EP1637635A1 - Method for driving the gripper heads of a gripper loom and device therefor - Google Patents

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EP1637635A1
EP1637635A1 EP04021688A EP04021688A EP1637635A1 EP 1637635 A1 EP1637635 A1 EP 1637635A1 EP 04021688 A EP04021688 A EP 04021688A EP 04021688 A EP04021688 A EP 04021688A EP 1637635 A1 EP1637635 A1 EP 1637635A1
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    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/005—Independent drive motors

Definitions

  • the invention relates to a method for driving rapier heads on rapier looms and a drive device therefor, wherein servomotors directly drive the gripper carriers via drive gears and wherein the servo motors are fed by a control unit control data for the movement in response to successively activatable signals.
  • a drive device of this type in which the gripper bars or gripper bands - we both refer to the gripper carrier, which guide the gripper heads in the shed and in the shed.
  • These gripper carriers are driven by means of disc rotor motors.
  • the pancake motors are assigned tachometers and angular position sensors (incremental encoders).
  • a processor controls the motions of the pancake motor for each machine cycle in response to the machine drive.
  • the gripper is held in a rest position, preferably following a sinusoidal function during the weft insertion phase. Feedback signals enable the determination of the distance up to the predetermined end position of the movement.
  • control signals are supplied to the servomotors as a function of the respective angular position of the main shaft of the loom so that the grippers driven by the servomotors finally approach their final position.
  • the law of motion actually achieved depends on the effectiveness of the forces acting objectively. Certain motion parameters with regard to the maximum speed and the acceleration course are purely random. A reliable mode of operation or even a high operating speed can not be achieved with such a method.
  • the moment of inertia of the pancake motor is also very large, relative to its drive shaft, so that even the rotor can not follow a desired movement, especially in the phases of maximum acceleration.
  • the pancake motors are DC motors whose magnet windings are arranged on the rotor.
  • the necessary brushes are wearing parts. A failure of brushes would lead to serious accidents.
  • the process-related high power requirement leads to a strong warming of the rotor.
  • a thereby necessary water cooling on the rotor is practically unrealizable with reasonable effort.
  • Another disadvantage is that the periodic control operations require a significant amount of time between successive nodes. As a result, changes in motion parameters are possible only after relatively long phases of motion. Between the different motion parameters specified by control specifications at interpolation points, the servomotor follows a polynomial path in which the accelerations are not clearly definable and high.
  • the object of the present invention is to provide a method for controlling the servomotors, which makes it possible with these servomotors - even at high speeds of the rapier and after prolonged machine downtime - with a certain stiffness of the gripper drives - exactly motion sequences with predeterminable, relatively low maximum accelerations and to realize speeds on the gripper.
  • the servo motors should be controlled so that damage can be prevented by uncontrolled movements of the gripper.
  • the drive device should allow the execution of the method with little effort.
  • this object is achieved by the method according to claim 1.
  • an exact sequence of movements an exact thread transfer from the Bringer- to the slave gripper, a lower weft load and a lower wear on the drive elements for the gripper carrier is guaranteed.
  • the avoidance of resonance phenomena which in the previously practiced mechanical drives, the application of Drive curves with lower maximum accelerations and lower maximum speeds prevented.
  • power reserves are provided, so that a reliable function can be ensured even with initially reduced engine speed at a certain stiffness after prolonged machine downtime.
  • Virtual main shaft - avoids that the up to 10% uncontrolled fluctuating angular velocities of the mechanical main shaft of the rapier do not affect the laws of motion of the gripper.
  • Claim 7 and 8 are assigned to the law of motion tolerance curves. This makes it possible to initiate a danger stop, a reduction of the weaving speed or other ways of avoiding accidents in every phase of the movement of the gripper.
  • the modification of the method - according to claim 10 - provides the prerequisites that you can different operating conditions of the loom and the Processing of different weft materials can adapt. This modification also allows different services in connection with the weft insertion or the movement of the gripper carrier. This method supports the so-called. Shot searching at standstill of the loom. It allows the testing of the gripper movement and also the so-called "inching mode" of the loom.
  • the execution of the drive device - according to claim 13 - optimally enables the execution of the method according to claim 1. With the provision of a large number and a large density of support points, especially in the areas of the largest accelerations, an exact execution of the optimal, normalized, preferably harmonic transfer functions is ensured.
  • the design of the servomotors with the parameters of claim 15 ensures optimal drive conditions and ensures power reserves. It also has significant importance for the resonance behavior of the drive device.
  • claims 16 to 18 also contribute to the optimization of the operation of the device.
  • Claims 19 to 21 describe advantageous arrangements of servo motors on rapier looms with several weft insertion levels, which increasingly prevail in particular at Doppelflorwebm aschinen. It should also be mentioned that weaving machines of this type can be designed rationally and effectively by the gripper drive according to the invention in the first place.
  • the grippers can still be reliably driven even at much higher engine speeds and excluded from the weaving process after any programs. Clutch operations are avoided from the outset.
  • Fig. 1 the basic structure of the drive for rapiers 21/211 is shown on a double pile loom with two weft insertion levels.
  • the weft insertion takes place according to the principle of the central thread transfer.
  • a Bringergreifer passes the weft in the middle of the shed to the gripper rapier.
  • the servomotors 3 are three-phase motors with rotors 31 (FIG. 4) and angle encoders 32. They are designed so that the moving parts - the rotor 31, relative to its axis - have an inertia smaller than 0.006 kgm 2 - preferably smaller than 0.003 kgm 2 . Their nominal speed should be equal to or higher than 4000 rpm. With weaving machines with a nominal width of more than 5m, you can achieve good results even from about 3000 rpm and avoid resonance phenomena.
  • the nominal torque of the servomotors 3 on rapier looms with a working width of about 4 m will be expediently about 50 Nm.
  • the servomotor 3 should apply a maximum torque of at least 150 Nm or more. It is desirable if the servo motor 3 can be controlled at least at about 50 interpolation points per cycle, but preferably at more than 100 interpolation points per revolution of the main shaft of the loom.
  • the servomotors 3 transmit the rotational movement generated by them by means of drive gear 34 to the gripper bars 211 or gripper bands 212 which are designed as toothed racks and which each carry a gripper head 2 at the front.
  • the servomotor 3 is suitable to work as a generator and to give the power released there in phases of braking processes to an energy-storing electrical intermediate circuit Z.
  • the braking energy of all motors of the loom is stored. It is sufficiently available to support acceleration and drive of certain units in case of power failure. If necessary, the intermediate circuit can also be assigned an accumulator.
  • a special feature according to the invention is the provision of the control program for the travel-time law of the gripper bars. It will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2. Whereas, according to previous practice, each position of the path-time curve was recalculated separately from data of the total path, the time available up to the stroke end and an approximate form of motion between two interpolation points in each case, or a permanently stored path-time program was provided. With the invention, a much simpler and more effective method is available.
  • a normalized transfer function is initially stored retrievable.
  • This transfer function (travel / rotational angle ⁇ ) determines the normalized speed and acceleration curve of the intended movement and is related to the successively achieved rotational angle ⁇ of the main shaft of the rapier loom.
  • Such normalized transfer functions are - depending on the used powers of the functions - according to different high orders (or degrees) divided. As a rule of thumb, the higher the order, the lower the normalized maximum acceleration.
  • Such transfer functions can also be configured as so-called “harmonic” transfer functions. Compare among other things the definition of the "harmonic oscillation" in the BROCK-HOUSE Science and Technology, page 877 (Volume 2) - Verlag Spektrum-Akademischer Verlag- Edition 2003.
  • the normalized, harmonic transfer functions are at least partially superimposed on harmonic, damped oscillations. They make it possible, in particular, to further reduce maximum accelerations.
  • the stored normalized transfer function is stored with a large number of interpolation points per double stroke (cycle).
  • path parameters S are input or stored in a retrievable manner, which ensure that instead of the normalized path, the path actually required by the servomotor 3 can be realized.
  • path parameters S can be defined over a certain period of time, which lead to the real path S in conjunction with the normalized path parameters. It is possible to carry out the necessary, simple arithmetic operations (multiplication) between two interpolation points, without undermining the accuracy of the movement process underneath.
  • a Weg- Drehwinkel- control program SP3 is calculated and stored, which is gradually and synchronously retrieved by Drehwinkelsigna le of the main shaft 11 of the loom.
  • This path-rotation angle control program SP3 can also be modified by differentiated torque parameters.
  • These differentiated torque parameters SP3M can be derived from the acceleration course of the transfer functions by calculation - supported by appropriate tests. The moment of inertia to be overcome is summed, multiplied by the respective, real (not with the normalized) acceleration, divided by the radius of the drive wheel 34 and supplemented with a summand representing other resistances and the friction.
  • FIGS. 10 and 11 schematically show the relationships between acceleration and torque.
  • the servomotors 2 are also given the corresponding torque or current parameters per support point at the same time as the corresponding path positions, the servomotors are able to drive the gripper rods very precisely in accordance with the given law of motion even at high speeds.
  • SP3M or SP3I control programs are prepared in such a way that they can be activated incrementally with rotary angle signals, no interpolation operations and no control operations are required at all between two interpolation points.
  • the stepping motor 3 always performs a movement according to a path-time program SP4 (see Fig. 2), which is defined very precisely by the high number of support points and the predetermined torques.
  • the thus prepared motion and torque program SP3M for the servomotors 3 is ready for the control of the servomotor 3 in the manner described.
  • the decision as to whether the respective servo motor 3 is driven or not is made by the application program SP5.
  • This application program SP5 initially contains the data for the web or binding program SP51. It determines which shot is entered in which weft insertion plane in which step of a repeat or not.
  • the application programs SP5 also include programs that are grouped under the term service programs SP52. Such programs include SP521 shot search programs, programs for testing thread transfer between gripper heads SP522 and programs SP523 for other tests using creep or tip operation.
  • the application programs also include the so-called emergency programs SP53, in which the gripper bars or gripper carrier z. B. be moved in the event of power failure using energy from the intermediate circuit Z from the area of the shed.
  • tolerance curves f (T, s) or f (T ', s) are defined on both sides of the path-rotational angle course, as can be seen in FIG.
  • a monitoring program SP6 is provided for this purpose.
  • a tolerance program SP61 is specified. It specifies in which rotation angle ranges which tolerances are specified.
  • the displacement-rotation tolerance program SP611 represents a combination of SP3 and SP61.
  • the tolerance curves f (T, s) and f (T ', s) obtained in this way characterize the limits of the permissibility of the gripper movements. If the path measured on the servomotor 3 by the incremental encoder 32 in a certain phase is outside the tolerance curves, then the Comparator V, the stop signal for the weaving machine and the stopping program is triggered.
  • Fig. 3 to illustrate the invention, the effects of the mass or the moments of inertia of the moving parts on the total torque that the servomotor 3 must apply, depending on the diameter of the drive wheel 34 is shown.
  • the moment of inertia JR of the drive wheel 34 increases with increasing diameter, the magnitude of the total torque M determines.
  • the influence of the self-inertia of the servomotor - the moment of inertia JM of the rotor 31 - decreases with increasing diameter of the drive wheel 34.
  • the available torque of an exemplary servomotor 3 is at a maximum of approximately 150 Nm to 200 Nm, the diameter Dr of the drive wheel 34 and that of the rotor 31 - see FIG. 4 of FIG Servomotor 3 to keep as low as possible.
  • the diameter Dr of the drive wheel 34 which cooperates with a rapier bar, should therefore be selected between 80 and 140 mm.
  • the largest diameter of the rotor 31 should move.
  • a larger than required torque of the servomotor 3 should be realized by an extension of the rotor 31. It has been shown that the ratio of the rotor length to its diameter should be greater than 3: 1.
  • the nominal torque of the servomotors 3 will be approximately one-third of the maximum torque according to the example of FIG. For reasons of limiting the maximum acceleration and the maximum speed and because of the avoidance of resonance phenomena, it has proven to be useful to settle the nominal speed of the servomotor at or above 4000 U / min.
  • the curve f (s) represents the desired path-rotation angle function modified with the factor of the path parameter SP2.
  • Figs. 7 to 9 The arrangement of the servomotors 3 in the Doppelflorwebmaschine with more than two weft insertion planes is shown in Figs. 7 to 9. Taking into account the desired function, it is expedient for four weft insertion planes (FIGS. 7 and 8) to arrange two servomotors suspended on each side of the weaving machine and two servomotors to be arranged vertically. Each servo motor 3 drives a gripper bar 211. Conveniently, the motors 3 of the uppermost and lowest weft insertion planes are farther from the weft stop edge on the fabric than those of the middle weft insertion planes. This keeps the overall specialist height within limits.
  • a pole gripper has always been described as a gripper carrier.
  • gripper bars 211 also gripper bands 212 can be used. These have as such a much lower mass than rapiers 211 and thus a much lower inertia.

