DE4011944A1 - Vorrichtung zur ueberwachung der drehzahl von ringlaeufern an arbeitsstellen von spinnereimaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Drehzahl von Ringläufern an Arbeitsstellen von Spinnereimaschi­ nen, insbesondere Ringspinnmaschinen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Bei Ringspinnmaschinen mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen ist die Überwachung der korrekten Arbeitsweise jeder einzelnen Ar­ beitsstelle von großer Bedeutung. Bisher bekanntgewordene Über­ wachungseinrichtungen zielen ausschließlich auf die frühzeitige Feststellung eines Fadenbruchs ab.

Ein derartiger Fadenbruchdetektor mit relativ geringem Schal­ tungsaufwand ist beispielsweise in der DE-PS 29 54 620 beschrie­ ben. Dabei werden Eigenschwingungen eines mit Spinnfäden in Be­ rührung stehenden, an einer Fadenführerklappe angeordneten Fa­ denführers mittels elektrischer Wechselspannungs-Signale piezo­ elektrischer Elemente an einem Teil des Fadenführers fest­ gestellt. Die Analogsignale der einzelnen Sensoren werden mit­ tels elektronischer Schalter nacheinander abgetastet und als analoges Multiplexsignal auf einer gemeinsamen Signalleitung zu­ sammengefaßt.

Weiterhin ist aus der DE-OS 38 28 471 ein Verfahren zum Überwa­ chen des Umlaufs von Ringläufern in einer Ringspinn- oder -zwirnmaschine bekannt, bei welchem bei Umlauf des Ringläufers von einem Sensor ein Signal an eine Steuereinheit abgegeben wird. Ein derartiger, die Ringläuferbewegung erfassender Sensor, läßt sich ebenfalls in Kombination mit den bekannten elektroni­ schen Abfrageschaltungen zum Aufbau eines Fadenbruchdetektors einsetzen.

Da die Spindeln an jeder Arbeitsstelle der Ringspinnmaschine üb­ licherweise mittels eines Tangentialriemenantriebs angetrieben werden, kann bei zu großem Schlupf zwischen Tangentialriemen und Antriebsscheibe die Spindeldrehzahl deutlich unter die Solldreh­ zahl fallen. Bei konstanter, auf die Solldrehzahl der Spindel abgestimmter Zulieferung des Fadens ist somit kein ordnungsge­ mäßes Aufwinden des Fadens auf die Spule gewährleistet. Im Fall derartiger Spindelantriebe ergibt sich zusätzlich zur Notwendig­ keit einer Fadenbruchüberwachung die Forderung nach einer Über­ wachung der Spindeldrehzahl, um diese sogenannten "Schleicher­ spindeln" zu erkennen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die einerseits die Erkennung von "Schleicherspin­ deln" ermöglicht und andererseits gleichzeitig die Funktion ei­ nes Fadenbruchdetektor mitübernimmt, um den technischen und fi­ nanziellen Aufwand im Vergleich zu bekannten Fadenbruchdetek­ toren nicht oder nur geringfügig zu steigern.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkma­ len des Patentanspruchs 1.

Durch die Verwendung eines die Ringläuferbewegung erfassenden Meßfühlers an jeder Arbeitsstelle der Ringspinnmaschine, bei­ spielsweise des in der oben erwähnten DE-OS 38 28 471 beschrie­ benen Fühlers, kann zum einen das Vorhandenseins eines Fadens festgestellt werden, da bei einem Fadenbruch die Läuferdrehzahl rasch auf Null abnimmt, und zum anderen läßt sich aus der Läu­ ferdrehzahl die Spindeldrehzahl bestimmen, wodurch das Erkennen von "Schleicherspindeln" ermöglicht wird.

