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Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsüberwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Spulenbank eines Flyers, sowie eine Spinnereimaschine, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.

Bei Spinnereimaschinen mit selbsttätigen Spulenwechselvorrichtungen kann es z. B. bei Fehlfunktionen der Spulenwechselvorrichtung sowie bei einer fehlerhaften Bestückung der die leeren Hülsen bzw. vollen Spulen zuführenden bzw. abführenden Vorrichtung zu einer Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung kommen. Es wurden daher verschiedene Verfahren bzw. Vorrichtungen für das Überwachen des Spulenwechselvorgangs entwickelt, welche den korrekten Ablauf des selbsttätigen Spulenwechselvorgangs sicherstellen, zumindest jedoch eine Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der Spulenwechselvorrichtung ausschließen sollen.

So ist beispielsweise aus der DE 40 37 880 C2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen des Spulenwechselvorgangs bei einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine, bekannt, wobei die Arbeitsstellen der Maschine individuell über mindestens einen, entlang einer Reihe von Greiforganen einer selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung bewegbaren Wandersensor überwacht werden. Dabei wird das Greifen und Freigeben von Hülsen bzw. Kopsen durch die Greiforgane der Spulenwechselvorrichtung überwacht. Mittels einer derartigen Vorrichtung ist u. a. sofort erkennbar, wenn in fehlerhafter Weise mittels eines bestimmten Greifers eine volle Spule nicht von der betreffenden Spindel der Spinnereimaschine abgezogen wird. In diesem Fall wird das Aufsetzen einer leeren Hülse auf die betreffende Spindel von vornherein unterbunden, da anhand des erzeugten Fehlersignals entweder der gesamte Spulenwechselvorgang oder zumindest der Spulenwechselvorgang an der betreffenden Spinnstelle gestoppt werden kann.

Gegenüber anderen bekannten Überwachungsverfahren, welche mittels einer Lichtschranke eine Abtastung mehrerer oder sämtlicher Spulen einer Spinnereimaschine abtasten, ergibt sich bei der Verwendung eines Wandersensors der Vorteil, daß mit der Erzeugung eines Fehlersignals auch sofort die Information verfügbar ist, an welcher der Spinnstellen der Fehler aufgetreten ist.

Die erwähnte Möglichkeit der Überwachung mittels einer Lichtschranke ist beispielsweise aus der DE 38 36 330 A1 bekannt. Hierbei verläuft der Taststrahl der Lichtschranke durch einen Bereich der Spinnereimaschine oder der Spulenwechselvorrichtung, der durch die in einer Reihe angeordneten Spulen oder Hülsen in einer Phase des Wechselvorgangs eingenommen und in einer anderen Phase verlassen sein soll. Wenn ein Greiforgan der selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung versagt und eine Spule oder Hülse in der anderen Phase in dem abgetasteten Bereich verbleibt, wird durch die Spule oder Hülse die Lichtschranke unterbrochen und ein Fehlersignal abgegeben, das für das Stoppen des Spulenwechselvorgangs oder zur Erzeugung eines Bedienerrufs verwendet werden kann. Allerdings ist mit einer derartigen Vorrichtung nicht erkennbar, wenn bereits vor Beginn des Wechselvorgangs an einer bestimmten Arbeitsstelle keine Hülse bzw. Spule vorhanden war und aus diesem Grund selbstverständlich auch nicht zurückbleiben konnte. Diese Fehlermöglichkeit ist jedoch statistisch gesehen von geringerer Bedeutung. Zudem kann es beim Fehlen einer leeren Hülse bzw. einer vollen Spule am jeweiligen Ausgangsort nicht zu einer derart gravierenden Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der Spulenwechselvorrichtung kommen, wie dies der Fall ist, wenn am Ausgangsort eine leere Hülse bzw. eine volle Spule vorhanden ist und am Zielort in fehlerhafter Weise die betreffende volle Spule bzw. leere Hülse nicht abgezogen wurde. Denn in diesem Fall kann es infolge einer Kollision der leeren Hülse mit der vollen Spule zu einer schwerwiegenden Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. der Spulenwechselvorrichtung kommen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kollisionsüberwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Spulenbank eines Flyers, zu schaffen, mit dem eine Beschädigung der Spinnereimaschine oder einer dieser zugeordneten Vorrichtung sicher vermieden wird und welches mit möglichst geringem Aufwand realisierbar ist. Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spinnereimaschine zu schaffen, welche insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeignet ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 8.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Antrieb für das bewegbare Element der Spinnereimaschine während einer zulässigen Betriebsweise eine bestimmte Leistung aufnimmt bzw. abgibt. Unzulässige Betriebsweisen, beispielsweise bei der Kollision des bewegbaren Elements der Spinnereimaschine mit einem weiteren Element, führen zu Abweichungen in der vom Abrieb aufgenommenen bzw. abgegebenen Leistung während einer zulässigen Betriebsphase, wobei bei Detektieren einer unzulässig hohen Abweichung ein Fehlersignal erzeugt wird.

