CN107848726B - 用于控制叶轮式纱线布设装置的方法、叶轮式纱线布设装置以及络纱机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制纱线布设装置的方法(100)，该纱线布设装置具有两个可反向驱动的叶轮(26、28)，以便使要卷绕在旋转的筒管上的纱线通过往复运动以不同于所述纱线布设装置的基本行程距离(H_N)的目标行程距离(H_S)在两个反转点(U₁、U₂)之间沿筒管纵轴来回运动。按照本发明，将相应在空行程中运动的叶轮(26、28)、即相应的空行程叶轮(26、28)在其空行程区间(T_L)中首先加速或制动到过补偿角速度(V_OC)，基于在纱线的往复运动的下一个反转点(U₁、U₂)处接收纱线所需的恒定的理论补偿角速度(V_C)来确定所述过补偿角速度，接下来使空行程叶轮以规定的工作角速度(V_W)运动，以便纱线往复运动的下一个反转点(U₁、U₂)处以工作角速度(V_W)从引导纱线的另一个叶轮(26、28)上接收纱线。此外，本发明涉及一种纱线布设装置以及一种具有这样的纱线布设装置的络纱机。

Description

用于控制叶轮式纱线布设装置的方法、叶轮式纱线布设装置 以及络纱机

技术领域

本发明涉及一种用于控制叶轮式纱线布设装置/纱线防叠绕装置的方法、一种叶轮式纱线布设装置以及一种络纱机。

背景技术

在纺织行业中，纱线布设装置在络纱过程中使用，通过所述纱线布设装置借助高频率的往复运动使要卷绕在旋转筒管上的纱线沿筒管纵轴线来回运动。在实践中建立了这种纱线布设装置的不同结构形式。所述纱线布设装置在功能上能够区分为具有变化的往复运动行程距离的纱线布设装置和具有固定的往复运动行程距离的纱线布设装置。

具有变化行程距离的纱线布设装置在卷绕丝线筒管时能够允许非常自由地选择卷绕构造，例如筒管边沿倾斜、边缘倒圆或将结束绕圈在筒管希望的纵向位置上的自由定位。由于纱线高频率的往复运动以及在纱线筒管侧面上的反转点处制动，所述结构形式受到强烈的磨损，这种结构形式导致在反转点处发生不希望的丝线聚集以及在高速时有较高的能量需求。

具有固定行程距离的纱线布设装置的例子包括具有可逆螺纹轴(Kehrgewindelle)或所谓的叶轮式纱线布设装置的纱线布设装置。这种纱线布设装置在机械上与固定行程距离相联系的，为此但能够以每分钟高的双行程数(超过每分钟1000双行程)运行。所述高双行程数这样来实现，即，纱线布设装置的驱动电动机始终沿一个方向以基本上恒定的电动机转速运行。

开头所述的叶轮式纱线布设装置具有两个叶轮，这两个叶轮绕其相应的旋转轴能被相互反向地驱动。所述叶轮通常分别设有两个或三个叶片，这些叶片沿径向方向从相应叶轮的旋转轴延伸出来。要卷绕在筒管上的纱线在络纱过程期间不断轮换地在其中一个和另一个叶轮的叶片上被引导并且由此可以以往复运动的形式相对于筒管沿其筒管纵轴线以快速的序列来回运动。在两个叶轮中的一个叶轮的该叶轮引导纱线的工作行程期间，另一个叶轮相应地在所谓的空行程中运动。该叶轮也可以称为空行程叶轮。

纱线大多在弯曲盘或弯曲板上、也就是说在所谓的导纱板上被引导，叶轮的叶片在运行中从导纱轮廓中凸出并且叶片在沉入点的区域内重新沉入导纱轮廓中。这里，分别在叶轮叶片的沉入点的区域内进行叶轮之间的纱线转交以及由此产生的纱线往复运动的行程换向，所述沉入点因此沿筒管的轴向方向与纱线往复运动的反转点重合。在纱线卷绕在筒管上时便产生所谓的纱线卷，该纱线卷的质量决定性地由反转点相对于筒管纵轴线的具体轴向位置共同确定。

然而，在上面提到的叶轮式纱线布设装置中，要卷绕的纱线仅能够以所述固定行程距离、也就是说以不可变的基本行程距离相对于筒管来回运动。由WO 2015 007 339 A1已知一种具有叶轮的纱线布设装置，在该纱线布设装置中能够通过调整与叶轮分开的且相当复杂的导纱元件来实现对往复运动的行程距离进行调节。

发明内容

因此，本发明的任务是，给出一种用于控制具有叶轮的纱线布设装置的方法以及一种这样的纱线布设装置和一种络纱机，在这些方案中要卷绕在筒管上的纱线能够以小的结构耗费并且可靠地以变化的行程距离相对于筒管来回运动，以开拓更广泛的应用可能性。

