WO1995033671A2 - Aufspulmaschine für einen mit konstanter geschwindigkeit laufenden faden - Google Patents

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WO1995033671A2
WO1995033671A2 PCT/DE1995/000719 DE9500719W WO9533671A2 WO 1995033671 A2 WO1995033671 A2 WO 1995033671A2 DE 9500719 W DE9500719 W DE 9500719W WO 9533671 A2 WO9533671 A2 WO 9533671A2
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Georg Kothmeier
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Barmag-Spinnzwirn Gmbh
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    • B65H59/385—Regulating winding speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • Dishwasher for a thread running at a constant speed
  • the invention relates to a dishwasher, according to the preamble of claim 1.
  • This winding machine is known from DE-OS 39 33048 (Bag. 1659).
  • the sag of the dancer arm is regulated by adjusting the spindle speed with the aid of a PI controller, which is switched on after the thread is applied and the traversing device is switched on to the dancer arm. Due to the strong integral part of the controller, the spindle drive motor responds only with a delay
  • the object of the invention is to design the dishwasher with its control so that the control is able to correct all fluctuations in the position of the dancer arm without switching, including those fluctuations which are caused by the back and forth movements of the traversing device.
  • the controller is programmable and adjustable over a wide range, so that all operating states can be detected and converted into discrete manipulated values, and that the control system can be used Operating conditions can be adjusted sensitively, with the extreme conditions - such as. B. putting on and moving off - no switching required.
  • a precision cheese head is shown in perspective. 2 shows diagrams to illustrate the measuring and control method. Precision bobbins of this type are arranged side by side in a number of horizontal and vertical rows in a precision cheese winder.
  • the precision cheese head is arranged in a vertical stand plate 1.
  • the winding spindle 3, on which the bobbin with the winding tube is clamped, is cantilevered.
  • the traverse device 3 is assigned the traversing device for traversing the incoming thread 12.
  • the traversing device is parallel to the coil from the housing 11, in which a reversing thread shaft 10 is rotatably mounted, and the traversing thread guide 9, which is moved back and forth by the reversing thread shaft in a straight guide and which moves the thread 12 on the bobbin.
  • a support roller 28 is freely rotatably mounted on the housing 11 of the traversing device.
  • the traversing device with the reverse thread shaft is attached to a slide 13.
  • the slide 13 is mounted in a slide guide 14, which allows a linear movement - radial or secant to the coil.
  • a spring 15 acts on the carriage in such a way that the traversing device is supported with its support roller 28 against the surface of the spool during the entire winding travel, but can avoid the increasing diameter of the spool 2.
  • the fed thread 12 runs, before it is laid on the bobbin surface by the traversing thread guide 9, over two fixed rollers 5 and 6, between which a dancer arm 7 with a dancer roller 29 is pivotably arranged.
  • the dancer roll lies on the thread under the weight of the dancer arm. Due to the growth of the bobbin 2 and the shortening of the thread loop (sag) formed between the thread guides 5 and 6, the pivoting angle of the dancer arm is changed and, depending on this, the speed of the drive motor 4 for the bobbin spindle is adjusted electronically by a mechanical-electrical dancer arm control.
  • the drive motor 4 for driving the winding spindle 3 is fastened on the other side of the stand plate (at the front as seen by the viewer). Via a toothed belt pulley 31 and toothed belt 32, this drives a toothed belt pulley 33, which is arranged on the end of the winding spindle 3 and projects cantilevered, and thereby drives the winding spindle 3 centrally.
  • the winding spindle is connected to the reversing thread shaft 10 by gear Toothed belt pulley 16 and toothed belt 19 and toothed belt pulley 18 with a countershaft 30 and from there through a further toothed belt pulley 26 via toothed belts 20 and toothed belt pulley 17 with the reversing thread shaft 10.
  • the countershaft 30 is opposite the winding spindle 3 and opposite the reversing thread shaft 10 by a pivot lever 23 or 22 supported and rotatably supported in the free ends of these pivot levers.
  • the thread runs at a constant speed.
  • a sag is formed between the thread guides 5 and 6 due to the constant weight of the dancer arm 7 with the dancer roller 29 - possibly reinforced by a spring.
  • the size of this slack is determined on the one hand by the feed speed of the thread and on the other hand by the winding speed.
  • the size of this slack is adjusted to a constant value.
  • the fluctuations caused by the traversing movement must be allowed.
  • the axis of the dancer arm is connected to a control device 8.
  • the drive motor 4 is controlled by the control device 8.
  • the dancer arm 7 and the control device 8 are therefore included in a control loop through which the sag of the thread loop between the thread guides 5 and 6 is corrected.
