Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Durchmessers eines Wickelkörpers gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Ultraschall-Abstandsmessgerät gemäss Oberbegriff von Anspruch 4.
Aus der DD-PS 209 860 ist ein Verfahren zum Regeln der Schärgeschwindigkeit sowie eine nach diesem Verfahren betriebene Direktschärmaschine bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Ist-Wert der Fadengeschwindigkeit dadurch ermittelt, dass der Wickeldurchmesser des Kettbaumes durch kontaktlose Abtastung ermittelt wird und dass der Ist-Wert der Fadengeschwindigkeit aus dem ermittelten Wickeldurchmesser und der augenblicklichen Kettbaumdrehzahl berechnet wird. Zur Abtastung wird die Verwendung eines optischen oder eines kapazitiven Messgerätes vorgeschlagen.
Die berechnete Fadengeschwindgkeit wird zur Verfahrensregelung verarbeitet. Dabei kann ersichtlicherweise laufend der Ist-Wert der Fadengeschwindigkeit mit einem Soll-Wert verglichen werden, um unabhängig vom Wickel-Umfang die Fadengeschwindigkeit konstant zu halten. Auch ist es möglich, die effektive Fadengeschwindigkeit zu speichern, um z.B. bei nachfolgenden Wickelvorgängen den früher gespeicherten Wert als Soll-Wert abzurufen und auf diese Weise den zuverlässig identischen Wickelaufbau zu gewährleisten. Das ist vor allem dann nützlich, wenn Teil-Kettbäume gewickelt werden, die später zusammengeführt werden sollen.
Wenn der jeweilige Wickeldurchmesser bekannt ist, lässt sich ausserdem unschwer die Länge des aufgewickelten Fadens ermit teln, so dass Kettbäume mit vorherbestimmbarer, regelbarer Fadenlänge erzeugt werden können.
Aus der DE-OS 3 810 414 ist eine Messvorrichtung zur fortlaufenden Ermittlung des Durchmessers eines Wickelkörpers bekannt, bei dem das Messgerät als ein gegen den Wickelkörper gerichteter Ultraschall-Sender/Empfänger ausgebildet ist, der aus der Laufzeit zwischen dem Absenden eines Wellenimpulses und dem Empfang des Echo-Impulses den Durchmesser des Wickelkörpers bestimmt.
In der Praxis haben sich derartige berührungslose Abstands-Messeinrichtungen bislang nicht durchsetzen können. Dies liegt in erster Linie daran, dass die Anordnung der Abstands-Messeinrichtungen sowie die Art der eingesetzten Mess-Vorrichtungen offensichtlich keine zuverlässigen Messwerte ergeben. Obwohl nämlich Ultraschall-Entfernungsmessanordnungen sehr genaue Messergebnisse liefern, führt jede Abweichung der Ausrichtung des Schallbündels zu einem nicht tolerierbaren Messfehler. Um in diesem Zusammenhang genauere Messergebnisse zu erreichen, wird beim Stand der Technik vorgeschlagen, den Schallgeber um eine parallel zum Wickelkörper angeordnete Axe verschwenkbar zu lagern, um durch Abtasten der Kontur des Wickelkörpers die Achsellage besser bestimmen zu können.
Erfindungsgemäss hat sich nun gezeigt, dass sich auf überraschend einfache Weise dadurch besonders zuverlässige Messwerte ermitteln lassen, dass der Ultraschall-Sender einen Abstrahlwinkel aufweist, der höchstens 15 DEG (Winkelgrade) des Wickelkörpers bestreicht und wenn dabei das Schallbündel etwa auf das Zentrum des Wickelkörpers gerichtet ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Oberfläche, auf welche die Ultraschall-Wellen auftreffen, quasi-parallel wirkt, und dass ein relativ hoher Anteil der Echo-Impulse gleichzeitig reflektiert wird, so dass das auszuwertende Signal nur gerin gen Störgrössen-Anteil aufweist.
Besonders gute Messwerte lassen sich erzielen, wenn der \ffnungswinkel des Schallbündels etwa 4 DEG bis 13 DEG , vorzugsweise 5 DEG bis 10 DEG beträgt und wenn der Wellen-Sender in einem Abstand von etwa 30 Zentimeter bis 60 Zentimeter von der Oberfläche des Wickelkörpers entfernt angeordnet ist.
