EP0751244A2 - Method for controlling yarn tension - Google Patents
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- EP0751244A2 EP0751244A2 EP96109592A EP96109592A EP0751244A2 EP 0751244 A2 EP0751244 A2 EP 0751244A2 EP 96109592 A EP96109592 A EP 96109592A EP 96109592 A EP96109592 A EP 96109592A EP 0751244 A2 EP0751244 A2 EP 0751244A2
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- D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
- D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
- D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
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- D02G1/04—Devices for imparting false twist
- D02G1/08—Rollers or other friction causing elements
Definitions
- the invention relates to a method for regulating the thread tension according to the preamble of claim 1.
- EP 0 439 183 B1 describes a method for monitoring the thread tension of a running thread in the texturing zone of a false twist crimping machine, in which the thread tension is thereby It is corrected that this is converted into an adjustment signal via a time filter and through this the size and / or the component distribution of the frictional force of the false twist unit on the thread is controlled, the adjustment signal being used as the signal representing the current average of the current measured value for quality monitoring.
- the adjustment signal by means of which the thread tension is corrected, is thus monitored to determine whether it leaves the predetermined range between the upper limit value and the lower limit value.
- These limit values are used to output an alarm signal when the adjustment signal leaves the area between these limit values.
- the difference between the currently measured thread tension after appropriate shaping can be compared with the adjustment signal and an alarm signal can be issued if the difference signal leaves a predetermined range between an upper limit value and a lower limit value.
- the method according to the invention for regulating the thread tension of a running thread behind a friction-wrong unit of a false twist crimping machine is characterized in that the regulator constant of the regulator is corrected while the process is running, ie during regulation.
- the particular advantage of this procedure is the fact that each work station individually to the environmental conditions, such as. B. device tolerances, wear, thread speed, etc., which act as disturbances.
- the regulator constant is corrected during the regulation as a function of the disturbance variable acting on the friction false twist unit or a controlled system.
- the influence of the disturbance variable can be determined from the relationship between the thread tension and the disturbance variable at the current operating point or from the relationship between the thread tension and the adjustment signal at the operating point.
- a corrected controller constant can be determined on the basis of a predetermined controller map.
- the controller map shows the relationship between the controller constant and the slope, which is obtained by dividing the difference in thread tension between two times and the difference between the manipulated variables and the adjustment signals at these times.
- the controller map is determined by measurement or empirical calculations and given to the machine.
- the corrected controller constant associated with this operating point which is supplied to the controller as a corrected value, can then be determined with the new slope value. It is thus achieved that the dependencies between manipulated variable and controller variable, which differ from work station to work station, as well as the dependence on the disturbance variables, are different do not affect the thread quality. This means that the controllers of each texturing point have individual controller constants. The controller constant is not determined continuously, but if necessary or according to certain time patterns.
- the angle between the thread running direction and the direction of movement of the friction surface of the friction false twist unit is preferably measured as a manipulated variable.
- the distance between the axes of the Frikton shafts can also be measured as a manipulated variable. Since the contact pressure of the friction surfaces has an influence on the thread tensile force of a running thread, it is proposed that the contact pressure of the friction surfaces be measured as a manipulated variable. According to a further advantageous idea, it is proposed that the thread speed of the thread is measured as a disturbance variable.
- the correction in the controller constant takes place via a control, the control deviation of the thread tension being controlled as a function of the control constant.
- a PI controller is preferably used to regulate the thread tension.
- the PI controller has an integration factor and a proportionality factor, which influence the behavior of the controller. The influence of the two factors on the controller is different. If the PI controller is too sensitive, this sensitivity can be influenced by changing the integration factor. If the controller is too slow, the proportionality factor can be increased. It should be noted that on the one hand the controller does not become unstable or on the other hand it does not become too slow and sluggish.
- control behavior of the PI controller is influenced at defined time intervals, which are very large can be, which means that the influence can be very slow.
- control behavior of the PI controller can be influenced automatically via a control.
- 1 shows a diagram of the thread tension over the manipulated variable S, which illustrates for the position curves indicated as parameters in the diagram that different curves of the thread tension over the manipulated variable S result for different friction false twist units of a false twist crimping machine. This surprising result is all the more remarkable since the same components and the same type of control were used for all friction false twist units. 1 also shows the determination of the slope D at the operating point B1.
- the slope D is formed by the quotient from the difference between the thread tension ⁇ T and ⁇ S.
- the slope D can also be formed as a differential of the thread tension T as a function of the manipulated variable S at the operating point B1.
- Fig. 2 shows a diagram of the thread tension T over the manipulated variable S. This diagram shows that when a new friction false twist unit is put into operation, the relationship between the thread tension and the manipulated variable S is approximately hyperbolic, during this course after an operating time of 20 hours is clearly stretched and more closely approximated to a straight line.
- FIG. 3 shows a diagram which shows the dependence of the thread tension T on the adjustment signal VS.
- the thread tension decreases with increasing adjustment signal VS. From the diagram it can also be seen that at a constant adjustment signal VS the thread tension increases with increasing thread speed.
- Fig. 4 shows a controller map that shows the relationship between the controller constant K and the slope D.
- the controller map is determined by measurement or empirical calculations and given to the machine. From the controller map, the newly determined slope D can then be used to determine the controller constant K associated with this operating point, which is then supplied to the controller as a corrected value KR.
- FIG. 5 shows a diagram which shows the dependency of the proportionality factor of the controller on the quotients ⁇ T / ( ⁇ D / Y), which is referred to as the slope. From this diagram it can be seen that the proportionality factor not only rises sharply with the slope, but also rises very sharply with falling yarn speed.
