EP0712374B1 - Winding machine for yarn at constant speed - Google Patents
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- EP0712374B1 EP0712374B1 EP95920745A EP95920745A EP0712374B1 EP 0712374 B1 EP0712374 B1 EP 0712374B1 EP 95920745 A EP95920745 A EP 95920745A EP 95920745 A EP95920745 A EP 95920745A EP 0712374 B1 EP0712374 B1 EP 0712374B1
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- EP
- European Patent Office
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- ranges
- speed
- measured
- correcting
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- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
- B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
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- B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
- B65H59/384—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension using electronic means
- B65H59/385—Regulating winding speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
Definitions
- the invention relates to a winding machine according to the preamble of claim 1.
- This winding machine is known from DE-OS 39 33 048 (Bag. 1659).
- a winding machine for winding a thread is known from which the dancer arm is connected to a potentiometer so that a Change in position of the dancer arm to a direction-dependent change in tension on Potentiometer leads.
- This potentiometer voltage is used as a position measurement for an ID controller given to generate a signal to adjust the spindle speed.
- the disadvantage of this known winding machine is that the control the sudden changes in position due to the oscillating movements to vibrations the spindle speed and thus lead to an uneven coil build-up.
- the object of the invention is the winding machine with its To design the control system so that the control system is able to all fluctuations in the position of the dancer arm without switching to compensate for those fluctuations caused by the back and forth movements of the traversing device become.
- controller is programmable and adjustable over a wide range is, so that all operating states are recorded and in discrete Control values can be implemented and that the control the occurring operating conditions can be adjusted sensitively, the extreme conditions - such as B. creating and Starting off - no switching required.
- a precision cheese head is in perspective shown.
- Fig. 2 shows diagrams to illustrate the Measuring and control procedure.
- Such precision bobbins are in several horizontal and vertical rows side by side in arranged a precision cheese winder.
- the precision cheese head is in a vertical Stand plate 1 arranged.
- the Spool 3 On the stand plate 1 is the Spool 3 on which the spool with the winding tube is stretched, cantilevered.
- the winding spindle 3 is the Traversing device for traversing the incoming thread 12 assigned.
- the traversing device is parallel to the coil from the housing 11, in which a reversible thread shaft 10 is rotatable is stored, and that of the reverse thread shaft in one Straight guide back and forth traversing thread guide 9, the Thread 12 laid on the bobbin.
- a support roller 28 on the housing 11 of the Traversing device freely rotatable.
- the traversing device with the reverse thread shaft is on one Carriage 13 attached.
- the carriage 13 is in one Carriage guide 14 mounted, which is a linear movement - radial or secantial to the coil - allows.
- a spring 15 acts thereby on the carriage in such a way that the traversing device against each other with their support roller 28 during the entire winding cycle the coil surface supports, but the growing Diameter of the coil 2 can dodge.
- the fed thread 12 runs before it from the traversing thread guide 9 is laid on the coil surface, over two fixed Rollers 5 and 6, between which a dancer arm 7 with a Dancer roll 29 is pivotally arranged.
- the dancer role lies under the weight of the dancer arm on the thread.
- the drive motor 4 for driving the Spool spindle 3 attached.
- This drives over one Timing belt pulley 31 and timing belt 32 one on this side of the Stand plate cantilevered end of the winding spindle 3 non-rotatably arranged toothed belt pulley 33 and thus the Central winding spindle 3.
- the winding spindle is with the Reverse thread shaft 10 connected by gear Toothed belt pulley 16 and toothed belt 19 and toothed belt pulley 18 with a countershaft 30 and from there by another Toothed belt pulley 26 over toothed belt 20 and toothed belt pulley 17th with the reverse thread shaft 10.
- the countershaft 30 is opposite the winding spindle 3 and opposite the reversing thread shaft 10 by each a pivot lever 23 and 22 supported and in the free ends this pivot lever is rotatably mounted.
- the thread runs at a constant speed. This forms between the thread guides 5 and 6 due to the constant Weight of the dancer arm 7 with the dancer roll 29 - possibly reinforced by a spring - a sag.
- the size of this Sag is determined on the one hand by the Feed speed of the thread and the other through the Winding speed. The size of this slack will increase adjusted a constant value. However, the Fluctuations caused by the traversing movement be allowed.
- the axis of the dancer arm is with a Control device 8 connected. Through the control device 8 the drive motor 4 controlled. If the sag of the Fadens enlarged and consequently the dancer arm 7 clockwise pivots, the drive speed of the spindle motor 4 is increased. If the sag decreases, the drive speed increases reduced.
- the dancer arm 7 and the control device 8 are So included in a control loop through which the sag of the Thread loop between the thread guides 5 and 6 is corrected.
- control of the drive motor 4 is designed so that that the following functions are performed:
- the thread is first placed over the thread guide 5 and 6 led and wrapped around the dancer roll 29.
- the string is then placed on the empty tube and by the rotating Empty sleeve caught.
- the dancer arm 7 lifts off from its lower stop position and switches from the applied speed controller 37 to the Switch 34 on the dancer arm to the dancer arm control 38.
- the dancer arm with the rotating roller 29 is provided with a rotation sensor 40 connected.
