EP1520827B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine, sowie Anwendung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine, sowie Anwendung des Verfahrens Download PDF

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EP1520827B1
EP1520827B1 EP03022333A EP03022333A EP1520827B1 EP 1520827 B1 EP1520827 B1 EP 1520827B1 EP 03022333 A EP03022333 A EP 03022333A EP 03022333 A EP03022333 A EP 03022333A EP 1520827 B1 EP1520827 B1 EP 1520827B1
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EP
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thread
tension
guide
yarn
thread tension
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Franz Böni
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SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a method for controlling the thread tension on a textile machine, on which the thread is withdrawn by a thread supply from a supply and fed to a yarn guide having thread laying, wherein a controlled variable for the delivery speed of the thread is obtained.
  • 24 034 are provided in a thread-consuming machine, in particular a circular knitting machine having a plurality of thread-processing sites, correspondingly many delivery facilities for the thread-like material.
  • a thread tensioning device which cooperates with the thread-like material and contains a sensor and a measuring circuit.
  • the apparatus for controlling yarn feeding on a textile machine such as a knitting, kneading or winding machine described in EP-A-0 950 742 includes a thread tension measuring sensor, a yarn feeding speed measuring means and a precise setting control these two parameters, wherein preferably the yarn delivery speed is controlled by the thread tension.
  • a similar device is described in EP-A-0 875 479 by Shurer Schweiter Mettler AG.
  • EP-A-1 318 097 a method of the type mentioned in the beginning is described in which a distinction is made between the disturbances causing the fluctuations of the thread tension after periodic and stochastic disturbances, and the periodic disturbances calculated and taken into account for the said controlled variable.
  • the stochastic disturbances are the disturbances caused by the withdrawal of the thread
  • the periodic disturbances which are considerably larger than the stochastic ones, are the disturbances caused by the laying of the thread. Since the latter are geometric, they can be calculated.
  • this known method for controlling the thread tension on a textile machine should now be improved so that the quality of the compensation of the periodic thread tension fluctuations further improved and thereby the tolerance range of the thread tension in the product produced becomes narrower.
  • This object is achieved according to the invention in a method of the type mentioned in that the thread tension is measured by the position of the thread guide dependent and measured fluctuations in the thread tension for said controlled variable are taken into account, with a current synchronization between the position of the thread guide and the Control of the thread delivery takes place and thus a position-dependent measurement of the thread tension is obtained, and that an averaging of the measured values of the thread tension for the individual positions takes place over a number of laying cycles.
  • a first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the measurement of the thread tension at fixed positions takes place n times through a stroke of the thread guide, and that the measured values for each position are determined and averaged over m laying cycles.
  • the position-dependent determination of the thread tension and the associated synchronization of the delivery speed of the thread is independent of the stroke and the speed of the thread guide. This independence allows the compensation of periodic fluctuations in the thread tension even at start and stop ramps and at low production speeds.
  • a second preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that disturbances of the thread tension due to the deviation of the current position-dependent measured value from the value averaged over m cycles are recognized.
  • the position-dependent measured value of the thread tension is used as basic controlled variable, which is superimposed on the reversal points of the thread guide a correction value for a short-term braking of the delivery mechanism.
  • a fourth preferred embodiment is characterized in that, on the basis of the position-dependent measured value of the thread tension, an adaptive adaptation of the delivery speed takes place in which the delivery speed is increased or reduced as a function of the respective position of the thread guide.
  • the invention further relates to a device for controlling the thread tension on a textile machine, with a motor-driven delivery mechanism for the thread and a thread laying with a thread guide for winding the thread on a yarn carrier, wherein the drive of the delivery mechanism is controlled so that a balance of the thread laying conditional disturbances of the thread tension occurs.
  • the device according to the invention is characterized by a sensor for measuring the thread tension and by an evaluation stage for the sensor signals, in which an assignment of the measured values of the sensor to the respective position of the thread guide and an averaging of the measured values of the thread tension for the individual positions takes place over a number of laying cycles , and means for a continuous synchronization between the position of the thread guide and the control of the thread delivery.
  • a first preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the determination of said controlled variable takes place taking into account the instantaneous yarn speed.
  • a second preferred embodiment is characterized in that a first control stage for the drive of the yarn carrier and the thread laying and associated with this second control stage for driving the delivery mechanism are provided, one of which contains said evaluation stage, and that between the two Control stages a continuous transmission and synchronization of the position of the thread guide takes place.
  • a further preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that the thread guide performs a reciprocating traversing movement, and that the drive of the delivery mechanism is regulated so that at the reversing positions of the thread guide to reduce the downtime of the thread guide serving reducing the yarn delivery speed ,
  • the invention further relates to an application of said method on winding machines, aircovering machines or texturing machines.
