EP0332164A1 - Verfahren zum Steuern einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung sowie Fadenspeicher- und -liefervorrichtung - Google Patents

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EP0332164A1
EP0332164A1 EP89104103A EP89104103A EP0332164A1 EP 0332164 A1 EP0332164 A1 EP 0332164A1 EP 89104103 A EP89104103 A EP 89104103A EP 89104103 A EP89104103 A EP 89104103A EP 0332164 A1 EP0332164 A1 EP 0332164A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding speed
thread
storage
delivery device
setpoint
Prior art date
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Application number
EP89104103A
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English (en)
French (fr)
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EP0332164B1 (de
Inventor
Lars Helge Gottfrid Tholander
Martin Jerker Hellström
Per Allan Torbjörn Josefsson
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.)
Iro AB
Original Assignee
Iro AB
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Filing date
Publication date
Application filed by Iro AB filed Critical Iro AB
Priority to AT89104103T priority Critical patent/ATE77345T1/de
Publication of EP0332164A1 publication Critical patent/EP0332164A1/de
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Publication of EP0332164B1 publication Critical patent/EP0332164B1/de
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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
    • B65H51/00—Forwarding filamentary material
    • B65H51/20—Devices for temporarily storing filamentary material during forwarding, e.g. for buffer storage
    • B65H51/22—Reels or cages, e.g. cylindrical, with storing and forwarding surfaces provided by rollers or bars
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D47/00—Looms in which bulk supply of weft does not pass through shed, e.g. shuttleless looms, gripper shuttle looms, dummy shuttle looms
    • D03D47/34—Handling the weft between bulk storage and weft-inserting means
    • D03D47/36—Measuring and cutting the weft
    • D03D47/361—Drum-type weft feeding devices
    • D03D47/367—Monitoring yarn quantity on the drum

Definitions

  • the invention relates to a method of the type specified in the preamble of patent claim 1 and a thread storage and delivery device suitable for carrying out the method according to the preamble of claim 8.
  • the winding speed is adjusted as a function of the difference between a predetermined target value and an actual value of the number of thread windings present on the storage area in such a way that the difference is between a positive and a negative value in a limited range fluctuates.
  • the target value corresponds to the number of thread turns to cover an average consumption. Even if this results in a suitable thread supply at a low winding speed in relation to a lower average consumption, this is then unnecessary at high winding speeds.
  • the thread supply is added more quickly at a higher winding speed, with an increase in consumption due to the winding drive which is already running rapidly, than at a low winding speed.
  • Too large a thread supply is particularly undesirable in the higher winding speed range, because the risk of overlapping turns is greater, and furthermore the winding speed when adding the thread supply to the unnecessary size for going through tends upwards (overspeed) because, when the unnecessarily large thread supply is added, the winding speed takes a long time to reach a new state of equilibrium after a change in consumption, because the overspeed increases the mechanical load on the thread inappropriately and can lead to thread breaks, especially on the feed side , and because after a delay due to a decrease in consumption, starting from the unnecessarily large thread supply, the thread supply continues to grow in size and too strongly. The many turns in the excess supply inhibit the advancement of the thread supply. Due to the temporary overspeed and the thread supply, which is usually too large, power is unnecessarily consumed.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned and a thread storage and delivery device suitable for carrying out the method, which ensure an optimally small thread supply on the storage surface.
  • the desired goal is achieved in terms of process and device technology simply by taking into account the knowledge that the take-up drive at a higher take-up speed is able to increase the thread supply to the necessary size more quickly when there is an increase in consumption than at a lower take-up speed, and without the risk of a complete take-up Empty the thread supply so that the supply can be smaller at a higher winding speed than at a low winding speed.
  • the change in the target value takes this into account. In the event of a decrease in consumption, the change in the target value does not increase the stock size inappropriately, but only brings the target value to the minimum size necessary for lower consumption.
  • the target value depends, among other things, on the performance of the take-up drive, which can be represented by a known, device-specific characteristic.
  • This characteristic curve can be, for example, the acceleration curve of the winding drive.
  • the consumption or the characteristic of the consumption is also important for changing the target value.
  • the thread storage and delivery device is matched to the consumer from the outset in such a way that it can reliably supply it under all expected operating conditions.
  • the change in the setpoint is of particular importance not only in normal operation, but also in the start-up and run-down phase until it comes to a standstill, because the setpoint then plays a role in that it suppresses excess speed and the build-up of a too large supply during runout .
  • the method form according to claim 2 results in an easily realizable manner the optimal smallness of the thread supply.
  • the measure according to claim 3 is also expedient because it takes into account that a relatively large thread supply is required anyway at low winding speed because the winding drive can only slowly supplement the supply when consumption increases.
  • the number of starts takes into account the fact that, starting from standstill, the take-up drive takes the longest to build up the necessary size of the thread supply when consumption increases.
  • the number of starts can correspond to the target value for the lowest winding speed (standstill). However, it is also conceivable to select a higher number of starts and to start setting the winding speed after the change in the target value only from a predetermined winding speed or after an equilibrium state has been reached. The number of starts is also required for the first replenishment of the supply.
  • the set goal can also be achieved with at least one change in the target value, ie the controller is given at least one changed target value relative to the number of starts, which is matched to the known average consumption and therefore ensures that the thread supply is optimally small with this average consumption, ie smaller than when starting.
  • the setpoint value or the setpoint value change expediently becomes effective for the control when the equilibrium state is reached after the drive has started up. A settling phase can be suppressed in this way because this setting of the take-up speed will soon take place after the number of starts has been adjusted to match the setpoint.
  • the method variant according to claim 7 has proven to be expedient.
  • the acceleration characteristic of the take-up drive is a useful basis for determining the various target values. Because the acceleration or deceleration behavior of the take-up drive depends, among other things, on how quickly the thread supply is added or reduced. It is assumed that the respective diameter of the storage area, which can also be adjustable, or the thread quality only play a secondary role.
  • the target value is determined depending on the known average consumption, i.e. either calculated or searched empirically, and submitted to the control unit for use.
  • a sensitive control can be achieved when carrying out the method according to claim 9.
  • the frequency with which the information comparisons are repeated depends on the respective operating conditions.
  • the frequency can also be selected higher or lower, e.g. by means of an adjustable clock generator for the control unit.
  • the procedure according to claim 10 is favorable, because with the closed control loop, which is dominated by the target values as reference variables, sensitive control is achieved.
  • the command variable influences the control unit in the speed control in order to seek out or maintain the optimum smallness of the thread supply at each winding speed value. Since the control unit is based on the target values, passing the winding speed upwards with an increase in consumption is avoided, as is an inadvertent increase in the thread supply in the event of a delay. The mechanical load on the thread remains as low as possible. In spite of the optimal smallness of the thread supply in each winding speed range, complete emptying of the thread supply when consumption increases is reliably avoided.
  • the embodiment according to claim 12 is also expedient because the acceleration curve of the take-up drive is a known reference line, on the basis of which the target values can be determined or determined.
  • a further advantageous embodiment with a microprocessor in the control unit and with the control unit, provides information about the number of windings wound up and the number of windings consumed and about at least one target value providing sensing devices.
  • the microprocessor is expediently informed analogously about the actual value, for example by counting the turns. Under certain conditions, it could be sufficient to directly apply the actual value using a large number of thread sensors, preferably at least three tap the memory area and form an almost analog information for the control unit.
  • the microprocessor in the control unit is entrusted with an additional function, which it can however carry out without any problems.
  • the take-up speed is set in dependence on the desired values so that with higher take-up speed values the size of the thread supply decreases as the take-up drive is increasingly able to replenish the thread supply more quickly. Even in the event of a delay, the microprocessor ensures that the thread supply is not increased inappropriately.
  • the embodiment according to claim 14 is particularly reliable and simple in terms of control technology.
  • the setpoint values are present in the table memory as a series, the density of which can be so high that there is practically a continuous setpoint value curve.