  • control of the drive motor 4 is designed so that the following functions are carried out:
  • the drive motor 4 is switched by means of switch 34 on the dancer arm so that the motor 4 the winding head (bobbin 2) drives via a contact speed controller 37 at a constant predetermined drive speed.
  • the speed is selected so that the peripheral speed of the empty tube spanned on the winding spindle 3 is above the thread speed.
  • the thread is first passed over the thread guides 5 and 6 and looped around the dancer roll 29. The thread is then placed against the empty tube and caught by the rotating empty tube.
  • the dancer arm 7 lifts from its lower stop position and switches from the applied speed controller 37 to the dancer arm control 38 via the switch 34 on the dancer arm.
  • the dancer arm with the rotating roller 29 is connected to a rotation sensor 40.
  • the position and speed of the dancer arm is detected by the rotary sensor.
  • This can be a magnetoresistive sensor, for example.
  • This magneto-resistive sensor has a fixed ferro-magnetic layer which is enclosed in a circuit.
  • a magnet which can be rotated with the dancer arm, acts on this ferromagnetic layer.
  • the electrical resistance of the ferromagnetic layer also changes, so that the voltage drop across the ferromagnetic layer is a measure of the rotational position of the dancer arm.
  • the speed of the dancer arm is also measured, in terms of height and direction. For this purpose, the measurement is carried out at predetermined time intervals repeated and the speed determined from this. The continuously determined position measurement values and the speed measurement values are now given to the controller.
  • the controller has a memory with different memory areas.
  • Position quantity areas are stored in the position storage area. These position quantity ranges are shown in Fig. 2A.
  • the quantity ranges define a membership value with which a specific position measurement value belongs to the previously defined position quantity range. These membership values are on a scale from 0 to 1.
  • Each quantity area is divided into a main area and a transition area. In the main area, the membership value has the value 1. In the transition area, the membership value for the respectively adjacent quantity area drops from 1 to 0, although there are overlaps with the adjacent transition area.
  • FIG. 2A shows position quantity ranges I to III.
  • the horizontal line of the main area Ia denotes the position quantity area: "far below”.
  • the transition range Ib of the quantity range I covers all measured values, which can only be assigned to the quantity range "far below” with restrictions.
  • the quantity range I covers all measured values which are directed downwards and are "very high".
  • the quantity range II covers all measured values which are directed downwards and are "medium-high",
  • the quantity range III covers all measured values which are to be classified essentially as "equal to zero" or "low",
  • the quantity range IV covers all measured values which are directed upwards and are to be classified as "medium-high",
  • the quantity range V covers all measured values which are directed upwards and are "very high".
  • FIG. 2C shows that the scale of the control values occurring is divided into five quantity ranges.
  • the relevant manipulated values are assigned to the following quantity ranges: I: Reduce speed significantly
  • the memory also has a memory area in which, as a control algorithm, every occurring combination of position quantity ranges and speed quantity ranges is assigned to a specific manipulated variable quality range according to FIG. 2C.
  • the rule algorithm is, for example:
  • the membership value (fulfillment value) of the manipulated value for the selected quantity range II is obtained, for example, by multiplying the membership values for position and speed for their relevant quantity range. Prior to this multiplication or other superimposition, the membership values can also be weighted, which reflects the degree of trust in the membership.
  • the result is the fulfillment value.
  • the weighting factor (measure of trust) for both membership values 1. This results in the membership value (fulfillment value) for the manipulated variable for its selected quantity range, also with 0.8.
  • FIG. 2C shows that of the manipulated variable quantity range II "negative medium", the area below the 0.8 horizontal indicates the range from which the manipulated variable is selected.
  • the computer also contains a control algorithm for this.
  • This control algorithm can say, for example, that the manipulated value is the abscissa of the centroid of the area, which is cut off from the quantity range under consideration by the membership value.
  • This area is hatched in Fig. 2C.
  • the abscissa of the center of gravity and thus the manipulated variable has the value -3. This value is given to the motor to reduce the speed.
  • the measured position value is 3 measuring units.
  • the computer takes these control algorithms from the total of 15 control algorithms from the memory and accordingly assigns the manipulated variable quantity ranges II and III to the current measured value. This is shown in Fig. 2D.
  • the membership value of the manipulated value for the respective quantity range results from the membership values of the measured value for the assigned position or speed quantity ranges by superimposition as previously described.
  • the computer is in turn programmed so that it determines the centroid of the area which covers the selected quantity ranges limited by the respective membership values; ie: the overlapping area is only calculated once, the rest is the sum of the Quantity ranges formed, which are limited by the assigned membership values.

Landscapes

  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Abstract

Der Aufspulmaschine läuft der Faden mit konstanter Geschwindigkeit zu. Die Aufwickelgeschwindigkeit wird geregelt, indem der Faden über einen Tänzerarm geführt wird. Zusätzlich zu dem Meßwert, der die Stellung des Tänzerarmes repräsentiert, wird auch die Geschwindigkeit ermittelt, mit der der Tänzerarm seine Stellung ändert. Beide Meßwerte werden überlagert und zur Ermittlung eines Stellwertes für den Motor der Spindel benutzt.