Anstelle der direkten Erfassung der aufgenommenen bzw. abgegebenen Leistung des Antriebs kann selbstverständlich auch eine damit gekoppelte Größe gemessen werden. Beispielsweise kann hierzu das vom Antrieb abgegebene mechanische Drehmoment erfaßt werden, das über die Drehzahl eines Elements im System des Antriebs mit der abgegebenen Leistung verknüpft ist.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die von dem als elektrischer Antrieb ausgebildeten Antrieb aufgenommene elektrische Leistung erfaßt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil verschleißfreier und kostengünstiger Sensoren zur Erfassung der aufgenommenen Leistung bzw. eines damit gekoppelten Parameters, da, anders als im Fall mechanischer Sensoren zur Erfassung des Drehmoments, keine bewegten Teile erforderlich sind.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die Bewegung des bewegbaren Elements nach einer Anfahrphase mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit erfolgt. In diesem Fall kann der Sollwert für das Festlegen einer unzulässig hohen Abweichung des Istwerts nach dem Hochfahren des Antriebs und dem Erreichen der konstanten Geschwindigkeit durch eine Messung der betreffenden Meßgröße erfaßt und gegebenenfalls gespeichert werden.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß für jeden individuellen Bewegungsvorgang ein eigener Sollwert festgelegt wird. Es ist somit beispielsweise zur Kollisionsüberwachung einer Spulenbank eines Flyers mit einer selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung nicht erforderlich, den jeweiligen Sollwert abhängig vom Gesamtgewicht der leeren Hülsen bzw. vollen Spulen auf der Spulenbank festzulegen. Selbstverständlich kann ein Festlegen des Sollwerts in dieser Weise jedoch auch nur dann durchgeführt werden, wenn ein Wechsel im Produktionsvorgang vorgenommen werden soll, beispielsweise die Umstellung auf ein anderes Garn bzw. ein damit verbundenes anderes Gesamtgewicht der vollen Spulen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung erfolgt die individuelle Messung des Sollwerts in einem Wegbereich des bewegbaren Elements, in dem eine Kollision weitgehend ausgeschlossen ist. Beispielsweise kann das Messen des Sollwerts kurz nach dem Erreichen der konstanten Sollgeschwindigkeit in einer Position der Spulenbank vorgenommen werden, in der infolge der Länge der Hülsen bzw. Spulen eine Kollision ausgeschlossen ist.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird bei Auftreten eines Fehlersignals infolge einer Kollision der Antrieb zur Bewegung des bewegbaren Elements selbsttätig stillgelegt.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein oder mehrere Punkte oder Bereiche des Bewegungswegs des bewegbaren Elements von der Überwachung ausgenommen, um beispielsweise das Übergeben voller Spulen bzw. leerer Hülsen an Hängehalter oder das Aufsetzen leerer Hülsen oder voller Spulen auf Spindeln zu ermöglichen. Denn zur Bewältigung dieser Aktionen ist eine höhere Leistung erforderlich, als für die gleichförmige Bewegung des bewegbaren Elements.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Spinnereimaschine nach der Erfindung umfaßt der Antrieb einen von einem Frequenzumrichter gesteuerten Elektromotor, in welchem eine Sensorschaltung für das Detektieren der Leistungsaufnahme des Elektromotors integriert ist. Hierdurch ergibt sich der Vorteil eines geringen Aufwands für das Realisieren des Sensors. Anstelle der von dem Frequenzumrichter abgegebenen Leistung kann selbstverständlich auch dessen Leistungsaufnahme erfaßt werden.

