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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Aufspulen eines Garnes und eine Vorrichtung zum Aufpulen eines
Garnes gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 2.
Insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfindung mit einem
Verfahren und einer Vorrichtung zum Aufspulen eines
synthetischen Garnes, mit dem bzw. mit der ein Garn aufgespult
werden kann, ohne daß es bricht und mit dem bzw. mit der ein
stabiler Spulbetrieb durchführbar ist.
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Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der
DE-PS 34 25 064 bekannt. Das zitierte Dokument offenbart eine
Spulmaschine mit Spindelantrieb, bei der die
Umfangsgeschwindigkeit des Garns auf dem Wickel kontinuierlich bestimmt und
mit einem vorgegebenen Wert der Umfangsgeschwindigkeit
verglichen wird, wobei die Differenz zwischen dem vorgegebenen
Wert und dem tatsächlichen Wert der Umfangsgeschwindigkeit
bestimmt wird, wobei diese Differenz mit einem Wert
multipliziert wird, der der Drehzahl der Spindel entspricht, wobei
der tatsächliche Wert der Garnspannung und ein vorgegebener
Wert derselben miteinander verglichen werden, um ein
Garnspannungskorrektursignal zu erzeugen, wobei dieses
Korrektursignal dem vorgegebenen Wert der Umfangsgeschwindigkeit des
Garnwickels überlagert wird und wobei das so erhaltene Signal
an Steuer- bzw. Regeleinrichtungen angelegt wird.
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In entsprechender Weise offenbart die US-PS 4 494 702
Vorrichtung mit Spindelantrieb, die mit einer Kontroll- bzw.
Regeleinrichtung versehen ist, welche umfaßt: einen
Umfangsgeschwindigkeitsdetektor zum Detektieren der
Umfangsgeschwindigkeit des Garnwickels und zum Erzeugen eines
Umfangsgeschwindigkeitssignals; eine Regelung zum Regeln der
Drehzahl der Spindel und zum Erzeugen eines Regelsignals; eine
Schaltung zum Berechnen der auf den Garnwickel aufgespulten
(Garn-)Menge auf der Basis des
Umfangsgeschwindigkeitssignals, welches von dem Umfangsgeschwindigkeitsdetektor
abgegeben wird, und des Signals, welches von der Regelung
abgegeben wird, und zum Erzeugen eines Radiussignals; sowie
einen Funktionsgenerator zum Abgeben eines Programmierten
Spulsignals, welches in Abhängigkeit von einem Muster
erhalten wird, welches auf dem Radiussignal basiert, das von der
Rechenschaltung abgegeben wird.
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Weitere konventionelle Verfahren und Vorrichtungen zum
Aufspulen eines Garns werden grob in die beiden folgenden
Gruppen (a) und (b) klassifiziert:
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a) Umfangsgeschwindigkeitsregeltyp, wie er beispielsweise in
der JP-OS 58-71053 oder der JP-OS 49-20453 offenbart ist,
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b) Spannungsregeltyp, wie er beispielsweise in der
JP-OS 55-5583 offenbart ist.
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Weiterhin offenbart die JP-OS 58-42562 ein Verfahren und eine
Vorrichtung vom Spannungsregeltyp zum Aufspulen eines Garns,
wobei die Drehzahl eines Spulenhalters zu Beginn der
Umdrehung des Spulenhalters detektiert wird, so daß das
Drehzahlverhältnis, d. h. das Wickelverhältnis, zwischen der
Traversierbewegung
und der Drehung des Spulenhalters auf einem
vorgegebenen Wert gehalten wird.
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Bei diesen konventionellen Vorrichtungen ergeben sich jedoch
die folgenden Probleme:
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Bei einer früheren Garnaufspulvorrichtung vom
Umfangsgeschwindigkeits-Regeltyp nehmen hohe Schultern, die zwischen
dem Beginn der Spuloperation und der Beendigung der
Spuloperation erzeugt werden, zu, während die Menge bzw. Größe des
Garnwickels zunimmt, während die Spannung in dem Garn
zunimmt, und folglich kann das Garn brechen.
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Weiterhin können beim Aufspulbetrieb für ein Garn zum
industriellen Einsatz auf das Garn aufgetragene Schlichten an den
Oberflächen einer Walze zum Detektieren der
Umfangsgeschwindigkeit oder an einer Einzugswalze hängenbleiben und der
Reibungskoeffizient zwischen den Walzen und dem Garn kann
verändert werden oder die Garnspannung kann sich während der
Durchführung des Spulvorganges aufgrund der Änderung des
Ausmaßes der Polymerisation des Garnes selbst ändern, und das
Garn kann brechen, wenn die Spannung in dem Garn übermäßig
abnimmt.
