DE3919687C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Spinnmaschine, welche die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruches 1 aufweist.

Bei einer bekannten Ringspinnmaschine der eingangs genannten Art (DE 29 11 378 A1) sind statt des üblichen gemeinsamen Antriebes der Nebenaggregate mittels eines einzigen Motors Einzelantriebe vorgesehen, um das Drehzahlverhältnis der einzelnen Nebenaggregate in einfacher Weise verändern zu können. Da der Frequenzumrichter, an welchen die Antriebsmotoren der Spindeln angeschlossen sind, und die Frequenzumrichter für die Einzelantriebe der Nebenaggregate entweder von einem einzigen Sollwertgeber oder von einem den Drehzahlistwert eines der Nebenaggregate erfassenden Taktgenerators über je einen Frequenzsteller angesteuert werden, erfolgt der Betrieb der Spinnmaschine ohne Regelung mit den gewählten Drehzahlverhältnissen. Die damit erreichbare Garnverbesserung ist nicht in allen Fällen befriedigend.

Dies gilt auch für eine andere bekannte Ringspinnmaschine (DE 33 09 370 A1), bei der zur Einhaltung eines bestimmten Drehzahlverhältnisses auch während des mit sich ändernden Drehzahlen erfolgenden Anspinnens und Abspinnens sowohl dem allen Nebenaggregaten gemeinsamen Asynchronmotor als auch dem Asynchronmotor für einen Tangentialriemenantrieb der Spindeln je ein Tachogenerator als Drehzahl-Istwertgeber zugeordnet ist und zwei Regler vorgesehen sind, welche die beiden Elektromotoren so steuern, daß ein vorgebbares Drehzahl-Verhältnis eingehalten wird.

Es ist ferner bekannt (DE 37 39 595 A1), die Spindeldrehzahl einer Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine in Abhängigkeit von der Hubbewegung der Ringbank zu steuern.

Schließlich ist es bei Nähmaschinen bekannt (DE 30 18 886 C2), eine gewünschte Arbeitsweise trotz einer Vielzahl vorzunehmender Einstellungen dadurch sicherzustellen, daß man die einzelnen Daten und Bedingungen für den Nähvorgang nacheinander einzeln in einen Speicher eingibt, an den jeder Stellantrieb angeschlossen ist, worauf die Einstellung der Maschinenteile selbsttätig erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spinnmaschine zu schaffen, mit der alle Möglichkeiten einer Verbesserung der Garne und auch die Erzeugung von Garnen mit neuartiger Qualität und/oder Beschaffenheit ausgeschöpft werden können. Diese Aufgabe löst eine Spinnmaschine mit den Merkmalen des Anspruches 1.

Die erfindungsgemäße Lösung, die sich besonders für Spinntester eignet, aber auch für Produktionsspinnmaschinen in Frage kommt sowie beispielsweise die Herstellung spezieller Garne, wie Effektgarne, gestattet, ermöglicht dank der voneinander unabhängigen Sollwerte für die Einzelantriebe der Nebenaggregate und der Spindeln sowie der Vorgebbarkeit dieser Sollwerte in Form von Sollwertprogrammen, das Zusammenspiel der Nebenaggregate und der Spindeln sowohl im Hinblick auf die Ausgangsbedingung als auch im Hinblick auf die Anforderungen an das Garn stets optimal zu gestalten. Es können deshalb sowohl die Eigenschaften der üblichen Garne verbessert als auch Garne neuartiger Beschaffenheit hergestellt werden. Hierbei ist von Bedeutung, daß auch nichtlineare Zusammenhänge zwischen einzelnen Größen, beispielsweise zwischen der Drehgeschwindigkeit der Walzen des Streckwerkes und der Drehzahl der Spindel, berücksichtigt werden können, was insbesondere bei erhöhten Drehzahlen wichtig ist. Da ferner mit Hilfe der Winkelgeber die Winkelstellung der Antriebsmotoren der Nebenaggregate erfaßt wird, kann man die von diesen Motoren angetriebenen Nebenaggregate nicht nur drehzahlgenau, sondern sogar winkelgenau regeln. Dies ist nicht zuletzt bei Drehzahländerungsprogrammen von großem Vorteil, also beispielsweise beim Anspinnvorgang und beim Abspinnvorgang, bei denen hierdurch die Sollwerte der Drehzahl und der Winkelstellungen mit ebenso großer Genauigkeit eingehalten werden wie beim Betrieb der Maschine mit der Hauptspinndrehzahl. Die voneinander völlig unabhängigen Sollwertprogramme für die Drehzahl der Spindeln und die Winkelstellungen der Achsen der Nebenaggregate können, was ebenfalls sehr vorteilhaft ist, auch während des Betriebs geändert werden. So kann beispielsweise die Ringbankbewegung variiert werden, und zwar nicht nur hinsichtlich des Hubes und der Fortschaltung, sondern auch hinsichtlich des zeitlichen Verlaufes der Hubbewegung. Ferner kann beispielsweise die Spindeldrehzahl in Abhängigkeit von der Ringbankstellung variiert, insbesondere zwischen einer maximalen und einer minimalen Drehzahl verändert werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zusätzlich zu den Einzelantrieben für die Zylinder des Streckwerkes und für die Ringbank auch die Einzelantriebe für die Trägerschienen der Balloneingrenzungsringe und der Garnösen sowie deren Winkelgeber an den Positionierprozessor angeschlossen, damit auch die Bewegung dieser Nebenaggregate nach eigenen Programmen geregelt werden kann.

