EP0712374B2 - Winding machine for yarn at constant speed - Google Patents
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- EP0712374B2 EP0712374B2 EP95920745A EP95920745A EP0712374B2 EP 0712374 B2 EP0712374 B2 EP 0712374B2 EP 95920745 A EP95920745 A EP 95920745A EP 95920745 A EP95920745 A EP 95920745A EP 0712374 B2 EP0712374 B2 EP 0712374B2
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- EP
- European Patent Office
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- value
- ranges
- speed
- measured
- correcting
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
- B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
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- B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
- B65H59/384—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension using electronic means
- B65H59/385—Regulating winding speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
Definitions
- the invention relates to a winding machine according to the preamble of claim 1.
- This winding machine is known for DE-OS 39 33 048 (Bag. 1659).
- US-A-3713009 is a winding machine known for winding a thread, in which the dancer arm connected to a potentiometer in this way is that a change in position of the dancer arm a directional voltage change on the potentiometer leads.
- This potentiometer voltage is called Position measurement given up to an ID controller Generate signal to adjust the spindle speed. This ensures that sudden changes in position of the dancer arm are adjusted accordingly.
- the disadvantage of this known winding machine is in that the regulation of sudden changes in position due to the oscillating movements to vibrations the spindle speed and thus to an uneven Lead coil build.
- the object of the invention is the winding machine with their rules so that the Regulation is able to withstand all fluctuations in position to adjust the dancer arm without switching, and also those fluctuations which through the back and forth movements of the traversing device are caused.
- the controller in wide ranges is programmable and adjustable so that all operating states recorded and converted into discrete control values can be and that the scheme the occurring Operating conditions can be adjusted sensitively can, whereby the extreme conditions - such. B. putting on and moving off - no switching required.
- a precision cheese head shown in perspective.
- Fig. 2 shows diagrams to illustrate the measurement and control process.
- Such precision bobbins are in several horizontal and vertical rows side by side in one Precision cross winding machine arranged.
- the precision cheese head is in one vertical stand plate 1 arranged.
- the winding spindle 3 On the stand plate 1 is the winding spindle 3, on which the coil is spanned with the bobbin, cantilevered.
- the winding spindle 3 is the traversing device for Traversing the incoming thread 12 assigned.
- the traversing device parallel to the coil consists of the housing 11, in which a reverse thread shaft 10 is rotatably mounted, and that of the reverse thread shaft Traversing thread guide moved back and forth in a straight line 9, which runs the thread 12 on the spool.
- a support roller 28 on the housing 11 the traversing device is freely rotatable.
- the traversing device with the reverse thread shaft is attached to a slide 13.
- the sled 13 is mounted in a slide guide 14, which is a straight line Movement - radial or secant to the coil allows.
- a spring 15 acts on the carriage in this way a that the traversing device during the entire winding trip with their support roller 28 against the Coil surface supports, but the growing Diameter of the coil 2 can dodge.
- the fed thread 12 runs before it from Traversing thread guide 9 laid on the bobbin surface is, between two fixed roles 5 and 6, between which a dancer arm 7 with a dancer roll 29 is pivotally arranged.
- the dancer role is below the weight of the dancer arm on the thread
- Sag the shortening the thread loop formed between the thread guides 5 and 6
- the drive motor 4 attached for driving the winding spindle 3.
- This drives via a toothed belt pulley 31 and toothed belt 32 one arranged on the upstanding side of the stand plate End of the winding spindle 3 rotatably arranged Toothed belt pulley 33 and herewith the winding spindle 3 centrally.
- the winding spindle is with the reverse thread shaft 10 connected by gear, namely by toothed belt pulley 16 and toothed belt 19 and toothed belt pulley 18 with a countershaft 30 and from there out through a further toothed belt pulley 26 Timing belt 20 and pulley 17 with the Reverse thread shaft 10.
- the countershaft 30 is opposite the winding spindle 3 and opposite the reverse thread shaft 10 supported by a pivot lever 23 and 22, respectively and in the free ends of these swivel levers rotatably mounted.
- the thread runs at a constant speed to. This forms between the thread guides 5 and 6 due to the constant weight of the dancer arm 7 with the dancer roll 29 - possibly reinforced by a feather - a slack.
- the size of this slack is determined on the one hand by the delivery speed of the thread and the other through the Winding speed. The size of this slack is adjusted to a constant value. there however, the fluctuations caused by the Traversing movement arise, are allowed.
- the axis of the dancer arm with a control device 8 connected. Through the control device 8 the drive motor 4 is driven. If the Sag of the thread increases and consequently the dancer arm 7 pivots clockwise, the drive speed of the spindle motor 4 increased. Decreases the sag, the drive speed is reduced.
- the dancer arm 7 and the control device 8 are So included in a control loop through which the Sag of the thread loop between the thread guides 5 and 6 is corrected.
- the control of the drive motor is in detail 4 designed so that the following functions be carried out:
- the drive motor 4 is used to thread the thread switched by switch 34 on the dancer arm so that the motor 4 the winding head (coil 2) via a speed controller 37 with a constant predetermined drive speed drives.
- the speed is chosen so that the peripheral speed of the on the winding spindle 3 stretched empty tube over the Thread speed is.