- the position and the Speed of the dancer arm detected. It can become Example is a magneto-resistive sensor.
- This magneto-resistive sensor has a fixed ferromagnetic Layer that is enclosed in a circuit. On this ferromagnetic layer acts on a magnet, which with the Dancer arm is rotatable. By changing the rotational position of the Magnetic field also changes the electrical resistance of the ferromagnetic layer so that the voltage drop across the ferromagnetic layer a measure of the rotational position of the dancer arm is.
- the Speed of the dancer arm In addition to the position of the dancer arm, the Speed of the dancer arm, depending on height and direction, measured. For this purpose, the measurement is carried out at predetermined time intervals repeated and the speed determined from this. The ongoing determined measured position values and the measured speed values are now given to the controller.
- the controller has a memory with different Storage areas.
- position quantity areas saved in the position storage area. These position quantity ranges are shown in Fig. 2A.
- the quantity areas define a membership value with which a determined position measurement value for the previously defined position quantity range heard. These membership values are in on a scale from 0 to 1.
- Each quantity range is divided into a main area and a transition area. By doing The main area has a membership value of 1.
- the membership value falls to the respective neighboring quantity range drops from 1 to 0, whereby however overlaps to the neighboring transition area occurrence.
- the Transition area Ib of quantity area I covers all Measured values that are only limited to the quantity range can be assigned "far below".
- the memory also has a memory area in which as Control algorithm any occurring combination of position quantity ranges and speed quantity ranges a certain manipulated variable quality range according to FIG. 2C assigned.
- the membership value (fulfillment value) of the Control value for the selected quantity range II for example by multiplying the membership values for position and Speed to their respective candidate Quantity range. Before this multiplication or other superposition also a weighting of Affiliation values are made that reflect the level of trust of the Affiliation reflects.
- the result is the fulfillment value.
- the weighting factor (measure of trust) for both membership values 1. This results in the Affiliation value (fulfillment value) for the manipulated variable to his selected quantity range with also 0.8.
- FIG. 2C shows that this means that the manipulated variable quantity range II "negative medium" those below the 0.8 horizontal area indicates the area from which the Control value is selected.
- the computer also contains one for this Rule algorithm.
- This control algorithm can, for example state that the manipulated variable is the abscissa of the centroid is the area covered by that Quantity range cut off by membership value becomes. This area is hatched in Fig. 2C.
- the abscissa of the Center of gravity and thus the manipulated variable has the value -3. This Value is given to the motor to reduce the speed.
- the measured position value is in contrast 3 measuring units.
- the computer takes these control algorithms from the total of 15 control algorithms from the memory and accordingly assigns the manipulated variable quantity ranges II and III to the current measured value. This is shown in Fig. 2D.
- the membership value of the manipulated value to the respective quantity range results from the membership values of the measured value to the assigned position or speed quantity ranges by superimposition as previously described.
- the computer is now programmed so that it can Center of gravity of the area determined which the selected limited by the respective membership values Cover quantity ranges; d. h .: the overlapping Area is only calculated once, the rest is the sum of Quantity ranges formed by the assigned Membership values are limited.
Landscapes
- Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
- Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.The invention relates to a winding machine according to the preamble
of
Diese Aufspulmaschine ist bekannt durch die DE-OS 39 33 048 (Bag. 1659).This winding machine is known from DE-OS 39 33 048 (Bag. 1659).
Bei dieser Aufspulmaschine erfolgt die Regelung des Durchhangs des Tänzerarmes über die Verstellung der Spindeldrehzahl mit Hilfe eines PI-Reglers, der nach dem Anlegen des Fadens und Einschalten der Changiereinrichtung an den Tänzerarm eingeschaltet wird. Infolge des starken integralen Anteils des Reglers reagiert der Spindelantriebsmotor nur mit Verzögerung auf Änderungen des Durchhangs der durch den Tänzerarm gebildeten Fadenschleife. Nachteilig ist hierbei, daß zum Anlegen des Fadens eine Umschaltung auf einen PD-Regler erfolgen muß.With this winding machine, the slack is regulated of the dancer arm with the adjustment of the spindle speed With the help of a PI controller, which after the thread and Switch on the traversing device on the dancer arm is switched on. Due to the strong integral part of the Controller responds only with a delay Changes in the sag of those formed by the dancer arm Thread loop. The disadvantage here is that for threading a switch to a PD controller must be made.