  • the query pointer which is adjustable depending on the winding speed, scans only one desired value and transmits the information derived therefrom to the control unit. For simpler applications, however, it is also sufficient to provide the target values in a rough gradation so that only selected winding speed values are affected and significant target value changes occur between them. If the average consumption is known, only one level is sufficient, i.e. the target value that is then applicable is matched to this consumption.
  • a further alternative embodiment emerges from claim 15.
  • the new target value takes effect automatically.
  • the distances between the individual thread sensors can be set individually. It is not necessary to choose exactly the same distances.
  • a further, alternative embodiment with an almost constant change in the target value is evident from claim 16. Since the thread sensor is adjusted in the longitudinal direction of the storage area as a function of the winding speed, the desired value changes, according to which the control unit has to adjust when setting the winding speed.
  • the target value is changed electronically by adjusting the limited partial sensing range of a broadband sensor.
  • the idea according to claim 18 is also important because winding speed values selected at equal intervals are favorable for stable control behavior.
  • the embodiment is expedient according to claim 19.
  • the target value differences can be small between lower winding speed values. At higher take-up speed values, the differences between the setpoints are relatively larger.
  • the electronic control unit can be offered the target value for the known average consumption in a structurally simple manner.
  • the setpoint can be adjusted individually and is used automatically by the control unit to keep the thread supply small during normal operation.
  • a thread 2 is drawn off from a supply spool (not shown) and wound through an inlet end 3 by means of a winding element 4 on a stationary storage surface 6 in the form of windings W.
  • the number of turns W in the thread supply is designated by n.
  • the thread 2 is withdrawn from the thread supply via the front end of the storage surface 6 through an outlet end 7 by a consumer C, who is, for example, a weaving machine.
  • the winding element 4 is driven by a drive 5 at a winding speed V.
  • the drive 5 is connected to a control unit 8, which receives signals from a schematically indicated sensing device 9 and from a sensing element 10.
  • the winding member 4 can be scanned so that the control unit 8 receives at least one pulse each time the winding element 4 or the thread 2 passes, which represents, for example, a wound winding W.
  • the control unit 8 can compare the signals with the actual value of the number n on the memory area 6 determine existing turns W. It would be conceivable that the sensing device 9 also contains other sensing elements, not shown, which determine the number of thread windings W or the axial dimension of the thread supply in an almost analog manner and give the control unit 8 corresponding information.
  • the control unit 8 adapts the winding speed V to the consumption in such a way that as soon as a state of equilibrium has been reached between the average consumption and the winding speed, the same amount of thread is wound in a unit time (e.g. m / min) as is wound.
  • the thread 2 is a weft thread for a weaving machine, then depending on the weaving method of the weaving machine, there is an average consumption, since the weft thread with uniform shorter or longer (mixed change or regular color weaving method) or with uneven shorter or longer intervals (free pattern weaving method) is subtracted.
  • the control adapts to the average consumption in such a way that with a high weft frequency the drive 5 continuously relatively quickly and with an irregular or low weft frequency continuously runs correspondingly slower.
  • the winding speed is adjusted via the control unit 8 until a state of equilibrium is established in each case. In the equilibrium state, the winding speed does not necessarily have to be changed with every shot, because during the shot pauses the set winding speed is sufficient to supplement the thread supply accordingly.
  • the target value nV for the number n of windings W on the storage surface 6 according to FIG. 2 is changed with changing winding speed, such that the target value nV decreases with increasing winding speed V. - And increases with falling winding speed V (Fig. 2).
  • a desired value curve 11 is obtained which is determined by points 12 and which, starting from a desired value nST, runs curved to the left.
  • the setpoint nST is a number of starts, which is determined as a function of the acceleration characteristic of the drive 5 and / or the maximum consumption, so that the thread supply is not emptied, starting from the winding speed zero.
  • nST ' the number of starts could also be higher, that is to say that the control unit 8 then only takes the setpoints of curve 11 into account from a certain winding speed value and the control of the drive 5 only from this winding speed value according to curve 11 in order to set a predetermined smallness of the thread supply in each case at the values corresponding to points 12. So that the control unit 8 can set the number of starts nST 'of the windings in the latter case, a start sensor ST is provided, for example, according to FIG. 5, which intervenes in the control system, for example, only for this phase or for the first filling up of the supply.
  • FIG. 3 illustrates a diagram similar to that of FIG. 2, but only three points 12 F3 , 12 F2 and 12 F1 are predetermined for three target values. The result is only a stepped curve 11 '. Even with the target values along this curve 11 'it is achieved that the size of the thread supply decreases with increasing winding speed. Furthermore, it is indicated in FIG. 3 as an alternative to change the target value, starting from nST for the number of starts, to a lower target value nC in only one step.
  • the vertical curve (dashed) representing the changed target value is selected according to the approximately known and approximately constant average consumption in this case so that the thread supply at this consumption C (horizontal dashed line) remains as small as possible.
  • the changed setpoint nC is drawn starting from the speed zero, the control only adjusts to the setpoint nC after the start-up phase, so that settling is largely avoided.
  • This simple solution can be used, for example, in color and / or mixed-change weaving processes.
  • the target value nC is fed directly to the control unit 8, for example with a code switch.
  • the target value can hereby be individually adjusted before it is preferably taken into account automatically by the control unit.
  • the curve 11 in FIG. 2 is derived, for example, from the acceleration characteristic curve 13 of the drive 5, which is shown in FIG. 4 for a special drive motor. According to FIG. 4, the acceleration proceeds with a relatively strong increase, and then with a gradually decreasing increase at approximately 500 msec. to achieve a maximum winding speed of 6250 rpm.
  • the course of curve 11 according to FIG. 2 can be determined depending on the course of curve 13 according to FIG. 4.
  • the curve 11 can even be a mathematically representable function of the curve 13.
  • Fig. 2 shows that in the selected embodiment, the target value nV for the number n of turns W on the storage surface 6 decreases only slightly at low winding speeds in order to decrease more and more with higher winding speeds.
  • the points on curve 11 or on curve 11 ', which represent the respective target values, can be calculated or even empirically predetermined.
  • 5 and 6 illustrate the method for controlling the thread delivery and storage device 1 according to FIG. 1 in two operating phases during normal operation, ie in each case when there is a state of equilibrium between the average consumption and the winding speed, that is to say in one state in which the same number of turns is applied to the storage area 6 in one unit of time as is deducted in this unit of time (m / min).
  • the sensing device 10 for the drawn turns is connected to the control unit 8 via a control line 14.
  • a sensor can be contained in the sensing device 9, which senses the movement of the take-up member 4 and gives signals to the control unit 8 via a control line 15.
  • the control unit 8 also receives the information on the winding speed value V1, e.g. via a control line 16. The information could come directly from the sensing device 9 or from the drive 5, to which the control unit 8 is connected via a line 17.
  • the control unit 8 contains a microprocessor MP. From the information, the latter can determine the actual value of the number of turns W analogously.
  • the control unit 8 or the microprocessor MP in the control unit 8 contains a table memory 18 which contains the target values nV, for example as a diagram 19 with the curve of FIG. 2, at predetermined storage locations.
  • a dash-dotted control line 20 is to be regarded for the table memory 18 as a query pointer that can be adjusted with the winding speed, which interrogates predetermined storage locations of the table memory 18 at predetermined winding speed values, and now transmits the target value nV1 at the winding speed value V1 to the microprocessor MP.
  • the microprocessor MP determines whether the actual value corresponds to the target value nV1, which in 5 indicates the axial position of the last turn W of the thread supply on the storage surface 6.
  • the control unit 8 causes the drive 5 to accelerate or decelerate in order to bring about an adjustment between the actual value and the target value. This information comparison is repeated at predetermined time intervals (for example determined by a clock for the microprocessor).
  • the information comparison is carried out at a higher take-up speed value V2, at which the smaller target value nV2 is found from the table memory 18. It can be seen that the thread supply at winding speed V2 is smaller than in FIG. 5.
  • the control unit 8 sets the winding speed higher or lower and carries out further information comparisons in order to keep the actual value again at the desired value.
  • control unit controls the take-up speed as a function of the target values in order to obtain an optimal smallness of the thread supply at least for selected take-up speed values.
  • the control takes place in a closed control loop, the setpoints representing reference values for the control.