- the thread is first used for threading over the thread guides 5 and 6 and around the dancer roll 29 looped.
- the thread is then attached to the Empty sleeve created and from the rotating empty sleeve captured.
- the dancer arm 7 lifts out of its lower one Stop position and switches from the landing speed controller 37 via the switch 34 on the dancer arm to the dancer arm control 38 um.
- the dancer arm with the rotating roller 29 is with one Rotary sensor 40 connected.
- the rotation sensor By the rotation sensor the position and speed of the dancer arm detected.
- This magnetoresistive Sensor has a fixed ferromagnetic Layer that is enclosed in a circuit. A magnet acts on this ferromagnetic layer one that is rotatable with the dancer arm. By change the rotational position of the magnetic field changes also the electrical resistance of the ferromagnetic Layer so that the voltage drop across the ferromagnetic Layer a measure of the rotational position of the dancer arm is.
- the speed of the dancer arm In addition to the position of the dancer arm also the speed of the dancer arm, and measured according to height and direction. To do this the measurement is repeated at predetermined time intervals and determined the speed from it. The ongoing determined measured position values and the measured speed values are now given to the controller.
- the controller has a memory with different Storage areas.
- the Quantity areas define a membership value, with which a certain position measurement value belongs to the position quantity range previously defined. These membership values are on a scale from 0 to 1.
- Each quantity range is divided into one Main area and a transition area. By doing The main area has a membership value of 1. In the membership value falls in the transition area the respective adjacent quantity range of 1 drops to 0, although overlaps to the neighboring transition area.
- the transition area Ib of the quantity range I covers all Measured values that are only limited to the quantity range can be assigned "far below”.
- the memory also has a memory area in which every occurring as a control algorithm Combination of position quantity ranges and Speed-quantity ranges a certain Control value quality range according to Fig. 2C assigned is.
- the rule algorithm is for example:
- the result is the fulfillment value.
- the weighting factor (Measure of trust) for both membership values 1. This results in the membership value (fulfillment value) for the manipulated variable for its selected quantity range with also 0.8.
- the measured position value is 3 measuring units.
- the computer takes these control algorithms from the total of 15 control algorithms from the memory and accordingly assigns the manipulated variable quantity ranges II and III to the current measured value. This is shown in Fig. 2D.
- the membership value of the manipulated value to the respective quantity range results from the membership values of the measured value to the assigned position or speed quantity ranges by superimposition as previously described.
- the computer is now programmed that it determines the centroid of the area, which the selected by the respective Membership values limited quantity ranges cover; d. h .: the overlapping area becomes calculated only once, otherwise the sum of the Quantity ranges formed by the assigned Membership values are limited.
Landscapes
- Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
- Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a winding machine
according to the preamble of
Diese Aufspulmaschine ist bekannt durch die DE-OS 39 33 048 (Bag. 1659).This winding machine is known for DE-OS 39 33 048 (Bag. 1659).
Bei dieser Aufspulmaschine erfolgt die Regelung des Durchhangs des Tänzerarmes über die Verstellung der Spindeldrehzahl mit Hilfe eines PI-Reglers, der nach dem Anlegen des Fadens und Einschalten der Changiereinrichtung an den Tänzerarm eingeschaltet wird. Infolge des starken integralen Anteils des Reglers reagiert der Spindelantriebsmotor nur mit Verzögerung auf Änderungen des Durchhangs der durch den Tänzerarm gebildeten Fadenschleife. Nachteilig ist hierbei, daß zum Anlegen des Fadens eine Umschaltung auf einen PD-Regler erfolgen muß.The regulation takes place with this winding machine the sag of the dancer arm over the adjustment the spindle speed with the help of a PI controller, the after threading and turning on the Traversing device on the dancer arm switched on becomes. Due to the strong integral part of the controller the spindle drive motor only reacts with a delay on changes in the slack caused by the dancer arm formed thread loop. The disadvantage here is that to apply the thread a switch to one PD controller must be done.
Aus der US-A-3713009 ist eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln eines Fadens bekannt, bei welcher der Tänzerarm mit einem Potentiometer derart verbunden ist, daß eine Stellungsänderung des Tänzerarms zu einer richtungsabhängigen Spannungsänderung am Potentiometer führt. Diese Potentiometerspannung wird als Stellungsmeßwert einem ID-Regler aufgegeben, um ein Signal zur Verstellung der Spindeldrehzahl zu erzeugen. Damit wird erreicht, daß plötzliche Stellungsänderungen des Tänzerarms entsprechend ausgeregelt werden. Der Nachteil dieser bekannten Aufspulmaschine besteht darin, daß die Regelung der plötzlichen Stellungsänderungen aufgrund der Changierbewegungen zu Schwingungen der Spindeldrehzahl und somit zu einem ungleichmäßigen Spulenaufbau führen.US-A-3713009 is a winding machine known for winding a thread, in which the dancer arm connected to a potentiometer in this way is that a change in position of the dancer arm a directional voltage change on the potentiometer leads. This potentiometer voltage is called Position measurement given up to an ID controller Generate signal to adjust the spindle speed. This ensures that sudden changes in position of the dancer arm are adjusted accordingly. The The disadvantage of this known winding machine is in that the regulation of sudden changes in position due to the oscillating movements to vibrations the spindle speed and thus to an uneven Lead coil build.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Aufspulmaschine mit ihrer Regelung so auszugestalten, daß die Regelung in der Lage ist, alle Schwankungen der Position des Tänzerarms ohne Umschaltung auszuregeln, und zwar auch diejenigen Schwankungen, welche durch die Hin- und Herbewegungen der Changiereinrichtung hervorgerufen werden.The object of the invention is the winding machine with their rules so that the Regulation is able to withstand all fluctuations in position to adjust the dancer arm without switching, and also those fluctuations which through the back and forth movements of the traversing device are caused.
Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.The solution results from
Es gelingt hierdurch, eine Abhängigkeit zwischen der Motordrehzahl einerseits sowie der Stellung und der Geschwindigkeit des Tänzerarms andererseits herzustellen, ohne daß dabei die geplanten Änderungen der Stellung und der Geschwindigkeit des Tänzerarms, die insbesondere durch die Changierung hervorgerufen werden, einen negativen Einfluß auf die Verstellung der Spindeldrehzahl ausüben, insbesondere zu Schwingungen der Spindeldrehzahl führen.This enables a dependency between the engine speed on the one hand and the position and the speed of the dancer arm on the other hand manufacture without making the planned changes the position and speed of the dancer arm, which are caused in particular by the traversing become, a negative influence on the adjustment the spindle speed, especially to Vibrations in the spindle speed.
Es gelingt hierdurch, dem Gesamtregelkreis, der aus der Spindel, dem Spindelantriebsmotor, dem Regler und dem Tänzerarm besteht, ein nicht-lineares Verhalten zu geben. Das bedeutet, daß nicht jede Änderung bezgl. der Stellung und/oder der Geschwindigkeit des Tänzerarms zu einer proportionalen Änderung des Stellwertes führt, welcher dem Antriebsmotor der Spulspindel zur Einstellung der Spindeldrehzahl aufgegeben wird.This enables the overall control loop that from the spindle, the spindle drive motor, the Controller and the dancer arm is a non-linear Behavior. That means not every change regarding position and / or speed of the dancer arm to a proportional change of the manipulated variable, which leads to the drive motor Spool spindle for setting the spindle speed abandoned becomes.
Mit der Ausführung der Erfindung, insbesondere
soweit sie sich im einzelnen aus Anspruch 2 ergibt,
wird weiterhin erreicht, daß der Regler in weiten Bereichen
programmierbar und einstellbar ist, so daß alle Betriebszustände
erfaßt und in diskrete Stellwerte umgesetzt
werden können und daß die Regelung den vorkommenden
Betriebzuständen feinfühlig angepaßt werden
kann, wobei auch die extremen Zustände - wie z.
B. das Anlegen und Anfahren - keine Umschaltung erfordern.With the implementation of the invention, in particular
insofar as it results from
Bei alledem ist es zweckmäßig, diskrete, eindeutige
Stellwerte zu erzeugen, die die Lage der aktuellen
Meßwerte in angemessener Weise berücksichtigen.
Dies geschieht insbesondere durch die Ausführung
nach Anspruch 3.With all of this, it is useful to have discreet, clear
Generate manipulated values that reflect the location of the current
Take measured values into account in an appropriate manner.
This happens in particular through the execution
according to
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.In the following the invention is based on a Described embodiment.
In der Zeichnung ist ein Präzisions-Kreuzspulkopf perspektivisch dargestellt. Fig. 2 zeigt Diagramme zur Veranschaulichung des Meß- und Regelverfahrens. Derartige Präzisionsspulköpfe sind in mehreren horizontalen und vertikalen Reihen nebeneinander in einer Präzisions-Kreuzspulmaschine angeordnet.In the drawing is a precision cheese head shown in perspective. Fig. 2 shows diagrams to illustrate the measurement and control process. Such precision bobbins are in several horizontal and vertical rows side by side in one Precision cross winding machine arranged.
Der Präzisions-Kreuzspulkopf ist in einer
senkrechten Ständerplatte 1 angeordnet. An der Ständerplatte
1 ist die Spulspindel 3, auf welcher die Spule
mit der Spulhülse aufgespannt ist, auskragend gelagert.
Der Spulspindel 3 ist die Changiereinrichtung zum
Changieren des zulaufenden Fadens 12 zugeordnet.
Die Changiereinrichtung parallel zur Spule besteht aus
dem Gehäuse 11, in dem eine Kehrgewindewelle 10
drehbar gelagert ist, und dem von der Kehrgewindewelle
in einer Geradführung hin- und herbewegten Changierfadenführer
9, der den Faden 12 auf der Spule verlegt.