Aus der US-A-3713009 ist eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln eines Fadens bekannt, bei welcher der Tänzerarm mit einem Potentiometer derart verbunden ist, daß eine Stellungsänderung des Tänzerarms zu einer richtungsabhängigen Spannungsänderung am Potentiometer führt. Diese Potentiometerspannung wird als Stellungsmeßwert einem ID-Regler aufgegeben, um ein Signal zur Verstellung der Spindeldrehzahl zu erzeugen. Damit wird erreicht, daß plötzliche Stellungsänderungen des Tänzerarms entsprechend ausgeregelt werden. Der Nachteil dieser bekannten Aufspulmaschine besteht darin, daß die Regelung der plötzlichen Stellungsänderungen aufgrund der Changierbewegungen zu Schwingungen der Spindeldrehzahl und somit zu einem ungleichmäßigen Spulenaufbau führen.From US-A-3713009 a winding machine for winding a thread is known from which the dancer arm is connected to a potentiometer so that a Change in position of the dancer arm to a direction-dependent change in tension on Potentiometer leads. This potentiometer voltage is used as a position measurement for an ID controller given to generate a signal to adjust the spindle speed. In order to it is achieved that sudden changes in position of the dancer arm are corrected accordingly become. The disadvantage of this known winding machine is that the control the sudden changes in position due to the oscillating movements to vibrations the spindle speed and thus lead to an uneven coil build-up.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Aufspulmaschine mit ihrer Regelung so auszugestalten, daß die Regelung in der Lage ist, alle Schwankungen der Position des Tänzerarms ohne Umschaltung auszuregeln, und zwar auch diejenigen Schwankungen, welche durch die Hin- und Herbewegungen der Changiereinrichtung hervorgerufen werden.The object of the invention is the winding machine with its To design the control system so that the control system is able to all fluctuations in the position of the dancer arm without switching to compensate for those fluctuations caused by the back and forth movements of the traversing device become.
Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.The solution results from
Es gelingt hierdurch, eine Abhängigkeit zwischen der Motordrehzahl einerseits sowie der Stellung und der Geschwindigkeit des Tänzerarms andererseits herzustellen, ohne daß dabei die geplanten Änderungen der Stellung und der Geschwindigkeit des Tänzerarms, die insbesondere durch die Changierung hervorgerufen werden, einen negativen Einfluß auf die Verstellung der Spindeldrehzahl ausüben, insbesondere zu Schwingungen der Spindeldrehzahl führen. This enables a dependency between the Engine speed on the one hand and the position and the On the other hand, to produce the speed of the dancer arm without that the planned changes in position and Speed of the dancer arm, especially by the Changes are caused, a negative influence on the Exercise adjustment of the spindle speed, especially to Vibrations in the spindle speed.
Es gelingt hierdurch, dem Gesamtregelkreis, der aus der Spindel, dem Spindelantriebsmotor, dem Regler und dem Tänzerarm besteht, ein nicht-lineares Verhalten zu geben. Das bedeutet, daß nicht jede Änderung bezgl. der Stellung und/oder der Geschwindigkeit des Tänzerarms zu einer proportionalen Änderung des Stellwertes führt, welcher dem Antriebsmotor der Spulspindel zur Einstellung der Spindeldrehzahl aufgegeben wird.This enables the overall control loop, which consists of the spindle, the spindle drive motor, the controller and the dancer arm, to give a non-linear behavior. That means not any change in position and / or speed of the dancer arm to a proportional change in the manipulated variable which leads to the drive motor of the winding spindle for adjustment the spindle speed is given up.
Mit der Ausführung der Erfindung, insbesondere soweit sie sich
im einzelnen aus Anspruch 2 ergibt, wird weiterhin erreicht, daß
der Regler in weiten Bereichen programmierbar und einstellbar
ist, so daß alle Betriebszustände erfaßt und in diskrete
Stellwerte umgesetzt werden können und daß die Regelung den
vorkommenden Betriebzuständen feinfühlig angepaßt werden kann,
wobei auch die extremen Zustände - wie z. B. das Anlegen und
Anfahren - keine Umschaltung erfordern.With the implementation of the invention, especially as far as it is concerned
results in detail from
Bei alledem ist es zweckmäßig, diskrete, eindeutige Stellwerte
zu erzeugen, die die Lage der aktuellen Meßwerte in angemessener
Weise berücksichtigen. Dies geschieht insbesondere durch die
Ausführung nach Anspruch 3.In all of this, it is useful to have discrete, unambiguous control values
to generate the appropriate location of the current measured values
Consider wise. This happens in particular through the
Execution according to
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.In the following the invention is based on an embodiment described.
In der Zeichnung ist ein Präzisions-Kreuzspulkopf perspektivisch dargestellt. Fig. 2 zeigt Diagramme zur Veranschaulichung des Meß- und Regelverfahrens. Derartige Präzisionsspulköpfe sind in mehreren horizontalen und vertikalen Reihen nebeneinander in einer Präzisions-Kreuzspulmaschine angeordnet.In the drawing, a precision cheese head is in perspective shown. Fig. 2 shows diagrams to illustrate the Measuring and control procedure. Such precision bobbins are in several horizontal and vertical rows side by side in arranged a precision cheese winder.