Description

BESCHREIBUNG
AufSpülmaschine für einen mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Faden
Die Erfindung betrifft eine AufSpülmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Diese AufSpulmaschine ist bekannt durch die DE-OS 39 33048 (Bag. 1659) .
Bei dieser AufSpülmaschine erfolgt die Regelung des Durchhangs des Tänzerarmes über die Verstellung der Spindeldrehzahl mit Hilfe eines PI-Reglers, der nach dem Anlegen des Fadens und Einschalten der Changiereinrichtung an den Tänzerarm eingeschaltet wird. Infolge des starken integralen Anteils des Reglers reagiert der Spindelantriebsmotor nur mit Verzögerung auf
•• *
Änderungen des Durchhangs der durch den Tänzerarm gebildeten Fadenschleife. Nachteilig ist hierbei, daß zum Anlegen des Fadens eine Umschaltung auf einen PD-Regler erfolgen muß. Aufgabe der Erfindung ist es, die AufSpülmaschine mit ihrer Regelung so auszugestalten, daß die Regelung in der Lage ist, alle Schwankungen der Position des Tänzerarms ohne Umschaltung auszuregeln, und zwar auch diejenigen Schwankungen, welche durch die Hin- und Herbewegungen der Changiereinrichtung hervorgerufen werden.
Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.
Es gelingt hierdurch, eine Abhängigkeit zwischen der Motordrehzahl einerseits sowie der Stellung und der Geschwindigkeit des Tänzerarms andererseits herzustellen, ohne daß dabei die geplanten Änderungen der Stellung und der Geschwindigkeit des Tänzerarms, die insbesondere durch die Changierung hervorgerufen werden, einen negativen Einfluß auf die Verstellung der Spindeldrehzahl ausüben, insbesondere zu Schwingungen der Spindeldrehzahl führen. Es gelingt hierdurch, dem Gesamtregelkreis, der aus der Spindel, dem Spindelantriebsmotor, dem Regler und dem Tänzerarm besteht, ein nicht-lineares Verhalten zu geben. Das bedeutet, daß nicht jede Änderung bezgl. der Stellung und/oder der Geschwindigkeit des Tänzerarms zu einer proportionalen Änderung des Stellwertes führt, welcher dem Antriebsmotor der Spulspindel zur Einstellung der Spindeldrehzahl aufgegeben wird.
Mit der Ausführung der Erfindung, insbesondere soweit sie sich im einzelnen aus Anspruch 2 ergibt, wird weiterhin erreicht, daß der Regler in weiten Bereichen programmierbar und einstellbar ist, so daß alle Betriebszustände erfaßt und in diskrete Stellwerte umgesetzt werden können und daß die Regelung den vorkommenden Betriebzuständen feinfühlig angepaßt werden kann, wobei auch die extremen Zustände - wie z. B. das Anlegen und Anfahren - keine Umschaltung erfordern.
Bei alledem ist es zweckmäßig, diskrete, eindeutige Stellwerte zu erzeugen, die die Lage der aktuellen Meßwerte in angemessener Weise berücksichtigen. Dies geschieht insbesondere durch die Ausführung nach Anspruch 3.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
In der Zeichnung ist ein Präzisions-Kreuzspulkopf perspektivisch dargestellt. Fig. 2 zeigt Diagramme zur Veranschaulichung des Meß- und Regelverfahrens. Derartige Präzisionsspulköpfe sind in mehreren horizontalen und vertikalen Reihen nebeneinander in einer Präzisions-Kreuzspulmaschine angeordnet.
Der Präzisions-Kreuzspulkopf ist in einer senkrechten Ständerplatte 1 angeordnet. An der Ständerplatte 1 ist die Spulspindel 3, auf welcher die Spule mit der Spulhülse aufgespannt ist, auskragend gelagert. Der Spulspindel 3 ist die Changiereinrichtung zum Changieren des zulaufenden Fadens 12 zugeordnet. Die Changiereinrichtung parallel zur Spule besteht aus dem Gehäuse 11, in dem eine Kehrgewindewelle 10 drehbar gelagert ist, und dem von der Kehrgewindewelle in einer Geradführung hin- und herbewegten Changierfadenführer 9, der den Faden 12 auf der Spule verlegt. Um einen gleichbleibenden Abstand zwischen der Oberfläche der Spule 2 und der Changiereinrichtung zu bewerkstelligen, ist eine Stützrolle 28 am Gehäuse 11 der Changiereinrichtung frei drehbar gelagert.
