DE4423491A1 - Verfahren zum Steuern des Drehantriebs einer Aufspulmaschine - Google Patents

Verfahren zum Steuern des Drehantriebs einer Aufspulmaschine

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DE4423491A1 DE4423491A DE4423491A DE4423491A1 DE 4423491 A1 DE4423491 A1 DE 4423491A1 DE 4423491 A DE4423491 A DE 4423491A DE 4423491 A DE4423491 A DE 4423491A DE 4423491 A1 DE4423491 A1 DE 4423491A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des Drehantriebs eines wenigstens eine Spulspindel tragenden Drehtellers einer Aufspulmaschine für einen kontinuier­ lich anlaufenden Faden, die weiter mit einer Changier­ einrichtung und einer dem Drehteller im Fadenlauf vor­ geordneten Kontaktwalze versehen ist, bei dem die Kon­ taktwalze durch das Steuern des Drehantriebs des Dreh­ tellers in ständigem Umfangskontakt mit der im Verlauf der Spulenreise im Durchmesser zunehmenden, von der bzw. einer der beiden Spulspindeln getragenen Spulenpackung gehalten wird.
Die EP 0 374 536 B1 beschreibt ein derartiges Verfahren zum Steuern des Drehantriebs einer Aufspulmaschine, bei dem der Hub der geringfügig beweglich gelagerten Kon­ taktwalze über einen Sensor abgefragt wird und der Dreh­ antrieb derart gesteuert wird, daß ein Umfangskontakt zwischen Kontaktwalze und Spulenpackung gewährleistet ist.
Das aus der genannten Druckschrift bekannte Verfahren stellt sich als geschlossener Regelkreis dar. Ein sol­ cher geschlossener Regelkreis neigt insbesondere unter dem Einfluß von Störgrößen zum Schwingen. Störgrößen sind z. B. Vibrationen der Spulspindel, unrunde Spulen­ packungen und Spulenpackungen mit Spiegelsymptomen, Schwankungen der Anpreßkraft der Kontaktwalze u. a. Ein sicherer Betrieb und ein guter Spulenaufbau sind mit der Aufspulmaschine mit einem solchen Regelkreis nicht zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Steuern des Drehantriebs einer Aufspulmaschine zu schaffen, das zuverlässig und in einfacher Weise wirkt und nicht zum Schwingen neigt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch Berech­ nen des jeweiligen Durchmessers der Spulenpackung durch Bilden des Quotienten aus dem Produkt der Drehgeschwin­ digkeit (Drehzahl) der Kontaktwalze und dem Durchmesser der Kontaktwalze zu der Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) der die Spulenpackung tragenden Spulspindel, Ermitteln der Winkelposition der die Spulenpackung tragenden Spul­ spindel auf deren Drehkreis, bei dem der Umfang der Spu­ lenpackung mit der Kontaktwalze in Umfangskontakt ist, aus dem errechneten jeweiligen Durchmesser der Spulen­ packung, und Steuern des Drehantriebs des Drehtellers derart, daß die die Spulenpackung tragende Spulspindel auf ihrem Drehkreis die ermittelte Winkelposition ein­ nimmt.
Obwohl die Drehgeschwindigkeit der Kontaktwalze zumeist konstant ist und bei dem Berechnen des jeweiligen Durch­ messers der Spulenpackung daher als Konstante angenommen werden kann, zeichnet sich ein bevorzugtes Ausführungs­ beispiel dadurch aus, daß die jeweilige Drehgeschwindig­ keit der Kontaktwalze durch das Abfragen eines entspre­ chenden Sensors erfaßt wird.
Auch die Drehgeschwindigkeit der Spulenspindel wird vor­ zugsweise durch Abfragen eines diesen erfassenden Sen­ sors ermittelt, bei Verwendung eines Synchronmotors zum Antrieb der Spulspindel kann jedoch auch das den Syn­ chronmotor ansteuernde Signal unmittelbar verwendet wer­ den.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich da­ durch aus, daß die jeweilige Winkelposition der die Spu­ lenpackung tragenden Spulspindel auf deren Drehkreis, bei dem der Umfang der Spulenpackung mit der Kontaktwal­ ze in Umgangskontakt ist, aus einer Tabelle ausgelesen werden, in der die Winkel/Durchmesser-Beziehung einge­ speichert ist. Alternativ kann jedoch auch eine exakte Berechnung anhand der geometrischen Beziehung ausgeführt werden.
Um eine dem jeweiligen Durchmesser der Spulenpackung entsprechend variierten Anpressdruck der Kontaktwalze gegen die Spulenpackung zu erreichen, wird weiter vorge­ schlagen, daß die Kontaktwalze in einer belasteten Schwinge gehalten wird, wobei die auf die Schwinge wir­ kende, den Anpreßdruck der Kontaktwalze auf die Spulen­ packung bestimmende Last von der Winkelposition der Spulspindel und damit von dem jeweiligen Durchmesser der auf der Spulspindel aufsitzenden Spulenpackung abhängig ist. Dabei ist bevorzugt, daß die auf die Schwinge wir­ kende Kraft von deren Winkelposition abhängig ist und die Winkelposition der Spulenspindel dem jeweiligen Durchmesser der Spulenpackung derart eingestellt wird, daß die Anpreßkraft der Kontaktwalze auf die Spulen­ packung einen vorbestimmten Wert annimmt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren er­ läutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Auf­ spulmaschine,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ver­ fahrens nach der Erfindung in seiner Grund­ form, und
Fig. 3a und Fig. 3b schematische Darstellun­ gen der den Gegenstand der Ansprüche 5 und 6 bildenden Vorschläge.
