EP0617149B1

EP0617149B1 - Verfahren zur Vergleichmässigung von textilen Faserbändern

Info

Publication number: EP0617149B1
Application number: EP94101828A
Authority: EP
Inventors: Horst KÖPPLER; Ramona Dipl.-Ing. Bönisch
Original assignee: CSM Saechsische Spinnereimaschinen GmbH
Current assignee: CSM Saechsische Spinnereimaschinen GmbH
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1994-02-07
Publication date: 1997-08-27
Anticipated expiration: 2014-02-07
Also published as: DE59403822D1; EP0617149A1; DE4306343C1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vergleichmäßigung von textilen Faserbändern in einem Streckfeld mit Bandzuführwalzen und Bandabführwalzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Durch die DE 23 31 217 A1 ist eine Vorrichtung zur Vergleichmäßigung der Dicke von Faserbändern bekannt geworden, bei der die Masseschwankungen der Faserbänder durch eine Meßvorrichtung zyklisch erfaßt werden.
Die zyklisch festgestellten Meßwerte werden nacheinander in Speicherplätze eines elektrischen Speichers (Kondensatorspeicher) eingegeben und phasenverschoben nach einer vorgegebenen Laufzeit als zusätzliche Steuergrößen einem der Antriebe im Bereich der Verzugsstrecke zugeleitet.
Die Takt- oder Zykluszeit ist in Abhängigkeit von der Materialgeschwindigkeit veränderbar.
Die gespeicherten Werte werden im gleichen Rhythmus ausgegeben wie die Meßwerte erfaßt und gespeichert werden.
Die Basisgröße der Taktzeit ist mit Hilfe eines mechanischen Getriebes einstellbar.
Mit einer solchen Vorrichtung kann man den von einem Meßwert bestimmten Stellwert dann realisieren, wenn sich der gemessene Abschnitt des Faserbandes im regelbaren Verzugsfeld befindet.
Die hier verwendeten Kondensatorspeicher waren unbefriedigend.
In ähnlicher Weise arbeitet die Vorrichtung nach dem DE-Gbm 75 31 226.
Bei dieser Vorrichtung werden die Meßwerte im Zyklus ihrer Messungen in einem Schieberegister gespeichert und in gleicher Taktfolge durch den Speicher geschoben.
Die Ausgabe der Stellwerte erfolgt mit der gleichen Frequenz wie die Eingabe der Taktwerte.
Die Taktfolge ist durch ein Stellgetriebe veränderbar, das auf der Basis der Geschwindigkeit der Verzugsorgane die Taktzeit variiert.
Zum Zwecke der Anpassung der Vorrichtung an die Verarbeitung unterschiedlicher Fasermaterialien kann das Schiebregister mit mehreren Ausgängen versehen sein. Mit Hilfe eines mechanischen Schaltgliedes wird wird der Ausgang aktiviert, der für das jeweilige Fasermaterial die besten Bedingungen bietet.
Nachteilig ist bei diesem Vorgang, daß die Änderung der Stellsignale in direkter Abhängigkeit vom Taktsignal des Meßgebers erfolgt.
Wählt man die Taktzeiten sehr kurz, bekommt man mit den Meßwerten ein exaktes Abbild der Masse des Faserbandes.
Es hat sich gezeigt, daß der Motor jedoch nicht in der Lage ist, dieser notwendigerweise großen Zahl von veränderten Stellgrößen in der dann sehr kurzen Zeit zu folgen.
Die Motorbewegung wird unregelmäßig und weicht bei zunehmender Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine von den vorgegebenen Sollwerten ab.
Das Faserband wird bzw. bleibt unregelmäßig.
Die Unregelmäßigkeiten werden nur nur ungenügend abgebaut und anders verteilt.
Wählt man dagegen die Taktzeiten für die Erfassung der Meßwerte länger, dann besteht die Gefahr, daß stark abweichende Bandabschnitte überhaupt nicht erfaßt und damit auch nicht ausgeregelt werden können.
Mit der deutschen Patentschrift 36 22 584 C2 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regulierung des Verzuges eines Faserbandes an einer Textilmaschine beschrieben.
Bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren werden Meßwerte eines Gebers am Eingang des Streckwerkes und Meßwerte am Ausgang des Streckwerkes abwechselnd einem Regler zugeführt, kurzzeitig zwischengespeichert und gemeinsam zu einem Sollwert verarbeitet.
Der so gebildete Sollwert wird im Takt der Erfassung in ein Schieberegister eingelesen und im gleichen Takt zeitverzögert dem zu regelnden Motor zugeleitet.
Eine solche Arbeitsweise ist aufwendig und kompliziert. Sie bringt zudem ungenügende Verbesserung der Gleichmaßigkeit des Faserbandes, weil die am Ende des Streckwerkes erfaßten Unregelmäßigkeiten des Faserbandes nicht nochmals einem zu regelnden Verzug unterliegen.
Die im Zusammenhang mit dem DE-Gbm 75 31 226 herausgearbeiteten Nachteile werden auch mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung nicht beseitigt.
Die DE 36 19 248 A1 baut im wesentlichen auf dem eben beschriebenen Stand der Technik auf.
Mit dem Ziel, die Parameter der Verzugsfähigkeit der Faserbänder bei der Ausgabe der Stellgröße zu berücksichtigen, werden Stellmittel vorgeschlagen, die geeignet sind, den Reaktionspunkt innerhalb der Verzugszone zu verlagern oder die Übersetzung der Stellwerte zu verändern.
Für diesen Zweck werden allgemein übliche Stellmittel verwendet.
Das oben geschilderte Grundproblem wird jedoch auch mit dieser Vorrichtung nicht gelöst.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Vergleichmäßigung textiler Faserbänder in einem Streckwerk vorzuschlagen, das geeignet ist,

