DE4007620C2

DE4007620C2 -

Info

Publication number: DE4007620C2
Application number: DE4007620A
Authority: DE
Inventors: Josef 4408 Duelmen De Lenzen; Herbert 4420 Coesfeld De Wisniewski; Wilhelm 4425 Billerbeck De Thier
Original assignee: Hergeth Hollingsworth GmbH
Current assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 1990-03-11
Filing date: 1990-03-11
Publication date: 1991-12-05
Also published as: EP0519991B1; JPH05507968A; DE4007620A1; EP0519991A1; WO1991014030A1; JP2652814B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schären nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Schärma schine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.

Das Verfahren zum Schären von Fäden auf eine Schärtrom mel einer Schärmaschine ist aus der DE-OS 37 02 293 bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Schärriet in Abhängigkeit von der anwachsenden Wickeldicke relativ zur Schärtrommel verschoben, indem beim Schären des ersten Bandes mit vorgegebenem Schärschlittenvorschub der Wickelumfang von einem Tastorgan bei Stillstand der Schärtrommel abgetastet wird und dabei dessen Verstell weg während einer Meßwickelphase in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen der Schärtrommel gemessen wird. Danach wird beim Schären des Restes des ersten Schärbandes und nach dem Kopieren des Meßwickels beim Schären der Folgebänder der Vorschub des Schärschlit tens beim Schären des Restes der Folgebänder entspre chend dem gemessenen Verstellweg korrigiert. Zunächst wird beim Schären des ersten Bandes vor dem Schären des Meßwickels ein Basiswickel mit einem vorgegebenen Schär schlittenvorschub geschärt und dessen Wickelumfang vom Tastorgan abgetastet, dessen Verstellweg in Abhängig keit von der Anzahl der Umdrehungen gemessen wird. Dann wird das Tastorgan entsprechend des beim Schären des Basiswickels gemessenen Verstellwegs justiert und aus der Differenz zwischen dem gemessenen Verstellweg beim Meßwickel und dem gemessenen Verstellweg beim Basis wickel ein zum Schären des Restes des ersten Bandes vorgesehener korrigierter Vorschub ermittelt. Alle weiteren Schärbänder werden wie das erste Band hinsichtlich des Basis- und Meßwickels mit dem vorgegebenen Vorschub und der Restwickel mit dem korrigierten Schärschlittenvorschub geschärt.

Der Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß ein stufiger Wickel auf Grund des dreiteiligen Aufbaus des ersten Schärbandes entsteht. Ein weiterer Nachteil besteht außerdem darin, daß obwohl der korrigierte Vorschubwert bereits bekannt ist, die nachfolgenden Wickel in gleicher Weise, also auch mit Basis- und Meßwickel mit ursprünglich vorgegebenen Schärschlittenvorschub gewickelt werden müssen, um einen gleichen Aufbau aller nachfolgenden Schärbänder zu gewährleisten.

Aus der DE-ZS der elektroniker (3/1989, S. 32-34 und 7/1987, S. 78-83) ist eine Laserlicht-Entfernungsmessung grundsätzlich bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 so weiterzuentwickeln, daß ein stufiger Wickelaufbau vermieden wird und nachfolgende Schärbänder mit dem einmal ermittelten korrigierten Schärrietvorschub gewickelt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem o. g. Verfahren erfindungsgemäß vorgese hen,

- daß in einem ersten Schritt das Wegmeßsystem in einer bestimmten Drehstellungsposition der Schär trommel ohne Wickelauflage kalibriert wird, und anschließend die Schärtrommel um eine Umdrehung gedreht wird,
- daß in einem zweiten Schritt die Auftragsdicke der ersten mit der vorläufigen Vorschubgeschwindigkeit gewickelten Wickellage unter Aufbringung einer definierten Flächenpressung im Meßbereich in der gleichen Drehstellungsposition der Schärtrommel wie zuvor gemessen wird und in Abhängigkeit vom Auftragsmeßsignal und Umdrehungssignal ein korri giertes vorläufiges Vorschubsignal erzeugt wird,
- daß in einem dritten Schritt einige wenige Wickel lagen aufgeschärt werden und anschließend die Auf tragsdicke mit einer zweiten definierten, im Ver gleich zur ersten niedrigeren Flächenpressung im Meßbereich in der gleichen Drehstellungsposition der Schärtrommel wie zuvor gemessen wird und vom Rechner in Abhängigkeit vom zweiten Auftragsmeß signal und vom Umdrehungszählsignal ein korrigier tes endgültiges Vorschubsignal erzeugt wird, und
- daß das endgültige Vorschubsignal allen nachfol genden Wickelvorgängen zugrunde gelegt wird.