Die Changiereinrichtung mit der Kehrgewindewelle ist an einem Schlitten 13 befestigt. Der Schlitten 13 ist in einer Schlittenführung 14 gelagert, die eine geradlinige Bewegung - radial oder sekantial zur Spule - zuläßt. Eine Feder 15 wirkt dabei auf den Schlitten derart ein, daß die Changiereinrichtung sich während der gesamten Spulreise mit ihrer Stützrolle 28 gegen die Spulenoberfläche abstützt, jedoch dem größer werdenden Durchmesser der Spule 2 ausweichen kann.
Der zugeführte Faden 12 läuft, bevor er vom Changierfadenführer 9 auf der Spulenoberfläche verlegt wird, über zwei ortsfeste Rollen 5 und 6, zwischen welchen ein Tänzerarm 7 mit einer Tänzerrolle 29 schwenkbar angeordnet ist. Die Tänzerrolle liegt unter dem Gewicht des Tänzerarmes auf dem Faden auf . Durch das Anwachsen der Spule 2 und die Verkürzung der zwischen den Fadenführern 5 und 6 gebildeten Fadenschleife (Durchhang) wird der Schwenkwinkel des Tänzerarmes geändert und in Abhängigkeit hiervon durch eine mechanisch-elektrische Tänzerarmregelung 8 die Drehzahl des Antriebsmotors 4 für die Spulspindel elektronisch nachgeregelt.
Auf der anderen Seite der Ständerplatte (vom Betrachter aus gesehen vorne) ist der Antriebsmotor 4 für den Antrieb der Spulspindel 3 befestigt. Dieser treibt über eine Zahnriemenscheibe 31 und Zahnriemen 32 eine auf dem diesseits der Ständerplatte aufkragend angeordneten Ende der Spulspindel 3 drehfest angeordnete Zahnriemenscheibe 33 und hiermit die Spulspindel 3 zentral an. Die Spulspindel ist mit der Kehrgewindewelle 10 getrieblich verbunden, und zwar durch Zahnriemenscheibe 16 und Zahnriemen 19 und Zahnriemenscheibe 18 mit einer Vorgelegewelle 30 sowie von dort aus durch eine weitere Zahnriemenscheibe 26 über Zahnriemen 20 und Zahnriemenscheibe 17 mit der Kehrgewindewelle 10. Die Vorgelegewelle 30 ist gegenüber der Spulspindel 3 und gegenüber der Kehrgewindewelle 10 durch je einen Schwenkhebel 23 bzw. 22 abgestützt und in den freien Enden dieser Schwenkhebel drehbar gelagert.
Durch die getriebliche Verbindung zwischen Spulspindel 3 und Kehrgewindewelle 10 ist während der gesamten Spulreise das Verhältnis der Spulspindeldrehzahl und der Changierfrequenz konstant.
Der Faden läuft mit konstanter Geschwindigkeit zu. Dadurch bildet sich zwischen den Fadenführern 5 und 6 infolge des konstanten Gewichts des Tänzerarmes 7 mit der Tänzerrolle 29 - eventuell verstärkt durch eine Feder - ein Durchhang. Die Größe dieses Durchhanges wird bestimmt zum einen durch die Zuliefergeschwindigkeit des Fadens und zum anderen durch die AufWickelgeschwindigkeit. Die Größe dieses Durchhanges wird auf einen konstanten Wert ausgeregelt. Dabei müssen allerdings die Schwankungen, die durch die Changierbewegung entstehen, zugelassen werden. Hierzu ist die Achse des Tänzerarmes mit einer Regeleinrichtung 8 verbunden. Durch die Regeleinrichtung 8 wird der Antriebsmotor 4 angesteuert. Wenn sich der Durchhang des Fadens vergrößert und folglich der Tänzerarm 7 im Uhrzeigersinn schwenkt, wird die Antriebsdrehzahl des Spindelmotors 4 erhöht. Verringert sich der Durchhang, wird die Antriebsdrehzahl herabgesetzt. Der Tänzerarm 7 und die Regeleinrichtung 8 sind also in einen Regelkreis einbezogen, durch den der Durchhang der Fadenschleife zwischen den Fadenführern 5 und 6 ausgeregelt wird.
Im einzelnen ist die Steuerung des Antriebsmotors 4 so ausgelegt, daß die folgenden Funktionen ausgeführt werden:
Zum Fadenanlegen wird der Antriebsmotor 4 mittels Schalter 34 am Tänzerarm so geschaltet, daß der Motor 4 den Spulkopf (Spule 2) über einen Anlegedrehzahlregler 37 mit einer konstant vorgegebenen Antriebsgeschwindigkeit antreibt. Die Geschwindigkeit wird so gewählt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der auf die Spulspindel 3 aufgespannten Leerhülse über der Fadengeschwindigkeit liegt.
