DE4215798A1 - Kettenwirkmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenwirkmaschine, mit mindestens einer Legeschiene, die von einem elek­ trischen Stellmotor axial versetzbar und mit einem La­ ge-Signalgeber versehen ist, mit einer Hauptwelle, die von einem elektrischen Hauptmotor kontinuierlich dreh­ bar und mit einem Synchronisierungs-Signalgeber verse­ hen ist, mit einem Programmgeber, der Lage-Sollwerte mindestens eines Versatzprogramms in Abhängigkeit von den Synchronisierungs-Signalen an einen Lageregelkreis für den Stellmotor abgibt.

Eine solche Kettenwirkmaschine ist aus DE-OS 22 57 224 bekannt. Die jeweils vorzunehmenden Versatzschritte werden von einem Programmträger, zum Beispiel einen Loch- oder Magnetband, abgelesen. Ein Synchronisie­ rungs-Signalgeber erzeugt in bestimmten Drehwinkelstel­ lungen der Hauptwelle ein Signal, aufgrund dessen der zuletzt ausgelesene Versatzschritt mit Hilfe eines La­ ge-Regelkreises ausgeführt wird. Durch Verwendung eines anderen Programmträgers kann man das durch die Versatz­ bewegung erzeugte Muster der Kettenwirkware ändern. Der Verlauf der Versatzbewegung ist nicht kontrollierbar; er hängt im wesentlichen von der Auslegung des Lagere­ gelkreises ab. Ein Nachteil dieser unkontrollierten Bewegung liegt darin, daß Kollisionen der Legenadeln mit anderen Wirkwerkzeugen auftreten können, beispiels­ weise beim Durchschwingen mit den Wirknadeln oder bei der Unterlegung mit Abschlagplatinen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ketten­ wirkmaschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der eine solche Kollisionsgefahr weitgehend ent­ fällt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Synchronisierungs-Signalgeber ein Drehwinkelstel­ lungs-Absolutgeber ist, der jeder Drehwinkelstellung einen anderen Signalwert zuordnet, daß der Lage-Signal­ geber ein Absolutgeber ist, der jeder Lage einen ande­ ren Signalwert zuordnet, und daß das Versatzprogramm durch eine kontinuierliche Versatzfunktion gebildet ist, die jedem Drehwinkel-Signalwert einen Lage- Sollwert eindeutig zuordnet.

Bei dieser Ausbildung wird die Legeschiene ständig durch einen Lage-Sollwert geführt, der der Drehwinkel­ stellung der Hauptwelle und damit einer bestimmten Kon­ stellation der Wirkwerkzeuge genau zugeordnet ist. Die Legenadeln können daher kollisionsfrei geführt werden. Da sowohl die Drehwinkelstellung der Hauptwelle als auch die Lage der Legeschiene durch die Absolutgeber ermittelt wird, bleibt die gewünschte Zuordnung dauernd erhalten, und es besteht keine Gefahr, daß infolge ei­ nes Fehlversatzes Kollisionen auftreten. Trotzdem läßt sich die Musterung leicht ändern, indem der Programm­ geber mit einer anderen Versatzfunktion betrieben wird.

Mit Vorteil sind die Signalwerte der Absolutgeber Co­ dewerte. Empfehlenswert ist beispielsweise der Gray- Code. Durch einen Binär-Code lassen sich sehr feine Winkel- oder Weg-Unterteilungen erzielen, so daß sich eine quasi-kontinuierliche Ablesung ergibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gibt es einen Zwischenspeicher, der den beim Stillstand der Hauptwel­ le vorhandenen Lage-Signalwert speichert, und Mittel, die beim Einschalten der Maschine zunächst eine Lage­ korrektur der Legeschiene auf den gespeicherten Lage- Signalwert bewirken. Sollte die Legeschiene, die zusam­ men mit der Hauptwelle zum Stillstand gekommen war, anschließend versetzt worden sein, beispielsweise durch die Fadenspannung, sorgt diese Korrektur dafür, daß nach dem Einschalten die Versatzbewegung der Legeschie­ ne synchron mit der Drehung der Hauptwelle erfolgt. Der Maschinenstillstand macht sich in der fertigen Ware überhaupt nicht oder nur unwesentlich bemerkbar.