  • the target value is changed as a fictitious quantity without directly scanning the thread supply on the storage area with regard to the actual value.
  • the storage area 6 is assigned a longitudinal guide 21, on which a thread-sensing device 23 with a narrow sensing area can be adjusted parallel to the storage area 6.
  • the sensing device 23 is coupled to a spindle drive 22 which is acted upon by an adjustment drive 24.
  • Via a control line 25 - either via the control unit 8 or directly - the adjustment drive 24 can be actuated in accordance with the winding speed of the drive 5 such that the distance s of the sensing device 23 from the start of the guide 21 is a function of the current winding speed V2. If the winding speed is increased, the sensing device 23 moves closer to the left end of the guide 21; If the winding speed is lower, then the sensing device 23 moves accordingly in the opposite direction.
  • the sensing device 23 is in signal-transmitting connection with the control unit 8 for the drive 5.
  • the control device 8 controls the winding speed of the winding element 4 so that the size of the thread supply corresponds to the desired value corresponding to a specific winding speed, ie the distance of the sensing device 23 from the left end of the guide 21.
  • control can be carried out with the changing target value and on the basis of the analog actual value, similar to the way indicated in FIGS. 5 and 6.
  • adjusting drive 24 does not adjust the sensing device 23 linearly, but rather moves more and more towards the left end of the guide 21 with increasing winding speed.
  • FIG. 8 to which the diagram (solid curve 11 ') of FIG. 3 fits, three sensing devices F1, F2, F3 are attached to the guide 21 parallel to the storage surface 6 and in the longitudinal direction with intermediate intervals.
  • the control line 26 to the control unit 8 is branched via a switching device 27 into three control line branches 261, 262, 263.
  • the switching device 27 can be switched via a control line 28 as a function of the winding speed of the drive 5, such that only one of the sensing devices F1, F2, F3 is in signal-transmitting connection with the control unit 8.
  • the sensor F1 switches first to the sensor F2 and later to the sensor F3, in each case at a predetermined value of the wind-up speed.
  • the sensing device F2 is active at the winding speed V2, the signals of which are used by the control unit 8 to hold the last turn W of the thread supply at the position of the sensing device F2, that is, according to the desired value nV2 for the winding speed V2.
  • the sensing devices on the guide 21 can be moved individually to suit the particular circumstances. It can too more than three sensing devices can be provided in order to achieve a finer gradation between the target values.
  • a permanently installed broadband sensor preferably a so-called CCD opto-sensor or a photocell matrix, which monitors all or at least a predominant part of the thread supply on the consumer side, and to electronically control the broadband sensor so that a sensing part area is dependent on the winding speed is adjusted with increasing winding speed in the direction of a reduction of the thread supply within the sensing range.
  • An aperture-like opening could also be adjusted accordingly in front of the broadband sensor.
  • the size of the thread supply which must be in a state of equilibrium between the average consumption and the take-up speed, is reduced with increasing take-up speed in order to take advantage of the effect at higher take-up speeds that the take-up drive is able to replenish a supply of thread at a higher take-up speed than at low winding speed.

Abstract

Bei einem Verfahren zum Steuern einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung, insbesondere für eine Webmaschine, auf deren Speicherfläche der Faden in Windungen aufwickelbar und von einem Verbraucher abziehbar ist, und bei dem eine Steuereinheit für einen Aufwickelantrieb zumindest anhand des Ist-Werts der Anzahl der Windungen auf der Speicherfläche die Aufwickelgeschwindigkeit verbrauchsabhängig verstellt, um den Ist-Wert einem vorbestimmten Soll-Wert anzugleichen, wird der Soll-Wert bei wenigstens einer Änderung der Aufwickelgeschwindigkeit verändert, um eine optimale Kleinheit des Fadenvorrats auf der Speicherfläche zu erreichen. In einer nach dem Verfahren arbeitenden Fadenspeicher- und -liefervorrichtung ist der Steuereinheit (8) ein Führungsgrößengeber (18) für auf vorherbestimmte Weise variierende Soll-Werte (nV) zugeordnet, wobei die Soll-Werte (nV) sich ändern.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Fadenspeicher- und -liefervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
  • Gemäß EP B1 01 74 039 wird die Aufwickelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einem vorbestimmten Soll-Wert und einem Ist-Wert der Anzahl der auf der Speicherfläche vorliegenden Fadenwindungen derart verstellt, daß die Differenz in einem begrenzten Bereich zwischen einem positiven und einem negativen Wert schwankt. Der Soll-Wert entspricht der Anzahl der Fadenwindungen zur Deckung eines durchschnittlichen Verbrauchs. Wenngleich damit bei niedriger Aufwickelgeschwindigkeit im Verhältnis zu einem niedrigeren Durchschnittsverbrauch ein passender Fadenvorrat entsteht, so ist dieser bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten dann gleich große Fadenvorrat unnötig. Bei einem Gleichgewichtszustand zwischen der Aufwickelgeschwindigkeit und dem durchschnittlichen Verbrauch wird bei höherer Aufwickelgeschwindigkeit, bei einer Verbrauchszunahme aufgrund des bereits schnell laufenden Aufwickelantriebs der Fadenvorrat rascher ergänzt als bei niedriger Aufwickelgeschwindigkeit. Ein zu großer Fadenvorrat ist jedoch insbesondere im höheren Aufwickelgeschwindigkeitsbereich unerwünscht, weil die Gefahr sich übereinanderlegender Windungen größer ist, weil ferner die Aufwickelgeschwindigkeit beim Ergänzen des Fadenvorrats auf die unnötige Größe zum Durchgehen nach oben tendiert (Übergeschwindigkeit), weil weiterhin beim Ergänzen des unnötig großen Fadenvorrats das Einschwingen der Aufwickelgeschwindigkeit auf einen neuen Gleichgewichtszustand nach einer Verbrauchsänderung lange dauert, weil ferner bei Übergeschwindigkeit die mechanische Belastung des Fadens unzweckmäßig ansteigt und zu Fadenbrüchen, insbesondere auf der Zuführseite führen kann, und weil nach einer Verzögerung aufgrund einer Verbrauchsabnahme ausgehend von dem unnötig großen Fadenvorrat der Fadenvorrat in seiner Größe noch weiter und zu stark anwächst. Die vielen Windungen im zu großen Vorrat hemmen das Vorwärtsschieben des Fadenvorrats. Infolge der zeitweisen Übergeschwindigkeit und des zumeist zu großen Fadenvorrats wird Leistung unnötig verbraucht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Fadenspeicher- und -liefervorrichtung anzugeben, die einen optimal kleinen Fadenvorrat auf der Speicherfläche gewährleisten.
  • Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und vorrichtungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 11 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Das angestrebte Ziel wird verfahrens- und vorrichtungstechnisch einfach durch Berücksichtigung der Erkenntnis erreicht, daß der Aufwickelantrieb bei höherer Aufwickelgeschwindigkeit in der Lage ist, bei einer Verbrauchszunahme den Fadenvorrat schneller auf die notwendige Größe zu ergänzen als bei niedriger Aufwickelgeschwindigkeit, und zwar ohne die Gefahr eines gänzlichen Leerens des Fadenvorrats, so daß der Vorrat bei höherer Auwickelgeschwindigkeit kleiner sein kann als bei niedriger Aufwickelgeschwindigkeit. Dem trägt die Änderung des Soll-Werts Rechnung. Bei einer Verbrauchsabnahme wird mit der Änderung des Soll-Werts die Vorratsgröße nicht unzweckmäßig erhöht, sondern durch den Soll-Wert nur auf die für den niedrigeren Verbrauch notwendige Mindestgröße gebracht. Auf welche Weise oder mit welcher Gesetzmäßigkeit der Soll-Wert verändert wird, richtet sich unter anderem nach der Leistungsfähigkeit des Aufwickelantriebs, die sich durch eine bekannte, vorrichtungsspezifische Kennlinie darstellen läßt. Diese Kennlinie kann beispielsweise die Beschleunigungskurve des Aufwickelantriebs sein. Der Verbrauch bzw. die Charakteristik des Verbrauchs ist ebenfalls für die Veränderung des Soll-Werts wichtig. Es ist aber davon auszugehen, daß die Fadenspeicher- und -liefervorrichtung von vornherein so auf den Verbraucher abgestimmt ist, daß sie ihn unter allen zu erwartenden Betriebszuständen zuverlässig versorgen kann. Von besonderer Bedeutung ist die Veränderung des Soll-Werts nicht nur bei Normalbetrieb, sondern auch in der Anlauf- und der Auslaufphase bis zum Stillstand, weil der Sollwert dann insofern eine Rolle spielt, als er Übergeschwindigkeit und beim Auslaufen die Bildung eines zu großen Vorrats unterdrückt. Durch die optimale Kleinheit des Fadenvorrats bei jedem Verbrauch werden verschiedene Vorteile erreicht. Zunächst wird mit dem jeweils in der Größe passenden Fadenvorrat die Gefahr sich übereinanderlegender Windungen reduziert. Es läßt sich der Fadenvorrat mit sehr wenig Widerstand vorwärts schieben. Ferner ergibt sich eine geringere Maximalgeschwindigkeit des Aufwickelantriebs, weil die Aufwickelgeschwindigkeit bei einer Verbrauchszunahme nicht mehr nach oben durchgeht, um für diese hohe Aufwickelgeschwindigkeit den unnötig großen Fadenvorrat zu bilden. Durch Vermeidung solcher Übergeschwindigkeiten wird die mechanische Belastung des Fadens insbesondere auf der Zuführseite reduziert und damit die Tendenz zu Fadenbrüchen in diesem Bereich verringert. Das bisher zwangsweise in Kauf zu nehmende Einschwingen der Aufwickelgeschwindigkeit auf den Verbrauch entfällt, weil sich die Aufwickelgeschwindigkeit anhand der Soll-Werte harmonisch an den Verbrauch anpaßt. Durch Wegfall des Einschwingens wird der jeweilige Gleichgewichtszustand sehr rasch erreicht. Nach verbrauchsbedingtem Absinken der Aufwickelgeschwindigkeit paßt die Größe des Fadenvorrats sofort wieder zum neuen Verbrauch, weil die Aufwickelgeschwindigkeit beim Absinken anhand der Soll-Wert-Änderung ohne spürbares Einschwingen angeglichen wird. Insgesamt resultiert aus dem Verfahren und der Ausbildung der Fadenspeicher- und -liefervorrichtung eine höhere Qualität der Fadenlieferung mit günstiger Leistungsnutzung und weniger Störungen.
  • Die Verfahrensform gemäß Anspruch 2 ergibt auf einfach realisierbare Weise die jeweils optimale Kleinheit des Fadenvorrats. Je höher die Aufwickelgeschwindigkeit bei einem Gleichgewichtszustand ist, desto kleiner ist der Fadenvorrat. Da die Änderung des Soll-Werts automatisch erfolgt, braucht von außen nicht eingegriffen zu werden.
  • Auch die Maßnahme gemäß Anspruch 3 ist zweckmäßig, weil hiermit berücksichtigt wird, daß bei niedriger Aufwickelgeschwindigkeit ohnedies ein relativ großer Fadenvorrat benötigt wird, weil der Aufwickelantrieb bei einer Verbrauchszunahme den Vorrat nur langsam zu ergänzen vermag.
  • Eine wichtige Maßnahme geht ferner aus Anspruch 4 hervor. Die Startanzahl trägt dem Umstand Rechnung, daß der Aufwickelantrieb ausgehend vom Stillstand am längsten braucht, um bei einer Verbrauchszunahme die jeweils notwendige Größe des Fadenvorrats aufzubauen. Die Startanzahl kann dabei dem Soll-Wert für die niedrigste Aufwickelgeschwindigkeit (Stillstand) entsprechen. Denkbar ist es aber auch, die Startanzahl höher zu wählen und mit der Einstellung der Aufwickelgeschwindigkeit nach der Soll-Wert-Änderung erst ab einer vorbestimmten Aufwickelgeschwindigkeit oder nach dem ein Gleichgewichtszustand erreicht ist zu beginnen. Die Startanzahl ist auch für das erstmalige Auffüllen des Vorrats erforderlich. Unter der Voraussetzung eines bekannten in etwa konstanten Durchschnittsverbrauches kann das gesetzte Ziel auch mit wenigstens einer Änderung des Soll-Werts erreicht werden, d.h., der Steuerung wird relativ zur Startanzahl wenigstens ein geänderter Soll-Wert gegeben, der auf den bekannten Durchschnittsverbrauch abgestimmt ist und dafür sorgt, daß der Fadenvorrat bei diesem Durchschnittsverbrauch optimal klein ist, d.h. kleiner als beim Anlaufen. Der Soll-Wert bzw. die Soll-Wert-Änderung wird zweckmäßigerweise für die Steuerung dann wirksam, wenn nach dem Anlaufen des Antriebs der Gleichgewichtszustand erreicht wird. Es läßt sich so eine Einschwingphase unterdrücken, weil diese Einstellung der Aufwickelgeschwindigkeit nach Verlassen der Startanzahl bald unter Anpassung an den Sollwert erfolgt.
  • Gerade den letztgenannten Anforderungen wird die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 5 gerecht.
  • Wenn gemäß Anspruch 6 durch die Steuerung der Aufwickelgeschwindigkeit anhand der Soll-Werte stets die optimale Kleinheit des Fadenvorrats gewährleistet ist und die Geschwindigkeitssteuerung harmonisch verläuft, werden nicht nur die mechanische Belastung des Fadens sondern auch die Spannungsänderungen auf der Zulaufseite begrenzt.
  • Die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 7 hat sich als zweckmäßig erwiesen. Die Beschleunigungskennlinie des Aufwickelantriebs ist eine gut brauchbare Grundlage zur Bestimmung der verschiedenen Soll-Werte. Denn vom Beschleunigungs- bzw. Verzögerungs-Verhalten des Aufwickelantriebs hängt es unter anderem ab, wie rasch der Fadenvorrat ergänzt bzw. verringert wird. Dabei wird davon ausgegangen, daß der jeweilige Durchmesser der Speicherfläche, der auch verstellbar sein kann, oder die Fadenqualität nur eine sekundäre Rolle spielen.
  • Gemäß Anspruch 8 wird der Soll-Wert in Abhängigkeit vom bekannten Durchschnittsverbrauch ermittelt, d.h. entweder errechnet oder empirisch gesucht, und der Steuereinheit zur Benutzung aufgegeben.
  • Eine feinfühlige Steuerung läßt sich bei der Verfahrensdurchführung gemäß Anspruch 9 erreichen. Mit welchem Takt die Informationsvergleiche wiederholt werden, richtet sich nach den jeweiligen Betriebsbedingungen. Die Frequenz kann aber auch höher oder niedriger gewählt werden, z.B. mittels eines einstellbaren Taktgebers für die Steuereinheit.
  • Günstig ist in diesem Zusammenhang die Vorgangsweise gemäß Anspruch 10, weil mit dem geschlossenen Regelkreis, der durch die Soll-Werte als Führungsgrößen dominiert wird, eine feinfühlige Steuerung erzielt wird.
  • In der Fadenspeicherund -liefervorrichtung gemäß Anspruch 11, deren Merkmale für sich alleine erfindungswesentlich sind, beeinflußt der Führungsgrößengeber die Steuereinheit bei der Geschwindigkeitssteuerung, um die optimale Kleinheit des Fadenvorrats bei jedem Aufwickelgeschwindigkeitswert aufzusuchen oder einzuhalten. Da sich die Steuereinheit an den Soll-Werten orientiert, wird das Durchgeben der Aufwickelgeschwindigkeit nach oben bei einer Verbrauchszunahme genauso vermieden, wie eine unzweckmäßige Vergrößerung des Fadenvorrats bei einer Verzögerung. Die mechanische Belastung für den Faden bleibt so gering wie möglich. Trotz der optimalen Kleinheit des Fadenvorrats in jedem Aufwickelgeschwindigkeitsbereich wird ein vollständiges Leeren des Fadenvorrats bei einer Verbrauchszunahme zuverlässig vermieden.