Zum Fadenfangen ist der Schlitten 13, auf dem die Changierung mit dem Changierfadenführer 9 und der Kehrgewindewalze 10 gelagert ist, - im Bild - nach rechts gefahren, so daß die Stützrolle 28 nicht an dem Umfang der Leerhülse anliegt und der Changierfadenführer 9 nicht in Berührung mit dem Faden gelangt.
Zum Fadenanlegen wird der Faden zunächst über die Fadenführer 5 und 6 geführt und um die Tänzerrolle 29 geschlungen. Der Faden wird sodann an die Leerhülse angelegt und von der sich drehenden Leerhülse gefangen.
Dadurch hebt der Tänzerarm 7 aus seiner unteren Stop-Position ab und schaltet dabei von dem Anlegedrehzahlregler 37 über den Schalter 34 am Tänzerarm auf die Tänzerarmregelung 38 um.
Der Tänzerarm mit der Drehrolle 29 ist mit einem Drehsensor 40 verbunden. Durch den Drehsensor wird die Position und die Geschwindigkeit des Tänzerarms erfaßt. Es kann sich hierbei zum Beispiel um einen magneto-resistiven Sensor handeln. Dieser magneto-resistive Sensor weist eine ortsfeste ferro agnetische Schicht auf, die in einem Stromkreis eingeschlossen ist. Auf diese ferromagnetische Schicht wirkt ein Magnet ein, der mit dem Tänzerarm drehbar ist. Durch Änderung der Drehlage des Magnetfeldes verändert sich auch der elektrische Widerstand der ferromagnetischen Schicht, so daß der Spannungsabfall an der ferromagnetischen Schicht ein Maß für die Drehlage des Tänzerarms ist.
Zusätzlich zu der Position des Tänzerarmes wird auch die Geschwindigkeit des Tänzerarmes, und zwar nach Höhe und Richtung, gemessen. Hierzu wird die Messung in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt und daraus die Geschwindigkeit ermittelt. Die laufend ermittelten Positions-Meßwerte und die Geschwindigkeits-Meßwerte werden nun dem Regler aufgegeben.
Der Regler weist einen Speicher mit verschiedenen Speicherbereichen auf.
In den Positions-Speicherbereich sind Positions- Quantitätsbereiche gespeichert. Diese Positions- Quantitätsbereiche sind in Fig. 2A dargestellt. Die Quantitäts- Bereiche definieren einen Zugehörigkeitswert, mit dem ein bestimmter Positions-Meßwert zu dem zuvor definierten Positions- Quantitätsbereich gehört. Diese Zugehörigkeitswerte liegen in einer Skala von 0 bis 1. Jeder Quantitäts-Bereich ist eingeteilt in einen Hauptbereich und einen Übergangsbereich. In dem Hauptbereich hat der Zugehörigkeitswert den Wert 1. In dem Übergangsbereich fällt der Zugehörigkeitswert zu dem jeweilig benachbarten Quantitäts-Bereich von 1 auf 0 abfällt, wobei allerdings Überschneidungen zu dem benachbarten Übergangsbereich vorkommen.
In Figur 2A sind Positions-Quantitätsbereiche I bis III dargestellt.
In Fig. 2A bezeichnet zum Beispiel die horizontale Linie des Hauptbereiches Ia den Positions-Quantitätsbereich: "weit unten". D.h.: alle Meßwerte der Tänzerarm-Position, die zwischen (z. B. ) 10 und 5 Meßwerteinheiten liegen, werden als "weit unten" bezeichnet, mit dem Zugehörigkeits-Wert UP = 1. Der Übergangsbereich Ib des Quantitätsbereiches I erfaßt alle Meßwerte, die nur noch mit Einschränkung dem Quantitätsbereich "weit unten" zugeordnet werden können.
Der Quantitätsbereich II erfaßt alle Meßwerte, die man als "mittel" bezeichnen würde. Dieser Quantitätsbereich II ist nur an einer Stelle mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1 ausgestattet. Es ist aus dem Diagramm ersichtlich, daß ein Meßwert von z. B. 3 Meßeinheiten sowohl dem Quantitätsbereich II mit dem Zugehörigkeitswert 0,3 als auch dem Quantitätsbereich III mit dem Zugehgörigkeitswert 0,7 zugeordnet würde. In ähnlicher Weise bezeichnet der Quantitätsbereich III alle Positionsmeßwerte, die man als "sehr hoch" bezeichnen würde.