Durch diese Anordnung wird einerseits hohe Messgenauigkeit erreicht und andererseits eine derart hohe Schall-Intensität am Wickelkörper erzielt, dass die Messung durch einen etwa zwischen Sender und Wickel-Oberfläche befindlichen Fadenverband hindurch möglich ist.
Die Erfindung lässt sich bei den verschiedensten Wickelanordnungen einsetzen, wie z.B. beim Direktbäumen auf Schärmaschinen, bei Schlichtmaschinen, bei Assembliermaschinen, zur Herstellung von Kettbäumen oder Teilkettbäumen. Besonders vorteilhaft lässt sich die Erfindung aber beim Zetteln einsetzen, da der aufzuwickelnde Fadenverband dabei derart locker ist, dass der Ultraschall den Fadenverband besonders gut durchdringt und die Durchmesserbestimmung deshalb direkt im Bereich unter dem Fadenverband erfolgen kann.
Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Zettelanlage mit den Merkmalen der Erfindung,
Fig. 2 die Zettelmaschine gemäss Fig. 1 mit einer schematischen Darstellung eines Blockschaltbildes der Regelanordnung,
Fig. 3 die schematische Darstellung der Bremsstangenverstellung eines V-Gatters zum Einsatz bei einer Zettelanlage gemäss Fig. 1 und
Fig. 4 die Anordnung eines Ultraschall-Messgerätes mit den Merkmalen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Zettelanlage 1 bestehend aus Zettelmaschine 2 und Spulengatter 3. In gleicher Weise könnte z.B. auch eine Schäranlage aufgebaut sein.
In bekannter Weise werden von Spulen 5, die auf einem Spulengatter 3 angeordnet sind, Fäden 4 abgezogen, wobei durch Fadenspanner 6 eine vorbestimmbare Spannung erzeugt wird.
Auf dem Weg zur Zettelmaschine 2 passieren die Fäden 4 an der Frontseite des Spulengatters 3 Fadenwächter 7 und werden im Zettelkamm 8 zu einem geordneten Fadenverband 9 vereint. Der Fadenverband 9 läuft über eine Umlenkwalze 10 auf den Zettelbaum 11 wo er zum Wickel 12 aufgewickelt wird. Zur Kontrolle der gewünschten Wickeldichte ist eine Anpresswalze 13 vorgesehen, die durch nicht dargestellte, meist pneumatisch/hydraulische Mittel an den Wickel 12 gepresst wird.
Die Fadenspanner 6 sind mit Druckfedern 14 und Belastungsstangen 15 zur Verstellung der Fadenspannung versehen.
Um während des Wickelprozesses die Fadenspannung unabhängig von der Abnahme des Spulendurchmessers konstant zu halten, können über Verstellmotor 16, Verstellwelle 17 und Exzenter 18 die Vorspannungs-Werte auf den Fadenspanner durch die Druckfedern 14 so reduziert werden, dass die Fadenspannung auf einem eingestellten Soll-Wert erhalten bleibt.
Die Eingabe der verschiedenen Parameter, wie Fadenspannung, Geschwindigkeit, etc. erfolgt durch eine Bedienungsperson 19 am Bedienungspanel 20, das am Maschinengestell 21 angeordnet ist.
Als tragendes Element für den Zettelbaum 11, die Umlenkwalze 10, den Zettelkamm 8 und die Anpresswalze 13 dienen schematisch dargestellte Maschinengestelle 21.
Bekanntlich werden beim Zettelprozess eine Mehrzahl von Zettelbäumen 11 während eines Assemblierprozesses zu einem Kettbaum zusammengefasst. Damit der Aufbau des Kettbaumes homogen ist, müssen die einzelnen Zettelbäume mit gleichem Fadenzug, gleichen Durchmesserverhältnissen und gleichen Fadenlängen aufgebaut werden. Durch Unterschiede des Aufbaus können lose Fäden, überspannte Fäden oder andere Unregelmässigkeiten hervorgerufen werden, die eine Verwendung des assemblierten Kettbaumes unmöglich machen oder diese zumindest erschweren.
