DE19631753C2 - Verfahren zur Kollisionsüberwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsüberwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine, insbesonde­ re einer Spulenbank eines Flyers, sowie eine Spinnereimaschi­ ne, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.

Bei Spinnereimaschinen mit selbsttätigen Spulenwechselvorrich­ tungen kann es z. B. bei Fehlfunktionen der Spulenwechselvor­ richtung sowie bei einer fehlerhaften Bestückung der die lee­ ren Hülsen bzw. vollen Spulen zuführenden bzw. abführenden Vorrichtung zu einer Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung kommen. Es wurden daher verschiedene Verfahren bzw. Vorrichtungen für das Über­ wachen des Spulenwechselvorgangs entwickelt, welche den kor­ rekten Ablauf des selbsttätigen Spulenwechselvorgangs sicher­ stellen, zumindest jedoch eine Beschädigung der Spinnereima­ schine bzw. der Spulenwechselvorrichtung ausschließen sollen.

So ist beispielsweise aus der DE 40 37 880 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Spulenwechselvorgangs bei einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Ringspinnma­ schine, bekannt, wobei die Arbeitsstellen der Maschine indivi­ duell über mindestens einen, entlang einer Reihe von Greif­ organen einer selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung beweg­ baren Wandersensor überwacht werden. Dabei wird das Greifen und Freigeben von Hülsen bzw. Kopsen durch die Greiforgane der Spulenwechselvorrichtung überwacht. Mittels einer derartigen Vorrichtung ist u. a. sofort erkennbar, wenn in fehlerhafter Weise mittels eines bestimmten Greifers eine volle Spule nicht von der betreffenden Spindel der Spinnereimaschine abgezogen wird. In diesem Fall wird das Aufsetzen einer leeren Hülse auf die betreffende Spindel von vornherein unterbunden, da anhand des erzeugten Fehlersignals entweder der gesamte Spulenwech­ selvorgang oder zumindest der Spulenwechselvorgang an der betreffenden Spinnstelle gestoppt werden kann.

Gegenüber anderen bekannten Überwachungsverfahren, welche mittels einer Lichtschranke eine Abtastung mehrerer oder sämt­ licher Spulen einer Spinnereimaschine abtasten, ergibt sich bei der Verwendung eines Wandersensors der Vorteil, daß mit der Erzeugung eines Fehlersignals auch sofort die Information verfügbar ist, an welcher der Spinnstellen der Fehler aufge­ treten ist.

Die erwähnte Möglichkeit der Überwachung mittels einer Licht­ schranke ist beispielsweise aus der DE 38 36 330 A1 bekannt. Hierbei verläuft der Taststrahl der Lichtschranke durch einen Bereich der Spinnereimaschine oder der Spulenwechselvorrich­ tung, der durch die in einer Reihe angeordneten Spulen oder Hülsen in einer Phase des Wechselvorgangs eingenommen und in einer anderen Phase verlassen sein soll. Wenn ein Greiforgan der selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung versagt und eine Spule oder Hülse in der anderen Phase in dem abgetasteten Bereich verbleibt, wird durch die Spule oder Hülse die Licht­ schranke unterbrochen und ein Fehlersignal abgegeben, das für das Stoppen des Spulenwechselvorgangs oder zur Erzeugung eines Bedienerrufs verwendet werden kann. Allerdings ist mit einer derartigen Vorrichtung nicht erkennbar, wenn bereits vor Be­ ginn des Wechselvorgangs an einer bestimmten Arbeitsstelle keine Hülse bzw. Spule vorhanden war und aus diesem Grund selbstverständlich auch nicht zurückbleiben konnte. Diese Fehlermöglichkeit ist jedoch statistisch gesehen von geringe­ rer Bedeutung. Zudem kann es beim Fehlen einer leeren Hülse bzw. einer vollen Spule am jeweiligen Ausgangsort nicht zu einer derart gravierenden Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der Spulenwechselvorrichtung kommen, wie dies der Fall ist, wenn am Ausgangsort eine leere Hülse bzw. eine volle Spule vorhanden ist und am Zielort in fehlerhafter Weise die betreffende volle Spule bzw. leere Hülse nicht abgezogen wur­ de. Denn in diesem Fall kann es infolge einer Kollision der leeren Hülse mit der vollen Spule zu einer schwerwiegenden Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der Spulenwechselvor­ richtung kommen.

