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EP0692560A1 - Verfahren zum Regulieren eines Streckwerkes, insbesondere an Karden, und Reguliervorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Regulieren eines Streckwerkes, insbesondere an Karden, und Reguliervorrichtung Download PDF

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Publication number
EP0692560A1
EP0692560A1 EP95110618A EP95110618A EP0692560A1 EP 0692560 A1 EP0692560 A1 EP 0692560A1 EP 95110618 A EP95110618 A EP 95110618A EP 95110618 A EP95110618 A EP 95110618A EP 0692560 A1 EP0692560 A1 EP 0692560A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rollers
pair
motor
drafting
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP95110618A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0692560B1 (de
Inventor
Gerhard Barth
Thomas Heinecke
Thomas Enghardt
Gert Zeidler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CSM Saechsische Spinnereimaschinen GmbH
Original Assignee
Chemnitzer Spinnereimaschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chemnitzer Spinnereimaschinenbau GmbH filed Critical Chemnitzer Spinnereimaschinenbau GmbH
Publication of EP0692560A1 publication Critical patent/EP0692560A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0692560B1 publication Critical patent/EP0692560B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
    • D01H5/32—Regulating or varying draft
    • D01H5/38—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities
    • D01H5/42—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities employing electrical time-delay devices

Definitions

  • the invention relates to a method for regulating a drafting system, in particular on cards, wherein the measurement signals at the drafting system input are detected, compared with the target value and an actuating signal for the control unit of a regulating motor for the pair of drafting rollers is derived from the difference signal.
  • the invention also relates to a regulating device for carrying out the method.
  • the measured values are evaluated with a time delay and converted into an actuating signal as a function of the measured mass per unit length and a target value for the mass per unit length.
  • a setpoint is obtained from the difference between the measured mass and the specified setpoint with the aid of a first control circuit, from which a manipulated variable for setting the delay of the drafting unit is generated with the aid of a second control using a second control.
  • the error that may occur is reduced with a higher probability.
  • the chance of getting a precisely regulated band is higher than with a simple regulation.
  • measuring devices are also arranged at the input and the output of the drafting system, the measured values of which are compared with one another. The result is corrected by stored information and converted into an actuating signal.
  • the processing of a measurement signal is simply limited to converting it into a digital signal by converting it into a jump address while simultaneously processing the setpoint.
  • the command for correcting the drive voltage of the control motor set by the jump address remains the same size until the next correction value is determined and can supply the set correction value to the control motor over a longer period of time.
  • the regulating motor has sufficient time to correct its magnetic fields and to accelerate or decelerate the mechanical elements, the rotor and the drafting rollers to the new speed value.
  • the sections of the fiber belt that specified the measured value are in the effective range of the pair of drafting rollers.
  • the design of the method according to claim 2 ensures that the setpoints can be kept available over a longer period of time with simple and inexpensive components and can be adapted to new conditions with little effort.
  • Obtaining the measuring clock according to claim 3 enables a compact design of the controller without interfering in other devices of the machine.
  • the provision of the manipulated variable for the basic speeds of the regulating motor according to claim 4 has the advantage that the synchronism between the customer and the drafting system can be guaranteed under all conditions.
  • the regulating device defined for the execution of the method in claim 5 ensures high quality of the control results with simple components currently offered.
  • the drive connection between adjacent pairs of rollers which was previously customary for slewing gear, can be used as an assembly.
  • the configuration according to claim 10 avoids that a separate control device must be assigned to the motor for driving the slewing gear. A belt store between the drafting system and the slewing gear can be avoided.
  • the drafting system of the exemplary embodiment is located at the exit of a flat card and is arranged behind the belt funnel 2 located at this point in a manner known per se.
  • the lower measuring roller 30 is mounted in a stationary manner and is subjected to a rotary drive.
  • the upper roller is vertically displaceable and is loaded.
  • a transducer 33 senses the vertical position of the upper roller 31, converts the path signal into an analog electrical quantity. It thus supplies a signal that is proportional to the thickness of the sliver 1.
  • the measuring roller pair 30.31 is followed by the feed roller pair 40.41 at a distance of approximately 50 mm.
  • the lower roller 40 is mounted fixed to the frame and is driven in a specific transmission ratio to the take-off roller 631.
  • the upper roller 41 is held non-positively on the lower roller 40. It rotates with it and clamps the sliver 1 passing between them.
  • rollers 40, 41 has approximately equal angular distances a number of donor marks 411, which are sensed by a fixed sensor 412.
  • the pulses obtained in this way are converted into electrical clock signals, measuring clocks a, b ...
  • the pair of drafting rollers 50, 51 is arranged at a further spacing of likewise approximately 50 mm or another spacing that depends on the average stack length of the fiber sliver 1. This pair of drafting rollers 50, 51 is identical in terms of the rollers to the pair of drawing rollers 40, 41.