Gemäss Fig. 2 ist die Zettelanlage von Fig. 1 mit einer schematisch dargestellten Regelanordnung verbunden. Diese weist einen im Bereich des Zettelbaumes 11 angeordneten Ultraschall-Sensor 22 auf, welcher den Aussendurchmesser des Wickels 12 mittels Ultraschall abtastet. Der Sensor 22 ist dabei auf das Zentrum 23 des Zettelbaumes 11 ausgerichtet. Anders als z.B. optische oder kapazitive Fühler kann der Ultraschall-Sensor 22 die Wickeloberfläche unabhängig von Fadenart, Farbe, Struktur, etc. erfassen. Die Abstandsmessung erfolgt dabei in bekannter Weise durch Laufzeit-Messung der Echoimpulse. Ein Impulsgeber erzeugt einen kurzen Schall-Stoss, der vom Aussendurchmesser des Wickels reflektiert wird. Der im Sensor 22 vorgesehene Empfänger verstärkt die Echo-Signale.
Mit Hilfe eines Taktgebers wird die Schallwellenzeit vom Aussenden bis zum Empfang in Einzelschritte zerlegt, welche gezählt und zur Distanz bzw. Durchmesserbestimmung weiterverwendet werden können. Da die Position des Sensors 22 bekannt ist, kann aus der gemessenen Entfernung unmittelbar die Dicke des Wickels zu jedem Zeitpunkt gemessen werden.
Der \ffnungswinkel des vom Sensor 22 abgestrahlten Schall bündels beträgt beim Ausführungsbeispiel etwa 10 DEG . Dadurch wird gewährleistet, dass die auftreffenden und reflektierten Schallwellen nur einen ausserordentlich kleinen Teil der Oberfläche des Wickels 12 bestreichen, so dass keine Messfehler durch die Krümmung des Wickels 12 auftreten. Es hat sich gezeigt, dass erfindungsgemäss eine Messgenauigkeit von etwa 0,1 mm erreichbar ist, so dass der Wickelaussendurchmesser äusserst präzise ermittelt werden kann.
Der Zettelbaum 11 wird mit Hilfe eines Antriebsmotors 24 und nicht weiter dargestellten Übertragungsmitteln angetrieben um den vom Spulengatter 3 kommenden Fadenverband 9 aufzuwickeln. Während des Wickelvorgangs wird der Aussendurchmesser 12 fortwährend durch den Ultraschall-Sensor 22 berührungslos abgetastet. Vom Sensor 22 wird ein analoges Abstandssignal abgegeben und über Leitung 25 dem Analog/Digital-Wandler 26 zugeführt, der die digitalen Ausgangssignale an den Rechner 28 abgibt.
Die Abstandssignale werden in einem Summierglied 29 in Durchmesser-Werte R umgewandelt. Dazu wird der bei 30 eingegebene Abstandswert zwischen Sensor 22 und Zettelbaum-Zentrum 23 vorgegeben. Von diesem Abstandswert wird der vom Sensor 22 jeweils gemessene Abstand subtrahiert, woraus sich die jeweilige Dicke des Wickels 12 ermitteln lässt.
Der ermittelte Wert R wird nun auf verschiedene Weise ausgewertet: Durch Multiplikation mit dem Wert 2 lässt sich im Multiplikator 31 der Umfang oder Teilumfang des Wickels ermitteln.
Wie in Fig. 2 dargestellt, ist im Bereich des Zettelbaumzentrums 32 eine Impulsscheibe 32 mit einem Impulsgeber 33 angeordnet, der in Abhängigkeit von Umdrehungen oder Teilumdrehungen des Zettelbaumes 11 über eine Leitung 34 Impulse einem Taktgeber 36 zuführt.
Ein Summierglied 37 addiert z.B. 1 mal pro Umdrehung des Zettelbaumes 11 im Rhythmus des Taktgebers 36 den ermittelten Umfang zum gespeicherten Wert 38 für die Zettel-Länge.
Über eine Leitung 40 wird der Wert der ermittelten Zettellänge 39 an das Bedienungspanel 20 geliefert und dort fortwährend angezeigt.
Der am Panel 20 vor Wicklungsbeginn eingegebene Soll-Wert 43 für die Zettellänge wird über eine Leitung 41 dem Soll-Ist-Vergleicher 42 eingegeben. Sobald der Vergleicher 42 Übereinstimmung vom Soll-Wert und Ist-Wert feststellt wird über ein Leitung 44 der Antriebsmotor 24 abgeschaltet und der Wickelprozess unterbrochen.