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Die vorstehend beschriebenen Phänomene treten häufig bei
hoher Spulgeschwindigkeit oder einem Garn geringerer
Zugfestigkeit auf, und es ergibt sich das Problem, daß die
Produktivität niedrig ist.
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In einer Garnspulvorrichtung der letztgenannten Art vom
Spannungsregeltyp ist die Empfindlichkeit des
Garnspannungsdetektors gering, wenn ein dünnes Garn, d. h. ein Garn mit kleinem
Titer, aufgespult wird, da die Spannung in dem Garn niedrig
ist, und folglich kann die Vorrichtung nicht auf eine
plötzliche Änderung der Garnspannung reagieren.
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Wie oben beschrieben, wurden bei den konventionellen
Verfahren und Vorrichtungen zum Aufspulen eines Garnes
Umfangsgeschwindigkeitsregelsysteme und Spannungsregelsysteme
unabhängig voneinander benutzt, wurden jedoch nicht miteinander
kombiniert.
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Weiterhin gehören das Verfahren und die Vorrichtung, die in
der zitierten JP-OS 58-42562 offenbart sind, grundsätzlich
zum Umfangsgeschwindigkeitsregeltyp, und lediglich während
des Beginns der Drehung des Spulenhalters wird die Drehzahl
des Spulenhalters detektiert, um das Wickelverhältnis auf
einem vorgegebenen Wert zu halten, und folglich erfolgt beim
Aufspulen des Garns keine Kombination eines
Spannungsregelsystems mit dem Umfangsgeschwindigkeitsregelsystem.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
dadurch für ein stabiles Aufspulen zu sorgen, daß eine
Spulvorrichtung in der Weise kontrolliert bzw. geregelt wird, daß
gleichzeitig die Vorteile der beiden konventionellen Systeme
genutzt werden, d. h. eines Systems vom Typ der
Umfangsgeschwindigkeitsregelung und eines Systems vom Typ der (Garn-
)Spannungsregelung.
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Wenn die vorliegende Erfindung in einer Spulvorrichtung des
einen Spindelantrieb aufweisenden Typs realisiert wird, wird
ein Spulenhalter zum Halten eines Spulenkerns zum Aufspulen
eines Garns von einem Motor angetrieben, und eine Kontakt
walze wird gegen den in den Spulenhalter eingesetzten
Spulenkern bzw. gegen den auf diesem Spulenkern gewickelten
Garnwickel gedrückt.
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Weiterhin umfaßt die Spulvorrichtung dann, wenn die
vorliegende Erfindung bei einer Spulvorrichtung des mit einem
Friktionsantrieb arbeitenden Typs realisiert wird, einen
Spulenhalter zum Haltern eines Spulenkerns und eine Kontaktwalze,
die gegen den in den Spulenhalter eingesetzten Spulenkern
oder den darauf gewickelten Garnwickel gedrückt wird, und die
Kontaktwalze ist mit einem Antriebsmotor verbunden.
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Bezüglich des Verfahrens wird die oben gestellte Aufgabe mit
dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die oben gestellte Aufgabe mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 2
gelöst.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Drehzahl des
Motors, welcher den Spulenhalter direkt oder indirekt
antreibt, derart geregelt, daß die Drehzahl der Kontaktwalze,
die gegen den Garnwickel gepreßt wird, auf einen vorgegebenen
und erwünschten Wert geregelt wird, und gleichzeitig wird die
Spannung in dem Garn, welches aufgespult wird, detektiert,
und der gewünschte Wert der Drehzahl der Kontaktwalze wird so
variiert, daß die Spannung auf einen vorgegebenen Wert
geregelt wird. Folglich kann durch die Regelung der Drehzahl
des Motors eine plötzliche Änderung der Drehzahl in kurzer
Zeit überwunden werden, und eine Änderung der (Garn-)Spannung
im Laufe der Zeit oder aufgrund einer Zunahme des Garnwickels
kann überwunden werden, indem der gewünschte Wert der
Drehzahl der Kontaktwalze variiert wird. Daher kann ein stabiler
Spulvorgang mit hoher Regelgenauigkeit realisiert werden.
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Außerdem kann bei einem Spulbetrieb mit hoher Geschwindigkeit
die Garnspannung, welche sich kurzfristig unter dem Einfluß
der Traversierbewegung ändert, detektiert werden, um ein
Rückkopplungssignal für den Spulvorgang zu erhalten.