In ähnlicher Weise werden auch alle vorkommenden Meßwerte der Geschwindigkeit vorbestimmten, in einen Geschwindigkeits- Speicherbereich gespeicherten Geschwindigkeits-Quantitätsbereiche eingeteilt. Die gesamte Skala der vorkommenden Meßwerte ist hier entsprechend Fig. 2B in fünf Quantitätsbereiche I, II, III, IV, V eingeteilt, wobei
der Quantitätsbereich I alle Meßwerte erfaßt, die nach unten gerichtet und "sehr hoch" sind,
der Quantitätsbereich II alle Meßwerte erfaßt, die nach unten gerichtet und "mittelhoch" sind,
der Quantitätsbereich III alle Meßwerte erfaßt, die im wesentlichen "gleich Null" oder "niedrig" einzustufen sind,
der Quantitätsbereich IV alle Meßwerte erfaßt, die nach oben gerichtet und "mittelhoch" einzustufen sind,
der Quantitätsbereich V alle Meßwerte erfaßt, die nach oben gerichtet und "sehr hoch" sind.
Es gibt weiterhin einen Speicherbereich, in dem alle in Betracht kommenden AusgangsSignale des Reglers - im Rahmen dieser Anmeldung als 'Stellwert' bezeichnet - vorbestimmten Stellwert- Qualitätsbereichen zugeordnet sind.
In Figur 2C ist dargestellt, daß die Skala der vorkommenden Stellwerte in fünf Quantitätsbereiche eingeteilt ist. Dabei sind die in Betracht kommenden Stellwerte folgenden Quantitätsbereichen zugeordnet: I: Drehzahl stark erniedrigen
II: Drehzahl weniger stark erniedrigen
III: Drehzahl konstant lassen
IV: Drehzahl weniger stark erhöhen
V: Drehzahl stark erhöhen.
Der Speicher besitzt ferner einen Speicherbereich, in dem als Regel-Algorithmus jede vorkommende Kombination von Positions- Quantitätsbereichen und Geschwindigkeits-Quantitätsbereichen einem bestimmten Stellwert-Qualitätsbereich nach Fig. 2C zugeordnet ist.
Bei der gewählten Unterteilung der Quantitätsbereiche gibt es 15 derartige Kombinationen. Der Regel-Algorithmus lautet zum Beispiel:
Wenn die Geschwindigkeit zum Quantitätsbereich positiv "mittel" gehört und die Position des Tänzerarmes zum Quantitätsbereich "weit oben" gehört, dann sei die Stellgröße dem Quantitätsbereich "negativ mittel" = "Drehzahl weniger stark erniedrigen" entnommen.
In einem ersten Beispiel sei die Position des Tänzerarms 'positiv 10 Maßeinheiten' und die Geschwindigkeit 'positiv 8 Maßeinheiten' . Das bedeutet, daß der aktuelle Meßwert der Position dem Positions-Quantitätsbereich III = "weit oben" mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1 zugeordnet wird. Der aktuelle Meßwert der Geschwindigkeit wird dem Geschwindigkeits- Quantitätsbereich IV "positiv mittel" mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1,8 zugeordnet.
Aus dem eingespeisten Regler-Algorithmus (der hier zufällig bereits zitiert ist) entnimmt daher die Rechnereinheit des Reglers, daß dieser Kombination der Stellwert-Quantitätsbereich II = Drehzahl weniger stark erhöhen, zugeordnet werden sollte.
Dabei ergibt sich der Zugehörigkeitswert (Erfüllungswert) des Stellwertes zu dem ausgewählten Quantitätsbereich II zum Beispiel durch Multiplikation der Zugehörigkeits-Werte für Position und Geschwindigkeit zu ihrem jeweils in Betracht kommenden Quantitätsbereich. Dabei kann vor dieser Multiplikation oder sonstigen Überlagerung auch noch eine Gewichtung der Zugehörigkeits-Werte erfolgen, die das Vertrauensmaß der Zugehörigkeit wiedergibt.
Das Ergebnis ist der Erfüllungswert.
Im vorliegenden Falle sei der Gewichtungsfaktor (Vertrauensmaß) für beide Zugehörigkeitswerte = 1. Damit ergibt sich der Zugehörigkeitswert (Erfüllungswert) für den Stellwert zu seinem ausgewählten Quantitätsbereich mit ebenfalls 0,8.
In Figur 2C ist dargestellt, daß damit von dem Stellwert- Quantitätsbereich II "negativ mittel" die unter der 0,8- Horizontalen liegende Fläche den Bereich angibt, aus dem der Stellwert ausgewählt wird. Auch hierfür enthält der Rechner einen Regel-Algorithmus. Dieser Regel-Algorithmus kann beispielsweise besagen, daß der Stellwert die Abszisse des Flächenschwerpunktes der Fläche ist, die von dem in Betracht kommenden Quantitätsbereich durch den Zugehörigkeitswert abgeschnitten wird. Diese Fläche ist in Fig. 2C schraffiert. Die Abszisse des Schwerpunktes und damit der Stellwert hat den Wert -3. Dieser Wert wird dem Motor zur Herabsetzung der Drehzahl vorgegeben.