Die vom Impulsgeber 32 erzeugten Impulse 35 werden in einem Impuls/Drehzahl-Wandler 45 in ein der Drehzahl entsprechendes Signal umgesetzt und in einem Multiplikator 46 mit dem Wert R zusammen so verarbeitet, dass sich daraus (aus Drehzahl und Umfang des Wickels) die Ist-Geschwindigkeit 47 des Fadenverbands ergibt. Diese kann über Leitung 48 zum Panel 20 geführt werden, um dem Bedienungspersonal angezeigt zu werden.
Am Panel 20 wird ausserdem zu Beginn des Zettelvorgangs die Soll-Zettelgeschwindigkeit 49 eingegeben. Der Soll-Wert wird über eine Leitung 50 einem Divisor 51 zugeführt. Da am zweiten Eingang des Divisors 51 der Radius-Wert R liegt, kann im Divisor 51 ein der Soll-Drehzahl entsprechendes Signal berechnet werden. (Soll-Geschwindigkeit v-Soll: 2Rist gleich Soll-Geschwindigkeit nsoll).
Vom Divisor 51 wird über Leitung 53 die Motorsteuerung 54 mit entsprechenden Stellsignalen beaufschlagt, so dass der Antriebsmotor 34 konstant auf dem eingestellten Geschwindigkeits-Soll-Wert gehalten wird.
Da vom Bedienungspanel aus sämtliche Soll-Werte verstellbar sind, kann auch während des Wickelvorgangs die Soll-Geschwindigkeit 49 verändert werden, wodurch im Divisor 51 eine neue Soll-Drehzahl ermittelt wird und der Antriebsmotor 24 über die Motorsteuerung 54 mit entsprechend geänderten Stellsignalen versorgt wird.
Während des Wickelprozesses wird die Anpresswalze 13 über einen Hebelarm 52, durch den Kraft-Zylinder 55 mit konstantem Druck an den Wickel 12 gepresst. Dadurch lässt sich z.B. beim Erzeugen von Teil-Bäumen ein annähernd gleicher Wickelaufbau gewährleisten.
Um eine Mehrzahl von Zettelbäumen 11 mit gleichem Durchmesser bei gleicher Umdrehungszahl und Zettellänge zu erzeugen, können die Daten des zuerst gewickelten Zettelbaumes 11 für das Kopieren der weiteren Zettelbäume gespeichert werden. Zur Durchführung dieser Speicherung ist erfindungsgemäss ein Speicher 57 vorgesehen, der vom Panel 20 aus mittels des Schalters 56 auf "Speichern" geschaltet werden kann. Durch die Umschaltung wird der Umschalter 58 auf den Anschluss für den Speicher 57 gelegt, so dass der ermittelte Radius aus dem Summierglied 29 an den Eingang des Speichers 57 gelegt wird und dort kontinuierlich gespeichert werden kann. Ausserdem werden dem Speicher 57 auch über seinen zweiten Eingang die Drehzahl-Impulse zur Speicherung zugeführt.
Soll nun ein Zettelbaum 11 (oder mehrere Zettelbäume) kopiert werden, wird der Schalter 56 betätigt und der Umschalter 58 geöffnet. Sobald ein Kopier-Schalter 67 aktiviert wird, wird der Umschalter 58 so umgelegt, dass die vom Sensor 22 gemessenen Ist-Werte des Radius nicht mehr in den Speicher 57 gelegt werden, sondern an einen Vergleicher 59. Am zweiten Eingang des Vergleichers 59 liegen die Ausgangssignale des Speichers 57 so dass am Eingang eines Differenz-Ermittlers 60 eine der Regelabweichung entsprechende Grösse anliegt. Die vom Differenz-Ermittler 60 festgestellte Regelabweichung wird zu einem Stellsignal umgeformt das über Leitung 61 an den Verstellmotor 16 abgegeben wird.
Verstellmotor 16 betätigt in der Folge über Verstellwelle 17 und Exzenter 18 die Belastungsstange 15, wodurch die Vorspannung der Druckfedern 14 geändert und die Fadenspannung durch den Fadenspanner 6 (Fig. 1) nachgeregelt wird.
