DE3919687C2

DE3919687C2 -

Info

Publication number: DE3919687C2
Application number: DE19893919687
Authority: DE
Inventors: Christoph Dipl.-Ing. Pasch (Fh), 7000 Stuttgart, De
Original assignee: SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
Current assignee: SKF Textilmaschinen Komponenten GmbH
Priority date: 1989-04-15
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1992-09-17
Also published as: JPH03174022A; DE3919687A1; JP2531594B2; EP0392194A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.The invention relates to a spinning machine, which has the features of Preamble of claim 1.

Bei einer bekannten Ringspinnmaschine der eingangs genannten Art (DE 29 11 378 A1) sind statt des üblichen gemeinsamen Antriebes der Nebenaggregate mittels eines einzigen Motors Einzelantriebe vorgesehen, um das Drehzahlverhältnis der einzelnen Nebenaggregate in einfacher Weise verändern zu können. Da der Frequenzumrichter, an welchen die Antriebsmotoren der Spindeln angeschlossen sind, und die Frequenzumrichter für die Einzelantriebe der Nebenaggregate entweder von einem einzigen Sollwertgeber oder von einem den Drehzahlistwert eines der Nebenaggregate erfassenden Taktgenerators über je einen Frequenzsteller angesteuert werden, erfolgt der Betrieb der Spinnmaschine ohne Regelung mit den gewählten Drehzahlverhältnissen. Die damit erreichbare Garnverbesserung ist nicht in allen Fällen befriedigend.In a known ring spinning machine of the type mentioned (DE 29 11 378 A1) are instead of the usual common drive the auxiliary units by means of a single motor single drives provided to the speed ratio of each accessory to be able to change in a simple way. Since the frequency converter, to which the drive motors of the spindles are connected and the frequency converters for the individual drives of the auxiliary units either from a single setpoint generator or from one Actual speed value of a clock generator that detects the auxiliary units are controlled via one frequency controller each Operation of the spinning machine without control with the selected speed ratios. The yarn improvement that can be achieved with this is not satisfactory in all cases.

Dies gilt auch für eine andere bekannte Ringspinnmaschine (DE 33 09 370 A1), bei der zur Einhaltung eines bestimmten Drehzahlverhältnisses auch während des mit sich ändernden Drehzahlen erfolgenden Anspinnens und Abspinnens sowohl dem allen Nebenaggregaten gemeinsamen Asynchronmotor als auch dem Asynchronmotor für einen Tangentialriemenantrieb der Spindeln je ein Tachogenerator als Drehzahl-Istwertgeber zugeordnet ist und zwei Regler vorgesehen sind, welche die beiden Elektromotoren so steuern, daß ein vorgebbares Drehzahl-Verhältnis eingehalten wird.This also applies to another known ring spinning machine (DE 33 09 370 A1), in order to maintain a certain speed ratio even during changing speeds successive piecing and spinning off of all the auxiliary units common asynchronous motor as well as the asynchronous motor for a tangential belt drive of the spindles each a tachogenerator is assigned as an actual speed sensor and two controllers are provided are, which control the two electric motors so that a Predeterminable speed ratio is observed.

Es ist ferner bekannt (DE 37 39 595 A1), die Spindeldrehzahl einer Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine in Abhängigkeit von der Hubbewegung der Ringbank zu steuern. It is also known (DE 37 39 595 A1), the spindle speed Ring spinning or ring twisting machine depending on the lifting movement to control the ring bench.