- the quotient defined as the slope expresses the change in thread tension as a function of the change in the twist / conveying ratio, the latter being the ratio of the effective diameter of the disks of the friction false twist unit to the thread running speed.
- FIGS. 5 and 6 shows a diagram to illustrate the integration factor of the controller on the slope.
- the integration factor increases as a function of the thread running speed, the integration factor falling with increasing gradient. It can be seen from FIGS. 5 and 6 that with increasing thread running speed, based on a defined pitch D, the proportionality factor P decreases, while the integration factor I increases.
- Fig. 7 shows a schematic representation of a processing point of a false twist crimping machine.
- the synthetic thread 1 is by the Input delivery unit 3 subtracted from the supply spool 2.
- the texturing zone is formed between the input delivery unit 3 and the take-off delivery unit 9. It mainly comprises a heating rail 4, a cooling rail 5 and the friction false twist unit 6.
- the friction false twist unit has endlessly moving surfaces which are moved transversely to the thread axis and against which the thread lies. These endlessly moving surfaces are preferably designed as discs that are rounded on the outer edges. These surfaces give the thread a twist in the direction of the input delivery unit, which dissolves again in the direction of the output delivery unit 9.
- the output signal T of the measuring device 8 for measuring the thread tension which represents the thread tension T, is converted via a filter 11 into a long-term value LW.
- the long-term value LW is supplied to a control device 12 together with a target value.
- the target value and the long-term value are compared with one another and converted into an adjustment variable VS.
- a PI controller 13 On the basis of this adjustment value, its control behavior is influenced by a PI controller 13 by taking into account the ratio of the change in the thread tension to the change in a current value corresponding to the adjustment variables, ie the proportionality factor and / or the integral factor of the controller are influenced.
- This adjustment variable corrected in this way is fed to an actuator 7 of the friction false twist unit 6, the actuator 7 being the Swirl transmission of the friction false twist unit 6 on the thread 1 controls.
- the output signal T of the measuring device 8 for measuring the thread tension as well as the adjustment signal is fed to an evaluation device 10.
- the adjustment signal represents the adjustment signal of the thread tension corrected by the PI controller 13 by the ratio ⁇ T / ⁇ I.
- the evaluation device 10 provides an evaluation of the current output signal T, which represents the currently measured thread tension, in accordance with the principles described in EP 207 471 A1.
- an upper limit value and a lower limit value for the adjustment signal VS are stored in the evaluation device 10. If the adjustment signal VS exceeds one of these limit values, an alarm signal is preferably output. Furthermore, a difference value DU is formed in the evaluation device 10 between the current output signal T and the adjustment signal VS after both have previously been converted into compatible, comparable quantities. Finally, the upper limit value and the lower limit value of this difference signal DU (GODU; GUDU) are stored in the evaluation device 10, and an alarm signal A is preferably output when the difference signal DU between the adjustment signal and the currently measured output signal D is one of the limit values GODU, GUDU exceeds.
- the friction false twist unit 6, as shown in FIGS. 8 and 9, has three parallel shafts 16, 17 and 18 arranged in the corner points of an equilateral triangle.
- the shafts 16, 17 and 18 are rotatably mounted in a frame 19.
- the shaft 16 serves as a drive shaft which is driven by a drive belt 20.
- the transmission of the rotary movement from the shaft 16 is carried out by two drive belts 21, 20, which are guided by pulleys 23, 24 and 25.
- the pulley 23 is on the shaft 17, the pulley 24 on the shaft 18 and the pulley 25 arranged on the shaft 16.
- the pulley 25 is designed as a double pulley, so that the drive belts 21, 22 are guided over it.
- the friction false twist unit 6 has two groups of disks 26, 27, 28; 29, 30, 31, the number of disks 26, 27, 28; 29, 30, 31 of each group corresponds to the number of rotating shafts 16, 17, 18. Accordingly, the first group of disks 26, 27, 28 and the second group of disks 29, 30, 31 comprises. The disks of each group follow each other in the thread running direction with the same distance.
- the disks 26, 27, 28; 29, 30, 31 are connected to the shafts 16, 17, 18 in a non-positive or positive manner. However, each disc can be pulled off its shaft.
- different sleeve-shaped spacers 32, 33, 34, 35, 36 are provided over each shaft 16, 17, 18 , 37 pushed.
- the spacers 32, 33, 34; 35, 36, 37 and the disks 26, 27, 28, 29, 30, 31 serve screws 38 in the head of each shaft, 16, 17, 18.
- the shaft distances and the disk diameter are designed so that - as in Fig. 9 - the disks 26, 27, 28 and the disks 29, 30, 31 overlap.
- Each disk 26, 27, 28, 29, 30, 31 has a friction surface 39.
- the angle between the thread running direction and the direction of movement of the friction surface 39 is measured as a manipulated variable.
- the distance between the shafts 16, 17, 18 can also be measured as a manipulated variable. Since the contact pressure of the friction surfaces 39 has an influence on the thread tension of a running thread, the contact pressure of the friction surfaces can be measured as a manipulated variable.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft gemaß Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for regulating the thread tension according to the preamble of
Derartige Verfahren sind bekannt.Such methods are known.
