DE10297812T5 - Filament winding apparatus and method and apparatus for voltage detection - Google Patents
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Abstract
Fadenspulvorrichtung,
bestehend aus:
einem Spulmechanismus zum Spulen eines Fadens
auf eine Hülse,
einer
Traversiervorrichtung zum Traversieren des auf die Hülse gespulten
Fadens mit einer bestimmten Traversierfrequenz,
einer Traversierführung, die
einen Schwenkpunkt zum Traversieren des Fadens bildet,
einem
Detektor zwischen der Traversierführung und der Traversiervorrichtung
zur Abgabe eines Detektionssignals entsprechend einer durch den
Faden ausgeübten
Kraft,
einer Analysiereinrichtung zur Bildung eines Frequenzspektrums
des Detektionssignals und
einer Extraktionseinrichtung zum
Extrahieren einer Spektralintensität entsprechend der Traversierfrequenz
des ausgegebenen Detektionssignals aus dem erhaltenen Frequenzspektrum,
wobei
die Fadenspannung entsprechend der extrahierten Spektralintensität erhalten
wird.Thread-winding device consisting of:
a winding mechanism for winding a thread onto a sleeve,
a traversing device for traversing the yarn wound on the sleeve with a specific traversing frequency,
a traverse guide, which forms a pivot point for traversing the thread,
a detector between the traverse guide and the traverse device for outputting a detection signal corresponding to a force exerted by the thread,
an analyzing device for forming a frequency spectrum of the detection signal and
extraction means for extracting a spectrum intensity corresponding to the traverse frequency of the output detection signal from the obtained frequency spectrum,
wherein the yarn tension is obtained according to the extracted spectrum intensity.
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spannungsermittlung und eine Fadenspulmaschine zum Spulen eines Fadens, insbesondere eine Fadenspulvorrichtung zum Spulen eines synthetischen Faserfilamentfadens wie eines kontinuierlich zugeführten Nylon- und Polyesterfadens.The The present invention relates to a method and an apparatus for voltage determination and a yarn winding machine for winding a Thread, in particular a thread-winding device for winding a synthetic fiber filament yarn such as a continuously fed nylon and polyester thread.
Stand der TechnikState of technology
Bei einem Spulautomaten (einer Spulmaschine), der einen kontinuierlich zugeführten synthetischen Faserfilamentfaden spult, ist es wichtig, den mit einer konstanten Frequenz von einem Spinnkopf kontinuierlich zugeführten Faden in einem konstanten Zustand zu spulen. Für diesen Zweck sind als Spulsteuertechnologie die Fadengeschwindigkeits- und die Fadenspannungssteuerung bekannt. Zum Beispiel ist die Fadengeschwindigkeitssteuerung ein Verfahren, die Umfangsgeschwindigkeit einer auf eine Hülse gewickelten Fadenschicht mit einer Liefergeschwindigkeit des Fadens durch Steuerung der Drehgeschwindigkeit eines Spindelmotors, der die Hülse dreht, in Übereinstimmung zu bringen, so dass die Drehgeschwindigkeit einer Kontaktrolle, die sich durch Kontaktieren der Umfangsfläche der auf die Hülse gewickelten Fadenschicht dreht, konstant wird.at an automatic winder (a winder), a continuous supplied synthetic fiber filament yarn, it is important to use the a constant frequency of a spinning head continuously fed thread to wind in a constant state. For this purpose are called Spulsteuertechnologie the thread speed and the thread tension control known. For example, the thread speed control is a method the peripheral speed of a wound on a sleeve thread layer with a delivery speed of the thread by controlling the rotational speed a spindle motor, the sleeve turns, in agreement to bring, so the rotational speed of a contact roller, which by contacting the peripheral surface of the wound on the sleeve Thread layer turns, becomes constant.