Des weiteren ist es zu Erkennung unzulässiger Betriebsweisen bei Spinnereimaschinen bekannt, die Antriebsleistung von Moto­ ren zu Bewegung von Maschinenteilen zu überwachen und bei einem Überschreiten eines vorbestimmten einstellbaren Soll­ werts die Maschine abzuschalten (z. B. US 4 592 197 oder WO 85/04908). Anstelle einer Überschreitung eines Sollwerts kann auch ein anomal steiler Anstieg der vom Motor aufgenommenen Leistung detektiert werden (WO 85/04908).

Diese Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie infol­ ge des stark variierenden Gewichts einer Spulenbank nicht zu deren Kollisionsüberwachung einsetzbar sind bzw. eine relativ hohen Aufwand bei der Realisierung erfordern.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kollisions­ überwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Spulenbank eines Flyers, zu schaffen, mit dem eine Beschädigung der Spinnereimaschine oder einer dieser zugeordneten Vorrichtung sicher vermieden wird und welches mit möglichst geringem Aufwand realisierbar ist. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spinnereima­ schine zu schaffen, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patent­ ansprüche 1 bzw. 6.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Antrieb für das bewegbare Element der Spinnereimaschine während einer zulässigen Betriebsweise eine bestimmte Leistung aufnimmt bzw. abgibt. Unzulässige Betriebsweisen, beispielsweise bei der Kollision des bewegbaren Elements der Spinnereimaschine mit einem weiteren Element, führen zu Abweichungen in der vom Abrieb aufgenommenen bzw. abgegebenen Leistung während einer zulässigen Betriebsphase, wobei bei Detektieren einer unzuläs­ sig hohen Abweichung ein Fehlersignal erzeugt wird.

Anstelle der direkten Erfassung der aufgenommenen bzw. abgege­ benen Leistung des Antriebs kann selbstverständlich auch eine damit gekoppelte Größe gemessen werden. Beispielsweise kann hierzu das vom Antrieb abgegebene mechanische Drehmoment er­ faßt werden, das über die Drehzahl eines Elements im System des Antriebs mit der abgegebenen Leistung verknüpft ist.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die Bewegung des bewegbaren Elements nach einer Anfahr­ phase mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit erfolgt. In diesem Fall kann der Sollwert für das Festlegen einer unzulässig hohen Abweichung des Istwerts nach dem Hoch­ fahren des Antriebs und dem Erreichen der konstanten Geschwin­ digkeit durch eine Messung der betreffenden Meßgröße erfaßt und gegebenenfalls gespeichert werden.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß für jeden individuellen Bewegungsvorgang ein eigener Sollwert festgelegt wird. Es ist somit beispielsweise zur Kollisionsüberwachung einer Spulen­ bank eines Flyers mit einer selbsttätigen Spulenwechselvor­ richtung nicht erforderlich, den jeweiligen Sollwert abhängig vom Gesamtgewicht der leeren Hülsen bzw. vollen Spulen auf der Spulenbank festzulegen. Selbstverständlich kann ein Festlegen des Sollwerts in dieser Weise jedoch auch nur dann durchge­ führt werden, wenn ein Wechsel im Produktionsvorgang vorgenom­ men werden soll, beispielsweise die Umstellung auf ein anderes Garn bzw. ein damit verbundenes anderes Gesamtgewicht der vollen Spulen.