Vorzugsweise findet ein Frequenzumrichter Verwendung, welcher in einem internen Regelkreis eine flußbildende und eine drehmomentbildende Stromkomponente zur Ansteuerung des Elektromotors erzeugt. Die dem Drehmoment des Elektromotors proportionale drehmomentbildende Stromkomponente kann dann der Auswerte- und Steuereinheit als Sensorsignal zur weiteren Verarbeitung und Auswertung zugeführt werden.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer kostengünstigen Realisierbarkeit, da derartige Frequenzumrichter handelsüblich sind und somit die zusätzliche Realisierung eines Sensors zur Erfassung der Leistung oder einer damit verkoppelten Größe unnötig ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Spinnereimaschine nach der Erfindung ist der Auswerte- und Steuereinheit das Signal eines Wegsensors zur Erfassung der Position des bewegbaren Elements zugeführt, um abhängig von der Position des bewegbaren Elements an bestimmten Punkten oder innerhalb vorbestimmter Bereiche das Erzeugen eines Fehlersignals unterbinden zu können.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer Spinnereimaschine, nämlich eines Flyers, nach der Erfindung bei drei unterschiedlichen Kollisionsfällen (Fig. 1a, Fig. 1b, Fig. 1c) und

Fig. 2 ein Diagramm mit den positionsabhängigen Verläufen des Drehmoments und der Drehzahl der Spulenbank des Flyers in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile einer im übrigen nicht näher dargestellten Spinnereimaschine 1 in Form eines Flyers. Dem Flyer 1 werden über ein schematisch dargestelltes Streckwerk 3 Lunten 5 zu jeder Arbeitsstelle 7 zugeführt.

Jede Arbeitsstelle 7 umfaßt einen um eine vertikale Achse drehbar angetriebenen Flyerflügel 9, durch dessen einen Arm die jeweilige Lunte 5 verläuft, bis diese am Ende des Arms des Flyerflügels austritt und auf einer leeren Hülse bzw. einer Spule 11 aufgewunden wird. Hierbei wird die Lunte entsprechend der Flügeldrehzahl und der Lieferung durch die Flyerflügel 9 verdreht. Die Flyerflügel 9 sind, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, an einer Flügelbank 15 angeordnet, wobei die Arbeitsstellen mit jeweils einem Flügel in zwei Reihen entlang der Längsseite des Flyers angeordnet sind. Die Arbeitsstellen weisen dabei in Maschinenlängsrichtung einen äquidistanten Abstand auf. Die beiden Reihen von Arbeitsstellen sind so angeordnet, daß die Arbeitsstellen der hinteren Reihe zu den Arbeitsstellen der vorderen Reihe um jeweils den halben Abstand der Arbeitsstellen in Längsrichtung der Maschine versetzt sind, d. h. auf Lücke stehen.

Die Spindeln 13 sind in entsprechender Weise auf einer Spulenbank 17 angeordnet, welche mittels eines Antriebs 19 in der Vertikalen bewegbar ist.

Der Antrieb 19 umfaßt einen Elektromotor 21, welcher über ein Getriebe 23 mit einem Ausgangsritzel 25 mit einer vertikal angeordneten Zahnstange 27 gekoppelt ist.

Der Elektromotor 21, welcher vorzugsweise als dreiphasiger Motor ausgebildet ist, wird von einem Frequenzumrichter 29 angesteuert. Vorzugsweise auf der Achse des Elektromotors 21 ist ein Inkrementalgeber 31 angeordnet, dessen Ausgangssignal proportional der Drehzahl bzw. der Winkelgeschwindigkeit der Motorachse ist und welches dem Frequenzumrichter 29 zugeführt ist. Der Frequenzumrichter 29 umfaßt einen Regler, durch den die den Elektromotor 21 beaufschlagenden drei Phasen für einen Spulenwechselvorgang unter Verwendung des Signals des Inkrementalgebers 31 in Form einer geschlossenen Regelschleife derart einstellbar sind, daß der Elektromotor 21 mit im wesentlichen konstanter Drehzahl läuft. Somit ergibt sich während eines Spulenwechselvorgangs lediglich bei einer Drehzahländerung bzw. Laständerung ein Einschwingvorgang, nach dessen Ablauf der Motor 21 die Spulenbank 17 wieder mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit bewegt.