Obwohl die Spulgeschwindigkeit durch die Fadengeschwindigkeitssteuerung mit der Liefergeschwindigkeit in Übereinstimmung gebracht werden kann, gibt es Fälle, in denen sich, selbst wenn die Spulgeschwindigkeit stabilisiert ist, die Fadenspannung än dert. Um die Fadenqualität zu verbessern, ist die Stabilisierung der Fadenspannung wichtig.Even though the winding speed through the thread speed control can be matched with the delivery speed, are there cases in which, even if the winding speed stabilized is, the thread tension changed. To the thread quality To improve, the stabilization of the thread tension is important.
Um die Fadenspannungssteuerung durchzuführen, wird ein Spannungssensor zur Ermittlung der Fadenspannung verwendet. Zahlreiche Spannungssensoren ermitteln die Fadenspannung durch Kontaktieren des Fadens. Wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 60/47985 offenbart ist, wird entsprechend einem üblichen Detektionsverfahren die Fadenspannung durch Verformen des Fadens zwischen zwei Führungen gemessen. Wenn jedoch der Faden zwischen den Führungen verformt wird, wird eine Reibung erzeugt, und es entsteht ein nachteiliger Effekt, wie die zunehmende Erzeugung von Filamentbrüchen, so dass die Fadenqualität verschlechtert wird. Ein Verfahren zur Lösung dieses Problems ist in den japanischen Patentveröffentlichungen Nr. 51/44668 und Nr. 54/28106 offenbart. Dieses bekannte Verfahren sieht einen Spannungssensor direkt unter einem Traversierschwenkpunkt vor, so dass der Spannungssensor den traversierten Faden in der Nähe der Traversierumkehrungen kontaktiert. Da der Faden den Spannungssensor in der Nähe der Traversierumkehrungen kontaktiert, ist die Erzeugungsrate von Filamentbrüchen gering, und die Beeinträchtigung der Fadenqualität ist niedrig.Around to perform the thread tension control becomes a tension sensor used to determine the thread tension. Numerous voltage sensors determine the thread tension by contacting the thread. As in Japanese Patent Publication No. 60/47985 will be according to a usual Detection method the thread tension by deforming the thread between two guides measured. However, if the thread between the guides is deformed, a Friction generates, and there is an adverse effect, like the Increased production of filament breaks, so that the thread quality deteriorates becomes. A method of solution This problem is disclosed in Japanese Patent Publication No. 51/44668 and No. 54/28106. This known method sees one Voltage sensor directly under a Traversierschwenkpunkt before, so that the tension sensor traverses the traversed thread near the traversing reversals contacted. Because the thread is the voltage sensor near the traversing reversals contacted, the rate of production of filament breaks is low, and the impairment the thread quality is low.
Jedoch vibriert die Fadenspulmaschine aufgrund der Drehung der Hülse oder dergleichen selbst, und der Spannungssensor selbst kontaktiert den vibrierenden Faden. Da das Detektionssignal des Spannungssensors eine Fadenspannungskomponente, eine harmonische Komponente und eine mechanische Vibrationskomponente enthält, ist es schwierig, nur die Fadenspannungskomponente aus den Detektionssignalen zu separieren. Ein Verfahren zum Separieren nur der Fadenspannungskomponente besteht darin, die mechanische Vibrationskomponente, die eine hohe Frequenz hat, durch einen Tiefpassfilter oder dergleichen abzuschneiden. Da jedoch verschiedene Vibrationen in der Fadenspulmaschine auftreten und die Vibrationen nicht konstant sind, ist es schwierig, die zu unterdrückende Frequenz auszuwählen.however vibrates the yarn winding machine due to the rotation of the sleeve or the like itself, and the voltage sensor itself contacts the vibrating thread. Since the detection signal of the voltage sensor a thread tension component, a harmonic component and a contains mechanical vibration component, it is difficult only the To separate thread tension component from the detection signals. A method for separating only the thread tension component exists in it, the mechanical vibration component, which is a high frequency has to cut through a low pass filter or the like. However, since various vibrations occur in the yarn winding machine and the vibrations are not constant, it is difficult to suppressive Frequency.