Eine weitere Möglichkeit sieht Mittel vor, die beim Einschalten der Maschine zunächst eine Lagekorrektur der Legeschiene auf den dem momentanen Drehwinkel-Si­ gnalwert zugeordneten Lage-Sollwert bewirken. Mit die­ ser Maßnahme lassen sich auch Fehler beheben, die da­ durch entstehen, daß die Legeschiene nicht gleichzeitig mit der Hauptwelle zum Stillstand gekommen ist.

Vorteilhaft ist es auch, daß der Hauptwelle eine Bremse zugeordnet ist, die bei einer Spannungsunterbrechung wirksam wird, und daß die Spannungsversorgung für den Stellmotor und seine Steuerung über einen Kondensator- Zwischenkreis erfolgt. Durch die Bremse kommt die Hauptwelle relativ rasch zum Stehen. Durch den Konden­ sator-Zwischenkreis wird der Stellmotor während der Restbewegung der Hauptwelle noch von dieser gesteuert, so daß eine Fehlstellung der Legeschiene vermieden oder gering gehalten wird.

Des weiteren ist es günstig, daß die Versatzfunktionen für mindestens zwei aufeinanderfolgende Arbeitszyklen voneinander abweichen und daß die Drehwinkel-Signalwer­ te von mindestens zwei aufeinanderfolgenden Hauptwel­ lenumdrehungen unterschiedlich sind. Auf diese Weise kann man eine erste Versatzfunktion den ungeradzahligen Umdrehungen und eine zweite Versatzfunktion den gerad­ zahligen Umdrehungen zuordnen. Da die Drehwinkel- Signalwerte für diese beiden Umdrehungen unterschied­ lich sind, bleibt die gewünschte Zuordnung der Versatz­ funktionen zu den Arbeitszyklen dauerhaft erhalten.

Eine spezielle Ausführungsform sorgt dafür, daß der Drehwinkelstellung-Absolutgeber ein rotierendes Geber­ element aufweist, das über seinen Umfang unterschied­ liche Drehwinkel-Signalwerte erzeugt und über eine ganzzahlige Untersetzung mit der Hauptwelle gekoppelt ist. Durch die Untersetzung ergibt sich die gewünschte Zuordnung der Versatzfunktionen zu den Arbeitszyklen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Pro­ grammgeber einen Rechner auf, der die Versatzfunktion aus gespeicherten Übergangskurven für den Überlegungs­ versatz und den Unterlegungsversatz bildet. Diese Über­ gangskurven sind vorzugsweise so ausgelegt, daß inner­ halb der Versatzbewegung nur geringfügige Beschleuni­ gungen und Verzögerungen auftreten mit der Konsequenz, daß hohe Arbeitsgeschwindigkeiten erreicht werden kön­ nen. Da mehrere Übergangskurven gespeichert werden kön­ nen, ergibt sich eine Auswahl, die eine optimale Anpas­ sung der Versatzbewegung an das jeweilige Muster er­ laubt. Da die Übergangskurven in unterschiedlichen Kom­ binationen verwendet werden können, kommt man mit einer relativ kleinen Zahl von Übergangskurven aus.