In der DE 306 594 A1 ist ein Verfahren zum Falschzwirn-Texturieren beschrieben, bei welchem das von dem Friktionsfalschdrall-Aggregat auf den Faden übertragene Drallmoment in Abhängigkeit von der Zugkraft dadurch verstellt wird, daß die Anpreßkraft zweier auf den Faden einwirkender Oberflächen entsprechend verstellt wird. Mit diesem Verfahren kann die Fadenzugkraft auf einen konstanten Wert eingeregelt werden. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß Schwankungen des Mittelwertes nicht mehr in Erscheinung treten und daher unter Umstanden Fehler, welche durch die Fadenzugkraftmessung erfaßt werden sollten, nicht mehr erfaßt werden können. Fadenzugkraftänderungen können z.B. durch Verschleiß eines Lieferwerkes oder durch Fehler in der Temperaturführung der Texturierzone auftreten; diese Fehler können jedoch mit dem bekannten Verfahren nicht aufgedeckt werden, diese Fehler werden vielmehr ausgeregelt und dadurch überdeckt.DE 306 594 A1 describes a method for false twist texturing, in which the twist moment transmitted from the friction false twist unit to the thread is adjusted as a function of the tensile force by adjusting the contact pressure of two surfaces acting on the thread accordingly. With this method the thread tension can be adjusted to a constant value. The disadvantage of this method is that fluctuations in the mean value no longer appear and therefore, under certain circumstances, errors which should be detected by the thread tension measurement can no longer be detected. Thread tension changes can e.g. occur due to wear of a delivery plant or due to errors in the temperature control of the texturing zone; however, these errors cannot be detected using the known method; rather, these errors are corrected and thereby covered.
In der EP 0 439 183 B1 ist ein Verfahren zur Überwachung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens in der Texturierzone einer Falschzwirn-Kräuselmaschine beschrieben, bei welchem die Fadenspannung dadurch ausgeregelt wird, daß diese über ein Zeitfilter in ein Verstellsignal umgewandelt und durch dieses die Größe und/oder die Komponentenverteilung der Reibkraft des Falschdrallaggregates am Faden gesteuert wird, wobei das Verstellsignal als das den laufenden Mittelwert des laufenden Meßwerts representierende Signal zur Qualitätsüberwachung genutzt wird. Das Verstellsignal, durch welches die Fadenspannung ausgeregelt wird, wird somit daraufhin überwacht, ob es den vorgegebenen Bereich zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert verläßt. Diese Grenzwerte werden zur Ausgabe eines Alarmsignals benutzt, wenn das Verstellsignal den Bereich zwischen diesen Grenzwerten verläßt. Zusätzlich kann die Differenz zwischen der aktuell gemessenen Fadenspannung nach entsprechender Umformung mit dem Verstellsignal verglichen und ein Alarmsignal ausgegeben werden, wenn das Differenzsignal einen vorgegebenen Bereich zwischen einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert verläßt.EP 0 439 183 B1 describes a method for monitoring the thread tension of a running thread in the texturing zone of a false twist crimping machine, in which the thread tension is thereby It is corrected that this is converted into an adjustment signal via a time filter and through this the size and / or the component distribution of the frictional force of the false twist unit on the thread is controlled, the adjustment signal being used as the signal representing the current average of the current measured value for quality monitoring. The adjustment signal, by means of which the thread tension is corrected, is thus monitored to determine whether it leaves the predetermined range between the upper limit value and the lower limit value. These limit values are used to output an alarm signal when the adjustment signal leaves the area between these limit values. In addition, the difference between the currently measured thread tension after appropriate shaping can be compared with the adjustment signal and an alarm signal can be issued if the difference signal leaves a predetermined range between an upper limit value and a lower limit value.
Das in der WO 92/11532 beschriebene Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hinter einem Friktionsfalschdrall-Aggregat einer Falschzwirnkräuselmaschine basiert auf dem in der EP 0 439 183 B1 beschriebenen Verfahren der Einstellung für die Regelung der Fadenzugkraft in der Drallzone. Ein als Quotient aus wirksamen Radius des Friktionsfalschdrall-Aggregates und Fadengeschwindigkeit definiertes Drall/Förder-Verhältnis (R/Y) wird dabei dadurch eingestellt, daß der Angriffspunkt des Fadens an dem Friktionsfalschdrall-Aggregat oder/und die Fadengeschwindigkeit eingestellt werden.The method described in WO 92/11532 for regulating the thread tension of a running thread behind a friction false twist unit of a false twist crimping machine is based on the method of adjustment described in EP 0 439 183 B1 for regulating the thread tension in the twist zone. A twist / feed ratio (R / Y) defined as the quotient of the effective radius of the friction false twist unit and the thread speed is set by setting the point of application of the thread on the friction false twist unit or / and the thread speed.