Da bei einer Abnahme des Durchmessers der Spule 5 während des Wickelprozesses die Ballonbildung zwischen Spule und Fadenspanner sich verändert, resultiert daraus in der Regel eine Fadenspannung, welche den Wickelaufbau verändern kann. Besonders beim Erstellen von Mehrfachzettelbäumen kann dies im Produktionsablauf zu Störungen führen und den Wirkungsgrad stark beeinflussen. Zu diesem Zweck wird der erfindungsgemäss beschriebene Kopiervorgang durchgeführt, der mit einfachen Mitteln erlaubt, die bei der Erstellung eines ersten Zettelbaumes gespeicherten Werte abzurufen und diese zum Kopieren weiterer Zettelbäume so einzusetzen, dass sich bei gleichen Verfahrensparametern identische Wickel 12 ergeben. Diese können bei einer Assemblierung oder auf der Schlichtmaschine ohne Probleme zu einem Kettbaum vereinigt werden.
Die vom Differenz-Ermittler 60 abgegebenen Stellsignale können auch dazu verwendet werden, die Druckerzeugung im Kraftzylinder 55 mittels eines Druckreduzierventils 62 nachzuregeln, um die Andruckkraft der Anpresswalze 13 konstant zu halten bzw. dem Aussenradius des Wickels 12 anzupassen.
Durch das beschriebene Speichern von Verfahrensparametern, das unabhängig von der Art der Durchmesserbestimmung des Wickelbaumes (Ultraschall oder auf andere Weise) verwirklicht werden kann, lassen sich alle Einflüsse wie Feuchtigkeit, Temperatur, Geschwindigkeitsänderungen usw. die den Wickelvorgang beinflussen können, erfassen und quasi auf den zweiten und die folgenden Wickelbäume beim Kopieren übertragen. Da die Ist-Werte (Geschwindigkeit, Zettellänge usw.) des ersten Baumes gespeichert werden, gehen in die gespeicherten Werte auch sämtliche Störgrössen mit ein. Diese Ist-Werte mit allen Schwankungen und durch Störgrössen beeinflussten Abweichungen werden kopiert, so dass gleiche Zettelbäume ggf. mit gleichen Schwankungen erzeugt werden können, was wünschenswert ist.
Sofern zur Fadenführung V-Gatter vorgesehen sind, wie dies häufig bei Zettelanlagen der Fall ist, kann zur Regelung der Fadenspannung eine Anordnung gemäss Fig. 3 vorgesehen sein. Dabei wird der Faden 4 von der Spule 5 abgezogen und um die beiden stationären Stangen 63 geführt zwischen denen eine verstellbare Spannerstange 64 angeordnet ist. Die Spannerstange 64 kann durch den Verstellmotor 16 in Pfeilrichtung 67 verlagert werden, wodurch sich der Umschlingungswinkel des Fadens 4 und damit auch die Fadenspannung ändert. Bei der Anordnung gemäss Fig. 3 ist ausserdem noch ein bekannter Fadenwächter 66 und eine Fadenklemme 65 zum Straffhalten der Fäden beim Stillstand der Anlage vorgesehen.
Fig. 4 zeigt die Anordnung des Ultraschall-Sensors 22 an einem Zettelbaum. Der Ultraschall-Sensor 22 ist dabei im Abstand a vom Zentrum des Zettelbaumes 11 angeordnet. Der \ffnungswinkel alpha des Schallbündels beträgt 10 DEG . Daraus ergibt sich, dass zu Beginn des Wickelaufbaus, wenn die Entfernung zwischen der Oberfläche des Wickels 12 und dem Ultraschall-Sensor 22 am grössten ist, die Schallkeule einen Winkel beta von maximal 15 DEG Winkelgraden bestreicht. Dies gewährleistet besonders exakte Messung. Ausserdem lässt sich dadurch der Sensor 22 so anordnen, dass er durch den Fadenverband 9 auf die Oberfläche des Wickels 12 messen kann. Die Messstelle befindet sich dabei vorteilhaft direkt im Bereich der Aufwicklung.
The invention relates to a device for determining the diameter of a bobbin according to the preamble of claim 1 and an ultrasonic distance measuring device according to the preamble of claim 4.