Um einen gleichbleibenden Abstand zwischen der
Oberfläche der Spule 2 und der Changiereinrichtung zu
bewerkstelligen, ist eine Stützrolle 28 am Gehäuse 11
der Changiereinrichtung frei drehbar gelagert.The precision cheese head is in one
Die Changiereinrichtung mit der Kehrgewindewelle
ist an einem Schlitten 13 befestigt. Der Schlitten
13 ist in einer Schlittenführung 14 gelagert, die eine geradlinige
Bewegung - radial oder sekantial zur Spule
zuläßt. Eine Feder 15 wirkt dabei auf den Schlitten derart
ein, daß die Changiereinrichtung sich während der
gesamten Spulreise mit ihrer Stützrolle 28 gegen die
Spulenoberfläche abstützt, jedoch dem größer werdenden
Durchmesser der Spule 2 ausweichen kann.The traversing device with the reverse thread shaft
is attached to a
Der zugeführte Faden 12 läuft, bevor er vom
Changierfadenführer 9 auf der Spulenoberfläche verlegt
wird, über zwei ortsfeste Rollen 5 und 6, zwischen
welchen ein Tänzerarm 7 mit einer Tänzerrolle 29
schwenkbar angeordnet ist. Die Tänzerrolle liegt unter
dem Gewicht des Tänzerarmes auf dem Faden auf
Durch das Anwachsen der Spule 2 und die Verkürzung
der zwischen den Fadenführern 5 und 6 gebildeten Fadenschleife
(Durchhang) wird der Schwenkwinkel des
Tänzerarmes geändert und in Abhängigkeit hiervon
durch eine mechanisch-elektrische Tänzerarmregelung
8 die Drehzahl des Antriebsmotors 4 für die Spulspindel
elektronisch nachgeregelt.The fed
Auf der anderen Seite der Ständerplatte (vom
Betrachter aus gesehen vorne) ist der Antriebsmotor 4
für den Antrieb der Spulspindel 3 befestigt. Dieser treibt
über eine Zahnriemenscheibe 31 und Zahnriemen 32
eine auf dem diesseits der Ständerplatte aufkragend angeordneten
Ende der Spulspindel 3 drehfest angeordnete
Zahnriemenscheibe 33 und hiermit die Spulspindel
3 zentral an. Die Spulspindel ist mit der Kehrgewindewelle
10 getrieblich verbunden, und zwar durch Zahnriemenscheibe
16 und Zahnriemen 19 und Zahnriemenscheibe
18 mit einer Vorgelegewelle 30 sowie von dort
aus durch eine weitere Zahnriemenscheibe 26 über
Zahnriemen 20 und Zahnriemenscheibe 17 mit der
Kehrgewindewelle 10. Die Vorgelegewelle 30 ist gegenüber
der Spulspindel 3 und gegenüber der Kehrgewindewelle
10 durch je einen Schwenkhebel 23 bzw. 22 abgestützt
und in den freien Enden dieser Schwenkhebel
drehbar gelagert.On the other side of the stand plate (from
The viewer seen from the front) is the
Durch die getriebliche Verbindung zwischen
Spulspindel 3 und Kehrgewindewelle 10 ist während der
gesamten Spulreise das Verhältnis der Spulspindeldrehzahl
und der Changierfrequenz konstant.Through the gear connection between
Spool
Der Faden läuft mit konstanter Geschwindigkeit
zu. Dadurch bildet sich zwischen den Fadenführern
5 und 6 infolge des konstanten Gewichts des Tänzerarmes
7 mit der Tänzerrolle 29 - eventuell verstärkt durch
eine Feder - ein Durchhang. Die Größe dieses Durchhanges
wird bestimmt zum einen durch die Zuliefergeschwindigkeit
des Fadens und zum anderen durch die
Aufwickelgeschwindigkeit. Die Größe dieses Durchhanges
wird auf einen konstanten Wert ausgeregelt. Dabei
müssen allerdings die Schwankungen, die durch die
Changierbewegung entstehen, zugelassen werden.
Hierzu ist die Achse des Tänzerarmes mit einer Regeleinrichtung
8 verbunden. Durch die Regeleinrichtung 8
wird der Antriebsmotor 4 angesteuert. Wenn sich der
Durchhang des Fadens vergrößert und folglich der Tänzerarm
7 im Uhrzeigersinn schwenkt, wird die Antriebsdrehzahl
des Spindelmotors 4 erhöht. Verringert sich
der Durchhang, wird die Antriebsdrehzahl herabgesetzt.
Der Tänzerarm 7 und die Regeleinrichtung 8 sind
also in einen Regelkreis einbezogen, durch den der
Durchhang der Fadenschleife zwischen den Fadenführern
5 und 6 ausgeregelt wird.The thread runs at a constant speed
to. This forms between the thread guides
5 and 6 due to the constant weight of the dancer arm
7 with the dancer roll 29 - possibly reinforced by
a feather - a slack. The size of this slack
is determined on the one hand by the delivery speed
of the thread and the other through the
Winding speed. The size of this slack
is adjusted to a constant value. there
however, the fluctuations caused by the
Traversing movement arise, are allowed.
