EP1520826A1 - Method and apparatus for increasing the productivity of textile machines and use of said method - Google Patents
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- EP1520826A1 EP1520826A1 EP03022332A EP03022332A EP1520826A1 EP 1520826 A1 EP1520826 A1 EP 1520826A1 EP 03022332 A EP03022332 A EP 03022332A EP 03022332 A EP03022332 A EP 03022332A EP 1520826 A1 EP1520826 A1 EP 1520826A1
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Definitions
- the present invention relates to a method for increasing the productivity of textile machines, on which the thread withdrawn by a thread delivery from a supply and a thread guide having a thread laying is supplied, wherein from the Thread tension a controlled variable for the delivery speed of the thread is obtained.
- Constant thread tension is one of the prerequisites for optimum and uniform quality of the product produced in the process in question. Nevertheless, it comes with the winding process again and again that, depending on the quality of the feed bobbin, of possibly made thread treatments such as dyeing and the like, and of the Winding speed, the thread tension fluctuates relatively strong. Because of this were various devices proposed that allow a constant thread tension for example, those described in DE-C-38 24 034 and in EP-A-0 950 742.
- the device for controlling the yarn feed on a machine described in EP-A-0 950 742 Textile machine such as a knitting, kneading or winding machine, contains a sensor for measuring the thread tension, means for measuring the yarn delivery speed and a Control for precise adjustment of these two parameters, preferably the yarn delivery speed is regulated by the thread tension.
- a similar device is in EP-A-0 875 479 by Shurer Schweiter Mettler AG.
- the invention will now be the known methods and devices for controlling the Thread tension on a textile machine can be improved so that even the yarn processing process is significantly improved in the direction of a productivity increase.
- This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned solved that information about the stochastic fluctuations in the thread tension recorded and taken into account for the said controlled variable.
- a first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized characterized in that detection of the information about the stochastic fluctuations in Dependence on the position of the thread guide takes place.
- a second preferred embodiment of the method according to the invention is characterized characterized in that for the variations in the thread tension a lower and an upper Threshold be specified, and that the winding speed falls below the lower Threshold gradually increased and gradually reduced if the upper threshold is exceeded becomes.
- the thread tension is the absolute parameter to be observed and one sets for the regulation of the winding speed a lower and an upper limit of Thread tension. As long as it stays within these limits, the winding speed becomes raised to the upper limit. When the upper limit is exceeded, the winding speed becomes reduced until the thread tension is again within the tolerance range. This will be the average winding speed increased by up to 20% and the efficiency of the machine significantly increased.
- the invention further relates to a device for increasing the productivity of textile machines with a motor-driven delivery mechanism for a thread, a thread laying with a yarn guide for winding the yarn on a yarn carrier, a Drive for the yarn carrier and a controller for this.
- the inventive device is characterized in that the drive of the yarn carrier regulated taking into account the stochastic variations in the thread tension is.
- a first preferred embodiment of the device according to the invention is characterized by a sensor for measuring the thread tension and by means for detection the thread breaks.
- a detection of Amplitude and / or duration of stochastic variations in yarn tension are assigned to the respective position of the thread guide.
- the invention further relates to an application of said method to winding machines or process machines in the air swirling or texturing area.
- winding machines Preferably is on Winding machines with a plurality of winding units, the thread speed at each winding unit individually regulated.
- the winding station shown in Fig. 1 consists of a Aufsteckung 1 for receiving a feed bobbin 2 with a thread F, a thread insulation 3, one of a motor 4 driven Delivery mechanism 5, a sensor 6 for measuring the tension of the thread F and a Winding unit 7.
- the latter consists of a by a motor (not shown) drivable Spindle 8 for receiving and holding a bobbin tube 9, on which a coil 10th is wound, and from a thread laying 11.
- the drive of the coil 10th take place via a motor-driven friction roller on which the coil 10 rests (see EP-A-1 125 878).
- the thread laying 11 contains a thread guide as the most essential element 12, which performs an oscillating traversing movement along the axis of the spool 10.
- a oscillating traversing motion yarn guide 12 can also be a so-called Wing-thread laying of the type described in EP-A-0 997 422 may be provided.
- a such wing thread laying has two counter-rotatable, superimposed Thread guide wing and a bow disc on. The thread guide wings emerge from the contour of the Arch disc out and dive back into this, where at the immersion points of the Thread guide wings in each case the transfer of the thread takes place.
- the yarn guide 12 is movable to and fro in a rail or groove-like guide Glide element 13 attached to which a traversing element 14 attacks.
- This is as flexible and stiff in traversing direction organ for transmitting tensile forces formed and for example by a string, a wire, a metal cable, a flat, toothed or V-belt, a metal band, a chain or the like. Formed.