  • Zweckmäßig ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 12, weil die Beschleunigungskurve des Aufwickelantriebs eine bekannte Referenzlinie ist, anhand derer sich die Soll-Werte ermitteln oder bestimmen lassen.
  • Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform, mit einem Mikroprozessor in der Steuereinheit und mit der Steuereinheit Informationen über die Anzahl der aufgewickelten und die Anzahl der verbrauchten Windungen und über mindestens einen Soll-Wert bereitstellenden Fühleinrichtungen, geht aus Anspruch 13 hervor. Der Mikroprozessor wird hierbei zweckmäßigerweise analog über den Ist-Wert informiert, z.B. durch Zählen der Windungen. Unter bestimmten Voraussetzungen könnte es ausreichen, den Ist-Wert mittels einer Vielzahl von Fadenfühlern, vorzugsweise mindestens drei, direkt an der Speicherfläche abzugreifen und daraus eine fast analoge Information für die Steuereinheit zu bilden. Der Mikroprozessor in der Steuereinheit ist mit einer zusätzlichen Funktion betraut, die er jedoch problemlos auszuführen vermag. Es wird die Aufwickelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Soll-Werten so eingestellt, daß bei höheren Aufwickelgeschwindigkeitswerten die Größe des Fadenvorrats in dem Maße abnimmt, wie der Aufwickelantrieb in zunehmendem Maße in der Lage ist, den Fadenvorrat rascher zu ergänzen. Auch bei einer Verzögerung wird über den Mikroprozessor dafür gesorgt, daß der Fadenvorrat nicht unzweckmäßig vergrößert wird.
  • Regeltechnisch besonders zuverlässig und einfach ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 14. In dem Tabellenspeicher sind die Soll-Werte als Reihe vorhanden, deren Dichte so hoch sein kann, daß sich praktisch eine kontinuierliche Soll-Wertkurve ergibt. Der aufwickelgeschwindigkeitsabhängig verstellbare Abfragezeiger tastet jeweils nur einen Soll-Wert ab und übermittelt die daraus abgeleitete Information an die Steuereinheit. Für einfachere Anwendungsfälle reicht es aber auch aus, die Soll-Werte in einer groben Stufung vorzusehen, so daß nur ausgewählte Aufwickelgeschwindigkeitswerte betroffen sind und zwischen diesen signifikante Soll-Wertänderungen auftreten. Bei bekanntem Durchschnittsverbrauch reicht nur eine Stufe aus, d.h., der dann zutreffende Soll-Wert ist auf diesen Verbrauch abgestimmt.
  • Eine weitere alternative Ausführungsform geht aus Anspruch 15 hervor. Durch Umschalten von einem Fadenfühler auf den nächsten wird der jeweils neue Soll-Wert selbsttätig wirksam. Es ergibt sich zwar eine Soll-Wertkurve mit der Anzahl der Fadenfühler entsprechenden Stufen im Kurvenverlauf. Dies reicht aber zum Erreichen des gestellten Ziels ohne weiteres aus, insbesondere bei einer großen Anzahl solcher Fühler. Die Abstände zwischen den einzelnen Fadenfühlern können individuell eingestellt werden. Es ist nicht notwendig, genau exakt gleiche Abstände zu wählen.
  • Einer weitere, alternative Ausführungsform mit einer annähernd stetigen Veränderung des Soll-Werts geht aus Anspruch 16 hervor. Da der Fadenfühler in Abhängigkeit von der Aufwickelgeschwindigkeit in Längsrichtung der Speicherfläche verstellt wird, ändert sich der Soll-Wert, nach dem sich die Steuereinheit bei der Einstellung der Aufwickelgeschwindigkeit zu richten hat.
  • Vorteilhaft ist ferner die Ausführungsform gemäß Anspruch 17, bei der der Soll-Wert auf elektronische Weise durch Verstellen des begrenzten Teilfühlbereichs eines Breitbandfühlers verändert wird. In vereinfachter Form würde es auch ausreichen, bei einem Breitbandfühler eine Blendenöffnung zu verschieben, um den Bereich, in dem der Breitbandfühler die Speicherfläche abtastet, mit sich ändernder Aufwickelgeschwindigkeit zu verstellen und den Soll-Wert zu verändern.
  • Wichtig ist ferner der Gedanke gemäß Anspruch 18, weil in gleichen Abständen ausgewählte Aufwickelgeschwindigkeitswerte für ein stabiles Steuerverhalten günstig sind.
  • Da die Fähigkeit des Aufwickelantriebs, den Fadenvorrat bei höherer Geschwindigkeit schneller zu ergänzen als bei niedriger Aufwickelgeschwindigkeit, mit der Geschwindigkeit nach einer nicht-linearen Gesetzmäßigkeit wachsen kann, ist die Ausführungsform gemäß Anspruch 19 zweckmäßig. Zwischen niedrigeren Aufwickelgeschwindigkeitswerten können die Soll-Wertunterschiede klein sein. Bei höheren Aufwickelgeschwindigkeitswerten sind die Unterschiede der Sollwerte verhältnismäßig größer.
  • Gemäß Anspruch 20 kann der elektronischen Steuereinheit der Soll-Wert für den bekannten Durchschnittsverbrauch auf baulich einfache Weise angeboten werden. Der Soll-Wert läßt sich individuell verstellen und wird von der Steuereinheit automatisch benutzt, um im Normalbetrieb den Fadenvorrat klein zu halten.
  • Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Fadenspeicher- und -lie­fervorrichtung,
    • Fig. 2 ein Diagramm zum Verlauf der Soll-Werte,
    • Fig. 3 ein Diagramm mit zwei verschie­denen Verläufen der Soll-Werte,
    • Fig. 4 im Diagramm eine Beschleuni­gungskennlinie bzw. Geschwin­digkeitskurve eines Aufwickel­antriebes einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung,
    • Fig. 5 in schematischer Darstellung die Fadenspeicher- und -liefervor­richtung von Fig. 1 während ei­ner Betriebsphase,
    • Fig. 6 die Vorrichtung von Fig. 1 wäh­rend einer anderen Betriebspha­se,
    • Fig. 7 eine Detailvariante, und
    • Fig. 8 eine weitere Detailvariante.
  • Bei einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung 1 gemäß Fig. 1 wird ein Faden 2 von einer nicht-dargestellten Vorratsspule abgezogen und durch ein Eintrittsende 3 mittels eines Aufwickelelementes 4 auf einer stillstehenden Speicherfläche 6 in Form von Windungen W aufgewickelt. Die Anzahl der Windungen W im Fadenvorrat ist mit n bezeichnet. Aus dem Fadenvorrat wird der Faden 2 über das Stirnende der Speicherfläche 6 durch ein Austrittsende 7 von einem Verbraucher C abgezogen, der beispielsweise eine Webmaschine ist. Das Aufwickelelement 4 wird mittels eines Antriebes 5 mit einer Aufwickelgeschwindigkeit V angetrieben. Der Antrieb 5 steht mit einer Steuereinheit 8 in Verbindung, die Signale einer schematisch angedeuteten Fühleinrichtung 9 sowie von einem Fühlelement 10 erhält.
  • Mit der Fühleinrichtung 9 (z.B. Hall-Element) kann das Aufwickelorgan 4 abgetastet werden, so daß die Steuereinheit 8 bei jedem Durchgang des Aufwickelelementes 4 oder des Fadens 2 wenigstens einen Impuls erhält, der z.B. eine aufgewickelte Windung W repräsentiert. Ähnlich könnte beim Abwickeln bei Durchgang des Fadens unter der Fühleinrichtung 10 jeweils wenigstens ein Signal erzeugt werden. Die Steuereinheit 8 kann durch Vergleich der Signale den Ist-Wert der Anzahl n der auf der Speicherfläche 6 vorhandenen Windungen W ermitteln. Es wäre denkbar, daß die Fühleinrichtung 9 auch andere nicht-dargestellte Fühlglieder enthält, die die Anzahl der Fadenwindungen W bzw. die axiale Dimension des Fadenvorrats auf fast analoge Weise feststellen und der Steuereinheit 8 entsprechende Informationen geben.