die im Faserband vorhandenen Ungleichmäßigkeiten möglichst vollständig zu beseitigen und
das Entstehen neuer Ungleichmäßigkeiten durch die Trägheit des Reglers und seiner Stellmittel nach Möglichkeit vollständig auszuschalten.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 in überraschend einfacher Weise gelöst.
Mit der Erfassung absoluter Meßwerte entfällt die Problematik der Nachkontrolle des Verzugsergebnisses. Für jeden erfaßten IST-Wert steht der einmalig am Prozeßbeginn vorgegebene Sollwert als Meßbasis zur Verfügung.
Eine weitere, jedoch entscheidende Entlastung bringt das Ermitteln von Durchschnittswerten aus mehreren Meßwerten und das Verwenden der Durchschnittswerte zur Vorbereitung eines Drehzahlstellwertes für den zu steuernden Motor.
Dabei wird das Faserband in seiner exakten Struktur für den Regelvorgang erfaßt, ohne daß extrem schnelle Stellvorgänge mit großer Amplitude ausgeführt werden müssen.
Das Speichern des Meßwertes in einem vorzugsweise elektronischen Speicher, der von einem Prozessor verwaltbar ist, ermöglicht zudem den beliebigen Abruf eines Durchschnittswertes oder Drehzahlsollwertes zu einem optiminierten Reaktionspunkt.
Die Praxis hat gezeigt, daß durch die Kombination dieser im Anspruch 1 genannten Wesensmerkmale des Verfahrens ein Faserband erzeugt wird, dessen Parameter dem Optimum sehr nahe kommen.
Der Aufwand für die dafür notwendige Vorrichtung kann auf einem niedrigen Niveau gehalten werden.
Die Bedienung des dafür einsetzbaren Mikrocomputers ist einfach. Der Reaktionspunkt und der Reaktionsbereich kann durch Eingabe entsprechender Parameter mit Hilfe von Tastaturen frei wählbar gestaltet werden.
Die Optimierung der Sollwertvorgabe mit einem einmaligen, in seiner Länge frei wählbaren Testlauf ist Vorraussetzung für das Verfahren nach dem offenen Regelkreis.
Mit der Zusammenstellung von Wertepaaren und ihrer Auswertung nach Anspruch 2 wird die Basis dafür geschaffen, daß jeder Meßwert oder jeder Durchschnittswert für die Ansteuerung des Motors zu einem beliebigen Punkt zur Verfügung steht und abgerufen werden kann. Dieser Reaktionspunkt kann auch während des Laufes der Maschine manuell oder durch ein entsprechendes Programm korrigiert werden.
Mit der Modifizierung des Verfahrens nach Anspruch 3 wird gewährleistet, daß die zur Ermittlung der Durchschnittswerte ausgewerteten Meßwerte am Faserband auch untereinander einen gegenseitigen Bezug haben. Die so gewonnenen Durchschnittswerte repräsentieren die tatsächliche Banddicke ausreichend exakt.
Die ermittelten und gespeicherten Durchschnittswerte werden dann in dem Bereich des Faserbandes als Stellwerte wirksam, in dem die Ausgangswerte zur Ermittlung des Durchschnittswertes gemessen wurden.
Die Vorteile dieses Steuerverfahrens bestehen vor allem darin, daß der Motor für den Antrieb der Walzen, die geregelt angetrieben werden, mit bereits optimierten mittleren Stellwerten beaufschlagt wird und daß die Beaufschlagung mit unterschiedlichen Stellgrößen in größeren Zeitabständen erfolgen kann als es die Frequenz der Meßschritte für die Erfassung eines genauen Abbildes der Faserbandstruktur gewährleisten könnte.
Die Lage des Reaktionspunktes und damit die zurückzulegende Wegstrecke vom Meßort bis zum Reaktionspunkt wird für verschiedene Faserbänder entsprechend der am Terminal eingegebenen mittleren Faserlänge vom Prozessor automatisch festgelegt. Zur Ermittlung der absoluten durchschnittlichen Bandmasse am Eingang wird zu Beginn der Verarbeitung eines neues Faserbandtypes ein in seiner Länge frei wählbares Probeband gefahren, von welchem extern die durchschnittlich erreichte Bandmasse am Ausgang ermittelt und über das Terminal in den Prozessor eingegeben wird und dieser selbstätig den Grundverzug dahingehend korrigiert, daß die geforderte Ablagebandmasse eingehalten wird.
Zur Verdeutlichung des Anliegens vorliegender Erfindung sollen die Besonderheiten anhand eines Ausführungsbeispieles mit zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben werden.
Es zeigen