Der Präzisions-Kreuzspulkopf ist in einer senkrechten
Ständerplatte 1 angeordnet. An der Ständerplatte 1 ist die
Spulspindel 3, auf welcher die Spule mit der Spulhülse
aufgespannt ist, auskragend gelagert. Der Spulspindel 3 ist die
Changiereinrichtung zum Changieren des zulaufenden Fadens 12
zugeordnet. Die Changiereinrichtung parallel zur Spule besteht
aus dem Gehäuse 11, in dem eine Kehrgewindewelle 10 drehbar
gelagert ist, und dem von der Kehrgewindewelle in einer
Geradführung hin- und herbewegten Changierfadenführer 9, der den
Faden 12 auf der Spule verlegt. Um einen gleichbleibenden Abstand
zwischen der Oberfläche der Spule 2 und der Changiereinrichtung
zu bewerkstelligen, ist eine Stützrolle 28 am Gehäuse 11 der
Changiereinrichtung frei drehbar gelagert.The precision cheese head is in a
Die Changiereinrichtung mit der Kehrgewindewelle ist an einem
Schlitten 13 befestigt. Der Schlitten 13 ist in einer
Schlittenführung 14 gelagert, die eine geradlinige Bewegung -
radial oder sekantial zur Spule - zuläßt. Eine Feder 15 wirkt
dabei auf den Schlitten derart ein, daß die Changiereinrichtung
sich während der gesamten Spulreise mit ihrer Stützrolle 28 gegen
die Spulenoberfläche abstützt, jedoch dem größer werdenden
Durchmesser der Spule 2 ausweichen kann.The traversing device with the reverse thread shaft is on one
Der zugeführte Faden 12 läuft, bevor er vom Changierfadenführer
9 auf der Spulenoberfläche verlegt wird, über zwei ortsfeste
Rollen 5 und 6, zwischen welchen ein Tänzerarm 7 mit einer
Tänzerrolle 29 schwenkbar angeordnet ist. Die Tänzerrolle liegt
unter dem Gewicht des Tänzerarmes auf dem Faden auf. Durch das
Anwachsen der Spule 2 und die Verkürzung der zwischen den
Fadenführern 5 und 6 gebildeten Fadenschleife (Durchhang) wird
der Schwenkwinkel des Tänzerarmes geändert und in Abhängigkeit
hiervon durch eine mechanisch-elektrische Tänzerarmregelung 8 die
Drehzahl des Antriebsmotors 4 für die Spulspindel elektronisch
nachgeregelt.The fed
Auf der anderen Seite der Ständerplatte (vom Betrachter aus
gesehen vorne) ist der Antriebsmotor 4 für den Antrieb der
Spulspindel 3 befestigt. Dieser treibt über eine
Zahnriemenscheibe 31 und Zahnriemen 32 eine auf dem diesseits der
Ständerplatte aufkragend angeordneten Ende der Spulspindel 3
drehfest angeordnete Zahnriemenscheibe 33 und hiermit die
Spulspindel 3 zentral an. Die Spulspindel ist mit der
Kehrgewindewelle 10 getrieblich verbunden, und zwar durch
Zahnriemenscheibe 16 und Zahnriemen 19 und Zahnriemenscheibe 18
mit einer Vorgelegewelle 30 sowie von dort aus durch eine weitere
Zahnriemenscheibe 26 über Zahnriemen 20 und Zahnriemenscheibe 17
mit der Kehrgewindewelle 10. Die Vorgelegewelle 30 ist gegenüber
der Spulspindel 3 und gegenüber der Kehrgewindewelle 10 durch je
einen Schwenkhebel 23 bzw. 22 abgestützt und in den freien Enden
dieser Schwenkhebel drehbar gelagert.On the other side of the stand plate (from the viewer
seen in front) is the
Durch die getriebliche Verbindung zwischen Spulspindel 3 und
Kehrgewindewelle 10 ist während der gesamten Spulreise das
Verhältnis der Spulspindeldrehzahl und der Changierfrequenz
konstant.Due to the gear connection between winding
Der Faden läuft mit konstanter Geschwindigkeit zu. Dadurch bildet
sich zwischen den Fadenführern 5 und 6 infolge des konstanten
Gewichts des Tänzerarmes 7 mit der Tänzerrolle 29 - eventuell
verstärkt durch eine Feder - ein Durchhang. Die Größe dieses
Durchhanges wird bestimmt zum einen durch die
Zuliefergeschwindigkeit des Fadens und zum anderen durch die
Aufwickelgeschwindigkeit. Die Größe dieses Durchhanges wird auf
einen konstanten Wert ausgeregelt. Dabei müssen allerdings die
Schwankungen, die durch die Changierbewegung entstehen,
zugelassen werden. Hierzu ist die Achse des Tänzerarmes mit einer
Regeleinrichtung 8 verbunden. Durch die Regeleinrichtung 8 wird
der Antriebsmotor 4 angesteuert. Wenn sich der Durchhang des
Fadens vergrößert und folglich der Tänzerarm 7 im Uhrzeigersinn
schwenkt, wird die Antriebsdrehzahl des Spindelmotors 4 erhöht.
