DE3734427A1

DE3734427A1 - Device and method for conveying a web of material

Info

Publication number: DE3734427A1
Application number: DE19873734427
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Boesch
Original assignee: Sucker & Franz Mueller GmbH
Current assignee: Sucker & Franz Mueller GmbH
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1989-04-20

Abstract

The intention of the invention is to provide a device for transporting a web of material between two transporting rollers with material tension control and stretching control to be switched in optionally. For this purpose, the electric output voltage of the position sensor of a jockey roller which is pressed against the web of material is converted into values of the material tension and fed, as an additional measuring pulse, to a synchro control of the transporting rollers. In the stretching control, the measuring pulses are delivered only outside a synchronisation range, and in the material tension control they are delivered constantly.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Weiterleiten einer Materialbahn, insbesondere einer textilen Fadenschar, von einer ersten zu einer zweiten Transportwalze, wobei die Transportwalzen getrennte Antriebe zum Einstellen einer von der Differenz der Walzenumfangsgeschwindigkeiten abhängigen Längsspannung der Materialbahn besitzen, wobei eine Tänzerwalze quer zur Richtung der Längsspannung elastisch gegen die Materialbahn gedrückt ist, wobei ferner ein mit der Tänzerwalze gekoppelter Stellungsgeber vorgesehen ist, welcher eine der elastischen Auslenkung der Tänzerwalze entsprechende elektrische Ausgangsspannung an einem Gleichlaufregler liefert, und wobei der Gleichlaufregler die Drehzahl beider Transportwalzen, vorzugsweise über inkrementale Impulsgeber, überwacht und bei einer Drehzahlabweichung ein elektrisches Spannungs-Korrektursignal an einem der Transportwalzenantriebe liefert. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung.The invention relates to a device for forwarding a material web, in particular a textile thread sheet, from a first to a second transport roller, the transport rollers separate drives for setting one of the difference in roll peripheral speeds dependent longitudinal tension of the material web own, with a dancer roll transverse to the direction the longitudinal tension is pressed elastically against the material web is, wherein also a coupled to the dancer roller Position transmitter is provided, which is one of the corresponding elastic deflection of the dancer roller electrical output voltage on a synchronous regulator provides, and the synchronous controller the speed both transport rollers, preferably via incremental ones Pulse generator, monitored and in the event of a speed deviation an electrical voltage correction signal on one of the Transport roller drives supplies. The invention relates a method for operating the device.

In der Textilindustrie und in der Papierindustrie wird häufig die Aufgabe gestellt, eine Materialbahn mit definierter Dehnung oder definierter Spannung weiterzuleiten. Probleme bereitet es, eine definierte Dehnung über alle Betriebszustände aufrechtzuerhalten, wenn der Elastizitätsmodul, z. B. in Abhängigkeit von der in der Materialbahn vorhandenen Restfeuchte oder in Abhängigkeit von der Feuchte der Umgebungsluft, schwankt. Es kann dann zu lediglich vom Elastizitätsmodul abhängigen Änderungen der Längsspannung der Materialbahn kommen, die zu Überdehnungen oder Antriebsüberlastungen einerseits oder zum übermäßigen Durchhängen der Materialbahn führen können. Ganz erhebliche Schwierigkeiten können sich in diesem Zusammenhang ergeben, wenn die Materialbahn aus einer Fadenschar, z. B. im Bereich der Webereivorbereitung der Textilindustrie, besteht, weil bei Anstieg der Materialspannung Fadenbrüche und bei zu starkem Absinken der Materialspannung Fadenverwicklungen der einzelnen Fäden auftreten können.In the textile industry and in the paper industry often asked the task of a material web with a defined Forward elongation or defined tension. Problems are caused by a defined stretch maintain all operating conditions when the Young's modulus, e.g. B. depending on the in the Material web existing residual moisture or depending on the humidity of the ambient air. It can then only depend on the modulus of elasticity Changes in the longitudinal tension of the material web come, that lead to overextensions or drive overloads on the one hand or for excessive sagging of the material web being able to lead. Very serious difficulties can arise in this context if the material web from a group of threads, e.g. B. in the field of Preparation of the textile industry for weaving exists because when the material tension increases, thread breaks and when the thread increases sharp drop in material tension of the individual threads can occur.