Da eine Ringspinnmaschine üblicherweise mehrere hundert Arbeits­ stellen aufweist, werden zur Reduzierung des Schaltungsaufwandes die Signale der den einzelnen Arbeitsstellen zugeordneten Meß­ fühler mittels steuerbarer elektronischer Schalter auf einer ge­ meinsamen Signalleitung zu einem analogen Multiplexsignal zu­ sammengefaßt. Dieses Signal wird einer nachgeschalteten Aus­ werteeinheit zugeführt, welche daraus die Läuferdrehzahl an den einzelnen Arbeitsstellen bestimmt.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Auswerteeinheit aus einem prozessorgesteuerten, abstimmbaren, gegebenenfalls mehrstufigen Digitalfilter, einem nachgeschalteten Signalprozes­ sor zur Berechnung der Drehzahl aus dem gefilterten digitalen Signal und einem Mikroprozessor bestehen, welcher im wesentli­ chen zur Steuerung dient.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vergleicht der Mikroprozessor die Drehzahl jedes einzelnen Läufers mit einem vorgegebenen Sollwert aus der Maschinensteuerung und gibt bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximalwertes oder bei Unter­ schreiten eines vorgegebenen Minimalwertes ein Signal an eine Vorrichtungen ab, die zur Anzeige der Nummer oder der Position des entsprechenden Läufers dient und/oder einer Bedienerruf aus­ löst. Zusätzlich kann ein weiteres Signal an die Maschinen­ steuerung abgegeben werden, durch das die Abschaltung des An­ triebs der betreffenden Spinnstelle und/oder die Unterbrechung der Materialzufuhr zur betreffenden Spinnstelle ausgelöst wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung der Drehzahl von Ringläufern.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung der Drehzahl von Ringläufern ist für den allgemeinen Fall einer nicht näher gezeigten Spinnereimaschine mit n Arbeitsstellen dargestellt, deren Ringläufer mit 11, 12 bis 1n bezeichnet sind. Die Bewegung jedes dieser Ringläufer wird durch die entsprechend zugeordneten Meßfühler 21, 22 bis 2n in analoge, der Läuferbewe­ gung entsprechende elektrische Signale umgewandelt, die jeweils dem Eingang der nachgeschalteten steuerbaren elektronischen Schalter 31, 32 bis 3n zugeführt werden. Der Ausgang jedes Schalters ist mit einer gemeinsamen Signalleitung 1 verbunden, die auf den Eingang des Analog/Digitalwandlers 2 führt. Die Steuereingänge der elektronischen Schalter 31, 32 bis 3n, die beispielsweise als Analogschalter ausgeführt sein können, sind mit den Ausgängen 41, 42 bis 4n der Ansteuereinheit 4 verbunden.

Durch das Anlegen eines vom Mikroprozessors 3 erzeugten Takt­ signals an den Eingang der Steuereinheit 4 wird zeitlich nach­ einander jeweils einer der Ausgänge 41, 42 bis 4n der Steuer­ einheit 4 derart aktiv geschaltet, daß der zugehörige elektro­ nische Schalter in den geschlossenen Zustand gesteuert wird. Mit jedem Taktimpuls wird der bis zu diesem Zeitpunkt aktive Ausgang 4i passiv und der nächst höhere Ausgang 4(i+1) aktiv geschaltet. Nach dem Ausgang 4n wird wieder beim Ausgang 41 begonnen, usw.. Die Steuereinheit 4 kann hierzu beispielsweise als Schieberegi­ ster ausgebildet sein.

Durch dieses zeitlich aufeinanderfolgende, abwechselnde Schlie­ ßen jeweils eines der elektronischen Schalter 31, 32 bis 3n wird jeweils das Analogsignal des entsprechenden Meßfühlers 21, 22 bis 2n auf die gemeinsame Signalleitung 1 durchgeschaltet. Die­ ses analoge Zeitmultiplexsignal wird mittels des Analog/Digital­ wandlers 2 in ein digitales Zeitmultiplexsignal umgesetzt. Das digitale Zeitmultiplexsignal wird zunächst mittels eines prozes­ sorgesteuerten, abstimmbaren, gegebenenfalls mehrstufigen digi­ talen Filters gefiltert und anschließend dem nachgeschalteten Vektor-Signalprozessor 6 zugeführt.

Der Signalprozessor 6 bestimmt aus dem gefilterten digitalen Multiplexsignal die Läuferdrehzahl für jede Arbeitsstelle der Spinnereimaschine mittels schneller Algorithmen, wie Fast- Fourier-Transformation und Autokorrelationsfunktion.

Zur Ermöglichung der Signalverarbeitung in Echtzeit muß die Dauer eines Zeitschlitzes des Multiplexsignals, während dessen ein bestimmter elektronischer Schalter geschlossen ist, aus­ reichen, um während dieser Zeitspanne die Drehzahl des zugehöri­ gen Läufers zu ermitteln. Andererseits darf der Zeitraum zwi­ schen der Abtastung des analogen Signals ein und desselben Meß­ fühlers nicht zu groß sein, um rechtzeitig auf Drehzahländerun­ gen dieses Läufers reagieren zu können. Da eine Spinnereimaschi­ ne im allgemeinen eine Vielzahl von Arbeitsstellen aufweist, ist aus diesem Grund zur Gewährleistung der Echtzeitsignalverarbei­ tung der Einsatz besonderer Mittel, wie des in diesem Ausfüh­ rungsbeispiel verwendete Vektor-Signalprozessor, erforderlich.