Verringert sich der Durchhang, wird die Antriebsdrehzahl
herabgesetzt. Der Tänzerarm 7 und die Regeleinrichtung 8 sind
also in einen Regelkreis einbezogen, durch den der Durchhang der
Fadenschleife zwischen den Fadenführern 5 und 6 ausgeregelt wird.The thread runs at a constant speed. This forms
between the thread guides 5 and 6 due to the constant
Weight of the dancer arm 7 with the dancer roll 29 - possibly
reinforced by a spring - a sag. The size of this
Sag is determined on the one hand by the
Feed speed of the thread and the other through the
Winding speed. The size of this slack will increase
adjusted a constant value. However, the
Fluctuations caused by the traversing movement
be allowed. For this the axis of the dancer arm is with a
Im einzelnen ist die Steuerung des Antriebsmotors 4 so ausgelegt,
daß die folgenden Funktionen ausgeführt werden:In detail, the control of the
Zum Fadenanlegen wird der Antriebsmotor 4 mittels Schalter 34 am
Tänzerarm so geschaltet, daß der Motor 4 den Spulkopf (Spule 2)
über einen Anlegedrehzahlregler 37 mit einer konstant
vorgegebenen Antriebsgeschwindigkeit antreibt. Die
Geschwindigkeit wird so gewählt, daß die Umfangsgeschwindigkeit
der auf die Spulspindel 3 aufgespannten Leerhülse über der
Fadengeschwindigkeit liegt.To thread the
Zum Fadenfangen ist der Schlitten 13, auf dem die Changierung mit
dem Changierfadenführer 9 und der Kehrgewindewalze 10 gelagert
ist, - im Bild - nach rechts gefahren, so daß die Stützrolle 28
nicht an dem Umfang der Leerhülse anliegt und der
Changierfadenführer 9 nicht in Berührung mit dem Faden gelangt.For thread catching is the
Zum Fadenanlegen wird der Faden zunächst über die Fadenführer 5 und 6 geführt und um die Tänzerrolle 29 geschlungen. Der Faden wird sodann an die Leerhülse angelegt und von der sich drehenden Leerhülse gefangen.To thread the thread, the thread is first placed over the thread guide 5 and 6 led and wrapped around the dancer roll 29. The string is then placed on the empty tube and by the rotating Empty sleeve caught.
Dadurch hebt der Tänzerarm 7 aus seiner unteren Stop-Position ab
und schaltet dabei von dem Anlegedrehzahlregler 37 über den
Schalter 34 am Tänzerarm auf die Tänzerarmregelung 38 um.As a result, the dancer arm 7 lifts off from its lower stop position
and switches from the
Der Tänzerarm mit der Drehrolle 29 ist mit einem Drehsensor 40
verbunden. Durch den Drehsensor wird die Position und die
Geschwindigkeit des Tänzerarms erfaßt. Es kann sich hierbei zum
Beispiel um einen magneto-resistiven Sensor handeln. Dieser
magneto-resistive Sensor weist eine ortsfeste ferromagnetische
Schicht auf, die in einem Stromkreis eingeschlossen ist. Auf
diese ferromagnetische Schicht wirkt ein Magnet ein, der mit dem
Tänzerarm drehbar ist. Durch Änderung der Drehlage des
Magnetfeldes verändert sich auch der elektrische Widerstand der
ferromagnetischen Schicht, so daß der Spannungsabfall an der
ferromagnetischen Schicht ein Maß für die Drehlage des Tänzerarms
ist.The dancer arm with the
Zusätzlich zu der Position des Tänzerarmes wird auch die Geschwindigkeit des Tänzerarmes, und zwar nach Höhe und Richtung, gemessen. Hierzu wird die Messung in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt und daraus die Geschwindigkeit ermittelt. Die laufend ermittelten Positions-Meßwerte und die Geschwindigkeits-Meßwerte werden nun dem Regler aufgegeben.In addition to the position of the dancer arm, the Speed of the dancer arm, depending on height and direction, measured. For this purpose, the measurement is carried out at predetermined time intervals repeated and the speed determined from this. The ongoing determined measured position values and the measured speed values are now given to the controller.
Der Regler weist einen Speicher mit verschiedenen Speicherbereichen auf.The controller has a memory with different Storage areas.
In den Positions-Speicherbereich sind Positions-Quantitätsbereiche gespeichert. Diese Positions-Quantitätsbereiche sind in Fig. 2A dargestellt. Die QuantitätsBereiche definieren einen Zugehörigkeitswert, mit dem ein bestimmter Positions-Meßwert zu dem zuvor definierten Positions-Quantitätsbereich gehört. Diese Zugehörigkeitswerte liegen in einer Skala von 0 bis 1. Jeder Quantitäts-Bereich ist eingeteilt in einen Hauptbereich und einen Übergangsbereich. In dem Hauptbereich hat der Zugehörigkeitswert den Wert 1. In dem Übergangsbereich fällt der Zugehörigkeitswert zu dem jeweilig benachbarten Quantitäts-Bereich von 1 auf 0 abfällt, wobei allerdings Überschneidungen zu dem benachbarten Übergangsbereich vorkommen.In the position storage area are position quantity areas saved. These position quantity ranges are shown in Fig. 2A. The quantity areas define a membership value with which a determined position measurement value for the previously defined position quantity range heard. These membership values are in on a scale from 0 to 1. Each quantity range is divided into a main area and a transition area. By doing The main area has a membership value of 1. In the Transition area, the membership value falls to the respective neighboring quantity range drops from 1 to 0, whereby however overlaps to the neighboring transition area occurrence.
In Figur 2A sind Positions-Quantitätsbereiche I bis III dargestellt.2A shows position quantity ranges I to III shown.