Desweiteren ist in der EP 0 207 471 D1 ein Verfahren zur Überwachung der Fadenqualität des laufenden Fadens beschrieben. Dieses Verfahren dient in erster Linie dem Zweck, die bei dem in der DE 33 06 594 A1 beschriebenen Verfahren auftretenden Fehler aufzudecken.Furthermore, a method for monitoring the thread quality of the running thread is described in EP 0 207 471 D1. This method serves primarily the purpose of uncovering the errors occurring in the method described in
Bei all den bekannten Verfahren bzw. den mit diesen Verfahren arbeitenden Vorrichtungen des Standes der Technik hat sich nun gezeigt, daß die in einer Falschzwirn-Kräuselmaschine vorhandenen zahlreichen einzelnen Friktionsfalschdrall-Aggregate zwar alle den gleichen Aufbau aufweisen, überraschenderweise dennoch eine Variation der Fadenspannung an verschiedenen Positionen, d.h. verschiedenen Friktionsfalschdrall-Aggregaten bzw. auch mit der Zeit auftritt. Dadurch ist es unmöglich, mit nur einer einzigen Falschzwirn-Kräuselmaschine hergestellte gekräuselte Fäden gleicher Qualität zu erzielen.With all the known methods and the devices of the prior art working with these methods, it has now been shown that the numerous individual friction-false twist units present in a false twist crimping machine all have the same structure, but surprisingly a variation of the thread tension on different ones Positions, ie different friction false twist aggregates or also occurs over time. As a result, it is impossible to achieve crimped threads of the same quality produced with just a single false twist crimping machine.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hinter einem Friktionsfalschdrall-Aggregat einer Falschzwirn-Kräuselmaschinezu schaffen, bei welchem örtliche und zeitliche Variationen der Kräuselqualität des Fadens minimiert werden können.It is therefore the object of the invention to provide a method for regulating the thread tension of a running thread behind a friction false twist unit of a false twist crimping machine, in which local and temporal variations in the crimp quality of the thread can be minimized.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a method with the features according to
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hinter einem Friktionsfalsch-Aggregat einer Falschzwirnkräuselmaschine zeichnet sich dadurch aus, daß die Reglerkonstante des Reglers bei laufendem Prozeß, d. h. während der Regelung, korrigiert wird. Der besondere Vorteil dieser Vorgehensweise ist darin zu sehen, daß sich jede Arbeitsstelle individuell auf die Umgebungsbedingungen, wie z. B. Gerätetolleranzen, Verschleiß, Fadengeschwindigkeit etc., die als Störgrößen wirken, einstellt.The method according to the invention for regulating the thread tension of a running thread behind a friction-wrong unit of a false twist crimping machine is characterized in that the regulator constant of the regulator is corrected while the process is running, ie during regulation. The particular advantage of this procedure is the fact that each work station individually to the environmental conditions, such as. B. device tolerances, wear, thread speed, etc., which act as disturbances.
Bei den bisher bekannt Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft ist stets eine bestimmte Reglerkonstante, die vorgegeben worden ist, verwendet worden. Diese Reglerkonstante ist z. B. durch Messung eines Strecken-Kennlinienfeldes gewonnen worden. Hierbei ist lediglich für einen bestimmten Betriebspunkt die bestmögliche Reglerkonstante festgelegt worden. In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, daß der Zusammenhang zwischen der Stellgröße am Falschdrallaggregat und der Fadenspannung an jeder Arbeitsstelle unterschiedlich ist. Desweiteren müssen die betriebsbedingten Veränderungen der Störgrößen, wie z. B. Verschleiß und Fadengeschwindigkeit, ebenfalls berücksichtigt werden. Da bei Änderung der Stellgröße oder der Störgröße sich nach einem dynamischen Übergang ein neuer statischer Betriebszustand einstellt, wurde bisher keine optimale Regelung erreicht. Dies wird durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht, da die Reglerkonstante während der Regelung in Abhängigkeit von der auf das Friktionsfalschdrall-Aggregat oder eine Regelstrecke einwirkende Störgröße korrigiert wird. Der Einfluß der Störgröße kann aus dem Verhältnis zwischen der Fadenspannung und der Störgröße im momentanen Betriebspunkt oder aus dem Verhältnis zwischen der Fadenspannung und dem Verstellsignal im Betriebspunkt ermittelt werden. Die Ermittlung einer korrigierten Reglerkonstanten kann anhand eines vorgegebenen Reglerkennfeldes erfolgen. Das Reglerkennfeld gibt den Zusammenhang zwischen der Reglerkonstanten und der Steigung, die sich aus der Division der Differenz der Fadenspannung zwischen zwei Zeitpunkten und der Differenz der Stellgrößen bzw. der Verstellsignale zu diesen Zeitpunkten ergibt. Das Reglerkennfeld wird durch Messung oder durch empirische Berechnungen ermittelt und der Maschine vorgegeben. Hieraus läßt sich sodann mit dem neuen Steigungswert, die zu diesem Betriebspunkt zugehörige korrigierte Reglerkonstante ermitteln, die als korrigierter Wert dem Regler zugeführt wird. Somit wird erreicht, daß die von Arbeitsstelle zu Arbeitsstelle unterschiedlichen Abhängigkeiten zwischen Stellgröße und Reglergröße sowie die Abhängigkeit von den Störgrößen sich nicht auf die Fadenqualität auswirken. Hierdurch ergibt sich, daß die Regler einer jeden Texturierstelle individuelle Reglerkonstanten aufweisen. Die Reglerkonstante wird nicht kontinuierlich ermittelt, sondern im Bedarfsfall oder nach bestimmten Zeitmustern.In the previously known methods for regulating the thread tension, a specific regulator constant that has been specified has always been used. This regulator constant is e.g. B. was obtained by measuring a route characteristic field. The best possible controller constant has only been set for a certain operating point. In practice, however, it has been found that the relationship between the manipulated variable at the false twist unit and the thread tension at each work station is different. Furthermore, the operational changes in the disturbance variables, such as. B. wear and thread speed, are also taken into account. Since a new static operating state arises when the manipulated variable or disturbance variable changes after a dynamic transition, no optimal control has been achieved so far. This is achieved by the method according to the invention, since the regulator constant is corrected during the regulation as a function of the disturbance variable acting on the friction false twist unit or a controlled system. The influence of the disturbance variable can be determined from the relationship between the thread tension and the disturbance variable at the current operating point or from the relationship between the thread tension and the adjustment signal at the operating point. A corrected controller constant can be determined on the basis of a predetermined controller map. The controller map shows the relationship between the controller constant and the slope, which is obtained by dividing the difference in thread tension between two times and the difference between the manipulated variables and the adjustment signals at these times. The controller map is determined by measurement or empirical calculations and given to the machine. From this, the corrected controller constant associated with this operating point, which is supplied to the controller as a corrected value, can then be determined with the new slope value. It is thus achieved that the dependencies between manipulated variable and controller variable, which differ from work station to work station, as well as the dependence on the disturbance variables, are different do not affect the thread quality. This means that the controllers of each texturing point have individual controller constants. The controller constant is not determined continuously, but if necessary or according to certain time patterns.