  • Die Steuereinheit 8 paßt die Aufwickelgeschwindigkeit V an den Verbrauch an, derart, daß ab Erreichen eines Gleichgewichtszustandes zwischen dem durchschnittlichen Verbrauch und der Aufwickelgeschwindigkeit gleich viel Faden in einer Zeiteinheit (z.B. m/min) aufgewickelt, wie abgewickelt wird.
  • Ist der Faden 2 ein Schußfaden für eine Webmaschine, dann ergibt sich abhängig von dem Webverfahren der Webmaschine ein Durchschnittsverbrauch, da der Schußfaden mit gleichmäßigen kürzeren oder längeren (Mischwechsel- oder regelmäßiges Farbwebverfahren) oder mit ungleichmäßigen kürzeren oder längeren Zwischenabständen (freies Muster-Webverfahren) abgezogen wird. Wenngleich bei jedem Eintragvorgang der Schußfaden stärker beschleunigt und stärker verzögert wird, als der Antrieb 5 seiner Beschleunigungskennlinie entsprechend beschleunigt oder verzögert paßt die Steuerung sich an den Durchschnittsverbrauch so an, daß bei einer hohen Schußfrequenz der Antrieb 5 dauernd relativ schnell und bei unregelmäßiger oder niedriger Schußfrequenz dauernd entsprechend langsamer läuft. Bei Änderungen des Durchschnittsverbrauchs im Normalbetrieb wird die Aufwickelgeschwindigkeit über die Steuereinheit 8 verstellt, bis sich jeweils ein Gleichgewichtszustand einstellt. Im Gleichgewichtszustand muß die Aufwickelgeschwindigkeit nicht notwendigerweise bei jedem Schuß verändert werden, weil bei den Schuß-Pausen die eingestellte Aufwickelgeschwindigkeit ausreicht, den Fadenvorrat jeweils entsprechend zu ergänzen.
  • Da bei höherem Durchschnittsverbrauch und höherer Aufwickelgeschwindigkeit im Gleichgewichtszustand der Fadenvorrat schneller ergänzt wird als bei niedrigerem Durchschnittsverbrauch und einer niedrigeren Aufwickelgeschwindigkeit, erfolgt die Steuerung so, daß der Fadenvorrat mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit kleiner wird und stets nur so groß ist, daß er unter Verbrauch nicht unter ein funktionsnotwendiges Maß geleert wird.
  • Bei der Fadenspeicher- und -liefervorrichtung 1 gemäß Fig. 1 wird der Soll-Wert nV für die Anzahl n der Windungen W auf der Speicherfläche 6 gemäß Fig. 2 mit sich ändernder Aufwickelgeschwindigkeit verändert, derart, daß der Sollwert nV mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit V ab- und mit fallender Aufwickelgeschwindigkeit V zunimmt (Fig. 2). Im Diagramm der Aufwickelgeschwindigkeit V über der Anzahl n der Windungen W ergibt sich damit eine von Punkten 12 bestimmte Soll-Wertkurve 11, die ausgehend von einem Sollwert nST gekrümmt nach links verläuft. Der Sollwert nST ist eine Startanzahl, die in Abhängigkeit von der Beschleunigungskennlinie des Antriebs 5 und/oder des maximalen Verbrauches so festgelegt ist, daß der Fadenvorrat ausgehend von der Aufwickelgeschwindigkeit Null gerade nicht geleert wird. Wie in Fig. 2 mit nST′ angedeutet ist, könnte die Startanzahl auch höher sein, d.h., daß dann die Steuereinheit 8 die Sollwerte der Kurve 11 erst ab einem bestimmten Aufwickelgeschwindigkeitswert berücktsichtigt und die Steuerung des Antriebs 5 erst ab diesem Aufwickelgeschwindigkeitswert entsprechend der Kurve 11 vornimmt, um bei den den Punkten 12 entsprechenden Werten jeweils eine vorbestimmte Kleinheit des Fadenvorrats einzustellen. Damit die Steuereinheit 8 im letztgenannten Fall die Startanzahl nST′ der Windungen einstellen kann, ist beispielsweise gemäß Fig. 5 ein Start-Fühler ST vorgesehen, der z.B. nur für diese Phase oder zum erstmaligen Auffüllen des Vorrats in die Steuerung eingreift.
  • Fig. 3 verdeutlicht ein Diagramm ähnlich dem von Fig. 2, wobei allerdings nur drei Punkte 12F3, 12F2 und 12F1 für drei Soll-Werte vorherbestimmt sind. Es ergibt sich hierbei nur eine gestufte Kurve 11′. Auch mit den Soll-Werten entlang dieser Kurve 11′ wird erreicht, daß die Größe des Fadenvorrats mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit abnimmt. Ferner ist in Fig. 3 als Alternative angedeutet, den Soll-Wert, ausgehend von nST für die Startanzahl, in nur einer Stufe auf einen niedrigeren Soll-Wert nC zu verändern. Die den geänderten Soll-Wert repäsentierende vertikale Kurve (strichliert) ist nach dem in diesem Fall in etwa bekannten und annähernd konstanten Durchschnittsverbrauch so gewählt, daß der Fadenvorrat bei diesem Verbrauch C (horizontale strichlierte Linie) so klein wie möglich bleibt. Obwohl der geänderte Sollwert nC von der Geschwindigkeit Null ausgehend gezeichnet ist, richtet sich die Steuerung erst nach der Anlaufphase nach dem Soll-Wert nC, so daß ein Einschwingen weitgehend unterbleibt. Diese einfache Lösung ist z.B. bei Farbund/oder Mischwechsel-Webverfahren brauchbar. Der Soll-Wert nC wird der Steuereinheit 8, z.B. mit einem Code-Schalter direkt zugeführt.
  • Der Soll-Wert ist hiermit individuell einstellbar, ehe er von der Steuereinheit vorzugsweise automatisch berücksichtigt wird.
  • Die Kurve 11 in Fig. 2 ist beispielsweise von der Beschleunigungskennlinie 13 des Antriebs 5 abgeleitet, die in Fig. 4 für einen speziellen Antriebsmotor gezeigt ist. Die Beschleunigung verläuft gemäß Fig. 4 mit einem relativ starken Anstieg, um dann mit allmählich nachlassendem Anstieg bei ca. 500 msek. eine maximale Aufwickelgeschwindigkeit von 6250 rpm zu erreichen. Der Verlauf der Kurve 11 gemäß Fig. 2 kann in Abhängigkeit vom Verlauf der Kurve 13 gemäß Fig. 4 ermittelt werden. Die Kurve 11 kann sogar eine mathematisch darstellbare Funktion der Kurve 13 sein.
  • Fig. 2 zeigt, daß bei der ausgewählten Ausführungsform der Soll-Wert nV für die Anzahl n der Windungen W auf der Speicherfläche 6 bei geringen Aufwickelgeschwindigkeiten nur schwach abnimmt, um mit höheren Aufwickelgeschwindigkeiten immer stärker abzunehmen. Die Punkte auf der Kurve 11 bzw. auf der Kurve 11′, die die jeweiligen Soll-Werte repräsentieren, können berechnet oder sogar empirisch vorbestimmt werden.
  • Fig. 5 und 6 verdeutlichen das Verfahren zur Steuerung der Fadenliefer- und -speichervorrichtung 1 gemäß Fig. 1 in zwei Betriebsphasen während des Normalbetriebs, d.h. jeweils bei Vorliegen eines Gleichgewichtszustandes zwischen dem Durchschnittsverbrauch und der Aufwickelgeschwindigkeit, d.h., bei einem Zustand, bei dem in einer Zeiteinheit die gleiche Anzahl an Windungen auf die Speicherfläche 6 aufgebracht wird, wie sie in dieser Zeiteinheit abgezogen wird (m/min).