Ferner ist erfindungsgemäß bei der o. g. Schärmaschine vorgesehen,

- daß eine Anpreßvorrichtung der Auftragsdicken meßvorrichtung je nach der Anzahl der Umdrehungen der Schärtrommel mit unterschiedlicher Flächenpressung auf das Schärband nach einer Umdrehung und nach einigen wenigen Umdrehungen der Schärtrommel drückt, daß
- eine Laserlicht-Entfernungsmeßeinrichtung über die Verlagerung der Anpreßvorrichtung die Auftragsdicke stets an der gleichen Drehpositionsstellung mißt, und daß
- die Steuerung nach jeder Auftragsdickenmessung ein korrigiertes Vorschubsignal erzeugt.

Nach der Erfindung wird zunächst in einem ersten Schritt das Wegmeßsystem ohne Wickelauflage in einer bestimmten Drehstellungsposition der Schärtrommel kalibriert, indem die Position der Schärtrommel ohne Wickelauflage gemes sen wird und anschließend die Schärtrommel um exakt eine Umdrehung mit einem vorgegebenen Vorschub für das Schärband gedreht wird. Die bestimmte Drehstellungs position der Schärtrommel ist deshalb einzustellen, um eine höhere Genauigkeit bei der Messung der Auftrags dicke des Schärwickels zu erzielen, bei der Durchmesser abweichungen der Schärtrommel kompensiert sind. Auf Grund der Kompensation der schärtrommelbedingten Meßab weichungen und der Kompression der ersten Wickellage vor der Messung kann bei der Messung der Auftragsdicke der ersten Wickellage in dem zweiten Schritt ein korri giertes vorläufiges Vorschubsignal mit hoher Genauig keit und Reproduzierbarkeit erzeugt werden, so daß prak tisch von der ersten Lage an bereits mit einer Vorschub geschwindigkeit geschärt wird, die dem endgültigen Vor schub sehr nahe kommt. Bei der Messung der Auftrags dicke wird die erste Lage vor der Messung der Auftrags dicke mit einer ersten relativ hohen Flächenpressung verdichtet. In dem dritten Schritt werden einige wenige Wickellagen mit dem korrigierten Vorschub aufgeschärt, die bei einem weiteren Stop der Schärtrommel hinsicht lich ihrer Auftragsdicke gemessen werden. Dabei wird im Meßbereich im Vergleich zum zweiten Schritt eine niedri gere Flächenpressung aufgebracht. Die Drehstellungsposi tion der Schärtrommel ist die gleiche wie beim ersten und zweiten Schritt, so daß maschinenbedingte Fehler kompensiert sind. Aus der sich nun ergebenden Auftrags dicke pro Umdrehungszahl wird dann ein korrigiertes endgültiges Vorschubsignal erzeugt, das allen nachfol genden Wickelvorgängen zugrundegelegt wird. Ein we sentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß nach einer einzigen Wickellage bereits ein an das endgültige Vorschubsignal für das Schärriet stark an genähertes Vorschubsignal erzeugt wird, und daß bereits nach einigen wenigen Wickellagen das endgültige Vor schubsignal ermittelt wird. Infolgedessen kann nach wenigen Lagen des ersten Schärbandes ein Schärwickel mit konstanten Bedingungen aufgeschärt werden. Alle nachfolgenden Schärbänder werden unter gleichen Bedin gungen aufgeschärt, ohne einen Unterschied im Wickel aufbau zwischen dem ersten und allen weiteren Schär bändern zu erzeugen.

In dem dritten Schritt werden maximal bis zu fünf Lagen aufgeschärt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß nur eine äußerst geringe Anzahl von Lagen mit dem vor läufig korrigierten Vorschubsignal geschärt werden. Da der Unterschied zwischen dem vorläufig korrigierten Vorschubsignal und dem endgültig korrigierten Vorschub signal gering ist, ist der Einfluß auf den Wickelaufbau vernachlässigbar.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß der Flächenpressungs wert für den dritten Schritt in Abhängigkeit von der Wickellagenzahl, den Materialeigenschaften der Fäden und/oder der Gatterfadenspannung eingestellt wird. Die Wickellagenzahl ergibt sich auf Grund des Umdrehungs zählsignals. Die Gatterfadenspannung kann durch ent sprechende Sensoren gemessen werden und an die Steu erung weitergegeben werden. Hinsichtlich der Material eigenschaften der Fäden besteht die Möglichkeit, diese in Form von Faktoren in einen Rechner der Steuerung einzugeben oder Faktoren im Rechner in Abhängigkeit von der Garnfeinheit und Garnqualität schon im voraus ein zugeben, so daß nur noch die Materialparameter eingege ben werden müssen.