所述涉及纱线布设装置的任务通过一种用于控制纱线布设装置的方法得以解决，所述纱线布设装置具有两个能反向驱动的叶轮，以便使要卷绕在旋转的筒管上的纱线通过往复运动以不同于所述纱线布设装置的基本行程距离的目标行程距离在两个反转点之间沿筒管纵轴线来回运动，该方法包括以下步骤：

a)确定纱线的往复运动的目标行程距离的反转点相对于所述筒管纵轴线的相应轴向位置；

b)计算恒定的理论补偿角速度，相应实施空行程的叶轮、即空行程叶轮在空行程区间期间必须以所述理论补偿角速度运动，才能在往复运动的下一个的反转点处从引导纱线的相应另一个叶轮上接收纱线；

c)根据所述理论补偿角速度计算在空行程区间的第一子区间期间空行程叶轮的过补偿角速度；

d)操控空行程叶轮的电动机，使得在时间上的第一子区间期间以过补偿角速度驱动所述空行程叶轮；接下来

e)在空行程区间的在第一子区间后面的第二子区间期间，在往复运动的下一个反转点处，将空行程叶轮从过补偿角速度调整至预先给定的工作角速度，以便在往复运动的下一个反转点处以预先给定的工作角速度用空行程叶轮从引导纱线的所述另一个叶轮上接收纱线；以及

f)重复步骤b)至e)，以便使纱线以预先给定的目标行程距离相对于筒管来回运动。

按照本发明的用于将纱线卷绕在筒管上的纱线布设装置，其包括：

两个叶轮，所述两个叶轮能够分别借助电动机绕其旋转轴相互反向地驱动；

用于控制/调节所述电动机的控制装置，该控制装置编程为用于实施根据本发明的控制方法。

按照本发明的络纱机具有筒管支架、筒管驱动器以用于旋转地驱动设置在所述筒管支架上的筒管以及具有根据本发明的纱线布设装置。

按照本发明的用于控制纱线布设装置的方法，该纱线布设装置具有两个能相互反向地被驱动的叶轮，以便使要卷绕在旋转筒管上的纱线通过往复运动以不同于所述纱线布设装置的基本行程距离H_N的目标行程距离H_S在两个反转点(U₁、U₂)之间沿筒管纵轴来回运动，该方法包括以下步骤：

在第一个步骤中，确定或预先给定行程终点位置的、即纱线往复运动的反转点U₁、U₂相对于筒管纵轴线的相应轴向位置。纱线往复运动的反转点U₁、U₂相对于筒管限定了纱线往复运动希望的目标行程距离H_S。在此，纱线布设装置的叶轮旋转轴以及开头所述的导纱板优选根据对于纱线往复运动分别预先给定的纱线目标行程距离相对于彼此定位，使得叶轮的相应沉入点与所配设的反转点沿与筒管纵轴线垂直的方向相互对齐。

在另一个步骤中，计算在相应在空行程中运动的叶轮(＝空行程叶轮)的时间上的空行程区间T_L期间恒定的理论补偿角速度V_C，所述补偿角速度使得可以在往复运动的下一个预先给定的(在时间上直接后续的)反转点U₁、U₂处通过空行程叶轮从相应引导纱线的另一个叶轮上接收纱线。就是说，所述理论补偿角速度V_C是这样单纯计算出的角速度，相应的空行程叶轮必须以该角速度从纱线往复运动的上一个的反转点U₁、U₂一直运动到下一个反转点U₁、U₂，以便在所述下一个反转点U₁、U₂处从另一个(在空行程区间T_L期间引导纱线的)叶轮上接收纱线。

在例如往复运动的目标行程距离H_S与基本行程距离H_N相比较小的情况下，与纱线布设装置的通过纱线布设装置的结构特征确定的基本行程距离H_N的情况相比，往复运动的反转点U₁、U₂沿轴向方向彼此隔开较小的距离，在基本行程距离中所述两个叶轮在没有其它控制干预的情况下以恒定且一致的基础角速度彼此反向地运动。因此在所述情况下，所述理论补偿角速度V_C必然大于两个叶轮的与纱线布设装置的基本行程距离H_N对应的基础角速度。

在另一种情况下，即，预先给定的目标行程距离H_S大于基本行程距离H_N的情况下，在空行程中运动的叶轮的补偿角速度V_C以与之相应的方式小于两个叶轮的基础角速度。

按照本发明，根据空行程叶轮的理论补偿角速度V_C计算在另一个步骤中在空行程区间T_L的第一子区间T_L1期间用于空行程叶轮的过补偿角速度V_OC。

接下来，所述空行程叶轮在空行程区间的第一时间上的子区间T_L1期间以所述过补偿角速度V_OC运动。由此，可供控制或调节空行程叶轮的旋转速度使用的时间上的空行程区间T_L被分成两个子区间T_L1、T_L2：速度调节的时间上的过补偿区间和对于将空行程叶轮旋转运动精控/精调到预先给定的工作角速度在控制技术上有利的稳定区间。

