EP0453622B1 - Procédé et dispositif pour enrouler un fil sur une bobine - Google Patents

Procédé et dispositif pour enrouler un fil sur une bobine Download PDF

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EP0453622B1
EP0453622B1 EP19900109240 EP90109240A EP0453622B1 EP 0453622 B1 EP0453622 B1 EP 0453622B1 EP 19900109240 EP19900109240 EP 19900109240 EP 90109240 A EP90109240 A EP 90109240A EP 0453622 B1 EP0453622 B1 EP 0453622B1
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thread
thread guide
electric motor
guide
point
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Hermann Dr. Mettler
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SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method for winding a thread on a bobbin according to the preamble of claim 1 and an apparatus for performing the method.
  • a generic method and a corresponding device are known from EP-A-0 311 827.
  • the thread guide is connected to a toothed belt which runs via a toothed wheel driven by a microprocessor-controlled stepper motor.
  • the direct drive of the thread guide by an electric motor, which is controlled according to a program offers great flexibility when applying bobbins, but the acceleration of the thread guide that can be applied in this way is limited to values that are quite low for important applications without additional measures.
  • the accelerations are easily sufficient for the production of parallel windings, such as those used for the production of wire coils (DE-U-3 810 532, DE-A-2 600 511), but the associated limits lead to the production of cross-wound coils sensitive restrictions.
  • Additional measures supporting the reversal of the thread guide movement are suitable, however, for nullifying the advantages of generic methods, in particular decisively restricting their flexibility.
  • the mechanical means described there are rotatably suspended flywheels, which absorb the kinetic energy of the drive unit and, after the thread guide has passed the reversal point, return to the same. If the traversing interval changes, its position must be adjusted.
  • the object of the invention is therefore to provide a generic method which allows high accelerations of the thread guide at the reversal points and at the same time offers full freedom with regard to the construction of the winding and a device for carrying it out.
  • the method should offer the possibility of producing windings according to any winding laws, such as wild windings, precision windings, step-precision windings, wild windings with image disturbance, windings with stroke breathing, conical windings etc., without any intervention in the mechanical part of the winding device can be.
  • the invention offers flexibility in the manufacture of windings that is practically only limited by the imagination of the user.
  • a wide variety of packages, possibly with additional elements, can be produced in a very efficient manner.
  • Common types of windings can of course be provided from the start as permanently installed programs that can be called by the user, possibly with the addition of certain parameters.
  • a bobbin 1, on which a thread is wound, is rotatably suspended about its axis and is driven by a drive roller 2, by which it is contacted along a surface line.
  • the thread which is wound on the bobbin 1 is guided by a thread guide 3 which, in the normal case, executes an oscillation parallel to the bobbin axis at least over a partial area of a traversing interval indicated by an arrow 4, usually about a zero point which denotes the center of the same.
  • the thread guide 3 is fastened on a thread guide carrier 5, which is guided in a T-shaped groove 6.
  • the movement of the thread guide 3 is brought about by a drive unit which comprises a string 7 to which the thread guide carrier 5 is fastened and which runs over deflection rollers 8a, b and a drive wheel 9 of an electric stepping motor 10.
  • a drive unit which comprises a string 7 to which the thread guide carrier 5 is fastened and which runs over deflection rollers 8a, b and a drive wheel 9 of an electric stepping motor 10.
  • stepper motor 10 instead of the stepper motor 10, depending on the given requirements, other types of electric motors can also be used, in particular disc-type motors with electronic commutation.
  • the basic programs for conventional windings or winding sections are stored in the control unit 11 and can be called up by the machine center 14 via the data lines 12 and 13.
  • Parameters such as the basic stroke and the basic stroke variation for producing soft coil edges in certain winding types can be transmitted to the control unit 11.
  • the control unit 11 calculates the paths, speeds and accelerations for the motor movement on the basis of the particular application upcoming winding laws.
  • this information is converted into pulses at certain time intervals and passed on to the power output stage that controls the motor. With a constant thread guide movement, these time intervals are constant, while they increase or decrease accordingly with deceleration and acceleration.
  • logic signals for controlling the direction of rotation and the current level are also generated in the control unit 11 and fed to the motor via the output stage. The timing of the control is organized in the shortest possible successive time segments, the impulses controlling the movements of the current segment being emitted and the measurements and calculations being carried out for the following segment.
  • the device described in connection with FIG. 1 is sufficient, for example, when using suitable stepper motors available today for the production of parallel windings on flange coils or cross windings in slow winding processes such as occur in twisting, open-end or air spinning machines.
  • the usually very abrupt reversal of the direction of movement at the reversal points requires the inertia of the moving parts of the drive unit - here the thread guide 3, the thread guide carrier 5, the string 7, the deflection rollers 8a, b, the drive wheel 9 and the Stepper motor rotor 10 - must be overcome, additional measures. As shown in FIG.
  • the drive wheel 9 is non-positively connected via gear wheels 16, 17a, b to the head ends of two torsion bars 18a, b, the opposite ends of which are fixed.
  • Each of the torsion bars 18a, b has a sleeve 19a, b at some distance from its head end, which together with a part fastened to a magnetic coil 20a, b forms a spur tooth coupling.
  • Each of the magnetic coils 20a, b can be actuated by the control unit 11 and causes the corresponding coupling to close and thus to shorten the effective length of the corresponding torsion bar 18a, b.
  • 3a shows the restoring forces of the two torsion bars 18a, b as a function of the position of the thread guide 3 in the traversing interval, the dashed line denoted by a that of the torsion bar 18a, that indicated by b that of the torsion bar 18b and the solid line the sum of the two, ie represent the restoring force of the spring element formed by both torsion bars 18a, b.
  • the equilibrium position of the latter lies in the middle of the traversing interval and coincides with the zero point.
  • the two torsion bars 18a, b always act in opposite directions, with the torsion bar 18a being twisted more strongly at a thread guide position to the left of the zero point, as a result of which its restoring force outweighs the torsion bar 18b to the right of the zero point.
  • Each of the two torsion bars 18a, b maintains a deflection - based on its equilibrium position - which does not fall below a positive minimum value. In other words, each of the two torsion bars 18a, b always remains twisted during the oscillating movement of the thread guide 3 and does not reach its equilibrium position. As a result, load changes which would result in an abrupt gripping of the gear 16 with the gear 17a or 17b are avoided and there are no dangerous shock loads on the drive unit, the spring element and the two connecting gears 16, 17a, b even at high traversing speeds.