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Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf
die beigefügten Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
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Fig. 1: eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels
einer Spulvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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Fig. 2: ein schematisches Blockdiagramm eines
Regelsystems des Ausführungsbeispiels der
Spulvorrichtung vom Spindelantriebstyp gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 3: ein schematisches Blockdiagramm eines
Regelsystems des Ausführungsbeispiels der
Spulvorrichtung vom Spindelantriebstyp gemäß der
vorliegenden Erfindung;
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Fig. 4: ein Flußdiagramm, in dem ein Beispiel für die
Regelung der Spulvorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung gezeigt ist;
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Fig. 5: ein Flußdiagramm, in dem die Details eines
Bereichs A in Fig. 4 gezeigt sind;
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Fig. 6: ein Blockdiagramm eines weiteren
Ausführungsbeispiels und
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Fig. 7 und 8: Blockdiagramme von Spulvorrichtungen vom
Friktionsantriebstyp gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Fig. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer
Garnspulvorrichtung vom Spindelantriebstyp gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Nachstehend soll nun zuerst die Konstruktion erläutert
werden. In Fig. 1, bei der es sich um eine Seitenansicht
handelt, bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Maschinenrahmen
der Spulvorrichtung, wobei der Maschinenrahmen 1 einen
Spulenhalter 2 aufweist, der drehbar von demselben (dem Rahmen)
absteht und auf den ein- Spulenkern 3 aufgesetzt ist. Der
Spulenhalter 2 ist mit einem Elektromotor 13 (Fig. 2) verbunden
und wird durch den Elektromotor 13 angetrieben.
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Der Maschinenrahmen 1 besitzt einen Gleitblock 5, der in
vertikaler Richtung längs Gleitschäften (nicht gezeigt)
beweglich ist.
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Der Gleitblock 5 besitzt einen Rahmen 6 und eine davon
abstehende Traversiervorrichtung 8. An dem Rahmen 6 ist eine
Kontaktwalze 7 drehbar montiert, und die
Traversiervorrichtung 8 treibt ein Garn Y zu einer hin- und hergehenden
Traversierbewegung an.
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Das von der Traversiervorrichtung 8 zu einer
Traversierbewegung angetriebene Garn Y wird auf den Spulenkern 3
aufgespult, der in den Spulenhalter 2 eingesetzt ist, um einen
Garnwickel 4 zu bilden. Die Kontaktwalze 7 wird gegen den
Garnwickel 4 gepreßt und durch diesen reibschlüssig
angetrieben.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist an einer Welle der Kontaktwalze 7
ein Zahnrad befestigt, und ein elektromagnetischer Aufnehmer
12 konventioneller, bekannter Bauart ist derart in der Nähe
des Zahnrads 11 angeordnet, daß die Drehzahl der Kontaktwalze
aufgrund der Drehung des Zahnrads 11 detektiert wird.
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Es wird wieder auf Fig. 1 Bezug genommen; eine Führung 10,
welche einen Gelenkpunkt der Traversierbewegung bildet, ist
oberhalb der Kontaktwalze 7 angeordnet, und ein
Spannungssensor konventioneller, bekannter Bauart ist oberhalb der
Führung 10 angeordnet.
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Beim betrachteten Ausführungsbeispiel wird als
Spannungssensor 9 ein druckempfindlicher Sensor verwendet; es kann
jedoch auch ein anderer bekannter Sensor, wie z. B. ein
Dehnungssensor, verwendet werden.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Spulenhalter 2 mit dem
Elektromotor 13, d. h. dem Induktionsmotor, verbunden, und der
Motor 13 ist mit einem Inverter 14 verbunden.
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Die Regelung des Ausgangssignals des Inverters 14 erfolgt auf
der Basis von Befehlen von einem Mikrocomputer 16, und die
Signale von dem elektromagnetischen Aufnehmer 12 und dem
Spannungssensor 9 werden einem Eingangs/Ausgangs-Anschluß 17
des Mikrocomputers 16 als Eingangssignale zugeführt.
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Die Kontaktwalze 17 bestimmt die Frequenz des Inverters 14
auf der Basis des durch den elektromagnetischen Aufnehmer 12
detektierten Signals zur Regelung, nämlich im Sinne einer
Rückkopplungsregelung, der Drehzahl des Motors 13 derart, daß
die Drehzahl der Kontaktwalze 7 während des
Garnaufspulvorganges einen vorgegebenen Wert annimmt.
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Der Spannungssensor 9 ist im Laufweg des Garns oberhalb der
Führung 10 angeordnet, die als Schwenk- bzw. Gelenkpunkt der
Traversierbewegung dient, und der Spannungssensor 9 steht in
Kontakt mit dem Garn, um die Spannung in dem Garn zu
detektieren, welches aufgespult wird. Auf der Basis der
detektierten Garnspannung wird der Optimalwert für den gewünschten
Wert der Drehzahl der Kontaktwalze 7 mit Hilfe des
Mikrocomputers 16 berechnet, wie dies später noch beschrieben
werden wird.