- the traversing element 14 passes over two Rollers 15 and 16, one of which, according to the role of the roller 16, as a drive wheel for the Drive of the traversing element 14 is used.
- the drive wheel 16 is by a servo motor (not shown), preferably a stepper motor, driven.
- the drive wheel 16 is mounted directly on the motor shaft.
- the engine is a sensor (not shown) for detecting the rotational position of the drive wheel 16 and thus associated with the traversing position of the thread guide 12. Regarding this sensor is on the EP-A-0 829 444 and corresponding US-A-5,918,829.
- the sensor is a consisting of a transmitting and a receiving diode photoelectric sensor, the Movement of the drive wheel 16 or scanned with this rigidly connected disc.
- the Driving wheel 16 or the disc is for this purpose with suitable optically scannable markings, for example, with holes or slots arranged along a circle.
- the drive motors of the spindle 8 and the drive wheel 16, the sensor for the traversing position the thread guide 12 and any other sensors, for example, for the speed of Coil 10, are connected to a spindle control 17, which uses the aforementioned motors programmed winding parameters and winding laws as well as those of the sensors controls supplied data.
- the spindle control 17 is also provided with a delivery control 18 connected, which in turn with the yarn tension sensor 6 and the drive motor. 4 of the delivery plant 5 is connected.
- the thread tension sensor 6 measures the variations in the thread tension at fixed Positions n times over a hub. These measured values are determined over m laying cycles and averaged. The values obtained thus show an image of the thread shortening or thread extension before the thread laying 11 and form the pilot value for the controlled variable of Thread delivery.
- Important for the position-dependent determination of the thread tension is the Information on which position the yarn guide 12 is at a certain time. This information is continuously high priority between the spindle control 17 and the Delivery control 18 exchanged and there is a synchronization of the time base.
- Periodic thread fluctuations are disturbances caused by the thread laying 11 are.
- a look at the geometry of the thread laying shows that because of the linear Movement of the thread guide 12, the length of the thread F between this and the thread tension sensor 6 at the reversal points of the traversing movement is greater than in the middle.
- the geometry of the thread laying 11, which is well known, is used to thread delivery 5 to decelerate briefly at the reversal points of the yarn guide 12. At these reversal points There is a significant, but dependent on the Bewicklungsin throttling the Motor 4 to compensate for the downtime of the yarn guide 12 at the reversal points.
- the diagram of Fig. 2 shows the control loop for the described control of the thread tension: At the top left you can see the parameters of the spindle control 17 specifiable 19, this is the laying geometry and the winding geometry, including that of the delivery control 18 predefinable setpoint 20 of the thread tension. The latter is via an adder 21 and a transfer function 22 associated with the parameters 19.
- the adder 21 is also the actual value of the thread tension measured and processed by the thread tension sensor 6 fed.
- transfer function 22 the mathematical relationship between input and output signal in consideration of a time delay. With In other words, responding to a change in the input of the transfer function 22 their output in a characteristic way with a new value.
- the link of the Output of the transfer function 22 with the parameters 19 reaches the controlled system 23, this is the element to be influenced or the part of the control loop to be controlled.
- these are the thread F and the Properties of the elements which the thread F touches on its way.
- Such properties are, for example, the surface of the drive roller (delivery mechanism 5) and the surfaces all deflection points.
- the material parameters 24 of the thread F are essential for the scheme. They are listed as a separate box because it depends on the Material other rule settings can be used.
- the output signal of Level 24 is the actual value of the thread tension / thread tension.
- the thread tension will be n times fixed positions (angle synchronous) and measured by the controller in a step 25 over m Averaged samples.
- the thread tension thus sets the position-dependent actual value to regulating variable 26 is the control algorithm 26, for example, a PD controller, PID controller or 3-point controller. Disturbances of the thread tension are recognized as such, because their current Value deviates from the value averaged over m periods.
- the fluctuations of the thread tension also used to control the winding speed, where it is the stochastic Variations are those which are used for this regulation.
- the sensor 6 for the Thread tension measures the integral variations in thread tension resulting from put periodic and stochastic fluctuations together. Because the stochastic Variations have a higher frequency and a different characteristic than the Periodic fluctuations, they can be distinguished from the periodic fluctuations become. Other characteristic in this context means that the stochastic Variations occur randomly and both from those originating from the template periodic fluctuations, such as those of the up and down movement in the Removal of the thread caused interference, as well as by the geometry of the Relocation conditional disturbances can be distinguished. The latter disorders can be checked on the basis of the geometric data and the values selected by the user.
- the winding speed and the thread tension are specified and it is regulated to a constant yarn tension.
- the machine then makes a mandatory spool with the specified winding speed.