In einem weiteren Beispiel sei der aktuelle Geschwindigkeits- Meßwert wiederum = 8 Meßeinheiten. Der Positions-Meßwert betrage dagegen 3 Meßeinheiten.
Das bedeutet, daß diese Meßwerte dem Geschwindigkeits- Quantitätsbereich IV "positiv mittel" sowie dem Positions- Quantitätsbereich II "neutral" mit dem Zugehörigkeitswert 0,7 sowie dem Quantitätsbereich III "weit oben" mit dem Zugehörigkeitswert 0,3 zugeordnet sind.
Es sei nun weiterhin in dem Speicherbereich für den Regel- Algorithmus eingespeichert:
Wenn die Geschwindigkeit "positiv mittel" und die Stellung "neutral", dann sei die Stellgröße "neutral" sowie weiter:
Wenn die Geschwindigkeit "positiv hoch" und die Stellung neutral, dann sei die Stellgröße "negativ-mittel" .
Der Rechner entnimmt dem Speicher aus den insgesamt 15 Regel- Algorithmen diese Regel-Algorithmen und ordnet demgemäß dem aktuellen Meßwert die Stellwert-Quantitätsbereiche II und III zu. Dies ist in Fig. 2D dargestellt. Der Zugehörigkeits-Wert des Stellwertes zu dem jeweiligen Quantitätsbereich ergibt sich aus den Zugehörigkeitswerten des Meßwertes zu den zugeordneten Positions- bzw. Geschwindigkeits-Quantitäts-Bereichen durch Überlagerung wie zuvor beschrieben. Eventuell erfolgt noch eine Multiplikation mit dem Vertrauensmaß, das zwischen Null (0) und Eins (1) vorbestimmt ist. Es sei hier = 1.
Der Stellwert-Quantitätsbereich II besitzt also einen Zugehörigkeits-Wert von 0,7 x 0,8 = 0,56 und der Stellwert-Quantitätsbereich III einen Zugehörigkeits-Wert
von 0,3 x 0,8 = 0,24.
Die durch diese Zugehörigkeitswerte in den Zugehörigkeits¬ bereichen markierte Fläche ist in Fig. 2D wiederum schraffiert.
Der Rechner ist nun wiederum so programmiert, daß er den Flächenschwerpunkt der Fläche ermittelt, welche die ausgewählten durch die jeweiligen Zugehörigkeitswerte begrenzten Quantitätsbereiche bedecken; d. h.: die sich überschneidende Fläche wird nur einmal gerechnet, im übrigen wird die Summe der Quantitätsbereiche gebildet, die durch die zugeordneten Zugehörigkeitswerte begrenzt sind.
Wenn die Spule 2 voll ist, wird der Changierschlitten 13 wieder - im Bilde - nach rechts bis in seine Startposition gefahren. Am Ende der Spulreise oder bei einem Fadenbruch fällt der Tänzerarm in seine untere Position (Anlegeposition) zurück. Dadurch wird der Schalter 34 wieder umgeschaltet und die Anlegedrehzahlregelung 37 aktiviert. Die Anlegegeschwindigkeit an der neu aufgesteckten Leerhülse des Spulkpopfes wird somit zum erneuten Anlegen eines Fadens konstant gehalten.
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
senkrechte Ständerplatte Spule Spulspindel Antriebsmotor ortsfester Fadenführer ortsfester Fadenführer Tänzerarm, Fadenspannungsmesser Regeleinrichtung Changierfadenführer Kehrgewindewelle Gehäuse Faden Schlitten Schlittenführung Feder Zahnriemenscheibe Zahnriemenscheibe Getriebrad (Zahnriemenscheibe, Zwischenrad) Zahnriemen Zahnriemen freies Ende des Schwenkhebels 23 Stützhebel Schwenkhebel Schiebeverbindung für Schwenkhebel 23 Schiebeverbindung für Stützhebel 22 Getrieberad Stützrolle Tänzerrolle Anlenkung für Stütz- und Schwenkhebel, Vorlegewelle Zahnriemenscheibe für Antriebsmotor Zahnriemen Zahnriemenscheibe Schalter Schalter Schalter Anlegedrehzahlregler Tanzerarmregler (flink) Tanzerarmregler (träge) Drehsensor

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. AufSpülmaschine für einen mit konstanter Geschwindigkeit angelieferten
Faden, mit einer Changiereinrichtung zum Hin- und Herbewegen des
Fadens quer zu seiner Laufrrichtung, mit einer Spulspindel, die durch einen Spindelmotor angetrieben wird, mit einem Tänzerarm, der den Durchhang des Fadens vor der Changiereinrichtung erfaßt, mit einer Meßeinrichtung zur Erzeugung eines Stellungs- Meßwerts, welcher die Stellung des Tänzerarms repräsentiert, mit einem Regler, durch welchen der Stellungs-Meßwert in einen Motor-Stellwert umgesetzt und der Spindelmotor in Abhängigkeit von dem Motor-Stellwert gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet daß, die Meßeinrichtung während des Au spulbetriebs zusätzlich zu dem Stellungs-Meßwert einen Geschwindigkeits-Meßwert erzeugt, welcher Geschwindigkeits-Meßwert die
Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Tänzerarms repräsentiert, und daß der Motor-Stellwert durch Überlagerung des
Stellungs-Meßwerts und des Geschwindigkeits-Meßwerts - ggf. nach vorheriger Gewichtung - ermittelt wird.
2. AufSpülmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellungs-Meßwert und der Geschwindigkeits-Meßwert nach folgendem Verfahren überlagert werden:
2.1 die Meßwerte werden jeweils vorbestimmten Stellungs¬ bzw. Geschwindigkeits- Quantitätsbereichen zugeordnet wobei jeder der Quantitätsbereiche die Zugehörigkeit des jeweiligen Meßwertes zu einer vorbestimmten markanten Quantität auf einer Werteskala der Zugehörigkeitswerte definiert, wobei jeder der Quantitätsbereiche eingeteilt ist in
Hauptbereiche, denen der Zugehörigkeitswert = 1 zugeordnet ist, und
Übergangsbereiche, in welchen der Zugehörigkeitswert zu dem jeweilig benachbarten Quantitätsbereich von 1 auf 0 abfällt,und wobei sich benachbarte Übergangsbereiche überschneiden,
2.2 dem aktuellen Stellungs-Meßwert und dem aktuellen Geschwindigkeits-Meßwert werden die jeweiligen Zugehörigkeitswerte zu den ermittelten Quantitätsbereichen zugeordnet,
2.3 in einem Speicher wird allen vorkommenden Kombinationen von Stellungs- und Geschwindigkeits- Quantitätsbereichen ein bestimmter Stellwert- Quantitätsbereich zugeordnet,
2.4 die einstellbaren Motor-Stellwerte werden jeweils vorbestimmtenStellwert-Quantitätsbereichenzugeordnet wobei jeder der Quantitätsbereiche die
Zugehörigkeit zu einer vorbestimmten Quantität definiert, wobei jederStellwert-Quantitätsbereicheingeteilt ist in
Hauptbereiche, denen der Erfüllungswert = 1 zugeordnet ist, und
Übergangsbereichen, in welchen der Erfüllungswert zu dem jeweilig benachbarten Quantitätsbereich von 1 auf 0 abfällt, und wobei sich benachbarte Übergangsbereiche überschneiden,
2.5 aus dem Speicher werden die den aktuellen Kombinationen von Stellungs- und Geschwindigkeits- Quantitätsbereichen zugeordneten Stellwert- Quantitätsbereiche abgerufen,
2.6 durch Überlagerung der ermittelten Zugehörigkeitswerte des Stellungs- bzw. Geschwindigkeits- Meßwerts zu ihren jeweiligen Quantitätsbereichen wird - evtl. nach vorheriger Gewichtung - z.B. durch Multiplikation ein Erfüllungswert für jede ermittelte Kombination von Stellungs- und Geschwindigkeits- Quantitätsbereichen gebildet, wobei zusätzlich dieser Erfüllungswert noch mit einem zwischen Null (0) und Eins (1) vordefinierten Vertrauensfaktor multipliziert werden kann.
2.7 zu jeder dieser ermittelten Kombinationen von Stellungs- und Geschwindigkeits- Quantitätsbereichen wird der entsprechende Stellwert-Quantitätsbereich aus dem Speicher abgerufen,
2.8 jedem dieser Stellwert-Quantitätsbereiche wird der Erfüllungswert der zugehörigen Kombination zugeordnet,
2.9 eine Gewichtung der ermittelten Stellwert- Quantitätsbereiche nach ihrer Gesamtgröße und der Höhe des zugeordneten Erfüllungswerts wird durchgeführt,
2.10 der Motor-Stellwert wird so ausgewählt, daß er zumindest einem der ermittelten Stellwert- Quantitätsbereiche zugehört und daß seine Lage die Größe zu zuvor gewichteten Stellwert-Quantitätsbereiche berücksichtigt, wobei sich überschneidende gewichtete Stellwert- Quantitätsbereiche nur einmal berücksichtigt werden.
AufSpulmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor-Stellwert so ausgewählt wird, daß er die Abszisse des Schwerpunkts der Gesamtfläche ist, welche durch die Hüllkurve der zuvor gewichteten Stellwert- Quantitätsbereiche umschrieben wird.
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