  • Gemäß Fig. 5 laufen Antrieb 5 und Aufwickelorgan 4 mit einem Aufwickelgeschwindigkeitswert V1. Die Fühleinrichtung 10 für die abgezogenen Windungen ist über eine Steuerleitung 14 mit der Steuereinheit 8 verbunden. In der Fühleinrichtung 9 kann ein Sensor enthalten sein, der die Bewegung des Aufwickelorgans 4 abtastet und über eine Steuerleitung 15 Signale an die Steuereinheit 8 gibt. Ferner erhält die Steuereinheit 8 die Information zum Aufwickelgeschwindigkeitswert V1, z.B. über eine Steuerleitung 16. Die Information könnte von der Fühleinrichtung 9 oder vom Antrieb 5 direkt stammen, mit dem die Steuereinheit 8 über eine Leitung 17 in Verbindung steht. Die Steuereinheit 8 enthält einen Mikroprozessor MP. Dieser kann aus den Informationen analog den Ist-Wert der Anzahl der Windungen W ermitteln.
  • Die Steuereinheit 8 bzw. der Mikroprozessor MP in der Steuereinheit 8 enthält einen Tabellenspeicher 18, der die Soll-Werte nV, beispielsweise als Diagramm 19 mit der Kurve von Fig. 2, an vorbestimmten Speicherplätzen enthält. Eine strichpunktiert angedeutete Steuerleitung 20 ist für den Tabellenspeicher 18 als mit der Aufwickelgeschwindigkeit verstellbarer Abfragezeiger anzusehen, der bei vorbestimmten Aufwickelgeschwindigkeitswerten jeweils vorbestimmte Speicherplätze des Tabellenspeichers 18 abfrägt, und nun den Soll-Wert nV1 beim Aufwickelgeschwindigkeitswert V1 an den Mikroprozessor MP übermittelt. Durch Informationsvergleich stellt der Mikroprozessor MP fest, ob der Ist-Wert dem Soll-Wert nV1 entspricht, der in Fig. 5 die axiale Lage der letzten Windung W des Fadenvorrats auf der Speicherfläche 6 angibt. Ist das Resultat des Informationsvergleichs Null oder ein Wert innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches, dann wird die Aufwickelgeschwindigkeit V1 beibehalten. Ergibt der Informationsvergleich eine zu starke Abweichung, dann veranlaßt die Steuereinheit 8 eine Beschleunigung oder Verzögerung des Antriebs 5, um eine Angleichung zwischen dem Ist-Wert und dem Soll-Wert herbeizuführen. Dieser Informationsvergleich wird in vorbestimmten Zeitabständen (z.B. durch einen Taktgeber für den Mikroprozessor bestimmt) wiederholt.
  • Gemäß Fig. 6 wird der Informationsvergleich bei höherem Aufwickelgeschwindigkeitswert V2 durchgeführt, bei dem aus dem Tabellenspeicher 18 der kleinere Sollwert nV2 gefunden wird. Es ist erkennbar, daß der Fadenvorrat bei der Aufwickelgeschwindigkeit V2 kleiner ist als in Fig. 5.
  • Ist das Resultat des Informationsvergleichs Null oder ein Wert innerhalb eines zulässigen Toleranzbereiches, dann wird die Aufwickelgeschwindigkeit V2 beibehalten. Ist das Resultat eine nicht tolerierbare Abweichung, dann stellt die Steuereinheit 8 die Aufwickelgeschwindigkeit höher oder niedriger ein und führt weitere Informationsvergleiche durch, um den Ist-Wert wieder am Soll-Wert zu halten.
  • Im Ergebnis steuert die Steuereinheit die Aufwickelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von den Soll-Werten, um zumindest bei ausgewählten Aufwickelgeschwindigkeitswerten jeweils eine optimale Kleinheit des Fadenvorrats zu erhalten.
  • Die Steuerung erfolgt in einem geschlossenen Regelkreis, wobei die Soll-Werte Führungsgrößen für die Regelung darstellen. Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform Fig. 1 bis 6 wird der Soll-Wert als fiktive Größe verändert, ohne den Fadenvorrat auf der Speicherfläche im Hinblick auf den Ist-Wert direkt abzutasten.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist der Speicherfläche 6 eine längsverlaufende Führung 21 zugeordnet, an der eine Faden-Fühleinrichtung 23 mit engem Fühlbereich parallel zur Speicherfläche 6 verstellbar ist. Die Fühleinrichtung 23 ist mit einem Spindelantrieb 22 gekoppelt, der von einem Verstellantrieb 24 beaufschlagt wird. Über eine Steuerleitung 25 - entweder über die Steuereinheit 8 oder direkt - ist der Verstellantrieb 24 entsprechend der Aufwickelgeschwindigkeit des Antriebs 5 so betätigbar, daß der Abstand s der Fühleinrichtung 23 vom Beginn der Führung 21 eine Funktion der gegenwärtigen Aufwickelgeschwindigkeit V2 ist. Wird die Aufwickelgeschwindigkeit erhöht, dann verfährt die Fühleinrichtung 23 näher zum linken Ende der Führung 21; wird die Aufwickelgeschwindigkeit geringer, dann verfährt die Fühleinrichtung 23 entsprechend in die entgegengesetzte Richtung. Über eine Steuerleitung 26 ist die Fühleinrichtung 23 mit der Steuereinheit 8 für den Antrieb 5 in signalübertragender Verbindung. Auf nicht dargestellte, aber übliche Weise steuert die Steuereinrichtung 8 die Aufwickelgeschwindigkeit des Aufwickelorgans 4 so, daß die Größe des Fadenvorrats dem jeweils einer bestimmten Aufwickelgeschwindigkeit entsprechenden Soll-Wert, d.h. Abstands der Fühleinrichtung 23 vom linken Ende der Führung 21, entspricht.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 7 kann die Steuerung mit dem sich ändernden Soll-Wert und anhand des analogen Ist-Werts, ähnlich wie zu Fig. 5 und 6 angedeutet, vorgenommen werden.
  • In Fig. 7 ist es wichtig, daß der Verstellantrieb 24 die Fühleinrichtung 23 nicht linear verstellt, sondern mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit zunehmend stärker in Richtung zum linken Ende der Führung 21 hin verschiebt.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8, zu der das Diagramm (ausgezogene Kurve 11′) von Fig. 3 paßt, sind an der Führung 21 parallel zur Speicherfläche 6 und in Längsrichtung mit Zwischenabständen drei Fühleinrichtungen F1, F2, F3 angebracht. Die Steuerleitung 26 zur Steuereinheit 8 ist über eine Umschalteinrichtung 27 in drei Steuerleitungszweige 26₁, 26₂, 26₃ aufgezweigt. Die Umschalteinrichtung 27 ist über eine Steuerleitung 28 in Abhängigkeit von der Aufwickelgeschwindigkeit des Antriebs 5 umschaltbar, derart, daß jeweils nur eine der Fühleinrichtungen F1, F2, F3 in signalübertragender Verbindung mit der Steuereinheit 8 steht. Mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit wird von der Fühleinrichtung F1 zunächst auf die Fühleinrichtung F2 und später auf die Fühleinrichtung F3 umgeschaltet, und zwar jeweils bei einem vorbestimmten Wert der Aufwickelgeschwindigkeit. Gemäß Fig. 8 ist bei der Aufwickelgeschwindigkeit V2 die Fühleinrichtung F2 aktiv, deren Signale von der Steuereinheit 8 dazu benutzt werden, die letzte Windung W des Fadenvorrats bei der Position der Fühleinrichtung F2 zu halten, d.h., entsprechend dem Soll-Wert nV2 für die Aufwickelgeschwindigkeit V2. Den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt lassen sich die Fühleinrichtungen auf der Führung 21 individuell versetzen. Es können auch mehr als drei Fühleinrichtungen vorgesehen sein, um zu einer feineren Abstufung zwischen den Soll-Werten zu gelangen.