- the relevant winding unit is taken out of service. in the The difference is no longer the winding speed, but the thread tension the absolute parameter to be respected.
- the winding speed is gradual, with a defined ramp steepness, so long increased until the thread tension exceeds the upper threshold.
- the winding speed is also gradual and with the same ramp steepness reduced until the thread tension is again within the tolerance range.
- the detection of yarn breaks is carried out by a sensor, such as the sensor 6 for the thread tension.
- the yarn breaks are registered in the delivery control 18 and counted and passed on to the spindle control 17, from which the number of thread breaks per unit time is considered as a second criterion for the regulation of the winding speed. All obtained data on the stochastic variations in the thread tension and the Number of thread breaks recorded over a certain rolling time range, stored and evaluated, the evaluation of the amplitude and duration of the Voltage disturbances as well as the frequency and frequency of possible thread breaks considered and statistically processed these data.
Landscapes
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- Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Produktivität von Textilmaschinen, auf welchen der Faden durch eine Fadenlieferung von einem Vorrat abgezogen und einer einen Fadenführer aufweisenden Fadenverlegung zugeführt wird, wobei aus der Fadenspannung eine Regelgrösse für die Liefergeschwindigkeit des Fadens gewonnen wird.The present invention relates to a method for increasing the productivity of textile machines, on which the thread withdrawn by a thread delivery from a supply and a thread guide having a thread laying is supplied, wherein from the Thread tension a controlled variable for the delivery speed of the thread is obtained.
Für verschiedene Prozesse in der Textilindustrie, beispielsweise für den Spulprozess, ist eine konstante Fadenspannung eine der Voraussetzungen für eine optimale und einheitliche Qualität des bei dem betreffenden Prozess hergestellten Produkts. Trotzdem kommt es beim Spulprozess immer wieder vor, dass in Abhängigkeit von der Qualität der Vorlagespule, von eventuell vorgenommenen Fadenbehandlungen wie beispielsweise Färben und dergleichen, und von der Spulgeschwindigkeit, die Fadenspannung relativ stark schwankt. Aus diesem Grund wurden verschiedene Einrichtungen vorgeschlagen, die eine konstante Fadenspannung ermöglichen sollen, beispielsweise die in der DE-C-38 24 034 und in der EP-A-0 950 742 beschriebenen.For various processes in the textile industry, for example, for the winding process, is one Constant thread tension is one of the prerequisites for optimum and uniform quality of the product produced in the process in question. Nevertheless, it comes with the winding process again and again that, depending on the quality of the feed bobbin, of possibly made thread treatments such as dyeing and the like, and of the Winding speed, the thread tension fluctuates relatively strong. Because of this were various devices proposed that allow a constant thread tension for example, those described in DE-C-38 24 034 and in EP-A-0 950 742.
Bei der in der DE-C-38 24 034 beschriebenen Einrichtung sind bei einer fadenverbrauchenden Maschine, insbesondere einer Rundstrickmaschine, die mehrere fadenverarbeitende Stellen aufweist, entsprechend viele Liefereinrichtungen für das fadenförmige Gut vorgesehen. An jeder Lieferstelle befindet sich eine Fadenspannungseinrichtung, die mit dem fadenförmigen Gut zusammen wirkt und einen Geber und eine Messschaltung enthält.In the device described in DE-C-38 24 034 are in a thread-consuming Machine, in particular a circular knitting machine, the several thread-processing sites has, according to many delivery facilities provided for the filamentary Good. At Each delivery point is a thread tensioning device with the thread-like Works well together and contains a sensor and a measuring circuit.
Die in der EP-A-0 950 742 beschriebene Einrichtung zur Steuerung der Garnzufuhr an einer Textilmaschine, wie beispielsweise einer Strick-, Wirk- oder Spulmaschine, enthält einen Sensor zu Messung der Fadenspannung, Mittel zur Messung der Fadenliefergeschwindigkeit und eine Steuerung zur präzisen Einstellung dieser beiden Parameter, wobei vorzugsweise die Fadenliefergeschwindigkeit anhand der Fadenspannung geregelt wird. Eine ähnliche Einrichtung ist in der EP-A-0 875 479 der Schärer Schweiter Mettler AG beschrieben.The device for controlling the yarn feed on a machine described in EP-A-0 950 742 Textile machine, such as a knitting, kneading or winding machine, contains a sensor for measuring the thread tension, means for measuring the yarn delivery speed and a Control for precise adjustment of these two parameters, preferably the yarn delivery speed is regulated by the thread tension. A similar device is in EP-A-0 875 479 by Schärer Schweiter Mettler AG.