Die individuelle Messung des Sollwerts erfolgt nach der Erfin­ dung in einem Wegbereich des bewegbaren Elements, in dem eine Kollision weitgehend ausgeschlossen ist. Beispielsweise kann das Messen des Sollwerts kurz nach dem Erreichen der konstan­ ten Sollgeschwindigkeit in einer Position der Spulenbank vor­ genommen werden, in der infolge der Länge der Hülsen bzw. Spulen eine Kollision ausgeschlossen ist.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die von dem als elektrischer Antrieb ausgebil­ deten Antrieb aufgenommene elektrische Leistung erfaßt. Hier­ durch ergibt sich der Vorteil verschleißfreier und kostengün­ stiger Sensoren zur Erfassung der aufgenommenen Leistung bzw. eines damit gekoppelten Parameters, da, anders als im Fall mechanischer Sensoren zur Erfassung des Drehmoments, keine bewegten Teile erforderlich sind.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird bei Auftreten eines Fehlersignals infolge einer Kollision der Antrieb zur Bewegung des bewegbaren Elements selbsttätig stillgelegt.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein oder mehrere Punkte oder Bereiche des Bewegungswegs des bewegbaren Elements von der Überwachung ausgenommen, um beispielsweise das Übergeben voller Spulen bzw. leerer Hülsen an Hängehalter oder das Aufsetzen leerer Hülsen oder voller Spulen auf Spindeln zu ermöglichen. Denn zur Bewältigung dieser Aktionen ist eine höhere Leistung er­ forderlich, als für die gleichförmige Bewegung des bewegbaren Elements.

Die bevorzugte Ausführungsform der Spinnereimaschine nach der Erfindung umfaßt der Antrieb einen von einem Frequenzumrichter gesteuerten Elektromotor, in welchem eine Sensorschaltung für das Detektieren der Leistungsaufnahme des Elektromotors inte­ griert ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines geringen Aufwands für das Realisieren des Sensors. Anstelle der von dem Frequenzumrichter abgegebenen Leistung kann selbstverständlich auch dessen Leistungsaufnahme erfaßt werden.

Vorzugsweise findet ein Frequenzumrichter Verwendung, welcher in einem internen Regelkreis eine flußbildende und eine dreh­ momentbildende Stromkomponente zur Ansteuerung des Elektromo­ tors erzeugt. Die dem Drehmoment des Elektromotors proportio­ nale drehmomentbildende Stromkomponente kann dann der Auswer­ te- und Steuereinheit als Sensorsignal zur weiteren Verarbei­ tung und Auswertung zugeführt werden.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer kostengünstigen Reali­ sierbarkeit, da derartige Frequenzumrichter handelsüblich sind und somit die zusätzliche Realisierung eines Sensors zur Er­ fassung der Leistung oder einer damit verkoppelten Größe unnö­ tig ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Spinnereimaschine nach der Erfindung ist der Auswerte- und Steuereinheit das Signal eines Wegsensors zur Erfassung der Position des bewegbaren Elements zugeführt, um abhängig von der Position des beweg­ baren Elements an bestimmten Punkten oder innerhalb vorbe­ stimmter Bereiche das Erzeugen eines Fehlersignals unterbinden zu können.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Spinnereimaschine, nämlich eines Flyers, nach der Erfindung bei drei unterschied­ lichen Kollisionsfällen (Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 1c) und

Fig. 2 ein Diagramm mit den positionsabhängigen Verläufen des Drehmoments und der Drehzahl der Spulenbank des Flyers in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt die für das Verständnis der Erfindung wesentli­ chen Teile einer im übrigen nicht näher dargestellten Spinne­ reimaschine 1 in Form eines Flyers. Dem Flyer 1 werden über ein schematisch dargestelltes Streckwerk 3 Lunten 5 zu jeder Arbeitsstelle 7 zugeführt.