Der Frequenzumrichter 29 wird seinerseits von einer Auswerte- und Steuereinheit 33 angesteuert. Die Verbindung zwischen Auswerte- und Steuereinheit 33 einerseits und dem Frequenzumrichter andererseits kann beispielsweise als Feld-Bus, beispielsweise in Form eines Interbus-S oder Vectron-Bus, ausgebildet sein.

Die Auswerte- und Steuereinheit 33 ist des weiteren mit einem Absolutwertgeber 35 verbunden, welcher beispielsweise mit dem Ausgangsritzel 25 des Antriebs 19 gekoppelt ist und dessen Signal ein Maß für die absolute Höhenposition der Spulenbank 17 darstellt.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1a und 2 das erfindungsgemäße Verfahren zur Kollisionsüberwachung näher erläutert, wobei von der in Fig. 1a dargestellten Position der Spulenbank 17 ausgegangen wird.

Ausgehend von ihrer Ausgangsstellung in ihrem unteren Umkehrpunkt UT beschleunigt der Elektromotor 21 des Antriebs 19 die Spulenbank 17 so, daß bereits nach kurzer Zeit eine im wesentlichen konstante Drehzahl und damit konstante Geschwindigkeit der Spulenbank 17 erreicht ist. Diese Anfahrphase ist in dem Diagramm gemäß Fig. 2 durch einen annähernd linear ansteigenden Verlauf der Drehzahl n des Spulenbankmotors 21 und ein entsprechend hohes Drehmoment gekennzeichnet. Im realen Betrieb werden sich dabei selbstverständlich die üblichen Anfahrkurven für das Drehmoment M und die Drehzahl n des Antriebs ergeben. Dabei ist es unerheblich, an welcher Stelle des Antriebs das Drehmoment M bzw. die Drehzahl n betrachtet wird, da das Produkt dieser beiden Größen - ein verlustloses Getriebe vorausgesetzt - proportional der vom Antrieb abgegebenen Leistung ist.

Nach dieser Anfahrphase, in welcher das Drehmoment einen Maximalwert ≙ erreicht, wird die Spulenbank 17 mit im wesentlichen gleichförmiger Geschwindigkeit weiterbewegt, wozu der Elektromotor ein Drehmoment Mm bei einer Drehzahl nm abgibt.

Bei Erreichen einer Höhe h&sub1;, bei der der Antrieb bereits seinen eingeschwungenen Zustand nach dem Anfahrvorgang erreicht hat, und bei der es entsprechend der Länge der Hülsen bzw. Spulen noch unter keinen Umständen zu einer Kollision zwischen beiden kommen kann, erhält die Auswerte- und Steuereinheit 33 vom Frequenzumrichter 29 eine Information über die Größe der drehmomentbildenden Komponente des internen Regelkreises. Die Höhe h&sub1; kann von der Auswerte- und Steuereinheit 33 entweder dadurch ermittelt werden, daß diese das Signal des Absolutwertgebers 35 kontinuierlich oder in bestimmten Abständen abtastet oder daß das Signal des Absolutwertgebers bei Erreichen der Höhe h&sub1; einen Interrupt auslöst, so daß die Auswerte- und Steuereinheit 33 zu diesem Zeitpunkt eine Erfassung der drehmomentbildenden Komponente des Frequenzumrichters 29 vornimmt. Selbstverständlich kann anstelle der Erfassung eines einzigen Werts für die drehmomentbildende Komponente über einen bestimmten Zeitraum ein Mittelwert gebildet werden.