Unter Berücksichtigung dieser Umstände liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Spannungsermittlungsverfahren, eine Spannungsermittlungsvorrichtung und eine Fadenspulmaschine mit einer Fadenermittlungsvorrichtung zu schaffen, die die Fadenspannungskomponente aus verschiedenen Komponenten extrahieren können, die im Ausgangssignal eines Spannungssensors enthalten sind.Under consideration this circumstance lies the present invention has the object, a voltage determination method, a voltage detecting device and a yarn winding machine to provide with a thread detection device, the thread tension component from different components that can extract in the output signal a voltage sensor are included.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.Is solved this task according to the invention by those in the independent claims defined characteristics. Expedient refinements result from the respective subclaims.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 1 oder 6 wird das Frequenzspektrum des Detektionssignals gebildet, und die Spektralintensität entsprechend der Traversierfrequenz wird extrahiert. Verschiedene Komponenten, wie die harmonische Komponente und die mechanischen Vibrationen, können beseitigt werden, um die Fadenspannung zu erhalten. Das Detektionssignal enthält die Vibrationskomponente und die harmonische Komponente der Fadenspulmaschine selbst, die sich aus der Drehung der Hülse oder dergleichen ergeben. Durch Analysieren der Frequenz kann jedoch die Spektralintensität entsprechend der Traversierfrequenz des Fadens extrahiert werden, und eine genaue Spannung, die keine verschiedenen Komponenten, wie die harmonische Komponente und die mechanischen Vibrationen, enthält, kann erhalten werden. Das Frequenzspektrum kann durch FFT (schnelle Fourier-Transformation) erhalten werden.According to the embodiment according to claim 1 or 6, the frequency spectrum of the detection signal formed, and the spectral intensity according to the traversing frequency is extracted. Various components, such as the harmonic component and the mechanical vibrations, can be eliminated to the To obtain thread tension. The detection signal contains the vibration component and the harmonic component of the yarn winding machine itself, the from the rotation of the sleeve or the like. However, by analyzing the frequency can corresponding to the spectral intensity the traversing frequency of the thread are extracted, and an accurate Tension that does not have different components, like the harmonic Component and the mechanical vibrations that may contain to be obtained. The frequency spectrum can be determined by FFT (fast Fourier transform) to be obtained.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 2 oder 7 kann, da der Pegel der Traversierfrequenz bestimmt wird, durch Begrenzen des Pegels der zu analysierenden Frequenz, die Frequenzauflösung grob auf eine Auflösung eingestellt werden, die zur Ermittlung der Fadenspannung erforderlich ist, und die zum Analysieren der Frequenz erforderliche Zeitperiode kann verkürzt werden.According to the embodiment of claim 2 or 7, since the level of the traversing frequency is determined by limiting the level of the frequency to be analyzed, the frequency resolution can be roughly set to a resolution required for the determination of the thread tension, and the time period required to analyze the frequency can be shortened.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 3 oder 8 hat das Detektionssignal eine Spektralintensitätsspitze im Frequenzspektrum entsprechend der Traversierfrequenz. Durch Berechnung der Fadenspannung aus der Spektralintensitätsspitze kann die Spannung genau ermittelt werden.According to the embodiment according to claim 3 or 8, the detection signal has a spectral intensity peak in the frequency spectrum corresponding to the traversing frequency. By calculation the thread tension from the spectral intensity peak can be the voltage be accurately determined.