  • 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, a driven by a motor 4 delivery 5, a sensor 6 for measuring the tension of the thread F and a winding unit.
  • the latter consists of a by a motor (not shown) drivable spindle 8 for receiving and holding a bobbin 9, on which a coil 10 is wound, and a thread laying 11.
  • the drive of the coil 10 via a motor-driven friction roller on which the coil 10 rests (see EP-A-1 125 878).
  • the thread laying 11 contains, as the most essential element, a yarn guide 12, which performs an oscillating traversing movement along the axis of the spool 10.
  • a yarn guide 12 which performs an oscillating traversing movement along the axis of the spool 10.
  • an oscillating traversing exporting thread guide 12 may also be provided a so-called wing thread laying of the type described in EP-A-0 997 422.
  • a wing-thread laying has two counter-rotatable, superposed yarn guide wings and a bow disk. The yarn guide wings emerge from the contour of the sheet disk and dive back into it, wherein at the immersion points of the yarn guide wings in each case the transfer of the thread takes place.
  • the yarn guide 12 is mounted on a sliding in a rail or groove-like guide back and forth slide 13, on which a traversing element 14 engages.
  • This is designed as a flexible and traversing stiff element for transmitting tensile forces 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 roller 16, serves as a drive wheel for driving the traversing element 14.
  • the drive wheel 16 is driven by a servomotor (not shown), preferably a stepping motor.
  • the drive wheel 16 is mounted directly on the motor shaft.
  • the motor is a sensor (not shown) for detecting the rotational position of the drive wheel 16 and thus associated with the traversing position of the yarn guide 12.
  • 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 drive wheel 16 or the disc is provided for this purpose with suitable optically scannable markers, for example, arranged along a circle holes or slots.
  • the drive motors of the spindle 8 and the drive wheel 16, the sensor for the traversing position of the yarn guide 12 and any other sensors, such as the speed of the coil 10 are connected to a spindle control 17, which said motors based on programmed winding parameters and winding laws and the controls data supplied by the sensors.
  • the spindle control 17 is also connected to a delivery control 18, which in turn is connected to the yarn tension sensor 6 and to the drive motor 4 of the delivery mechanism 5.
  • the thread tension sensor 6 measures the fluctuations of the thread tension at fixed positions n times by one stroke. These measured values are determined over m laying cycles and averaged. The values thus obtained thus show an image of the thread shortening or thread extension before the thread laying 11 and form the precontrol value for the controlled variable of the thread delivery.
  • Important for the position-dependent determination of the thread tension is the information at which position the thread guide 12 is at a certain time. This information is continuously exchanged with high priority between the spindle controller 17 and the delivery controller 18 and there is a synchronization of the time base.
  • Periodic thread fluctuations are disturbances caused by the thread laying 11.
  • 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 known, is used to brake the yarn delivery 5 at the reversal points of the yarn guide 12 briefly. At these reversal points is a significant, but dependent on the Bewicklungsin throttling of 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:
  • the upper left recognizes the spindle control 17 specifiable parameter 19, which is the Verlegungsgeometrie and Aufwickelgeometrie, including the delivery control 18 predetermined target value 20 of the thread tension.
  • the latter is linked to the parameters 19 via an adder 21 and a transfer function 22.
  • the adder 21 is also supplied with the actual value of the thread tension measured and processed by the thread tension sensor 6.
  • Transfer function 22 denotes the mathematical relationship between input and output signal, taking into account a time delay. In other words, upon a change in the input of transfer function 22, its output will characteristically respond with a new value.
  • the combination of the output of the transfer function 22 with the parameters 19 reaches the controlled system 23, which is the element to be influenced or the part of the control loop to be regulated.
  • the controlled system 23 is the element to be influenced or the part of the control loop to be regulated.
  • 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 of all deflection points.
  • the material parameters 24 of the thread F are essential for the scheme. They are listed as a separate box because other rule settings can be used, depending on the material.
  • the output of the stage 24 is the actual value of the yarn tension / thread tension.
  • the thread tension is measured n times at fixed positions (angle synchronous) and averaged by the controller in a step 25 over m scans.
  • the thread tension thus represents the position-dependent actual value of the variable to be controlled.
  • the control algorithm 26 is, for example, a PD controller, PID controller or 3-point controller. Faults in the thread tension are recognized as such because their current value deviates from the value averaged over m periods.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine, auf welcher der Faden durch eine Fadenlieferung von einem Vorrat abgezogen und einer einen Fadenführer aufweisenden Fadenverlegung zugeführt wird, wobei eine Regelgrösse für die Liefergeschwindigkeit des Fadens gewonnen wird.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Bei Spulmaschinen besteht das Problem, dass durch die lineare Bewegung der Fadenverlegeeinheit der Faden verkürzt oder verlängert wird und dadurch die Fadenspannung kurzzeitig ansteigt beziehungsweise absinkt. Diese Spannungsschwankungen können aber durch die bekannten Einrichtungen wegen der durch die Trägheit des Sensors und der Steuerung bedingten Zeitverzögerung nicht ausgeregelt werden.