Jede Arbeitsstelle 7 umfaßt einen um eine vertikale Achse drehbar angetriebenen Flyerflügel 9, durch dessen einen Arm die jeweilige Lunte 5 verläuft, bis diese am Ende des Arms des Flyerflügels austritt und auf einer leeren Hülse bzw. einer Spule 11 aufgewunden wird. Hierbei wird die Lunte entsprechend der Flügeldrehzahl und der Lieferung durch die Flyerflügel 9 verdreht. Die Flyerflügel 9 sind, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, an einer Flügelbank 15 angeordnet, wobei die Arbeitsstellen mit jeweils einem Flügel in zwei Reihen entlang der Längsseite des Flyers angeordnet sind. Die Arbeitsstellen weisen dabei in Maschinenlängsrichtung einen äquidistanten Abstand auf. Die beiden Reihen von Arbeitsstellen sind so angeordnet, daß die Arbeitsstellen der hinteren Reihe zu den Arbeitsstellen der vorderen Reihe um jeweils den halben Ab­ stand der Arbeitsstellen in Längsrichtung der Maschine ver­ setzt sind, d. h. auf Lücke stehen.

Die Spindeln 13 sind in entsprechender Weise auf einer Spulen­ bank 17 angeordnet, welche mittels eines Antriebs 19 in der Vertikalen bewegbar ist.

Der Antrieb 19 umfaßt einen Elektromotor 21, welcher über ein Getriebe 23 mit einem Ausgangsritzel 25 mit einer vertikal angeordneten Zahnstange 27 gekoppelt ist.

Der Elektromotor 21, welcher vorzugsweise als dreiphasiger Motor ausgebildet ist, wird von einem Frequenzumrichter 29 angesteuert. Vorzugsweise auf der Achse des Elektromotors 21 ist ein Inkrementalgeber 31 angeordnet, dessen Ausgangssignal proportional der Drehzahl bzw. der Winkelgeschwindigkeit der Motorachse ist und welches dem Frequenzumrichter 29 zugeführt ist. Der Frequenzumrichter 29 umfaßt einen Regler, durch den die den Elektromotor 21 beaufschlagenden drei Phasen für einen Spulenwechselvorgang unter Verwendung des Signals des Inkre­ mentalgebers 31 in Form einer geschlossenen Regelschleife derart einstellbar sind, daß der Elektromotor 21 mit im we­ sentlichen konstanter Drehzahl läuft. Somit ergibt sich wäh­ rend eines Spulenwechselvorgangs lediglich bei einer Drehzahl­ änderung bzw. Laständerung ein Einschwingvorgang, nach dessen Ablauf der Motor 21 die Spulenbank 17 wieder mit im wesentli­ chen konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Der Frequenzumrichter 29 wird seinerseits von einer Auswerte- und Steuereinheit 33 angesteuert. Die Verbindung zwischen Auswerte- und Steuereinheit 33 einerseits und dem Frequenzum­ richter andererseits kann beispielsweise als Feld-Bus, bei­ spielsweise in Form eines Interbus-S oder Vectron-Bus, ausge­ bildet sein.

Die Auswerte- und Steuereinheit 33 ist des weiteren mit einem Absolutwertgeber 35 verbunden, welcher beispielsweise mit dem Ausgangsritzel 25 des Antriebs 19 gekoppelt ist und dessen Signal ein Maß für die absolute Höhenposition der Spulenbank 17 darstellt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1a und 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Kollisionsüberwachung näher erläutert, wobei von der in Fig. 1a dargestellten Position der Spulenbank 17 ausgegangen wird.

Ausgehend von ihrer Ausgangsstellung in ihrem unteren Umkehr­ punkt UT beschleunigt der Elektromotor 21 des Antriebs 19 die Spulenbank 17 so, daß bereits nach kurzer Zeit eine im wesent­ lichen konstante Drehzahl und damit konstante Geschwindigkeit der Spulenbank 17 erreicht ist. Diese Anfahrphase ist in dem Diagramm gemäß Fig. 2 durch einen annähernd linear ansteigen­ den Verlauf der Drehzahl n des Spulenbankmotors 21 und ein entsprechend hohes Drehmoment gekennzeichnet. Im realen Be­ trieb werden sich dabei selbstverständlich die üblichen An­ fahrkurven für das Drehmoment M und die Drehzahl n des An­ triebs ergeben. Dabei ist es unerheblich, an welcher Stelle des Antriebs das Drehmoment M bzw. die Drehzahl n betrachtet wird, da das Produkt dieser beiden Größen - ein verlustloses Getriebe vorausgesetzt - proportional der vom Antrieb abgege­ benen Leistung ist.