  • the lower roller 51 is driven here by a regulating motor 52, which is a servo motor.
  • the processing unit 6 for the delay values and the control unit 53 are assigned to this regulating motor 52.
  • the fiber sliver 1 either directly or indirectly via an intermediate store 71 reaches the area of a so-called rotating mechanism 7 and is deposited there in a spinning can 73 according to a predetermined scheme, promoted by a pair of laying rollers 72.
  • the laying roller pair 72 of the rotating mechanism 7 is driven in a manner known per se by a separate motor 74.
  • the speed of the motor 74 is regulated or controlled as a function of the delivery speed of the drafting system.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the control circuit for the regulating motor 52 of the pair of drafting rollers 50, 51.
  • the sensor 3 delivers an analog value for the thickness of the sliver 1 immediately behind the funnel 2.
  • This analog signal is fed to an A / D converter 34, which digitizes the analog signals in 8-bit form.
  • This A / D converter 34 is followed by an NC controller 61, the tasks and components of which will be described later.
  • an initially analog setpoint is entered at 621.
  • This setpoint is digitized via an A / D converter 622 and converted into a jump address by a further MG controller 623.
  • the jump address is used to select one of the stored setpoints from a setpoint register 6231 and to forward it to the MG controller 61 for the measured value pickup 3.
  • This setpoint prepared in this way is compared with the digitized measured value. Jump addresses are now formed from the difference signal obtained, depending on the size of the difference.
  • a command line is selected from a correction register 613, the activated information of which is then fed to the control unit 53 for the regulating motor 52.
  • This control unit 53 is additionally supplied with a control voltage which is proportional to the speed of the pickup 631 of the card.
  • An incremental encoder (IGR) 632 is used to generate this speed signal, the pulse sequence of which is evaluated by an encoder card 633 and converted into an equivalent voltage.
  • the voltage value for the correction and the voltage value for the base speed are combined in the control unit 53 and a corresponding control command is passed on to the regulating motor 52.
  • the regulating motor 52 is a highly dynamic servo motor which has an extremely low moment of inertia for the rotor. According to the selection series, it has an moment of inertia of less than 0.001 kgm2.
  • This motor should have a sufficiently large torque that is suitable for making the necessary corrections of the speeds for the pair of drafting rollers 50, 51 in a reasonably short time.
  • Fig. 3 the control sequence is again shown schematically on the basis of a time diagram.
  • the time variables shown are certainly not shown in proportion to the actual value.
  • the A / D converter For the first process step, converting the measured value of the strip thickness, the A / D converter requires an average of approximately 0.8 ms. For the comparison of the measured value and the setpoint in the comparator 611, the creation of the jump address at 612 for the correction register 613 and the activation of the jump address in the correction register 613, another 5-6 ms are required.
  • the control unit 53 also needs a time of this magnitude to output the manipulated variable for the regulating motor 52.
  • the regulating motor 52 again needs a time for the necessary speed change, which is still considerably longer than the time for processing the electrical quantities.
  • the correction of the strip thickness due to the additional or reduced warping only begins with a noticeable change in speed.
  • the setpoint from the setpoint register 6231 is available for an arbitrary period of time.
  • the A / D converter 34 With the output of the digital measured variable by the A / D converter 34, the comparison and the creation of the jump address is possible at the same time. If the jump address is switched through in the correction register, the A / D converter 34 also receives a signal which enables the next measurement value to be switched through at the next measurement clock pulse b.
  • next measuring pulse b arrives, the next measured value is entered into the control and processed in the same way as described above with reference to the first pulse a.
  • control unit 53 corrects its output and causes the regulating motor 52 to execute the new corrected speed.
  • the measured point of the fiber belt 1 is moved in approximately 17 ms up to the pair of feed rollers 40, 41.
  • the sliver 1 requires a further 17 ms until the pair of drafting rollers 50.51.
  • a time interval of approximately 8 to 10 ms is required from one pulse to the next.
  • the new correction value for the regulating motor 52 can be provided within a very short time.
  • the regulating motor 52 can begin to change the speed immediately after the measurement process and can either end or continue the correction when the next correction value arrives.
  • the correction can thus be carried out, apart from natural tolerances, at the point in time at which the measured point on the sliver 1 moves in the effective range of the drafting rollers 50, 51.
  • the warping area of the warping roller 50, 51 extends almost up to the nip of the pair of feeding rollers 40, 41 due to the average fiber length.
  • the measured point on the sliver 1 is located approximately there when the motor speed has already changed by a sufficient amount.
  • control results are good even at very low speeds, for example in the creeper gear, because the end of each control process is limited by reaching the new speed.
  • the standard time of an operation has no effect on the correction variable.
  • the new effect of the invention is obviously that the time for the provision of a real effective correction value can be kept very small and the motor 52 has sufficient time to then reach the corrected speed before the measured section of the sliver 1 in reaches the area of action of the drafting rollers.