Abstract

In a method for driving gripper heads in gripper looms by servo-motors (3) directly driving the gripper carrier guiding the heads via cog wheels and supplied with motion control data dependent on successively activatable signals from a control unit, (a) the motors are alternating or multiphase current motors of rated speed 3000 rpm or more and intrinsic inertia less than 0.006 kg.m2>, (b) starting control data are retrievably stored as standardized transfer functions and motion parameters, (c) the activatable signals are high resolution rotation angle signals for the loom main shaft (11) and (d) the transfer functions and motion parameters for issuing motor control signals are retrieved simultaneously (individually or as stored combinations). An independent claim is included for a drive mechanism for gripper heads in gripper looms, comprising: servo-motors (3) outside the fabric former and having drive wheels (34) mounted on the shafts; gripper carriers (21) for guiding the gripper heads (2) into and out of the fabric former, acted on by the drive wheels of the servo-motors via cog elements; and a control unit and memory for supplying with motion control data to the servo-motors, the angle supplier (121) on the main shaft (11) of the loom and the angle supplier (32) on the axes of the servo-motors. The novel features are that: (1) the servo-motors (3) are alternating or multiphase current motors of rated speed 3000-7000 (preferably 550-6500) rpm and maximum rotational moment 140-200 Nm; (2) the angle suppliers on the main shaft and/or the axes of the servo-motors have more than 50 support sites per revolution; and (3) the intrinsic inertia of the moving parts of each servo-motor is less than 0.006 kg.m2>.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antreiben von Greiferköpfen an Greiferwebmaschinen und eine Antriebsvorrichtung dafür, wobei Servomotoren die Greiferträger über Antriebszahnräder direkt antreiben und wobei den Servomotoren von einer Steuereinheit Steuerdaten für den Bewegungsablauf in Abhängigkeit von nacheinander aktivierbaren Signalen zugeführt werden.The invention relates to a method for driving rapier heads on rapier looms and a drive device therefor, wherein servomotors directly drive the gripper carriers via drive gears and wherein the servo motors are fed by a control unit control data for the movement in response to successively activatable signals.

Durch die DE 27 07 687 A1 ist eine Antriebsvorrichtung dieser Art bekannt, bei der die Greiferstangen oder die Greiferbänder - wir bezeichnen beide als Greiferträger, die die Greiferköpfe in das Webfach und in dem Webfach führen. Diese Greiferträger werden mittels Scheibenläufermotoren angetrieben. Den Scheibenläufermotoren sind Tachometer und Winkellagegeber (inkrementale Geber) zugeordnet. Ein Prozessor steuert die Bewegungsabläufe für den Scheibenläufermotor für jeden Maschinenzyklus in Abhängigkeit von dem Maschinenantrieb.
Während der Webladenbewegung wird der Greifer in einer Ruheposition gehalten, wobei er in der Phase des Schusseintrages vorzugsweise einer sinusförmigen Funktion folgt.
Rückmeldesignale ermöglichen die Ermittlung des Abstandes bis zur vorgegebenen Endposition der Bewegung. Über entsprechende Regelvorgänge werden den Servomotoren abhängig von der jeweiligen Winkellage der Hauptwelle der Webmaschine Steuersignale zugeführt, so dass sich die von den Servomotoren angetriebenen Greifer schließlich ihrer Endposition nähern. Das real erreichte Bewegungsgesetz richtet sich nach der Wirksamkeit der objektiv wirkenden Kräfte. Bestimmte Bewegungsparameter hinsichtlich der Maximalgeschwindigke it und des Beschleunigungsverlaufes ergeben sich rein zufällig. Eine zuverlässige Arbeitsweise oder gar eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit sind mit einem solchen Verfahren nicht erreichbar.From DE 27 07 687 A1 a drive device of this type is known, in which the gripper bars or gripper bands - we both refer to the gripper carrier, which guide the gripper heads in the shed and in the shed. These gripper carriers are driven by means of disc rotor motors. The pancake motors are assigned tachometers and angular position sensors (incremental encoders). A processor controls the motions of the pancake motor for each machine cycle in response to the machine drive.
During the weaving movement, the gripper is held in a rest position, preferably following a sinusoidal function during the weft insertion phase.
Feedback signals enable the determination of the distance up to the predetermined end position of the movement. By means of appropriate control processes, control signals are supplied to the servomotors as a function of the respective angular position of the main shaft of the loom so that the grippers driven by the servomotors finally approach their final position. The law of motion actually achieved depends on the effectiveness of the forces acting objectively. Certain motion parameters with regard to the maximum speed and the acceleration course are purely random. A reliable mode of operation or even a high operating speed can not be achieved with such a method.

Das Trägheitsmoment des Scheibenläufermotors ist zudem - bezogen auf seine Antriebswelle - sehr groß, so dass bereits der Rotor einer gewünschten Bewegung - insbesondere in den Phasen der maximalen Beschleunigung - nicht folgen kann. Die Scheibenläufermotoren sind Gleichstrommotoren, deren Magnetwicklungen auf dem Läufer angeordnet sind. Die dadurch notwendigen Bürsten sind Verschleißteile. Ein Ausfall von Bürsten würde zu schwerwiegenden Havarien führen.
Der verfahrensbedingt hohe Leistungsbedarf führt zu einer starken Erwärmung des Läufers. Eine dadurch notwendige Wasserkühlung am Läufer ist mit vertretbarem Aufwand praktisch nicht realisierbar.
Ein weiterer Nachteil ist, dass die periodisch auszuführenden Regelvorgänge eine erhebliche Zeit zwischen aufeinander folgenden Stützstellen erfordern. Dadurch sind Änderungen von Bewegungsparametern nur nach relativ langen Bewegungsphasen möglich. Zwischen den durch Steuervorgaben an Stützstellen vorgegebenen unterschiedlichen Bewegungsparametern folgt der Servomotor einer polynomen Bahn, in der die Beschleunigungen nicht eindeutig definierbar und hoch sind.The moment of inertia of the pancake motor is also very large, relative to its drive shaft, so that even the rotor can not follow a desired movement, especially in the phases of maximum acceleration. The pancake motors are DC motors whose magnet windings are arranged on the rotor. The necessary brushes are wearing parts. A failure of brushes would lead to serious accidents.
The process-related high power requirement leads to a strong warming of the rotor. A thereby necessary water cooling on the rotor is practically unrealizable with reasonable effort.
Another disadvantage is that the periodic control operations require a significant amount of time between successive nodes. As a result, changes in motion parameters are possible only after relatively long phases of motion. Between the different motion parameters specified by control specifications at interpolation points, the servomotor follows a polynomial path in which the accelerations are not clearly definable and high.

Die gewünschten Effekte dieses Antriebes, nämlich, dass die Greifer auch bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit exakt einer vorgegebenen Bewegungsgleichung folgen, wird nicht erreicht. Bei Schwergängigkeit und bei Stromausfall sind Havarien vorprogrammiert. In der Praxis haben sich daher diese Antriebe trotz permanenter Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Scheibenläufermotoren nicht durchsetzen können.The desired effects of this drive, namely, that the gripper follow exactly a predetermined equation of motion even at high operating speed, is not achieved. With sluggishness and power failure, accidents are inevitable. In practice, therefore, these drives have not prevailed despite permanent increase in the performance of the pancake motors.

Angesichts der geschilderten Probleme wurde mit der DE 41 31 745 A1 vorgeschlagen, - anstelle der Scheibenläufermotoren - damals handelsübliche Servomotoren zu verwenden und diese unabhängig von der Winkellage und der Drehzahl der Hauptwelle der Webmaschine nach einem einzigen, unveränderlichen, vorgegebenen Weg-Zeit-Verlauf zu steuern.
Die Hauptwelle der Webmaschine gab lediglich das Startsignal für die Abarbeitung des Weg-Zeit-Verlaufes durch den Servomotor. Der Weg- Zeit-Verlauf war an die maximale Arbeitsgeschwindigkeit der Webmaschine angepasst, so dass bei jeder geringeren Geschwindigkeit der Webmaschine der Schusseintrag abgeschlossen war, bevor der Bewegungsbereich der Greifer durch die Fachverengung oder durch die Weblade begrenzt wurde.
Den dabei auftretenden hohen Beschleunigungskräften - insbesondere im Eingriffsbereich zwischen dem Antriebsrad und der Verzahnung der Greiferstange - begegnete man durch die ausschließliche Verwendung von Greiferbändern, deren Masse deutlich niedriger ist, als die Masse von Greiferstangen.In view of the problems described was proposed with the DE 41 31 745 A1 - instead of the disc motors - then commercially available servomotors to use and this regardless of the angular position and speed of the main shaft of the loom for a single, unchangeable, predetermined path-time course control.
The main shaft of the loom was only the start signal for the execution of the path-time course by the servo motor. The path-time course was to the adjusted maximum operating speed of the loom, so that at each lower speed of the weaving machine, the weft insertion was completed before the range of movement of the gripper was limited by the shed or through the sley.
The occurring high acceleration forces - especially in the area of engagement between the drive wheel and the toothing of the gripper bar - one encountered by the exclusive use of gripper bands whose mass is significantly lower than the mass of gripper bars.