Vorzugsweise wird bei dem Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens der Winkel zwischen der Fadenlaufrichtung der Bewegungsrichtung der Reibfläche des Friktionsfalschdrall-Aggregates als Stellgröße gemessen. Neben dem Winkel als Stellgröße kann auch der Abstand zwischen den Achsen der Friktonswellen als Stellgröße gemessen werden. Da der Anpressdruck der Reibflächen einen Einfluß auf die Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hat, wird vorgeschlagen, daß der Anpreßdruck der Reibflächen als Stellgröße gemessen wird. Gemäß einem weiteren vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, daß die Fadengeschwindigkeit des Fadens als Störgröße gemessen wird.In the method for regulating the thread tension of a running thread, the angle between the thread running direction and the direction of movement of the friction surface of the friction false twist unit is preferably measured as a manipulated variable. In addition to the angle as a manipulated variable, the distance between the axes of the Frikton shafts can also be measured as a manipulated variable. Since the contact pressure of the friction surfaces has an influence on the thread tensile force of a running thread, it is proposed that the contact pressure of the friction surfaces be measured as a manipulated variable. According to a further advantageous idea, it is proposed that the thread speed of the thread is measured as a disturbance variable.
Die Korrektur in der Reglerkonstanten erfolgt über eine Regelung, wobei die Regelabweichung der Fadenspannung in Abhängigkeit von der Regelkonstanten aus geregelt wird. Zur Regelung der Fadenspannung wird vorzugsweise ein PI-Regler verwendet. Der PI-Regler weist einen Integrationsfaktor und einen Proportinalitätsfaktor auf, die einen Einfluß auf das Verhalten des Reglers haben. Der Einfluß der beiden Faktoren ist auf den Regler unterschiedlich. Ist der PI-Regler zu empfindlich, so kann diese Empfindlichkeit durch Veränderung des Integrationsfaktors beeinflußt werden. Ist der Regler zu träge, so kann der Proportionalitätsfaktor erhöht werden. Hierbei sollte beachtet werden, daß der Regler einerseits nicht in einen instabilen Zustand oder andererseits nicht zu langsam und zu träge wird.The correction in the controller constant takes place via a control, the control deviation of the thread tension being controlled as a function of the control constant. A PI controller is preferably used to regulate the thread tension. The PI controller has an integration factor and a proportionality factor, which influence the behavior of the controller. The influence of the two factors on the controller is different. If the PI controller is too sensitive, this sensitivity can be influenced by changing the integration factor. If the controller is too slow, the proportionality factor can be increased. It should be noted that on the one hand the controller does not become unstable or on the other hand it does not become too slow and sluggish.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Beeinflussung des Regelverhaltens des PI-Reglers in definierten Zeitabständen, welche sehr groß sein können, was bedeutet, daß die Beeinflussung sehr langsam erfolgen kann. Im Idealfall kann bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel die Beeinflussung des Regelverhaltens des PI-Reglers automatisiert über eine Regelung erfolgen.In a preferred exemplary embodiment, the control behavior of the PI controller is influenced at defined time intervals, which are very large can be, which means that the influence can be very slow. Ideally, in a further preferred exemplary embodiment, the control behavior of the PI controller can be influenced automatically via a control.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnungen detailliert erläutert.Further advantages and possible applications of the invention will now be explained in detail with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Diagramm der Abhängigkeit der Fadenspannung von der Stellgröße S, daß die Unterschiede einzelner Friktionsfalschdrall-Aggregate veranschaulicht;
- Fig. 2
- ein Diagramm der Fadenspannung über der Stellgröße S, daß eine zeitliche Veränderung der Fadenspannung an einem Friktionsfalschdrall-Aggregat veranschaulicht;
- Fig. 3
- ein Diagramm der Fadenspannung über dem Verstellsignal VS in Abhängigkeit von der Fadengeschwindigkeit;
- Fig. 4
- ein Reglerkennfeld;
- Fig. 5
- ein Diagramm der Abhängigkeit des Proportionalitätsfaktors des Reglers in Abhängigkeit von der Steigung ΔT/(ΔD/Y);
- Fig. 6
- die Abhängigkeit des Integrationsfaktors des Reglers von der Steigerung ΔT/(ΔD/Y);
- Fig. 7
- eine Bearbeitungsstelle einer Falschzwirnkräuselmaschine in schematischer Darstellung gemäß der Erfindung;
- Fig. 8
- ein Ausführungsbeispiel eines Friktionsfalschdrall-Aggregats;
- Fig. 9
- das Friktionsfalschdrall-Aggregat in der Draufsicht.
- Fig. 1
- a diagram of the dependence of the thread tension on the manipulated variable S that illustrates the differences between individual friction false twist units;
- Fig. 2
- a diagram of the thread tension over the manipulated variable S, which illustrates a temporal change in the thread tension on a friction false twist unit;
- Fig. 3
- a diagram of the thread tension over the adjustment signal VS as a function of the thread speed;
- Fig. 4
- a controller map;
- Fig. 5
- a diagram of the dependence of the proportionality factor of the controller as a function of the slope ΔT / (ΔD / Y);
- Fig. 6
- the dependence of the integration factor of the controller on the increase ΔT / (ΔD / Y);
- Fig. 7
- a processing point of a false twist crimping machine in a schematic representation according to the invention;
- Fig. 8
- an embodiment of a friction false twist unit;
- Fig. 9
- top view of the friction false twist unit.