Aus den vorgenannten Gründen erscheint es wünschenswert, eine Steuerung des Gleichlaufs der beiden eingangs genannten Transportwalzen zu schaffen, die von der Dehnbarkeit der transportierten Materialbahnen abhängen. Eine entsprechende Regelung würde aber die universelle Anwendbarkeit der jeweiligen Transportvorrichtung beschränken, weil es bei vielen Materialien technologisch günstiger erscheint, mit konstanter Materialspannung zu produzieren.For the reasons mentioned above, it seems desirable a control of the synchronism of the two mentioned above To create transport rollers that are stretchable depend on the transported material webs. A corresponding regulation would, however, universal applicability restrict the respective transport device, because it’s technological with a lot of materials seems cheaper, with constant material tension too to produce.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahlsteuerung der Transportwalzen zum Erzeugen einer langzeitstabilen Materialdehnung zu schaffen, die ohne mechanischen Umbau in eine als Materialspannungsregler zum Ausgleich eines schwankenden Elastizitätsmoduls ausgebildete Drehzahlsteuerung umschaltbar ist.Accordingly, the invention has for its object a Speed control of the transport rollers to generate a to create long-term stable material expansion without mechanical conversion into a material tension controller trained to compensate for a fluctuating modulus of elasticity Speed control is switchable.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht für die eingangs genannte Vorrichtung darin, daß die elektrische Ausgangsspannung des Stellungsgebers der Tänzerwalze auf eine die Längsspannung der Materialbahn ermittelnde, speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) geschaltet ist und daß die speicherprogrammierbare Steuerung zum Ermitteln eines in den Gleichlaufregler einzuspeisenden Spannungs-Korrekturwert zwischen einem oberen und einem unteren Interventionspunkt ausgelegt ist.The solution according to the invention exists for the aforementioned Device in that the electrical output voltage of the positioner of the dancer roller on one determining the longitudinal tension of the material web, programmable logic controller (PLC) is switched and that the programmable logic controller for determining one to be fed into the synchronous controller Voltage correction value between an upper and an upper lower intervention point is designed.

Erfindungsgemäß wird die am Stellungsgeber der Tänzerwalze ermittelte elektrische Spannung auf einen Analog-Eingang der speicherprogrammierbaren Steuerung geführt, um die Materialspannung zu ermitteln. In der Steuerung wird nach Maßgabe eines vorgegebenen oberen und unteren Interventionspunktes ein - gegebenenfalls erforderlicher - Korrektur-Wert sowie die Polarität dieses Wertes bestimmt. Der Korrekturwert wird je nach Interventionsbereich in den Gleichlaufregler eingespeist. Wenn die Antriebe der Transportwalzen über inkrementale Impulsgeber zu überwachen sind, ist es zweckmäßig, den Korrekturwert vor dem Weiterleiten zunächst in eine proportionale Impulsfrequenz umzusetzen. Je nach Interventionsbereich kann der Korrekturwert in einen Meßgeberkanal des Leit- oder Folgegebers des Gleichlaufreglers eingespeist werden. Die zusätzlichen dem Gleichlaufregler zugeführten Meßimpulse gehen in die Drehzahlregelung des Folgeantriebs gewissermaßen als Feinsteuerung ein und sorgen dafür, daß die Regelstrecke zwischen den beiden Transportwalzen im Gleichlaufbereich stabilisiert wird.According to the position of the dancer roller determined electrical voltage on an analog input the programmable logic controller, to determine the material tension. In the control is given a predetermined upper and lower Intervention point one - possibly necessary - Correction value and the polarity of this value are determined. The correction value depends on the area of intervention fed into the synchronous controller. If the drives of the transport rollers via incremental pulse generators it is advisable to monitor the correction value before forwarding to a proportional pulse frequency to implement. Depending on the area of intervention the correction value can be transferred to a or follower of the synchronous controller. The additional supplied to the synchronous controller Measuring pulses go into the speed control of the slave drive to some extent as a fine control and worry ensuring that the controlled system between the two transport rollers is stabilized in the synchronous range.