在空行程区间T_L的紧接着第一时间子区间T_L1的时间第二子区间T_L2中将空行程叶轮的旋转运动或空行程叶轮调节至在往复运动的下一个反转点U₁、U₂处空行程叶轮的预先给定的工作角速度V_W，从而能够在往复运动的下一个反转点U₁、U₂处以预先给定的工作角速度V_W由空行程叶轮从引导纱线的另一个叶轮接收要卷绕在筒管上的纱线并且可以使所述纱线朝往复运动的后面一个的反转点U₁、U₂的方向运动。由此，在控制技术上不可避免的振荡过程、如由叶轮角速度的变化引起的振荡过程在由引导纱线的叶轮向实施空行程的空行程叶轮进行纱线转交的时刻、也就是说在纱线往复运动的相应下一个反转点U₁、U₂处结束。如果纱线通过引导纱线的叶轮以恒定的速度沿筒管运动，则得到具有恒定硬度的纱线卷或者说纱线筒管。此外，由于所述速度的相应变化，能够沿筒管自由调节所述筒管硬度。由此例如能够实现在筒管上的纱线卷形成根据需要软的边缘。

为了使纱线相对于筒管以预先给定的目标行程距离H_S进行的来回运动、就是说用于纱线卷绕在筒管的来回运动，需要在具有或没有最先提到的步骤(确定纱线往复运动的反转点相对于筒管纵轴线的轴向位置)的情况下相应地重复上面提到的步骤根据。通过重复地(重新)限定往复运动反转点的相应轴向位置，在相应的络纱过程期间例如能够实现在筒管上要形成的纱线卷的倾斜的或倒圆的侧边沿。

利用按照本发明的方法，所述行程距离以及因此纱线往复运动的反转点U₁、U₂在络纱过程期间或者说对于不同的络纱过程能够可变地修改。因此，对于纱线往复运动可以预先给定在1mm至290mm之间的、尤其是在5mm至290mm之间的行程距离。由此，一方面能够卷绕不同长度的筒管。另一方面能够产生具有相对于纵轴线倾斜延伸的侧边沿的纱线卷。总体上，按照本发明的方法能够实现至今无法实现的叶轮式纱线布设装置的使用灵活性。应注意的是，按照本发明的方法在相应地改装的情况下可以应用于已存在的叶轮式纱线布设装置中。

根据本发明的一种优选的改进方案，优选这样选择所述过补偿角速度V_OC，使得该过补偿角速度与计算上理论恒定的目标补偿角速度V_C相差最大20％、优选最大15％、特别优选最大12％。由此，关于叶轮相应的旋转速度方面的控制干预或调节干预能够被最小化并且能够实现纱线特别精确的往复运动。这对于要在筒管上形成的纱线卷的质量是有利的。此外，这有益于用作叶轮驱动器的电动机的使用寿命，因为所述电动机不必为了实现所需的加速度而过度通电。同时，所述电动机与运动的质量(叶轮/传动装置)相关地能够构造成紧凑的。总体上，由此能够实现纱线布设装置的特别高能效的运行，这在当今的通常具有几十个这种纱线布设装置的络纱机中是很重要的。

按照本发明，优选分别借助对在过补偿角速度V_OC下从相应空行程叶轮的空行程运动的开始时刻、也就是说从在反转点U₁、U₂处通过相应实施工作行程的另一个叶轮接收纱线的接收时刻T₁、T₂直到在空行程叶轮的空行程区间中在控制方面持续重新确定的、即在时间上游移的测试时刻T_P的角距离以及在预先给定的工作角速度V_W下空行程叶轮从所述测试时刻T_P直到在往复运动的相应接下来的(下一个)反转点U₁、U₂处通过相应的空行程叶轮接收纱线的接收时刻可达到的角距离持续进行合并来计算空行程区间T_L的第二子区间T_L2的时间上的起点、即开始时刻T_S。如果在空行程区间的在测试时刻T_P处开始的第二子区间T_L2期间能够以预先给定的工作角速度V_W达到反转点U₁、U₂，则由控制装置将该测试时刻T_P规定为第二子区间T_L2的开始时刻。空行程叶轮从所述开始时刻起由控制装置调节至预先给定的工作角速度，以便使纱线在下一的反转点U₁、U₂处、准确地说是在接收时刻T₁、T₂由相应的另一个并且是来自工作行程的叶轮接管。由此，可以为了在往复运动的(时间上以及空间上)下一个反转点U₁、U₂处的接收纱线精确且简单地调节空行程叶轮的速度。

所述纱线布设装置特别优选地具有前述的导纱装置，要卷绕在筒管上的纱线能够沿着所述导纱装置被引导。在此，所述导纱装置优选具有导纱板，该导纱板具有直线的或弯曲的导纱轮廓。由此能够防止出现功能故障。

为了调节两个叶轮的速度，所述两个电动机特别优选地通过共同的数字信号处理器操控。由此，能够以简单且可靠的方式并且以较小的技术消耗实施所述方法。按照本发明可以通过对电动机进行所谓的矢量调节来实现特别可靠且灵敏地操控电动机。为此，控制装置的信号处理器优选分别经由矢量调节器与电动机连接。