Der Drehmomentwert dient ab einer bestimmten Position d. h. ab einer bestimmten Höhe der Spulenbank 17, die mit der Höhe h&sub1; identisch sein kann, als Basiswert zur Bestimmung des Sollwerts für den Überwachungsvorgang. Hierzu kann beispielsweise der ermittelte Wert für das Drehmoment Mm mit einem bestimmten Faktor f multipliziert und als Schwellwert Ms = f × Mm gespeichert werden. Dieser Schwellwert kann dann als Sollwert für die Kollisionsüberwachung verwendet werden.

Bei der in Fig. 1a dargestellten Konstellation wird für die in der Figur rechts dargestellte Arbeitsstelle ein korrekter Wechselvorgang zu erwarten sein. Hierzu ist bereits, wie in Fig. 1a dargestellt, in beide Flügelreihen jeweils ein Trolleywagenzug 37 eingefahren, wobei jeder zweite Hängehalter 39 der Trolleywagenzüge 37 mit einer leeren Hülse 41 bestückt war. Bei der in Fig. 1a dargestellten Konstellation wurden bereits die auf den Spindeln 13 nach Beendigung eines Abzugs vorhandenen vollen Spulen durch ein Anheben der Spulenbank in die darüber befindlichen leeren Hängehalter 39 eingeklinkt und die Spulenbank 17 erneut abgesenkt. Anschließend wurde jeder Trolleywagenzug um den äquidistanten Abstand zwischen den Hängehaltern 39, welcher dem halben Abstand der Spindeln 13 entspricht, weiterbewegt.

Würde, ausgehend von dieser in Fig. 1a für die rechte Reihe von Arbeitsstellen dargestellten Situation, wiederum ein Anheben der Spulenbank 17 erfolgen (die Situation der linken Reihe von Arbeitsstellen sei hierbei vernachlässigt), so ergäbe sich der in Fig. 2 mit durchgezogenen Linien dargestellte Verlauf für das Drehmoment M bzw. die Drehzahl n des Elektromotors. Nach einem Einklinken der leeren Hülse 41 auf der in Fig. 1a rechts dargestellten Spindel 13 wird der Motor 21 und damit der gesamte Antrieb stillgesetzt, wobei während des Einklinkvorgangs, wie in Fig. 2 dargestellt, das Drehmoment M bei im wesentlichen konstanter Drehzahl nm auf einen Wert Mk ansteigt.

Dieser Anstieg ist jedoch in der Regel geringer als der Drehmomentanstieg auf das Drehmoment ≙ während des Anfahrvorgangs.

Um die Kollisionsüberwachung ausreichend empfindlich gestalten zu können, wird jedoch der Schwellwert Ms (und damit der Faktor f) für den Ist-/Sollwertvergleich in der Regel niedriger gewählt werden als das Drehmoment Mk, das sich während des Einklinkvorgangs ergibt. Aus diesem Grund wird der Bereich, in welchem ein Übergabevorgang stattfinden kann, von der Auswerte- und Steuereinheit 33 durch eine entsprechende Auswertung des Signals des Absolutwertgebers 35 von der Überwachung ausgenommen bzw. das Erzeugen eines Fehlersignals unterbunden.

Unter Berücksichtigung der Situation für die in Fig. 1a links dargestellte Reihe von Arbeitsstellen 7 des Flyers 1 ergibt sich folgendes Bild: Auf der dargestellten Spindel 13 befindet sich fälschlicherweise eine volle Spule 11, die beispielsweise infolge eines mißlungenen Übergabevorgangs auf der Spindel 13 verblieben ist. In diesem Fall wird bei einer entsprechenden Höhe h&sub3; eine Kollision zwischen der fälschlicherweise noch auf der Spindel 13 verbliebenen Spule 11 und der darüber befindlichen leeren Hülse 41 stattfinden. Dies führt, wie in Fig. 2 dargestellt, zu einem sprungartigen Anstieg des Drehmoments M. Sobald die Auswerte- und Steuereinheit 33 ein Überschreiten der Schwelle Ms, d. h. des zuvor bestimmten Sollwerts, detektiert, erzeugt diese ein Fehlersignal. Dieses Fehlersignal kann, wie in Fig. 2 aus dem gestrichelten Verlauf ersichtlich, zu einem sofortigen Stillsetzen des Antriebs 19 verwendet werden.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann eine derartige Kollisionsüberwachung beispielsweise nur für den Höhenbereich Δh durchgeführt werden, d. h. innerhalb eines Bereichs, der durch die maximale Höhe h&sub2; und die minimale Höhe h&sub1; begrenzt ist. In diesem Bereich sind die Positionen der Spulenbank ausgenommen, in denen auch bei zulässiger Betriebsweise ein höheres Drehmoment auftreten kann, wie insbesondere während der Einklinkvorgänge.