Fig. 1: Verfahrensschema - Bandmassesteuerung
Fig. 2: Schema der Werterfassung, Lagezuordnung und Auswertung

An einer Strecke befindet sich, wie in Fig. 1 dargestellt, auf der Bandzuführseite ein Antriebsmotor M1, der ein mitlaufendes Meßwalzenpaar 1, eine Meßvorrichtung 4 sowie den Zuführbereich 2 antreibt. Ein weiterer Motor M 2 treibt die Streckwerkswalzen 3 nach der Verzugszone an. Am Meßwalzenpaar 1 ist ein Geber 4, vorzugsweise ein Absolutwertgeber, zur Meßwerterfassung des Istwertes der Eingangsbandnasse IW/EM angeordnet.
Wie in Fig 2 dargestellt, wird der gemessene Istwert IW/EM in den Speicher S eingegeben und mit dem Wert der absoluten Lage SW/R des Reaktionspunktes R gekoppelt, welcher sich aus dem zurückzulegendem Weg lR ergibt.
Die Istwerterfassung IW/EM kann in beliebigen Abständen x erfolgen.
Der Prozessor P kontrolliert ständig die den Istwerten IW/EM zugeordneten Reaktionspunkte SW/R durch Vergleich mit dem Istwert IW/R, ob ein Wertepaar IW/EM//SW/R den Reaktionspunkt R erreicht hat. Ist dies der Fall ( IW/R=SW/R), wird entsprechend der gemessenen Abweichung der Banddicke von der durchschnittlichen Banddicke der Sollwert SW/D über den Frequenzsteller fN an den Motor M 1 und der Wert SW/AT an das Ausgabeterminal AT ausgegeben.
Damit wird die Drehzahl des Eingangsmotors M1 so verändert, daß die momentane Ungleichmäßigkeit des Bandes in der Verzugszone ausgeglichen wird.
Durch die absolute Zeitunabhängigkeit der Bandmassesteuerung, ihre Wirkung wird nur durch den zurückgelegten Weg der Achse des Eingangsmotors M1 bestimmt, kann die Zeit tR zwischen Messen des Istwertes IW/EM am Meßort M0 und der Ausgabe des Sollwertes SW/D stets unterschiedlich sein.
Das Einschreiben von Istwert Meßpaaren IW/EM mit der zugehörigen Lage des Reaktionspunktes SW/R und die Ausgabe von Sollwerten SW/D sind zwei unterschiedliche Vorgänge, die nicht zwangsweise miteinander gekoppelt sind, sondern lediglich den gleichen Speicher S benutzen. Das Einschreiben von neuen Wertpaaren IW/EM/SW/R in den Speicher bewirkt nicht automatisch die Ausgabe eines Sollwertes SW/D.
Zur Durchführung des Verfahrens werden über das Eingabeterminal ET