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Der Mikrocomputer 16 empfängt die Ausgangssignale der
Einstelleinrichtung 15. An der Einstelleinrichtung 15 werden die
Spulgeschwindigkeit für das Garn und die Garnspannung
eingestellt. Der Mikrocomputer 16 ist ein gut bekannter Typ und
umfaßt im wesentlichen eine zentrale Prozessoreinheit (CPU)
18, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 20, einen
Lesespeicher (ROM) 19 und den Eingangs/Ausgangs
(I/O)-Anschluß 17. Der I/O-Anschluß 17 umfaßt Schnittstellen, wie
z. B. einen D/A-Wandler oder einen A/D-Wandler, die
erforderlich sind, um Daten von außen zu empfangen und nach dort
zu übertragen.
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Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm des oben beschriebenen
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; die Arbeitsweise
wird nunmehr erläutert werden. Der eingestellte Wert an der
Einstelleinrichtung 28 für die Garnspannung und der
eingestellte Wert an der Einstelleinrichtung 29 für die
Umfangsgeschwindigkeit werden mit Hilfe der Einstelleinrichtung 15
eingestellt.
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Wie oben beschrieben, wird der Spulenhalter 2 über den
Inverter 14 angetrieben, und die Kontaktwalze 7 wird gegen den auf
den Spulenhalter 2 aufgesetzten Spulenkern 3 gedrückt, und
somit wird der Wickel 4 auf den Spulenkern 3 gewickelt. Wie
oben beschrieben, ist an der Welle der Kontaktwalze 7 ein
Zahnrad 11 befestigt, und die Drehzahl der Kontaktwalze 7
wird mit Hilfe des elektromagnetischen Aufnehmers 12
detektiert.
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Nach dem Einfädeln des Garns wird der Motor 13, der den
Spulenhalter 2 antreibt, längs einer vorgegebenen
Beschleunigungskurve bis zu einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben,
die an der Einstelleinrichtung 29 für die
Umfangsgeschwindigkeit eingestellt wurde. Andererseits werden die von den
Zähnen des Zahnrads 11 erzeugten Impulse mit Hilfe des
elektromagnetischen Aufnehmers 12 abgetastet und von dem
Umfangsgeschwindigkeitsdetektor 12 detektiert. Auf der Basis des an
der Einstelleinrichtung 29 für die Umfangsgeschwindigkeit
eingestellten Wertes wird der gewünschte Wert von einer
Rechenschaltung 26 für den gewünschten Wert der
Umfangsgeschwindigkeit berechnet.
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Der berechnete gewünschte Wert und der detektierte Wert
werden in einem Komparator 25 miteinander verglichen, und die
Abweichung wird dort berechnet. Auf der Basis der so
erhaltenen Abweichung führt ein Regler 23 eine PI-Regelung, d. h.
eine Proportional- und Integral-Regelung, durch, und die
Frequenz des Inverters 14 wird mit Hilfe der
Frequenzeinstelleinrichtung 24 eingestellt.
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Anschließend - das Garn ist in die Spulvorrichtung
eingefädelt - wird die Spannung in dem Garn mit Hilfe eines
Spannungsdetektors 21 über den Spannungssensor 9 detektiert. Wenn
der Befehl zum Einfädeln des Garns empfangen wird, wird die
nachfolgende Operation wiederholt, und der Spulbetrieb wird
geregelt.
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Im einzelnen werden der Wert, der an der
Spannungseinstelleinrichtung 28 eingestellt wurde, und der detektierte
Wert der Spannung in dem Komparator 27 miteinander
verglichen, und die Abweichung wird dort berechnet. Dann wird
ein vorgegebener Wert, welcher auf der Basis der Abweichung
erhalten wird, von dem Wert subtrahiert bzw. zu dem Wert
addiert, welcher an der
Umfangsgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 29 eingestellt wurde, und zwar in der
Rechenschaltung 26 zum Berechnen des gewünschten Wertes der
Umfangsgeschwindigkeit, so daß der gewünschte Wert, der in dem
Komparator 25 verwendet werden wird, erzeugt wird.
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Wenn beispielsweise die gewünschte Spannung größer ist als
der an der Spannungseinstelleinrichtung 28 eingestellte Wert,
dann wird der oben erwähnte vorgegebene Wert von dem Wert
abgezogen, der an der Umfangsgeschwindigkeitseinstelleinrich
tung 29 eingestellt ist. Wenn die detektierte Spannung
kleiner ist als der an der Spannungseinstelleinrichtung 28
eingestellte Wert, dann wird dagegen der oben erwähnte vorgegebene
Wert zu dem Wert addiert, der an der
Umfangsgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 29 eingestellt ist, und der
gewünschte Wert wird berechnet.
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Der gewünschte Wert, welcher in der Rechenschaltung 26 zum
Berechnen des gewünschten Wertes der Umfangsgeschwindigkeit
berechnet wurde, wird dann in dem Komparator 25 mit dem
Rückkopplungssignal von dem Umfangsgeschwindigkeitsdetektor 22
verglichen, und die Abweichung wird dort berechnet.