Auch mit dieser Form des Antriebes der Greiferträger - hier Greiferbänder - an Greiferwebmaschinen war es nicht möglich, auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten zu gewährleisten, dass die Greifer exakt einer vorgegebenen Bewegungsgleichung mit niedriger Maximalbschleunigung folgen.
Zudem erfordert die Verwendung von Greiferbändern als Greiferträger zusätzliche, an der Bewegung teilnehmende Führungselemente, die die Motoren zusätzlich belasteten. Die Eingriffsbedingungen zwischen dem Antriebsrad und dem Greiferband verschlechtern sich. Eine größere Umschlingung des Antriebsrades durch das Greiferband und die Anordnung von zusätzlichen mitbewegbaren Führungselementen für das Greiferband oder die Vergrößerung des Durchmessers des Antriebsrades sind eine unvermeidbare Folge.
Die notwendige Sicherheit des Antriebes war auch mit dieser Lösung nicht gegeben. Für die Überwindung einer gewissen Schwergängigkeit der Greiferantriebe gibt es kein Reserven. Hohe Arbeitgeschwindigkeiten an Doppelflorwebmaschinen mit bis zu 4 m Arbeitsbreite - sind nicht realisierbar. Bei Stromausfällen sind Havalien nicht zu vermeiden. Einstell- oder Testläufe der Webmaschine im Kriechgang oder mit Tippbetrieb sind nicht möglich.Even with this form of driving the gripper carrier - here rapier - on rapier looms, it was not possible to ensure even at high operating speeds that the gripper exactly follow a predetermined equation of motion with low Maximalbschleunigung.
In addition, the use of gripper bands as a gripper carrier requires additional, participating in the movement guide elements, which additionally burdened the motors. The engagement conditions between the drive wheel and the rapier band deteriorate. A larger wrap of the drive wheel by the rapier band and the arrangement of additional mitbewegbaren guide elements for the gripper band or increasing the diameter of the drive wheel are an inevitable consequence.
The necessary safety of the drive was not given with this solution. There are no reserves for overcoming a certain stiffness of the gripper drives. High working speeds on double pile looms with a working width of up to 4 m - can not be achieved. In case of power outages Havalien can not be avoided. Adjustment or test runs of the loom in crawl or inching mode are not possible.

Ein anderer Weg zur Lösung des anstehenden Problems wurde mit der DE 101 54 817 C1 beschritten. In an sich bekannter Weise treibt man dort die Greiferstangen direkt mittels Linearmotor an. Zur Sicherung eines ausreichend starken Magnetfeldes und einer erforderlichen Synchrongeschwindigkeit verlängert man den Stator und den Läufer des Linearmotors. Damit diese Verlängerung nicht die Breite der Webmaschine in unangemessener Weise vergrößert, wird der Läufer des Linearmotors parallel und unterhalb des Webfaches angeordnet und seitlich mit der Greiferstange derart gekoppelt, dass beide zusammen eine liegende, U-förmige Gestalt aufweisen.
Diese Maßnahme führt zu einer deutlichen Erhöhung der während des Schusseintrages zu beschleunigenden Massen. Die Folge sind ungenaue Bewegungen der Greifer und ein sehr hoher Energiebedarf der Antriebsvorrichtung. Im Endeffekt ist die Arbeitsgeschwindigkeit der Greiferwebmaschine deutlich begrenzt.Another way of solving the problem at hand was with DE 101 54 817 C1. In a manner known per se, the gripper bars are driven there directly by means of a linear motor. To secure a sufficiently strong magnetic field and a required synchronous speed is extended to the stator and the rotor of the linear motor. Thus, this extension does not increase the width of the loom in an inappropriate way, the rotor of the linear motor is arranged parallel and below the shed and laterally coupled to the gripper bar such that both together have a horizontal, U-shaped configuration.
This measure leads to a significant increase in the masses to be accelerated during the weft insertion. The result is inaccurate movements of the gripper and a very high energy demand of the drive device. As a result, the working speed of the rapier weaving machine is clearly limited.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Steuerung der Servomotoren vorzuschlagen, das es ermöglicht, mit diesen Servomotoren - auch bei hohen Drehzahlen der Greiferwebmaschine und nach längeren Maschinenstillständen - bei einer gewissen Schwergängigkeit der Greiferantriebe - exakt Bewegungsabläufe mit vorbestimmbaren, relativ niedrigen Maximalbeschleunigungen und -geschwindigkeiten am Greifer zu realisieren.
Insbesondere in den Bewegungsabschnitten mit den größten Beschleunigungen sollen die Servomotoren so angesteuert werden, dass Schäden durch unkontrollierte Bewegungen der Greifer verhindert werden.
Die Antriebsvorrichtung soll mit geringem Aufwand die Ausführung des Verfahrens ermöglichen.The object of the present invention is to provide a method for controlling the servomotors, which makes it possible with these servomotors - even at high speeds of the rapier and after prolonged machine downtime - with a certain stiffness of the gripper drives - exactly motion sequences with predeterminable, relatively low maximum accelerations and to realize speeds on the gripper.
In particular, in the movement sections with the largest accelerations, the servo motors should be controlled so that damage can be prevented by uncontrolled movements of the gripper.
The drive device should allow the execution of the method with little effort.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bei deutlich erhöhten Webmaschinendrehzahlen wird ein exakter Bewegungsablauf, eine exakte Fadenübergabe vom Bringer- zum Nehmergreifer, eine geringere Schussfadenbelastung und ein geringerer Verschleiß an den Antriebselementen für die Greiferträger gewährleistet.
Von wesentlicher Bedeutung ist auch das Vermeiden von Resonanzerscheinungen, die bei den bisher praktizierten mechanischen Antrieben die Anwendung von Antriebskurven mit geringeren Maximalbeschleunigungen und niedrigeren Maximalgeschwindigkeiten verhinderten.
Von besonderer Bedeutung ist auch, dass mit der erfindungsgemäßen Verfahrensweise für den Greiferantrieb Leistungsreserven bereitgestellt werden, damit bei einer bestimmten Schwergängigkeit nach längeren Maschinenstillständen eine zuverlässige Funktion auch bei zunächst reduzierter Maschinendrehzahl gewährleistet werden kann.According to the invention this object is achieved by the method according to claim 1. At significantly increased loom speeds an exact sequence of movements, an exact thread transfer from the Bringer- to the slave gripper, a lower weft load and a lower wear on the drive elements for the gripper carrier is guaranteed.
Of major importance is the avoidance of resonance phenomena, which in the previously practiced mechanical drives, the application of Drive curves with lower maximum accelerations and lower maximum speeds prevented.
It is also of particular importance that with the procedure according to the invention for the gripper drive, power reserves are provided, so that a reliable function can be ensured even with initially reduced engine speed at a certain stiffness after prolonged machine downtime.

Die Rechenvorgänge zwischen zwei Stützstellen der gesteuerten Bewegung werden auf ein Minimum reduziert oder entfallen vollständig, so dass es möglich wird, ein vorgegebenes Bewegungsgesetz mit niedrigen Beschleunigungen und niedriger Geschwindigkeit in der Bewegung durch den Servomotor sehr genau abzubilden.The operations between two nodes of the controlled movement are reduced to a minimum or eliminated completely, so that it is possible to map a predetermined law of motion with low accelerations and low speed in the movement by the servo motor very accurately.

Diese optimalen Bewegungsbedingungen sichern nicht nur einen ruhigen Lauf der mechanisch bewegten Maschinenteile, sondern auch eine optimierte Bewegung des Schussfadens im Fach, ohne dass man bereits in niedrigen Drehzahlbereichen die Schussfäden zyklisch gezielt bremsen muss. Diese gezielte Steuerung der Fadenspannung bereitet insbesondere an Webmaschinen an denen schwere Schussfäden - z. B. aus Jute mit ungleichmäßiger Dicke und häufig auch mit Knoten - eingesetzt werden, erhebliche Schwierigkeiten.These optimal movement conditions not only ensure a smooth running of the mechanically moving machine parts, but also an optimized movement of the weft thread in the compartment, without having to slow down the weft threads cyclically targeted even in low speed ranges. This targeted control of the thread tension prepares especially weaving machines on which heavy weft threads -. B. jute with uneven thickness and often with nodes - are used, considerable difficulties.

Mit der Wahl von Servomotoren - vorzugsweise als Drehstrommotoren vermeidet man die Benutzung von verschleißanfälligen Bürsten. Die Erwärmung durch den hohen Stromfluss erfolgt am Stator. Das Kühlen mit stationären Wasserkreisläufen wird möglich.
Eine deutliche Verbesserung des Laufverhaltens der Servomotoren wird erreicht, wenn man - gemäß Anspruch 2 - parallel zu der normierten Übertragungsfunktion auch differenzierte Drehmomentfolgen vorgibt, die dem Beschleunigungsverlauf der Übertragungsfunktionen angenähert oder mindestens grob angepasst sind.With the choice of servomotors - preferably as three-phase motors avoids the use of wear-prone brushes. The heating due to the high current flow takes place on the stator. Cooling with stationary water circuits becomes possible.
A significant improvement in the running behavior of the servomotors is achieved if - in accordance with claim 2 - parallel to the normalized transfer function also specifies differentiated torque sequences which approximate or at least roughly match the acceleration profile of the transfer functions.

Wird nach Anspruch 3 die Masse bzw. das Trägheitsmoment der an der Bewegung der Greiferköpfe beteiligten Maschinenelemente auf dem bezeichneten Niveau gehalten, kann man die nach Anspruch 1 und 2 erreichbaren Vorteile weiter in positivem Sinne gestalten.If, according to claim 3, the mass or the moment of inertia of the machine elements involved in the movement of the gripper heads maintained at the designated level, one can make the achievable according to claim 1 and 2 advantages continue in a positive sense.

Die Wahl der Parameter der Servomotoren nach Anspruch 4 führt zu weiter verbesserten Antriebsbedingungen.The choice of the parameters of the servomotors according to claim 4 leads to further improved driving conditions.

Die Verwendung von normierten harmonischen Übertragungsfunktionen höherer Ordnung - nach Anspruch 5 - führt zu deutlichen Senkungen der Beschleunigungen und Maximalgeschwindigkeiten.The use of normalized harmonic transfer functions of higher order - according to claim 5 - leads to significant reductions in the accelerations and maximum speeds.

Die Ableitung der Greiferbewegung von einer sog. virtuellen Hauptwelle - nach Anspruch 6 - vermeidet, dass sich die bis um 10% unkontrolliert schwankenden Winkelgeschwindigkeiten der mechanischen Hauptwelle der Greiferwebmaschine nicht auf die Bewegungsgesetze der Greifer auswirken.The derivation of the gripper movement of a so-called. Virtual main shaft - according to claim 6 - avoids that the up to 10% uncontrolled fluctuating angular velocities of the mechanical main shaft of the rapier do not affect the laws of motion of the gripper.

Eine hohe Betriebssicherheit der Greiferwebmaschine wird erreicht, wenn gem. Anspruch 7 und 8 dem Bewegungsgesetz Toleranzkurven zugeordnet werden. Damit wird es möglich, in jeder Phase der Bewegung der Greifer einen Gefahren-Stop, eine Reduzierung der Webgeschwindigkeit oder andere Arten zur Vermeidung von Havarien einzuleiten.A high reliability of the rapier is achieved when gem. Claim 7 and 8 are assigned to the law of motion tolerance curves. This makes it possible to initiate a danger stop, a reduction of the weaving speed or other ways of avoiding accidents in every phase of the movement of the gripper.

Die Begrenzung der Eigen- und Fremdträgheit - nach Anspruch 9 -, die durch übliche Maßnahmen zur Gewichtseinsparung an beteiligten, bewegten Maschinenelementen erreichbar sind, wird eine weitere deutliche Verbesserung der Laufbedingungen erreicht.The limitation of intrinsic and extraneous inertia - according to claim 9 - which can be achieved by conventional measures to reduce weight involved in moving machine elements, a further significant improvement of the running conditions is achieved.

Die Modifikation des Verfahrens - nach Anspruch 10 - bietet die Vorraussetzungen, dass man sich unterschiedlichen Betriebsbedingungen der Webmaschine und der Verarbeitung unterschiedlicher Schussfadenmaterialien anpassen kann. Diese Modifikation lässt auch unterschiedliche Service-Leistungen im Zusammenhang mit dem Schusseintrag oder der Bewegung der Greiferträger zu. Dieses Verfahren unterstützt das sog. Schusssuchen beim Stillstand der Webmaschine. Es erlaubt das Testen der Greiferbewegung und auch den sog. "Tippbetrieb" der Webmaschine.The modification of the method - according to claim 10 - provides the prerequisites that you can different operating conditions of the loom and the Processing of different weft materials can adapt. This modification also allows different services in connection with the weft insertion or the movement of the gripper carrier. This method supports the so-called. Shot searching at standstill of the loom. It allows the testing of the gripper movement and also the so-called "inching mode" of the loom.