die Eingangsbandmasse EM
die Dublierung D
die Ausgabebandmasse AM
die Istwertbandmasse des Probebandes IM/P

Besondere Vorteile dieses Verfahrens sind:

Es ist kein Regelkreis mit einer der Verzugszone nachgeordneten Meßeinrichtung erforderlich.
Es werden alle Ungleichmäßigkeiten im Band präzise bearbeitet, es bleiben keine Teilstücke zwischen Meßort und Kontrollort unbeeinflußt.
Es ist keine Grenze für die Bemessung des Steuerbereiches im Plus- und Minusbereich gegeben.
Die Lage des Reaktionspunktes ist nicht zwangsweise vorgegeben, diese kann den Verarbeitungsbedingungen angepaßt werden.
Die Maschinengeschwindigkeit hat keinen Einfluß auf das Arbeitsregime, so daß Anfahr- und Abtourvorgänge der Maschine gleichermaßen exakt behandelt werden.
Es ist keine externe Verzugsberechnung erforderlich, dies erfolgt intern im Prozessor. Am Terminal werden nur textiltechnisch relevante praktische Daten des Spinnplanes eingegeben.

Claims

Verfahren zur Vergleichmäßigung von textilen Faserbändern in einem Streckfeld mit Bandzuführwalzen und Bandabführwalzen, wobei
- die Masse des unverstreckten Faserbandes gemessen wird,

- die in Abständen erfaßten Meßwerte nacheinander gespeichert werden,

- eine Verzögerungszeit zwischen dem Meßvorgang und dem Einleiten des Korrekturvorganges vorgegeben wird und

- die gespeicherten Meßwerte zur Einleitung des Korrekturvorganges dem Motor (M1) der Zuführwalzen (2) als Drehzahlsollwerte zugeleitet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß absolute Meßwerte (IW/EM) für die Masse des Faserbandes in frei wählbaren Schritten (x) erfaßt werden,

daß diese Meßwerte (IW/EM) in einem, von einem Prozessor (P) verwaltbaren Speicher (S) gespeichert werden,

daß die gespeicherten Meßwerte (IW/EM) mittels Prozessor (P) gruppenweise zu einem Durchschnittswert verarbeitet werden,

daß die Durchschnittswerte (IW/EM) in einer vom Prozessor (P) gemeinsam mit den Daten (SW/R) eines bezüglich seiner Lage definierten Reaktionspunktes (R) abrufbaren Form gespeichert werden und

daß die Durchschnittswerte (IW/EM) am Reaktionspunkt (R) zeitunabhängig, nach einem vorgegebenen, zurückgelegten Weg des Motors durch den Prozessor (P) abgerufen und in Form von Drehzahlsollwerten (SW/D) dem Motor (M1) zugeleitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchschnittswerte (IW/EM) jeweils mit Daten (SW/R) des Reaktionspunktes (R) zu einem Wertepaar (IW/EM//SW/R) zusammengefaßt werden und

daß das Wertepaar (IW/EM//SW/R) anhand der Daten (SW/R) des Reaktionspunktes (R) mittels Prozessor (P) abgerufen und als Drehzahlstellwert (SW/D) an den Motor (M1) weitergeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchschnittswert aus nacheinander gespeicherten Meßwerten (IW/EM) eines Meßbereiches abgeleitet ist und

daß das, diesen Durchschnittswert enthaltende Wertepaar (IW/EM//SW/R) dann abgerufen wird, wenn der Anfang dieses Meßabschnittes den Reaktionspunkt (R) erreicht.