Schließlich ist es bei Nähmaschinen bekannt (DE 30 18 886 C2), eine gewünschte Arbeitsweise trotz einer Vielzahl vorzunehmender Einstellungen dadurch sicherzustellen, daß man die einzelnen Daten und Bedingungen für den Nähvorgang nacheinander einzeln in einen Speicher eingibt, an den jeder Stellantrieb angeschlossen ist, worauf die Einstellung der Maschinenteile selbsttätig erfolgt.Finally, it is known in sewing machines (DE 30 18 886 C2), a desired way of working in spite of a multitude of Settings by ensuring that you have the individual data and conditions for sewing one by one Enter memory to which each actuator is connected, whereupon the setting of the machine parts takes place automatically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinnmaschine zu schaffen, mit der alle Möglichkeiten einer Verbesserung der Garne und auch die Erzeugung von Garnen mit neuartiger Qualität und/oder Beschaffenheit ausgeschöpft werden können. Diese Aufgabe löst eine Spinnmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1.The invention has for its object to a spinning machine create with all the possibilities of improving the yarn and also the production of yarns of a new quality and / or Condition can be exhausted. This task solves one Spinning machine with the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Lösung, die sich besonders für Spinntester eignet, aber auch für Produktionsspinnmaschinen in Frage kommt sowie beispielsweise die Herstellung spezieller Garne, wie Effektgarne, gestattet, ermöglicht dank der voneinander unabhängigen Sollwerte für die Einzelantriebe der Nebenaggregate und der Spindeln sowie der Vorgebbarkeit dieser Sollwerte in Form von Sollwertprogrammen, das Zusammenspiel der Nebenaggregate und der Spindeln sowohl im Hinblick auf die Ausgangsbedingung als auch im Hinblick auf die Anforderungen an das Garn stets optimal zu gestalten. Es können deshalb sowohl die Eigenschaften der üblichen Garne verbessert als auch Garne neuartiger Beschaffenheit hergestellt werden. Hierbei ist von Bedeutung, daß auch nichtlineare Zusammenhänge zwischen einzelnen Größen, beispielsweise zwischen der Drehgeschwindigkeit der Walzen des Streckwerkes und der Drehzahl der Spindel, berücksichtigt werden können, was insbesondere bei erhöhten Drehzahlen wichtig ist. Da ferner mit Hilfe der Winkelgeber die Winkelstellung der Antriebsmotoren der Nebenaggregate erfaßt wird, kann man die von diesen Motoren angetriebenen Nebenaggregate nicht nur drehzahlgenau, sondern sogar winkelgenau regeln. Dies ist nicht zuletzt bei Drehzahländerungsprogrammen von großem Vorteil, also beispielsweise beim Anspinnvorgang und beim Abspinnvorgang, bei denen hierdurch die Sollwerte der Drehzahl und der Winkelstellungen mit ebenso großer Genauigkeit eingehalten werden wie beim Betrieb der Maschine mit der Hauptspinndrehzahl. Die voneinander völlig unabhängigen Sollwertprogramme für die Drehzahl der Spindeln und die Winkelstellungen der Achsen der Nebenaggregate können, was ebenfalls sehr vorteilhaft ist, auch während des Betriebs geändert werden. So kann beispielsweise die Ringbankbewegung variiert werden, und zwar nicht nur hinsichtlich des Hubes und der Fortschaltung, sondern auch hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes der Hubbewegung. Ferner kann beispielsweise die Spindeldrehzahl in Abhängigkeit von der Ringbankstellung variiert, insbesondere zwischen einer maximalen und einer minimalen Drehzahl verändert werden.The solution according to the invention, which is particularly suitable for spinning testers suitable, but also comes into question for production spinning machines and, for example, the production of special yarns, such as fancy yarns, allowed, thanks to the independent Setpoints for the individual drives of the auxiliary units and the spindles and the prescribability of these setpoints in the form of setpoint programs, the interaction of the auxiliary units and the spindles both with regard to the initial condition and in Always optimal with regard to the requirements for the yarn. It can therefore have both the properties of the usual Yarns improved as well as yarns of a new quality will. It is important that nonlinear Relationships between individual sizes, for example between the speed of rotation of the rollers of the drafting system and the speed the spindle, which can be taken into account, in particular at high speeds is important. Furthermore, with the help of Angle encoder the angular position of the drive motors of the auxiliary units is detected, you can drive those engines Auxiliary units not only accurate to the speed, but even precise to the angle regulate. This is not least in the case of speed change programs from great advantage, for example when piecing and when Spin-off process in which the setpoints of the speed and the angular positions are maintained with equally high accuracy like operating the machine at the main spindle speed. The completely independent setpoint programs for the Speed of the spindles and the angular positions of the axes of the Auxiliary units can, which is also very advantageous, too be changed during operation. For example, the Ring bench movement can be varied, and not only in terms of of the stroke and the advancement, but also in terms of time course of the lifting movement. Furthermore, for example the spindle speed depending on the ring bench position varies, especially between a maximum and a minimum Speed can be changed.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zusätzlich zu den Einzelantrieben für die Zylinder des Streckwerkes und für die Ringbank auch die Einzelantriebe für die Trägerschienen der Balloneingrenzungsringe und der Garnösen sowie deren Winkelgeber an den Positionierprozessor angeschlossen, damit auch die Bewegung dieser Nebenaggregate nach eigenen Programmen geregelt werden kann.In a preferred embodiment, in addition to Individual drives for the cylinders of the drafting system and for the Ringbank also the individual drives for the carrier rails of the Balloon containment rings and thread eyelets and their angle sensors connected to the positioning processor, thus also the movement these ancillary units are regulated according to their own programs can be.