Besonders vorteilhaft ist es, daß dem Lageregelkreis Mittel zur Kollisionsüberwachung zugeordnet sind, die aus den Lage-Signalwerten und ihrer Änderung zukünftige Lagen berechnen, diese mit verbotenen Bereichen ver­ gleichen und bei Übereinstimmung die Versatzbewegung unterbinden. Diese Überwachung gibt eine zusätzliche Sicherheit gegen eventuelle Kollisionen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichen Tei­ le einer erfindungsgemäßen Kettenwirkma­ schine,

Fig. 2 eine Ausführungsform eines Absolutgebers für die Drehwinkelstellung der Hauptwel­ le,

Fig. 3 den Verlauf von Übergangskurven und

Fig. 4 eine aus diesen Übergangskurven entstandene Ver­ satzfunktion.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Kettenwirkmaschine weist eine zu versetzende Legeschiene 1 auf, die von einem Stellmotor 2, hier in der Form eines elektrischen Line­ armotors, über eine Verbindungsstange 3 verlagert wird. Ein Lage-Absolutgeber 4 erzeugt Lage-Istwerte x_i, die über eine Leitung 5 an einen Lageregler 6 übergeben werden. Die Hauptwelle 7 der Kettenwirkmaschine wird von einem Elektromotor 8 angetrieben. Ein Drehwinkel­ stellungs-Absolutgeber 9 meldet über eine Leitung 10 die jeweilige Drehwinkelstellung ϕ an eine Ausgabevor­ richtung 11, die in Abhängigkeit vom Drehwinkelsignal einen Lage-Sollwert x_s an den Lageregler 6 abgibt. In Abhängigkeit von der Regelabweichung wird der Stellmo­ tor 2 mit einem entsprechenden Steuersignal s versorgt. Die Hauptwelle 7 ist ferner mit einer Bremse 12 verse­ hen.

Der Lage-Sollwert x_s wird durch Eingabe von Kennwerten K1 und K2 bestimmt. In einem Speicher 13 sind mehrere Übergangskurven F für den Überlegungs- und Unterle­ gungsversatz gespeichert. Die für ein gewünschtes Mu­ ster erforderlichen Übergangskurven werden durch den Kennwert K1 abgerufen. Einem Rechner 14 wird durch den Kennwert K2 eine Rechenvorschrift vorgegeben, mit der die Übergangskurven F verarbeitet werden. Die Rechen­ vorschrift umfaßt unter anderem die Vorzeichenangabe und eine ganzzahlige Multiplikation. Aus diesen Angaben erzeugt der Rechner 14 eine Versatzfunktion V. Aus die­ ser werden in der Ausgabevorrichtung 11 in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung ϕ die entsprechenden Lage- Sollwerte x_s abgerufen.

Auf diese Weise ergibt sich eine eindeutige Zuordnung zwischen den Drehwinkelstellungen ϕ der Hauptwelle und den jeweiligen Lagen der Legeschiene 1. Die Legeschiene wird durch den Lageregler 6 so geführt, daß sie den Arbeitszyklus mit hoher Sicherheit kollisionsfrei durchläuft.

Beim Ausschalten der Maschine kann jedoch ein Versatz­ fehler auftreten, sei es, weil Hauptwelle und Lege­ schiene unterschiedliche Auslaufzeiten haben, sei es, weil äußere Kräfte, wie Fadenspannung, während des Stillstands auf die Legeschiene einwirken. Um zu ver­ meiden, daß dieser Versatzfehler zu Kollisionen führt, sind folgende Maßnahmen getroffen worden:

• a) Ein Block 15 enthält Mittel, die beim Einschalten der Maschine durch den Schalter 16 ein Signal q an den Lageregler 11 geben. Dieser sorgt zunächst für eine Lagekorrektur der Legeschiene 1 auf denjenigen Lage-Sollwert x_s, der dem momentanen Drehwinkel- Signalwert ϕ entspricht. Wenn anschließend der Hauptmotor hochläuft, erfolgt dies synchron mit der Legeschienenbewegung.
• b) Der Lage-Signalwert x_i wird beim Stillstand der Hauptwelle 7 in einen Zwischenspeicher 17 gegeben. Beim Einschalten der Maschine wird dieser frühere Signalwert x_i als Korrektursignal p auf den Lage­ regler 6 gegeben, der daraufhin die Legeschiene 1 wieder in diese Ausgangslage zurückführt, ehe die Hauptwelle hochläuft. Diese Korrekturmaßnahme eig­ net sich insbesondere für den Fall, daß die Lege­ schiene 1 bis zum Stillstand der Hauptwelle 7 von dieser geführt worden war.
• c) Um diese Führung sicherzustellen und damit den Ver­ satzfehler möglichst klein zu halten, ist die Brem­ se 12 vorgesehen, die bei einer Spannungsunterbre­ chung wirksam wird, so daß die Hauptwelle 7 noch innerhalb einer Sekunde zum Stillstand kommt. Wäh­ rend dieser Zeit wird der Stellmotor 2 und die ge­ samte Steueranordnung von dem Kondensator 18 eines Kondensator-Zwischenkreises 19 mit Strom versorgt, so daß die Legeschiene 1 bis zum Stillstand der Hauptwelle 2 von dieser geführt wird.

Schließlich sind dem Lage-Regelkreis 11 noch Mittel 20 zur Kollisionsüberwachung zugeordnet. Sie weisen einen Rechner 21 auf, der aus den Lage-Signalwerten x_i und ihrer Änderung zukünftige Lagen zu berechnen vermag. In einem Speicher 22 sind verbotene Bereiche gespeichert, in die ständig oder zu bestimmten Zeiten des Arbeits­ zyklus die Legeschiene nicht verlagert werden darf. Der Rechner 21 vergleicht die zukünftige Lage mit diesen verbotenen Bereichen und unterbindet bei Übereinstim­ mung die weitere Versatzbewegung mit Hilfe eines Sperr­ signals m.

In der Praxis brauchen die Blöcke 6, 11, 14 und 21, gegebenenfalls auch die Speicher 13, 17 und 22 keine separaten Teile zu sein. Vielmehr können sie in einer Zentraleinheit Z zusammengefaßt und nach Art eines Pro­ zeßrechners betrieben werden.

Fig. 2 zeigt einen Drehwinkelstellungs-Absolutgeber 23, der ein rotierendes Geberelement 24 aufweist, das am Umfang einen sehr fein gegliederten Binär-Code 25 auf­ weist, der mit einem Leseelement 26 abgefragt wird. Beispielsweise ist der Umfang in 4000 Meßpunkte unter­ teilt. Das Geberelement 24 wird von der Hauptwelle 7 über ein Untersetzungsgetriebe 27 angetrieben. Die Um­ fänge der Getrieberäder 28 und 29 stehen in einem ganz­ zahligen Verhältnis zueinander, hier im Verhältnis 1:2. Das Geberelement 24 erzeugt daher für zwei aufeinand­ erfolgende Umdrehungen der Hauptwelle 7 unterschiedli­ che Drehwinkel-Signalwerte. Es sind aber auch Unterset­ zungen von 1:4, 1:6 usw. möglich.

In Fig. 3 sind einzelne Übergangskurven F1 für die Überlegung und F2 für die Unterlegung dargestellt, wie sie im Speicher 13 abgelegt sind. Aus ihnen kann der Rechner 14 eine Versatzfunktion V erzeugen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem einfachen Fall be­ steht die Rechenoperation darin, daß die Übergangskurve F2 mit negativem Vorzeichen in die Rechnung eingeht. Die Übergangskurven sind jeweils für den Versatz um eine Nadelteilung ausgelegt. Für einen Versatz um meh­ rere Nadelteilungen kann man die gleichen Übergangskur­ ven verwenden, indem sie im Rechner mit einer ganzen Zahl multipliziert werden.