In Fig. 2A bezeichnet zum Beispiel die horizontale Linie des Hauptbereiches Ia den Positions-Quantitätsbereich: "weit unten". D.h.: alle Meßwerte der Tänzerarm-Position, die zwischen (z. B.) 10 und 5 Meßwerteinheiten liegen, werden als "weit unten" bezeichnet, mit dem Zugehörigkeits-Wert UP = 1. Der Übergangsbereich Ib des Quantitätsbereiches I erfaßt alle Meßwerte, die nur noch mit Einschränkung dem Quantitätsbereich "weit unten" zugeordnet werden können.For example, in Fig. 2A, the horizontal line of the Main area Ia the position quantity range: "far below". That means: all measured values of the dancer arm position which are between (e.g.) 10 and 5 measured value units are considered to be "far below" designated, with the membership value UP = 1. The Transition area Ib of quantity area I covers all Measured values that are only limited to the quantity range can be assigned "far below".
Der Quantitätsbereich II erfaßt alle Meßwerte, die man als "mittel" bezeichnen würde. Dieser Quantitätsbereich II ist nur an einer Stelle mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1 ausgestattet. Es ist aus dem Diagramm ersichtlich, daß ein Meßwert von z. B. 3 Meßeinheiten sowohl dem Quantitätsbereich II mit dem Zugehörigkeitswert 0,3 als auch dem Quantitätsbereich III mit dem Zugehgörigkeitswert 0,7 zugeordnet würde. In ähnlicher Weise bezeichnet der Quantitätsbereich III alle Positionsmeßwerte, die man als "sehr hoch" bezeichnen würde.The quantity range II covers all measured values, which one as would mean "medium". This quantity range II is only at one point equipped with the membership value UP = 1. It can be seen from the diagram that a measured value of z. B. 3 measuring units of both the quantity range II with the Affiliation value 0.3 as well as the quantity range III with the Affiliation value 0.7 would be assigned. In a similar way Quantity range III denotes all position measurements that one would call it "very high".
In ähnlicher Weise werden auch alle vorkommenden Meßwerte der
Geschwindigkeit vorbestimmten, in einen Geschwindigkeits-Speicherbereich
gespeicherten Geschwindigkeits-Quantitätsbereiche
eingeteilt. Die gesamte Skala der vorkommenden Meßwerte ist hier
entsprechend Fig. 2B in fünf Quantitätsbereiche I, II, III, IV,
V eingeteilt, wobei
Es gibt weiterhin einen Speicherbereich, in dem alle in Betracht kommenden Ausgangssignale des Reglers - im Rahmen dieser Anmeldung als 'Stellwert' bezeichnet - vorbestimmten Stellwert-Qualitätsbereichen zugeordnet sind.There is still a storage area in which everyone is considered coming output signals from the controller - as part of this Registration called 'manipulated variable' - predetermined manipulated variable quality ranges assigned.
In Figur 2C ist dargestellt, daß die Skala der vorkommenden
Stellwerte in fünf Quantitätsbereiche eingeteilt ist. Dabei sind
die in Betracht kommenden Stellwerte folgenden
Quantitätsbereichen zugeordnet:
Der Speicher besitzt ferner einen Speicherbereich, in dem als Regel-Algorithmus jede vorkommende Kombination von Positions-Quantitätsbereichen und Geschwindigkeits-Quantitätsbereichen einem bestimmten Stellwert-Qualitätsbereich nach Fig. 2C zugeordnet ist.The memory also has a memory area in which as Control algorithm any occurring combination of position quantity ranges and speed quantity ranges a certain manipulated variable quality range according to FIG. 2C assigned.
Bei der gewählten Unterteilung der Quantitätsbereiche gibt es 15 derartige Kombinationen. Der Regel-Algorithmus lautet zum Beispiel:There are 15 in the selected division of the quantity ranges such combinations. The rule algorithm is Example:
Wenn die Geschwindigkeit zum Quantitätsbereich positiv "mittel" gehört und die Position des Tänzerarmes zum Quantitätsbereich "weit oben" gehört, dann sei die Stellgröße dem Quantitätsbereich "negativ mittel" = "Drehzahl weniger stark erniedrigen" entnommen.If the speed to the quantity range is positive "medium" belongs and the position of the dancer arm to the quantity range heard "far up", then the manipulated variable is the quantity range "negative medium" = "lower speed less" taken.
In einem ersten Beispiel sei die Position des Tänzerarms 'positiv 10 Maßeinheiten' und die Geschwindigkeit 'positiv 8 Maßeinheiten'. Das bedeutet, daß der aktuelle Meßwert der Position dem Positions-Quantitätsbereich III = "weit oben" mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1 zugeordnet wird. Der aktuelle Meßwert der Geschwindigkeit wird dem Geschwindigkeits-Quantitätsbereich IV "positiv mittel" mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1,8 zugeordnet.In a first example, the position of the dancer arm is positive 10 units of measure 'and the speed' positive 8 Units'. This means that the current measured value of the Position the position quantity range III = "far up" with is assigned the membership value UP = 1. The current The measured value of the speed becomes the speed quantity range IV "positive medium" with the membership value UP = 1.8 assigned.
Aus dem eingespeisten Regler-Algorithmus (der hier zufällig bereits zitiert ist) entnimmt daher die Rechnereinheit des Reglers, daß dieser Kombination der Stellwert-Quantitätsbereich II = Drehzahl weniger stark erhöhen, zugeordnet werden sollte.From the fed regulator algorithm (which happens here randomly is already cited), the computer unit of the Regulator that this combination of the manipulated variable quantity range II = increase the speed less, should be assigned.
