橫動單元和用于控制橫動單元的方法
【專利說明】橫動單元和用于控制橫動單元的方法
[0001] 本發(fā)明涉及橫動單元和用于控制紗線橫動單元以卷繞交叉卷繞筒子的方法。本發(fā) 明尤其涉及用于紗線引導(dǎo)的控制裝置,其中安裝在齒形帶上的導(dǎo)紗器使紗線精確地橫向移 動。
[0002] 在形成紗線或絲線或纖維和長絲后且在其加工處理步驟后,它們被卷繞成筒子。 在文獻(xiàn)中采用了術(shù)語"筒子材料",它在此也被理解為包含任何紗線形式或帶形式的材料, 其例如能以交叉卷繞方法被卷繞到筒子或卷軸上。以下將為此采用術(shù)語"紗線"。
[0003]紗線頭被固定在筒芯上,從而紗線被抽拉到轉(zhuǎn)動中的筒芯上,因而筒芯上的紗線 被卷起或收卷,結(jié)果導(dǎo)致紗線繞層。如果紗線在這樣的卷繞過程中未被引導(dǎo),則紗線繞層一 般將不會有序并排布置。這樣的筒子對于機(jī)器加工幾乎是無用的,因?yàn)榧喚€無法被均勻退 繞,因而快速斷裂。因此,有序卷繞是必需的,在此多個單獨(dú)紗線繞層按照規(guī)定方式相互緊 鄰。待卷繞紗線按照基本已知的方式被導(dǎo)紗器引導(dǎo),即如此進(jìn)行橫動,使得紗線繞層被并排 拉拽到筒子上。紗線在所形成的筒子的整個寬度范圍內(nèi)即在橫動行程范圍內(nèi)被均勻引導(dǎo), 從而使得導(dǎo)紗器一般在橫向運(yùn)動中平行于筒子軸線被引導(dǎo)。
[0004] 在筒子卷繞中,紗線應(yīng)被盡量精確引導(dǎo),因此單獨(dú)紗線繞層被盡可能精確定位在 筒子上,因此紗線能以適當(dāng)精確均勻的方式從筒子上退繞出來。首先,橫動單元應(yīng)盡可能精 確地引導(dǎo)紗線,但與此同時,紗線引導(dǎo)應(yīng)足夠快速,從而使得紗線能以最高可能速度落在筒 子上。
[0005] 橫動單元可以具有導(dǎo)紗架即所謂的導(dǎo)紗器,其具有引導(dǎo)紗線的孔眼,其中導(dǎo)紗器 被固定安裝在帶(如齒形帶)上。導(dǎo)紗器可以在導(dǎo)軌中被引導(dǎo)且被電動機(jī)驅(qū)動輪(如齒形帶 輪)驅(qū)動。因此,驅(qū)動電動機(jī)通過驅(qū)動輪和帶來確定導(dǎo)紗器運(yùn)動。因此,為了盡量最精確地定 位導(dǎo)紗器和因而使紗線準(zhǔn)確落置在筒子上必須如此控制該電動機(jī),即,導(dǎo)紗器被快速精確 定位。
[0006] 這樣的橫動單元及控制橫動單元的通用方法例如在DE10322533A1中有描述。利用 已知的橫動單元,電動機(jī)驅(qū)動型導(dǎo)紗器在橫動行程中被來回引導(dǎo)。這樣做時,電動機(jī)與電動 機(jī)轉(zhuǎn)子軸的當(dāng)前位置相關(guān)地被控制,在此對轉(zhuǎn)子軸施加按照超前角的附加超前量。但這樣 的控制可能導(dǎo)致明顯偏離期望的名義位置且尤其是名義速度的明顯偏差,尤其在導(dǎo)紗器被 反向的區(qū)域中。
[0007]另一種橫動單元及一種用于控制橫動單元的通稱方法由W0199/005055公開了。利 用該已知的橫動單元,電動機(jī)驅(qū)動型導(dǎo)紗器的在橫動行程內(nèi)的位置被檢測且該導(dǎo)紗器根據(jù) 角速度變化作為實(shí)際與理論比較之結(jié)果的函數(shù)被控制。為了檢測導(dǎo)紗器的當(dāng)前位置,角度 傳感器被耦聯(lián)至驅(qū)動電動機(jī)且被連接至控制裝置。當(dāng)前位置的高精度測量是獲得導(dǎo)紗器精 確引導(dǎo)所必需的。于是,導(dǎo)紗器的各運(yùn)動區(qū)段和與之相關(guān)的不同引導(dǎo)速度對角度傳感器測 量精度提出了尤其嚴(yán)格的要求。