Nach dieser Anfahrphase, in welcher das Drehmoment einen Maxi­ malwert erreicht, wird die Spulenbank 17 mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit weiterbewegt, wozu der Elek­ tromotor ein Drehmoment M_m bei einer Drehzahl n_m abgibt.

Bei Erreichen einer Höhe h₁, bei der der Antrieb bereits seinen eingeschwungenen Zustand nach dem Anfahrvorgang erreicht hat, und bei der es entsprechend der Länge der Hülsen bzw. Spulen noch unter keinen Umständen zu einer Kollision zwischen beiden kommen kann, erhält die Auswerte- und Steuereinheit 33 vom Frequenzumrichter 29 eine Information über die Größe der dreh­ momentbildenden Komponente des internen Regelkreises. Die Höhe h₁ kann von der Auswerte- und Steuereinheit 33 entweder dadurch ermittelt werden, daß diese das Signal des Absolutwertgebers 35 kontinuierlich oder in bestimmten Abständen abtastet oder daß das Signal des Absolutwertgebers bei Erreichen der Höhe h₁ einen Interrupt auslöst, so daß die Auswerte- und Steuerein­ heit 33 zu diesem Zeitpunkt eine Erfassung der drehmomentbil­ denden Komponente des Frequenzumrichters 29 vornimmt. Selbst­ verständlich kann anstelle der Erfassung eines einzigen Werts für die drehmomentbildende Komponente über einen bestimmten Zeitraum ein Mittelwert gebildet werden.

Der Drehmomentwert dient ab einer bestimmten Position d. h. ab einer bestimmten Höhe der Spulenbank 17, die mit der Höhe h₁ identisch sein kann, als Basiswert zur Bestimmung des Soll­ werts für den Überwachungsvorgang. Hierzu kann beispielsweise der ermittelte Wert für das Drehmoment M_m mit einem bestimmten Faktor f multipliziert und als Schwellwert M_s = f × M_m gespei­ chert werden. Dieser Schwellwert kann dann als Sollwert für die Kollisionsüberwachung verwendet werden.

Bei der in Fig. 1a dargestellten Konstellation wird für die in der Figur rechts dargestellte Arbeitsstelle ein korrekter Wechselvorgang zu erwarten sein. Hierzu ist bereits, wie in Fig. 1a dargestellt, in beide Flügelreihen jeweils ein Trol­ leywagenzug 37 eingefahren, wobei jeder zweite Hängehalter 39 der Trolleywagenzüge 37 mit einer leeren Hülse 41 bestückt war. Bei der in Fig. 1a dargestellten Konstellation wurden bereits die auf den Spindeln 13 nach Beendigung eines Abzugs vorhandenen vollen Spulen durch ein Anheben der Spulenbank in die darüber befindlichen leeren Hängehalter 39 eingeklinkt und die Spulenbank 17 erneut abgesenkt. Anschließend wurde jeder Trolleywagenzug um den äquidistanten Abstand zwischen den Hängehaltern 39, welcher dem halben Abstand der Spindeln 13 entspricht, weiterbewegt.

Würde, ausgehend von dieser in Fig. 1a für die rechte Reihe von Arbeitsstellen dargestellten Situation, wiederum ein Anhe­ ben der Spulenbank 17 erfolgen (die Situation der linken Reihe von Arbeitsstellen sei hierbei vernachlässigt), so ergäbe sich der in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien dargestellte Verlauf für das Drehmoment M bzw. die Drehzahl n des Elektromotors. Nach einem Einklinken der leeren Hülse 41 auf der in Fig. 1a rechts dargestellten Spindel 13 wird der Motor 21 und damit der gesamte Antrieb stillgesetzt, wobei während des Einklink­ vorgangs, wie in Fig. 2 dargestellt, das Drehmoment M bei im wesentlichen konstanter Drehzahl n_m, auf einen Wert M_k ansteigt.