Dabei ergibt sich der Zugehörigkeitswert (Erfüllungswert) des Stellwertes zu dem ausgewählten Quantitätsbereich II zum Beispiel durch Multiplikation der Zugehörigkeits-Werte für Position und Geschwindigkeit zu ihrem jeweils in Betracht kommenden Quantitätsbereich. Dabei kann vor dieser Multiplikation oder sonstigen Überlagerung auch noch eine Gewichtung der Zugehörigkeits-Werte erfolgen, die das Vertrauensmaß der Zugehörigkeit wiedergibt.The membership value (fulfillment value) of the Control value for the selected quantity range II, for example by multiplying the membership values for position and Speed to their respective candidate Quantity range. Before this multiplication or other superposition also a weighting of Affiliation values are made that reflect the level of trust of the Affiliation reflects.
Das Ergebnis ist der Erfüllungswert.The result is the fulfillment value.
Im vorliegenden Falle sei der Gewichtungsfaktor (Vertrauensmaß) für beide Zugehörigkeitswerte = 1. Damit ergibt sich der Zugehörigkeitswert (Erfüllungswert) für den Stellwert zu seinem ausgewählten Quantitätsbereich mit ebenfalls 0,8.In the present case, the weighting factor (measure of trust) for both membership values = 1. This results in the Affiliation value (fulfillment value) for the manipulated variable to his selected quantity range with also 0.8.
In Figur 2C ist dargestellt, daß damit von dem Stellwert-Quantitätsbereich II "negativ mittel" die unter der 0,8-Horizontalen liegende Fläche den Bereich angibt, aus dem der Stellwert ausgewählt wird. Auch hierfür enthält der Rechner einen Regel-Algorithmus. Dieser Regel-Algorithmus kann beispielsweise besagen, daß der Stellwert die Abszisse des Flächenschwerpunktes der Fläche ist, die von dem in Betracht kommenden Quantitätsbereich durch den Zugehörigkeitswert abgeschnitten wird. Diese Fläche ist in Fig. 2C schraffiert. Die Abszisse des Schwerpunktes und damit der Stellwert hat den Wert -3. Dieser Wert wird dem Motor zur Herabsetzung der Drehzahl vorgegeben.FIG. 2C shows that this means that the manipulated variable quantity range II "negative medium" those below the 0.8 horizontal area indicates the area from which the Control value is selected. The computer also contains one for this Rule algorithm. This control algorithm can, for example state that the manipulated variable is the abscissa of the centroid is the area covered by that Quantity range cut off by membership value becomes. This area is hatched in Fig. 2C. The abscissa of the Center of gravity and thus the manipulated variable has the value -3. This Value is given to the motor to reduce the speed.
In einem weiteren Beispiel sei der aktuelle Geschwindigkeits-Meßwert
wiederum = 8 Meßeinheiten. Der Positions-Meßwert betrage
dagegen 3 Meßeinheiten.In another example, the current speed measurement is
again = 8 measuring units. The measured position value is
in
Das bedeutet, daß diese Meßwerte dem Geschwindigkeits-Quantitätsbereich IV "positiv mittel" sowie dem Positions-Quantitätsbereich II "neutral" mit dem Zugehörigkeitswert 0,7 sowie dem Quantitätsbereich III "weit oben" mit dem Zugehörigkeitswert 0,3 zugeordnet sind.This means that these measurements are within the speed-quantity range IV "positive medium" and the position quantity range II "neutral" with a membership value of 0.7 as well as the quantity range III "far above" with the Membership value 0.3 are assigned.
Es sei nun weiterhin in dem Speicherbereich für den Regel-Algorithmus eingespeichert:It is now still in the memory area for the control algorithm stored:
Wenn die Geschwindigkeit "positiv mittel" und die Stellung "neutral", dann sei die Stellgröße "neutral" sowie weiter:If the speed is "positive medium" and the position "neutral", then the manipulated variable is "neutral" as well as:
Wenn die Geschwindigkeit "positiv hoch" und die Stellung neutral, dann sei die Stellgröße "negativ-mittel".If the speed is "positive high" and the position neutral, then the manipulated variable is "negative-medium".
Der Rechner entnimmt dem Speicher aus den insgesamt 15 Regel-Algorithmen
diese Regel-Algorithmen und ordnet demgemäß dem
aktuellen Meßwert die Stellwert-Quantitätsbereiche II und III zu.
Dies ist in Fig. 2D dargestellt. Der Zugehörigkeits-Wert des
Stellwertes zu dem jeweiligen Quantitätsbereich ergibt sich aus
den Zugehörigkeitswerten des Meßwertes zu den zugeordneten
Positions- bzw. Geschwindigkeits-Quantitäts-Bereichen durch
Überlagerung wie zuvor beschrieben. Eventuell erfolgt noch eine
Multiplikation mit dem Vertrauensmaß, das zwischen Null (0) und
Eins (1) vorbestimmt ist. Es sei hier = 1.