Fig. 1b zeigt bei identischer Vorrichtung eine weitere Fehlerursache, welche zu einer Kollision führen kann. Bei der in der Fig. 1b rechts dargestellten Arbeitsstelle befindet sich ein leerer Hängehalter 39 über einer abzuziehenden vollen Spule 11. In diesem Fall wäre somit ein korrekter Wechselvorgang zu erwarten. Da jedoch bei der in Fig. 1b links dargestellten Arbeitsstelle fälschlicherweise kein leerer Hängehalter, sondern ein mit einer vollen Spule besetzter Hängehalter vorhanden ist, wird es bei einem Anheben der Spulenbank 17 ab einer gewissen Höhe wiederum zu einer Kollision zwischen den beiden vollen Spulen 11 kommen. Dies wird wiederum, wie vorstehend beschrieben, von der Auswerte- und Steuereinheit 33 erkannt und vorzugsweise das erzeugte Fehlersignal zu einem sofortigen Stillsetzen des Antriebs 19 verwendet. Auf diese Weise wird eine Beschädigung der Spinnereimaschine bzw. des Trolleywagenzugs vermieden.

Bei der in Fig. 1c dargestellten Situation befindet sich wiederum über der in der Figur rechts dargestellten Arbeitsstelle des Flyers ein leerer Hängehalter 39 über der abzuziehenden vollen Spule 11. Hierbei wäre wiederum ein korrekter Übergabevorgang zu erwarten. Da jedoch bei der in der Fig. 1c links dargestellten Arbeitsstelle des Flyers fälschlicherweise eine leere Hülse 41 an dem betreffenden Hängehalter 39 angeordnet ist, wird es bei einem Anheben der Spulenbank 17 bei einer gewissen Höhe der Spulenbank zu einer Kollision zwischen der leeren Hülse 41 und der darunter befindlichen vollen Spule 11 kommen. Auch diese Kollision wird von der Auswerte- und Steuereinheit 33 wieder in der vorstehend beschriebenen Weise erkannt und der Antrieb 19 bei der auftretenden Kollision umgehend stillgesetzt werden.

Auf diese Weise gewährleistet die Erfindung eine einfache Erkennung von Kollisionen. Dieses Verfahren ist insbesondere dann ohne großen Aufwand realisierbar - sogar entsprechende Spinnereimaschinen sind nachrüstbar -, wenn der Antrieb einen Frequenzumrichter umfaßt, in dessen innerem Regelkreis eine drehmomentbildende Komponente zur Erzeugung der Ansteuergrößen für den Elektromotor verwendet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann - ebenso wie die entsprechende Vorrichtung - selbstverständlich auch in der Weise abgewandelt werden, daß das Bewegen des bewegbaren Elements, nicht mit konstanter Geschwindigkeit, sondern z. B. entsprechend eines vorgegebenen Geschwindigkeitsverlaufs erfolgt. Auch in diesem Fall kann die momentan vom Antrieb aufgenommene bzw. abgegebene Leistung (oder ein damit gekoppelter Parameter) erfaßt und mit einem vorgegebenen Sollwert oder Sollwertverlauf verglichen werden. Beispielsweise kann ein vorgegebener Sollwertverlauf (zeitabhangig oder abhängig von der Position) in der Auswerte- und Steuereinheit 33 gespeichert sein. Diese vergleicht dann die momentanen Istwerte mit dem momentan gültigen Sollwert und erkennt auf diese Weise ggf. auftretende Kollisionen.