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Auf der Basis dieser Abweichung wird in dem Regler 23 die
PI-Regelung durchgeführt, und die Ausgangsfrequenz des
Inverters
14 wird durch die Frequenzeinstelleinrichtung 24
geregelt.
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Die vorstehend beschriebene Folge von Regelvorgängen wird mit
Hilfe des Mikrocomputers 16 durchgeführte der in Fig. 2
gezeigt ist.
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Ein Beispiel des Flußdiagramms für ein Beispiel des Programms
zur Durchführung der vorliegenden Erfindung wird nunmehr
unter Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 erläutert werden.
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Das Programm beginnt mit einem Schritt P1, und die Daten, die
eingestellte Drehzahl N0 der Kontaktwalze und die
eingestellte Spannung in dem Garn Y werden bei einem Schritt P2
eingegeben.
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Bei einem Schritt P3 werden die Daten gelesen und dann werden
bei einem Schritt P4 Speicher K1, K2, K3 und J gelöscht.
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Bei einem Schritt P5 wird der Befehl für ein Starten der
Spulvorrichtung als ein externer Befehl gelesen, d. h.
Kl = 1, und da K1 in einem Schritt P6 als "1" erkannt wird,
wird ein Schritt P7 durchgeführt.
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Die Drehzahl N der Kontaktwalze 7 und die Spannung Tn in dem
Garn Y werden bei dem Schritt P7 abgetastet, und dann findet
ein Schritt P8 statt. Zu diesem Zeitpunkt sind N und Tn immer
noch Null.
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Bei dem Schritt P8 wird, da K2 den Wert "0" hat, ein Schritt
P9 durchgeführt, und der Motor 13, der den Spulenhalter 2
antreibt, wird längs einer vorgegebenen Beschleunigungskurve
hochgefahren, bis die Drehzahl der Kontaktwalze 7 eine
vorgegebene
Drehzahl N0 erreicht, welche mit Hilfe der
Umfangsgeschwindigkeitseinstelleinrichtung 29 eingestellt wurde.
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Die Drehzahl N der Kontaktwalze 7 wird bei einem Schritt P10
geprüft. Wenn die Drehzahl N den eingestellten Wert N0 nicht
erreicht hat, wird die Abweichung in einem Schritt P11
berechnet, und in einem Schritt P12 wird eine PI-Regelung
derart durchgeführt, daß die Ausgangsfrequenz des Inverters 14
geregelt wird.
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Anschließend wird der Schritt P5 durchgeführt, und dann
werden die vorstehend beschriebenen Operationen wiederholt, und
wenn bei dem Schritt P10 erkannt wird, daß die Drehzahl der
Kontaktwalze 7 den vorgegebenen Wert N0 erreicht, wird ein
Schritt P10a durchgeführt.
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In dem Schritt Ploa wird K2 auf "1" gesetzt, und es erfolgen
die Schritte P5 und P6.
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Bei dem Schritt P6 werden dann, wenn K1 den Wert "1" hat, die
Drehzahl N der Kontaktwalze 7 und die Spannung Tn abgetastet,
und der Schritt P8 wird durchgeführt. Nach (Bei) dem Schritt
P8 findet der Schritt P13 statt, da K2 den Wert "1" hat.
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Wenn das Garn noch nicht eingefädelt wurde und die Spannung
Tn den vorgegebenen Wert noch nicht erreicht hat, findet nach
dem Schritt P13 ein Schritt P14 statt.
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Bei dem Schritt P14 wird die Abweichung zwischen dem
abgetasteten Wert N und dem gewünschten Wert N0 berechnet. Dann
wird gemäß Schritt P12 die PI-Regelung derart durchgeführt,
daß die Ausgangsfrequenz des Inverters geregelt wird, und es
findet dann der Schritt P5 statt.
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Das Signal, welches über die Beendigung des Einfädelvorganges
informiert, wird gemäß Schritt P5 als externes Signal
gelesen, und dann finden die Schritte P6 und P7 statt.
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Die Drehzahl N der Kontaktwalze und die Spannung Tn in dem
Garn werden gemäß Schritt P7 abgetastet, und dann findet der
Schritt P8 statt,
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Gemäß dem Schritt P8 findet der Schritt P13 statt, da K2 den
Wert "1" hat.
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Da das Garn bereits eingefädelt ist, wird festgestellt, daß
die Spannung Tn höher ist als der vorgegebene Wert bei dem
Schritt P13, und es findet der Schritt Pls statt.
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Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Da K3 bei dem Schritt Pls
den Wert "0" hat, wird Δ Tn, d. h. die Abweichung der
Garnspannung, auf 0 gesetzt, und es findet der Schritt P17 statt.