Die Elektromotoren der Einzelantriebe sind vorzugsweise elektronisch kommutierende Motoren. Aber auch andere Elektromotoren, die eine winkelgenaue Positionierung ermöglichen, kommen in Frage.

Als Winkelgeber sind bei einer bevorzugten Ausführungsform Resolver vorgesehen, welche eine sehr hohe Winkelauflösung haben, beispielsweise etwa 1000 Schritte pro Umdrehung. Resolver sind bekannt (Lueger, Lexikon der Technik, Bd. 13 und 14, Feinwerktechnik, 1968, DVA, Stuttgart, S. 184-185; S. 316; DE-OS 28 25 969). Aber auch andere hochauflösende Winkelgeber sind geeignet.

Sofern wenigstens eine der Spindeln mit einer Drehzahlsonde versehen ist, kann der von dieser Drehzahlsonde gegebene Istwert dem Positionierprozessor zugeführt werden. Dieser kann dann aufgrund des Istwert/Sollwert-Vergleiches das Umrichtersteuersignal bilden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat der Positionierprozessor einen Anschluß für einen Personal-Computer. Mittels dieses Personal-Computers können bequem Programme in den Positionierprozessor eingegeben werden und Programmänderungen auch während des Betriebs vorgenommen werden. Vorzugsweise hat dennoch der Positionsprozessor einen Speicher für wenigstens ein Sollwertprogramm, damit der Personal-Computer nicht ständig an den Positionierprozessor angeschlossen sein muß.

Damit die Programme in einer definierten Stellung der Ringbank gestartet werden können, hat der Positionierprozessor vorteilhafterweise einen Eingang für eine "Ringbank oben"- und/oder ein "Ringbank unten"-Signal. Ferner sind zweck­ mäßigerweise Eingänge für ein Startsignal und ein Stopsignal vorgesehen, um manuell ein Programm starten und ebenfalls manuell die Spinnmaschine stillsetzen zu können.

Im folgenden ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt eine unvollständige und schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels und der zugehörigen Schal­ tung.

Eine Spinnmaschine hat ein aus einem Lieferzylinder 1, einem Riemchenzylinder 2 sowie zwei weiteren Zylindern 3 und 4 samt den dazugehörigen Andrückrollen bestehendes Streckwerk, welches das Ausgangsmaterial zuführt. Da üblicherweise die Drehzahlen vom Zylinder 4 zum Lieferzylinder 1 hin zunehmen, erfährt das zu verarbeitende Material zwischen dem Zylinder 4 und dem Zy­ linder 3 einen ersten Vorverzug, zwischen dem Zylinder 3 und dem Riemchenzylinder 2 einen zweiten Vorverzug und zwischen dem Riemchenzylinder 2 sowie dem Lieferzylinder 1 einen Haupt­ verzug.