For this purpose, the axis of the dancer arm with a
Im einzelnen ist die Steuerung des Antriebsmotors
4 so ausgelegt, daß die folgenden Funktionen
ausgeführt werden:The control of the drive motor is in
Zum Fadenanlegen wird der Antriebsmotor 4
mittels Schalter 34 am Tänzerarm so geschaltet, daß
der Motor 4 den Spulkopf (Spule 2) über einen Anlegedrehzahlregler
37 mit einer konstant vorgegebenen Antriebsgeschwindigkeit
antreibt. Die Geschwindigkeit
wird so gewählt, daß die Umfangsgeschwindigkeit der
auf die Spulspindel 3 aufgespannten Leerhülse über der
Fadengeschwindigkeit liegt.The
Zum Fadenfangen ist der Schlitten 13, auf dem
die Changierung mit dem Changierfadenführer 9 und
der Kehrgewindewalze 10 gelagert ist, - im Bild - nach
rechts gefahren, so daß die Stützrolle 28 nicht an dem
Umfang der Leerhülse anliegt und der Changierfadenführer
9 nicht in Berührung mit dem Faden gelangt.To catch the thread is the
Zum Fadenanlegen wird der Faden zunächst über die Fadenführer 5 und 6 geführt und um die Tänzerrolle 29 geschlungen. Der Faden wird sodann an die Leerhülse angelegt und von der sich drehenden Leerhülse gefangen.The thread is first used for threading over the thread guides 5 and 6 and around the dancer roll 29 looped. The thread is then attached to the Empty sleeve created and from the rotating empty sleeve captured.
Dadurch hebt der Tänzerarm 7 aus seiner unteren
Stop-Position ab und schaltet dabei von dem Anlegedrehzahlregler
37 über den Schalter 34 am Tänzerarm
auf die Tänzerarmregelung 38 um.As a result, the dancer arm 7 lifts out of its lower one
Stop position and switches from the
Der Tänzerarm mit der Drehrolle 29 ist mit einem
Drehsensor 40 verbunden. Durch den Drehsensor
wird die Position und die Geschwindigkeit des Tänzerarms
erfaßt. Es kann sich hierbei zum Beispiel um einen
magneto-resistiven Sensor handeln. Dieser magnetoresistive
Sensor weist eine ortsfeste ferromagnetische
Schicht auf, die in einem Stromkreis eingeschlossen ist.
Auf diese ferromagnetische Schicht wirkt ein Magnet
ein, der mit dem Tänzerarm drehbar ist. Durch Änderung
der Drehlage des Magnetfeldes verändert sich
auch der elektrische Widerstand der ferromagnetischen
Schicht, so daß der Spannungsabfall an der ferromagnetischen
Schicht ein Maß für die Drehlage des Tänzerarms
ist.The dancer arm with the
Zusätzlich zu der Position des Tänzerarmes wird auch die Geschwindigkeit des Tänzerarmes, und zwar nach Höhe und Richtung, gemessen. Hierzu wird die Messung in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt und daraus die Geschwindigkeit ermittelt. Die laufend ermittelten Positions-Meßwerte und die Geschwindigkeits-Meßwerte werden nun dem Regler aufgegeben.In addition to the position of the dancer arm also the speed of the dancer arm, and measured according to height and direction. To do this the measurement is repeated at predetermined time intervals and determined the speed from it. The ongoing determined measured position values and the measured speed values are now given to the controller.
Der Regler weist einen Speicher mit verschiedenen Speicherbereichen auf.The controller has a memory with different Storage areas.
In den Positions-Speicherbereich sind Positions-Quantitätsbereiche gespeichert. Diese Positions-Quantitätsbereiche sind in Fig. 2A dargestellt. Die QuantitätsBereiche definieren einen Zugehörigkeitswert, mit dem ein bestimmter Positions-Meßwert zu dem zuvor definierten Positions-Quantitätsbereich gehört. Diese Zugehörigkeitswerte liegen in einer Skala von 0 bis 1. Jeder Quantitäts-Bereich ist eingeteilt in einen Hauptbereich und einen Übergangsbereich. In dem Hauptbereich hat der Zugehörigkeitswert den Wert 1. In dem Übergangsbereich fällt der Zugehörigkeitswert zu dem jeweilig benachbarten Quantitäts-Bereich von 1 auf 0 abfällt, wobei allerdings Überschneidungen zu dem benachbarten Übergangsbereich vorkommen.In the position storage area are position quantity areas saved. These position quantity ranges are shown in Fig. 2A. The Quantity areas define a membership value, with which a certain position measurement value belongs to the position quantity range previously defined. These membership values are on a scale from 0 to 1. Each quantity range is divided into one Main area and a transition area. By doing The main area has a membership value of 1. In the membership value falls in the transition area the respective adjacent quantity range of 1 drops to 0, although overlaps to the neighboring transition area.
In Figur 2A sind Positions-Quantitätsbereiche I bis III dargestellt.In Figure 2A there are position quantity ranges I to III shown.
In Fig. 2A bezeichnet zum Beispiel die horizontale Linie des Hauptbereiches la den Positions-Quantitätsbereich: "weit unten". D.h.: alle Meßwerte der Tänzerarm-Position, die zwischen (z. B.) 10 und 5 Meßwerteinheiten liegen, werden als "weit unten" bezeichnet, mit dem Zugehörigkeits-Wert UP = 1. Der Übergangsbereich lb des Quantitätsbereiches I erfaßt alle Meßwerte, die nur noch mit Einschränkung dem Quantitätsbereich "weit unten" zugeordnet werden können.For example, in Fig. 2A denotes the horizontal one Line of the main area la the position quantity area: "far below". That means: all measured values of the dancer arm position, between (e.g.) 10 and 5 measurement units are called "far below", with the membership value UP = 1. The transition area Ib of the quantity range I covers all Measured values that are only limited to the quantity range can be assigned "far below".