Die in Anspruch 11 definierten Verfahrens-Modifikationen führen einerseits dazu, dass während des üblichen Webbetriebes die im Zwischenkreis gespeicherte Energie in ausreichender Menge für Beschleunigungsvorgänge mit zur Verfügung steht. Andererseits steht stets so viel Energie zur Verfügung, dass auch bei Stromausfall zu jedem beliebigen Zeitpunkt die Greifer zuverlässig aus dem Webfach bewegt werden können.The process modifications defined in claim 11 lead on the one hand to the fact that during the usual weaving operation, the energy stored in the intermediate circuit is available in sufficient quantity for acceleration processes. On the other hand, there is always so much energy available that even in the event of a power failure, the grippers can be moved reliably out of the shed at any time.

Die Gestaltung der Bewegungsgesetze von Bringer- und Nehmergreifer nach Anspruch 12 verbessert die Bedingungen für die Fadenübergabe zusätzlich und führt zu weiteren energetischen Effekten.The design of the laws of motion of Bringer and Nehmergreifer according to claim 12 improves the conditions for the thread transfer in addition and leads to further energetic effects.

Die Ausführung der Antriebsvorrichtung - nach Anspruch 13 - ermöglicht in optimaler Weise die Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1.
Mit der Bereitstellung einer großen Zahl und einer großen Dichte von Stützstellen vorallem in den Bereichen der größten Beschleunigungen wird ein exaktes Abarbeiten der optimalen, normierten, vorzugsweise harmonischen Übertragungsfunktionen gewährleitstet.The execution of the drive device - according to claim 13 - optimally enables the execution of the method according to claim 1.
With the provision of a large number and a large density of support points, especially in the areas of the largest accelerations, an exact execution of the optimal, normalized, preferably harmonic transfer functions is ensured.

Die Verwendung von Speichern und deren Organisation - nach Anspruch 14 - führt neben der Reduzierung der Rechenleistungen zwischen aufeinander folgenden Stützstellen zu einer optimalen Arbeitsweise der Servomotoren und zu einer einfacheren Anpassung an unterschiedliche Greiferhübe.The use of memories and their organization - according to claim 14 - in addition to the reduction of the computing power between successive nodes leads to an optimal operation of the servo motors and to a simpler adaptation to different gripper strokes.

Die Gestaltung der Servomotoren mit den Parametern nach Anspruch 15 gewährleistet optimale Antriebsbedingungen und sichert Leistungsreserven. Sie hat auch wesentliche Bedeutung für das Resonanzverhalten der Antriebsvorrichtung.The design of the servomotors with the parameters of claim 15 ensures optimal drive conditions and ensures power reserves. It also has significant importance for the resonance behavior of the drive device.

Die baulichen Maßnahmen der Ansprüche 16 bis 18 tragen ebenfalls zur Optimierung der Arbeitsweise der Vorrichtung bei.The structural measures of claims 16 to 18 also contribute to the optimization of the operation of the device.

Die Ansprüche 19 bis 21 beschreiben vorteilhafte Anordnungen von Servomotoren an Greiferwebmaschinen mit mehreren Schusseintragsebenen, die sich insbesondere an Doppelflorwebm aschinen zunehmend durchsetzen. Es sollte auch erwähnt werden, dass Webmaschinen dieser Art durch den erfindungsgemäßen Greiferantrieb überhaupt erst rationell und effektiv ausgestaltet werden können.Claims 19 to 21 describe advantageous arrangements of servo motors on rapier looms with several weft insertion levels, which increasingly prevail in particular at Doppelflorwebm aschinen. It should also be mentioned that weaving machines of this type can be designed rationally and effectively by the gripper drive according to the invention in the first place.

Bei der Verwendung mechanischer Greiferantriebe ist mit einer zusätzlichen Schusseintragsebene stets ein deutlicher Leistungsabfall verbunden. Das mechanische Aus- und Einkuppeln der Antriebe von Greiferstangen - das für bestimmte Bindungen erforderlich ist - ist bei Verwendung mechanischer Greiferantriebe und bei hohen Maschinendrehzahlen praktisch kaum noch beherrschbar.When using mechanical gripper drives is always associated with an additional weft insertion plane a significant drop in performance. The mechanical disengagement and engagement of the drives of gripper bars - which is required for certain bindings - is practically barely manageable when using mechanical gripper drives and at high machine speeds.

Mit der Verwendung der Servoantriebe nach vorliegender Erfindung können die Greifer auch bei wesentlich höheren Maschinendrehzahlen noch zuverlässig angetrieben und nach beliebigen Programmen vom Webvorgang ausgeschlossen werden.Kupplungsvorgänge werden von vorn herein vermieden.With the use of the servo drives according to the present invention, the grippers can still be reliably driven even at much higher engine speeds and excluded from the weaving process after any programs. Clutch operations are avoided from the outset.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen,

Fig. 1
eine z. T. als Blockschaltbild dargestellte Greiferwebmaschine mit entsprechend der Erfindung gestalteten Speichern sowie mit Überwachungs- und Antriebsvorrichtungen für die Greiferköpfe,
Fig. 2
eine als Blockschaltbild dargestellte Organisation der Speicher und der Datenverarbeitung für die Steuerung, für die Überwachung und für die Mittel zum Antrieb einer Greiferstange,
Fig. 3
ein Diagramm zur Darstellung der wirksamen Trägheitskräfte und -momente in Abhängigkeit von unterschiedlichen Durchmessern des Antriebsrades,
Fig. 4
eine Darstellung der an dem Antrieb der Greifer beteiligten Massen und Trägheitsmomente,
Fig. 5
eine als Beispiel zu bewertende Kennlinie eines geeigneten Servomotors,
Fig.6
ein Diagramm als normierte Übertragungsfunktion, ein daraus abgeleitetes Weg-Drehwinkel-Steuerprogramm, dem Toleranzkurven für Überwachungsvorgänge zugeordnet sind,
Fig. 7
eine Anordnungsvariante der Servomotoren für eine Doppelflor- Greiferwebmaschine mit vier Schusseintragsebenen in einer Ansicht von der Bedienseite der Webmaschine,
Fig. 8
eine Seitenansicht zu Fig. 7,
Fig. 9
eine Ansicht analog der Fig. 8 für eine Doppelflorwebmaschine mit drei Schusseintragsebenen,
Fig. 10
ein Diagramm einer normierten, harmonischen Übertragungsfunktion mit Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf und
Fig.11
mit einem Drehmoment-Programm, das dem Beschleunigungsverlauf der Fig. 10 angepasst ist.
The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments. In the accompanying drawings show
Fig. 1
a z. T. shown as a block diagram gripper loom with designed according to the invention stores and with monitoring and drive devices for the gripper heads,
Fig. 2
a block diagram of the memory and data processing for the control, the monitoring and the means for driving a gripper bar,
Fig. 3
a diagram showing the effective inertial forces and moments as a function of different diameters of the drive wheel,
Fig. 4
a representation of the masses and moments of inertia involved in the drive of the grippers,
Fig. 5
an exemplary characteristic curve of a suitable servomotor,
Figure 6
a diagram as a normalized transfer function, a path-rotation-angle control program derived therefrom, with tolerance curves assigned for monitoring operations,
Fig. 7
an arrangement variant of the servomotors for a double-pile rapier weaving machine with four weft insertion planes in a view from the operating side of the loom,
Fig. 8
a side view to Fig. 7,
Fig. 9
8 is a view similar to FIG. 8 for a double pile weaving machine with three weft insertion planes;
Fig. 10
a diagram of a normalized, harmonic transfer function with velocity and acceleration curve and
Figure 11
with a torque program that is adapted to the acceleration curve of FIG. 10.

In Fig. 1 ist der Grundaufbau des Antriebes für Greiferstangen 21/ 211 an einer Doppelflorwebmaschine mit zwei Schusseintragsebenen dargestellt. Der Schusseintrag erfolgt nach dem Prinzip der mittigen Fadenübergabe. Ein Bringergreifer übergibt den Schussfaden in der Mitte des Webfaches an den Nehmergreifer.In Fig. 1, the basic structure of the drive for rapiers 21/211 is shown on a double pile loom with two weft insertion levels. The weft insertion takes place according to the principle of the central thread transfer. A Bringergreifer passes the weft in the middle of the shed to the gripper rapier.

Der Antrieb der Greiferstangen 211 (Greiferträger 21) erfolgt durch Servomotoren 3. Die Servomotoren 3 sind Drehstrommotoren mit Rotoren 31 (Fig. 4) und Winkelgebern 32. Sie sind so ausgebildet, dass die bewegten Teile - der Rotor 31, bezogen auf seine Achse - ein Trägheitsmoment aufweisen, das kleiner ist als 0,006 kgm2 - vorzugsweise kleiner als 0,003 kgm2. Ihre Nenndrehzahl sollte gleich oder höher sein als 4000 U/min. Bei Webmaschinen mit einer Nennbreite über 5m kann man auch ab etwa 3000 U/min gute Ergebnisse erzielen und Resonanzerscheinungen vermeiden.The servomotors 3 are three-phase motors with rotors 31 (FIG. 4) and angle encoders 32. They are designed so that the moving parts - the rotor 31, relative to its axis - have an inertia smaller than 0.006 kgm 2 - preferably smaller than 0.003 kgm 2 . Their nominal speed should be equal to or higher than 4000 rpm. With weaving machines with a nominal width of more than 5m, you can achieve good results even from about 3000 rpm and avoid resonance phenomena.

Das Nenndrehmoment der Servomotoren 3 an Greiferwebmaschinen mit einer Arbeitsbreite von etwa 4 m wird zweckmäßigerweise etwa bei 50 Nm liegen. Der Servomotor 3 sollte dabei ein maximales Drehmoment von mindestens 150 Nm oder mehr aufbringen. Wünschenswert ist es, wenn der Servomotor 3 mindestens an ca. 50 Stützstellen pro Zyklus, vorzugsweise jedoch an über 100 Stützstellen pro Umdrehung der Hauptwelle der Webmaschine ansteuerbar ist.The nominal torque of the servomotors 3 on rapier looms with a working width of about 4 m will be expediently about 50 Nm. The servomotor 3 should apply a maximum torque of at least 150 Nm or more. It is desirable if the servo motor 3 can be controlled at least at about 50 interpolation points per cycle, but preferably at more than 100 interpolation points per revolution of the main shaft of the loom.

Die Servomotoren 3 übertragen die von ihnen erzeugte Drehbewegung mittels Antriebszahnrad 34 auf die als Zahnstangen ausgebildeten Greiferstangen 211 bzw. Greiferbänder 212, die frontseitig jeweils einen Greiferkopf 2 tragen.The servomotors 3 transmit the rotational movement generated by them by means of drive gear 34 to the gripper bars 211 or gripper bands 212 which are designed as toothed racks and which each carry a gripper head 2 at the front.

Mit dem Rotor 31 sind Winkelmarkierungen 32 verbunden, die durch einen inkrementalen Winkelgeber eine sehr genaue Darstellung der Bewegung des Servomotors 3 ermöglichen.With the rotor 31 angle marks 32 are connected, which allow a very accurate representation of the movement of the servomotor 3 by an incremental angle encoder.