  • In der EP-A-1 318 097 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art beschrieben, bei welchem eine Unterscheidung der die Schwankungen der Fadenspannung verursachenden Störungen nach periodischen und stochastischen Störungen erfolgt, und die periodischen Störungen berechnet und für die genannte Regelgrösse berücksichtigt werden. Die stochastischen Störungen sind die durch den Abzug des Fadens bedingten Störungen und die periodischen Störungen, welche wesentlich grösser sind als die stochastischen, sind die durch die Fadenverlegung bedingten Störungen. Da die letzteren geometrisch bedingt sind, können sie berechnet werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass durch dieses Verfahren die Schwankungen der Fadenspannung nicht in allen Fällen ausreichend gut kompensiert werden, so dass die Toleranzbandbreite der Fadenspannung im erzeugten Produkt noch immer relativ hoch ist.
  • Durch die Erfindung sollen nun dieses bekannte Verfahren zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine so verbessert werden, dass die Qualität der Kompensation der periodischen Fadenspannungsschwankungen weiter verbessert und dadurch die Toleranzbandbreite der Fadenspannung im erzeugten Produkt enger wird.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Fadenspannung von der Position des Fadenführers abhängig gemessen wird und die dabei gemessenen Schwankungen der Fadenspannung für die genannte Regelgrösse berücksichtigt werden, wobei eine laufende Synchronisation zwischen der Position des Fadenführers und der Steuerung der Fadenlieferung erfolgt und somit ein positionsabhängiger Messwert der Fadenspannung gewonnen wird, und dass eine Mittelung der Messwerte der Fadenspannung für die einzelnen Positionen über eine Anzahl von Verlegezyklen erfolgt.
  • Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Fadenspannung an festen Positionen n-mal über einen Hub des Fadenführers erfolgt, und dass die Messwerte für jede Position über m Verlegezyklen ermittelt und gemittelt werden.
  • Die positionsabhängige Ermittlung der Fadenspannung und die zugehörige Synchronisation der Liefergeschwindigkeit des Fadens ist unanhängig vom Hub und von der Geschwindigkeit des Fadenführers. Diese Unabhängigkeit erlaubt die Kompensation von periodischen Schwankungen der Fadenspannung auch bei Start- und Stoprampen sowie bei tiefen Produktionsgeschwindigkeiten.
  • Bei einem in der WO-A-92 08664 beschriebenen ähnlichen Verfahren wird die Momentanposition des Fadenführers durch einen Sensor bestimmt und die Fadenspannung in Abhängigkeit von dieser Momentanposition gesteuert. Es erfolgt also eine positionsabhängige Steuerung, aber keine positionsabhängige Messung der Fadenspannung.
  • Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass Störungen der Fadenspannung aufgrund der Abweichung des aktuellen positionsabhängigen Messwerts von dem über m Zyklen gemittelten Wert erkannt werden.
  • Gemäss einer dritten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird der positionsabhängige Messwert der Fadenspannung als Basis-Regelgrösse verwendet, welcher an den Umkehrpunkten des Fadenführers ein Korrekturwert für eine kurzzeitige Abbremsung des Lieferwerks überlagert wird.
  • Eine vierte bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass anhand des positionsabhängigen Messwerts der Fadenspannung eine adaptive Anpassung der Liefergeschwindigkeit erfolgt, bei welcher in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Fadenführers die Liefergeschwindigkeit erhöht oder reduziert wird.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine, mit einem motorisch angetriebenen Lieferwerk für den Faden und einer Fadenverlegung mit einem Fadenführer zum Aufwickeln des Fadens auf einen Garnträger, wobei der Antrieb des Lieferwerks so geregelt ist, dass ein Ausgleich der durch die Fadenverlegung bedingten Störungen der Fadenspannung erfolgt. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch einen Sensor zur Messung der Fadenspannung und durch eine Auswertestufe für die Sensorsignale, in welcher eine Zuordnung der Messwerte des Sensors zur jeweiligen Position des Fadenführers und eine Mittelung der Messwerte der Fadenspannung für die einzelnen Positionen über eine Anzahl von Verlegezyklen erfolgt, und durch Mittel für eine laufende Synchronisation zwischen der Position des Fadenführers und der Steuerung der Fadenlieferung.
  • Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der genannten Regelgrösse unter Mitberücksichtigung der momentanen Fadengeschwindigkeit erfolgt.