Der Quantitätsbereich II erfaßt alle Meßwerte, die man als "mittel" bezeichnen würde. Dieser Quantitätsbereich II ist nur an einer Stelle mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1 ausgestattet. Es ist aus dem Diagramm ersichtlich, daß ein Meßwert von z. B. 3 Meßeinheiten sowohl dem Quantitätsbereich II mit dem Zugehörigkeitswert 0,3 als auch dem Quantitätsbereich II mit dem Zugehgörigkeitswert 0,7 zugeordnet würde. In ähnlicher Weise bezeichnet der Quantitätsbereich III alle Positionsmeßwerte, die man als "sehr hoch" bezeichnen würde.Quantity range II covers all measured values, which one would call "medium". This quantity range II is only in one place with the membership value UP = 1 equipped. It is from the diagram can be seen that a measured value of z. B. 3 measuring units both the quantity range II with the membership value 0.3 as well as the quantity range II with the Affiliation value 0.7 would be assigned. More like that The quantity range III designates all position measurements, which you would call "very high".
In ähnlicher Weise werden auch alle vorkommenden
Meßwerte der Geschwindigkeit vorbestimmten,
in einen Geschwindigkeits-Speicherbereich gespeicherten
Geschwindigkeits-Quantitätsbereiche eingeteilt.
Die gesamte Skala der vorkommenden Meßwerte
ist hier entsprechend Fig. 2B in fünf Quantitätsbereiche
I, II, III, IV, V eingeteilt, wobei
Es gibt weiterhin einen Speicherbereich, in dem alle in Betracht kommenden Ausgangssignale des Reglers - im Rahmen dieser Anmeldung als 'Stellwert' bezeichnet - vorbestimmten Stellwert-Qualitätsbereichen zugeordnet sind.There is still a storage area in which all the output signals of the Controller - as part of this registration as a 'manipulated variable' designated - predetermined manipulated variable quality ranges assigned.
In Figur 2C ist dargestellt, daß die Skala der
vorkommenden Stellwerte in fünf Quantitätsbereiche
eingeteilt ist. Dabei sind die in Betracht kommenden
Stellwerte folgenden Quantitätsbereichen zugeordnet:
Der Speicher besitzt ferner einen Speicherbereich, in dem als Regel-Algorithmus jede vorkommende Kombination von Positions-Quantitätsbereichen und Geschwindigkeits-Quantitätsbereichen einem bestimmten Stellwert-Qualitätsbereich nach Fig. 2C zugeordnet ist.The memory also has a memory area in which every occurring as a control algorithm Combination of position quantity ranges and Speed-quantity ranges a certain Control value quality range according to Fig. 2C assigned is.
Bei der gewählten Unterteilung der Quantitätsbereiche gibt es 15 derartige Kombinationen. Der Regel-Algorithmus lautet zum Beispiel:With the selected division of the quantity ranges there are 15 such combinations. The rule algorithm is for example:
Wenn die Geschwindigkeit zum Quantitätsbereich positiv "mittel" gehört und die Position des Tänzerarmes zum Quantitätsbereich "weit oben" gehört, dann sei die Stellgröße dem Quantitätsbereich "negativ mittel" = "Drehzahl weniger stark emiedrigen" entnommen.If the speed to the quantity range heard positively "medium" and the position of the dancer arm belongs to the "high up" quantity range, then let the manipulated variable be the quantity range "negative medium" = "Reduce speed less strongly" removed.
In einem ersten Beispiel sei die Position des Tänzerarms 'positiv 10 Maßeinheiten' und die Geschwindigkeit 'positiv 8 Maßeinheiten'. Das bedeutet, daß der aktuelle Meßwert der Position dem Positions-Quantitätsbereich III = "weit oben" mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1 zugeordnet wird. Der aktuelle Meßwert der Geschwindigkeit wird dem Geschwindigkeits-Quantitätsbereich IV "positiv mittel" mit dem Zugehörigkeitswert UP = 1,8 zugeordnet.In a first example, the position of the Dancer arms 'positive 10 units' and the speed 'positive 8 units'. That means, that the current measured value of the position corresponds to the position quantity range III = "high up" with the membership value UP = 1 is assigned. The current measured value the speed becomes the speed quantity range IV "positive medium" with the membership value UP = 1.8 assigned.
Aus dem eingespeisten Regler-Algorithmus (der hier zufällig bereits zitiert ist) entnimmt daher die Rechnereinheit des Reglers, daß dieser Kombination der Stellwert-Quantitätsbereich II = Drehzahl weniger stark erhöhen, zugeordnet werden sollte.From the fed controller algorithm (which is already quoted here by chance) takes the Computer unit of the controller that this combination the manipulated variable quantity range II = speed less greatly increase, should be assigned.