Die Elektromotoren der Einzelantriebe sind vorzugsweise elektronisch kommutierende Motoren. Aber auch andere Elektromotoren, die eine winkelgenaue Positionierung ermöglichen, kommen in Frage.The electric motors of the individual drives are preferably electronic commutating motors. But also other electric motors, that enable precise positioning in question.

Als Winkelgeber sind bei einer bevorzugten Ausführungsform Resolver vorgesehen, welche eine sehr hohe Winkelauflösung haben, beispielsweise etwa 1000 Schritte pro Umdrehung. Resolver sind bekannt (Lueger, Lexikon der Technik, Bd. 13 und 14, Feinwerktechnik, 1968, DVA, Stuttgart, S. 184-185; S. 316; DE-OS 28 25 969). Aber auch andere hochauflösende Winkelgeber sind geeignet.In a preferred embodiment, the angle sensors are Resolvers provided which have a very high angular resolution have, for example, about 1000 steps per revolution. Resolvers are known (Lueger, Lexikon der Technik, Vol. 13 and 14, Feinwerktechnik, 1968, DVA, Stuttgart, pp. 184-185; P. 316; DE-OS 28 25 969). But other high-resolution angle encoders are also suitable.

Sofern wenigstens eine der Spindeln mit einer Drehzahlsonde versehen ist, kann der von dieser Drehzahlsonde gegebene Istwert dem Positionierprozessor zugeführt werden. Dieser kann dann aufgrund des Istwert/Sollwert-Vergleiches das Umrichtersteuersignal bilden.If at least one of the spindles with is provided with a speed probe, the speed probe can given actual value to the positioning processor will. This can then be based on the actual value / setpoint comparison form the converter control signal.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Positionierprozessor einen Anschluß für einen Personal-Computer. Mittels dieses Personal-Computers können bequem Programme in den Positionierprozessor eingegeben werden und Programmänderungen auch während des Betriebs vorgenommen werden. Vorzugsweise hat dennoch der Positionsprozessor einen Speicher für wenigstens ein Sollwertprogramm, damit der Personal-Computer nicht ständig an den Positionierprozessor angeschlossen sein muß.In a preferred embodiment, the positioning processor a connector for a personal computer. Means This personal computer can easily put programs into the positioning processor be entered and program changes too be made during operation. Preferably nevertheless the position processor has a memory for at least one Setpoint program so that the personal computer is not constantly must be connected to the positioning processor.

Damit die Programme in einer definierten Stellung der Ringbank gestartet werden können, hat der Positionierprozessor vorteilhafterweise einen Eingang für eine "Ringbank oben"- und/oder ein "Ringbank unten"-Signal. Ferner sind zweck mäßigerweise Eingänge für ein Startsignal und ein Stopsignal vorgesehen, um manuell ein Programm starten und ebenfalls manuell die Spinnmaschine stillsetzen zu können.So that the programs in a defined position of the ring bench the positioning processor can be started advantageously an entrance for a "ring bench above" - and / or a "ring bank below" signal. Furthermore, purpose moderate inputs for a start signal and a stop signal provided to manually start a program and also manually to be able to stop the spinning machine.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt eine unvollständige und schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Schal tung.The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in detail. The only figure shows an incomplete and schematic Representation of the embodiment and the associated scarf tung.