优选分别以优选0.25°或更少的角度分辨率对叶轮绕其旋转轴的相应旋转位置进行检测。由此，能够特别精确地确定叶轮的相应位置和速度。这对于要在筒管上产生的纱线卷的质量是有利的。为此，所述控制装置优选具有用于叶轮电动机的编码器，通过该编码器检测叶轮(或其叶片)的位置以及其相应的角速度。所述编码器例如能够构造为所谓的具有脉冲数为720的双通道编码器。在这种情况下，通过分析所有的侧沿得到相应电动机/叶轮在360°上旋转一周的2880个测量位置。因此能够实现叶轮位置检测的足够高的精度或者说定位精度。可以理解的是，根据需要能够进一步提高所述位置检测的精度或定位精度。

按照本发明，在络纱过程开始之前对各叶轮相对于彼此的旋转位置进行所谓的零位调整。这例如能够这样来进行，即，所述两个叶轮分别以其一个叶片运动到确定的止挡件。为此，所述止挡例如可以运动到由两个叶轮经过的旋转范围内。这可以通过叶轮旋转轴与止挡件沿与筒管纵轴线垂直的方向的平移相对运动来实现。由此，两个叶轮关于相应的编码位置的绝对旋转位置在开始卷绕过程之前是已知的并且能够被用于控制目的。此外，由此能够通过控制装置以最佳的负载角操纵所述电动机。

按照本发明的纱线布设装置具有两个叶轮，所述叶轮能分别借助电动机绕其旋转轴反向地驱动。所述纱线布设装置具有控制装置，该控制装置编程为用于实施前面说明的控制方法。所述控制装置按照本发明也可以构造成或编程为用于控制筒管驱动器，利用该筒管驱动器能够驱动筒管。

所述电动机有利地构造成无刷的，使得所述电动机具有长的使用寿命。所述电动机尤其是可以构造成三相混合步进电动机。这种电动机与转子的结构尺寸和惯性相关地提供高转矩。由于这种电动机具有大极数，所述电动机在低转速范围内在最高约每分钟1500转的转速下可以特别有效地运行。此外为了操纵这种电动机分别仅需要三个半桥。在利用矢量操纵的所谓闭环运行中，所述电动机实现了总体上良好的效率。此外，所述矢量调节还得能够对电动机进行精确的转矩控制。与已知的叶轮机械数据相结合，可以使所述调节最佳地与具体应用相协调，这能够实现短的瞬态振荡过程以及高的电动机效率。

优选在电动机的控制侧的半桥电路的足点上检测电动机的相电流。通过使电流的探测点与半桥的PWM同步，所述电流能够由此用较小的硬件花费以对于应用足够的质量得以实现。在矢量调节电动机时需要相电流的测量信息。另外，所述测量信息能够用于计算电动机的保护功能(电动机温度计算、监控故障或检测机械障碍)。

虽然原则上可以在电机的馈电线路中测量相电流。但这导致较高的硬件成本并且对于纱线布设装置或其控制没有带来附加的优点。

所述控制装置优选具有数字信号处理器，所述数字信号处理器用于共同地操纵或调节叶轮的两个电动机。由此，所述叶轮能够最佳彼此同步。可以理解的是，这里这样来设计信号处理器的功率大小，使得信号处理器在50μs内(调节周期)可以完成一次完整的矢量调节、计算叶轮位置的目标值以及位置调节。按照本发明也可以设想这样的实施形式，在该实施形式中控制装置具有两个用于操纵/调节叶轮电动机的信号处理器。然而这附加地要求在各处理器之间进行极快的数据交换并且带来提高的故障风险。

按照本发明的一个改进方案，所述控制装置构造成用于控制/调节纱线布设装置的筒管支架的筒管驱动器，能够通过该筒管驱动器驱动所述筒管旋转。由此，能够在卷绕过程或络纱过程期间动态地改变筒管的旋转速度，以便以不同的卷绕模式(例如阶梯状精密卷绕/交叉卷绕)将纱线卷绕在筒管上。

总而言之，本发明涉及一种用于控制纱线布设装置的方法，所述纱线布设装置具有两个能反向驱动的叶轮，以便通过往复运动以不同于所述纱线布设装置的基本行程距离H_N的目标行程距离H_S使要卷绕在旋转的纱管上的纱线在两个反转点U₁、U₂之间沿纱管纵轴线来回运动。按照本发明，分别在空行程中运动的叶轮、也就是说相应的空行程叶轮在其空行程区间T_L中首先加速或减速到过补偿角速度V_OC，根据在纱线往复运动的下一个反转点U₁、U₂处接收纱线接管所需的恒定的理论补偿角速度V_C来确定所述过补偿角速度。接下来在空行程区间期间使所述空行程叶轮以其预先给定的工作角速度V_W运动，以便使在纱线往复运动的下一个反转点U₁、U₂处以工作角速度V_W从引导纱线的另一个叶轮上接收纱线。此外，本发明涉及一种纱线布设装置，该纱线布设装置具有编程为用于实施按照本发明的方法的控制装置以及涉及一种具有这种纱线布设装置的络纱机。