In Fig. 1 ist ein Diagramm der Fadenspannung über der Stellgröße S dargestellt, welches für die im Diagramm als Parameter angegebenen Positionskurven veranschaulicht, daß sich für unterschiedliche Friktionsfalschdrall-Aggregate einer Falschzwirnkräuselmaschine unterschiedliche Kurven der Fadenspannung über der Stellgröße S ergeben. Dieses überraschende Ergebnis ist um so bemerkenswerter, da für alle Friktionsfalschdrall-Aggregate die gleichen Bauelemente und die gleiche Art der Regelung verwendet wurden. Die Fig. 1 stellt ferner die Bestimmung der Steigung D im Betriebspunkt B1 dar. Die Steigung D ist gebildet durch den Quotienten aus der Differenz der Fadenspannung ΔT zu ΔS. Die Steigung D kann auch als Differenzial der Fadenspannung T in Abhängigkeit von der Stellgröße S im Betriebspunkt B1 gebildet werden.1 shows a diagram of the thread tension over the manipulated variable S, which illustrates for the position curves indicated as parameters in the diagram that different curves of the thread tension over the manipulated variable S result for different friction false twist units of a false twist crimping machine. This surprising result is all the more remarkable since the same components and the same type of control were used for all friction false twist units. 1 also shows the determination of the slope D at the operating point B1. The slope D is formed by the quotient from the difference between the thread tension ΔT and ΔS. The slope D can also be formed as a differential of the thread tension T as a function of the manipulated variable S at the operating point B1.
In ähnlicher Weise zeigt Fig. 2 ein Diagramm der Fadenspannung T über der Stellgröße S. Dieses Diagramm zeigt, daß bei Inbetriebnahme eines neuen Friktionsfalschdrall-Aggregates der Zusammenhang zwischen Fadenspannung und der Stellgröße S etwa hyperbolisch verläuft, während dieser Verlauf nach einer Betriebszeit von 20 Stunden deutlich gestreckter und stärker an einen geradlinigen Verlauf angenähert ist.Similarly, Fig. 2 shows a diagram of the thread tension T over the manipulated variable S. This diagram shows that when a new friction false twist unit is put into operation, the relationship between the thread tension and the manipulated variable S is approximately hyperbolic, during this course after an operating time of 20 hours is clearly stretched and more closely approximated to a straight line.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der Fadenspannung T von dem Verstellsignal VS zeigt. Die Fadenspannung nimmt mit zunehmenden Verstellsignal VS ab. Aus dem Diagramm ist ferner ersichtlich, daß bei einem konstanten Verstellsignal VS die Fadenspannung mit zunehmender Fadengeschwindigkeit zunimmt.3 shows a diagram which shows the dependence of the thread tension T on the adjustment signal VS. The thread tension decreases with increasing adjustment signal VS. From the diagram it can also be seen that at a constant adjustment signal VS the thread tension increases with increasing thread speed.
Fig. 4 zeigt ein Reglerkennfeld, daß den Zusammenhang zwischen der Reglerkonstanten K und der Steigung D wiedergibt. Das Reglerkennfeld wird durch Messung oder durch empirische Berechnungen ermittelt und der Maschine vorgegeben. Aus dem Reglerkennfeld läßt sich sodann mit der neu ermittelten Steigung D, die zu diesem Betriebspunkt zugehörige Reglerkonstante K ermitteln, die dann als korrigierter Wert KR dem Regler zugeführt wird.Fig. 4 shows a controller map that shows the relationship between the controller constant K and the slope D. The controller map is determined by measurement or empirical calculations and given to the machine. From the controller map, the newly determined slope D can then be used to determine the controller constant K associated with this operating point, which is then supplied to the controller as a corrected value KR.
Fig. 5 zeigt ein Diagramm, welches die Abhängigkeit des Proportionalitätsfaktors des Reglers von den Quotienten ΔT/(ΔD/Y) zeigt, welches als Steigung bezeichnet wird. Aus diesem Diagramm ist ersichtlich, daß der Proportionalitätsfaktor nicht nur mit der Steigung stark steigt, sondern mit fallender Fadenlaufgeschwindigkeit ebenfalls sehr stark ansteigt. Der als Steigung definierte Quotient drückt die Änderung der Fadenspannung in Abhängigkeit von der Änderung des Drall/Förder-Verhältnisses aus, wobei letzteres das Verhältnis des wirksamen Durchmessers der Scheiben des Friktionsfalschdrall-Aggregates zur Fadenlaufgeschwindigkeit ist.5 shows a diagram which shows the dependency of the proportionality factor of the controller on the quotients ΔT / (ΔD / Y), which is referred to as the slope. From this diagram it can be seen that the proportionality factor not only rises sharply with the slope, but also rises very sharply with falling yarn speed. The quotient defined as the slope expresses the change in thread tension as a function of the change in the twist / conveying ratio, the latter being the ratio of the effective diameter of the disks of the friction false twist unit to the thread running speed.