Eine Spinnmaschine hat ein aus einem Lieferzylinder 1, einem Riemchenzylinder 2 sowie zwei weiteren Zylindern 3 und 4 samt den dazugehörigen Andrückrollen bestehendes Streckwerk, welches das Ausgangsmaterial zuführt. Da üblicherweise die Drehzahlen vom Zylinder 4 zum Lieferzylinder 1 hin zunehmen, erfährt das zu verarbeitende Material zwischen dem Zylinder 4 und dem Zy linder 3 einen ersten Vorverzug, zwischen dem Zylinder 3 und dem Riemchenzylinder 2 einen zweiten Vorverzug und zwischen dem Riemchenzylinder 2 sowie dem Lieferzylinder 1 einen Haupt verzug.A spinning machine has a drafting system consisting of a delivery cylinder 1 , an apron cylinder 2 and two further cylinders 3 and 4 together with the associated pressure rollers, which feeds the starting material. Since usually the speeds of the cylinder 4 to the delivery cylinder 1 toward increase experienced by the material to be processed between the cylinder 4 and the Zy relieving 3 has a first break draft between the cylinder 3 and the Riemchenzylinder 2 a second pre-draft, and between the Riemchenzylinder 2 and the delivery cylinder 1 a major default.

Unterhalb des Streckwerkes sind in Längsrichtung der Zylinder 1 bis 4 im Abstand nebeneinander gleich ausgebildete Spindeln 5 angeordnet, auf die je eine Hülse aufgesteckt werden kann, die sich in aufgestecktem Zustand zusammen mit der Spindel 5 dreht. Auf diese Hülse wird der Faden aufgewickelt, der vom Lieferzylinder 1 kommt und zunächst eine Garnöse 6 und dann einen Balloneingrenzungsring 7 durchläuft, ehe er über eine Ring/Läufer-Anordnung 8 zur Hülse gelangt und dort aufgewickelt wird. Die Garnösen 6 werden von einer auf und ab bewegbaren Trägerschiene 9, die Balloneingrenzungsringe 7 von einer eben falls auf und ab bewegbaren Trägerschiene 10 und die Ring/Läu fer-Anordnungen 8 von einer auf und ab bewegbaren Ringbank 11 getragen. Beneath the drafting system, in the longitudinal direction of the cylinders 1 to 4 , spindles 5 of the same design are arranged at a distance from one another, onto each of which a sleeve can be attached, which rotates together with the spindle 5 in the attached state. The thread that comes from the delivery cylinder 1 and first passes through a thread eyelet 6 and then through a balloon restriction ring 7 is wound onto this sleeve before it reaches the sleeve via a ring / rotor arrangement 8 and is wound up there. The thread eyelets 6 are supported by an up and down movable carrier rail 9 , the balloon containment rings 7 by a likewise up and down movable carrier rail 10 and the ring / runner assemblies 8 by an up and down movable ring bench 11 .

Der Antrieb der Spindeln 5 erfolgt mittels je eines Asynchron motors 12, mit dem je ein Drehzahlgeber 13 gekuppelt ist, der ein der Drehzahl proportionales Frequenzsignal erzeugt. Jeder der Zylinder 1 bis 4 wird von einem elektronisch kommutieren den Motor 14 angetrieben. Diese Motoren 14 sind mit je einem Resolver 15 mit einer Auflösung von etwa 1000 Schritten pro Um drehung versehen. Auch die Antriebsmotoren 16, 17 und 18, mittels deren die Trägerschiene 9 bzw. Trägerschiene 10 bzw. die Ringbank 11 in vertikaler Richtung bewegt werden, sind im Ausführungs beispiel elektronisch kommutierende Motoren. Diese Motoren sind ebenfalls mit je einem Resolver 19 versehen, die wie die Resolver 15 ausgebildet sind.The spindles 5 are driven by means of an asynchronous motor 12 , with each of which a speed sensor 13 is coupled, which generates a frequency signal proportional to the speed. Each of cylinders 1 to 4 is driven by an electronically commutate motor 14 . These motors 14 are each provided with a resolver 15 with a resolution of about 1000 steps per order. The drive motors 16 , 17 and 18 , by means of which the carrier rail 9 or carrier rail 10 or the ring rail 11 are moved in the vertical direction, are electronically commutating motors in the embodiment, for example. These motors are also each provided with a resolver 19 , which are designed like the resolvers 15 .