[0008] 因此,本發(fā)明的目的是形成一種橫動單元和一種用于控制橫動單元的方法,其中 電動機(jī)尤其在橫動行程末尾引導(dǎo)該導(dǎo)紗器以使紗線高精度落在筒子表面上。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明,該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征的橫動單元和具有根據(jù)權(quán)利要求8 的特征的用于控制橫動單元的方法來實(shí)現(xiàn)。
[0010] 本發(fā)明的有利改進(jìn)方案由各自從屬權(quán)利要求的特征和特征組合來限定。
[0011] 本發(fā)明考慮了必須在往復(fù)運(yùn)動時經(jīng)歷橫動行程的導(dǎo)紗器的各不同運(yùn)動區(qū)段。尤其 是導(dǎo)紗器角速度的快速改變在橫動行程的反向區(qū)域中是必需的。就此而言,在導(dǎo)紗器反向 區(qū)域中期望有精度極高的極速控制區(qū)段。為了這樣的快速控制區(qū)段不會在基本恒定的引導(dǎo) 速度下的導(dǎo)紗器線性范圍內(nèi)造成任何虛假反應(yīng),本發(fā)明的橫動單元具有控制裝置,其包括 用于產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)流的第一 QEP分析裝置(QEP =正交編碼器脈沖)和用于同時產(chǎn)生第二數(shù) 據(jù)流的第二QEP分析裝置。因此,有可能實(shí)現(xiàn)由角度傳感器所產(chǎn)生的角度增量信號的區(qū)分分 析并且由此獲得導(dǎo)紗器運(yùn)動區(qū)段所優(yōu)選的電動機(jī)控制。
[0012] 因此,尤其有利的是第一 QEP分析裝置以針對驅(qū)動軸高角速度的第一時鐘頻率進(jìn) 行編程,且第二QEP分析裝置以針對驅(qū)動軸的低的角速度的第二時鐘頻率進(jìn)行編程。于是, 可以由不同的掃描速度產(chǎn)生相應(yīng)的測量精度,這些不同的測量精度QEP分析裝置的數(shù)據(jù)流 中有反映。
[0013] 于是,第一 QEP分析裝置的第一時鐘頻率最好被確定以產(chǎn)生用于N個角度增量的間 隔的時鐘脈沖,其中N>2。第二QEP分析裝置的第二時鐘頻率被確定以產(chǎn)生用于每個單獨(dú)角 度增量的時鐘脈沖。于是,由增量編碼器產(chǎn)生的角度增量信號根據(jù)占優(yōu)角速度被分析且被 用來控制電動機(jī)。
[0014] 為了針對導(dǎo)紗器的每個運(yùn)動區(qū)段獲得有利的電動機(jī)控制,也在控制裝置內(nèi)設(shè)有數(shù) 據(jù)流耦合器且連接至QEP分析裝置并且發(fā)放其中一個QEP分析裝置數(shù)據(jù)流以與預(yù)定角速度 相關(guān)地調(diào)整電動機(jī)。
[0015] 為了將角度增量信號傳送給QEP分析裝置,也設(shè)有信號處理裝置,借此可以產(chǎn)生增 量編碼器信號的復(fù)制品。因此,該QEP分析裝置未失真地接收相同信號。
[0016] 另外,尤其有利的是該信號處理裝置具有光耦合器,借此傳輸所復(fù)制的角度增量 信號。于是,增量編碼器可以與該QEP分析裝置電隔離。因此可以在角度增量信號的傳輸過 程中有利地避免電氣干擾。
[0017] 以下,根據(jù)附圖來更詳細(xì)描述本發(fā)明,其中:
[0018] 圖1示出用于在其卷繞時引導(dǎo)紗線的橫動單元的示意圖;
[0019] 圖2示出增量編碼器的信號的示意圖;
[0020] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的橫動單元的示意性布置。