附图说明

接下来借助在附图中示出的实施例详细地阐述本发明。

在附图中：

图1示出具有纱线布设装置的络纱机，该纱线布设装置具有两个可电动驱动的叶轮以用于使要卷绕在筒管上的纱线相对于筒管纵轴线来回运动；

图2以打开的俯视图示出图1中的纱线布设装置；

图3示出图1中按照本发明的用于控制纱线布设装置的方法的各个方法步骤的框图；

图4示出曲线图表，在该曲线图表中示出在根据图3的方法中对于相应在空行程中运动的叶轮(＝空行程叶轮)预先给定的过补偿角速度与为了与往复运动的预先给定的目标行程距离相关地在纱线往复运动的在时间上下一个的反转点处接收纱线叶轮在计算上的补偿角速度之间的百分比差值；以及

图5示出在根据图1的纱线布设装置的络纱过程期间两个叶轮的角变化曲线的图解示图，其中，要卷绕在筒管上的纱线的往复运动的预先给定的目标行程距离小于纱线布设装置的正常行程距离。

具体实施方式

图1示出具有纱线布设装置12的络纱机10的络纱位置，该纱线布设装置用于将纱线14卷绕到筒管16上。可以例如在图1中没有详细示出的存放筒管上提供要卷绕在筒管16上的纱线14。所述筒管16设置在筒管支架18上并能通过筒管驱动器20绕其纵轴线22沿箭头方向24驱动旋转。

所述纱线布设装置12构造为所谓的叶轮式纱线布设装置并且分别具有两个叶轮26、28。所述两个叶轮26、28彼此无关地分别借助电动机30绕其旋转轴32、34能够反向地驱动。所述电动机30以及叶轮26、28设置在支承框架36上。控制装置38用于控制两个叶轮26、28的电动机30以及筒管支架18的电动机20。所述控制装置38具有信号处理器38a，该信号处理器用于共同操纵叶轮(26、28)的两个电动机30。所述信号处理器38a分别经由矢量调节器38b与所述两个电动机30连接。

所述叶轮26、28用于使要卷绕在筒管16上的纱线14沿筒管纵轴线22相对于旋转的筒管16快速交替地来回运动，以便在卷绕过程期间在筒管上形成用40表示的纱线卷。

所述支承框架36在当前情况中包括两个彼此平行延伸设置的纵向型材42，这些纵向型材以未详细示出的方式互相连接。在支承框架36的两个纵向型材42上设置有(支承)滑架44，该支承滑架借助调节驱动器46可沿用48表示的调节轴线相对于支承框架36移动地支承。所述两个叶轮26、28可旋转地支承在支承滑架44上。所述调节驱动器46可以构造为电动机、尤其是构造为步进电动机。

所谓的导纱板50用于引导纱线14。所述导纱板50尤其是可以具有弯曲的(凸的)导纱轮廓52，要卷绕的纱线14在络纱过程中在张力下贴靠在所述导纱轮廓上并且被引导。可以理解的是，所述导纱板50可以构造成多件式的。

在支承框架36上设置有用于对两个叶轮的旋转位置进行零位调整的止挡机构54。所述止挡机构54通过朝止挡机构54的方向移动支承滑架44可以运动到由两个叶轮26、28经过的旋转范围中并且用于将控制装置38校准到叶轮26、28的由止挡机构54限定的旋转位置上。由此，叶轮26、28能够在开始络纱过程之前在其围绕其旋转轴32、34的相应旋转位置中以简单的方式精确地同步。编码器56用于检测叶轮26、28的相应旋转位置(旋转方位)。所述编码器56为了数据传输以未详细示出的方式与控制装置38连接。

图2示出图1中纱线布设装置12的敞开的俯视图。所述两个叶轮26、28分别具有三个叶片26a、26b、26c；28a、28b和28c。当然，所述叶轮26、28也可以具有两个或四个或甚至五个叶片。所述两个叶轮26、28的旋转轴32、34沿在图1中示出的筒管纵轴线22的方向彼此侧向错开地设置。

要卷绕的纱线14在卷绕过程中以本身已知的方式快速更替地在彼此反向旋转的叶轮26、28的叶片26a、26b、26c；28a、28b28c上被引导。在此，叶轮26、28的叶片26a、26b、26c；28a、28b和28c分别在相应的浮现点A₁、A₂上从导纱板50的导纱轮廓52中突出，并在沉入点E₁、E₂的区域内重新进入导纱板50的导纱轮廓52中。叶轮26、28之间的纱线转交分别在沉入点E₁、E₂的区域中或上进行。两个叶轮26、28的浮现点A₁、A₂和沉入点E₁、E₂由于叶轮26、28的旋转轴线32、34(沿纵轴线22)彼此错开设置而不是重合的。所述两个叶轮的前面所述的旋转方位在图2中用R₁、R₂表示。

如果两个叶轮26、28恒定地以相同的角速度互相运动，即如在已知的具有机械耦联叶轮的纱线布设装置中那样，纱线往复运动可以沿筒管纵轴线22(图1)的方向或沿与之平行延伸设置的往复轴线58(图2)的方向仅具有固定行程距离、也就是说所谓的正常行程距离H_N。另外，所述正常行程举例的大小主要由叶轮26、28的直径、叶片26a、26b、26c；28a、28b、28c的数量、导纱轮廓52到叶轮26、28的旋转轴线32、34的距离以及叶轮26、28本身的旋转轴线32、34的距离得出。