Der Stellwert-Quantitätsbereich II besitzt also einen
Zugehörigkeits-Wert von 0,7 x 0,8 = 0,56
und der Stellwert-Quantitätsbereich III einen Zugehörigkeits-Wert
von 0,3 x 0,8 = 0,24.The computer takes these control algorithms from the total of 15 control algorithms from the memory and accordingly assigns the manipulated variable quantity ranges II and III to the current measured value. This is shown in Fig. 2D. The membership value of the manipulated value to the respective quantity range results from the membership values of the measured value to the assigned position or speed quantity ranges by superimposition as previously described. A multiplication with the confidence measure, which is predetermined between zero (0) and one (1), may also take place. Here it is = 1.
The manipulated variable quantity range II therefore has a membership value of 0.7 x 0.8 = 0.56
and the manipulated variable quantity range III a membership value
of 0.3 x 0.8 = 0.24.
Die durch diese Zugehörigkeitswerte in den Zugehörigkeitsbereichen markierte Fläche ist in Fig. 2D wiederum schraffiert.The through these membership values in the membership areas marked area is hatched again in FIG. 2D.
Der Rechner ist nun wiederum so programmiert, daß er den Flächenschwerpunkt der Fläche ermittelt, welche die ausgewählten durch die jeweiligen Zugehörigkeitswerte begrenzten Quantitätsbereiche bedecken; d. h.: die sich überschneidende Fläche wird nur einmal gerechnet, im übrigen wird die Summe der Quantitätsbereiche gebildet, die durch die zugeordneten Zugehörigkeitswerte begrenzt sind.The computer is now programmed so that it can Center of gravity of the area determined which the selected limited by the respective membership values Cover quantity ranges; d. h .: the overlapping Area is only calculated once, the rest is the sum of Quantity ranges formed by the assigned Membership values are limited.
Wenn die Spule 2 voll ist, wird der Changierschlitten 13 wieder -
im Bilde - nach rechts bis in seine Startposition gefahren. Am
Ende der Spulreise oder bei einem Fadenbruch fällt der Tänzerarm
in seine untere Position (Anlegeposition) zurück. Dadurch wird
der Schalter 34 wieder umgeschaltet und die
Anlegedrehzahlregelung 37 aktiviert. Die Anlegegeschwindigkeit
an der neu aufgesteckten Leerhülse des Spulkpopfes wird somit zum
erneuten Anlegen eines Fadens konstant gehalten.When the
Claims (3)
- Winding machine for a yarn (12) delivered at a constant speed, with a traversing device (9, 10) for reciprocating the yarn (12) transversely to its running direction, with a winding spindle (3) driven by a spindle motor (4), with a dancer (7) which detects the sag of the yarn (12) before the traversing device (9, 10), with a measuring device (40) for producing a measured position value which represents the position of the dancer (7), with a controller (8) by means of which the measured position value is converted into a motor correcting value and the spindle motor (4) is controlled in accordance with the motor correcting value,
characterised in that
during the winding operation the measuring device (40) produces a measured speed value in addition to the measured position value, which measured speed value represents the direction of movement and speed of the dancer (12), and that the motor correcting value is determined by superimposing the measured position value and the measured speed value - optionally following previous weighting. - Winding machine according to claim 1,
characterised in that
the measured position value and the measured speed value are superimposed according to the following method:2.1 the measured values are in each case associated with predetermined position or speed quantity ranges,wherein each of the quantity ranges defines the association of the respective measured value with a predetermined prominent quantity on a scale of values of the associative values,wherein each of the quantity ranges is divided into main ranges, with which the associative value = 1 is associated, and transition ranges, in which the associative value for the respective adjacent quantity range decreases from 1 to 0, andwherein adjacent transition ranges overlap,2.2 the respective associative values for the determined quantity ranges are associated with the actual measured position value and the actual measured speed value,2.3 a certain correcting value quantity range is associated in a memory with all occurring combinations of position and speed quantity ranges,2.4 the adjustable motor correcting values are in each case associated with predetermined correcting value quantity ranges,wherein each of the quantity ranges defines the association with a predetermined quantity,wherein each correcting value quantity range is divided into main ranges, with which the fulfilment value = 1 is associated, and transition ranges, in which the fulfilment value for the respective adjacent quantity range decreases from 1 to 0, andwherein adjacent transition ranges overlap,2.5 the correcting value quantity ranges associated with the actual combinations of position and speed quantity ranges are recalled from the memory,2.6 a fulfilment value for each determined combination of position and speed quantity ranges is formed by superimposing the determined associative values of the measured position or speed value for their respective quanitity ranges - optionally following previous weighting - e.g. by multiplication, wherein this fulfilment value may additionally be multiplied by a confidence factor predefined between zero (0) and one (1),2.7 the corresponding correcting value quantity range is recalled from the memory for each of these determined combinations of position and speed quantity ranges,2.8 the fulfilment value of the associated combination is associated with each of these correcting value quantity ranges,2.9 the determined correcting value quantity ranges are weighted according to their total size and the level of the associated fulfilment value,2.10 the motor correcting value is selected such that it belongs to at least one of the determined correcting value quantity ranges and
that its position takes account of the size of the previously weighted correcting value quantity ranges, wherein overlapping weighted correcting value quantity ranges are only taken account of once. - Winding machine according to claim 2,
characterised in that
the motor correcting value is selected such that it is the abscissa of the centroid of the total area which is circumscribed by the envelope curve of the previously weighted correcting value quantity ranges.
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