Dabei ergibt sich der Zugehörigkeitswert (Erfüllungswert) des Stellwertes zu dem ausgewählten Quantitätsbereich II zum Beispiel durch Multiplikation der Zugehörigkeits-Werte für Position und Geschwindigkeit zu ihrem jeweils in Betracht kommenden Quantitätsbereich. Dabei kann vor dieser Multiplikation oder sonstigen Überlagerung auch noch eine Gewichtung der Zugehörigkeits-Werte erfolgen, die das Vertrauensmaß der Zugehörigkeit wiedergibt.This results in the membership value (fulfillment value) of the manipulated variable to the selected one Quantity range II, for example by multiplication the membership values for position and speed to their respective quantitative range. Before this multiplication or other superposition also a weighting of affiliation values take place, which is the measure of trust of belonging.
Das Ergebnis ist der Erfüllungswert.The result is the fulfillment value.
Im vorliegenden Falle sei der Gewichtungsfaktor (Vertrauensmaß) für beide Zugehörigkeitswerte = 1. Damit ergibt sich der Zugehörigkeitswert (Erfüllungswert) für den Stellwert zu seinem ausgewählten Quantitätsbereich mit ebenfalls 0,8.In the present case, the weighting factor (Measure of trust) for both membership values = 1. This results in the membership value (fulfillment value) for the manipulated variable for its selected quantity range with also 0.8.
In Figur 2C ist dargestellt, daß damit von dem Stellwert-Quantitätsbereich II "negativ mittel" die unter der 0,8-Horizontalen liegende Fläche den Bereich angibt, aus dem der Stellwert ausgewählt wird. Auch hierfür enthält der Rechner einen Regel-Algorithmus. Dieser Regel-Algorithmus kann beispielsweise besagen, daß der Stellwert die Abszisse des Flächenschwerpunktes der Fläche ist, die von dem in Betracht kommenden Quantitätsbereich durch den Zugehörigkeitswert abgeschnitten wird. Diese Fläche ist in Fig. 2C schraffiert. Die Abszisse des Schwerpunktes und damit der Stellwert hat den Wert -3. Dieser Wert wird dem Motor zur Herabsetzung der Drehzahl vorgegeben. In Figure 2C it is shown that the Manipulated variable quantity range II "negative medium" the below the 0.8 horizontal surface indicates the area from which the manipulated variable is selected. For this too the computer contains a control algorithm. This Control algorithm can say, for example, that the manipulated variable is the abscissa of the centroid is the area covered by that Quantity range by the membership value is cut off. This area is in Fig. 2C hatched. The abscissa of the focus and thus the manipulated variable has the value -3. This value is the engine given to reduce the speed.
In einem weiteren Beispiel sei der aktuelle Geschwindigkeits-Meßwert wiederum = 8 Meßeinheiten. Der Positions-Meßwert betrage dagegen 3 Meßeinheiten.In another example, the current speed measurement is again = 8 measuring units. The measured position value, on the other hand, is 3 measuring units.
Das bedeutet, daß diese Meßwerte dem Geschwindigkeits-Quantitätsbereich IV "positiv mittel" sowie dem Positions-Quantitätsbereich II "neutral" mit dem Zugehörigkeitswert 0,7 sowie dem Quantitätsbereich III "weit oben" mit dem Zugehörigkeitswert 0,3 zugeordnet sind.This means that these measurements are within the speed-quantity range IV "positive medium" as well the position quantity range II "neutral" with the membership value 0.7 and the quantity range III "high up" with a membership value of 0.3 are.
Es sei nun weiterhin in dem Speicherbereich für den Regel-Algorithmus eingespeichert:It is now still in the memory area stored for the control algorithm:
Wenn die Geschwindigkeit "positiv mittel" und die Stellung "neutral", dann sei die Stellgröße "neutral" sowie weiter:If the speed is "positive medium" and the position "neutral", then the manipulated variable is "neutral" as well as further:
Wenn die Geschwindigkeit "positiv hoch" und die Stellung neutral, dann sei die Stellgröße "negativmittel".If the speed is "positive high" and the position is neutral, then the manipulated variable is "negative medium".
Der Rechner entnimmt dem Speicher aus den
insgesamt 15 Regel-Algorithmen diese Regel-Algorithmen
und ordnet demgemäß dem aktuellen Meßwert die
Stellwert-Quantitätsbereiche II und III zu. Dies ist in Fig.
2D dargestellt. Der Zugehörigkeits-Wert des Stellwertes
zu dem jeweiligen Quantitätsbereich ergibt sich aus den
Zugehörigkeitswerten des Meßwertes zu den zugeordneten
Positions- bzw. Geschwindigkeits-Quantitäts-Bereichen
durch Überlagerung wie zuvor beschrieben.
Eventuell erfolgt noch eine Multiplikation mit dem Vertrauensmaß,
das zwischen Null (0) und Eins (1) vorbestimmt
ist. Es sei hier = 1.
Der Stellwert-Quantitätsbereich II besitzt also einen Zugehörigkeits-Wert
von 0,7 x 0,8 = 0,56
und der Stellwert-Quantitätsbereich III einen Zugehörigkeits-Wert
von 0,3 x 0,8 = 0,24.The computer takes these control algorithms from the total of 15 control algorithms from the memory and accordingly assigns the manipulated variable quantity ranges II and III to the current measured value. This is shown in Fig. 2D. The membership value of the manipulated value to the respective quantity range results from the membership values of the measured value to the assigned position or speed quantity ranges by superimposition as previously described. A multiplication with the confidence measure, which is predetermined between zero (0) and one (1), may also take place. Here it is = 1.