Der Servomotor 3 ist geeignet als Generator zu arbeiten und in Phasen von Bremsvorgängen die dort frei werdende Leistung an einen Energie speichernden elektrischen Zwischenkreis Z zu geben. In den bekannten Zwischenkreis Z wird die Bremsenergie aller Motoren der Webmaschine gespeichert. Sie steht in ausreichendem Maße für die Unterstützung von Beschleunigungsvorgängen und für Antriebsvorgänge bestimmter Aggregate bei Netzausfall zur Verfügung. Im Bedarfsfalle kann dem Zwischenkreis auch ein Akkumulator zugeordnet werden.The servomotor 3 is suitable to work as a generator and to give the power released there in phases of braking processes to an energy-storing electrical intermediate circuit Z. In the known intermediate circuit Z, the braking energy of all motors of the loom is stored. It is sufficiently available to support acceleration and drive of certain units in case of power failure. If necessary, the intermediate circuit can also be assigned an accumulator.

Eine erfindungsgemäße Besonderheit stellt das Bereitstellen des Steuerprogrammes für das Weg-Zeit-Gesetz der Greiferstangen dar. Sie wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und Fig. 2 näher beschrieben.
Während nach bisheriger Praxis jede Position des Weg-Zeit-Verlaufes gesondert aus Daten des Gesamtweges, der bis zum Hub-Ende verfügbaren Zeit und einer ungefähren Bewegungsform jeweils zwischen zwei Stützstellen neu berechnet wurde oder ein fest eingespeichertes Weg-Zeit-Programm bereit gestellt wurde, steht mit der Erfindung ein wesentlich einfacheres und effektiveres Verfahren zur Verfügung.A special feature according to the invention is the provision of the control program for the travel-time law of the gripper bars. It will be described in more detail with reference to FIGS. 1 and 2.
Whereas, according to previous practice, each position of the path-time curve was recalculated separately from data of the total path, the time available up to the stroke end and an approximate form of motion between two interpolation points in each case, or a permanently stored path-time program was provided. With the invention, a much simpler and more effective method is available.

In dem, der Steuereinheit zugeordneten Speicher wird zunächst eine normierte Übertragungsfunktion abrufbar gespeichert. Diese Übertragungsfunktion (Weg/Drehwinkel α) bestimmt den normierten Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverlauf der vorgesehenen Bewegung und ist auf die nacheinander erreichten Drehwinkel α der Hauptwelle der Greiferwebmaschine bezogen.In the, the control unit associated memory, a normalized transfer function is initially stored retrievable. This transfer function (travel / rotational angle α) determines the normalized speed and acceleration curve of the intended movement and is related to the successively achieved rotational angle α of the main shaft of the rapier loom.

Solche normierten Übertragungsfunktionen sind - abhängig von den verwendeten Potenzen der Funktionen - nach verschieden hohen Ordnungen (oder Graden) eingeteilt. Als Faustregel gilt: dass je höher die Ordnung - um so niedriger ist die normierte maximale Beschleunigung. Solche Übertragungsfunktionen können auch als sog. "harmonische" Übertragungsfunktionen ausgestaltet werden. Vergleichen Sie hierzu u.a. die Definition der "harmonischen Schwingung" im BROCK-HAUS Naturwissenschaft und Technik, Seite 877 (Band 2) - Verlag Spektrum-Akademischer Verlag- Ausgabe 2003.
Den normierten, harmonischen Übertragungsfunktionen werden dabei mindestens abschnittsweise harmonische, gedämpfte Schwingungen überlagert. Durch sie wird es möglich, insbesondere maximale Beschleunigungen weiter zu reduzieren.Such normalized transfer functions are - depending on the used powers of the functions - according to different high orders (or degrees) divided. As a rule of thumb, the higher the order, the lower the normalized maximum acceleration. Such transfer functions can also be configured as so-called "harmonic" transfer functions. Compare among other things the definition of the "harmonic oscillation" in the BROCK-HOUSE Science and Technology, page 877 (Volume 2) - Verlag Spektrum-Akademischer Verlag- Edition 2003.
The normalized, harmonic transfer functions are at least partially superimposed on harmonic, damped oscillations. They make it possible, in particular, to further reduce maximum accelerations.

Eine Erfahrung zeigt, dass normierte Übertragungsfunktionen höherer Ordnung bzw. höheren Grades in Verbindung mit mechanischen Getrieben der Gefahr von Resonanzerscheinungen ausgesetzt sind. Das zeigte sich auch an mechanischen Antriebsvorrichtungen für die Greiferstangen 211. Normierte Übertragungsfunktionen 7. Grades bildeten dort eine kaum überwindbare Hürde.
Die realisierbaren Beschleunigungen lagen damit derart hoch, dass die Eingriffsbedingungen zwischen Antriebsrad 34 und Greiferstange 211 mit den dafür verfügbaren Werkstoffen nur bei relativ großen Raddurchmessern Dr des Antriebsrades 34 gewährleistet werden konnten. Diese großen Durchmesser Dr führten wieder zu größeren, bewegten Massen. Die maximalen Drehzahlen der Webmaschinen der eingangs genannten Art blieben damit auf ein niedriges Niveau begrenzt.Experience shows that standardized higher-order or higher-order transfer functions associated with mechanical transmissions are subject to the risk of resonance phenomena. This was also evident in mechanical drive devices for the gripper bars 211. Standardized transfer functions of the 7th degree formed a barely surmountable obstacle there.
The realizable accelerations were so high that the engagement conditions between the drive wheel 34 and gripper bar 211 could be ensured with the available materials only at relatively large wheel diameter Dr of the drive wheel 34. These large diameter Drs again led to larger, moving masses. The maximum speeds of the weaving machines of the type mentioned thus remained limited to a low level.

Die vorliegende Erfindung löst sich aus diesem Dilemma durch eine Kombination von Maßnahmen:
Zunächst wird die gespeicherte normierte Übertragungsfunktion mit einer großen Zahl von Stützstellen pro Doppelhub (Zyklus) hinterlegt. Parallel dazu werden Wegparameter S eingegeben oder abrufbar gespeichert, die gewährleisten, dass anstelle des normierten Weges der tatsächlich notwendige Weg durch den Servomotor 3 realisiert werden kann. In der Regel sind Wegparameter S über einen bestimmten Zeitraum festlegbare Faktoren, die in Verbindung mit den normierten Wegparametern zu dem realen Weg S führen.
Es ist möglich, zwischen zwei Stützstellen die notwendigen, einfachen Rechenoperationen (Multiplikation) auszuführen, ohne dass darunter die Genauigkeit des Bewegungsvorganges leidet.
Möglich ist es aber auch, dass unmittelbar nach der Eingabe des Wegparameters S aus der normierten Übertragungsfunktion SP1 und dem Wegparameter SP2 ein Weg- Drehwinkel- Steuerprogramm SP3 berechnet und gespeichert wird, das durch Drehwinkelsigna le der Hauptwelle 11 der Webmaschine schrittweise und synchronisierend abgerufen wird.
Dieses Weg-Drehwinkel-Steuerprogramm SP3 kann auch durch differenzierte Drehmoment-Parameter modifiziert werden. Diese differenzierten Drehmoment-Parameter SP3M lassen sich rechnerisch - gestützt durch entsprechende Tests - aus dem Beschleunigungsverlauf der Übertragungsfunktionen ableiten.
Dabei werden die zu überwindenden Trägheitsmomente summiert, mit der jeweiligen, realen (nicht mit der normierten) Beschleunigung multipliziert, durch den Radius des Antriebsrades 34 dividiert und mit einem Summanden ergänzt, der sonstige Widerstände und die Reibung repräsentiert. In den Fig 10 und 11 sind die Beziehungen zwischen Beschleunigung und Drehmoment schematisch dargestellt.The present invention solves this dilemma by a combination of measures:
First, the stored normalized transfer function is stored with a large number of interpolation points per double stroke (cycle). Parallel to this, path parameters S are input or stored in a retrievable manner, which ensure that instead of the normalized path, the path actually required by the servomotor 3 can be realized. As a rule, path parameters S can be defined over a certain period of time, which lead to the real path S in conjunction with the normalized path parameters.
It is possible to carry out the necessary, simple arithmetic operations (multiplication) between two interpolation points, without undermining the accuracy of the movement process underneath.
But it is also possible that immediately after the input of the path parameter S from the normalized transfer function SP1 and the path parameter SP2 a Weg- Drehwinkel- control program SP3 is calculated and stored, which is gradually and synchronously retrieved by Drehwinkelsigna le of the main shaft 11 of the loom.
This path-rotation angle control program SP3 can also be modified by differentiated torque parameters. These differentiated torque parameters SP3M can be derived from the acceleration course of the transfer functions by calculation - supported by appropriate tests.
The moment of inertia to be overcome is summed, multiplied by the respective, real (not with the normalized) acceleration, divided by the radius of the drive wheel 34 and supplemented with a summand representing other resistances and the friction. FIGS. 10 and 11 schematically show the relationships between acceleration and torque.

Hat man auf diese Weise die Drehmomenten-Parameter SP3M ermittelt, kann man leicht bestimmen, mit welchem Strom man den Motor speisen muss, damit er die entsprechenden Drehmoment-Parameter SP3M realisiert.Having determined the torque parameters SP3M in this way, it is easy to determine with which current the motor must be fed in order to realize the corresponding SP3M torque parameters.

Werden den Servomotoren 2 gleichzeitig mit den entsprechenden Wegpositionen auch die entsprechenden Drehmoment- oder Strom-Parameter pro Stützstelle übergeben, sind die Servomotoren auch bei hohen Drehzahlen in der Lage, die Greiferstangen sehr genau nach dem vorgegebenen Bewegungsgesetz anzutreiben.
Bereitet man Steuerprogramme SP3M oder SP3I so vor, dass sie schrittweise mit Drehwinkelsignalen aktiviert werden können, sind zwischen zwei Stützstellen überhaupt keine Rechenoperationen und keine Regelvorgänge mehr notwendig. Der Schrittmotor 3 führt stets eine Bewegung nach einem Weg-Zeit-Programm SP4 (vergl. Fig. 2) aus, das durch die hohe Zahl der Stützstellen und die vorgegebenen Drehmomente sehr genau definiert ist.If the servomotors 2 are also given the corresponding torque or current parameters per support point at the same time as the corresponding path positions, the servomotors are able to drive the gripper rods very precisely in accordance with the given law of motion even at high speeds.
If SP3M or SP3I control programs are prepared in such a way that they can be activated incrementally with rotary angle signals, no interpolation operations and no control operations are required at all between two interpolation points. The stepping motor 3 always performs a movement according to a path-time program SP4 (see Fig. 2), which is defined very precisely by the high number of support points and the predetermined torques.