Dieser Anstieg ist jedoch in der Regel geringer als der Dreh­ momentanstieg auf das Drehmoment während des Anfahrvorgangs.

Um die Kollisionsüberwachung ausreichend empfindlich gestalten zu können, wird jedoch der Schwellwert M_s (und damit der Faktor f) für den Ist-/Sollwertvergleich in der Regel niedriger ge­ wählt werden als das Drehmoment M_k, das sich während des Ein­ klinkvorgangs ergibt. Aus diesem Grund wird der Bereich, in welchem ein Übergabevorgang stattfinden kann, von der Auswer­ te- und Steuereinheit 33 durch eine entsprechende Auswertung des Signals des Absolutwertgebers 35 von der Überwachung aus­ genommen bzw. das Erzeugen eines Fehlersignals unterbunden.

Unter Berücksichtigung der Situation für die in Fig. 1a links dargestellte Reihe von Arbeitsstellen 7 des Flyers 1 ergibt sich folgendes Bild: Auf der linken Spindel befindet sich fälschlicherweise eine volle Spule 11, die beispielsweise infolge eines mißlungenen Übergabevorgangs auf dieser Spindel verblieben ist. In diesem Fall wird bei einer entsprechenden Höhe h₃ der Spulenbank 17 eine Kollision zwischen der fälschlicherweise noch auf dieser Spindel verbliebenen Spule 11 und der darüber befindli­ chen leeren Hülse 41 stattfinden. Dies führt, wie in Fig. 2 dargestellt, zu einem sprungartigen Anstieg des Drehmoments M. Sobald die Auswerte- und Steuereinheit 33 ein Überschreiten der Schwelle M_s, d. h. des zuvor bestimmten Sollwerts, detek­ tiert, erzeugt diese ein Fehlersignal. Dieses Fehlersignal kann, wie in Fig. 2 aus dem gestrichelten Verlauf ersichtlich, zu einem sofortigen Stillsetzen des Antriebs 19 verwendet werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann eine derartige Kollisions­ überwachung beispielsweise nur für den Höhenbereich Δh durch­ geführt werden, d. h. innerhalb eines Bereichs, der durch die maximale Höhe h₂ und die minimale Höhe h₁ begrenzt ist. In diesem Bereich sind die Positionen der Spulenbank ausgenommen, in denen auch bei zulässiger Betriebsweise ein höheres Drehmo­ ment auftreten kann, wie insbesondere während der Einklinkvor­ gänge.

Fig. 1b zeigt bei identischer Vorrichtung eine weitere Fehler­ ursache, welche zu einer Kollision führen kann. Bei der in der Fig. 1b rechts dargestellten Arbeitsstelle befindet sich ein leerer Hängehalter 39 über einer abzuziehenden vollen Spule 11. In diesem Fall wäre somit ein korrekter Wechselvorgang zu erwarten. Da jedoch bei der in Fig. 1b links dargestellten Ar­ beitsstelle fälschlicherweise kein leerer Hängehalter, sondern ein mit einer vollen Spule besetzter Hängehalter vorhanden ist, wird es bei einem Anheben der Spulenbank 17 ab einer gewissen Höhe wiederum zu einer Kollision zwischen den beiden vollen Spulen 11 kommen. Dies wird wiederum, wie vorstehend beschrieben, von der Auswerte- und Steuereinheit 33 erkannt und vorzugsweise das erzeugte Fehlersignal zu einem sofortigen Stillsetzen des Antriebs 19 verwendet. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. des Trolleywagen­ zugs vermieden.

Bei der in Fig. 1c dargestellten Situation befindet sich wie­ derum über der in der Figur rechts dargestellten Arbeitsstelle des Flyers ein leerer Hängehalter 39 über der abzuziehenden vollen Spule 11. Hierbei wäre wiederum ein korrekter Übergabe­ vorgang zu erwarten. Da jedoch bei der in der Fig. 1c links dargestellten Arbeitsstelle des Flyers fälschlicherweise eine leere Hülse 41 an dem betreffenden Hängehalter 39 angeordnet ist, wird es bei einem Anheben der Spulenbank 17 bei einer gewissen Höhe der Spulenbank zu einer Kollision zwischen der leeren Hülse 41 und der darunter befindlichen vollen Spule 11 kommen. Auch diese Kollision wird von der Auswerte- und Steu­ ereinheit 33 wieder in der vorstehend beschriebenen Weise erkannt und der Antrieb 19 bei der auftretenden Kollision umgehend stillgesetzt werden.