In Fig. 6 ist ein Diagramm zur Darstellung des Integrationsfaktors des Reglers bei der Steigung dargestellt. In Abhängigkeit von der Fadenlaufgeschwindigkeit steigt der Integrationsfaktor, wobei der Integrationsfaktor mit zunehmender Steigung Fällt. Aus den Fig. 5 und 6 ist ersichtlich, daß mit steigender Fadenlaufgeschwindigkeit, bezogen auf eine definierte Steigung D, der Proportionalitätsfaktor P sinkt, während der Integrationsfaktor I steigt.6 shows a diagram to illustrate the integration factor of the controller on the slope. The integration factor increases as a function of the thread running speed, the integration factor falling with increasing gradient. It can be seen from FIGS. 5 and 6 that with increasing thread running speed, based on a defined pitch D, the proportionality factor P decreases, while the integration factor I increases.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Bearbeitungsstelle einer Falschzzwirnkräuselmaschine. Der synthetische Faden 1 wird durch das Eingangslieferwerk 3 von der Vorlagespule 2 abgezogen. Die Texturierzone wird zwischen dem Eingangslieferwerk 3 und dem Abzugslieferwerk 9 gebildet. Sie umfaßt vor allem eine Heizschiene 4, eine Kühlschiene 5 und das Friktionsfalschdrall-Aggregat 6. Das Friktionsfalschdrall-Aggregat weist endlos bewegte Oberflächen auf, die quer zur Fadenachse bewegt werden und an denen der Faden anliegt. Diese endlos bewegten Oberflächen sind vorzugsweise als an den Außenkanten abgerundete Scheiben ausgebildet. Diese Oberflächen erteilen den Faden in Richtung des Eingangslieferwerkes eine Zwirnung, die sich in Richtung des Ausgangslieferwerkes 9 wieder auflöst.Fig. 7 shows a schematic representation of a processing point of a false twist crimping machine. The
Zwischen dem Friktionsfalschdrall-Aggregat 6 und dem Ausgangslieferwerk 9 ist ein Meßgerät 8 zur Messung der Fadenspannung angeordnet, welches die Fadenspannung T aus Ausgangssignal ausgibt. Nicht dargestellt in Fig. 5 ist eine hinter dem Ausgangslieferwerk 9 angeordnete Aufwicklung bzw. auch eine dort angeordnete gegebenenfalls notwendige Zwischenbehandlung durch Erwärmung.A measuring
Das Ausganssignal T des Meßgerätes 8 zur Messung der Fadenspannung, welches die Fadenspannung T repräsentiert, wird über einen Filter 11 in einen Langzeitwert LW umgeformt. Der Langzeitwert LW wird gemeinsam mit einem Sollwert einer Regeleinrichtung 12 zugeführt. In der Regeleinrichtung 12 werden der Sollwert und der Langzeitwert miteinander verglichen und in eine Verstellgröße VS umgeformt. Auf der Basis dieses Verstellwertes wird über einem PI-Regler 13 dessen Regelverhalten durch Berücksichtigung des Verhältnisses der Änderung der Fadenspannung zur Änderung eines der Verstellgrößen entsprechenden Stromwertes beeinflußt, d.h. es werden der Proportionalitätsfaktor und/oder der Integralfaktor des Reglers beeinflußt. Diese so korrigierte Verstellgröße wird einem Stellglied 7 des Friktionsfalschdrall-Aggregates 6 zugeführt, wobei das Stellglied 7 die Drallübertragung des Friktionsfalschdrall-Aggregates 6 auf den Faden 1 steuert. Das Ausgangssignal T der Meßeinrichtung 8 zur Messung der Fadenspannung wird ebenso wie das Verstellsignal einer Auswerteeinrichtung 10 zugeführt. In der Auswerteeinrichtung 10 repräsentiert das Verstellsignal das durch den PI-Regler 13 um das Verhältnis ΔT/ΔI korrigierte Verstellsignal der Fadenspannung. Die Auswerteeinrichtung 10 liefert eine Auswertung des aktuellen Ausgangssignals T, welches die aktuell gemessene Fadenspannung repräsentiert, entsprechend den Grundsätzen, die in der EP 207 471 A1 beschrieben sind.The output signal T of the measuring
Das bedeutet: In der Auswerteeinrichtung 10 ist ein oberer Grenzwert und ein unterer Grenzwert für das Verstellsignal VS eingespeichert (GOVS, GUVS). Wenn das Verstellsignal VS einen dieser Grenzwerte überschreitet, wird vorzugsweise ein Alarmsignal ausgegeben. Ferner wird in der Auswerteeinrichtung 10 ein Differenzwert DU zwischen dem aktuellen Ausgangssignal T und dem Verstellsignal VS gebildet, nachdem beide zuvor in kompatible, vergleichbare Größen umgewandelt worden sind. Schließlich ist in der Auswerteeinrichtung 10 der obere Grenzwert und der untere Grenzwert dieses Differenzsignals DU (GODU; GUDU) gespeichert, und es wird vorzugsweise ein Alarmsignal A ausgegeben, wenn das Differenzsignal DU zwischen dem Verstellsignal und dem aktuell gemessenen Ausgangssignal D einen der Grenzwerte GODU, GUDU überschreitet.This means that an upper limit value and a lower limit value for the adjustment signal VS (GOVS, GUVS) are stored in the
Das Friktionsfalschdrall-Aggregat 6, wie es in den Fig. 8 und 9 dargestellt ist, weist drei in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordneten, parallelen Wellen 16, 17 und 18 auf. Die Wellen 16, 17 und 18 sind in einem Gestell 19 rotierend gelagert. Die Welle 16 dient als Treibwelle, die durch einen Treibriemen 20 angetrieben wird. Die Übertragung der Drehbewegung von der Welle 16 erfolgt durch zwei Treibriemen 21, 20, die über Riemenscheiben 23, 24 und 25 geführt sind. Die Riemenscheibe 23 ist auf der Welle 17, die Riemenscheibe 24 auf der Welle 18 und die Riemenscheibe 25 auf der Welle 16 angeordnet. Die Riemenscheibe 25 ist als eine Doppelriemenscheibe ausgebildet, so daß über diese die Treibriemen 21, 22 geführt werden.The friction