Die Steuerung der elektronisch kommutierenden Motoren 14 sowie 16 bis 18 erfolgt über je einen Verstärker 20 von einem Posi tionierprozessor 21 aus. Letzterer liefert auch das Steuer signal für einen Umrichter 23, an den die Asynchronmotoren 12 angeschlossen sind. Dem Positionierprozessor 21 werden die Ausgangssignale sowohl der Drehzahlgeber 13 als auch alle Re solver 15 und 19 zugeführt. Der Positionierprozessor 21, der unter anderem einen Mikroprozessor, ein RAM und ein EPROM ent hält, vergleicht die von den Drehzahlgebern 13 und den Resolvern 15 sowie 19 gelieferten Istwerte mit entsprechenden Sollwerten. Die Abtastrate beträgt ca. 0,2 Millisekunden. Der Positionier prozessor 21 kann deshalb Abweichungen der Istwerte von den Sollwerten rasch erkennen und durch eine entsprechende Änderung der Steuersignale, welche zu den Verstärkern 20 und dem Um richter 23 gelangen, Abweichungen beseitigen. Daher lassen sich nicht nur die Drehzahlen der elektronisch kommutierenden Motoren 14 sowie 16 bis 18, sondern auch die Winkelpositionen von deren Wellen mit hoher Genauigkeit einhalten. Entsprechendes gilt für die Regelung der Asynchronmotoren 12, bei denen jedoch eine winkelgenaue Position nicht erforderlich ist.The control of the electronically commutating motors 14 and 16 to 18 takes place via an amplifier 20 from a positioning processor 21 . The latter also provides the control signal for a converter 23 to which the asynchronous motors 12 are connected. The positioning processor 21 , the output signals of both the speed sensor 13 and all re solvers 15 and 19 are supplied. The positioning processor 21 , which contains, inter alia, a microprocessor, a RAM and an EPROM, compares the actual values supplied by the speed sensors 13 and the resolvers 15 and 19 with corresponding target values. The sampling rate is approximately 0.2 milliseconds. The positioning processor 21 can therefore quickly detect deviations of the actual values from the target values and eliminate deviations by a corresponding change in the control signals which reach the amplifiers 20 and the converter 23 . Therefore, not only the speeds of the electronically commutating motors 14 and 16 to 18 , but also the angular positions of their shafts can be maintained with high accuracy. The same applies to the control of the asynchronous motors 12 , in which, however, an angle-accurate position is not required.

Die Programmeingabe und eventuelle Programmänderungen, die bei einem Einsatz der Spinnmaschine als Spinntester auch während der Arbeit vorgenommen werden können, erfolgen mittels eines Personal-Computers 22, der allerdings nur so lange an den Posi tionierprozessor 21 angeschlossen sein muß, als eine Kommuni kation mit diesem vorhanden ist, weil die eingegebenen Daten im Positionierprozessor 21 gespeichert werden.The program input and any program changes that can be made when the spinning machine is used as a spinning tester during work are carried out by means of a personal computer 22 , which, however, only has to be connected to the positioning processor 21 as long as communication with it is present because the input data is stored in the positioning processor 21 .

Üblicherweise wird für ein Spinnprogramm eine Anspinndrehzahl, eine Hauptspinndrehzahl und eine Abspinndrehzahl vorgegeben. Außerdem kann die Zeit vorgegeben werden, innerhalb deren die Drehzahländerungen ausgeführt werden sollen. Ferner müssen die Drehzahlprogramme für die Zylinder 1 bis 4, für die Ring bankbewegung sowie für die Trägerschienen 9 und 10 vorgegeben werden. Weiterhin kann beispielsweise die Veränderungen der Spindeldrehzahl in Abhänigkeit von der Stellung der Ringbank 11 vorgeschrieben werden.A spinning speed, a main spinning speed and a spinning speed are usually specified for a spinning program. The time within which the speed changes are to be carried out can also be specified. Furthermore, the speed programs for the cylinders 1 to 4 , for the ring bank movement and for the support rails 9 and 10 must be specified. Furthermore, for example, the changes in the spindle speed depending on the position of the ring rail 11 can be prescribed.