Trotz dieser bekannten Einrichtungen muss bei den heute realisierten Textilmaschinen, speziell im Umspul-, im Aircovering- und im Texturierbereich in den meisten Fällen ein Kompromiss zwischen der Höhe der Fadengeschwindigkeit und der in Kauf zu nehmenden Anzahl von Fadenbrüchen getroffen werden. Dadurch ist die betreffende Maschine meist für den schlechtesten Fall parametrisiert und kann keine optimale Produktivität erzielen. Despite these well-known facilities must be in the textile machines realized today, specifically in the rewinding, aircovering and texturing areas in most cases a compromise between the amount of thread speed and the number of thread breaks to be accepted to be hit. As a result, the machine in question is usually the worst Case parametrized and can not achieve optimal productivity.
Durch die Erfindung sollen nun die bekannten Verfahren und Einrichtungen zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine so verbessert werden, dass auch der Garnverarbeitungsprozess in Richtung auf eine Produktivitätserhöhung deutlich verbessert wird.The invention will now be the known methods and devices for controlling the Thread tension on a textile machine can be improved so that even the yarn processing process is significantly improved in the direction of a productivity increase.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass Informationen über die stochastischen Schwankungen der Fadenspannung erfasst und für die genannte Regelgrösse berücksichtigt werden. Vorzugsweise enthalten die genannten Informationen Daten über die Amplitude und/oder die Dauer der stochastischen Schwankungen der Fadenspannung.This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned solved that information about the stochastic fluctuations in the thread tension recorded and taken into account for the said controlled variable. Preferably, the contain information about the amplitude and / or the duration of the stochastic Fluctuations in the thread tension.
Heute wird in den meisten Fällen auf eine konstante Fadenspannung geregelt, wobei der Maschine die zu erzielende Fadenspannung und die Spulgeschwindigkeit vorgegeben werden. Die Maschine spult dann zwingend mit der vorgegebenen Spulgeschwindigkeit. Beim erfindungsgemässen Verfahren ist hingegen nicht mehr die Spulgeschwindigkeit der absolut einzuhaltende Parameter, sondern die Fadenspannung.Today is regulated in most cases to a constant yarn tension, the Machine to be achieved thread tension and the winding speed are given. The machine then unwinds at the specified winding speed. At the In contrast, the inventive method is no longer the winding speed of the absolute to be maintained parameters, but the thread tension.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Erfassung der Informationen über die stochastischen Schwankungen in Abhängigkeit von der Position des Fadenführers erfolgt.A first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized characterized in that detection of the information about the stochastic fluctuations in Dependence on the position of the thread guide takes place.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Schwankungen der Fadenspannung eine untere und eine obere Schwelle vorgegeben werden, und dass die Spulgeschwindigkeit bei Unterschreiten der unteren Schwelle stufenweise erhöht und bei Überschreiten der oberen Schwelle stufenweise reduziert wird.A second preferred embodiment of the method according to the invention is characterized characterized in that for the variations in the thread tension a lower and an upper Threshold be specified, and that the winding speed falls below the lower Threshold gradually increased and gradually reduced if the upper threshold is exceeded becomes.
Beim vorgeschlagenen Verfahren ist die Fadenspannung der absolut einzuhaltende Parameter und man setzt für die Regelung der Spulgeschwindigkeit eine untere und eine obere Limite der Fadenspannung. Solange diese innerhalb dieser Grenzen bleibt, wird die Spulgeschwindigkeit bis zur oberen Limite erhöht. Bei Überschreiten der oberen Limite wird die Spulgeschwindigkeit reduziert, bis die Fadenspannung wieder innerhalb des Toleranzbereichs liegt. Dadurch wird die durchschnittliche Spulgeschwindigkeit um bis zu 20% erhöht und die Effizienz der Maschine deutlich gesteigert.In the proposed method, the thread tension is the absolute parameter to be observed and one sets for the regulation of the winding speed a lower and an upper limit of Thread tension. As long as it stays within these limits, the winding speed becomes raised to the upper limit. When the upper limit is exceeded, the winding speed becomes reduced until the thread tension is again within the tolerance range. This will be the average winding speed increased by up to 20% and the efficiency of the machine significantly increased.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den