Das Friktionsfalschdrall-Aggregat 6 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Gruppen von Scheiben 26, 27, 28; 29, 30, 31 auf, wobei die Anzahl der Scheiben 26, 27, 28; 29, 30, 31 jeder Gruppe der Anzahl der rotierenden Wellen 16, 17, 18 entspricht. Demgemäß umfaßt die erste Gruppe aus den Scheiben 26, 27, 28 und die zweite Gruppe aus den Scheiben 29, 30, 31. Die Scheiben einer jeden Gruppe folgen sich in Fadenlaufrichtung mit jeweils gleichem Abstand.In the exemplary embodiment shown, the friction
Die Scheiben 26, 27, 28; 29, 30, 31 sind mit den Wellen 16, 17, 18 kraft- oder formschlüssig verbunden. Dabei kann jedoch jede Scheibe von ihrer Welle abgezogen werden. Um den Abstand zwischen den Scheiben 26, 27, 28, 29, 30, 31 einer Welle 16, 17, 18 einzustellen und zu halten, sind über jede Welle 16, 17, 18 verschiedene hülsenförmige Abstandshalter 32, 33, 34, 35, 36, 37 geschoben. Zur axialen Festlegung der Abstandshalter 32, 33, 34; 35, 36, 37 und der Scheiben 26, 27, 28, 29, 30, 31 dienen Schrauben 38 im Kopf einer jeden Welle, 16, 17, 18. Die Wellenabstände und die Scheibendurchmesser sind so ausgelegt, daß - wie in der Fig. 9 dargestellt - sich die Scheiben 26, 27, 28 und die Scheiben 29, 30, 31 überlappen. Durch die Überlappung wird ein sogenanntes "Überlappungsdreieck" mit kreisbogenförmigen Seiten gebildet. Zwischen den Seiten dieses Dreiecks wird der Faden 1 auf seinem Lauf durch das Friktionsfalschdrall-Aggregat zwischen den Scheibengruppen zu einer Schraubenlinie verspannt. Es ist möglich, eine Friktionsfalschdrall-Aggregat mit mehr als drei Scheiben und damit mit mehr als drei Wellen jede Scheibengruppe zu verwenden.The
Jede Scheibe 26, 27, 28, 29, 30, 31 weist eine Reibfläche 39 auf.Each
Bei dem Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft eines laufenden Fadens 1 wird der Winkel zwischen der Fadenlaufrichtung und der Bewegungsrichtung der Reibfläche 39 als Stellgröße gemessen. Neben dem Winkel als Stellgröße kann auch der Abstand zwischen den Wellen 16, 17, 18 als Stellgröße gemessen werden. Da der Anpreßdruck der Reibflächen 39 einen Einfluß auf die Fadenzugkraft eines laufenden Fadens hat, kann der Anpreßdruck der Reibflächen als Stellgröße gemessen werden.In the method for regulating the thread tension of a running
- 11
- Fadenthread
- 22nd
- VorlagespuleSupply spool
- 33rd
- EingangslieferwerkIncoming delivery plant
- 44th
- HeizschieneHeating rail
- 55
- KühlschieneCooling rail
- 66
- FriktionsfalschdrallerFrictional false twister
- 77
- StellgliedActuator
- 88th
- FadenzugkraftmesserThread tension meter
- 99
- AusgangslieferwerkOutput plant
- 1010th
- AuswerteeinrichtungEvaluation device
- 1111
- Filterfilter
- 1212th
- Regeleinrichtung, PI-ReglerControl device, PI controller
- 1313
- WandlerConverter
- 1414
- MeßeinrichtungMeasuring device
- 1515
- ZeitgeberTimer
- 16,17, 1816.17, 18
- Wellewave
- 1919th
- Gestellframe
- 20,21,2220,21,22
- TreibriemenDrive belt
- 23,24,2523,24,25
- RiemenscheibePulley
- 26,27,2826,27,28
- Scheibedisc
- 29,30,3129.30.31
- Scheibedisc
- 32,33,3432,33,34
- AbstandshalterSpacers
- 35,36,3735,36,37
- AbstandshalterSpacers
- 3838
- Schraubescrew
- 3939
- ReibflächeFriction surface
- AA
- Auswertungevaluation
- FF
- Filterfilter
- VSVS
- VerstellsignalAdjustment signal
- GOVSGOVS
- oberer Grenzwert für das VSupper limit for the VS
- GUVSGUVS
- unterer Grenzwert für das VSlower limit for the VS
- B1B1
- BetriebspunktOperating point
- DD
- Steigung im BetriebspunktSlope at the operating point
- II.
- ReglerkonstanteController constant
- KRKR
- ReglerkonstanteController constant
- PP
- ReglerkonstanteController constant
- SS
- StellgrößeManipulated variable
- TT
- FadenspannungThread tension
- ZZ.
- StörgrößeDisturbance variable
Claims (16)
dadurch gekennzeichnet,
daß die Reglerkonstante(n) (I, P) während der Regelung in Abhängigkeit von der auf das Friktionsfalschdrall-Aggregat (6) oder eine Regelstrecke einwirkende Störgröße (Z) korrigiert wird.Method for controlling the thread tension of a running thread behind a friction false twist unit of a false twist machine, in which the thread tension (T) behind the friction false twist unit (6) is measured and regulated by the fact that the deviation of the thread tension caused by a disturbance variable (Z) ( T) is converted from a predetermined target value of the thread tension by means of a control device with a predetermined controller constant (s) (I, P) into an adjustment signal (VS) for controlling a manipulated variable (S) of the friction false twist unit (6),
characterized,
that the regulator constant (s) (I, P) is corrected during the regulation as a function of the disturbance variable (Z) acting on the friction false twist unit (6) or a controlled system.
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