Die in Fig. 1 dargestellte Aufspulmaschine weist einen Drehteller 10 auf, der zwei Spulspindeln 14 trägt. Ober­ halb des Drehtellers 10 ist eine im Fadenlauf vorgeord­ nete Kontaktwalze 12 um die eigene Achse drehbar befe­ stigt. Die Kontaktwalze 12 steht im Umfangskontakt zu der sich auf der jeweils betriebenen Spulspindel 14 bil­ denden Spulenpackung 16. Eine oberhalb der Kontaktwalze 12 an einem Tragarm 7 befestigte Changiereinrichtung 3 verlegt den Faden 5 senkrecht zur Umlaufbewegung der ro­ tierenden Spulspindel 14. Ein Gehäuse 1 der Aufspulma­ schine nimmt den Tragarm 7, die Kontaktwalze 12 und den Drehteller 10 auf. Bei dem in den Fig. 1 und 2 darge­ stellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kontaktwalze 12 ortsfest, also radial nicht beweg­ lich.
Ein die Solldrehgeschwindigkeit der Kontaktwalze 12 vor­ gebender Sollwertgeber 21 steuert über einen Umrichter 23 einen die Kontaktwalze 12 antreibenden ersten Motor 25. Das Sollwertsignal des Sollwertgebers 21 wird weiter auf einen Rechner 27 gegeben, er als weiteres Eingangs­ signal über einen Sensor 29 ein die Ist-Drehgeschwin­ digkeit der Spulenspindel 14 entsprechendes Signal auf­ nimmt. Der Rechner 27 gibt ein Adreß-Signal an eine Ta­ belle 31 aus, aus der der ausgelesene Wert in eine Steuerung 33 eingegeben wird, die den Motor 35 ansteu­ ert, der den Drehteller 10 antreibt.
Um sicherzustellen, daß bei der ortsfesten Lagerung der Kontaktwalze 12 diese mit dem im Verlauf der Spulenreise im Durchmesser zunehmenden Spulenpackung immer in Um­ fangskontakt ist, wird der Drehteller 10 gegen den Uhr­ zeigersinn gedreht, so daß der Winkel α der Spulspindel 14 abnimmt. Die Steuerung des Drehantriebs des Drehtel­ lers 10 erfolgt zu diesem Zweck so, daß die Drehge­ schwindigkeit nT der Kontaktwalze und die Drehgeschwin­ digkeit nT der Spulspindel 14 ständig ermittelt wird. Da wegen des Kontakts das Produkt aus dem Durchmesser DS und der Drehgeschwindigkeit der Spulspindel nS immer dem Produkt aus der Drehgeschwindigkeit der Kontaktwalze nT und dem Durchmesser der Kontaktwalze DT gleich sein muß, gilt:
DS * nS = nT * DT,
woraus sich nach Auflösung:
DS = (nT * DT)/nS
ergibt.
Aus dem so ermittelten jeweiligen Durchmesser der Spu­ lenpackung DS wird der Winkel α berechnet, bei dem ein Anliegen der Kontaktwalze 12 an den Umfang der Spulen­ packung 16 gewährleistet ist. Dabei kann diese Berech­ nung anhand der bekannten geometrischen Beziehung erfol­ gen, vorzugsweise erfolgt dies jedoch über die Tabelle 31, in der die jeweiligen Winkelpositionen der Spulspin­ del 14 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Durchmesser der Spulenpackung 16 eingegeben ist.
Der Antrieb des Drehtellers 10 kann auch so angesteuert werden, daß dieser während der Spulenreise jeweils um einen festen Winkelbetrag weitergedreht wird. In diesem Fall erfolgt ein solches Weiterdrehen des Drehtellers 10 immer dann, wenn der jeweilige Durchmesser der Spulen­ packung 16 um einen Betrag zugenommen hat, der ein sol­ ches Weiterdrehen des Drehtellers zum Erhalt des ge­ wünschten Umfangskontakt mit der Kontaktwalze erfordert.
Die Kontaktwalze 12 kann auch, wie in den Fig. 3a und 3b dargestellt, in einer belasteten Schwinge 18 gehalten werden, wobei die Last der Schwinge 18 den Anpreßdruck der Kontaktwalze auf die Spulenpackung 16 bestimmt. Bei einer derartigen Ausbildung kann die auf die Schwinge 18 wirkende Last - etwa durch die Vorsehung einer auf die Schwinge wirkenden Feder 20 oder durch die Verwendung eines pneumatisch betriebenen Zylinders - in Abhängig­ keit von dem jeweiligen Durchmesser, der auf die Spul­ spindel 14 aufsitzenden Spulenpackung 16 eingestellt werden.