abhängigen Ansprüchen 5 bis 11 beansprucht.Further advantageous embodiments of the inventive method are in the
Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur Erhöhung der Produktivität von Textilmaschinen mit einem motorisch angetriebenen Lieferwerk für einen Faden, einer Fadenverlegung mit einem Fadenführer zum Aufwickeln des Fadens auf einen Garnträger, einem Antrieb für den Garnträger und einer Steuerung für diesen. The invention further relates to a device for increasing the productivity of textile machines with a motor-driven delivery mechanism for a thread, a thread laying with a yarn guide for winding the yarn on a yarn carrier, a Drive for the yarn carrier and a controller for this.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Garnträgers unter Berücksichtigung der stochastischen Schwankungen der Fadenspannung geregelt ist.The inventive device is characterized in that the drive of the yarn carrier regulated taking into account the stochastic variations in the thread tension is.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung ist gekennzeichnet durch einen Sensor zur Messung der Fadenspannung und durch Mittel zur Erfassung der Fadenbrüche. Vorzugsweise erfolgt anhand der Signale des Sensors eine Erfassung der Amplitude und/oder der Dauer der stochastischen Schwankungen der Fadenspannung, und diese Daten werden der jeweiligen Position des Fadenführers zugeordnet.A first preferred embodiment of the device according to the invention is characterized by a sensor for measuring the thread tension and by means for detection the thread breaks. Preferably, based on the signals of the sensor, a detection of Amplitude and / or duration of stochastic variations in yarn tension, and These data are assigned to the respective position of the thread guide.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung sind in den abhängigen
Ansprüchen 13 bis 17 beansprucht.Advantageous embodiments of the inventive device are in the
Die Erfindung betrifft weiter eine Anwendung des genannten Verfahrens auf Spulmaschinen oder Prozessmaschinen im Luftverwirbelungs- oder Texturierbereich. Vorzugsweise wird auf Spulmaschinen mit einer Mehrzahl von Spulstellen die Fadengeschwindigkeit an jeder Spulstelle individuell geregelt.The invention further relates to an application of said method to winding machines or process machines in the air swirling or texturing area. Preferably is on Winding machines with a plurality of winding units, the thread speed at each winding unit individually regulated.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung der Spulstation einer Spulmaschine; und
- Fig. 2
- ein Diagramm des Regelkreises zur Regelung der Fadenspannung.
- Fig. 1
- a schematic representation of the winding station of a winder; and
- Fig. 2
- a diagram of the control loop for controlling the thread tension.
Die in Fig. 1 dargestellte Spulstation besteht aus einer Aufsteckung 1 zur Aufnahme einer Vorlagespule
2 mit einem Faden F, einer Fadendämmung 3, einem von einem Motor 4 angetriebenen
Lieferwerk 5, einem Sensor 6 zur Messung der Spannung des Fadens F und einem
Spulaggregat 7. Das letztere besteht aus einer durch einen Motor (nicht dargestellt) antreibbaren
Spindel 8 zur Aufnahme und Halterung einer Spulenhülse 9, auf die eine Spule 10
aufgewickelt wird, und aus einer Fadenverlegung 11. Alternativ kann der Antrieb der Spule 10
über eine motorisch angetriebene Reibwalze erfolgen, auf der die Spule 10 aufliegt (siehe dazu
EP-A-1 125 878). Die Fadenverlegung 11 enthält als wesentlichstes Element einen Fadenführer
12, der entlang der Achse der Spule 10 eine oszillierende Changierbewegung ausführt. Eine
solche Fadenverlegung ist beispielsweise in der EP-A-0 829 444 (= US-A-5 918 829), der EP-A-1
125 878, der EP-A-1 209 114 und der EP-A-1 219 559 beschrieben, auf deren Offenbarung
hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.The winding station shown in Fig. 1 consists of a Aufsteckung 1 for receiving a
Anstatt der dargestellten Fadenverlegung 11 mit dem entlang der Achse der Spule 10 eine
oszillierende Changierbewegung ausführenden Fadenführer 12 kann auch eine so genannte
Flügel-Fadenverlegung der in der EP-A-0 997 422 beschriebenen Art vorgesehen sein. Eine
solche Flügel-Fadenverlegung weist zwei gegenläufig rotierbare, übereinander angeordnete
Fadenführerflügel und eine Bogenscheibe auf. Die Fadenführerflügel treten aus der Kontur der
Bogenscheibe hervor und tauchen wieder in diese ein, wobei an den Eintauchpunkten der
Fadenführerflügel jeweils die Übergabe des Fadens erfolgt.Instead of the illustrated thread laying 11 with the along the axis of the coil 10 a