Die aufgeschärten Fäden können im Meßbereich der Auf tragsdickenmessung in der gesamten Bandbreite des Schärbandes verdichtet werden. Auf diese Weise ergibt sich ein guter Mittelwert für die Auftragsdicke des Schärbandes.

Vorzugsweise wird die Auftragsdickenmessung indirekt als Laserlicht-Entfernungsmessung durchgeführt. Dabei wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Laserlicht auf die Rückseite einer die Flächenpressung erzeugenden Platte gerichtet. Eine solche Auftrags dickenmessung kann mit einer Auflösung von 1/1000 mm ausgeführt werden.

Die Platte kann in dem ersten Schritt (Messung ohne Wickelauflage) mit der gleichen Kraft gegen die Schär trommel gedrückt werden wie in dem zweiten Schritt (Messung der ersten Lage). Auf diese Weise können auch mögliche Verformungen der Platte auf Grund der Anpreß kraft kompensiert werden und eine höhere Genauigkeit bei der Messung der Auftragsdicke erreicht werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine Konusschärmaschine im Aufriß und im Schema,

Fig. 2 den Bandaufbau bei einer Konusschärmaschine und die

Fig. 3a, 3b, 3c den Meßvorgang zur Bestimmung der Auftragsdicke.

Die Konusschärmaschine 1 weist eine Schärtrommel 2 mit einem zylindrischen Teil 3 und einen Konusteil 4 auf. Die Schärtrommel 2 wird in Lagern 6 von einem Grundrah men 7 getragen. Der Grundrahmen 7 ist als Wagen ausge bildet und kann mittels der Laufräder 8 auf Schienen 9 hin- und hergefahren werden. Ein Motor 11 mit Drehim pulsgeber treibt mittels eines Übertragungsgliedes 12 und einem Riemenrad 13 die Welle 5 und damit die Schär trommel 2 an, wobei eine Bremse 14 für eine Bremsschei be 15 vorgesehen ist. Mit 16 ist der Fahrmotor bezeich net. Ein weiterer Motor 17 treibt eine Gewindeleit spindel 18 an, von der ein Support 20 längs der Schär trommel 2 mittels einer Spindelmutter hin- und herver schoben werden kann.

Der Support 20 weist einen Schlitten 21 auf, der auf Führungen längs der Schärtrommel 2 mittels der Spindel 18 hin- und herverschoben werden kann. An dem Schlitten 21 ist ein weiterer Schlitten höhenverstellbar ange bracht. Der weitere Schlitten trägt den Antriebsmecha nismus für die Bewegung eines Schieberietes 25 quer zur Schärtrommel 2 und für die Höhenverstellung des weite ren Schlittens mit den daran angebrachten weiteren Tei len.

Das Schieberiet 25 sitzt auf einer Spindel, die von einem eigenen Motor angetrieben wird.

Fig. 2 zeigt den Wickelbau des ersten Schärbandes bei einem Konusteil 4 mit einem Konuswinkel α zur Trommel achse von 15°.

Mit h wird die Auftragshöhe pro Trommelumdrehung be zeichnet, so daß sich der Vorschub s_v pro Trommelum drehung aus

s_v = h/tan α,

berechnet.

Die Fig. 3a bis 3c erläutern die Verfahrensschritte zum automatischen Ermitteln des für den speziellen An wendungsfall zutreffenden Vorschubes mit Hilfe einer Auftragsdickenmeßeinrichtung 35, im wesentlichen be stehend aus einer Anpreßvorrichtung 19 und einer Laser licht-Entfernungsmeßeinrichtung 22.