  • this can be achieved by providing jump addresses and controlling registers with prepared control commands.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regulieren eines Streckwerkes, insbesondere an Karden, wobei die Meßsignale am Streckwerkseingang erfaßt werden, mit dem Sollwert verglichen und aus dem Differenzsignal ein Stellsignal für die Ansteuereinheit eines Reguliermotors für das Verzugswalzenpaar abgeleitet wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Reguliervorrichtung.Mit dem Ziel, die Regelergebnisse zu verbessern und die Verstellung dort am Faserband auszuführen, wo die Differenz festgestellt wurde, wird das Verfahren so gestaltet, daß die Sollwerte durch eine Sprungadresse aus einem Sollwertregister (6231) eingegeben werden, daß die Basisdrehzahl von der aktuellen Drehzahl des Abnehmers (631) abgeleitet und als Basisspannung der Ansteuereinheit des Reguliermotors zugeleitet wird, daß in Abhängigkeit von einer Walze des Streckwerkes ein Meßtakt niedriger Frequenz erzeugt wird, daß bei jedem Meßtakt ein Meßsignal erfaßt, in ein digitales Signal gewandelt und mit der aktivierten Sprungadresse des Sollwertregisters verglichen und ein Differenzsignal gebildet wird, daß das ermittelte Differenzsignal in eine Sprungadresse für ein Korrekturregister (613) umgeformt wird und der durch die aktivierte Adresse im Korrekturregister gelesene Stellwert der Ansteuereinheit des Reguliermotors zugeleitet wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Regulieren eines Streckwerkes, insbesondere an Karden, wobei die Meßsignale am Streckwerkseingang erfaßt werden, mit dem Sollwert verglichen und aus dem Differenzsignal ein Stellsignal für die Ansteuereinheit eines Reguliermotors für das Verzugswalzenpaar abgeleitet wird.
    Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Reguliervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Verfahren der genannten Art sind u.a. durch die DE-OS 36 22 584 bekannt geworden.
    Bei diesem Verfahren wird die Dicke des Faserbandes am Eingang und am Ausgang des Streckwerkes gemessen.
  • Die Meßwerte werden zeitverzögert ausgewertet und in Abhängigkeit von der gemessenen Masse pro Längeneinheit und einem Sollwert für die Masse pro Längeneinheit zu einem Stellsignal umgeformt.
  • Dabei wird aus der Differenz zwischen der gemessenen Masse und dem vorgegebenen Sollwert mit Hilfe einer ersten Regelschaltung eine Sollgröße gewonnen, aus der und einer zeitverzögert ausgewerteten Masseschwankung mit Hilfe einer Zweiten Regelung eine Stellgröße zur Einstellung des Verzuges des Streckwerkes erzeugt wird.
  • Eine solche Verfahrensweise besitzt erhebliche Nachteile.
    Es kann nicht gewährleistet werden, daß der Verzug dort korrigiert wird, wo im Faserband gerade die Abweichung vom Sollwert festgestellt wurde.
  • Durch die Auswertung eines zweiten Meßsignales und den zweiten Regelvorgang wird der eventuell auftretende Fehler mit einer höheren Wahrscheinlichkeit reduziert. Die Chance, ein exakt ausgeregeltes Band zu erhalten ist zwar höher, als bei einer einfachen Regelung.
  • Das Ergebnis bleibt aber nach wie vor dem Zufall überlassen.
  • Bei einem anderen Regelverfahren (DE 42 02 352 A1) ordnet man am Eingang und am Ausgang des Streckwerkes ebenfalls Meßvorrichtungen an, deren Meßwerte miteinander verglichen werden. Das Ergebnis wird durch gespeicherte Informationen korrigiert und in ein Stellsignal umgeformt.
  • Auch bei dieser Regelvorrichtung, die im übrigen relativ aufwendig ist, kann nicht mit Sicherheit gewährleistet werden, daß die am Eingang des Streckwerkes festgestellte Dicke des Faserbandes dort korrigiert wird, wo sie sich befindet.
  • Bei diesem Verfahren hat man versucht, die Verzögerungszeit vom Meßpunkt am Eingang des Streckwerkes bis zum Zeitpunkt der Ausgabe des Stellbefehles in Abhängigkeit von bestimmten Erfahrungswerten und anderen Parametern veränderlich zu gestalten.
  • Die damit erreichten Ergebnisse sind jedoch nach wie vor unbefriedigend. Zufallsfaktoren können nicht ausgeschlossen werden. (DE 42 15 682 und 42 02 352).
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin,
    • die tatsächliche Korrektur der Dicke des Faserbandes an der Stelle vorzunehmen, an der die Abweichung festgestellt wurde.