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 4 oder 9 kann durch Kontaktieren des Fadens, der seine Position periodisch ändert, indem er gegen einen Kontaktteil traversiert wird, entsprechend der periodisch auf den Kontaktteil durch den Faden aufgebrachten Kraft das Detektionssignal, das sich zyklisch entsprechend der Traversierfrequenz ändert, erhalten werden.According to the embodiment according to claim 4 or 9, by contacting the thread, its Periodically changes position, by traversing against a contact part, accordingly the periodically applied to the contact part by the thread force the detection signal which changes cyclically according to the traversing frequency is obtained become.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 5 oder 10 kann, da die Fadenspannung nahe den Traversierumkehrungen gemessen wird, ein nachteiliger Effekt, der durch den Spannungsdetektor auf den Faden einwirkt, auf ein Minimum reduziert werden, und die Fadenspannung kann ohne Verschlechterung der Fadenqualität ermittelt werden.According to the embodiment according to claim 5 or 10, since the thread tension near the Traversierumkehrungen is measured, an adverse effect by the voltage detector acting on the thread, be reduced to a minimum, and the Thread tension can be determined without degrading the thread quality become.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 11 oder 14 wird die Frequenz des Detektionssignals ermittelt, und die Daten entsprechend der Frequenzänderung des detektierten Körpers werden aus dem Analyseergebnis extrahiert. Durch Unterdrückung verschiedener Komponenten, wie der harmonischen Komponente und der mechanischen Vibrationen, kann daher die Spannung des detektierten Körpers erhalten werden. Zum Beispiel kann die Frequenz der Abtastung der Daten des Detektionssignals durch FFT (schnelle Fourier-Transformation) analysiert werden, und die Daten entsprechend der Frequenzänderung des detektierten Körpers können extrahiert werden.According to the embodiment according to claim 11 or 14 the frequency of the detection signal is determined and the data becomes according to the frequency change of the detected body extracted from the analysis result. By suppression of various Components, such as the harmonic component and the mechanical Vibrations, therefore, can receive the voltage of the detected body become. For example, the frequency of sampling the data of the Detection signal analyzed by FFT (fast Fourier transform) and the data corresponding to the frequency change of the detected body can be extracted become.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 12 oder 15 kann, da der Pegel der Frequenzänderung des detektierten Körpers bestimmt wird, durch Begrenzen des Pegels der zu analysierenden Frequenz, die Frequenzauflösung grob auf eine Auflösung eingestellt werden, die zur Ermittlung der Spannung erforderlich ist, und die zur Analyse der Frequenz erforderliche Zeitperiode kann verkürzt werden.According to the embodiment according to claim 12 or 15, since the level of the frequency change of the detected body is determined by limiting the level of the analyzed Frequency, the frequency resolution roughly on a resolution be set, which required to determine the voltage is and the time period required to analyze the frequency can be shortened become.
Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 13 oder 16 kann, da das Detektionssignal in den Daten entsprechend der Änderungsfrequenz des detektierten Körpers eine Spitze hat, die Spannung durch Berechnung der Spannung aus den Spitzendaten genau erhalten werden.According to the embodiment according to claim 13 or 16, since the detection signal in the data according to the frequency of change of the detected body a bit has the voltage out by calculating the voltage get the top data exactly.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings
Detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsformdetailed Description of a preferred embodiment
Anhand der Zeichnungen wird nun eine erfindungsgemäße Ausführungsform detailliert beschrieben.Based In the drawings, an embodiment of the invention will now be described in detail.
Die
Spulmaschine TW hat Spindeln
Eine
Traversiervorrichtung
Wie
Der
Spannungsdetektor umfasst die Sensorteile (Detektoren) S1 bis S6
zum Messen der Fadenspannung und eine Berechnungseinheit TC, um
aus den Detektionsausgangssignalen der Sensorteile S1–S6 die
Spannung zu erhalten. Wie
Wie
Die
CPU
Die
CPU
Die
Traversierfrequenz wird während
eines Fadenspulvorgangs geringfügig
verstellt, um die Form der Fadenschicht jeder Auflaufspule P1–P6 einzustellen.