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  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
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Claims (18)

  1. Procédé pour l'enroulement d'un fil sur une bobine (1), dans lequel le fil à enrouler est guidé par un guide-fil (3) dont la position varie en parcourant un intervalle de va-et-vient qui se trouve en alignement essentiellement parallèle à l'axe de la bobine et qui est entraîné par une unité d'entraînement comprenant un moteur électrique de telle sorte que la position du rotor du moteur électrique varie en parcourant un domaine angulaire limité, et la position du guide-fil dépend, de façon univoque, de la position du rotor, le moteur électrique étant commandé par une commande programmable en fonction d'un principe d'enroulement présélectionné, caractérisé en ce que le moteur électrique, lorsque le guide-fil (3) se trouve à proximité d'un point de rebroussement, est entraîné avec un courant supérieur au courant de consigne (In) et, lorsque le guide-fil se trouve dans le domaine restant, est entrainé avec un courant inférieur au courant de consigne (In).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moteur électrique, lorsque le guide-fil (3) se trouve à proximité du point de rebroussement, est entraîné avec un courant correspondant environ au triple du courant de consigne (In).
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le guide-fil (3) effectue essentiellement un mouvement oscillant autour d'un point zéro au milieu de l'intervalle de va-et-vient, caractérisé en ce que les passages de la position du guide-fil par une position de référence sont enregistrés par la commande.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque passage enregistré par la position de référence déclenche une séquence de signaux de commande qui, lors d'une réalisation sans défauts, renvoie le guide-fil dans la position de référence et en ce que, lorsque la position de référence n'est pas atteinte au terme de la séquence, on insère des pas supplémentaires jusqu'à ce qu'elle soit atteinte.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, à l'intervention de chaque séquence de signaux de commande, le guide-fil est guidé, lors d'une réalisation sans défauts, depuis la position de référence jusqu'à un point de rebroussement de son mouvement oscillant, de là, jusqu'au point de rebroussement opposé à ce dernier et de là, en retour jusqu'à la position de référence.
  6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la position de référence se confond avec le point zéro.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que, au moins pendant une partie du mouvement du guide-fil (3) depuis le point zéro jusqu'à un point de rebroussement, de l'énergie supplémentaire est stockée, provenant du mécanisme d'entraînement du guide-fil (3) à l'intervention de la déformation élastique d'au moins un élément de ressort et lui est restituée une fois que le point de rebroussement a été atteint.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la force supplémentaire utilisée pour obtenir l'énergie supplémentaire est une fonction au moins à croissance linéaire de la déviation du guide-fil (3).
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la force supplémentaire est une fonction au moins approximativement linéaire de la déviation du guide-fil, respectivement, entre le point zéro et un point de commutation et entre le point de commutation et le point de rebroussement, dont la croissance est plus élevée dans le second domaine que dans le premier.
  10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la force supplémentaire est une fonction antisymétrique de la position de guide-fil autour du point zéro.
  11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les points de commutation se confondent essentiellement avec les limites internes du domaine de la position du guide-fil, dans lequel le moteur électrique est entraîné avec un courant supérieur au courant de consigne (In).
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la commande du moteur électrique prend également en compte des paramètres qui dépendent de l'état de la bobine.
  13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la commande prend en compte le diamètre respectif de la bobine.
  14. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant un guide-fil (3) dont la position peut varier en parcourant un intervalle de va-et-vient, ainsi qu'une unité d'entraînement comprenant un moteur électrique auquel est relié le guide-fil de telle sorte que la position de ce dernier dépend, de manière univoque, de la position du rotor du moteur électrique, et une commande programmable pour l'unité d'entraînement, caractérisé en ce que la commande est dimensionnée de telle sorte que le moteur électrique, lorsque le guide-fil (3) se trouve à proximité d'un point de rebroussement, est entrainé avec un courant supérieur au courant de consigne (In) et, lorsque le guide-fil se trouve dans le domaine restant, est entraîné avec un courant inférieur au courant de consigne (In), et le dispositif présente, en outre, pour générer une force de rappel orientée vers le point zéro du mouvement du guide-fil, au moins un élément de ressort relié mécaniquement à l'unité d'entraînement, qui est muni d'un accouplement à entraînement électrique au moyen duquel sa longueur effective, à des fins d'augmentation de la constante de ressort, peut être réduite dans un domaine qui est constitué par deux intervalles limités respectivement par un point de rebroussement et par un point de commutation situé entre le premier cité et le point zéro.
  15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que le ou les éléments de ressort sont des barres de torsion (18a, 18b).
  16. Dispositif selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu'il contient au moins une paire d'éléments de ressort à action réciproque, dont les déviations, rapportées à la position d'équilibre respective, ne sont respectivement pas inférieures à une valeur minimale positive tant que le guide-fil (3) se trouve à l'intérieur de l'intervalle de va-et-vient.
  17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le moteur électrique est un moteur pas-à-pas (10).
  18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que le moteur électrique est un moteur à entrefer plat à commutation électronique.
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