  • Die Reguliervorrichtung
    • soll dabei einfach in der Bedienung und Wartung sein und
    • bei jeder eingestellten Drehzahl der Maschine annähernd gleichbleibend gute Regelergebnisse garantieren.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
  • Durch die permanente Bereitstellung des Sollwertes in Form einer Sollwertadresse aus einem Sollwertregister und einem Signal für die Basisdrehzahl des zu regulierenden Motors beschränkt sich die Verarbeitung eines Meßsignales einfach auf dessen Wandlung in ein digitales Signal auf die Umformung in eine Sprungadresse unter gleichzeitiger Verarbeitung des Sollwertes.
  • Der durch die Sprungadresse eingestellte Befehl für die Korrektur der Antriebsspannung des Regelmotors bleibt bis zur Ermittlung des nächsten Korrekturwertes in gleicher Größe erhalten und kann den eingestellten Korrekturwert über einen längeren Zeitraum dem Reguliermotor zuführen.
  • Der Reguliermotor hat ausreichend Zeit, seine magnetischen Felder zu korrigieren und die mechanischen Elemente, den Rotor und die Streckwerkswalzen, auf den neuen Drehzahlwert zu beschleunigen oder zu verzögern.
  • Am Ende der Beschleunigung befinden sich bei den üblichen Bandgeschwindigkeiten und üblichen Abmessungen des Streckwerkes die Abschnitte des Faserbandes, die den Meßwert vorgaben, im Wirkungsbereich des Verzugswalzenpaares.
  • Es hat sich gezeigt, daß sich auch bei höheren Bandgeschwindigkeiten z. B. bis 250 m/min sehr gute Regelergebnisse erzielen lassen.
  • Die Ausgestaltung des Verfahrens nach Anspruch 2 gewährleistet, daß mit einfachen und wenig kostenaufwendigen Bauelementen die Sollwerte über einen längeren Zeitraum bereitgehalten und mit geringem Aufwand neuen Bedingungen angepaßt werden können.
  • Die Gewinnung des Meßtaktes nach Anspruch 3 ermöglicht eine kompakte Gestaltung des Reglers ohne in andere Vorrichtungen der Maschine einzugreifen.
  • Die Bereitstellung des Stellwertes für die Basisdrehzahlen des Reguliermotors nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß unter allen Bedingungen die Synchronität zwischen Abnehmer und Streckwerk gewährleistet werden kann.
  • Auch bei Stromausfall kann durch den Einsatz entsprechender Energiespeicher für die Informationsübertragung und für die Ansteuerung des Reguliermotors in an sich bekannter Weise die Synchronität aufrechterhalten werden.
  • Die für die Ausführung des Verfahrens in Anspruch 5 definierte Reguliervorrichtung gewährleistet mit einfachen, gegenwärtig angebotenen Bauelementen eine hohe Qualität der Regelergebnisse.
  • Mit der Ausführung nach Anspruch 6 kann man die für Drehwerke bisher übliche Antriebsverbindung zwischen benachbarten Walzenpaaren als Baugruppe nutzen.
  • Die in den Ansprüchen 7 und 8 definierten Verzüge haben zu optimalen Regelergebnissen geführt.
  • Auch der Gestaltung der Reguliervorrichtung nach Anspruch 9 wird eine hohe Bedeutung beigemessen. Die dort angegebenen Winkel und Abstände führen dazu, daß bei den üblichen Bandgeschwindigkeiten die Korrektur des Verzuges am Band dort ausgeführt wird, wo die Differenz festgestellt wurde.
  • Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 10 wird vermieden, daß dem Motor für den Antrieb des Drehwerkes eine gesonderte Regelvorrichtung zugeordnet werden muß. Ein Bandspeicher zwischen Streckwerk und Drehwerk kann vermieden werden.
  • Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung der Arbeitselemente des geregelten Steckwerkes in Verbindung mit einem sogenannten Drehwerk;
    Fig. 2
    ein Blockschaltbild des Reglers für das Streckwerk und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung des Regelvorganges entlang einer Zeitachse.
  • Das Streckwerk des Ausführungsbeispieles befindet sich am Ausgang einer Deckelkarde und ist hinter dem an dieser Stelle befindlichen Bandtrichter 2 in an sich bekannter Weise angeordnet.
  • Unmittelbar hinter dem Trichter 2 befindet sich anstelle des üblichen Kalanderwalzenpaares ein Meßwalzenpaar 30,31, das Bestandteil des Meßwertgebers 3 ist. Die untere Meßwalze 30 ist ortsfest gelagert und einem Drehantrieb unterworfen. Die obere Walze ist vertikal verschiebbar gelagert und ist belastet.
    Ein Meßwandler 33 tastet die vertikale Position der oberen Walze 31 ab, wandelt das Wegsignal in eine analoge elektrische Größe. Er liefert damit ein Signal, das der Dicke des Faserbandes 1 proportional ist.
  • Dem Meßwalzenpaar 30,31 folgt in einem Abstand von etwa 50 mm das Einzugswalzenpaar 40,41. Auch hier ist die untere Walze 40 gestellfest gelagert und in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis zur Abnehmerwalze 631 angetrieben.