oscillating traversing
Der Fadenführer 12 ist auf einem in einer schienen- oder nutenartigen Führung hin und her bewegbaren
Gleitorgan 13 befestigt, an welchem ein Changierelement 14 angreift. Dieses ist als
flexibles und in Changierrichtung steifes Organ zur Übertragung von Zugkräften ausgebildet
und beispielsweise durch eine Saite, einen Draht, ein Metallseil, einen Flach-, Zahn- oder Keilriemen,
ein Metallband, eine Kette oder dgl. gebildet. Das Changierelement 14 läuft über zwei
Rollen 15 und 16, von denen die eine, darstellungsgemäss die Rolle 16, als Treibrad für den
Antrieb des Changierelements 14 dient.The
Das Treibrad 16 ist von einem Servomotor (nicht dargestellt), vorzugsweise einem Schrittmotor,
angetrieben. Vorzugsweise ist das Treibrad 16 direkt auf der Motorwelle befestigt. Dem Motor
ist ein Sensor (nicht dargestellt) zur Detektion der Drehposition des Treibrades 16 und damit
der Changierposition des Fadenführers 12 zugeordnet. Bezüglich dieses Sensors wird auf die
EP-A-0 829 444 und die zu dieser korrespondierende US-A-5 918 829 verwiesen. Der Sensor
ist ein aus einer Sende- und einer Empfangsdiode bestehender fotoelektrischer Sensor, der die
Bewegung des Treibrads 16 oder einer mit diesem starr verbundenen Scheibe abtastet. Das
Treibrad 16 oder die Scheibe ist zu diesem Zweck mit geeigneten optisch abtastbaren Markierungen,
beispielsweise mit entlang eines Kreises angeordneten Löchern oder Schlitzen, versehen.The
Die Antriebsmotoren der Spindel 8 und des Treibrades 16, der Sensor für die Changierposition
des Fadenführers 12 sowie eventuelle weitere Sensoren, beispielsweise für die Drehzahl der
Spule 10, sind mit einer Spindelsteuerung 17 verbunden, welche die genannten Motoren anhand
von programmierten Spulparametern und Wickelgesetzen sowie der von den Sensoren
gelieferten Daten steuert. Die Spindelsteuerung 17 ist ausserdem mit einer Liefersteuerung 18
verbunden, welche ihrerseits mit dem Fadenspannungssensor 6 und mit dem Antriebsmotor 4
des Lieferwerks 5 verbunden ist.The drive motors of the
Der Fadenspannungssensor 6 misst die Schwankungen der Fadenspannung an festen
Positionen n-mal über einen Hub. Diese Messwerte werden über m Verlegezyklen ermittelt und
gemittelt. Die so gewonnenen Werte zeigen also ein Abbild der Fadenverkürzung oder Fadenverlängerung
vor der Fadenverlegung 11 und bilden den Vorsteuerwert für die Regelgrösse der
Fadenlieferung. Wichtig für die positionsabhängige Ermittlung der Fadenspannung ist die
Information, an welcher Position sich der Fadenführer 12 zu einer bestimmten Zeit befindet.
Diese Information wird laufend mit hoher Priorität zwischen der Spindelsteuerung 17 und der
Liefersteuerung 18 ausgetauscht und es erfolgt eine Synchronisierung der Zeitbasis.The
Wesentlich ist auch, dass die positionsabhängige Ermittlung der Fadenspannung und auch die
zugehörige Synchronisation der Spindelsteuerung 17 und der Liefersteuerung 18 vom Hub und
von der Geschwindigkeit der Fadenverlegung 11 unabhängig ist. Diese Unabhängigkeit erlaubt
die Kompensation von so genannten periodischen Fadenschwankungen auch bei Start- und
Stoprampen sowie bei tiefen Produktionsgeschwindigkeiten.It is also essential that the position-dependent determination of the thread tension and also the
associated synchronization of the
Periodische Fadenschwankungen sind Störungen, die durch die Fadenverlegung 11 verursacht
sind. Ein Blick auf die Geometrie der Fadenverlegung zeigt, dass wegen der linearen
Bewegung des Fadenführers 12, die Länge des Fadens F zwischen diesem und dem Fadenspannungssensor
6 an den Umkehrpunkten der Changierbewegung grösser ist als in der Mitte.Periodic thread fluctuations are disturbances caused by the thread laying 11
are. A look at the geometry of the thread laying shows that because of the linear
Movement of the
Diese Verhältnisse sind durch den gestrichelten Kreisbogen B angedeutet, wobei der Längenunterschied zwischen den beiden Extremwerten mit dem Bezugszeichen A bezeichnet ist. Diesem Längenunterschied entspricht ein Unterschied der Fadenspannung, welche an den Umkehrpunkten grösser ist als in der Mitte. Die Fadenspannung erreicht also an einem Umkehrpunkt ihren Höchstwert, nimmt gegen die Mitte hin ab, erreicht dort ihren Tiefstwert und steigt dann bis zum Umkehrpunkt wieder an.These relationships are indicated by the dashed arc B, wherein the difference in length between the two extreme values is denoted by the reference numeral A. This difference in length corresponds to a difference in the thread tension, which at the Reversal points is greater than in the middle. The thread tension reaches at one Reversal point their maximum value, decreases towards the middle, reaches there their lowest value and then rises again until the reversal point.
