专利名称：圆形编织机和电动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及权利要求1前序部分所描述的圆形编织机，并且涉及权利要求9前序部分的电动机。
背景技术：
从D-72277 domstetten的Memminger-Iro GmbH公司2003年12月15日的No.027.900.000.01技术信息手册“汽车皮带驱动器”能够得知提供变换器(inverter)，变换器的个数对应于皮带驱动器中的电动机的个数，在圆形编织机的基座旁边矗立在底面上的壳体中，壳体包括机器控制器。每个变换器通过电缆线股与一个电动机连接，并且在考虑由机器编码器信号得出的目标值情况下利用频率变换将主电流变换为直流。速度信号或驱动电流信号对应于各目标值。机器编码器和用于工作参数，例如每个皮带驱动器的喂纱量设置的控制终端连接到变换器。由于电动机的相对高的位置，电缆线股必须是长的。然而，甚至即使采用了一定的屏蔽措施，速度信号和驱动电流信号非常易于受干扰，也可能是它们自身会引起干扰的原因。与至少一些电动机相关联的电机编码器通过信号电缆与壳体中的变换器连接，用于目标值和实际值之间的各个比较。传输干扰和/或由沿长电线缆传输引起的干扰会危及圆形编织机的工作安全性并且可能负面地影响针织物的质量。
从EP0078550B1获知的圆形编织机的一组喂纱装置的各驱动器皮带通过具有不同直径的驱动轮(pulley)被驱动，也就是所谓的QAP-轮，QAP-轮或着以圆形编织机的驱动速度旋转，或者以严格与圆形编织机的速度成比例的速度旋转。为了实现不同于驱动轮的给定速度的皮带速度，改变驱动轮的有效直径(active diameter)，然而，应该首先停止圆形编织机后再做这种改变。每个喂纱装置具有一个电控装置，所述电控装置用于根据编织图案和颜色设置不同工作模式和功能。每个喂纱装置可以对多达四种不同或相同的纱线操作。喂纱装置被整合进总线系统并且与中央控制设备连接，所述中央控制设备可以安装在与喂纱装置本身相同的承载环上。
在速度控制系统中电机速度信号或电机驱动电流信号的主要提供以及通过长电线缆股向设置在皮带驱动器中的不同的速度伺服电机的信号的传输最近已经变成了上述驱动轮(QAP)的标准替代物。这种概念的实例可以在DE 2820747A、US2004/0237600A1、US6301938B1、WO02/02856A中发现。
发明内容
本发明的一个目的是改善具有一个在皮带驱动器中的电机的圆形编织机的工作安全性，以确保针织品的高质量。
这个目的通过权利要求1的特征部分和权利要求9的特征部分实现。
由于结构尺寸，直接将包括控制电路和电源电路(例如PWM调制器)的电机速度控制器结合进电动机中，并在电缆线股中只传输电机电源电流和与实际编织机速度相关的至少目标值，避免了在圆形编织机的长电缆路径上传输速度信号或驱动电流信号的必要性，所述速度信号或驱动电流信号易于受干扰并它们自身容易引起干扰。只有电机电源电流，例如直流，提供给电动机。这种传输对干扰不敏感并且也几乎不是对其它电路或电子元件干扰的原因。可以无干扰的传输目标值同样是真实的。目标值主要作为速度信息并且在某些情况下还包括位置信息。需要的速度信号或驱动电流信号首先不集中(de-centrally)地通过电机速度控制器在电动机中产生并且在不易受干扰的最短路径上内部发送到电机绕组。也是在这个位置上执行目标值和实际值之间的平衡。接口单元可以紧凑地设计，并且因此只占用圆形编织机中较少的空间。接口单元甚至可以优选地设置在电动机附近。借助于电机编码器的信号和在某些情况下在设定终端(setting terminal)设置的参数，各目标值在接口单元中得出并且被发送到电机速度控制器。当现场总线系统连接到圆形编织机时，目标值例如电流值或电压值甚至可以配置为数字信息。对于各皮带驱动器，发送的目标值便利地表示通过机器编码器记录的编织机的实际速度和电动机的目标速度之间的选择比率。
便利地，通用接口单元为所有结合进圆形编织机中多个皮带驱动器的电动机而设置。通用接口单元例如可以包括整流电路例如开关电源。接口单元甚至可以设置在圆形编织机上方，在某些情况下，为了不阻碍或最低限度地阻碍例如进入圆形编织机的针筒或基座，与圆形编织机分离。
由于接口单元可以设计得非常紧凑，可以被放置在地面上的圆形编织机上，优选地甚至可以放置在编织机的上部中，或通常为了只需要尽可能短的电缆线股，策略上靠近电动机。
在便利的实施例中，接口单元包括主电流入口、多个电缆线股出口，以及优选地机器编码器的连接电缆的一组入口和/或出口、设定终端的连接电缆，以及类似物，至少一个整流器和用于获得目标值的逻辑电路。每个目标值不仅可以包含速度信息或直接的编码器数据，而且在某些情况下，还包含圆形编织机瞬间位置的信息。当接口单元与设定终端组合在一起，或者甚至结合进设定终端的情况下，设定终端的连接电缆可以被省略。