在按照本发明的纱线布设装置12中，纱线14能够以不同于正常行程距离H_N的目标行程距离H_S相对于筒管纵轴线22(图1)或往复轴线58运动。在图2中绘制了具有纱线14往复运动的反转点U₁、U₂的目标行程距离H_S，该目标行程距离示例性地选择成小于纱线布设装置12的正常行程距离H_N。纱线14相应的往复运动的行程中心用H_C表示。

接下来附加地参考图3、4和5来说明按照本发明的用于控制前面结合图1和图2说明的纱线布设装置12的方法100。

在图3中用框图示出按照本发明的方法100的各个步骤。在第一步骤102中，确定或规定纱线14往复运动的反转点U₁、U₂相对于筒管纵轴线22的相应轴向位置(图1)，由此确定或规定了纱线沿往复轴线的希望的目标行程距离H_S。两个叶轮26、28的旋转轴32、34以及导纱板50优选根据纱线14的针对往复运动预先给定的目标行程距离H_S相对于彼此这样定位，使得叶轮26、28的相应沉入点E₁、E₂与分别对应的预先给定的反转点U₁、U₂沿往复轴线58的方向对齐。

在另一个步骤104中，为了在纱线14(图1)的往复运动的在时间上后续的预先给定的反转点U₁、U₂处通过空行程叶轮26、28从相应引导纱线的另一个叶轮26、28上接收纱线14(图1)，对于在空行程区间T_L期间相应在空行程中运动的(也就是说在空行程区间T_L期间相应地不引导纱线的)叶轮26、28、因此即相应的空行程叶轮26、28计算恒定的理论补偿角速度V_C。

在接下来的步骤106中，基于恒定的理论补偿角速度V_C计算或确定在空行程区间的第一子区间T_L1期间空行程叶轮26、28的过补偿角速度V_OC。

在步骤108中，在时间上的第一子区间T_L1期间以过补偿角速度V_OC驱动空行程叶轮26、28。这通过从控制装置38出发相应地操控在空行程中运动的空行程叶轮26、28的电动机30进行。

在另一个步骤110中，在空行程区间T_L的直接接着第一子区间T_L1的第二子区间T_L2期间将空行程叶轮26、28从过补偿角速度V_OC调节至空行程叶轮26、28在往复运动的下一个的反转点U₁、U₂处的预先给定的工作角速度V_W，以便在往复运动的下一个反转点U₁、U₂处以预先给定的工作角速度V_W用空行程叶轮26、28从引导纱线的另一个叶轮26、28上接收纱线14。

优选持续重复上面提到的步骤102至110或104至110以用于以预先给定的目标行程距离H_S将纱线14卷绕在筒管16上。

如果预先给定的目标行程距离H_S比正常行程H_N窄，则当前没有引导纱线14的叶轮26、28(＝空行程叶轮)必须通过较高的旋转速度来补偿角度差。在旋转完整一周时，当所选择的目标行程距离H_S选择成比前面所述的正常行程H_N窄时，叶轮26、28由于其三叶片的结构方式因此总共三次被加速到过补偿角速度V_OC以及被制动到工作角速度V_W。在工业使用中可以以所述每分钟500次或更高频率进行这个过程。

为了使空行程叶轮26、28、也就是说两个叶轮26、28中在空行程区间T_L期间正好没有引导纱线14的叶轮能够以预先给定的工作角速度V_W精确地在相应下一个的反转点U₁、U₂处从引导纱线14的叶轮26、28上接收纱线14，空行程区间T_L的第二子区间T_L2用作在空行程叶轮26、28的直接接着的工作阶段之前的控制技术上的稳定阶段。这使得控制装置38(图1)能够以所要求的精度将相应的空行程叶轮26、28(图2)调节至工作角速度V_W。前置于叶轮26、28的相应工作行程的稳定阶段导致，在没有对叶轮26、28进行速度适配的情况下就可以在希望的时刻在反转点U₁、U₂处进行纱线转交。

因此按照本发明，通过将叶轮26、28的理论补偿角速度V_C提高过补偿角速度V_OC来补偿所述稳定阶段。长的稳定阶段尽管有利于以小的误差范围实现叶轮26、28的工作角速度V_W。然而，由此导致的高过补偿角速度V_OC要求系统具有大动态。因此有利的是，总是以必要的程度保持稳定阶段、即空行程区间T_L的第二子区间T_L2较小，因为所述稳定阶段允许过补偿角速度V_OC接近恒定的理论补偿角速度V_C。在此，用于纱线布设装置的最窄可用的目标行程距离H_S的过补偿角速度V_OC在任何情况下都等于或小于恒定的理论补偿角速度V_C的120％、优选等于或小于112％。

如果纱线14的往复运动的目标行程距离H_S选择成大于纱线布设装置的正常行程距离H_N，则叶轮26、28在相应空行程区间T_L中比在其相应工作阶段中更为缓慢地运动。也得到相应的空行程叶轮26、28的理论补偿角速度V_C，该理论补偿角速度用作计算过补偿角速度V_OC的基础。