  • Die obere Walze 41 ist kraftschlüssig an der unteren Walze 40 gehalten. Sie rotiert mit ihr und klemmt das zwischen ihnen durchlaufende Faserband 1.
  • Eine dieser Walzen 40,41 besitzt in etwa gleichgroßen Winkelabständeneine Anzahl von Gebermarken 411, die von einem ortsfesten Sensor 412 abgetastet. Die so gewonnenen Impulse werden in elektrische Taktsignale, die Meßtakte a,b..., umgewandelt.
  • In einem weiteren Abstand von ebenfalls etwa 50 mm oder einem anderen Abstand, der sich nach der mittleren Stapellänge des Faserbandes 1 richtet, ist das Verzugswalzenpaar 50,51 angeordnet. Dieses Verzugswalzenpaar 50,51 ist hinsichtlich der Walzen identisch mit dem Einzugswalzenpaar 40,41.
  • Die untere Walze 51 wird hier durch einen Reguliermotor 52, der ein Servomotor ist, angetrieben.
    Diesem Reguliermotor 52, ist die Verarbeitungseinheit 6 für die Verzugsgrößen und die Ansteuereinheit 53 zugeordnet.
  • Hinter diesem Verzugswalzenpaar 50,51 gelangt das Faserband 1 entweder direkt oder indirekt über einen Zwischenspeicher 71 in den Bereich eines sogenannten Drehwerkes 7 und wird dort nach einem vorgegebenen Schema, gefördert durch ein Ablegewalzenpaar 72 in einer Spinnkanne 73 abgelegt.
  • Das Ablegewalzenpaar 72 des Drehwerkes 7 wird in ansich bekannter Weise durch einen separaten Motor 74 angetrieben.
  • Die Drehzahl des Motors 74 wird in Abhängigkeit von der Liefergeschwindigkeit des Streckwerkes geregelt bzw. gesteuert.
  • Im Folgenden soll die Arbeitsweise des geregelten Streckwerkes anhand der Fig. 2 beschrieben werden.
  • Die Fig. 2 zeigt, wie bereits erwähnt, ein Blockschaltbild der Regelschaltung für den Reguliermotor 52 des Verzugswalzenpaares 50,51.
    Der Meßwertgeber 3, liefert einen analogen Wert zur Dicke des Faserbandes 1 unmittelbar hinter dem Trichter 2.
    Dieses analoge Signal wird einem A/D-Wandler 34 zugeführt, der die analogen Signale in 8-bit-form digitalisiert. Diesem A/D-Wandler 34 ist eine NC-Steuerung 61 nachgeordnet, deren Aufgaben und Bestandteile später beschrieben werden.
  • Parallel zu dieser Meßwertaufnahme wird ein zunächst analoger Sollwert bei 621 eingegeben. Dieser Sollwert wird über einen A/D-Wandler 622 digitalisiert und durch eine weitere MG-Steuerung 623 in eine Sprungadresse umgewandelt. Mit der Sprungadresse wählt man aus einem Sollwertregister 6231 einen der gespeicherten Sollwerte aus und leitet ihn an die MG-Steuerung 61 für den Meßwertaufnehmer 3 weiter.
  • Dieser so vorbereitete Sollwert wird mit dem digitalisierten Meßwert verglichen. Aus dem gewonnenen Differenzsignal werden jetzt je nach der Größe der Differenz Sprungadressen gebildet.
  • Mit Hilfe dieser Sprungadressen aus der Differenzgröße wird eine Befehlszeile aus einem Korrekturregister 613 ausgewählt, dessen aktivierte Information dann der Ansteuereinheit 53 für den Reguliermotor 52 zugeführt wird.
    Diese Ansteuereinheit 53 wird zusätzlich mit einer Steuerspannung versorgt, die der Drehzahl des Abnehmers 631 der Karde proportional ist. Zur Erzeugung dieses Drehzahsignals dient ein inkrementaler Geber (IGR) 632, dessen Impulsfolge von einer Geberkarte 633 ausgewertet und in eine äquivalente Spannung gewandelt wird.
  • In der Ansteuereinheit 53 wird der Spannungswert für die Korrektur und der Spannungswert für die Basisdrehzahl zusammengefaßt und ein entsprechender Steuerbefehl an den Reguliermotor 52 weitergegeben.
  • Der Reguliermotor 52 ist ein hochdynamischer Servomotor, der ein extrem niedriges Trägheitsmoment für den Rotor besitzt. Nach der Auswahlreihe hat er ein Trägheitsmoment von kleiner als 0,001 kgm².
  • Dieser Motor sollte ein ausreichend großes Drehmoment besitzen, das geeignet ist, in einer angemessen kurzen Zeit die notwendigen Korrekturen der Drehzahlen für das Verzugswalzenpaar 50,51 vorzunehmen.