Auf diese Weise gewährleistet die Erfindung eine einfache Erkennung von Kollisionen. Dieses Verfahren ist insbesondere dann ohne großen Aufwand realisierbar - sogar entsprechende Spinnereimaschinen sind nachrüstbar -, wenn der Antrieb einen Frequenzumrichter umfaßt, in dessen innerem Regelkreis eine drehmomentbildende Komponente zur Erzeugung der Ansteuergrößen für den Elektromotor verwendet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann - ebenso wie die entspre­ chende Vorrichtung - selbstverständlich auch in der Weise abgewandelt werden, daß das Bewegen des bewegbaren Elements, nicht mit konstanter Geschwindigkeit, sondern z. B. entspre­ chend eines vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufs erfolgt. Auch in diesem Fall kann die momentan vom Antrieb aufgenommene bzw. abgegebene Leistung (oder ein damit gekoppelter Parame­ ter) erfaßt und mit einem vorgegebenen Sollwert oder Sollwert­ verlauf verglichen werden. Beispielsweise kann ein vorgegebe­ ner Sollwertverlauf (zeitabhängig oder abhängig von der Posi­ tion) in der Auswerte- und Steuereinheit 33 gespeichert sein. Diese vergleicht dann die momentanen Istwerte mit dem momentan gültigen Sollwert und erkennt auf diese Weise ggf. auftretende Kollisionen.

Selbstverständlich kann auch ein geschwindigkeitsabhängiger Sollwertverlauf gespeichert sein und die Auswerte- und Steuer­ einheit 33 zusätzlich zur vom Antrieb 19 aufgenommenen bzw. abgegebenen Leistung die Geschwindigkeit des bewegbaren Ele­ ments erfassen und bei einer erhöhten Leistungsaufnahme bzw. - abgabe des Antriebs 19 ein Fehlersignal erzeugen.

Für unterschiedliche Produktionsvorgänge und Bewegungsvorgänge können unterschiedliche Abhängigkeiten für den Sollwert bzw. den Sollwertverlauf vorgegeben sein. So kann z. B. für das Abziehen voller Spulen von den Spindeln und das hierzu erfor­ derliche Anheben der Spulenbank ein bestimmter Sollwertverlauf oder eine Kennlinie des entsprechenden geschwindigkeitsabhän­ gigen Sollwerts vorgegeben sein. Für unterschiedliche Spulen­ gewichte, z. B. unterschiedliche Garnarten, können verschiedene Sollwertverläufe bzw. Kennlinien gespeichert sein. Da die Leistungsaufnahme für das Bewegen des bewegbaren Elements in der Regel über eine lineare Abhängigkeit mit dem Gewicht des Elements bzw. darauf befindlicher Teile (z. B. Spulen) abhängen wird, kann für verschieden schwere Teile nur jeweils ein Wert gespeichert sein, mit dem aus einer bekannten Kennlinie bzw. einem bekannten Sollwertverlauf für ein bestimmtes Teil mit einem bestimmten Gewicht die Kennlinie bzw. der Sollwertver­ lauf für das Bewegen des Elements mit dem jeweiligen Gewicht aus der bekannten linearen Beziehung ermittelt werden.