类似于可预先给定的最窄目标行程距离H_Smin，对于可预先给定的最宽或最大目标行程距离H_Smax适用的是，使得过补偿角速度V_OC不小于理论补偿角速度V_C的88％。因此，基于正常行程H_N，过补偿角速度V_OC例如在理论补偿角速度V_C的-12％至12％的范围内波动。在过补偿角速度V_OC相对于计算出的理论补偿角速度V_C的超出量(＝△V)与所选择的目标行程距离H_S之间的比例根据图4可以描述为线性的曲线。

在图5中，对于小于纱线布设装置12的正常行程距离H_N(图2)的预先给定的目标行程距离H_S，针对两个双行程示例性地关于时间t绘制出两个叶轮26、28的角变化曲线。曲线斜率对应于叶轮26、28的相应角速度(图2)。

例如在行程中心H_C左边(图2)的第一反转点U₁处以第一叶轮26的第一叶片26a开始。

在工作行程期间，第一叶轮26的第一叶片26a使纱线以络纱过程或卷绕过程所需的工作角速度V_W运动。在行程中心右边的转交点或反转点H_C上，由具有第一叶片28a的第二叶轮28并且以工作角速度V_W接收纱线14。

现在通过操控第一叶轮26的电动机30使第一叶轮26的第一叶片26a在空行程区间T_L的第一子区间T_L1内以过补偿角速度V_OC运动。空行程区间T_L的第二子区间T_L2、换而言之控制或调节技术上的稳定阶段在时间上的起点由过补偿角速度V_OC与相应空行程叶轮在下一个反转点U₂处预先给定的工作角速度V_W的交汇点构成。因为第一叶轮26的三个叶片26a、26b、26c刚性地彼此连接，第一叶轮26的速度变化同样作用到第一叶轮26的所有三个叶片26a、26b、26c上。因此，和第一叶片26a一样，第二叶片26b在空行程区间T_L的第一子区间T_L1中以过补偿角速度V_OC运动，而在空行程区间T_L的第二子区间T_L2中、也就是说紧接着的稳定阶段T_L2中以工作角速度V_W运动，以便使准确地在接收时刻T₂在行程中心H_C左边的反转点U₁处由第二叶轮28接收纱线14。

空行程区间T_L的第二子区间T_L2的开始点T_S、也就是说控制技术上的稳定阶段的开始点在控制方面尤其是可以这样来计算或预先给定：对以下角距离进行持续的数学上的合并/积分(Integration)，即从所述叶轮空行程的相应接收时刻T₁、T₂(＝开始时刻)、也就是说从在纱线14(图1)的往复运动的与接收时刻对应的反转点U₁、U₂处将纱线转交给相应引导纱线的另一个叶轮26、28的时刻直到在空行程区间T_L中由控制装置38持续重新确定的、即在时间上游移的测试时刻T_P1、T_P2、T_PN相应在空行程中运动的(空行程)叶轮26、28以过补偿角速度V_OC实现的角距离以及从相应的测试时刻T_P1、T_P2、T_PN直到在下一个的反转点U₁、U₂处的相应下一个的转交时刻T₂以工作角速度V_W相应可达到的角距离。如果在第二子区间T_L2测试时刻T_P1、T_P2、T_PN处开始时能够以预先给定的工作角速度V_W达到下一个转交点，在由控制装置将所述测试时刻T_P1、T_P2、T_PN规定为第二空行程区间T_L2的开始时刻T_S。这可以实时地进行。从开始时刻T_S起由控制装置38这样操控(空行程)叶轮26、28的电动机30，使得在第二空行程区间T_L2期间将空行程叶轮26、28调节至预先给定的工作角速度V_W，从而空行程叶轮26、28在目标行程距离H_S的下一个反转点U₁、U₂处准确地在相应的接收时刻T₁、T₂从相应来自工作行程的另一个叶轮26、28上接收纱线14。在所述叶轮接收纱线14之后，接下来由该叶轮26、28以相应希望的工作角速度V_W沿往复轴线58的方向(图2)或筒管纵轴线22的方向(图1)使纱线14移动通过目标行程距离H_S，到达下一个的反转点U₁、U₂。在到达下一个的反转点U₁、U₂时，来自空行程的叶轮26、28再次以工作角速度V_W接收来自工作行程的叶轮26、28的纱线14，从而纱线14以快速的序列在预先给定的目标行程距离H_S上沿筒管纵轴线22相对于筒管16来回运动。

Claims (20)