A method for regulating the warping speed and a direct warping machine operated by this method are known from DD-PS 209 860. In this known method, the actual value of the thread speed is determined in that the winding diameter of the warp beam is determined by contactless scanning and that the actual value of the thread speed is calculated from the determined winding diameter and the current warp beam speed. The use of an optical or a capacitive measuring device is proposed for scanning.
The calculated thread speed is processed for process control. Obviously, the actual value of the thread speed can be continuously compared with a target value in order to keep the thread speed constant regardless of the winding size. It is also possible to save the effective thread speed in order to e.g. to call up the previously saved value as the target value in subsequent winding processes and in this way to ensure the reliably identical winding structure. This is particularly useful when winding partial warp beams that are later to be merged.
If the respective winding diameter is known, it is also easy to determine the length of the wound thread, so that warp beams with a predeterminable, adjustable thread length can be produced.
From DE-OS 3 810 414 a measuring device for continuously determining the diameter of a winding body is known, in which the measuring device is designed as an ultrasound transmitter / receiver directed against the winding body, which is based on the transit time between the transmission of a wave pulse and the reception of the echo pulse determines the diameter of the winding body.
In practice, such contactless distance measuring devices have so far not been able to establish themselves. This is primarily due to the fact that the arrangement of the distance measuring devices and the type of measuring devices used obviously do not result in reliable measured values. Although ultrasonic distance measuring systems deliver very precise measurement results, any deviation in the alignment of the sound beam leads to an intolerable measurement error. In order to achieve more precise measurement results in this context, it is proposed in the prior art to mount the sound generator so that it can pivot about an axis arranged parallel to the winding body, in order to be able to better determine the axis position by scanning the contour of the winding body.
According to the invention, it has now been found that, in a surprisingly simple manner, it is possible to determine particularly reliable measured values by the fact that the ultrasound transmitter has a radiation angle which covers a maximum of 15 ° (angular degrees) of the winding body and when the sound beam is directed approximately at the center of the winding body is. In this way it is ensured that the surface on which the ultrasound waves strike acts quasi-parallel, and that a relatively high proportion of the echo pulses is reflected at the same time, so that the signal to be evaluated has only a small proportion of disturbance variables.
Particularly good measured values can be achieved if the opening angle of the sound bundle is approximately 4 ° to 13 °, preferably 5 ° to 10 ° and if the wave transmitter is arranged at a distance of approximately 30 cm to 60 cm from the surface of the winding body is.
This arrangement on the one hand achieves high measurement accuracy and on the other hand achieves such a high sound intensity on the winding body that the measurement is possible through a thread structure located approximately between the transmitter and the winding surface.
The invention can be used in a wide variety of winding arrangements, such as in direct beaming on warping machines, in sizing machines, in assembly machines, for the production of warp beams or partial warp beams. However, the invention can be used particularly advantageously in the case of slip, since the thread bandage to be wound up is so loose that the ultrasound penetrates the thread bandage particularly well and the diameter can therefore be determined directly in the area under the thread bandage.
The invention is explained below in exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
1 is a slip system with the features of the invention,
2 the slip machine according to FIG. 1 with a schematic representation of a block diagram of the control arrangement,
Fig. 3 is a schematic representation of the brake rod adjustment of a V-gate for use in a slip system according to Fig. 1 and
Fig. 4 shows the arrangement of an ultrasonic measuring device with the features of the invention.
Fig. 1 shows a slip system 1 consisting of slip machine 2 and creel 3. In the same way, e.g. a warping plant should also be set up.
In a known manner, threads 4 are drawn off from bobbins 5, which are arranged on a bobbin creel 3, a predetermined tension being generated by thread tensioners 6.
On the way to the warping machine 2, the threads 4 pass through the thread monitor 7 at the front of the creel 3 and are combined in the warping comb 8 to form an ordered thread assembly 9. The thread assembly 9 runs over a deflecting roller 10 onto the slip tree 11 where it is wound up into the winding 12. To control the desired winding density, a pressure roller 13 is provided, which is pressed against the winding 12 by mostly pneumatic / hydraulic means, not shown.
The thread tensioners 6 are provided with compression springs 14 and loading rods 15 for adjusting the thread tension.
In order to keep the thread tension constant during the winding process, regardless of the decrease in the bobbin diameter, the pretension values on the thread tensioner can be reduced by the pressure springs 14 via the adjustment motor 16, the adjustment shaft 17, so that the thread tension is at a set desired value preserved.