Das so vorbereitete Bewegungs- und Drehmoment-Programm SP3M für die Servomotoren 3 steht für die Ansteuerung des Servomotors 3 in der beschriebenen Weise bereit.
Die Entscheidung, ob der jeweilige Servomotor 3 angesteuert wird oder nicht, trifft das Anwendungsprogramm SP5. Dieses Anwendungsprogramm SP5 enthält zunächst die Daten für das Web- oder Bindungsprogramm SP51. Es bestimmt, welcher Schuss in welcher Schusseintragsebene in welchem Schritt eines Rapportes eingetragen wird oder nicht.
Zu den Anwendungsprogrammen SP5 gehören aber auch Programme, die unter dem Begriff Serviceprogramme SP52 zusammengefasst sind. Solche Programme sind u. a. Schuss-Such-Programme SP521, Programme zum Test der Fadenübergabe zwischen den Greiferköpfen SP522 und Programme SP523 für andere Tests unter Verwendung des Kriech- oder Tip-Betriebes.The thus prepared motion and torque program SP3M for the servomotors 3 is ready for the control of the servomotor 3 in the manner described.
The decision as to whether the respective servo motor 3 is driven or not is made by the application program SP5. This application program SP5 initially contains the data for the web or binding program SP51. It determines which shot is entered in which weft insertion plane in which step of a repeat or not.
The application programs SP5 also include programs that are grouped under the term service programs SP52. Such programs include SP521 shot search programs, programs for testing thread transfer between gripper heads SP522 and programs SP523 for other tests using creep or tip operation.

Schließlich zählen zu den Anwendungsprogrammen auch die sog. Havarieprogramme SP53, bei denen die Greiferstangen oder Greiferträger z. B. bei Stromausfall unter Verwendung von Energie aus dem Zwischenstromkreis Z aus dem Bereich des Webfaches bewegt werden.Finally, the application programs also include the so-called emergency programs SP53, in which the gripper bars or gripper carrier z. B. be moved in the event of power failure using energy from the intermediate circuit Z from the area of the shed.

Zum Zwecke der Überwachung der Antriebsfunktionen der Servomotoren 3 werden beiderseits des Weg-Drehwinkelverlaufes - wie aus der Fig. 6 ersichtlich - sog. Toleranzkurven f(T,s) bzw. f(T',s) (vergleiche Fig. 6) festgelegt.
In der Steuerung nach Fig. 2 ist für diesen Zweck ein Überwachungsprogramm SP6 vorgesehen. Hierfür wird ein Toleranzprogramm SP61 vorgegeben. Es gibt vor, in welchen Drehwinkelbereichen welche Toleranzen vorgegeben werden.
Das Weg-Drehwinkel -Toleranzprogramm SP611 stellt eine Kombination von SP3 und SP61 dar. Die so gewonnenen Toleranzkurven f(T,s) bzw. f(T',s) kennzeichnen die Grenzen der Zulässigkeit der Greiferbewegungen.
Befindet sich der am Servomotor 3 durch den inkrementalen Geber 32 in einer bestimmten Phase gemessene Weg außerhalb der Toleranzkurven, schaltet der Vergleicher V das Stop-Signal für die Webmaschine ein und das Anhalteprogramm wird ausgelöst.For the purpose of monitoring the drive functions of the servomotors 3, so-called tolerance curves f (T, s) or f (T ', s) (see FIG. 6) are defined on both sides of the path-rotational angle course, as can be seen in FIG.
In the control according to FIG. 2, a monitoring program SP6 is provided for this purpose. For this purpose, a tolerance program SP61 is specified. It specifies in which rotation angle ranges which tolerances are specified.
The displacement-rotation tolerance program SP611 represents a combination of SP3 and SP61. The tolerance curves f (T, s) and f (T ', s) obtained in this way characterize the limits of the permissibility of the gripper movements.
If the path measured on the servomotor 3 by the incremental encoder 32 in a certain phase is outside the tolerance curves, then the Comparator V, the stop signal for the weaving machine and the stopping program is triggered.

Damit nicht in jedem Falle - z. B. bei einer geringeren Abweichung - die Maschine abgestellt werden muss, kann man die Maschine auch auf eine geringere Arbeitsgeschwindigkeit umstellen.
Z. B. dann, wenn die Maschine längere Zeit gestanden hat und schwergängig ist, kann man bei niedriger Drehzahl die Betriebstemperatur der Maschine allmählich erhöhen, bis die übliche Leichtgängigkeit erreicht ist.So not in any case -. B. with a smaller deviation - the machine must be turned off, you can also change the machine to a lower operating speed.
For example, if the machine has been standing for a long time and is stiff, you can gradually increase the operating temperature of the machine at low speed until the usual ease of movement is achieved.

Aus der Praxis ist bekannt, dass Webmaschinen, insbesondere solche mit einer Jacquardmaschine, innerhalb jeder Hauptwellenumdrehung ihre Winkelgeschwindigkeit um bis zu 10 % variiert.
Diese Variation der Winkelgeschwindigkeit wirkt sich auf die Art und Weise des Weg-Zeit-Verlaufes der Servomotoren 3 sehr nachteilig aus. Damit können wesentliche Leistungsverluste entstehen. Aus diesem Grunde wird im Zusammenhang mit der Ansteuerung der Servomotoren 3 mit einer sog. virtuellen Hauptwelle 12 der Webmaschine gearbeitet. Diese virtuelle Hauptwelle 12 muss keine gegenständliche Welle sein. Die virtuelle Hauptwelle 12 dreht sich mit der Durchschnittgeschwindigkeit der wirklichen Hauptwelle 11. Ihre Drehzahl wird vorzugsweise einmal pro Umdrehung - vorzugsweise in der Phase des Anschlagens des Schussfadens - synchronisiert. Die virtuelle Hauptwelle 12 gibt während jeder Umdrehung stets im gleichen Rhythmus Signale für die Realisierung des Weg-Zeit-Programms der Servomotoren 3.It is known in practice that weaving machines, in particular those with a jacquard machine, vary their angular speed by up to 10% within each main shaft revolution.
This variation of the angular velocity has a very detrimental effect on the way the path-time course of the servo motors 3. This can result in significant power losses. For this reason, a so-called. Virtual main shaft 12 of the loom is used in connection with the control of the servomotors 3. This main virtual wave 12 need not be an objective wave. The main virtual shaft 12 rotates at the average speed of the actual mainshaft 11. Its rotational speed is preferably synchronized once per revolution, preferably in the weft striking phase. The main virtual wave 12 always gives signals for the realization of the travel time program of the servomotors 3 during each revolution in the same rhythm.

In Fig. 3 werden zur Erläuterung der Erfindung die Auswirkungen der Masse bzw. der Trägheitsmomente der bewegten Teile auf das Gesamtmoment, dass der Servomotor 3 aufbringen muss, in Abhängigkeit vom Durchmesser des Antriebsrades 34 dargestellt. Wir können erkennen, dass das Trägheitsmoment JR des Antriebsrades 34 mit steigendem Durchmesser zunehmend die Größe des Gesamtmomentes M bestimmt. Dagegen nimmt der Einfluss der Eigenträgheit des Servomotors - das Trägheitsmoment JM des Rotors 31 - mit steigendem Durchmesser des Antriebsrades 34 ab.
Angesichts der Tatsache, dass bereits bei niedrigen Drehzahlen des Servomotors 3 ein hohes Drehmoment bereitgestellt werden muss, ist es von entscheidender Bedeutung von vorn herein eine niedrige Eigenträgheit JM des Motors und eine niedrige Trägheit der übrigen bewegten Teile - Fremdträgheit - zu gewährleisten. Da, wie aus Fig. 5 ersichtlich, das verfügbare Drehmoment eines als Beispiel gewählten Servomotors 3 im Maximum bei etwa 150 Nm bis 200 Nm liegt, gilt es abzusichern, den Durchmesser Dr des Antriebsrades 34 und den des Rotors 31 - siehe Fig. 4 des Servomotors 3 möglichst niedrig zu halten. Der Durchmesser Dr des Antriebsrades 34, das mit einer Greiferstange zusammenwirkt, sollte demnach zwischen 80 und 140 mm gewählt werden.In Fig. 3, to illustrate the invention, the effects of the mass or the moments of inertia of the moving parts on the total torque that the servomotor 3 must apply, depending on the diameter of the drive wheel 34 is shown. We can see that the moment of inertia JR of the drive wheel 34 increases with increasing diameter, the magnitude of the total torque M determines. In contrast, the influence of the self-inertia of the servomotor - the moment of inertia JM of the rotor 31 - decreases with increasing diameter of the drive wheel 34.
Given the fact that even at low speeds of the servomotor 3, a high torque must be provided, it is crucial from the outset to ensure a low internal inertia JM of the motor and a low inertia of the other moving parts - external inertia. Since, as can be seen from FIG. 5, the available torque of an exemplary servomotor 3 is at a maximum of approximately 150 Nm to 200 Nm, the diameter Dr of the drive wheel 34 and that of the rotor 31 - see FIG. 4 of FIG Servomotor 3 to keep as low as possible. The diameter Dr of the drive wheel 34, which cooperates with a rapier bar, should therefore be selected between 80 and 140 mm.

In ähnlichen Größenordnungen sollte sich auch der größte Durchmesser des Rotors 31 bewegen. Ein bei Bedarf größeres Drehmoment des Servomotors 3 sollte man durch eine Verlängerung des Rotors 31 realisieren. Es hat sich gezeigt, dass das Verhältnis der Rotorlänge zu seinem Durchmesser größer sein sollte als 3 : 1.In similar orders of magnitude, the largest diameter of the rotor 31 should move. A larger than required torque of the servomotor 3 should be realized by an extension of the rotor 31. It has been shown that the ratio of the rotor length to its diameter should be greater than 3: 1.

Das Nenndrehmoment der Servomotoren 3 wird entsprechend dem Beispiel der Fig. 5 bei etwa bei einem Drittel des maximalen Drehmomentes liegen. Aus Gründen der Begrenzung der maximalen Beschleunigung und der maximalen Geschwindigkeit sowie wegen der Vermeidung von Resonanzerscheinungen hat es sich als sinnvoll erwiesen die Nenndrehzahl des Servomotors bei oder über 4000 U/min anzusiedeln.The nominal torque of the servomotors 3 will be approximately one-third of the maximum torque according to the example of FIG. For reasons of limiting the maximum acceleration and the maximum speed and because of the avoidance of resonance phenomena, it has proven to be useful to settle the nominal speed of the servomotor at or above 4000 U / min.

Die Überwachung der Arbeitsweise der Servomotoren 3 wird nochmals unter Hinweis auf Fig. 6 beschrieben. Diese Weg-Drehwinkelkurven f(s) zeigen zunächst im unteren, mittleren Bereich die f(Sn) - die normierte Übertragungsfunktion f(Sn).The monitoring of the operation of the servomotors 3 will be described again with reference to FIG. These path-rotation angle curves f (s) show first in the lower, middle range the f (Sn) - the normalized transfer function f (Sn).

Die Kurve f(s) stellt die gewünschte Weg-Drehwinkelfunktion dar, die mit dem Faktor des Wegparameters SP2 modifiziert ist.The curve f (s) represents the desired path-rotation angle function modified with the factor of the path parameter SP2.

Zur Vermeidung von Havarien ist es notwendig, zu jeder Zeit zu kontrollieren, ob der Greifer auch die Bewegung ausführt, die er für den normalen Schusseintrag ausführen muss. Zu diesem Zweck sind der Kurve f(s) zwei Toleranzkurven f(T's) bzw. f(Ts) zugeordnet. Die Abstände T1, T2, T3 dieser Toleranzkurven von der Kurve f(s) ist differenziert. In der Phase des Bewegungsantrittes ist der zulässige Abstand T1 nahe Null. Während der Bewegung zur Schussfadenübergabe im Webfach und von dort zurück sind deutlich größere Abstände T2 möglich. In der Phase der Schussfadenübergabe sollten die Abstände T3 wieder reduziert sein. Optimal erscheinen hier Werte von T3 gleich oder kleiner 5 mm.In order to avoid accidents, it is necessary to check at all times whether the gripper also carries out the movement which it has to carry out for normal weft insertion. For this purpose, two tolerance curves f (T's) and f (Ts) are assigned to the curve f (s). The distances T1, T2, T3 of these tolerance curves from the curve f (s) is differentiated. In the phase of the movement beginning the permissible distance T1 is close to zero. During the movement to the weft yarn transfer in the shed and from there back much longer distances T2 are possible. During the weft transfer phase, the distances T3 should be reduced again. Optimal values of T3 equal to or less than 5 mm appear here.