Um z.B. den Spulwinkel (den Winkel, der durch die Drehrichtung der
Hülse
Es
wird nun die Ermittlung der Fadenspannung mittels des Spannungsdetektors
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Beispiel des Spannungsermittlungsvorgangs
ist in den
Wie
Wenn der Schaltzählerwert Nx 6 (S20: JA) erreicht hat, wird, da die Detektionssignale der Sensorteile S1–S6 in digitale Signale umgewandelt sind, der Schaltzählerwert Nx zurückgesetzt (S22), und der Abtastzählerwert Nd wird um 1 (S24) erhöht. Wenn der Zählerwert Nd 128 (S30: NEIN) erreicht hat, wird das Abtasten fortgesetzt. Wenn der Zählerwert Nd 128 (S30: JA) erreicht hat, wird, da 128 Abtastungen durchgeführt wurden, der Zählerwert Nd zurückgesetzt (S32), und ein Parameter FLUG, der die Beendigung der Abtastung anzeigt, wird auf "1" (S34) aktualisiert. Das Abtasten wird durch Wiederholen des gleichen Vorgangs fortgesetzt.If the switch counter value Reaches Nx 6 (S20: YES), since the detection signals of the Sensor parts S1-S6 converted into digital signals, the switching counter value Reset Nx (S22), and the sample counter value Nd is increased by 1 (S24). If the counter value Nd 128 (S30: NO), sampling is continued. When the counter value Nd 128 (S30: YES) is reached, since 128 scans have been performed, the counter value Reset Nd (S32), and a FLUG parameter indicating the completion of the scan is updated to "1" (S34). The sampling is continued by repeating the same operation.
Wie
Mittels
der erhaltenen Fadenspannung kann z.B. die Drehgeschwindigkeit der
Spindel
Die vorliegende Erfindung wurde anhand eines Beispiels beschrieben, bei dem der Spannungsdetektor der vorliegenden Erfindung in einer Fadenspulmaschine verwendet wird. Der Spannungsdetektor der vorliegenden Erfindung kann jedoch in jeder Vorrichtung ohne Einschränkung auf die Fadenspulmaschine verwendet werden. Weiterhin erfolgte die Beschreibung anhand der Ermittlung der Fadenspannung als Beispiel; jedoch ist die Ermittlung nicht auf einen Faden beschränkt, und die Spannung jedes Körpers kann ermittelt werden.The The present invention has been described by way of example. wherein the voltage detector of the present invention in a Filament winding machine is used. The voltage detector of the present However, the invention can be applied to any device without limitation the yarn winder can be used. Furthermore, the description was made based on the determination of the thread tension as an example; however, it is The determination is not limited to one thread, and the tension of each body can be determined.
Wirkungen der Erfindungeffects the invention
Gemäß dem ersten bzw. sechsten Anspruch wird das Frequenzspektrum des Detektionssignals erhalten, und die Spektralintensität entsprechend der Traversierfrequenz wird extrahiert. Daher können verschiedene Komponenten, wie die harmonische Komponente und mechanische Vibrationen, unterdrückt werden, um die Fadenspannung zu erhalten. Das Detektionssignal der Vibrationskomponente und die harmonische Komponente der Fadenspulmaschine selbst ergeben sich aus der Drehung der Hülsen oder dergleichen. Durch Analyse der Frequenz kann jedoch die Spektralintensität entsprechend der Traversierfrequenz des Fadens extrahiert werden, und eine genaue Spannung, die keine verschiedenen Komponenten, wie eine harmonische Komponente und mechanische Vibrationen, enthält, kann erhalten werden.According to the first or sixth claim, the frequency spectrum of the detection signal is obtained, and the spectral intensity according to the traversing frequency is extracted. Therefore, different Components, such as the harmonic component and mechanical vibrations, repressed to get the thread tension. The detection signal of Vibratory component and the harmonic component of the yarn winding machine even arise from the rotation of the sleeves or the like. By However, frequency analysis can match the spectral intensity the traversing frequency of the thread are extracted, and an accurate Tension that is not different components, like a harmonic Component and mechanical vibrations, can be obtained.
Gemäß dem zweiten bzw. siebten Anspruch kann, da der Pegel der Traversierfrequenz bestimmt wird, durch Begrenzen des Pegels der zu analysierenden Frequenz die Frequenzauflösung grob auf die Auflösung eingestellt werden, die zur Ermittlung der Fadenspannung erforderlich ist, und die zur Analyse der Frequenz erforderliche Zeitperiode kann verkürzt werden.According to the second or seventh claim can, since the level of Traversierfrequenz is determined by limiting the level of the analyzed Frequency the frequency resolution roughly on the resolution can be set, which required to determine the thread tension is and the time period required to analyze the frequency can be shortened.