Zusätzlich zu den periodischen Fadenspannungsschwankungen gibt es noch stochastische
Störungen oder Schwankungen, die durch den Fadenabzug von der Vorlagespule 2 und durch
die Lieferung 5 verursacht sind. Diese stochastischen Störungen gehen in die Messwerte des
Sensors 6 nur mit einem sehr geringen Anteil ein. Sie weichen vom ermittelten Vorsteuerwert
ab und beeinflussen die Fadenlieferung 5 derart, dass eine konstante Fadenspannung erzielt
wird.In addition to the periodic thread tension fluctuations, there are still stochastic
Disturbances or fluctuations caused by the thread withdrawal from the
Die Geometrie der Fadenverlegung 11, die ja bekannt ist, wird dazu benutzt, um die Fadenlieferung
5 an den Umkehrpunkten des Fadenführers 12 kurz abzubremsen. An diesen Umkehrpunkten
erfolgt eine wesentliche, aber von der Bewicklungslänge abhängige Drosselung des
Motors 4, um die Stillstandszeit des Fadenführers 12 an den Umkehrpunkten zu kompensieren.The geometry of the thread laying 11, which is well known, is used to
Das Diagramm von Fig. 2 zeigt den Regelkreis für die beschriebene Regelung der Fadenspannung:
Links oben erkennt man die der Spindelsteuerung 17 vorgebbaren Parameter 19,
das ist die Verlegungsgeometrie und die Aufwickelgeometrie, darunter den der Liefersteuerung
18 vorgebbaren Sollwert 20 der Fadenspannung. Der letztere wird über ein Addierglied 21 und
eine Übertragungsfunktion 22 mit den Parametern 19 verknüpft. Dem Addierglied 21 ist auch
der vom Fadenspannungssensor 6 gemessene und verarbeitete Istwert der Fadenspannung
zugeführt. Mit Übertragungsfunktion 22 ist das mathematische Verhältnis zwischen Eingangs-
und Ausgangssignal unter Berücksichtigung einer zeitlichen Verzögerung bezeichnet. Mit
anderen Worten, bei einer Veränderung am Eingang der Übertragungsfunktion 22 reagiert
deren Ausgang in charakteristischer Weise mit einem neuen Wert. Die Verknüpfung des
Ausgangs der Übertragungsfunktion 22 mit den Parametern 19 gelangt zur Regelstrecke 23,
das ist das zu beeinflussende Glied oder der zu regelnde Teil des Regelkreises. Für die
Regelung ist eine Rückkopplung nötig. Im vorliegenden Fall sind dies der Faden F und die
Eigenschaften der Elemente, welche der Faden F auf seinem Weg berührt. Solche Eigenschaften
sind beispielsweise die Oberfläche der Antriebsrolle (Lieferwerk 5) und die Oberflächen
aller Umlenkstellen.The diagram of Fig. 2 shows the control loop for the described control of the thread tension:
At the top left you can see the parameters of the
Auch die Materialparameter 24 des Fadens F, und hier insbesondere dessen Elastizität, sind
wesentlich für die Regelung. Sie sind als eigenes Kästchen aufgeführt, weil abhängig vom
Material andere Regelereinstellungen verwendet werden können. Das Ausgangssignal der
Stufe 24 ist der Istwert der Fadenzugkraft/Fadenspannung. Die Fadenspannung wird n-mal an
festen Positionen (winkelsynchron) gemessen und vom Regler in einer Stufe 25 über m
Abtastungen gemittelt. Die Fadenspannung stellt also den positionsabhängigen Istwert der zu
regelnden Grösse dar. Der Regelalgorithmus 26 ist beispielsweise ein PD-Regler, PID-Regler
oder 3-Punktregler. Störungen der Fadenspannung werden als solche erkannt, weil ihr aktueller
Wert von dem über m Perioden gemittelten Wert abweicht.Also, the
Zusätzlich zur Regelung der Fadenlieferung 5 werden die Schwankungen der Fadenspannung
auch zur Regelung der Spulgeschwindigkeit verwendet, wobei es die stochastischen
Schwankungen sind, welche für diese Regelung verwendet werden. Der Sensor 6 für die
Fadenspannung misst die integralen Schwankungen der Fadenspannung, die sich aus
periodischen und stochastischen Schwankungen zusammen setzen. Da die stochastischen
Schwankungen eine höhere Frequenz und eine andere Charakteristik aufweisen als die
periodischen Schwankungen, können sie von den periodischen Schwankungen unterschieden
werden. Andere Charakteristik bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die stochastischen
Schwankungen zufällig auftreten und sowohl von den von der Vorlage herrührenden
periodischen Schwankungen, wie beispielsweise den von der Auf- und Abwärtsbewegung beim
Abziehen des Fadens verursachten Störungen, als auch von den durch die Geometrie der
Verlegung bedingten Störungen unterschieden werden können. Die letzteren Störungen können
anhand der geometrischen Daten und der vom Benutzer gewählten Werte überprüft werden.In addition to the control of the