Die Anordnung der Servomotoren 3 in der Doppelflorwebmaschine mit mehr als zwei Schusseintragsebenen ist in den Fig. 7 bis 9 dargestellt.
Unter Berücksichtigung der angestrebten Funktion ist es bei vier Schusseintragsebenen (Fig. 7 und 8) zweckmäßig, auf jeder Seite der Webmaschine zwei Servomotoren hängend und zwei Servomotoren stehend anzuordnen. Jeder Servomotor 3 treibt eine Greiferstange 211. Zweckmäßiger Weise sind die Motoren 3 der obersten bzw. untersten Schusseintragsebene weiter von der Schussanschlagkante am Gewebe entfernt als die der mittleren Schusseintragsebenen. Damit hält man die Gesamt-Fachhöhe im Grenzen.The arrangement of the servomotors 3 in the Doppelflorwebmaschine with more than two weft insertion planes is shown in Figs. 7 to 9.
Taking into account the desired function, it is expedient for four weft insertion planes (FIGS. 7 and 8) to arrange two servomotors suspended on each side of the weaving machine and two servomotors to be arranged vertically. Each servo motor 3 drives a gripper bar 211. Conveniently, the motors 3 of the uppermost and lowest weft insertion planes are farther from the weft stop edge on the fabric than those of the middle weft insertion planes. This keeps the overall specialist height within limits.

An Doppelflorwebmaschinen mit drei Schusseintragsebenen ist es zweckmäßig, die Achsen eines hängend und eines stehend angeordneten Servomotors 3 miteinander zu verbinden und an der Verbindungsstelle das Antriebsrad 34 für die mittlere Schusseintragsebene anzuordnen.(Fig. 9)On double pile weaving machines with three weft insertion planes it is expedient to connect the axes of a suspended and a standing servo motor 3 to each other and to arrange at the connection point the drive wheel 34 for the middle weft insertion plane. (FIG. 9)

Im bisherigen Bespiel wurde als Greiferträger stets ein Stangengreifer beschrieben. Jeder Fachmann weiß, dass anstelle der Greiferstangen 211 auch Greiferbänder 212 eingesetzt werden können. Diese haben als solche eine deutlich geringere Masse als Greiferstangen 211 und damit eine wesentlich geringere Trägheit.In the previous example, a pole gripper has always been described as a gripper carrier. Anyone skilled in the art knows that instead of the gripper bars 211 also gripper bands 212 can be used. These have as such a much lower mass than rapiers 211 and thus a much lower inertia.

Wir haben gesehen, dass für eine erwünschte Leistungssteigerung ein Antriebsrad 34 mit kleinem Durchmesser Dr erforderlich ist. Gehen wir davon aus, dass das Greiferband 212 - als Greiferträger 21 - aus einem leichten, flexiblen Werkstoff besteht und eine geringe Dicke hat, müssen wir mit deutlich größeren Umschlingungswinkeln des Greiferbandes 212 um das Antriebsrad 34 rechnen.
Das erfordert, dass bei jedem Hub eine große Formänderungsarbeit auszuführen ist und zusätzliche, meist an der Bewegung des Greiferbandes 212 beteiligte Führungselemente vorgesehen werden müssen.
Ein solcher Aufbau der am Antrieb der Greifer beteiligten Elemente ist Bestandteil der Erfindung, wenn die Eigenträgheit und die Fremdträgheit -bezogen auf die Motorwelle - in den in den Ansprüchen definierten Bereichen liegen.We have seen that a drive wheel 34 of small diameter Dr is required for a desirable performance increase. Assuming that the gripper belt 212 - as a gripper carrier 21 - consists of a lightweight, flexible material and has a small thickness, we have to reckon with significantly larger angles of wrap of the rapier belt 212 about the drive wheel 34.
This requires that at each stroke a large deformation work is carried out and additional, usually involved in the movement of the rapier band 212 guide elements must be provided.
Such a structure of the elements involved in the drive of the gripper is part of the invention, if the self-inertia and the external inertia-based on the motor shaft-lie in the areas defined in the claims.

Zweckmäßig erscheint es, - unabhängig davon, ob man eine Greiferstange 211 oder ein Greiferband 212 verwendet, zwischen dem Greiferträger 21 und dem Antriebsrad 34 eine möglichst optimale Verzahnung zu realisieren und die Masse auf ein niedriges Niveau zu bringen.
An Greiferstangen 211 erreicht man das, wenn man den Querschnitt des Stangenkörpers reduziert und dafür stegförmige Führungselemente anordnet, die sich an den Fäden der Fachebenen und / oder am Riet der Weblade abstützen.It seems expedient, regardless of whether a gripper bar 211 or a gripper belt 212 is used, to realize the best possible toothing between the gripper carrier 21 and the drive wheel 34 and to bring the mass to a low level.
On gripper bars 211 to achieve this, if one reduces the cross section of the rod body and arranges for web-shaped guide elements, which are supported on the threads of the shed levels and / or Riet the batten.

An Greiferbändern 212, die im Webfach mittels entsprechender Platinen geführt werden, könnte man die Eingriffsflächen für die Zähne des Antriebsrades im Querschnitt vergrößern, ohne die Flexibilität, die Führungsfähigkeit und die Masse des Greiferbandes deutlich negativ zu beeinträchtigen.On gripper bands 212 which are guided in the shed by means of appropriate boards, one could increase the engagement surfaces for the teeth of the drive wheel in cross-section, without affecting the flexibility, the ability to guide and the mass of the rapier band clearly negative.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Greiferwebmaschine, DoppelflorwebmaschineRapier loom, double loom
1111
Hauptwellemain shaft
1212
virtuelle Hauptwellevirtual main wave
121121
Winkelgeberangle encoder
22
Greiferkopfgripper head
2121
Greiferträgergripper carrier
211211
Greiferstangegripper bar
212212
Greiferbandrapier
33
Servom otorServo motor
3131
Rotorrotor
3232
Winkelgeber / IGRAngle encoder / IGR
3434
Antriebsraddrive wheel
SPSP
SpeicherStorage
SP1SP1
- normierte Übertragungsfunktion, f(Sn,α)- normalized transfer function, f (Sn, α)
SP2SP2
- Wegparameter (S)- path parameter (S)
SP3SP3
Weg-Drehwinkel-Programm, f(S, α)Distance-rotation angle program, f (S, α)
SP3MSP3m
Drehmoment-Drehwinkel-ProgrammTorque-angle of rotation program
SP4SP4
Weg-Zeit-Programm, f(S,t)Path-time program, f (S, t)
SP5SP5
Anwendungsprogrammeapplication programs
SP51SP51
Web- / BindungsprogrammWeb / binding program
SP52SP52
Service-ProgrammService Program
SP521SP521
- Schuss-Such-Programm- Shot search program
SP522SP522
- Testprogramm - Schussübergabe- Test program - Weft transfer
SP523SP523
- Testprogramm - Kriech- oder Tip-Betrieb- Test program - creep or tip operation
SP53SP53
Havarieprogrammdisaster program
SP6SP6
Überwachungsprogrammmonitoring program
SP61SP61
Toleranzprogrammtolerance program
SP611SP611
Weg-Drehwinkel- Toleranz-ProgrammOff-Angle Tolerance Program
f(Ts), f(T's)f (Ts), f (T's)
Toleranzkurvetolerance curve
T1,T2,T3T1, T2, T3
Abständedistances
STST
Steuerungcontrol
LL
Leistungssteuerungpower control
VV
Vergleichercomparator
ZZ
Zwischenstrom kreisIntermediate circuit
NN
Netznetwork
Jmjm
Trägheitsmoment - MotorMoment of inertia - engine
JrJr
Trägheitsmoment - AntriebsradMoment of inertia - drive wheel
msms
Masse - StangeMass - rod
MM
Masse - gesamtMass - total
nn
Drehzahlnumber of revolutions

Claims (21)