Unterhalb des Streckwerkes sind in Längsrichtung der Zylinder 1 bis 4 im Abstand nebeneinander gleich ausgebildete Spindeln 5 angeordnet, auf die je eine Hülse aufgesteckt werden kann, die sich in aufgestecktem Zustand zusammen mit der Spindel 5 dreht. Auf diese Hülse wird der Faden aufgewickelt, der vom Lieferzylinder 1 kommt und zunächst eine Garnöse 6 und dann einen Balloneingrenzungsring 7 durchläuft, ehe er über eine Ring/Läufer-Anordnung 8 zur Hülse gelangt und dort aufgewickelt wird. Die Garnösen 6 werden von einer auf und ab bewegbaren Trägerschiene 9, die Balloneingrenzungsringe 7 von einer eben­ falls auf und ab bewegbaren Trägerschiene 10 und die Ring/Läu­ fer-Anordnungen 8 von einer auf und ab bewegbaren Ringbank 11 getragen.

Der Antrieb der Spindeln 5 erfolgt mittels je eines Asynchron­ motors 12, mit dem je ein Drehzahlgeber 13 gekuppelt ist, der ein der Drehzahl proportionales Frequenzsignal erzeugt. Jeder der Zylinder 1 bis 4 wird von einem elektronisch kommutieren­ den Motor 14 angetrieben. Diese Motoren 14 sind mit je einem Resolver 15 mit einer Auflösung von etwa 1000 Schritten pro Um­ drehung versehen. Auch die Antriebsmotoren 16, 17 und 18, mittels deren die Trägerschiene 9 bzw. Trägerschiene 10 bzw. die Ringbank 11 in vertikaler Richtung bewegt werden, sind im Ausführungs­ beispiel elektronisch kommutierende Motoren. Diese Motoren sind ebenfalls mit je einem Resolver 19 versehen, die wie die Resolver 15 ausgebildet sind.

Die Steuerung der elektronisch kommutierenden Motoren 14 sowie 16 bis 18 erfolgt über je einen Verstärker 20 von einem Posi­ tionierprozessor 21 aus. Letzterer liefert auch das Steuer­ signal für einen Umrichter 23, an den die Asynchronmotoren 12 angeschlossen sind. Dem Positionierprozessor 21 werden die Ausgangssignale sowohl der Drehzahlgeber 13 als auch alle Re­ solver 15 und 19 zugeführt. Der Positionierprozessor 21, der unter anderem einen Mikroprozessor, ein RAM und ein EPROM ent­ hält, vergleicht die von den Drehzahlgebern 13 und den Resolvern 15 sowie 19 gelieferten Istwerte mit entsprechenden Sollwerten. Die Abtastrate beträgt ca. 0,2 Millisekunden. Der Positionier­ prozessor 21 kann deshalb Abweichungen der Istwerte von den Sollwerten rasch erkennen und durch eine entsprechende Änderung der Steuersignale, welche zu den Verstärkern 20 und dem Um­ richter 23 gelangen, Abweichungen beseitigen. Daher lassen sich nicht nur die Drehzahlen der elektronisch kommutierenden Motoren 14 sowie 16 bis 18, sondern auch die Winkelpositionen von deren Wellen mit hoher Genauigkeit einhalten. Entsprechendes gilt für die Regelung der Asynchronmotoren 12, bei denen jedoch eine winkelgenaue Position nicht erforderlich ist.

Die Programmeingabe und eventuelle Programmänderungen, die bei einem Einsatz der Spinnmaschine als Spinntester auch während der Arbeit vorgenommen werden können, erfolgen mittels eines Personal-Computers 22, der allerdings nur so lange an den Posi­ tionierprozessor 21 angeschlossen sein muß, als eine Kommuni­ kation mit diesem vorhanden ist, weil die eingegebenen Daten im Positionierprozessor 21 gespeichert werden.