In einem ersten Schritt wird in Fig. 3a die Anpreßvor richtung 19, z. B. eine Stempelplatte, mit Hilfe einer pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit 24 mit einer definierten Kraft gegen den zylindrischen Teil 3 der Schärtrommel 2 gedrückt. Wenn der volle Anpreßdruck anliegt, wird die Laserlicht-Entfernungsmeßeinrichtung 22 aktiviert, und diese Position der Anpreßvorrichtung 19 in Form eines Basiswertes für die Auftragsdicke ka libriert. Der Laserstrahl 26 der Laserlicht-Entfernungs meßeinrichtung 22 ist dabei auf die Rückseite der An preßvorrichtung 19 gerichtet, deren Oberfläche parallel zur Trommelachse der Schärtrommel 2 verläuft. Der Ent fernungsmeßwert ist um die konstante Dicke oder Stärke der Stempelplatte reduziert. Da alle Meßwerte um den gleichen Betrag reduziert sind, kompensiert sich die Abweichung automatisch.

Die aus der Stempelplatte bestehende Anpreßvorrichtung 19 wird orthogonal zur Achse der Schärtrommel 2 gegen die Mantelfläche des zylindrischen Teils 3 der Schär trommel 2 gedrückt.

Bei dem ersten Meßvorgang, bei dem noch kein Schärband 10 aufgeschärt ist, wird die Anpreßvorrichtung 19 mit einem definierten Anpreßdruck angepreßt und gleichzei tig die Laserlicht-Entfernungsmeßeinrichtung 22 akti viert. Die Schärtrommel 2 ist dabei in einer bestimmten Drehstellung, die bei jeder Messung exakt reproduzier bar wieder eingestellt wird. Die Laserlicht-Entfernungs messungseinrichtung 22 wird bei dieser ersten Messung kalibriert, damit bei den nachfolgenden Messungen ein Differenzwert für die Auftragsdicke der Wickellagen gemessen werden kann.

Nach der Kalibrierung wird die Schärtrommel 2 exakt um eine Umdrehung bei einem vorgegebenen Vorschub für das Schärriet 25 wieder in die gleiche Drehstellungsposi tion gebracht, in der eine zweite Messung gemäß Fig. 3b erfolgt. Hierzu wird die Anpreßvorrichtung 19 mit einem Anpreßdruck gegen die erste Wickellage angedrückt, der unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften, der Schärbandbreite, der Feinheit der Fäden usw. auf einen vorbestimmten Wert eingestellt wird. Um gleiche Meßbe dingungen zu schaffen und die Genauigkeit der Messung zu erhöhen, ist es dabei empfehlenswert, diesen Anpreß druck auch für die erste Messung zur Kalibrierung der Laserlicht-Entfernungsmeßeinrichtung 22 zu verwenden.

Nachdem nun die Auftragsdicke der ersten Wickellage des Schärbandes 10 durch Differenzbildung mit dem in dem ersten Schritt festgestellten Meßwert ermittelt worden ist, kann der Rechner der Steuerung 23 einen ersten vorläufigen Vorschub aus der Formel s_v = h/tan α berechnen, wobei s_v der Vorschub in mm/Trommelumdrehung, h die Auftragshöhe pro Trommelumdrehung in mm und α der Konuswinkel zur Schärtrommelachse ist.

Dieser erste vorläufige Vorschubwert stellt dabei be reits eine sehr gute Näherung an den endgültigen, noch festzustellenden Vorschubwert dar, so daß das Aufschä ren praktisch von der ersten Wickellage an mit dem er forderlichen Vorschubwert erfolgt.

Wie aus Fig. 3c ersichtlich, werden nach der Messung der Auftragsdicke der ersten Wickellage einige wenige, maximal bis zu ca. fünf Wickellagen aufgeschärt und dann in der gleichen Drehstellung der Schärtrommel 2 wie zuvor eine weitere Messung durchgeführt. Hierbei werden Einflüsse auf die Auftragsdicke berücksichtigt, die dadurch entstehen, daß sich nachfolgende Wickel lagen in die Lücken zwischen den Fäden der vorangegan genen Wickellage einfügen können. Die Anpreßvorrichtung 19 wird im Vergleich zur vorangegangenen Messung mit geringerer Anpreßkraft zugestellt, um ein Verdichten der Wickellagen über Gebühr zu vermeiden. Dieser zweite Anpreßdruck kann auch automatisch vom Rechner in Abhän gigkeit vom Fadenmaterial, der Feinheit der Fäden und der Schärbandbreite aus einem im Rechner gespeicherten Kennfeld vorgegeben werden. Die Messung der Auftrags dicke mehrerer Wickellagen ermöglicht die Korrektur des vorläufig korrigierten Vorschubs, so daß nunmehr ein endgültiger Vorschubwert festgelegt wird.