Auch bei einem Ausführungsbeispiel einer beweglichen Lagerung der Kontaktwalze 12 in einer belasteten Schwin­ ge 18 wird die Position der Kontaktwalze 12 nicht erfaßt und wird damit nicht für die Steuerung des die Winkel­ position α der die Spulenpackung 16 tragenden Spulspin­ del 14 verwendet.
Die Fig. 3a und 3b zeigen die durch die Verlagerung der Kontaktwalze 12 unterschiedlich stark gespannte Fe­ der 20. Deutlich sichtbar ist die im Verlauf der Spulen­ reise wandernde Berührungslinie zwischen der Kontaktwal­ ze 12 und der Spulenpackung 16. Zur Einstellung einer vorbestimmten Anpreßkraft der Kontaktwalze 12 auf die Spulenpackung 16 wird die Winkelposition der Spulspindel 14 in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmesser der Spu­ lenpackung derart eingestellt, daß die Kontaktwalze eine Position einnimmt, in der die Feder 20 über die Schwinge 18 eine entsprechende Kraft erzeugt.
Durch den Verzicht auf eine Rückkopplung werden Regel­ schwingungen ausgeschlossen, der Effekt der Gewährlei­ stung eines vorbestimmten konstanten oder aber - wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel - von dem jeweiligen Durchmesser der Spulenpackung 16 abhängigen Anpreß­ drucks zwischen Kontaktwalze 12 und Spulenpackung 16 ist stets gewährleistet.

Claims (7)

1. Verfahren zum Steuern des Drehantriebs eines wenig­ stens eine Spulspindel tragenden Drehtellers (10) einer Aufspulmaschine für einen kontinuierlich anlaufenden Faden, die weiter mit einer Changiereinrichtung und ei­ ner dem Drehteller (10) im Fadenlauf vorgeordneten Kon­ taktwalze (12) versehen ist, bei dem die Kontaktwalze (12) durch das Steuern des Drehantriebs des Drehtellers (10) in ständigem Umfangskontakt mit der im Verlauf der Spulenreise im Durchmesser zunehmenden, von der Spul­ spindel bzw. einer der beiden Spulspindeln (14) getra­ genen Spulenpackung (16) gehalten wird, gekennzeichnet durch
  • - Berechnen des jeweiligen Durchmessers (DS) der Spu­ lenpackung (16) durch Bilden des Quotienten aus dem Produkt der Drehgeschwindigkeit (nT) der Kontaktwalze (12) und dem Durchmesser (DT) der Kontaktwalze (12) zu der Drehgeschwindigkeit (nS) der die Spulenpackung (16) tragenden Spulspindel (14),
  • - Ermitteln der Winkelposition (α) der die Spulen­ packung (16) tragenden Spulspindel (14) auf deren Dreh­ kreis, bei dem der Umfang der Spulenpackung (16) mit der Kontaktwalze (12) in Umfangskontakt ist, aus dem errechneten jeweiligen Durchmesser (DS) der Spulen­ packung (16), und
  • - Steuern des Drehantriebs des Drehtellers (10) der­ art, daß die die Spulenpackung (16) tragende Spulspin­ del (14) auf ihrem Drehkreis die ermittelte Winkelpo­ sition (α) einnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit (nT) der Kontaktwalze (12) durch Abfragen eines diese erfassenden Sensors erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit (nS) der Spul­ spindel (14) durch Abfragen eines diese erfassenden Sensors erfaßt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Winkelpositi­ on (α) der die Spulenpackung (16) tragenden Spulspin­ del (14) auf deren Drehkreis, bei dem der Umfang der Spulenpackung (16) mit der Kontaktwalze (12) in Um­ gangskontakt ist, aus einer Tabelle ausgelesen wird, in der die Winkel/Durchmesser-Beziehung enthalten ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehantrieb des Drehtellers (10) schrittweise um feste Winkelbeträge erfolgt, wobei die Durchmesserwerte der Spulenpackung (16), bei denen ein solches Weiterdrehen des Drehtellers (10) erfolgt, in eine Tabelle eingespeichert sind.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalze (12) in einer belasteten Schwinge (18) gehalten wird, wobei die auf die Schwinge (18) wirkende, den Anpreßdruck der Kontaktwalze (12) auf die Spulenpackung (16) bestim­ mende Last von der Winkelposition (α) der Spulspindel (14) und damit von dem jeweiligen Durchmesser (DS) der auf der Spulspindel (14) aufsitzenden Spulenpackung (16) abhängig ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Schwinge (18) wirkende Kraft von deren Winkelposition (β) abhängig ist und die Winkelposition (α) der Spulenspindel (14) dem jeweiligen Durchmesser der Spulenpackung (16) entsprechend derart eingestellt wird, daß die Anpreßkraft der Kontaktwalze (12) auf die Spulenpackung (16) einen vorbestimmten Wert an­ nimmt.
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