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Da Δ Tn bei dem Schritt P17 den Wert "0" hat, wird erkannt,
daß sie (die Spannungsdifferenz) in einem vorgegebenen
zulässigen Bereich liegt, und es findet ein Schritt P19 statt.
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Bei dem Schritt P19 wird die Spannung Tn, welche abgetastet
wurde, zu der vorherigen Spannung addiert, und dann findet
ein Schritt P20 statt, und da J den Wert "0" hat, findet ein
Schritt P20a statt.
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Bei dem Schritt P20a findet der Schritt P26 statt, nachdem J
in Übereinstimmung mit dem inkrementellen Dimensionssystem
geändert ist.
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Bei einem Schritt P27 wird die Abweichung, d. h. Δ N, der
Drehzahl N bezüglich des gewünschten Wertes NR berechnet, und
dann findet der Schritt P12 statt.
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Es wird wieder auf Fig. 2 Bezug genommen. Bei dem Schritt P12
wird die PI-Regelung auf der Basis der Abweichung, d. h. auf
der Basis von Δ N ausgeführt, so daß die Ausgangsfrequenz des
Inverters 14 geregelt wird.
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Dann findet der Schritt P5 statt, und die Operationen werden
in der vorstehend beschriebenen Weise bis zu dem Schritt P15
durchgeführt.
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Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Da K3 bei dem Schritt PIS
den Wert "1" hat, findet der Schritt P16 statt, bei dem die
Differenz, d. h. Δ Tn, zwischen der vorherigen Spannung Tn
und der augenblicklichen Spannung Tn berechnet wird, und dann
findet der Schritt P17 statt.
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Bei dem Schritt P17 findet dann, wenn Δ Tn in einem
vorgegebenen zulässigen Bereich liegt, der Schritt P19 statt, in
dessen Verlauf der Wert Tn addiert wird, und dann findet der
Schritt P20 statt. Wenn Δ Tn außerhalb eines vorgegebenen
zulässigen Bereichs liegt, d. h. wenn es größer ist als der
vorgegebene zulässige Bereich, dann findet der Schritt P18
statt. Der große Wert für Δ Tn bedeutet, daß eine plötzliche
Änderung der Garnspannung, beispielsweise aufgrund von
Regelschwingungen, eingetreten ist. In diesem Fall wird der
detektierte Wert außer acht gelassen und der frühere Wert Tn
weiterhin als Augenblickswert Tn benutzt. Dies geschieht, weil
das Regelsystem dann, wenn eine solche plötzliche Änderung
ausgewertet wird und der gewünschte Wert plötzlich steigt,
instabil wird. Nachdem Tn gemäß dem Schritt P19 addiert
wurde, findet der Schritt P20 statt.
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Wenn bei dem Schritt P20 J ungleich "n" ist, findet der
Schritt P26 statt, und die oben beschriebenen Operationen
werden wiederholt.
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Wenn dagegen J bei dem Schritt P20 den Wert "n" hat, findet
der Schritt P21 statt, bei dem Δ T, welches durch Addieren
von T erhalten wurde, durch (n + 1) geteilt wird, um einen
Mittelwert TM der Spannung zu erhalten; und anschließend
werden in einem Schritt P22 J und Σ T gelöscht.
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Anschließend wird bei einem Schritt P23 geprüft, ob der
Mittelwert TM der Spannung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs
bezüglich eines vorgegebenen Wertes T0 liegt oder nicht. Wenn
der Mittelwert TM innerhalb eines vorgegebenen Bereichs
liegt, wird J bei einem Schritt 25 auf "0" gesetzt, und K3
wird bei einem Schritt P26 auf "1" gesetzt; anschließend
findet ein Schritt P27 statt.
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Wenn der Mittelwert TM der Spannung bei dem Schritt P23 nicht
in einem vorgegebenen Bereich bezüglich des vorgegebenen
Wertes T0 liegt, findet der Schritt P24 statt, um den
gewünschten Wert NR für die Kontaktwalze 7 zu berechnen, und dann
wird J bei dem Schritt P25 auf "0" gesetzt; anschließend
findet der Schritt P26 statt. Bei dem Schritt P26 wird K3,
welches zuvor auf "1" gesetzt wurde, wiederum auf "1"
gesetzt, und es findet der Schritt P27 statt. Die vorstehend
beschriebenen Operationen werden wiederholt, und es erfolgt
eine Regelung.
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Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel wird der Wert "n" so
gewählt, daß die Zeit für das Detektieren der Drehzahl der
Kontaktwalze 7 und die Betätigung des Inverters 14 länger ist
als die Zeit für die Änderung des gewünschten Wertes NR für
die Kontaktwalze 7 auf der Basis der Garnspannung, und
gewöhnlich ist die Zeit für das Detektieren der Drehzahl der
Kontaktwalze 7 und die Betätigung des Inverters 14 ein
Mehrfaches der Zeit, bis zum mehreren Hundertfachen der Zeit, zum
Ändern des gewünschten Wertes NR für die Kontaktwalze 7.
