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的控制裝置，其中安裝在齒形帶上的導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)果導致紗線繞層。如果紗線在這樣的卷繞過程中未被引導，則紗線繞層一 般將不會有序并排布置。這樣的筒子對于機器加工幾乎是無用的，因為紗線無法被均勻退 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紗器引導，即如此進行橫動，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， 從而使得導紗器一般在橫向運動中平行于筒子軸線被引導。
[0004] 在筒子卷繞中，紗線應被盡量精確引導，因此單獨紗線繞層被盡可能精確定位在 筒子上，因此紗線能以適當精確均勻的方式從筒子上退繞出來。首先，橫動單元應盡可能精 確地引導紗線，但與此同時，紗線引導應足夠快速，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紗架即所謂的導紗器，其具有引導紗線的孔眼，其中導紗器 被固定安裝在帶（如齒形帶)上。導紗器可以在導軌中被引導且被電動機驅(qū)動輪(如齒形帶 輪)驅(qū)動。因此，驅(qū)動電動機通過驅(qū)動輪和帶來確定導紗器運動。因此，為了盡量最精確地定 位導紗器和因而使紗線準確落置在筒子上必須如此控制該電動機，即，導紗器被快速精確 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，電動機驅(qū)動型導紗器在橫動行程中被來回引導。這樣做時，電動機與電動 機轉(zhuǎn)子軸的當前位置相關(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，電動機驅(qū)動型導紗器的在橫動行程內(nèi)的位置被檢測且該導紗器根據(jù) 角速度變化作為實際與理論比較之結(jié)果的函數(shù)被控制。為了檢測導紗器的當前位置，角度 傳感器被耦聯(lián)至驅(qū)動電動機且被連接至控制裝置。當前位置的高精度測量是獲得導紗器精 確引導所必需的。于是，導紗器的各運動區(qū)段和與之相關(guān)的不同引導速度對角度傳感器測 量精度提出了尤其嚴格的要求。
[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 電動機尤其在橫動行程末尾引導該導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現(xiàn)。
[0010] 本發(fā)明的有利改進方案由各自從屬權(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運動時經(jīng)歷橫動行程的導紗器的各不同運動區(qū)段。尤其 是導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 速度下的導紗器線性范圍內(nèi)造成任何虛假反應，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 析并且由此獲得導紗器運動區(qū)段所優(yōu)選的電動機控制。
[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 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行編程。于是， 可以由不同的掃描速度產(chǎn)生相應的測量精度，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。
[0014] 為了針對導紗器的每個運動區(qū)段獲得有利的電動機控制，也在控制裝置內(nèi)設有數(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)流以與預定角速度 相關(guān)地調(diào)整電動機。
[0015] 為了將角度增量信號傳送給QEP分析裝置，也設有信號處理裝置，借此可以產(chǎn)生增 量編碼器信號的復制品。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)附圖來更詳細描述本發(fā)明，其中：
[0018] 圖1示出用于在其卷繞時引導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被引導穿過導紗器120的孔眼。導紗器120被連接至帶130,在此是齒形帶，即在本文所述 的實施例中，導紗器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。所述帶在帶輪150-1、150-2之間被導軌160 引導。導紗器120被如此施用于帶130,即它在帶輪150-1、150-2之間在導軌160中移動。驅(qū)動 輪140被連接至電動機170的驅(qū)動軸171，電動機通過驅(qū)動輪140驅(qū)動所述帶130并進而驅(qū)動 導紗器120,從而使導紗器在這兩個帶輪150-1、150-2之間來回運動。在此所述的實施例中， 電動機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170的任何轉(zhuǎn)動運動被準 確傳遞至驅(qū)動輪140。作為驅(qū)動輪和電動機之間的直接連接的替代方式，電動機和驅(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)動運動。
[0022] 電動機170可以是步進電動機或伺服電動機，其連接至相應的電源和控制電子裝 置。
[0023] 電動機170的轉(zhuǎn)動運動因此導致驅(qū)動輪140的轉(zhuǎn)動運動，驅(qū)動輪又使帶130移動，從 而帶130和進而與帶130相連的導紗器120都進行在這兩個帶輪150-1、150-2之間的移動。因 此，橫動行程是在兩個運動轉(zhuǎn)換點之間的運動路徑。
[0024]導紗器120的運動尤其在轉(zhuǎn)換點處是重要的。必須精確保持導紗器120的運動轉(zhuǎn)換 點，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?shù)竭_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器應用。
[0025]為了導紗器120的精確定位和運動，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。在此所示的實施例中，增量編碼器180直接安置在電動機170的 驅(qū)動軸171上，因此直接確定驅(qū)動軸171的轉(zhuǎn)動?；蛘撸隽烤幋a器可以通過齒輪或類似的機 械連接被耦聯(lián)至電動機驅(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。在此所述的實施 例中，增量編碼器180輸出角度增量電信號。在一個實施例中，這可以是實質(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