Üblicherweise wird für ein Spinnprogramm eine Anspinndrehzahl, eine Hauptspinndrehzahl und eine Abspinndrehzahl vorgegeben. Außerdem kann die Zeit vorgegeben werden, innerhalb deren die Drehzahländerungen ausgeführt werden sollen. Ferner müssen die Drehzahlprogramme für die Zylinder 1 bis 4, für die Ring­ bankbewegung sowie für die Trägerschienen 9 und 10 vorgegeben werden. Weiterhin kann beispielsweise die Veränderungen der Spindeldrehzahl in Abhänigkeit von der Stellung der Ringbank 11 vorgeschrieben werden.

Da ein Spinnprogramm bei einer definierten Ringbankstellung beginnen muß, hat der Positionierprozessor 21 zwei Eingänge für die Signale "Ringbank oben" und "Ringbank unten", welche von zwei schematisch als Schalter 24 und 25 dargestellten Sen­ soren geliefert werden. Wird manuell ein Startschalter 26 be­ tätigt, dessen Signal ebenfalls dem Positionierprozessor 21 zugeführt wird, dann wird zunächst, falls erforderlich, die Ringbank 11 in die Startposition gefahren. Erst dann wird selbst­ tätig jedes notwendige Programm gestartet und durchgeführt. Mittels eines manuell betätigbaren Stopschalters 27 kann die Spinnmaschine zum Stillstand gebracht werden.

Claims (8)

1. Spinnmaschine, deren Spindeln einzeln von je einem an einen Umrichter angeschlossenen Elektromotor angetrieben werden und von deren Nebenaggregaten zumindest jede der angetriebenen Walzen des Streckwerkes und die Ringbank mit durch je einen Elektromotor gebildeten Einzelantrieben versehen sind, wobei die Drehzahlen aller Elektromotoren sollwertabhängig einstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) jeder Einzelantrieb (14, 16, 17, 18) der Nebenaggregate (1-4, 9-11) mit einem Winkelgeber (15, 19) versehen ist,
• b) die Winkelgeber (15, 19) an Istwert-Eingänge eines Positionierprozessors (21) angeschlossen sind, der ständig die Istwerte mit den diesen zugeordneten Sollwerten vergleicht und für jeden Einzelantrieb (14, 16, 17, 18) eine aus dem Ergebnis des Istwert/Sollwert-Vergleichers resultierende Steuergröße erzeugt,
• c) mit einem Ausgang des Positionierprozessors (21) für eine die Drehzahl der die Spindeln (5) antreibenden Elektromotoren (12) bestimmende Drehzahlsteuergröße der Steuereingang des Umrichters (23) verbunden ist,
• d) die voneinander unabhängigen Sollwerte für die Einzelantriebe (12, 14, 16, 17, 18) der Spindeln (5) und der Nebenaggregate (1-4, 9-11) dem Positionierprozessor (21) in Form von Sollwertprogrammen vorgebbar sind.

2. Spinnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Einzelantrieben (14, 18) für die Zylinder (1 bis 4) des Streckwerkes und für die Ringbank (11) auch die Einzelantriebe (16, 17) für Trägerschienen (9, 10) von Balloneingrenzungsringen (7) und Garnösen (6) sowie deren Winkelgeber (19) an den Positionierprozessor (21) angeschlossen sind.

3. Spinnmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromotoren der Einzelantriebe (14, 16, 17, 18) elektronisch kommutierende Motoren sind.

4. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Winkelgeber Resolver (15, 19) vorgesehen sind.

5. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Spindeln (5) mit einer Drehzahlsonde (13) versehen ist, die als Istwert-Geber zumindest indirekt an den Positionierprozessor (21) angeschlossen ist, der ständig den Istwert mit einem vorgegebenen Sollwert oder Sollwertprogramm vergleicht und das Umrichtersteuersignal unter Berücksichtigung dieses Vergleichs bildet.

6. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierprozessor (21) einen Anschluß für einen Computer, vorzugsweise einen Personal-Computer (22), zur Dateneingabe einschließlich der Programmeingabe hat.

7. Spinnmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierprozessor (21) einen Speicher für wenigstens ein Sollwertprogramm enthält.

8. Spinnmaschine nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch Eingänge des Positionierprozessors (21) für ein Startsignal, ein Stopsignal sowie ein "Ringbank oben"- und/oder "Ringbank unten"-Signal.