The various parameters, such as thread tension, speed, etc., are entered by an operator 19 on the control panel 20, which is arranged on the machine frame 21.
Machine frames 21, shown schematically, serve as the supporting element for the slip tree 11, the deflection roller 10, the slip comb 8 and the pressure roller 13.
As is known, a plurality of slip trees 11 are combined to form a warp beam during an assembly process in the slip process. In order for the structure of the warp beam to be homogeneous, the individual slip beams must be constructed with the same thread tension, the same diameter ratios and the same thread lengths. Differences in the structure can cause loose threads, overstretched threads or other irregularities that make it impossible to use the assembled warp beam or at least make it more difficult.
According to FIG. 2, the slip system of FIG. 1 is connected to a control arrangement shown schematically. This has an ultrasound sensor 22 which is arranged in the region of the slip tree 11 and which scans the outside diameter of the winding 12 by means of ultrasound. The sensor 22 is aligned with the center 23 of the slip tree 11. Unlike e.g. The ultrasonic sensor 22 can detect the winding surface independently of thread type, color, structure, etc. optical or capacitive sensors. The distance measurement is carried out in a known manner by measuring the transit time of the echo pulses. A pulse generator generates a short burst of sound, which is reflected by the outside diameter of the winding. The receiver provided in sensor 22 amplifies the echo signals.
With the help of a clock, the sound wave time is divided into individual steps from transmission to reception, which can be counted and used for distance or diameter determination. Since the position of the sensor 22 is known, the thickness of the roll can be measured at any time from the measured distance.
The opening angle of the sound beam emitted by the sensor 22 is approximately 10 ° in the exemplary embodiment. This ensures that the incident and reflected sound waves only cover an extraordinarily small part of the surface of the winding 12, so that no measurement errors occur due to the curvature of the winding 12. It has been shown that, according to the invention, a measuring accuracy of approximately 0.1 mm can be achieved, so that the outside diameter of the winding can be determined very precisely.
The slip tree 11 is driven with the aid of a drive motor 24 and transmission means (not shown) in order to wind up the thread assembly 9 coming from the creel 3. During the winding process, the outer diameter 12 is continuously scanned by the ultrasound sensor 22 without contact. An analog distance signal is emitted by the sensor 22 and fed via line 25 to the analog / digital converter 26, which emits the digital output signals to the computer 28.
The distance signals are converted into diameter values R in a summing element 29. For this purpose, the distance value entered at 30 between sensor 22 and slip tree center 23 is specified. The distance measured by the sensor 22 is subtracted from this distance value, from which the respective thickness of the winding 12 can be determined.
The determined value R is now evaluated in various ways: by multiplying by the value 2, the circumference or partial circumference of the roll can be determined in the multiplier 31.
As shown in FIG. 2, a pulse disk 32 with a pulse generator 33 is arranged in the area of the card tree center 32, which feeds pulses to a clock generator 36 via line 34 as a function of revolutions or partial revolutions of the card tree 11.
A summing element 37 adds e.g. 1 time per revolution of the slip tree 11 in the rhythm of the clock 36 the determined extent to the stored value 38 for the slip length.
The value of the determined sheet length 39 is supplied to the control panel 20 via a line 40 and is continuously displayed there.
The setpoint value 43 for the slip length entered on the panel 20 before the start of the winding is input to the setpoint / actual comparator 42 via a line 41. As soon as the comparator 42 establishes agreement between the target value and the actual value, the drive motor 24 is switched off via a line 44 and the winding process is interrupted.
The pulses 35 generated by the pulse generator 32 are converted in a pulse / speed converter 45 into a signal corresponding to the speed and processed together in a multiplier 46 with the value R such that the actual values (from the speed and the extent of the winding) Speed 47 of the thread assembly results. This can be routed via line 48 to the panel 20 in order to be displayed to the operating personnel.
On the panel 20, the target note speed 49 is also entered at the beginning of the note process. The desired value is fed to a divisor 51 via a line 50. Since the radius value R is at the second input of the divisor 51, a signal corresponding to the target speed can be calculated in the divisor 51. (Target speed v target: 2R is equal to target speed n target).
Appropriate control signals are applied to the motor controller 54 from the divisor 51 via line 53, so that the drive motor 34 is kept constant at the set desired speed value.