Bei heutigen Maschinen werden die Spulgeschwindigkeit und die Fadenspannung vorgegeben und es wird auf eine konstante Fadenspannung geregelt. Die Maschine spult dann zwingend mit der vorgegebenen Spulgeschwindigkeit. Sobald die Fadenspannung ausserhalb des gewählten Toleranzbereichs liegt, wird die betreffende Spulstelle ausser Betrieb gesetzt. Im Unterschied dazu bildet nun nicht mehr die Spulgeschwindigkeit, sondern die Fadenspannung den absolut einzuhaltenden Parameter. Es wird eine untere und eine obere Schwelle der Fadenspannung definiert. Solange die Fadenspannung innerhalb des Toleranzbereichs liegt, wird die Spulgeschwindigkeit stufenweise, mit einer definierten Rampensteilheit, so lange erhöht, bis die Fadenspannung die obere Schwelle überschreitet. Bei Überschreiten der oberen Schwelle wird die Spulgeschwindigkeit ebenfalls stufenweise und mit der gleichen Rampensteilheit reduziert, bis die Fadenspannung wieder innerhalb des Toleranzbereichs liegt. In today's machines, the winding speed and the thread tension are specified and it is regulated to a constant yarn tension. The machine then makes a mandatory spool with the specified winding speed. As soon as the thread tension outside of the selected tolerance range, the relevant winding unit is taken out of service. in the The difference is no longer the winding speed, but the thread tension the absolute parameter to be respected. There will be a lower and an upper threshold of Thread tension defined. As long as the thread tension is within the tolerance range, the winding speed is gradual, with a defined ramp steepness, so long increased until the thread tension exceeds the upper threshold. When crossing the upper Threshold, the winding speed is also gradual and with the same ramp steepness reduced until the thread tension is again within the tolerance range.
Bei der Beurteilung, ob die Spulgeschwindigkeit erhöht oder vermindert werden soll, haben die stochastischen Schwankungen der Fadenspannung Vorrang, da selbstverständlich durch die Spulstelle verursachte Fadenbrüche verhindert werden sollen. Da Fadenbrüche aber auch durch nicht im Bereich der Spulstelle bedingte Faktoren verursacht sein können, wie beispielsweise durch Knoten, die vom Knotenfänger abgefangen werden, so dass das Garn zum Reissen gebracht wird, oder durch eine schlechte Qualität der Vorlage-Spulen, werden die Fadenbrüche als weiteres Kriterium für die Beeinflussung der Spulgeschwindigkeit herangezogen. Man erhält auf diese Weise die Möglichkeit, bei schlechten Vorlagespulen die Spulgeschwindigkeit entsprechend zu reduzieren. Selbstverständlich ist aber die Vermeidung von Fadenbrüchen und die Einhaltung der zulässigen Fadenspannungstolerenz die oberste Maxime.When assessing whether the winding speed should be increased or decreased, the stochastic fluctuations of the thread tension take precedence, there of course by the Winding point caused yarn breaks should be prevented. But thread breaks as well may be caused by non-winding factors, such as by knots which are intercepted by the knot catcher, so that the yarn becomes Tear is brought, or by a poor quality of the original coils, the Yarn breaks are used as a further criterion for influencing the winding speed. In this way, you get the possibility of poor reel spooling the winding speed reduce accordingly. Of course, but the avoidance of Thread breaks and compliance with the permissible thread tension tolerance the top Maxime.
Die Detektion von Fadenbrüchen erfolgt durch einen Sensor, beispielsweise des Sensor 6 für
die Fadenspannung. Die Fadenbrüche werden in der Liefersteuerung 18 registriert und gezählt
und an die Spindelsteuerung 17 weiter geleitet, von welcher die Anzahl Fadenbrüche pro Zeiteinheit
als zweites Kriterium für die Regelung der Spulgeschwindigkeit berücksichtigt wird. Alle
gewonnenen Daten über die stochastischen Schwankungen der Fadenspannung und die
Anzahl der Fadenbrüche werden über einen bestimmten, rollenden Zeitbereich aufgenommen,
gespeichert und ausgewertet, wobei die Auswertung die Amplitude und Wirkdauer der
Spannungsstörungen sowie die Häufigkeit und Frequenz von allfälligen Fadenbrüchen
betrachtet und diese Daten statistisch aufbereitet.The detection of yarn breaks is carried out by a sensor, such as the
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