Diese spannungsbegrenzte Dehnungssteuerung besitzt einen Gleichlaufbereich zwischen einem unteren und einem oberen Interventionsbereich der Materialspannung. Die Regelung beginnt also zu arbeiten, wenn der Gleichlaufbereich entweder den unteren Interventionspunkt in Richtung auf den unteren Interventionsbereich oder den oberen Interventionspunkt in Richtung auf den oberen Interventionsbereich der Materialspannung überschreitet. Wenn eine solche Vorrichtung bzw. Schaltung in einem Materialspannungsregler zum Ausgleich des schwankenden Elastizitätsmoduls umgestellt werden soll, ist es gemäß weiterer Erfindung erforderlich, den oberen und den unteren Interventionspunkt zusammen auf den gewünschten Arbeitspunkt der Materialspannung zu legen. Hierzu, aber auch zum Anpassen der vorgenannten Dehnungssteuerung an die Erfordernisse, insbesondere den Elastizitätsmodul, des jeweilig behandelten Materials, wird es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, die Interventionspunkte der Materialspannung verschiebbar auszubilden.This voltage limited strain control has one Synchronization range between a lower and an upper Intervention area of material tension. The regulation So starts working when the synchronous range towards either the lower intervention point on the lower intervention area or the upper one Intervention point towards the upper intervention area the material tension exceeds. If such a device or circuit in a material tension controller to compensate for the fluctuating Elastic modulus to be changed, it is according to further invention required, the upper and the lower Intervention point together on the desired one To set the working point of the material tension. To do this, however also to adjust the aforementioned stretch control the requirements, in particular the modulus of elasticity, of the material treated in each case, it is in a Embodiment of the invention provided that Intervention points of the material tension can be moved to train.

Anhand der schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:Using the schematic drawing of an embodiment details of the invention are explained. It demonstrate:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; Figure 1 is a schematic diagram of a device according to the invention.

Fig. 2 ein Diagramm zur Darstellung einer spannungsbegrenzten Dehnungssteuerung; und Figure 2 is a diagram showing a stress-limited strain control. and

Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung einer Materialspannungs-Regelung. Fig. 3 is a diagram showing a material tension control.

Nach Fig. 1 wird eine Materialbahn 1, insbesondere eine textile Fadenschar zwischen zwei Transportwalzen 2 und 3 in Pfeilrichtung 4 gefördert. Es sei angenommen, die Materialbahn 1 werde zwischen den Punkten 5 und 6 geklemmt. Durch Wahl einer Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten der Transportwalzen 2 und 3 stellt sich eine Dehnung der Materialbahn ein. Der Dehnung entspricht nach dem Hooke'schen Gesetz eine Materialspannung (S), zu der eine durch eine Feder 7 belastete Tänzerwalze 8 die Gegenkraft F bildet. Nach dem Hooke'schen Gesetz ist die Auslenkung w der an einem in einem Lager 9 befestigten Arm 10 sitzenden Tänzerwalze 8 um so größer, je größer der Elastizitätsmodul bzw. Dehnungsmodul der Materialbahn 1 ist. Die Auslenkung w der Tänzerwalze 8 wird im Ausführungsbeispiel über einen als Potentiometer ausgebildeten Stellungsgeber 11 abgegriffen, in eine elektrische Spannung umgewandelt und einem Analogeingang 12 einer speicherprogrammierbaren Steuerung 13 zugeführt.According to Fig. 1, a material web 1, in particular a textile yarn sheet between two transport rollers 2 and 3 is conveyed in the arrow direction 4. It is assumed that material web 1 is clamped between points 5 and 6 . By choosing a difference in the peripheral speeds of the transport rollers 2 and 3 , an elongation of the material web is established. According to Hooke's law, the elongation corresponds to a material tension (S) , to which a dancer roller 8 loaded by a spring 7 forms the counterforce F. According to Hooke's law, the deflection w of the dancer roller 8 seated on an arm 10 fastened in a bearing 9 is greater the greater the modulus of elasticity or elongation modulus of the material web 1 . The deflection w of the dancer roller 8 is tapped in the exemplary embodiment via a position transmitter 11 designed as a potentiometer, converted into an electrical voltage and fed to an analog input 12 of a programmable logic controller 13 .