  • In Fig. 3 ist der Regelablauf nochmals schematisch anhand eines Zeit-Schaubildes dargestellt. Dabei sind die dargestellten zeitlichen Größen sicher nicht proportional zum tatsächlichen Wert aufgezeigt.
  • Diese Darstellung wurde gewählt, um zu demonstrieren, wie die einzelnen Arbeitsschritte in sehr kurzen Zeitabschnitten nacheinander ablaufen und dann der Verzug möglichst genau an der Stelle des Faserbandes gewährleisten, an der die Differenz festgestellt wurde.
  • Für den ersten Verfahrensschritt, das Wandeln des gemessenen Wertes der Banddicke benötigt der A/D-Wandler im Mittel etwa 0,8 ms.
    Für den Vergleich des Meßwertes und des Sollwertes im Vergleicher 611, die Erstellung der Sprungadresse bei 612 für das Korrekturregister 613 sowie das Ansteuern der Sprungadresse im Korrekturregister 613 werden nochmals 5 - 6 ms benötigt.
    Die Ansteuereinheit 53 benötigt für das Ausgeben der Stellgröße für den Reguliermotor 52 ebenfalls eine Zeit in dieser Größenordnung.
    Der Reguliermotor 52 braucht für die notwendige Drehzahländerung nochmals eine Zeit, die noch erheblich größer ist als die Zeit für die Verarbeitung der elektrischen Größen. Erst mit einer spürbaren Drehzahländerung beginnt die Korrektur der Banddicke durch den zusätzlichen oder reduzierten Verzug.
  • Zu berücksichtigen ist auch, daß die Fasern, die innerhalb des Faserbandes 1 verschoben werden müssen, nicht immer zum gewünschten Zeitpunkt in einem solchen Kraftschluß zu den Walzen stehen, daß ihr Verzug unmittelbar gesichert ist.
  • Die Sollgröße aus dem Sollwertregister 6231 steht über einen beliebig berenzbaren Zeitraum zur Verfügung.
  • Mit der Ausgabe der digitalen Meßgröße durch den A/D-Wandler 34 wird gleichzeitig der Vergleich und die Erstellung der Sprungadresse möglich. Wird die Sprungadresse im Korrekturregister durchgeschalten, erhält auch der A/D-Wandler 34 ein Signal, das das Durchschalten des nächsten Meßwertes beim nächsten Meßtaktimpuls b ermöglicht.
  • Beim Eintreffen des nächsten Meßimpulses b wird der nächste Meßwert in die Steuerung eingegeben und in gleicher Weise verarbeitet, wie es oben, auf den ersten Impuls a bezogen, beschrieben wurde.
  • Sobald die neue, aktuelle Adresse im Korrekturregister aktiviert wird, korrigiert die Ansteuereinheit 53 ihren Ausgang und veranlaßt den Reguliermotor 52, die neue korrigierte Drehzahl auszuführen.
  • Bei einer angenommenen mittleren Bandgeschwindigkeit von etwa 170 m/min wird die gemessene Stelle des Faserbandes 1 in etwa 17 ms bis zum Einzugswalzenpaar 40,41 bewegt. Weitere 17 ms benötigt das Faserband 1 bis zum Verzugswalzenpaar 50,51.
    Bei einem Durchmesser der Streckwerkswalzen von etwa 30 mm und 4 Gebermarkierungen 411 auf einer Einzugswalze 40,41 wird von einem Impuls zum nächsten ein Zeitintervall von etwa 8 bis 10 ms benötigt.
  • Durch den Verzicht auf Rechenvorgänge für die Ermittlung des Sollwertes kann der jeweils neue Korrekturwert für den Reguliermotor 52 innerhalb einer sehr kurzen Zeit bereitgestellt werden.
  • Der Reguliermotor 52 kann unmittelbar nach dem Meßvorgang mit der Drehzahländerung beginnen und beim Eintreffen des nächsten Korrekturwertes entweder die Korrektur beenden oder fortsetzen. Die Korrektur kann so , abgesehhen von natürlichen Toleranzen zu dem Zeitpunkt durchgeführt werden, zu dem sich der gemessene Punkt am Faserband 1 in dem Wirkungsbereich der Verzugswalzen 50,51 bewegt.
  • Dabei ist zu berücksichtigen, daß sich der Verzugsbereich der Verzugswalze 50,51 infolge der durchschnittlichen Faserlänge nahezu bis an den Klemmspalt des Einzugswalzenpaares 40,41 heran erstreckt.
  • Etwa dort befindet sich der gemessene Punkt am Faserband 1, wenn sich die Motordrehzahl bereits um einen ausreichenden Betrag verändert hat.
  • Bis zum Eintreffen des folgenden Korrektursignals vergeht noch eine angemessene Zeit, in der der Motor die Korrektur entsprechend den Vorgaben des Korrekturregisters vollenden kann. Diese Zeit endet dann, wenn der Reguliermotor 52 auf der Grundlage des neuen Korrektursignales bereits eine spürbare Drehzahländerung erfahren hat.