Verfahren zum Antreiben von Greiferköpfen an Greiferwebmaschinen mit Servomotoren, die über Antriebszahnräder direkt die, die Greiferköpfe führenden Greiferträger antreiben,
wobei den Servomotoren (3) von einer Steuereinheit Steuerdaten für den Bewegungsablauf in Abhängigkeit von nacheinander aktivierbaren Signalen zugeführt werden,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Servomotoren Wechsel- oder Drehstrommotoren (3) eingesetzt werden, die eine Nenndrehzahl besitzen, die gleich oder größer ist als 3000 U/min, und
deren Eigenträgheit - nämlich das Trägheitsmoment des Rotors (31), bezogen auf seine Achse - kleiner ist als 0,006kgm2,
dass Ausgangsdaten für die Steuerdaten der Servomotoren in Form von normierten Übertragungsfunktionen und Wegparametern abrufbar gespeichert werden und
dass die nacheinander aktivierbaren Signale hochauflösende Drehwinkelsignale der Hauptwelle (11; 12) der Greiferwebmaschine sind und die Parameter der Übertragungsfunktionen und die Wegparameter für die Ausgabe von Steuersignalen für die Servomotoren gleichzeitig einzeln oder als gespeicherte Kombination abrufen.Method for driving rapier heads on gripper looms with servomotors, which directly drive the gripper carriers guiding the gripper heads via drive gears,
wherein the servo motors (3) are supplied by a control unit control data for the movement in response to successively activatable signals,
characterized,
that as servomotors alternating or three-phase motors (3) are used, which have a rated speed equal to or greater than 3000 U / min, and
whose inertia - namely the moment of inertia of the rotor (31) with respect to its axis - is less than 0.006kgm 2 ,
that output data for the control data of the servo motors in the form of normalized transfer functions and path parameters are stored retrievable and
in that the successively activatable signals are high-resolution rotational angle signals of the main shaft (11; 12) of the rapier weaving machine and simultaneously retrieve the parameters of the transfer functions and the path parameters for the output of control signals for the servo motors individually or as a stored combination. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass auch variable, den Beschleunigungen der Übertragungsfunktionen angepasste Drehmoment-Parameter für die Servomotoren (3) gespeichert sind und
dass diese Drehmoment-Parameter für die Ausgabe von Steuersignalen gemeinsam mit den Übertragungsfunktionen und den Wegparametern einzeln oder als gespeicherte Kombination abgerufen werden.Method according to claim 1, characterized in that
that also variable, the accelerations of the transfer functions adapted torque parameters for the servomotors (3) are stored and
that these torque parameters for the output of control signals are retrieved together with the transfer functions and the travel parameters individually or as a stored combination. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Fremdträgheit - nämlich die Summe der Trägheitsmomente des Antriebsrades (34), des Greiferträgers (21), des Greiferkopfes (2) und der evtl. mitbewegten Führungselemente - nicht mehr als das Vierfache der Eigenträgheit des Servomotors (3) - bezogen auf die Achse der Motorwelle - beträgt.Method according to claim 1, characterized in that
that the external inertia - namely the sum of the moments of inertia of the drive wheel (34), the gripper carrier (21), the gripper head (2) and the possibly co-moving guide elements - not more than four times the self-inertia of the servomotor (3) - relative to the axis the motor shaft - amounts to. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass Servomotoren (3) mit einem Nenndrehmoment von größer als 40 Nm und einem Spitzendrehmoment zwischen 140 und 200 Nm gewählt werden und
dass die Servomotoren (3) mit einer Nenndrehzahl über 4000 U/min mit Maximal-Drehzahlen bis über 6000 U/min betrieben werden.Method according to claim 1, characterized in that
that servomotors (3) with a rated torque of greater than 40 Nm and a peak torque of between 140 and 200 Nm are selected, and
that the servo motors (3) with a nominal speed of about 4000 rev / min with maximum speeds up to more than 6000 r / min to be operated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die normierten Übertagungsfunktionen der Bewegung der Greifertäger harmonische Übertragungsfunktionen siebenter oder einer höheren Ordnung sind.Method according to claim 1, characterized in that
that the normalized transfer functions of the movement of the gripper carriers are harmonic transfer functions of seventh or higher order. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass anstelle der natürlichen Hauptwelle (11) der Greiferwebmaschine (1) eine virtuelle Hauptwelle (12) die Drehwinkelsignale liefert und
dass die virtuelle Hauptwelle (12) eine gleichbleibende Winkelgeschwindigkeit simuliert, die mit der durchschnittlichen Winkelgeschwindigkeit der natürlichen Hauptwelle (11) mindestens einmal pro Umdrehung synchronisiert wird.Method according to claim 1, characterized in that
that instead of the natural main shaft (11) of the rapier weaving machine (1), a virtual main shaft (12) supplies the rotational angle signals, and
in that the main virtual wave (12) simulates a constant angular velocity which is synchronized with the average angular velocity of the main natural wave (11) at least once per revolution. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass den Bewegungsgesetzen der Greifer ein- oder beidseitig Toleranzkurven für Überwachungs vorgänge zugeordnet sind, deren Überschreitung durch Positionssignale des jeweiligen Servomotors Korrektur- oder Abschaltvorgänge auslöst.Method according to claim 1, characterized in that
that the laws of motion of the gripper on one or both sides of tolerance curves for monitoring operations are assigned, the exceeding triggered by position signals of the respective servomotor correction or shutdown. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstände der Toleranzkurven von den Bewegungsbahnen der Greifer in den Wendephasen der Greiferköpfe (2) kleiner sind als in den übrigen Bereichen.Method according to claim 1, characterized in that
that the distances between the tolerance curves of the trajectories of the gripper in the turning phases of the gripper heads (2) are smaller than in the other areas. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass die Eigenträgheit des Servomotors (3) kleiner ist als 0,003 kgm2 und
dass die Fremdträgheit dem 0,8 bis 1,5-fachen des Trägheitsmomentes des Servomotors entspricht.Method according to claim 1 or 3, characterized
that the self-inertia of the servomotor (3) is less than 0.003 kgm 2 and
that the external inertia corresponds to 0.8 to 1.5 times the moment of inertia of the servomotor. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass in dem Speicher mehrere, wahlweise abrufbare normierte Übertragungsfunktionen und Wegparameter abgelegt sind und
dass in jeder Tour und/oder beim Stillstand der Greiferwebmaschine unterschiedliche oder keine der Übertragungsfunktionen und Wegparameter durch Steuerprogramme aktiviert werden.Method according to claim 1 or 2, characterized
that in the memory a plurality of optionally retrievable normalized transfer functions and path parameters are stored, and
that in each tour and / or at standstill of the rapier weaving machine different or none of the transfer functions and path parameters are activated by control programs. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass bei Stromausfall die Greiferträger (21) mittels Energie aus einem Zwischenstromkreis aus dem Webfach bewegt werden und
dass der Zwischenstromkreis durch die Bremsenergie mehrerer Motoren unterschiedlicher Funktion und/oder durch Akkumulatoren gespeist wird.Method according to claim 1, characterized in that
that in case of power failure, the gripper carrier (21) are moved by means of energy from an intermediate circuit of the shed and
that the intermediate circuit is fed by the braking energy of several motors of different function and / or by accumulators. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Bewegungsgesetze der Bringer- und Nehmergreifer unterschiedlich gestaltet sind,
dass das die Bewegungsumkehr des Nehmergreifers früher erfolgt, als beim Bringergreifer und
dass Bringer- und Nehmergreifer während der Fadenübergabe eine gleichgerichtete Bewegung ausführen.Method according to claim 1, characterized in that
that the laws of motion of the bringer and taker grippers are different,
that the movement reversal of the gripper rapier takes place earlier than the Bringergreifer and
that bringer and slave gripper perform a rectified movement during the yarn transfer. Antriebsvorrichtung für die Greiferköpfe einer Greiferwebmaschine
mit außerhalb der Webfächer gelagerten Servomotoren (3), auf deren Wellen Antriebsräder (34) montiert sind,
mit Greiferträgern (21),
die die Greiferköpfe (2) in das und in dem Webfach führen und
die über Zahnelemente mit den Antriebsrädern (34) der Servomotoren (3) in Eingriff stehen,
mit einer Steuereinheit und einem Speicher für die Vorgabe von Steuerdaten für den Bewegungsablauf der Servomotoren (3), der Winkelgeber (121) an der Hauptwelle (11) der Webmaschine und Winkelgeber (32) an der Achse der Servomotoren (3) zugeordnet sind.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Servomotoren (3) Wechsel- oder Drehstrommotoren mit einer Nenndrehzahl zwischen 3000 und 7000 U/min und einem maximalen Drehmoment zwischen 140 und 200 Nm sind,
dass die Winkelgeber (121; 32) an der Hauptwelle (11; 12) der Webmaschine und /oder an der Achse des/der Servomotoren (3) pro Umdrehung mehr als 50 Stützstellen für Positionsvorgaben besitzen und
dass das Trägheitsmoment der bewegten Teile jedes Servomotors (3) - bezogen auf seine Achse - kleiner ist als 0,006kgm2.Drive device for the gripper heads of a rapier loom
with servomotors (3) mounted outside the sheds, on the shafts of which drive wheels (34) are mounted,
with gripper carriers (21),
which lead the gripper heads (2) in and in the shed and
which are connected via toothed elements with the drive wheels (34) of the servomotors (3),
with a control unit and a memory for the specification of control data for the movement sequence of the servomotors (3), the angle sensor (121) on the main shaft (11) of the loom and angle encoders (32) on the axis of the servomotors (3) are assigned.
characterized,
that the servo motors (3) phase or three-phase motors with a rated speed of 7000 rpm and 3000 interlocutory / min and a maximum torque between 140 and 200 Nm are
that the angle encoders (121; 32) on the main shaft (11; 12) of the weaving machine and / or on the axis of the servomotor (3) per rotation have more than 50 position reference points, and
that the moment of inertia of the moving parts of each servomotor (3) - relative to its axis - is less than 0.006kgm 2 . Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass der Speicher für die Vorgabe von Steuersignalen an die Servomotoren (3) - normierte Übertragungsfunktionen, Drehmoment- und Wegparameter enthält, die in Abhängigkeit von nacheinander aktivierbaren Drehwinkelsignalen der Hauptwelle (11; 12) der Greiferwebmaschine (1) abrufbar sind. Drive device according to claim 13, characterized in that
that the memory for the input of control signals to the servomotors (3) - Normalized transfer functions, torque and path parameters contains, which are retrievable in response to successively activatable rotation angle signals of the main shaft (11; 12) of the rapier loom (1). Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Maximaldrehzahl der Servomotoren (3) für den Antrieb von Greiferstangen zwischen 5500 und 6500 U/min und das maximale Drehmoment zwischen 140 und 200 Nm gewählt ist und
dass der Durchmesser (Dr) der auf der Welle der Servomotoren (3) befestigten Antriebsräder (34) zwischen 80 und 140 mm beträgt.Drive device according to claim 13, characterized in that
that the maximum speed of the servomotors (3) for the drive of gripper bars between 5500 and 6500 rpm and the maximum torque between 140 and 200 Nm is selected and
that the diameter (Dr) is on the shaft of the servo motors attached (3) drive wheels (34) between 80 and 140 mm. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Abmessungen des magnetisierbaren Teiles des Rotors (31) der Servomotoren (3) ein Verhältnis zwischen Länge und Durchmesser besitzen, das größer ist als 3 : 1Drive device according to claim 13, characterized in that
that the dimensions of the magnetisable portion of the rotor (31) have the servomotors (3) a ratio between length and diameter which is greater than 3: 1 Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass der Greiferträger (21) als Greiferstange (211) ausgebildet ist,
dass die Greiferstange (211) im mittleren Bereich ihres Querschnittes mit einer auf die Verzahnung des Antriebrades (34) abgestimmten Evolventen-Verzahnung versehen ist und
dass sich der mittlere Bereich des Querschnittes der Greiferstange (211) mindestens abschnittsweise über radial gerichtete Stege am Webblatt und an den Kettfadenscharen der einzelnen Fachebenen abstützt.Drive device according to claim 13, characterized in that
that the gripper support (21) is designed as a gripper bar (211)
that the gripper bar (211) is provided in the central region of its cross section with an involute toothing tuned to the toothing of the drive wheel (34), and
that the central region of the cross section of the gripper bar (211) is supported at least in sections via radially directed webs on the reed and on the warp sheets of the individual shed planes. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass die Servomotoren (3) und die Führungen für die Greiferstangen (211) oder -bändern (212) an der Webladeneinheit angeordnet sind.Drive device according to claim 13, characterized in that
in that the servomotors (3) and the guides for the gripper bars (211) or belts (212) are arranged on the sley unit. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass an Greiferwebmaschinen (1) mit zwei oder mehreren Schusseintagsebenen jeder Greiferstange (211) ein Servomotor (3) zugeordnet ist und
dass die Servomotoren (3) der oberen Schusseintragsebene(n) stehend und die der unteren Schusseintragsebene(n) hängend angeordnet sind.Drive device according to claim 13, characterized in that
in that gripper looms (1) with two or more weft insertion planes each gripper bar (211) is associated with a servomotor (3) and
in that the servomotors (3) of the upper weft insertion plane (s) are arranged upright and those of the lower weft insertion plane (s) are suspended. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass an Greiferwebmaschinen (1) mit drei Schusseintagsebenen jeder Greiferstange (211) der obersten und jeder Greiferstange (211) der untersten Schusseintragsebene ein Servomotor (3) zugeordnet ist und
dass die Greiferstangen (211) der mittleren Schusseintragsebene mit Antriebsrädern kämmen, die mit den Servomotoren (3) der oberen und der unteren Schusseintragsebenen antriebsverbunden sind.Drive device according to claim 13, characterized in that
in that gripper looms (1) with three weft insertion planes each gripper bar (211) of the uppermost and each gripper bar (211) of the lowest weft insertion plane is associated with a servomotor (3) and
in that the gripper bars (211) of the central weft insertion plane mesh with drive wheels drivingly connected to the servomotors (3) of the upper and lower weft insertion planes. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
dass an Greiferwebmaschinen (1) mit vier Schusseintragsebenen jeder Greiferstange (211) ein Servomotor (3) zugeordnet ist und
dass die Achsen der Servomotoren (3) für die äußeren Schusseintragsebenen weiter von der Schussanschlagkante am Gewebe entfernt sind, als die Achsen der mittleren Schusseintragsebenen.Drive device according to claim 13, characterized in that
in that gripper looms (1) with four weft insertion planes are assigned to each gripper bar (211) a servomotor (3) and
in that the axes of the outer weft insertion plane servomotors (3) are farther from the weft stop edge on the fabric than the axes of the central weft insertion planes.
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