  • Es wäre ferner denkbar, einen festinstallierten Breitbandfühler, vorzugsweise einen sogenannten CCD-Opto-Sensor oder eine Fotozellenmatrix, vorzusehen, der den ganzen oder zumindest einen überwiegenden verbrauchsseitigen Teil des Fadenvorrats überwacht, und den Breitbandfühler elektronisch so zu steuern, daß ein Fühlteilbereich in Abhängigkeit von der Aufwickelgeschwindigkeit mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit in Richtung auf eine Verkleinerung des Fadenvorrats innerhalb des Fühlbereichs verstellt wird. Eine blendenartige Öffnung könnte auch vor dem Breitbandfühler entsprechend verstellt werden.
  • Bei allen Ausführungsformen wird die Größe des Fadenvorrates, der bei einem Gleichgewichtszustand zwischen dem Durchschnittsverbrauch und der Aufwickelgeschwindigkeit vorliegen muß, mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit verringert, um bei höheren Aufwickelgeschwindigkeiten den Effekt zu nutzen, daß der Aufwickelantrieb bei höherer Aufwickelgeschwindigkeit einen Fadenvorrat schneller zu ergänzen vermag als bei niedriger Aufwickelgeschwindigkeit. Durch Vorgabe eines Soll-Wertes für die Größe des Fadenvorrates und durch Zurücknehmen oder Ändern des Soll-Wertes mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit wird dies entweder auf elektronischem Weg in der Steuereinheit oder auf halb-mechanischem Weg über entsprechend verstellbare oder umschaltbare Fühleinrichtungen durchgeführt.

Claims (20)

1. Verfahren zum Steuern einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung, inbesondere für eine Webmaschine, auf deren Speicherfläche der Faden in Windungen aufwickelbar und von einem Verbraucher abziehbar ist, bei dem eine Steuereinheit eines Aufwickelantriebs zumindest anhand des Ist-Werts der Anzahl der Windungen auf der Speicherfläche die Aufwickelgeschwindigkeit verbrauchsabhängig verstellt, um die Windungsanzahl einem vorbestimmten Soll-Wert anzugleichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert bei wenigstens einer Änderung der Aufwickelgeschwindigkeit verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert umgekehrt wie die Aufwickelgeschwindigkeit und automatisch verändert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert zumindest oberhalb einer vorbestimmten Aufwickelgeschwindigkeit umgekehrt wie die Aufwickelgeschwindigkeit verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (nV, nC, nST) ausgehend von einer vorrichtungs- und/oder verbrauchsabhängigen Startanzahl umgekehrt wie die Aufwickelgeschwindigkeit oder in wenigstens einer Stufe verändert wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Startanzahl (nST, nST′) in Abhängigkeit von einer antriebsspezifischen Kennlinie des Aufwickelantriebs, vorzugsweise vom Beschleunigungsverhalten und/oder von einer verbrauchsspezifischen Kennlinie, vorzugsweise dem maximalen Verbrauch eingestellt wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (nV) im Verhältnis zur oder als Funktion der Aufwickelgeschwindigkeit verändert wird.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert (nV) als Funktion der Beschleunigungskennlinie (13) des Aufwickelantriebs (5) verändert wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der Startanzahl in Abhängigkeit von einem bekannten Durchschnittsverbrauch der Sollwert ermittelt und eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ausgewählten Aufwickelgeschwindigkeitswerten (V1, V2) unterschiedliche Sollwerte (nV1, nV2) zugeordnet werden, daß die Steuereinheit (8) bei den ausgewählten Aufwickelgeschwindigkeitswerten jeweils eine Sollwert-Information erhält und diese mit einer Ist-Wert-Information vergleicht, daß in Abhängigkeit vom Resultat des Informationsvergleichs die Aufwickelgeschwindigkeit gesteigert oder verringert wird, und daß der Informationsvergleich zumindest beim nächsten ausgewählten Aufwickelgeschwindigkeitswert wiederholt wird.
10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickelgeschwindigkeit in einem geschlossenen Regelkreis unter wiederholtem Informationsvergleich den Sollwert entsprechend eingestellt wird, daß jeder Sollwert vorrichtungs- und verbrauchsspezifisch vorgewählt ist, und daß der Ist-Wert aus den aufgewickelten und den verbrauchten Windungen ermittelt wird.
11. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung, insbesondere für eine Webmaschine (T), mit einer Speicherfläche (6) für Fadenwindungen (W) mit einem Aufwickelantrieb (5) und mit einer Steuereinheit (8) zur verbrauchsabhängigen Steuerung der Aufwickelgeschwindigkeit (V) anhand wenigstens eines Sollwerts (nV, nST) für die Anzahl der Fadenwindungen (W), dadurch gekennzeichnet, daß der Steuereinheit (8) ein Führungsgrößengeber (18, 23, 36) für mehrere variierende Sollwerte (nV, nST) zugeordnet ist, und daß die Sollwerte (nV, nST) mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit (V) abnehmen.
12. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Führungsgrößengeber (18, 23, 26) bereitgestellten Sollwerte mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit (V) proportional zur Beschleunigungskurve (13) des Aufwickelantriebs oder als Funktion der Beschleunigungskurve (13) abnehmen.
13. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach Anspruch 11, mit einem Mikroprozessor (MP) in der Steuereinheit (8), mit der Steuereinheit (8) Informationen über die Anzahl der aufgewickelten und der Anzahl der verbrauchten Windungen und über mindestens einen Sollwert bereitstellenden Fühleinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroprozessor (MP) ein abfragbarer Speicher für eine Reihe von aufwickelgeschwindigkeitsabhängigen Sollwerten (nV) zugeordnet ist, daß im Speicher jeweils bei einem ausgewählten Aufwickelgeschwindigkeitswert (V, V1, V2) ein Sollwert (nV, nST) abfragbar ist, und daß im Mikroprozessor (MP) aus den Informationen der Istwert (n) der Anzahl der Windungen ermittelbar und zur Einstellung der Aufwickelgeschwindigkeit (V) mit dem abgefragten Sollwert vergleichbar ist.
14. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte in einem Tabellenspeicher (18) gespeichert sind, dessen Speicherplätze mit einem aufwickelgeschwindigkeitsabhängig verstellbaren Abfragezeiger (20) abfragbar sind.
15. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Fadenspeicher- und -liefervorrichtung (1) in Längsrichtung der Speicherfläche (6) verteilt mehr als zwei auf die Speicherfläche ausgerichtete und mit der Steuereinheit verbundene Fadenfühler (26₁, 26₂, 26₃) vorgesehen sind, daß jeder Fadenfühler auf einen vorbestimmten Sollwert der Anzahl der Windungen (W) eingestellt ist, und daß eine Umschaltvorrichtung (27) vorgesehen ist, mit der in Abhängigkeit von der Aufwickelgeschwindigkeit zwischen den Fadenfühlern umschaltbar ist.
16. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Längsrichtung der Speicherfläche (6) verstellbar gelagerter Fadenfühler (23) vorgesehen ist, der mit einem Verstellantrieb (24) verbunden ist, und daß der Fadenfühler mit dem Verstellantrieb in Abhängigkeit von der Aufwickelgeschwindigkeit verstellbar ist.
17. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Längsrichtung der Speicherfläche (6) ausgerichteter Breitbandfadenfühler, vorzugsweise ein sogenannter CCD-Fühler oder eine Fotozellen-Matrix, mit einem in Längsrichtung begrenzbaren Teilfühlbereich vorgesehen ist, und daß der Teilfühlbereich innerhalb des Breitband-Fühlbereichs elektronisch und in Abhängigkeit von der Aufwickelgeschwindigkeit verschiebbar ist.
18. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwerte in gleichen Abständen ausgewählten Aufwickelgeschwindigkeitswerten zugeordnet sind.
19. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach den Ansprüchen 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Sollwerten innerhalb der Sollwertreihe mit steigender Aufwickelgeschwindigkeit zunehmen.
20. Fadenspeicher- und -liefervorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsgrößengeber ein Code-Schalter ist, in dem der Sollwert, vorzugsweise verstellbar, auf einen bekannten Durchschnittsverbrauch eingestellt ist.
EP89104103A 1988-03-08 1989-03-08 Verfahren zum Steuern einer Fadenspeicher- und -liefervorrichtung sowie Fadenspeicher- und -liefervorrichtung Expired - Lifetime EP0332164B1 (de)

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