Gemäß dem dritten bzw. neunten Anspruch hat das Detektionssignal eine Spitze der Spektralintensität im Frequenzspektrum entsprechend der Traversierfrequenz. Durch Berechnung der Fadenspannung aus der Spektralintensität der Spitze kann die genaue Spannung erhalten werden.According to the third ninth claim, the detection signal has a peak of the spectral intensity in the frequency spectrum according to the traversing frequency. By calculating the thread tension from the spectral intensity At the top, the exact tension can be obtained.
Gemäß dem vierten bzw. neunten Anspruch kann durch Kontaktieren des Fadens, der seine Position periodisch durch Traversieren ändert, des Kontaktteils, entsprechend der auf den Kontaktteil durch den Faden periodisch aufgebrachten Kraft, das Detektionssignal, das sich zyklisch entsprechend der Traversierfrequenz ändert, erhalten werden.According to the fourth or ninth claim can be made by contacting the thread, its Position changes periodically by traversing the contact part, accordingly the periodically applied to the contact part by the thread Force, the detection signal that changes cyclically according to the traversing frequency become.
Gemäß dem fünften oder zehnten Anspruch kann, da die Fadenspannung in der Nähe der Traversierumkehrungen gemessen wird, ein nachteiliger Einfluss, der auf den Faden durch den Spannungsdetektor ausgeübt wird, auf ein Minimum reduziert werden, und die Fadenspannung kann ohne Verschlechterung der Fadenqualität ermittelt werden.According to the fifth or Tenth claim may be because the thread tension is near the traversing reversals is measured, a detrimental influence on the thread through exercised the voltage detector will be reduced to a minimum, and the thread tension can be determined without deterioration of the thread quality.
Entsprechend dem elften bzw. vierzehnten Anspruch wird die Frequenz des Detektionssignals analysiert, und die Daten entsprechend der Frequenzänderung des untersuchten Körpers werden aus dem Analyseergebnis extrahiert. Daher können verschiedene Komponenten, wie eine harmonische Komponente und mechanische Vibrationen, unterdrückt werden, um die Spannung des untersuchten Körpers zu erhalten.Corresponding the eleventh and fourteenth claims, the frequency of the detection signal is analyzed, and the data become according to the frequency change of the examined body extracted from the analysis result. Therefore, different components, how a harmonic component and mechanical vibrations are suppressed, to maintain the tension of the examined body.
Gemäß dem zwölften bzw. fünfzehnten Anspruch kann, da der Pegel der Frequenzänderung des untersuchten Körpers bestimmt wird, durch Begrenzen des Pegels der analysierten Frequenz, die Frequenzauflösung grob auf eine Auflösung eingestellt werden, die zur Ermittlung der Spannung erforderlich ist, und die für die Analyse der Frequenz erforderliche Zeitperiode kann verkürzt werden.According to the twelfth or fifteenth Claim can, since the level of the frequency change of the examined body determined For example, by limiting the level of the analyzed frequency, the frequency resolution becomes coarse to a resolution be set, which required to determine the voltage is, and the for the analysis of the frequency required period of time can be shortened.
Entsprechend dem dreizehnten bzw. siebzehnten Anspruch kann, da das Detektionssignal in den Daten entsprechend der Frequenzänderung des untersuchten Körpers eine Spitze hat, durch Berechnung der Spannung aus den Spitzendaten eine genaue Spannung erhalten werden.Corresponding the thirteenth or seventeenth claim, since the detection signal in the data according to the frequency change of the examined body one Top has one, by calculating the tension from the top data exact voltage can be obtained.
ZusammenfassungSummary
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spannungsermittlung und eine Fadenspulvorrichtung mit der Spannungsermittlungsvorrichtung, die eine Spannungskomponente aus verschiedenen Komponenten, die in einem Spannungsdetektionssignal enthalten sind, extrahieren können.The The present invention relates to a method and an apparatus for voltage detection and a yarn-winding device with the voltage detection device, which is a voltage component of different components that are included in a voltage detection signal, can extract.
Eine
CPU
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