Since all setpoint values can be adjusted from the control panel, the setpoint speed 49 can also be changed during the winding process, as a result of which a new setpoint speed is determined in the divisor 51 and the drive motor 24 is supplied with appropriately changed control signals via the motor controller 54.
During the winding process, the pressure roller 13 is pressed against the winding 12 with a constant pressure by means of a lever arm 52, through the power cylinder 55. This allows e.g. ensure an approximately identical winding structure when generating partial trees.
In order to generate a plurality of note trees 11 with the same diameter at the same number of revolutions and length, the data of the note tree 11 wound first can be stored for copying the other note trees. To carry out this storage, a memory 57 is provided according to the invention, which can be switched from the panel 20 to "save" by means of the switch 56. As a result of the changeover, the changeover switch 58 is placed on the connection for the memory 57, so that the radius determined from the summing element 29 is applied to the input of the memory 57 and can be stored there continuously. In addition, the speed 57 is also fed to the memory 57 via its second input for storage.
If a slip tree 11 (or several slip trees) is now to be copied, the switch 56 is actuated and the changeover switch 58 is opened. As soon as a copy switch 67 is activated, the changeover switch 58 is switched so that the actual values of the radius measured by the sensor 22 are no longer stored in the memory 57, but to a comparator 59. The second input of the comparator 59 contains them Output signals of the memory 57 so that a variable corresponding to the control deviation is present at the input of a difference determiner 60. The control deviation determined by the difference determiner 60 is converted into an actuating signal which is output to the adjusting motor 16 via line 61.
Adjusting motor 16 then actuates the loading rod 15 via adjusting shaft 17 and eccentric 18, as a result of which the pretension of the compression springs 14 is changed and the thread tension is readjusted by the thread tensioner 6 (FIG. 1).
Since the balloon formation between the bobbin and the thread tensioner changes as the diameter of the bobbin 5 decreases during the winding process, this generally results in a thread tension which can change the winding structure. Especially when creating multiple note trees, this can lead to disruptions in the production process and have a major impact on efficiency. For this purpose, the copying process described in accordance with the invention is carried out, which allows simple means to call up the values stored when a first slip tree is created and to use these for copying further slip trees in such a way that identical windings 12 result from the same process parameters. These can easily be combined to form a warp beam during assembly or on the finishing machine.
The control signals emitted by the difference determiner 60 can also be used to readjust the pressure generation in the power cylinder 55 by means of a pressure reducing valve 62 in order to keep the pressure force of the pressure roller 13 constant or to adapt it to the outer radius of the winding 12.
By saving process parameters as described, which can be implemented regardless of the type of diameter determination of the winding tree (ultrasound or in another way), all influences such as moisture, temperature, speed changes, etc., which can influence the winding process, can be detected and quasi on the second and the following wrapping trees transferred when copying. Since the actual values (speed, slip length, etc.) of the first tree are saved, all disturbance variables are also included in the saved values. These actual values with all fluctuations and deviations influenced by disturbance variables are copied so that the same slip trees can be generated with the same fluctuations, which is desirable.
If V-gates are provided for thread guidance, as is often the case with slip systems, an arrangement according to FIG. 3 can be provided for regulating the thread tension. The thread 4 is withdrawn from the bobbin 5 and guided around the two stationary rods 63 between which an adjustable tensioning rod 64 is arranged. The tensioning rod 64 can be displaced in the arrow direction 67 by the adjusting motor 16, as a result of which the wrap angle of the thread 4 and thus also the thread tension changes. In the arrangement according to FIG. 3, a known thread monitor 66 and a thread clamp 65 are also provided for keeping the threads taut when the system is at a standstill.
Fig. 4 shows the arrangement of the ultrasonic sensor 22 on a slip tree. The ultrasonic sensor 22 is arranged at a distance a from the center of the slip tree 11. The opening angle alpha of the sound beam is 10 °. It follows from this that at the beginning of the winding construction, when the distance between the surface of the winding 12 and the ultrasound sensor 22 is greatest, the sound lobe covers an angle beta of a maximum of 15 ° angular degrees. This ensures particularly precise measurements. In addition, the sensor 22 can thereby be arranged in such a way that it can measure onto the surface of the winding 12 through the thread assembly 9. The measuring point is advantageously located directly in the winding area.