  • Eine zweite bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steuerstufe für den Antrieb des Garnträgers und der Fadenverlegung und eine mit dieser verbundene zweite Steuerstufe für den Antrieb des Lieferwerks vor-gesehen sind, von denen eine die genannte Auswertestufe enthält, und dass zwischen den beiden Steuerstufen eine laufende Übermittlung und Synchronisierung der Position des Fadenführers erfolgt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführer eine hin- und hergehende Changierbewegung ausführt, und dass der Antrieb des Lieferwerks so geregelt ist, dass an den Umkehrpositionen des Fadenführers eine zur Kompensation der Stillstandszeit des Fadenführers dienende Reduktion der Fadenliefergeschwindigkeit erfolgt.
  • Die Erfindung betrifft weiter eine Anwendung des genannten Verfahrens auf Spulmaschinen, Aircovering-Maschinen oder Texturiermaschinen.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 Stopprampen sowie bei tiefen Produktionsgeschwindigkeiten.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine, auf welcher der Faden (F) durch eine Fadenlieferung (5) von einem Vorrat (2) abgezogen und einer einen Fadenführer (12) aufweisenden Fadenverlegung (11) zugeführt wird, wobei eine Regelgrösse für die Liefergeschwindigkeit des Fadens (F) gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannung von der Position des Fadenführers abhängig gemessen wird und die dabei gemessenen Schwankungen der Fadenspannung für die genannte Regelgrösse berücksichtigt werden, wobei eine laufende Synchronisation zwischen der Position des Fadenführers (12) und der Steuerung (18) der Fadenlieferung (5) erfolgt und somit ein positionsabhängiger Messwert der Fadenspannung gewonnen wird, und dass eine Mittelung der Messwerte der Fadenspannung für die einzelnen Positionen über eine Anzahl von Verlegezyklen erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Fadenspannung an festen Positionen n-mal über einen Hub des Fadenführers (12) erfolgt, und dass die Messwerte für jede Position über m Verlegezyklen ermittelt und gemittelt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Störungen der Fadenspannung aufgrund der Abweichung des aktuellen positionsabhängigen Messwerts von dem über m Zyklen gemittelten Wert erkannt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der positionsabhängige Messwert der Fadenspannung als Basis-Regelgrösse verwendet wird, welcher an den Umkehrpunkten des Fadenführers (12) ein Korrekturwert für eine kurzzeitige Abbremsung des Lieferwerks (5) überlagert wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass anhand des positionsabhängigen Messwerts der Fadenspannung eine adaptive Anpassung der Liefergeschwindigkeit erfolgt, bei welcher in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Fadenführers (12) die Liefergeschwindigkeit erhöht oder reduziert wird.
  6. Vorrichtung zur Regelung der Fadenspannung auf einer Textilmaschine, mit einem motorisch angetriebenen Lieferwerk (5) für den Faden (F) und einer Fadenverlegung (11) mit einem Fadenführer (12) zum Aufwickeln des Fadens (F) auf einen Garnträger (9), wobei der Antrieb (4) des Lieferwerks (5) so geregelt ist, dass ein Ausgleich der durch die Fadenverlegung (11) bedingten Störungen der Fadenspannung erfolgt, gekennzeichnet durch einen Sensor (6) zur Messung der Fadenspannung und durch eine Auswertestufe (25) für die Sensorsignale, in welcher eine Zuordnung der Messwerte des Sensors (6) zur jeweiligen Position des Fadenführers (12) und eine Mittelung der Messwerte der Fadenspannung für die einzelnen Positionen über eine Anzahl von Verlegezyklen erfolgt, und durch Mittel (26) für eine laufende Synchronisation zwischen der Position des Fadenführers (12) und der Steuerung (18) der Fadenlieferung (5).
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der genannten Regelgrösse unter Mitberücksichtigung der momentanen Fadengeschwindigkeit erfolgt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steuerstufe (17) für den Antrieb des Garnträgers (9) und der Fadenverlegung (12) und eine mit dieser verbundene zweite Steuerstufe (18) für den Antrieb des Lieferwerks (5) vor-gesehen sind, von denen eine die genannte Auswertestufe (25) enthält, und dass zwischen den beiden Steuerstufen (17, 18) eine laufende Übermittlung und Synchronisierung der Position des Fadenführers (12) erfolgt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführer (12) eine hin- und hergehende Changierbewegung ausführt, und dass der Antrieb des Lieferwerks (5) so geregelt ist, dass an den Umkehrpositionen des Fadenführers (12) eine zur Kompensation der Stillstandszeit des Fadenführers (12) dienende Reduktion der Fadenliefergeschwindigkeit erfolgt.
  10. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auf Spulmaschinen, Aircovering-Maschinen oder Texturiermaschinen.
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