在便利的实施例中，电缆线股包括直流电缆，并且优选地甚至是单独的信号电缆。产生于主电流的直流在直流电缆中被传送，而目标值在信号电缆中被传送。
为了保证高传输速度和抗干扰的高安全性，例如在与圆形编织机连接的场地总线系统中，至少用于传输信息和/或目标值和/或编码器数据的电缆可以为例如CAN总线或甚至是光纤电缆。所谓的Toshiba link，简称TOS-link可以为此目的在实践中被使用。
在便利的实施例中，为了最小化电缆(cabling)，与电动机关联的电机编码器优选地直接被结合并且被直接连接到电机速度控制器，从而目标值和实际值之间的平衡以非集中方式在每个电动机中执行。
结合了包含电源电路和控制电路的电机速度控制器的电动机优选地为圆形编织机的皮带驱动器的优选定制驱动单元，并且使得至今仍在忍受的速度信号或驱动信号传输问题被避免，所述速度信号和驱动信号易受干扰并且它们自身可能引起干扰。
本发明的实施例将借助下列附图进行说明，其中图1是圆形编织机的立体示意图；图2是电动机的立体图；图3是接口单元的立体图，以及图4是简化的方框图。
具体实施例方式
图1示意性地描述了仅通过基本元件表示的圆形编织机RM。圆形编织机RM通过例如多边形基座1位于地面上，并且包括针筒2，在所述针筒2的顶部设置有馈送器运送系统(feeder carrying system)3。同一种类型或不同类型的多个喂纱装置F1、F2被固定在承载环4、5上并且被整合进各个皮带驱动器R1、R2。驱动整合喂纱装置F1、F2的皮带驱动器通过至少一个电动机M1、M2被驱动。
电动机M1、M2例如是永磁电机，即同步交流或AC电机。具有控制电路和电源电路(图2)的速度控制器C1、C2被整合进每个电动机。电动机M1、M2通过电缆线股K1、K2连接到接口单元U。接口单元U通常用于所有的电动机，并且例如被安装在处于高位的圆形编织机RM的基座1上或独立于圆形编织机被安装在运送系统3的上方。或者在某些情况下，甚至被整合进运送系统3中。或在另一种未示出的情况中，接口单元U可以直接放置在地板上。可替换地，接口单元U(以虚线表示的)可以被放置地更高，例如，在环形承载件27上。接口单元U连接到主电源电缆6。
或者被整合进圆形编织机RM或者被倒退安装(retro-fitted)在圆形编织机RM上的机器编码器E扫描编织机的实际速度，并且通过信号线缆8被连接到接口单元U。设定终端T或者设在接口单元U附近，或者甚至被设为与接口单元U组合，所述接口单元U例如被容纳在壳体26中。接口单元U与电缆线股K1、K2和电机速度控制器C1、C2结合，形成一个速度控制系统7，在设定终端T可以将功能参数输入到所述速度控制系统7。例如通过机器编码器E，速度控制系统7仅与圆形编织机RM通信。逻辑电路L被包含在接口单元U中以产生各电机速度控制器C1、C2的目标值i1、i2，即主要是速度信息，并且在某些情况下甚至包括位置信息。目标值i1、i2借助于机器编码器信号和输入功能参数(例如喂纱数量和类似参数)产生。这些目标值i1、i2例如为电流值或电压值。
如图2所示，电动机M1具有壳体9和具有散热片(cooling fin)的可分离壳体帽10。电机速度控制器C1被设在壳体帽10后面并且连接到未示出的电机绕组。夹持装置11被设在电机壳体9上或被设在壳体帽10上，以将电动机M1固定在例如运送系统3的承载环7上。为了驱动皮带驱动器R2，例如可以设置驱动滚筒12，所述驱动滚筒12或者具有齿或者被设计为杆笼(rod cage)。电缆线股K1、K2例如包括直流电缆18和信号电缆24，后者用于传输各目标值i。信号电缆24可以延伸而与电流电缆18分离。接收电缆线股K1、K2的连接器13被安装在壳体帽10上。
在图2中，电机编码器E1被直接整合进电机壳体9中，例如在远离驱动滚筒12的下端。电机编码器E1通过信号连接14与电机速度控制器C1直接通信。连接到电机速度控制器C1的电机编码器E1可以改为与电动机M1分离设置，并且可以通过驱动滚筒由各皮带驱动器R1、R2以皮带驱动器的实际速度直接驱动。
在所示实施例中的接口单元U是基本为平行表层(parallel epipedon)形状的盒子25，所述盒子在前侧具有用于主电源电缆6的引导衬套15(introducing bush)，并且在相邻的窄侧面上还具有由用于多条(2×3)电缆线股K1、K2的封盖17保护的出口16，如所描述的情况，连接到电动机M1、M2。从出口16引出的电缆线股K1、K2或者只由粗电缆18组成而信号电缆24是单独的，或者由电缆18和信号电缆24组成。