[0021]圖1示出橫動單元100的示意圖,該橫動單元可以布置在安裝金屬板上,其中紗線 110被引導(dǎo)穿過導(dǎo)紗器120的孔眼。導(dǎo)紗器120被連接至帶130,在此是齒形帶,即在本文所述 的實(shí)施例中,導(dǎo)紗器120被固定插裝在齒形帶130上。帶130在驅(qū)動輪140(即在此是用于齒形 帶的齒輪)上和在兩個帶輪150-1、150-2上行進(jìn)。所述帶在帶輪150-1、150-2之間被導(dǎo)軌160 引導(dǎo)。導(dǎo)紗器120被如此施用于帶130,即它在帶輪150-1、150-2之間在導(dǎo)軌160中移動。驅(qū)動 輪140被連接至電動機(jī)170的驅(qū)動軸171,電動機(jī)通過驅(qū)動輪140驅(qū)動所述帶130并進(jìn)而驅(qū)動 導(dǎo)紗器120,從而使導(dǎo)紗器在這兩個帶輪150-1、150-2之間來回運(yùn)動。在此所述的實(shí)施例中, 電動機(jī)170的驅(qū)動軸171同時是驅(qū)動輪140的轉(zhuǎn)動軸線,因此電動機(jī)170的任何轉(zhuǎn)動運(yùn)動被準(zhǔn) 確傳遞至驅(qū)動輪140。作為驅(qū)動輪和電動機(jī)之間的直接連接的替代方式,電動機(jī)和驅(qū)動輪也 可以通過傳動裝置等類似裝置互連以便例如傳遞轉(zhuǎn)動運(yùn)動。
[0022] 電動機(jī)170可以是步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī),其連接至相應(yīng)的電源和控制電子裝 置。
[0023] 電動機(jī)170的轉(zhuǎn)動運(yùn)動因此導(dǎo)致驅(qū)動輪140的轉(zhuǎn)動運(yùn)動,驅(qū)動輪又使帶130移動,從 而帶130和進(jìn)而與帶130相連的導(dǎo)紗器120都進(jìn)行在這兩個帶輪150-1、150-2之間的移動。因 此,橫動行程是在兩個運(yùn)動轉(zhuǎn)換點(diǎn)之間的運(yùn)動路徑。
[0024]導(dǎo)紗器120的運(yùn)動尤其在轉(zhuǎn)換點(diǎn)處是重要的。必須精確保持導(dǎo)紗器120的運(yùn)動轉(zhuǎn)換 點(diǎn),從而使得紗線精確地反轉(zhuǎn)其在筒子上的落紗方向并且防止瑕疵出現(xiàn)。這樣的瑕疵是指 靠近先前筒子繞層直接落在筒軸上的紗線繞層。在退繞過程中當(dāng)?shù)竭_(dá)該瑕疵處時,這樣的 瑕疵造成紗線斷裂。帶有這樣缺陷的筒子無法被用于許多機(jī)器應(yīng)用。
[0025]為了導(dǎo)紗器120的精確定位和運(yùn)動,橫動單元100具有確定驅(qū)動軸171的轉(zhuǎn)動的回 轉(zhuǎn)編碼器或增量編碼器180。在此所示的實(shí)施例中,增量編碼器180直接安置在電動機(jī)170的 驅(qū)動軸171上,因此直接確定驅(qū)動軸171的轉(zhuǎn)動。或者,增量編碼器可以通過齒輪或類似的機(jī) 械連接被耦聯(lián)至電動機(jī)驅(qū)動軸以便例如確定驅(qū)動軸171的轉(zhuǎn)動。
[0026]在工作中,增量編碼器180輸出表示電動機(jī)170的驅(qū)動軸171的轉(zhuǎn)動的角度增量信 號。角度增量信號本身可以是任何類型的,例如它可以是光信號或電信號。在此所述的實(shí)施 例中,增量編碼器180輸出角度增量電信號。在一個實(shí)施例中,這可以是實(shí)質(zhì)上已知的美國 Digital E6-2000型增量編碼器,其針對驅(qū)動軸的每轉(zhuǎn)并在分析所有信號側(cè)邊情況下提供 8000角度增量,其中在此增量編碼器情況下通過兩條分析線輸出所述信息。
[0027]圖2示出線A和B的