche Spulen gewichte, z. B. unterschiedliche Garnarten, können verschiedene Sollwertverläufe bzw. Kennlinien gespeichert sein. Da die Leistungsaufnahme für das Bewegen des bewegbaren Elements in der Regel über eine lineare Abhängigkeit mit dem Gewicht des Elements bzw. darauf befindlicher Teile (z. B. Spulen) abhängen wird, kann für verschieden schwere Teile nur jeweils ein Wert gespeichert sein, mit dem aus einer bekannten Kennlinie bzw. einem bekannten Sollwertverlauf für ein bestimmtes Teil mit einem bestimmten Gewicht die Kennlinie bzw. der Sollwertver lauf für das Bewegen des Elements mit dem jeweiligen Gewicht aus der bekannten linearen Beziehung ermittelt werden.For different production processes and movement processes different dependencies for the setpoint or the setpoint curve must be specified. So z. B. for that Remove full bobbins from the spindles and the necessary lifting the bobbin bank a certain setpoint curve or a characteristic curve of the corresponding speed-dependent current setpoint. For different coils weights, e.g. B. different types of yarn can be different Setpoint curves or characteristic curves can be saved. Since the Power consumption for moving the movable element in usually about a linear dependency with the weight of the Suspend elements or parts located on them (e.g. coils) can only have one value for parts of different weights be saved with which from a known characteristic or a known setpoint curve for a specific part the characteristic curve or the setpoint ver run for moving the element with the respective weight can be determined from the known linear relationship.
Claims (11)
bei dem das zu überwachende bewegbare Element (17) mittels eines Antriebs (19) zumindest über einen Teilbereich (Δh) des Bewegungswegs mit im wesentlichen konstantem Betrag (nm) der Geschwindigkeit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Erreichen der konstanten Geschwindigkeit (nm) die Leistungsaufnahme des Antriebs (19) oder die von dem Antrieb (19) abgegebene Leistung oder eine jeweils damit gekoppelte Größe erfaßt und hieraus ein Sollwert (Ms) für die gemessene Größe ermittelt wird,
wobei die Erfassung des Sollwerts (Ms) in einem Wegbereich des bewegbaren Elements (17) erfolgt, in dem eine Kollision weitgehend ausgeschlossen ist, und
daß zur Überwachung der Bewegung des Elements (17) im Teil bereich (Δh) des Bewegungswegs der Istwert (Mm) der erfaßten Größe mit dem Sollwert (Ms) verglichen und bei einem Über schreiten und/oder Unterschreiten des Sollwerts (Ms) ein Fehlersignal erzeugt wird. 1. Method for collision monitoring of a movable element of a spinning machine, in particular a coil bank of a flyer,
wherein the movable element ( 17 ) to be monitored is moved by means of a drive ( 19 ) at least over a partial area (Δh) of the movement path with an essentially constant amount (n m ) of speed, characterized in that
that after the constant speed (n m ) has been reached, the power consumption of the drive ( 19 ) or the power output by the drive ( 19 ) or a quantity coupled to it is recorded and a setpoint value (M s ) for the measured variable is determined therefrom,
wherein the detection of the target value (M s ) takes place in a path area of the movable element ( 17 ) in which a collision is largely excluded, and
that compared to monitor the movement of the element (17) in the partial region (.DELTA.h) of the movement path of the actual value (M m) of the detected parameter with the target value (M s) and proceed at a positive and / or falls below the desired value (M s) an error signal is generated.
daß ein Sensor zur Erfassung der Leistungsaufnahme des das bewegbare Element (17) antreibenden Antriebs (19) oder der von dem Antrieb abgegebenen Leistung oder einer jeweils damit gekoppelten Größe vorgesehen ist, dessen Signal einer Auswerte- und Steuereinheit (33) zugeführt ist,
daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) nach dem Erreichen der konstanten Geschwindigkeit (nm) die Leistungsaufnahme des Antriebs (19) oder die von dem Antrieb (19) abgegebene Leistung oder eine jeweils damit gekoppelte Größe erfaßt und hieraus einen Sollwert (Ms) für die gemessene Größe er mittelt,
wobei die Auswerte- und Steuereinheit (33) die Erfassung des Sollwerts (Ms) in einem Wegbereich des bewegbaren Ele ments (17) vornimmt, in dem eine Kollision weitgehend aus geschlossen ist, und
daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) zur Überwachung der Bewegung des Elements (17) im Teilbereich (Δh) des Bewegungswegs den Istwert (Mm) der erfaßten Größe mit dem Sollwert (Ms) vergleicht und bei einem Überschreiten und/- oder Unterschreiten des Sollwerts (Ms) ein Fehlersignal erzeugt.6. Spinning machine with a part ( 17 ) which can be driven by means of a drive ( 19 ) and is monitored for a collision, characterized in that
that a sensor is provided for detecting the power consumption of the drive ( 19 ) driving the movable element ( 17 ) or the power output by the drive or a quantity coupled to it, the signal of which is fed to an evaluation and control unit ( 33 ),
that the evaluation and control unit ( 33 ) after reaching the constant speed (n m ) detects the power consumption of the drive ( 19 ) or the power output by the drive ( 19 ) or a quantity coupled therewith and a setpoint (M s ) for the measured size,
wherein the evaluation and control unit ( 33 ) detects the target value (M s ) in a path area of the movable element ( 17 ) in which a collision is largely excluded, and
that the evaluation and control unit ( 33 ) for monitoring the movement of the element ( 17 ) in the partial area (Δh) of the movement path compares the actual value (M m ) of the detected quantity with the target value (M s ) and if it is exceeded and / or Falling below the setpoint (M s ) generates an error signal.
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