In der Steuerung 13 wird das Spannungssignal der Tänzerwalze 8 über einen Analog/Digital-Wandler 14 an einem Rechner 15 weitergeleitet, der die augenblickliche Materialspannung ermittelt und über einen Digital/Analog-Wandler 16 und einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer 17 als Impulsfrequenz einem den Transportwalzen 2 und 3 zugeordneten Gleichlaufregler 18 zuführt. Ein Funktionsblock im Rechner 15 ermittelt die Richtung der Abweichung und ordnet die Korrekturimpulse dem jeweils richtigen Meßgeberkanal (28 bzw. 29 siehe unten) zu. Die entsprechende Wirklinie wird mit 19 bezeichnet.In the controller 13 , the voltage signal of the dancer roll 8 is passed on via an analog / digital converter 14 to a computer 15 which determines the instantaneous material tension and via a digital / analog converter 16 and a voltage / frequency converter 17 as the pulse frequency Feed rollers 2 and 3 assigned synchronizer 18 supplies. A function block in the computer 15 determines the direction of the deviation and assigns the correction pulses to the correct transmitter channel ( 28 and 29 see below). The corresponding line of action is designated 19 .

Der Gleichlaufregler 18 dient an sich dazu, die Walzendrehzahlen der beiden Transportwalzen 2 und 3 zu koordinieren. Hierbei wird im Ausführungsbeispiel vorgesehen, den Antrieb 20 der zweiten Transportwalze 3 als Leitantrieb auszubilden, von dem abhängig der Antrieb 21 der ersten Transportwalze 2 gewissermaßen als Folgeantrieb zu steuern ist. Der Leitantrieb 20 wird unmittelbar von der SPS 13 über eine Leitung 22 mit einem Sollwert versorgt und liefert seinerseits Steuersignale über eine Leitung 23 an den Gleichlaufregler 18. In diesen wird außerdem ein Dehnfaktor 24 eingegeben, so daß der Gleichlaufregler 18 in der Lage ist, den Folgeantrieb über eine Leitung 25 zu steuern. Zusätzlich werden im Ausführungsbeispiel die Drehwinkel der beiden Transportwalzen 2 und 3 über inkrementale Impulsgeber 26 und 27 überwacht, so daß der Gleichlaufregler 18 in der Lage ist, bei Drehzahl- und Drehwinkelabweichungen ein vorzeichenrichtiges additives Korrektur-Spannungs-Signal für den Folgeantrieb 21 zu liefern.The synchronous controller 18 is used per se to coordinate the roller speeds of the two transport rollers 2 and 3 . It is provided in the exemplary embodiment to design the drive 20 of the second transport roller 3 as a master drive, on which the drive 21 of the first transport roller 2 is to be controlled as a kind of slave drive. The master drive 20 is directly supplied with a desired value by the PLC 13 via a line 22 and in turn supplies control signals via a line 23 to the synchronous controller 18 . A stretch factor 24 is also entered in this, so that the synchronous controller 18 is able to control the slave drive via a line 25 . In addition, in the exemplary embodiment, the rotation angles of the two transport rollers 2 and 3 are monitored via incremental pulse generators 26 and 27 , so that the synchronous controller 18 is able to deliver an additive correcting voltage signal for the slave drive 21 in the event of speed and rotation angle deviations.