Die vom Signalprozessor 6 ermittelte Drehzahl des diesem Zeit­ schlitz entsprechenden Ringläufers wird dem Mikroprozessor 3 zu­ geführt, der diese Drehzahl mit einer Solldrehzahl aus der Ma­ schinensteuerung 7 vergleicht, und bei Überschreiten einer vor­ gegebenen Maximaldrehzahl oder Unterschreiten einer vorgegebenen Minimaldrehzahl ein Signal an die Vorrichtung 8 abgibt, die zur Anzeige der Nummer oder der Position des entsprechenden Läufers dient und/oder einen Bedienerruf auslöst. Gleichzeitig wird die­ ses Signal der Maschinensteuerung 7 zugeführt und entsprechend den Erfordernissen einer Betriebsdatenerfassung, beispielsweise zum Führen eines automatischen Maschinenbuches oder Erstellen von Ausfallstatistiken, weiterverarbeitet.

Darüber hinaus kann ein weiteres Signal vom Mikroprozessor 3 an die Maschinensteuerung 7 abgegeben werden, das das Stillsetzen des entsprechenden Spindelantriebs und/oder die Unterbrechung der Materialzufuhr zur betreffenden Spindelstelle auslöst.

Da auch praktisch unmittelbar nach dem Auftreten eines Faden­ bruches die Läuferdrehzahl einen vorgegebenen Minimalwert unter­ schreitet, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung der Drehzahl der Ringläufer außer zur Erkennung der sogenannten "Schleicherspindeln" gleichzeitig als Fadenbruchdetektor einge­ setzt werden. Dabei werden diese beiden fehlerhaften Abweichun­ gen von der ordnungsgemäßen Funktionsweise einer Arbeitsstelle einer Ringspinnmaschine durch die Auswertung des Signals eines einzigen Meßfühlers erkannt.

Die Erfindung schafft somit eine Vorrichtung zur Überwachung der Drehzahl von Ringläufern an Arbeitsstellen von Spinnereimaschi­ nen, insbesondere Ringspinnmaschinen, die das Erkennen von "Schleicherspindeln" ermöglicht, die gleichzeitig als Fadenbruchdetektor dient und deren Herstellung im Vergleich zu bekannten "nur Fadenbruchdetektoren" bis auf den Einsatz der schnellen Signalauswertung, die jedoch nur einmal vorhanden ist, keinen oder nur einen geringfügigen zusätzlichen Aufwand erfor­ dert.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Überwachung der Drehzahl von Ringläufern an Arbeitsstellen von Spinnereimaschinen, insbesondere von Ring­ spinnmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß
jedem Ringläufer (11, 12, 1n) ein der Läuferbewegung entspre­ chendes analoges Signal erzeugender Meßfühler (21, 22, 2n) und
ein steuerbarer elektronischer Schalter (31, 32, 3n) zugeordnet ist, der durch eine Ansteuereinheit (4) geschlossen/nicht-ge­ schlossen geschaltet wird, wodurch zeitlich aufeinanderfol­ gend der Ausgang jeweils eines Meßfühlers mit einer gemein­ samen Signalleitung (1) verbunden wird und so die auf diese Weise abgetasteten Signale der einzelnen Meßfühler im Zeit­ multiplexverfahren auf der Signalleitung (1) zu einem zeit­ lich verschachtelten analogen Multiplexsignal zusammengefaßt werden, daß
die Signalleitung (1) mit dem Eingang eines Analog/Digital­ wandlers (2) verbunden ist, welcher das analoge Multiplex­ signal in ein digitales Multiplexsignal wandelt und daß
dem Analog/Digitalwandler (2) eine Auswerteeinheit nachge­ schaltet ist, die zur Ermittlung der Drehzahl jedes einzelnen Läufers aus dem digitalen Multiplexsignal dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit aus einem Digitalfilter (5), einem nachge­ schalteten Signalprozessor (6) zur Berechnung der Drehzahl aus dem gefilterten digitalen Signal und einem Mikroprozessor (3) besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalprozessor (6) als Vektor-Signalprozessor ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter (5) mehrstufig ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter (5) einstellbar ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Digitalfilter (5) mit dem Mikroprozessor (3) verbunden und von diesem einstellbar ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (3) die Drehzahl jedes einzelnen Läufers mit einem vorgegebenen Sollwert aus der Maschinensteuerung (7) vergleicht und bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximal­ wertes oder bei Unterschreiten eines vorgegebenen Minimalwer­ tes ein Signal an die Vorrichtung (8) abgibt, die zur Anzeige der Nummer oder der Position des entsprechenden Läufers dient und/oder einen Bedienerruf auslöst.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (3) die Drehzahl jedes einzelnen Läufers mit einem vorgegebenen Sollwert aus der Maschinensteuerung (7) vergleicht und bei Überschreiten eines vorgegebenen Maximal­ wertes oder bei Unterschreiten eines vorgegebenen Minimal­ wertes ein Signal an die Maschinensteuerung (7) abgibt, die als Folge den Antrieb der betreffenden Spinnstelle abschaltet oder die Materialzufuhr zur betreffenden Spinnstelle unter­ bricht.