Folglich wird verhindert, daß aufgrund der Schwankungen des
gewünschten Wertes der Kontaktwalze 7 Regelschwingungen
auftreten.
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Wenn während des Schrittes P5 ein von außen stammendes
Stopsignal gelesen wird, dann findet der Schritt P6a statt, bei
dem die Spulvorrichtung gestoppt wird. Anschließend wartet
die Spulvorrichtung auf den Startbefehl bei dem Schritt P5.
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Die vorstehende Erläuterung erfolgt unter Bezugnahme auf eine
manuell betätigte Spulvorrichtung; die vorliegende Erfindung
ist jedoch auch bei einer Spulvorrichtung des mit
automatischem Spulenwechsel arbeitenden Typs einsetzbar, bei dem
mehrere Spulenhalter vorgesehen sind und bei dem das Aufspulen
des Garns nacheinander zwischen den Spulenhaltern wechselt.
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Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel wird ferner auf
einem Spulenhalter ein Garnwickel gebildet, wobei die Spul-
Vorrichtung gleichzeitig mehrere Garnwickel auf einem
einzigen Spulenhalter bilden kann. In diesem Fall kann die
Garnspannung für einen der mehreren Garnwickel detektiert werden,
oder es kann die Spannung in mehreren Garnen detektiert
werden. Es wird bevorzugt, den Mittelwert der detektierten
Spannungen
zu berechnen, wenn die Spannungen mehrerer Garne
detektiert werden.
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Zusätzlich wird der gewünschte Wert für die Kontaktwalze in
der Rechenschaltung für den gewünschten Wert der
Umfangsgeschwindigkeit kontinuierlich berechnet, nachdem das Programm
gestartet ist. In Abhängigkeit von dem eingesetzten System
kann der gewünschte Wert jedoch bei jedem Einfädelvorgang
gelöscht werden, und unmittelbar nach dem Einfädelvorgang kann
der an der Umfangsgeschwindigkeitseinstelleinrichtung
eingestellte Wert verwendet werden.
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Beispielsweise wird in einem System, in dem sich die
Garnspannung des aufgespulten Garnes langfristig ändert, das
erstgenannte System bevorzugt, d. h. der Wert, der in der
Rechenschaltung für den gewünschten Wert der
Umfangsgeschwindigkeit berechnet wurde, kann als der gewünschte Wert
benutzt werden. Wenn sich im Gegensatz dazu die Garnspannung
vom Beginn des Spulvorganges für einen Garnwickel bis zur
Beendigung des Aufspulens des Garnwickels ändert, um die
Bildung hoher Schultern zu minimieren, dann wird das
letztgenannte System bevorzugt, d. h. der gewünschte Wert kann bei
jedem Einfädelvorgang gelöscht werden, und unmittelbar nach
dem Einfädelvorgang kann der an der
Umfangsgeschwindigkeitseinstelleinrichtung eingestellte Wert benutzt werden.
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Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm eines weiteren
Ausführungsbeispiels, bei dem die Spannung in dem Garn, welches
aufgespult wird, derart geregelt wird, daß sie sich gemäß einem
vorgegebenen Muster ändert. Die Konstruktionselemente, die
von denjenigen verschieden sind, die in Verbindung mit dem
oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel beschrieben
wurden, werden erläutert werden.
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Das Bezugszeichen 31 bezeichnet eine Schaltung zum Speichern
des Garnspannungsmusters, und das Muster wird in die
Schaltung 31 von der Spannungseinstelleinrichtung 28 eingegeben.
Das Bezugszeichen 30 bezeichnet eine Rechenschaltung, welche
den Durchmesser des aufgespulten Garnwickels aus dem
Ausgangssignal der Frequenzeinstelleinrichtung 24 und dem
Ausgangssignal des Umfangsgeschwindigkeitsdetektors 22 berechnet
und welche die Spannung in dem Spannungsmusterspeicherkreis
31 auf der Basis des berechneten Durchmessers berechnet, um
ein Ausgangssignal für die Vergleichs- und Rechenschaltung 27
zu liefern.
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Das Ausführungsbeispiel einer Garnspulvorrichtung vom
Spindelantriebstyp wurde oben erläutert; ein Ausführungsbeispiel
einer Garnspulvorrichtung des einen Friktionsantrieb
aufweisenden Typs wird nachstehend erläutert werden. Dieselben
Konstruktionselemente wie diejenigen der oben beschriebenen
Garnspulvorrichtung vom Spindelantriebstyp werden
weggelassen, und es werden lediglich die Konstruktionselemente
erläutert werden, die von denjenigen der Garnspulvorrichtung des
Spindelantriebstyps verschieden sind.