Die Übergangskurven sind hier durch gerade Linien dar­ gestellt worden. In der Praxis handelt es sich hierbei aber um sehr spezielle Kurven, die sinus-, parabel- oder hyperbelähnlich oder aus mehreren gekrümmten Ab­ schnitten zusammengesetzt sind. Ziel ist es, die Be­ schleunigungen und Verzögerungen gering zu halten. Die Versatzfunktionen V können auch noch andere Versatzfeh­ ler berücksichtigen, wie sie durch die Verwendung eines gelenkigen Stößels beim Legeschienenantrieb oder durch einen Nadelverzug bei unter Spannung zugeführten Fäden auftreten.

Claims (9)

1. Kettenwirkmaschine, mit mindestens einer Legeschie­ ne, die von einem elektrischen Stellmotor axial versetzbar und mit einem Lage-Signalgeber versehen ist, mit einer Hauptwelle, die von einem elektri­ schen Hauptmotor kontinuierlich drehbar und mit einem Synchronisierungs-Signalgeber versehen ist, mit einem Programmgeber, der Lage-Sollwerte minde­ stens eines Versatzprogramms in Abhängigkeit von den Synchronisierungs-Signalen an einen Lageregel­ kreis für den Stellmotor abgibt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Synchronisierungs-Signalgeber ein Drehwinkelstellungs-Absolutgeber (9; 23) ist, der jeder Drehwinkelstellung einen anderen Signalwert (ϕ) zuordnet, daß der Lage-Signalgeber ein Absolut­ geber (4) ist, der jeder Lage einen anderen Signal­ wert (x_i) zuordnet, und daß das Versatzprogramm durch eine kontinuierliche Versatzfunktion (V) ge­ bildet ist, die jedem Drehwinkel-Signalwert (ϕ) ei­ nen Lage-Sollwert (x_s) eindeutig zuordnet.

2. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Signalwerte der Absolutgeber (4, 9; 23) Codewerte sind.

3. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekenn­ zeichnet durch einen Zwischenspeicher (17), der den beim Stillstand der Hauptwelle (7) vorhandenen La­ ge-Signalwert (x_i) speichert, und durch Mittel (15), die beim Einschalten der Maschine zunächst eine Lagekorrektur der Legeschiene (1) auf den ge­ speicherten Lage-Signalwert bewirken.

4. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Mittel (15), die beim Ein­ schalten der Maschine zunächst eine Lagekorrektur der Legeschiene (1) auf den dem momentanen Drehwin­ kel-Signalwert (ϕ) zugeordneten Lage-Sollwert (x_s) bewirken.

5. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptwelle (7) eine Bremse (12) zugeordnet ist, die bei einer Spannungsunterbrechung wirksam wird, und daß die Spannungsversorgung für den Stellmotor (2) und sei­ ne Steuerung über einen Kondensator-Zwischenkreis (19) erfolgt.

6. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Versatzfunktio­ nen (V) für mindestens zwei aufeinanderfolgende Ar­ beitszyklen voneinander abweichen und daß die Dreh­ winkel-Signalwerte (ϕ) von mindestens zwei aufein­ anderfolgenden Hauptwellenumdrehungen unterschied­ lich sind.

7. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkelstel­ lungs-Absolutgeber (23) ein rotierendes Geberele­ ment (24) aufweist, das über seinen Umfang unter­ schiedliche Drehwinkel-Signalwerte (ϕ) erzeugt und über eine ganzzahlige Untersetzung (27) mit der Hauptwelle (7) gekoppelt ist.

8. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmgeber einen Rechner (14) aufweist, der die Versatzfunk­ tion (V) aus gespeicherten Übergangskurven (F) für den Überlegungsversatz und den Unterlegungsversatz bildet.

9. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lageregelkreis (11) Mittel (20) zur Kollisionsüberwachung zugeordnet sind, die aus den Lage-Signalwerten (x_i) und ihrer Änderung zukünftige Lagen berechnen, diese mit ver­ botenen Bereichen vergleichen und bei Übereinstim­ mung die Versatzbewegung unterbinden.