多个入口或出口20被设在壳体25的上侧，在壳体25的上侧连接有例如来自机器编码器E的信号电缆8、来自设定终端T的连接电缆21、例如到润滑装置控制器的信号电缆23，以及信号电缆22，所述信号电缆22连续地通向所有的电机编码器E1或各个电动机M1、M2。之后安装的用于增加监控任务或控制任务例如测量纱线消耗或类似任务的信号电缆23也可以连接到那里。
因为光信号相比电信号更不易于被干扰并且由于高传输速度，信号电缆8、21、22、23和24便利地为光纤线缆。尤其适合作为信号传输电缆的是所谓的Toshiba link，简称TOS-link。入口或出口20由板19覆盖，例如印刷电路板设置在所述板19的后面，所述印刷电路板可以承载逻辑电路L的电源元件。
图4表示例如用于两个电动机M1、M2的圆形编织机RM的速度控制系统7的框图。每束电缆线股K1、K2被连接到通用接口单元U，所述电缆线股包括用于电机电源电流例如直流的粗电缆18和在某些情况下具有单个目标值i1、i2的信号电缆24。在所示的情况下(交流/直流)，接口单元U包括整流部G，例如开关电源，以及用于获得目标值i1、i2的逻辑电路L。其中，逻辑电路L集中处理信息或机器编码器数据e和功能参数p。必要的目标值i1、i2和电机编码器e1、e2之间的目标值/实际值分别比较直接在电机速度控制器C1、C2中执行。在检测到偏差的情况下，偏差被转换成各控制程序。为此，电机速度控制器C1、C2设有必要的电源电路和控制电路。
权利要求
1.一种装有喂纱装置(F1、F2)的圆形编织机(RM)，所述喂纱装置结合进由至少一个电动机(M1、M2)驱动的至少一个皮带驱动器(R1、R2)，并且装有与至少一个机器编码器(E)连接的电子电动机速度控制系统(7)，其特征在于，具有电源电路和控制电路的电机速度控制器(C1、C2)结构上被整合进电动机(M1、M2)，电机速度控制器内部直接连接到电动机绕组并且通过电缆线股(K1、K2)外部连接到接口单元(U)，所述接口单元在圆形编织机(RM)上与电动机(M1、M2)分离地设置，机器编码器(E)连接到接口单元(U)，并且通过接口单元(U)经由电缆线股(K1、K2)提供所述电机电源电流和电动机的目标速度的目标值(i)，所述目标值(i)至少从机器编码器(E)的信号中得出。
2.根据权利要求1所述的圆形编织机，其特征在于，目标值(i)表示编织机的实际速度和电动机的目标速度之间比率值，优选地以电压电平和电流电平中的至少一个的形式。
3.根据权利要求1所述的圆形编织机，其特征在于，通用接口单元(U)设置为用于皮带驱动器(R1、R2)的所有电动机(M1、M2)。
4.根据权利要求1所述的圆形编织机，其特征在于，接口单元(U)放置在地板上，优选地在圆形编织机(RM)的上部区域中。
5.根据权利要求1所述的圆形编织机，其特征在于，接口单元(U)包括至少一个整流器(G)，例如开关电源，并且所述接口单元(U)设有主电流的入口(15)和多个电缆线股出口(16)以及，优选地除此之外设有一组入口和/或出口(20)以用于连接到机器编码器的连接电缆(8)、连接到设定终端(T)的连接电缆(21)，并且所述接口单元(U)设有用于获得各目标值(i)的逻辑电路(L)。
6.根据权利要求1所述的圆形编织机，其特征在于，电缆线股(K1、K2)包括电流电缆(18)特别是直流电缆，以及信号电缆(24)，优选为单独的信号电缆。
7.根据权利要求6所述的圆形编织机，其特征在于，至少用于传输信息和/或信号和/或和/或目标值(i)的电缆(8、21、23、24)是光纤电缆，优选为TOS-link。
8.根据权利要求1所述的圆形编织机，其特征在于，电机编码器(E1)与电动机(M1)相关联，所述电机编码器(E1)优选地被整合进电动机(M1)，并且电机编码器(E1)被连接到电机速度控制器(C1)以至少用于执行电动机速度的目标值和实际值之间的比较。
9.一种安装在皮带驱动器(R1、R2)中的电动机，所述皮带驱动器驱动在圆形编织机(RM)上的喂纱装置(F1、F2)，其特征在于，具有电源电路和控制电路的电机速度控制器(C1、C2)结构上被整合进电动机(M1、M2)，并且所述电机速度控制器(C1、C2)与电缆线股(K1、K2)连接以用于传输电机电源电流和电动机目标速度的目标值(i)。
全文摘要
电机速度控制器C1、C2结构上被整合进圆形编织机RM中皮带驱动器R1、R2的电动机M1、M2。通过电缆线股K1、K2，电机速度控制器与放置于圆形编织机RM上的接口单元U连接。电机速度控制器C1、C2直接控制电动机绕组并只接收电缆线股中的电机电源电流和电机速度目标值i。
文档编号D04B9/02GK101087910SQ200580041678
公开日2007年12月12日 申请日期2005年12月6日 优先权日2004年12月7日
发明者斯迪格阿尔恩·布洛姆 申请人:梅名格-Iro公司