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Gemäß Fig. 7 ist mit einem Antriebsmotor 32 eine
Friktionswalze 33 verbunden und wird durch den Antriebsmotor 32
angetrieben. Der Spulenkern 3 wird in den Spulenhalter 2
eingesetzt, und die Friktionswalze 33 wird gegen den Spulenkern 3
oder den auf dem Spulenkern 3 gebildeten Wickel 4 gepreßt, um
den Spulenhalter 2 reibschlüssig zu einer Drehbewegung
anzutreiben und das Garn auf den Spulenkern aufzuspulen.
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Ähnlich wie die Kontaktwalze 7 bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel ist an einem Ende der Friktionswalze 33
ein Zahnrad 11 befestigt, und die Drehzahl der Friktionswalze
33 wird mit Hilfe des Aufnehmers 12 detektiert.
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Die Drehzahl der Friktionswalze 33, die von dem Aufnehmer 12
detektiert wird, wird in einer Weise geregelt, die der anhand
von Fig. 3 und 6 erläuterten Weise ähnlich ist, und das
Ausgangssignal des Inverters 14, welcher mit dem Antriebsmotor
32 verbunden ist, wird gemäß einer PI-Regelung geregelt. In
diesem Fall sollten die obigen Erläuterungen im Zusammenhang
mit Fig. 3 und 6 bezüglich der Kontaktwalze 7 als für die
Friktionswalze 33 geltend gelesen werden, und der Motor 13
zum Antreiben der Spindel sollte als Motor 32 zum Antreiben
der Friktionswalze verstanden werden.
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Bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein
Synchronmotor 32 als Motor zum Antreiben der Friktionswalze 33
verwendet, und die Frequenz des Inverters 14 wird gezählt, um
die Umfangsgeschwindigkeit realtiv zu der gezählten Frequenz
in der Rechenschaltung 35 für die Umfangsgeschwindigkeit zu
berechnen, und zwar anstelle der Erfassung der Drehzahl der
Friktionswalze 33 durch den Aufnehmer 12. Die auf diese Weise
berechnete Umfangsgeschwindigkeit wird mit dem gewünschten
Wert der Umfangsgeschwindigkeit verglichen. Anstelle der
Detektierung der Frequenz des Inverters 14 kann der Wert in der
Frequenzeinstelleinrichtung verwendet werden. Andere
Konstruktionen sind im wesentlichen die gleichen wie diejenigen
bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Drehzahl eines
Motors zum Antreiben des Spulenhalters auf der Basis von
Informationen geregelt, die sowohl Daten umfassen, die von dem
Drehzahldetektor erfaßt werden, als auch Daten, die von dem
Spannungsdetektor erfaßt werden, so daß die Wickel- bzw.
Spulgeschwindigkeit auf einen vorgegebenen Wert eingestellt
wird; folglich kann ein stabiler Spulvorgang durchgeführt
werden, indem die Spulvorrichtung in der Weise kontrolliert
bzw. geregelt wird, daß gleichzeitig die Vorteile des
konventionellen Systems der Umfangsgeschwindigkeitsregelung und des
Systems der Spannungsregelung angewandt werden.
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Weiterhin wird bei der Spulvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung die Drehzahl des Motors, welcher den Spulenhalter
direkt oder indirekt antreibt, derart geregelt, daß die
Drehzahl der Kontaktwalze, die gegen den Wickel gedrückt wird,
einen vorgegebenen und gewünschten Wert erhält und daß
gleichzeitig die Spannung in dem Garn detektiert wird,
welches aufgespult wird, und der gewünschte Wert der Drehzahl
der Kontaktwalze so variiert wird, daß die Spannung auf einen
vorgegebenen Wert geregelt wird. Folglich kann eine
plötzliche Änderung der Drehzahl durch die Steuerung der Drehzahl
des Motors in einer kurzen Zeit überwunden bzw. ausgeregelt
werden, und eine Spannungsänderung beim Verstreichen der Zeit
oder aufgrund eines Anwachsens des aufgespulten Wickels kann
dadurch überwunden bzw. ausgeregelt werden, daß der
gewünschte Wert der Drehzahl der Kontaktwalze variiert wird.
Daher kann ein stabiler Spulbetrieb mit hoher
Regelgenauigkeit realisiert werden.
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Zusätzlich kann beim Spulbetrieb mit hoher Geschwindigkeit
die Garnspannung, die sich in einem kurzen Zeitintervall
unter dem Einfluß der Traversierbewegung ändert, detektiert
werden, um eine Rückkopplung für den Spulvorgang zu erhalten.
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Daher kann gemäß der vorliegenden Erfindung das Auf spulen
eines Garns geringer Festigkeit, welches in konventioneller
Weise nicht stabil aufgespult werden konnte, durchgeführt
werden, und die Produktivität kann erhöht werden.