1.用于控制纱线布设装置(12)的方法(100)，所述纱线布设装置具有两个能反向驱动的叶轮(26、28)，以便使要卷绕在旋转的筒管(16)上的纱线(14)通过往复运动以不同于所述纱线布设装置的基本行程距离(H_N)的目标行程距离(H_S)在两个反转点(U₁、U₂)之间沿筒管纵轴线(22)来回运动，该方法包括以下步骤：

a)确定(102)纱线(14)的往复运动的目标行程距离(H_S)的反转点(U₁、U₂)相对于所述筒管纵轴线(22)的相应轴向位置；

b)计算(104)恒定的理论补偿角速度(V_C)，相应实施空行程的叶轮(26、28)、即空行程叶轮(26、28)在空行程区间(T_L)期间必须以所述理论补偿角速度运动，才能在往复运动的下一个的反转点(U₁、U₂)处从引导纱线的相应另一个叶轮(26、28)上接收纱线(14)；

c)根据所述理论补偿角速度(V_C)计算(106)在空行程区间(T_L)的第一子区间(T_L1)期间空行程叶轮(26、28)的过补偿角速度(V_OC)；

d)操控(108)空行程叶轮(26、28)的电动机(30)，使得在时间上的第一子区间(T_L1)期间以过补偿角速度(V_OC)驱动所述空行程叶轮；接下来

e)在空行程区间(T_L)的在第一子区间(T_L1)后面的第二子区间(T_L2)期间，在往复运动的下一个反转点(U₁、U₂)处，将空行程叶轮(26、28)从过补偿角速度(V_OC)调整(110)至预先给定的工作角速度(V_W)，以便在往复运动的下一个反转点(U₁、U₂)处以预先给定的工作角速度(V_W)用空行程叶轮(26、28)从引导纱线的所述另一个叶轮(26、28)上接收纱线(14)；以及

f)重复步骤b)至e)，以便使纱线(14)以预先给定的目标行程距离(H_S)相对于筒管(16)来回运动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过补偿角速度(V_OC)选择成，使得所述过补偿角速度与计算出的恒定的额定理论目标补偿角速度(V_C)相差最大20％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过补偿角速度(V_OC)选择成，使得所述过补偿角速度与计算出的恒定的额定理论目标补偿角速度(V_C)相差最大15％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过补偿角速度(V_OC)选择成，使得所述过补偿角速度与计算出的恒定的额定理论目标补偿角速度(V_C)相差最大12％。

5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，借助对从相应空行程叶轮(26、28)的空行程运动的接收时刻(T₁)直到在空行程叶轮(26、28)的空行程区间(T_L)中持续重新确定的测试时刻(T_P1、T_P2、T_PN)所述空行程叶轮在过补偿角速度(V_OC)下能达到的角距离以及在从所述测试时刻(T_P1、T_P2、T_PN)直到在纱线(14)往复运动的相应下一个反转点(U₁、U₂)通过所述空行程叶轮(26、28)接收纱线(14)的接收时刻(T₂)所述空行程叶轮(26、28)在预先给定的工作角速度(V_W)下能达到的角距离进行持续的合并来确定或计算空行程区间(T_L)的第二子区间(T_L2)的开始时刻(T_S)。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纱线布设装置(12)具有导纱板(50)，其中，根据分别对于纱线(14)的往复运动预先给定的目标行程距离(H_S)使所述导纱板(50)和所述两个叶轮(26、28)的旋转轴(32、34)相对于彼此定位。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于纱线(14)的往复运动预先给定在1mm至290mm之间的目标行程距离(H_S)。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于纱线(14)的往复运动预先给定在5mm至290mm之间的目标行程距离(H_S)。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过共同的数字信号处理器(38a)来操控各所述电动机(30)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，由控制装置(38)以矢量控制的方式来控制叶轮(26、28)的所述电动机(30)。

11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在测量技术上分别利用具有0.25°的角度分辨率的编码器(56)对叶轮(26、28)绕其旋转轴(32、34)的相应旋转位置进行检测。

12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在测量技术上分别利用具有小于0.25°的角度分辨率的编码器(56)对叶轮(26、28)绕其旋转轴(32、34)的相应旋转位置进行检测。

13.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在引导纱线的叶轮的工作行程期间，以恒定的或以变化的工作角速度(V_W)驱动所述引导纱线的叶轮(26、28)。

14.用于将纱线(14)卷绕在筒管(16)上的纱线布设装置(12)，其包括：

两个叶轮(26、28)，所述两个叶轮能够分别借助电动机(30)绕其旋转轴(32、34)相互反向地驱动；

用于控制/调节所述电动机(30)的控制装置(38)，该控制装置编程为用于实施根据上述权利要求之一所述控制方法(100)。

15.根据权利要求14所述的纱线布设装置，其特征在于，所述电动机(30)构造成无刷的。

16.根据权利要求14所述的纱线布设装置，其特征在于，所述电动机(30)构造成三相混合步进电动机。

17.根据权利要求14或15所述的纱线布设装置，其特征在于，所述控制装置(38)具有信号处理器(38a)，通过所述信号处理器能够同步操控所述叶轮(26、28)的两个电动机(30)。

18.根据权利要求14或15所述的纱线布设装置，其特征在于，所述控制装置(38)分别具有编码器(56)，所述编码器用于检测叶轮(26、28)的相应旋转位置和速度。

19.根据权利要求14或15所述的纱线布设装置，其特征在于，所述控制装置(38)构造用于控制/调节用于要用纱线(14)卷绕的筒管(16)的筒管驱动器(20)。

20.络纱机(10)，其具有筒管支架(18)、筒管驱动器(20)以用于旋转地驱动设置在所述筒管支架(18)上的筒管(16)以及具有根据权利要求14至19之一所述的纱线布设装置(12)。