Selbstverständlich kann auch ein geschwindigkeitsabhängiger Sollwertverlauf gespeichert sein und die Auswerte- und Steuereinheit 33 zusätzlich zur vom Antrieb 19 aufgenommenen bzw. abgegebenen Leistung die Geschwindigkeit des bewegbaren Elements erfassen und bei einer erhöhten Leistungsaufnahme bzw. -abgabe des Antriebs 19 ein Fehlersignal erzeugen.

Für unterschiedliche Produktionsvorgänge und Bewegungsvorgänge können unterschiedliche Abhängigkeiten für den Sollwert bzw. den Sollwertverlauf vorgegeben sein. So kann z. B. für das Abziehen voller Spulen von den Spindeln und das hierzu erforderliche Anheben der Spulenbank ein bestimmter Sollwertverlauf oder eine Kennlinie des entsprechenden geschwindigkeitsabhängigen Sollwerts vorgegeben sein. Für unterschiedliche Spulengewichte, z. B. unterschiedliche Garnarten, können verschiedene Sollwertverläufe bzw. Kennlinien gespeichert sein. Da die Leistungsaufnahme für das Bewegen des bewegbaren Elements in der Regel über eine lineare Abhängigkeit mit dem Gewicht des Elements bzw. darauf befindlicher Teile (z. B. Spulen) abhängen wird, kann für verschieden schwere Teile nur jeweils ein Wert gespeichert sein, mit dem aus einer bekannten Kennlinie bzw. einem bekannten Sollwertverlauf für ein bestimmtes Teil mit einem bestimmten Gewicht die Kennlinie bzw. der Sollwertverlauf für das Bewegen des Elements mit dem jeweiligen Gewicht aus der bekannten linearen Beziehung ermittelt werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Kollisionsüberwachung eines bewegbaren Elements einer Spinnereimaschine, insbesondere einer Spulenbank eines Flyers, dadurch gekennzeichnet,

    daß bei einer Bewegung des bewegbaren Elements (17) zumindest über einen Teilbereich (Δh) des Bewegungswegs die Leistungsaufnahme eines das bewegbare Element (17) antreibenden Antriebs (19) oder die von dem Antrieb abgegebene Leistung oder eine jeweils damit gekoppelte Größe erfaßt wird und

    daß bei Überschreitung und/oder Unterschreitung eines Sollwerts für die gemessene Größe oder eine damit verknüpfte Größe ein Fehlersignal erzeugt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Antrieb (19) abgegebene mechanische Drehmoment (14) erfaßt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem als elektrischer Antrieb ausgebildeten Antrieb (19) aufgenommene elektrische Leistung erfaßt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb das bewegbare Element entsprechend einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf antreibt und daß als Sollwert ein dem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf entsprechender Verlauf der von dem Antrieb aufgenommenen oder abgegebenen Leistung oder einer jeweils damit gekoppelten Größe verwendet wird, wobei zur Kollisionserkennung jeweils der erfaßte momentane Istwert mit dem momentanen Sollwert verglichen wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der von dem Antrieb aufgenommenen oder abgegebenen Leistung oder einer jeweils damit gekoppelten Größe die Geschwindigkeit des bewegbaren Elements oder eine damit gekoppelte Größe erfaßt wird und daß als Sollwert ein der momentanen Geschwindigkeit des bewegbaren Elements bei zulässiger Betriebsweise entsprechender Wert für die von dem Antrieb aufgenommene oder abgegebene Leistung oder eine jeweils damit gekoppelte Größe verwendet wird, wobei zur Kollisionserkennung jeweils der erfaßte momentane Istwert mit dem momentanen Sollwert verglichen wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung einer Bewegung des bewegbaren Elements (17) mit im wesentlichen konstantem Betrag der Geschwindigkeit der Sollwert (Mm) nach einem Start eines Anfahrvorgangs des Antriebs (19) und nach Erreichen der konstanten Geschwindigkeit (nm) durch ein Erfassen der jeweiligen Meßgröße ermittelt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Erfassung des Sollwerts in einem Wegbereich des bewegbaren Elements erfolgt, in dem eine Kollision weitgehend ausgeschlossen ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auftreten eines Fehlersignals der Antrieb (19) selbsttätig stillgesetzt wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Punkte oder Bereiche des Bewegungswegs des bewegbaren Elements (17), an bzw. in denen bei korrektem Betrieb der Spinnereimaschine (1) erhöhte Werte der betreffenden Meßgröße auftreten, von der Überwachung ausgenommen sind.
  10. 10. Spinnereimaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem mittels einem Antrieb (19) antreibbaren bewegbaren Teil (17), insbesondere Flyer mit einer bewegbaren Spulenbank, dadurch gekennzeichnet,