Erfindungsgemäß wird das von der Tänzerwalze 8 bzw. deren Stellungsgeber 11 gelieferte Spannungssignal nach Durchlauf durch die SPS 13 dazu ausgenutzt, nach Maßgabe eines vorher eingestellten oberen und unteren Interventionspunktes der Materialspannung einen gegebenenfalls erforderlichen Korrekturwert sowie die Polarität dieses Wertes in den Gleichlaufregler 18 einzugeben. Dieser Korrekturwert wird je nach Interventionsbereich in den Meßgeberkanal 28 des Folgegebers oder in den Meßgeberkanal 29 des Leitgebers im Gleichlaufregler 18 eingespeist. Zu diesem Zweck wird am Ausgang der SPS 13 ein Umschalter 30 vorgesehen.According to the invention, the voltage signal supplied by the dancer roller 8 or its position transmitter 11 is used after passing through the PLC 13 to enter a correction value, which may be required, and the polarity of this value into the synchronization controller 18 in accordance with a previously set upper and lower intervention point for the material tension. Depending on the intervention area, this correction value is fed into the encoder channel 28 of the following encoder or into the encoder channel 29 of the master encoder in the synchronous controller 18 . For this purpose, a changeover switch 30 is provided at the output of the PLC 13 .

Da die auf diese Weise von der SPS 13 zusätzlich in den Meßgeberkanal 28 bzw. 29 des Folge- oder Leitgebers gelieferten Impulse wie zusätzliche Meßimpulse wirken, wird die Drehzahl des Folgeantriebs 2 so verstellt, daß die Regelstrecke zwischen den Transportwalzen 2 und 3 sich auf den jeweils vorgesehenen Interventionspunkt stabilisiert.Since the pulses supplied in this way by the PLC 13 in the encoder channel 28 or 29 of the follower or master act as additional measuring pulses, the speed of the slave drive 2 is adjusted so that the controlled system between the transport rollers 2 and 3 affects the the intended intervention point is stabilized.

In Fig. 2 wird ein entsprechendes Diagramm dargestellt. Das Diagramm zeigt in der Abszisse die in der SPS 13 ermittelte Materialspannung S und in der Ordinate die daraus berechneten und erzeugten positiven oder negativen an den Gleichlaufregler 18 abzugebenden Impulse I. Im Gleichlaufbereich 36 erfolgt keine zusätzliche Regelung. Wenn jedoch der untere Interventionspunkt 31 oder der obere Interventionspunkt 32 in Richtung auf den unteren Interventionsbereich 33 oder den oberen Interventionsbereich 34 überschritten wird, liefert die SPS 13 an den Meßgeberkanal 28 und 29 zusätzliche Meßimpulse, die eine Anpassung der Drehzahl des Folgeantriebs 2 bewirken. A corresponding diagram is shown in FIG. 2. The diagram shows the material tension S determined in the PLC 13 in the abscissa and the positive or negative pulses I to be output to the synchronous controller 18 and calculated or generated therefrom in the ordinate. No additional regulation takes place in the synchronous range 36 . If, however, the lower intervention point 31 or the upper intervention point 32 in the direction of the lower intervention area 33 or the upper intervention area 34 is exceeded, the PLC 13 delivers additional measuring impulses to the measuring transducer channels 28 and 29 , which bring about an adjustment of the speed of the slave drive 2 .

Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung als Materialspannungsregler zum Ausgleich eines schwankenden Elastizitätsmoduls ausgebildet werden soll, brauchen die an sich zum Anpassen an die Materialeigenschaften verstellbaren Interventionspunkte 31 und 33 nach Fig. 3 lediglich zusammengedrückt und auf den gewünschten Arbeitspunkt 35 der Materialspannung S gelegt zu werden. Die Umschaltung von dem einen in das andere Produktionsverfahren kann daher ohne mechanischen Umbau der Vorrichtung erfolgen.If the inventive device is to be formed as a material voltage regulator to compensate for a fluctuating modulus of elasticity, the adjustable per se to match the material properties intervention points 31 and 33 need to Fig. 3, only compressed and to be set to the desired operating point 35 of the material strain S. Switching from one production process to the other can therefore take place without mechanical modification of the device.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Materialbahn
2 Transportwalze
3 Transportwalze
4 Pfeil
5 Klemmpunkt
6 Klemmpunkt
7 Feder
8 Tänzerwalze
9 Lager
10 Arm (8)
11 Stellungsgeber
12 Analogeingang
13 speicherprogrammierbare Steuerung (SPS)
14 Analog/Digital-Umsetzer
15 Rechner
16 Digital/Analog-Umsetzer
17 Spannungs-Frequenz-Umsetzer
18 Gleichlaufregler
19 Wirklinie
20 Leitantrieb
21 Folgeantrieb
22 Leitung
23 Leitung
24 Drehfaktor
25 Leitung
26 inkrementaler Impulsgeber
27 inkrementaler Impulsgeber
28 Meßgeberkanal
29 Meßgeberkanal
30 Umschalter
31 unterer Interventionspunkt
32 oberer Interventionspunkt
33 unterer Interventionsbereich
34 oberer Interventionsbereich
35 Arbeitspunkt 1 web of material
2 transport roller
3 transport roller
4 arrow
5 clamping point
6 clamping point
7 spring
8 dancer roller
9 bearings
10 arms ( 8 )
11 position transmitter
12 analog input
13 programmable logic controller (PLC)
14 analog / digital converters
15 computers
16 digital / analog converters
17 voltage-frequency converters
18 synchronization controller
19 line of action
20 master drive
21 slave drive
22 line
23 line
24 rotation factor
25 line
26 incremental pulse generator
27 incremental pulse generator
28 transmitter channel
29 transmitter channel
30 switches
31 lower intervention point
32 upper intervention point
33 lower intervention area
34 upper intervention area
35 working point

Claims

1. Device for forwarding a web of material ( 1 ), in particular a textile sheet, from a first to a second transport roller ( 2, 3 ), wherein the transport rollers ( 2, 3 ) separate drives ( 20, 21 ) for setting a difference from the roll peripheral speeds dependent longitudinal tension (S) of the web (1) have, wherein a dancer roll (8) is transversely pushed to the direction of longitudinal tension elastically against the material web (1), further comprising a coupled with the dancer roll (8) position transmitter (11) provided which one of the elastic deflection of the dancer roller delivers corresponding electrical output voltage (8) to a synchronization controller (18, and wherein the synchronization controller (18), the rotational speed of the two transport rollers (2, 3), preferably via incremental encoder (26, 27), monitors and in the event of a speed deviation , supplies an electrical voltage correction signal to one of the transport roller drives ( 20, 12 ) rch characterized in that the electrical output voltage of the position transmitter ( 11 ) of the dancer roller ( 8 ) is connected to a programmable logic controller ( 13 ) which determines the longitudinal tension ( S) of the material web ( 1 ) and that the programmable logic controller ( 13 ) is used to set a the synchronization correction ( 18 ) voltage correction value to be fed between the upper and a lower intervention point ( 31, 32 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the intervention point ( 31, 32 ) to adapt to the requirements of the material web ( 1 ), in particular of its modulus of elasticity, are displaceable.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the upper and the lower intervention point ( 31, 32 ) in training as a material tension controller to compensate for a fluctuating elasticity module on a single working point ( 35 ) of the material tension (S) are combined.

4. The method for operating the device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a defined stretch of the material web ( 1 ) is maintained over all operating states.

5. A method for operating the device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a constant material tension is maintained regardless of changes in the modulus of elasticity between the clamping points ( 5, 6 ) of the transport rollers ( 2, 3 ).