Claims (11)

1. Verfahren zur Kollisionsüberwachung eines bewegbaren Ele­ ments einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Spulen­ bank eines Flyers,
bei dem das zu überwachende bewegbare Element (17) mittels eines Antriebs (19) zumindest über einen Teilbereich (Δh) des Bewegungswegs mit im wesentlichen konstantem Betrag (n_m) der Geschwindigkeit bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem Erreichen der konstanten Geschwindigkeit (n_m) die Leistungsaufnahme des Antriebs (19) oder die von dem Antrieb (19) abgegebene Leistung oder eine jeweils damit gekoppelte Größe erfaßt und hieraus ein Sollwert (M_s) für die gemessene Größe ermittelt wird,
wobei die Erfassung des Sollwerts (M_s) in einem Wegbereich des bewegbaren Elements (17) erfolgt, in dem eine Kollision weitgehend ausgeschlossen ist, und
daß zur Überwachung der Bewegung des Elements (17) im Teil­ bereich (Δh) des Bewegungswegs der Istwert (M_m) der erfaßten Größe mit dem Sollwert (M_s) verglichen und bei einem Über­ schreiten und/oder Unterschreiten des Sollwerts (M_s) ein Fehlersignal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Antrieb (19) abgegebene mechanische Drehmoment (M_m) erfaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem als elektrischer Antrieb ausgebildeten Antrieb (19) aufgenommene elektrische Leistung erfaßt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten eines Fehlersignals der Antrieb (19) selbsttätig stillgesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Punkte oder Bereiche des Bewegungswegs des bewegbaren Elements (17), an bzw. in denen bei korrektem Betrieb der Spinnereimaschine (1) er­ höhte Werte der betreffenden Meßgröße auftreten, von der Überwachung ausgenommen sind.

6. Spinnereimaschine mit einem mittels eines Antriebs (19) antreibbaren und hinsichtlich einer Kollision überwachten Teil (17), dadurch gekennzeichnet,
daß ein Sensor zur Erfassung der Leistungsaufnahme des das bewegbare Element (17) antreibenden Antriebs (19) oder der von dem Antrieb abgegebenen Leistung oder einer jeweils damit gekoppelten Größe vorgesehen ist, dessen Signal einer Auswerte- und Steuereinheit (33) zugeführt ist,
daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) nach dem Erreichen der konstanten Geschwindigkeit (n_m) die Leistungsaufnahme des Antriebs (19) oder die von dem Antrieb (19) abgegebene Leistung oder eine jeweils damit gekoppelte Größe erfaßt und hieraus einen Sollwert (M_s) für die gemessene Größe er­ mittelt,
wobei die Auswerte- und Steuereinheit (33) die Erfassung des Sollwerts (M_s) in einem Wegbereich des bewegbaren Ele­ ments (17) vornimmt, in dem eine Kollision weitgehend aus­ geschlossen ist, und
daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) zur Überwachung der Bewegung des Elements (17) im Teilbereich (Δh) des Bewegungswegs den Istwert (M_m) der erfaßten Größe mit dem Sollwert (M_s) vergleicht und bei einem Überschreiten und/- oder Unterschreiten des Sollwerts (M_s) ein Fehlersignal erzeugt.

7. Spinnereimaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) den Sollwert nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Start des Bewegungsvorgangs erfaßt.

8. Spinnereimaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) den Sollwert nach dem Detektieren des Beginns eines im wesentlichen konstan­ ten Sensorsignals erfaßt.

9. Spinnereimaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerte- und Steuereinheit (33) ein Signal eines Absolutwertgebers (35) zur Erfassung der Position des bewegbaren Elements zugeführt ist und daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) an vorbestimmten Punkten oder innerhalb vorbestimmter Bereiche der Position des Elements (17) das Erzeugen des Fehlersignals unterbindet.

10. Spinnereimaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Antrieb (19) einen von einem Frequenzumrichter (29) gesteuerten Elektromotor (21) um­ faßt, in welchem eine Sensorschaltung für das Detektieren der Leistungsaufnahme des Elektromotors integriert ist.

11. Spinnereimaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Frequenzumrichter (29) in einem internen Regelkreis eine flußbildende und eine drehmomentbildende Stromkomponente zur Ansteuerung des Elektromotors (21) erzeugt und daß die dem Drehmoment des Elektromotors pro­ portionale drehmomentbildende Stromkomponente der Auswer­ te- und Steuereinheit (33) als Sensorsignal zugeführt ist.