    daß ein Sensor zur Erfassung der Leistungsaufnahme des das bewegbare Element antreibenden Antriebs oder der von dem Antrieb abgegebenen Leistung oder einer jeweils damit gekoppelten Größe vorgesehen ist, dessen Signal einer Auswerte- und Steuereinheit (33) zugeführt ist, und

    daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) bei einer Bewegung des bewegbaren Elements (17) zumindest über einen Teilbereich (Δh) des Bewegungswegs kontinuierlich oder in vorgegebenen zeitlichen Abständen das ihr vom Sensor zugeführte Meßsignal mit einem Sollwert (Ms) vergleicht und bei Detektieren einer unzulässig hohen Abweichung ein Fehlersignal erzeugt.
  11. 11. Spinnereimaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (19) einen von einem Frequenzumrichter (29) gesteuerten Elektromotor (21) umfaßt, in welchem eine Sensorschaltung für das Detektieren der Leistungsaufnahme des Elektromotors integriert ist.
  12. 12. Spinnereimaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzumrichter (29) in einem internen Regelkreis eine flußbildende und eine drehmomentbildende Stromkomponente zur Ansteuerung des Elektromotors (21) erzeugt und daß die dem Drehmoment des Elektromotors proportionale drehmomentbildende Stromkomponente der Auswerte- und Steuereinheit (33) als Sensorsignal zugeführt ist.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb das bewegbare Element entsprechend einem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf antreibt und daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) als Sollwert einen dem vorgegebenen Geschwindigkeitsverlauf entsprechenden Verlauf der von dem Antrieb aufgenommenen oder abgegebenen Leistung oder einer jeweils damit gekoppelten Größe verwendet, wobei die Auswerte- und Steuereinheit zur Kollisionserkennung jeweils den erfaßten momentanen Istwert mit dem momentanen Sollwert vergleicht.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerte- und Steuereinheit (33) zusätzlich zu der von dem Antrieb aufgenommenen oder abgegebenen Leistung oder einer jeweils damit gekoppelten Größe das Signal eines die Geschwindigkeit des bewegbaren Elements oder eine damit gekoppelte Größe erfassenden Sensors zugeführt ist und daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) als Sollwert einen der momentanen Geschwindigkeit des bewegbaren Elements bei zulässiger Betriebsweise entsprechender Wert für die von dem Antrieb aufgenommene oder abgegebene Leistung oder eine jeweils damit gekoppelte Größe verwendet, wobei die Auswerte- und Steuereinheit zur Kollisionserkennung jeweils den erfaßten momentanen Istwert mit dem momentanen Sollwert vergleicht.
  15. 15. Spinnereimaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) nach einem Start eines Bewegungsvorgangs und dem Erreichen einer vorgegebenen, im wesentlichen konstanten Sollgeschwindigkeit den Wert des Sensorsignals erfaßt und als Sollwert verwendet.
  16. 16. Spinnereimaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) den Sollwert nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Start des Bewegungsvorgangs erfaßt.
  17. 17. Spinnereimaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) den Sollwert nach dem Detektieren des Beginns eines im wesentlichen konstanten Sensorsignals erfaßt.
  18. 18. Spinnereimaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerte- und Steuereinheit (33) ein Signal eines Absolutwertgebers (35) zur Erfassung der Position des bewegbaren Elements zugeführt ist und daß die Auswerte- und Steuereinheit (33) an vorbestimmten Punkten oder innerhalb vorbestimmter Bereiche der Position des Elements (17) das Erzeugen des Fehlersignals unterbindet.






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