Da ein Spinnprogramm bei einer definierten Ringbankstellung beginnen muß, hat der Positionierprozessor 21 zwei Eingänge für die Signale "Ringbank oben" und "Ringbank unten", welche von zwei schematisch als Schalter 24 und 25 dargestellten Sen soren geliefert werden. Wird manuell ein Startschalter 26 be tätigt, dessen Signal ebenfalls dem Positionierprozessor 21 zugeführt wird, dann wird zunächst, falls erforderlich, die Ringbank 11 in die Startposition gefahren. Erst dann wird selbst tätig jedes notwendige Programm gestartet und durchgeführt. Mittels eines manuell betätigbaren Stopschalters 27 kann die Spinnmaschine zum Stillstand gebracht werden.Since a spinning program must start at a defined ring bank position, the positioning processor 21 has two inputs for the signals "ring bank above" and "ring bank below", which are supplied by two sensors 24 and 25 shown schematically as sensors. If a start switch 26 is actuated manually, the signal of which is also fed to the positioning processor 21 , then, if necessary, the ring bank 11 is first moved into the start position. Only then will every necessary program be started and carried out. The spinning machine can be brought to a standstill by means of a manually operated stop switch 27 .

Claims

1.spinning machine, the spindles of which are individually driven by an electric motor each connected to a converter and the auxiliary units of which at least each of the driven rollers of the drafting system and the ring bench are provided with individual drives each formed by an electric motor, the speeds of all electric motors being adjustable as a function of the setpoint, characterized in that

a) each individual drive ( 14, 16, 17, 18 ) of the auxiliary units ( 1 - 4 , 9 - 11 ) is provided with an angle encoder ( 15, 19 ),
b) the angle transmitters ( 15, 19 ) are connected to actual value inputs of a positioning processor ( 21 ) which constantly compares the actual values with the target values assigned to them and one for each individual drive ( 14, 16, 17, 18 ) from the result of the actual value / Setpoint comparator generates the resulting control variable,
c) an output of the positioning processor ( 21 ) for a speed control variable determining the speed of the electric motors ( 12 ) driving the spindles ( 5 ) is connected to the control input of the converter ( 23 ),
d) the independent setpoints for the individual drives ( 12, 14, 16, 17, 18 ) of the spindles ( 5 ) and the auxiliary units ( 1 - 4 , 9 - 11 ) can be specified to the positioning processor ( 21 ) in the form of setpoint programs.

2. Spinning machine according to claim 1, characterized in that in addition to the individual drives ( 14, 18 ) for the cylinders ( 1 to 4 ) of the drafting system and for the ring rail ( 11 ) also the individual drives ( 16, 17 ) for carrier rails ( 9, 10 ) of balloon containment rings ( 7 ) and thread eyelets ( 6 ) and their angle sensors ( 19 ) are connected to the positioning processor ( 21 ).

3. Spinning machine according to claim 1 or 2, characterized in that the electric motors of the individual drives ( 14, 16, 17, 18 ) are electronically commutating motors.

4. Spinning machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that resolvers ( 15, 19 ) are provided as angle transmitters.

5. Spinning machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the spindles ( 5 ) is provided with a speed probe ( 13 ) which is at least indirectly connected as an actual value transmitter to the positioning processor ( 21 ), which constantly Compares the actual value with a specified setpoint or setpoint program and forms the converter control signal taking this comparison into account.

6. Spinning machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the positioning processor ( 21 ) has a connection for a computer, preferably a personal computer ( 22 ), for data input including program input.

7. Spinning machine according to claim 6, characterized in that the positioning processor ( 21 ) contains a memory for at least one setpoint program.

8. Spinning machine according to claim 6 or 7, characterized by inputs of the positioning processor ( 21 ) for a start signal, a stop signal and a "ring bank up" and / or "ring bank down" signal.