The manipulated variable quantity range II therefore has a membership value of 0.7 x 0.8 = 0.56
and the manipulated variable quantity range III a membership value
of 0.3 x 0.8 = 0.24.
Die durch diese Zugehörigkeitswerte in den Zugehörigkeitsbereichen markierte Fläche ist in Fig. 2D wiederum schraffiert.The through these membership values in the Affected areas marked area is in Fig. 2D hatched again.
Der Rechner ist nun wiederum so programmiert, daß er den Flächenschwerpunkt der Fläche ermittelt, welche die ausgewählten durch die jeweiligen Zugehörigkeitswerte begrenzten Quantitätsbereiche bedecken; d. h.: die sich überschneidende Fläche wird nur einmal gerechnet, im übrigen wird die Summe der Quantitätsbereiche gebildet, die durch die zugeordneten Zugehörigkeitswerte begrenzt sind.The computer is now programmed that it determines the centroid of the area, which the selected by the respective Membership values limited quantity ranges cover; d. h .: the overlapping area becomes calculated only once, otherwise the sum of the Quantity ranges formed by the assigned Membership values are limited.
Wenn die Spule 2 voll ist, wird der Changierschlitten
13 wieder - im Bilde - nach rechts bis in seine
Startposition gefahren. Am Ende der Spulreise oder bei
einem Fadenbruch fällt der Tänzerarm in seine untere
Position (Anlegeposition) zurück. Dadurch wird der
Schalter 34 wieder umgeschaltet und die Anlegedrehzahlregelung
37 aktiviert. Die Anlegegeschwindigkeit
an der neu aufgesteckten Leerhülse des Spulkpopfes
wird somit zum erneuten Anlegen eines Fadens konstant
gehalten.When the
Claims (3)
- Winding machine for a yarn (12) delivered at a constant speed, with a traversing device (9, 10) for reciprocating the yarn (12) transversely to its running direction, with a winding spindle (3) driven by a spindle motor (4), with a dancer (7) which detects the sag of the yarn (12) before the traversing device (9, 10), with a measuring device (40) for generating a measured position value which represents the position of the dancer (7), with a controller (8) by means of which the measured position value is converted into a motor setting value and the spindle motor (4) is controlled depending on the motor setting value,
wherein the winding spindle (3), the dancer (7), the spindle motor (4) and the controller (8) form a control loop with a non-linear behavior, and
wherein during the winding operation the measuring device (40) produces a measured speed value in addition to the measured position value, which measured speed value represents the direction of movement and speed of the dancer (12), and that the motor setting value is determined by superimposing the measured position value and the measured speed value - optionally following previous waiting. - Winding machine according to claim 1,
characterised in that
the measured position value and the measured speed value are superimposed according to the following method:2.1 the measured values are in each case associated with predetermined position or speed quantity ranges,
wherein each of the quantity ranges defines the association of the respective measured value with a predetermined prominent quantity on a scale of values of the associative values,
wherein each of the quantity ranges is divided into main ranges, with which the associative value = 1 is associated, and transition ranges, in which the associative value for the respective adjacent quantity range decreases from 1 to 0, and
wherein adjacent transition ranges overlap,2.2 the respective associative values for the determined quantity ranges are associated with the actual measured position value and the actual measured speed value,2.3 a certain correcting value quantity range is associated in a memory with all occurring combinations of position and speed quantity ranges,2.4 the adjustable motor correcting values are in each case associated with predetermined correcting value quantity ranges,
wherein each of the quantity ranges defines the association with a predetermined quantity,
wherein each correcting value quantity range is divided into main ranges, with which the fulfilment value = 1 is associated, and transition ranges, in which the fulfilment value for the respective adjacent quantity range decreases from 1 to 0, and
wherein adjacent transition ranges overlap,2.5 the correcting value quantity ranges associated with the actual combinations of position and speed quantity ranges are recalled from the memory,2.6 a fulfilment value for each determined combination of position and speed quantity ranges is formed by superimposing the determined associative values of the measured position or speed value for their respective quanitity ranges - optionally following previous weighting - e. g. by multiplication, wherein this fulfilment value may additionally be multiplied by a confidence factor predefined between zero (0) and one (1),2.7 the corresponding correcting value quantity range is recalled from the memory for each of these determined combinations of position and speed quantity ranges,2.8 the fulfilment value of the associated combination is associated with each of these correcting value quantity ranges,2.9 the determined correcting value quantity ranges are weighted according to their total size and the level of the associated fulfilment value,2.10 the motor correcting value is selected such that it belongs to at least one of the determined correcting value quantity ranges and
that its position takes account of the size of the previously weighted correcting value quantity ranges, wherein overlapping weighted correcting value quantity ranges are only taken account of once. - Winding machine according to claim 2,
characterised in that
the motor correcting value is selected such that it is the abscissa of the centroid of the total area which is circumscribed by the envelope curve of the previously weighted correcting value quantity ranges.
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