  • Zeigt es sich, daß die Korrekturwerte zu groß oder zu klein sind, kann man eine Änderung dadurch erreichen, indem man die Zuordnung zu den Befehlszeilen des Stellwertregisters, d.h. die Adressenbezeichnungen verändert.
  • Insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten ist zu vermeiden, daß die Meßtakte dann neu ausgelöst werden, wenn der vorherige Regelvorgang noch nicht abgeschlossen ist.
    Zu diesem Zweck wird mit der Ausgabe der Stelladresse ein Impuls an den A/D-Wandler 34 des Meßwertgebers 3 gegeben, der die Ausgabe eines neuen Meßwertes an die NC-Steuerung 61 freigibt.
  • Das bedeutet, daß kein neuer Meßwert ausgegeben werden kann, bevor der vorhergehende Verarbeitungsvorgang für das Stellsignal abgeschlossen ist.
  • Versuche haben gezeigt, daß die Regelqualität für die Dicke des Faserbandes bei den üblichen Bandgeschwindigkeiten von 170 m/min sehr gut ist. Überraschenderweise erreicht man bei noch höheren Geschwindigkeiten (bis zu 250 m/min) nahezu ideale Regelergebnisse.
  • Gut sind die Regelergebnisse auch bei sehr niedrigen Drehzahlen, z.B. im Kriechgang, weil das Ende jedes Regelvorganges durch das Erreichen der neuen Drehzahl begrenzt ist.
    Die Regelzeit eines Vorganges hat keine Auswirkung auf die Korrekturgröße.
  • Der Neue Effekt der Erfindung besteht offensichtlich darin, daß die Zeit für die Bereitstellung eines real wirksamen Korrekturwertes sehr klein gehalten werden kann und der Motor 52 eine ausreichende Zeit zur Verfügung hat, die korrigierte Drehzahl dann zu erreichen, bevor der gemessene Abschnitt des Faserbandes 1 in den Wirkungsbereich der Verzugswalzen gelangt.
  • Im vorliegenden Falle erreicht man das durch die Bereitstellung von Sprungadressen und das Ansteuern von Registern mit vorbereiteten Stellbefehlen.
  • Es ist auch möglich, die auszuwertenden Daten mit sehr schnellen Rechnern bereitzustellen und die Bereitstellung über einen vorgegebenen Winkelbereich der Streckwerkswalzen aufrecht zu erhalten.
  • Durch die unterschiedlichen Austrittsgeschwindigkeiten des Faserbandes 1 am Ende des Streckwerkes ist es nötig, auch das Ablegewalzenpaar 72 des Drehwerkes 7 mit einer angepaßten Drehzahl anzutreiben.
    Zu diesem Zweck kann man im herkömmlichen Sinne dem dort angeordneten Motor 74 eine zusätzliche Regelung zuordnen. Einfacher ist es jedoch, wenn man diesen Motor 74 gemeinsam mit dem Reguliermotor 52 in seiner Drehzahl korrigiert.
    Eine kostengünstige Ausführung hat man dann, wenn man beide Motoren 74 und 52 einer einzigen Ansteuereinheit zuordnet, oder wenn man dem Reguliermotor 52 ein IGR zuordnet, dessen Geschwindigkeitssignale unmittelbar die Drehzahl des Motors 74 bestimmen.
    • Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
    • 1
    Faserband
    2
    Bandtrichter
    3
    Meßwertgeber
    30
    Unterwalze
    31
    Oberwalze
    33
    Meßwandler (mech.-elekt. analog)
    34
    A/D-Wandler
    (4)
    Einzugswalzenpaar
    40
    Unterwalze
    41
    Oberwalze
    411
    Geber, Markierung
    412
    Sensor (Meßtaktgeber)
    (5)
    Verzugswalzenpaar
    50
    Unterwalze
    51
    Oberwalze
    52
    Reguliermotor, Motor
    53
    Ansteuereinheit
    6
    Verarbeitungseinheit
    61
    NC-Steuerung
    611
    Vergleicher
    612
    Sprungadressen-Bildung
    613
    Korrekturregister
    62
    Sollwertvorgabe
    621
    Sollwerteingabe
    622
    A/D-Wandler
    623
    NC-Steuerung
    6231
    Sollwertregister
    63
    Basisdrehzahlvorgabe
    631
    Abnehmer
    632
    IGR
    633
    Geberkarte
    7
    Drehwerk
    71
    Zwischenspeicher
    72
    Ablegewalzenpaar
    73
    Spinnkanne
    74
    Motor
    t
    Zeit
    Ka,Kb
    Korrektur
    a,a'
    Meßtakt
    b,b'
    Meßtakt
    W
    Wandlung A/D
    V
    Vergleich
    S
    Bildung einer Sprungadresse
    A
    Ansteuern einer Sprungadresse
    F
    Freigabe des Meßwandlers

Claims (10)

  1. Verfahren zum Regulieren eines Streckwerkes, insbesondere an Karden, wobei die Meßsignale am Streckwerkseingang erfaßt werden, mit dem Sollwert verglichen und aus dem Differenzsignal ein Stellsignal für die Ansteuereinheit eines Reguliermotors für das Verzugswalzenpaar abgeleitet wird,
    dadurch gekennzeichnet,
       daß die Sollwerte durch eine Sprungadresse aus einem Sollwertregister (6231) eingegeben werden,
       daß die Basisdrehzahl von der aktuellen Drehzahl des Abnehmers (631) abgeleitet und als Basisspannung der Ansteuereinheit des Reguliermotors zugeleitet wird,
       daß in Abhängigkeit von einer Walze des Streckwerkes ein Meßtakt niedriger Frequenz erzeugt wird,
       daß bei jedem Meßtakt
    - ein Meßsignal erfaßt,
    - in ein digitales Signal gewandelt und
    - mit der aktivierten Sprungadresse des Sollwertregisters verglichen und ein Differenzsignal gebildet wird,
       daß das ermittelte Differenzsignal in eine Sprungadresse für ein Korrekturregister (613) umgeformt wird und
       daß der durch die aktivierte Adresse im Korrekturregister gelesene Stellwert der Ansteuereinheit des Reguliermotors zugeleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
       daß die analoge Sollwertvorgabe
    - über einen A/D-Wandler in ein digitales Signal und
    - das digitale Signal in eine Sprungadresse für das Sollwertregister umgeformt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekannzeichnet,
       daß der Meßtaktimpuls von Markierungen (411) an einer Streckwerkswalze mittels Sensor (412) abgenommen wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekannzeichnet,
       daß vom Abnehmer (631) der Karde
    - ein digitaler Drehzahlimpuls abgenommen,
    - von einer elektronischen Verarbeitungseinheit in ein Spannungssignal umgewandelt und
    - das Spannungssignal der Ansteuereinheit für den Reguliermotor (52) zugeführt wird.
  5. Reguliervorrichtung für ein Streckwerk, insbesondere an Karden, nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, bestehend aus einem Einzugswalzenpaar, einem Verzugswalzenpaar mit Regelmotor und aus einer Meßvorrichtung vor dem Einzugswalzenpaar,
    dadurch gekennzeichnet,
       daß die Einzugswalzen (40,41) in Abhängigkeit vom Abnehmer (631) der Karde angetrieben werden,
       daß den Einzugswalzen (40,41) Geber (411) für den Meßtakt zugeordnet sind,
       daß der gestellfeste Sensor (412), der dem Geber (411) für den Meßtakt (a,b) zugeordnet ist, mit dem Meßwertgeber der Meßvorrichtung (3) elektrisch verbunden ist und
       daß dem Verzugswalzenpaar (50,51) ein hochdynamisch steuerbarer Servomotor als Reguliermotor (52) zugeordnet ist,
    - der durch eine mikroprozessorgesteuerte Ansteuereinheit (53) stellbar ist, und
    - dem eine Einachs-Steuerung mit einer Zykluszeit zugeordnet ist, die kleiner ist als 15 ms, und
    - dessen Rotor ein Trägheitsmoment hat, das kleiner ist als 0,001 kgm².
  6. Reguliervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
       daß die Meßvorrichtung (3) aus einem Meßwalzenpaar (30,31) besteht, von dem mindestens eine Walze mit dem Einzugswalzenpaar (40,41) drehverbunden ist.
  7. Reguliervorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
       daß der Grundverzug des Streckwerkes einem Verhältnis von etwa 1:1,3 entspricht.
  8. Reguliervorrichtung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
       daß der Verzug zwischen dem Meßwalzenpaar (30,31) und dem Einzugswalzenpaar (40,41) einem Verhältnis von etwa 1:1,05 entspricht.
  9. Reguliervorrichtung nach Anspruch 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
       daß eine der Einzugswalzen (40,41) mindestens vier um etwa gleiche Winkelbeträge zueinander versetzte Geber (411) besitzt, denen ein ortsfester Sensor (412) zugeordnet ist, und
       daß die Meßwalzen (30,31) zu den Einzugswalzen (40,41) und die Einzugswalzen (40,41) zu den Verzugswalzen (50,51) entlang der Laufrichtung des Faserbandes (1) etwa um je 50 mm versetzt angeordnet sind.
  10. Reguliervorrichtung nach Anspruch 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
       daß das dem Streckwerk nachgeordnete Drehwerk (7) für die Faserbandablage mittels Motor (74) angetrieben wird, der mittelbar in Abhängigkeit von der Drehzahl des Reguliermotors (52) des Streckwerkes gespeist wird.
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