Alle nachfolgenden Schärbänder werden von Anfang an ohne erneute Messung der Auftragsdicke mit diesem end gültigen Vorschub geschärt. Gegenüber dem ersten Schär band ergibt sich für die nachfolgenden Schärbänder kein unterschiedlicher Aufbau des Wickels, da der endgültige Vorschub bereits nach wenigen Wickellagen eingestellt worden ist.

Claims

1. Verfahren zum Schären von Fäden auf eine Schär trommel einer Schärmaschine, bei dem nach Einstel lung einer vorläufigen Vorschubgeschwindigkeit für ein Schärriet die Auftragsdicke des Schärwickels mindestens zweifach abgetastet wird und nach der zweiten Abtastung in Abhängigkeit von der Anzahl der Umdrehungen der Schärtrommel und der sich dann ergebenden Auftragsdicke eine korrigierte Vorschub geschwindigkeit eingestellt wird, mit der der Schärwickel vollständig aufgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet,

- daß in einem ersten Schritt das Wegmeßsystem in einer bestimmten Drehstellungsposition der Schärtrommel ohne Wickelauflage kalibriert wird, und anschließend die Schärtrommel um eine Umdrehung gedreht wird,
- daß in einem zweiten Schritt die Auftrags dicke der ersten mit der vorläufigen Vorschub geschwindigkeit gewickelten Wickellage unter Aufbringung einer definierten Flächenpressung im Meßbereich in der gleichen Drehstellungs position der Schärtrommel wie zuvor gemessen wird und in Abhängigkeit vom Auftragsmeßsignal und Umdrehungssignal ein korrigiertes vorläu figes Vorschubsignal erzeugt wird,
- daß in einem dritten Schritt einige wenige Wickellagen aufgeschärt werden und anschlie ßend die Auftragsdicke mit einer zweiten de finierten, im Vergleich zur ersten niedrige ren Flächenpressung im Meßbereich in der gleichen Drehstellungsposition der Schärtrom mel wie zuvor gemessen wird und vom Rechner in Abhängigkeit vom zweiten Auftragsmeßsignal und vom Umdrehungszählsignal ein korrigiertes endgültiges Vorschubsignal erzeugt wird, und
- daß das endgültige Vorschubsignal allen nach folgenden Wickelvorgängen zugrunde gelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem dritten Schritt maximal fünf Lagen auf geschärt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Flächenpressungswert für den dritten Schritt in Abhängigkeit von der Wickella genzahl, den Materialeigenschaften der Fäden und/oder der Gatterfadenspannung eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die aufgeschärten Fäden im Meßbereich in der gesamten Bandbreite des Schär bandes verdichtet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Auftragsdickenmessung indirekt als Laserlicht-Entfernungsmessung durchge führt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Laserlicht auf die Rückseite einer die Flächenpressung erzeugenden Stempelplatte gerichtet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte in dem ersten Schritt mit der glei chen Kraft gegen die Schärtrommel gedrückt wird wie in dem zweiten Schritt.

8. Schärmaschine mit einer Schärtrommel und einem auf einem Schärschlitten parallel zur Schärtrommel verfahrbaren Schärriet, über das Schärbänder auf der Schärtrommel aufwickelbar sind, mit einer Auf tragsdicken-Meßeinrichtung, sowie einer Einrichtung zum Erfassen der Anzahl der Schärtrommelumdrehungen und einer Steuerung, die in Abhängigkeit von einem Auftragsdickensignal und einem Umdrehungszählsignal ein Vorschubsignal für das Schärriet erzeugt, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine Anpreßvorrichtung (19) der Auftrags dicken-Meßeinrichtung (35) je nach der Anzahl der erfolgten Umdrehungen der Schärtrommel (2) mit unterschiedlicher Flächenpressung auf das aufgewickelte Schärband (10) nach einer Umdrehung und nach einigen wenigen Umdrehungen der Schärtrommel (2) drückt,
- daß eine Laserlicht-Entfernungsmeßeinrichtung (22) über die Verlagerung der Anpreßvorrichtung (19) die Auftragsdicke stets in der gleichen Drehpositionsstellung mißt, und
- daß die Steuerung (23) nach jeder Auftragsdickenmessung ein korrigiertes Vorschubsignal erzeugt.

9. Schärmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich net, daß die Steuerung ein Zustellsignal für die Anpreßvorrichtung (19) in Abhängigkeit von der Wickellagenzahl, den Materialeigenschaften der Fäden und/oder der Gatterfadenspannung einstellt.