专利名称：用在纺纱机上用于监控驱动电机的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用在纺纱机尤其是纺纱准备机例如盖板梳理机、 罗拉梳理机等上用于监控驱动电机的装置，所述驱动电机与电子速度 设定和/或调节装置相连并与旋转操作构件相连。
背景技术：
实践中，纺织机具有由驱动电机驱动的旋转操作构件(例如在梳 理机上是锡林或刺辊)。为了能够使它们的速度与不同的操作状态相匹 配，频繁使用速度设定或调节装置，例如变频器。通常，电机被设计 成输出能力与所考虑的需求加上一定储备相一致。在需求根据所考虑 的操作状况而变化的情况下，总是需要将电机尺寸设计成满足最高允 许的需求。这种情况同样适用于操作电机的速度设定或调节装置。在 操作中，那些装置能够输送比所考虑的电机在常规中所需明显更大的 动力。例如这种情况发生在为了实现电机的电制动同样采用变频器时。 在那种情况下，由变频器输送并为达到可用结果所需的制动电流可以 很容易地达到常规电机电流的两倍。因为在常规情况下，在速度设定 或调节装置与电机之间根本不存在监控，在上述结构中由残次轴承、 整个系统低灵敏性或一些其它形式的过载引起的电机功率消耗增加仅 在达到或超过速度设定或调节装置的最大电流极限时才变得明显。然 而，在这种情况下通常对电机来说已经太迟了，尤其是因为其通常承 受开始緩慢并且长期持续的过栽。在大多情况下，电机或与其相联的 其它驱动构件那时已经受到永久损坏或破坏。
发明内容
因此本发明解决的问题是提供一种开始描述的避免所述缺陷并且生损坏的装置。通过权利要求1的特定特征解决该问题。通过根据本发明的装置，可以在速度设定或调节装置上确定任何 特定时间的电机负栽(例如电机电流)，将其传送到例如可以是相应机 器电子控制器的控制单元，并根据控制器已知的、所考虑的操作状况 在其中检查是否负载处于已知和预设极限的范围内。在与那些极限产 生偏差的情况下，输出误差报告和/或关闭电机或者停止整个机器。特 别有利的是自动进行驱动电机的监控。如果是速度控制或速度调节电 动机，优选在大小方面并根据所考虑的操作状况对例如从变频器流向 电机的电流进行监控。通过软件实现这种监控并且可以在机器控制器(SPS)和在相应速度设定或调节装置上执行这种监控。特别是可以考虑不同操作状况，特定操作状态等等。通过根据本发明的装置，尤 其可以确认特别是显示例如过载、灵敏度低等并在发生进一步破坏之 前做出报告。根据本发明采取的措施无需任何附加的构件。可以通过 软件的熟练设计专门实现本发明的优点。权利要求2-26包含了本发明的有利改进。
下文将参照图中所示的示例性实施方式更详细地描述本发明。 图1是具有根据本发明的装置的盖板梳理机的示意性侧视图； 图2a是用于根据图1的盖板梳理机、梳理机喂料装置和圏条器的驱动电机的操作示意图；图2b是用于根据图1的圏条器和梳理机牵伸机构的驱动电机的操作示意图；图3表示用于盖板梳理机的锡林和刺辊的速度调节驱动电机； 图4是机器电子控制和调节装置、电机电子控制和调节装置以及 机器速度调节驱动电机的示意图5表示作为时间的函数的电机功率消耗，也就是作为不同操作 状态的函数的电机负载；图6表示作为每单位时间生产量的函数的电机功率消耗，也就是 作为生产量的函数的电机负载；图7表示根据本发明装置的功能块示意图；以及图8表示作为不同操作状态的函数的负载和速度变化。
具体实施方式
图l表示盖板梳理机例如TrfitzschlerTC03盖板梳理机，其具有 喂料罗拉l、喂料台2、刺辊3a, 3b， 3c、锡林4、道夫5、剥取罗拉 6、轧辊7、 8、毛网导向构件IO、输送罗拉ll、 12、具有梳理盖板顶 杆导向罗拉13a、 13b和盖板14的回转冲危理盖板顶杆13、条筒15以 及具有圏条器板16a的圏条器16。通过弯箭头表示罗拉的旋转方向。 附图标记M表示锡林4的中心(轴线)。附图标记4a表示针布并且附 图标记4b表示锡林4的旋转方向。附图标记C表示处于梳理位置的 回转梳理盖板顶杆13的旋转方向并且附图标记B表示盖板14的返回 输送方向。附图标记17表示用于剥取罗拉6的清洁罗拉并且附图标记 18表示梳理喂料装置。图2表示驱动原理的示例。多个驱动电机和传动构件一起构成了 盖板梳理机TC 03的驱动方案。专用伺服电机驱动锡林4和刺辊3。 免维修的专用带确保了较长的使用寿命。在TC03中的毛网移送装置 装有单独、可调节的驱动装置。因而可以选择每一速度下理想的牵伸。 即使在加速和制动过程中，也可以通过控制器设定适用于任何特殊时 刻的速度的牵伸。这样使得条筒中的梳条从第 一米到最后一米分布更 均匀。用于喂料罗拉l、道夫5和毛网移送装置的电机是专用伺服驱 动装置。例如在道夫驱动装置中不存在任何高维修的齿轮。它们很少 刷洗并因此完全免维修。它们具有非常良好的动力性能并因而具有与 负载无关的速度变化。因此，提高了梳理机梳条的短波(short-wave) 均匀度(Uster值)。如果圏条机和变换器(参见图2b)是最佳的独立
装置，则另外采用伺服驱动装置。根据图2a,通过速度调节电机21、驱动电机21例如AC伺服电 机(AC-交流)驱动以下罗拉通过电机22驱动锡林；通过电机23 驱动刺辊3a、 3b、 3c;通过电机24驱动盖板才危理机K的喂料罗拉1; 通过电机25驱动道夫5、剥取罗拉6和轧辊7、 8;通过电机26驱动 输送罗拉ll、 12;通过电机27驱动后梳理盖板顶杆导向罗拉13a和 清洁罗拉19;通过电机28驱动梳理机牵伸系统32的输入和中间罗拉 对；通过电机29驱动梳理机牵引系统32的输出罗拉对以及输送罗拉 和圏条机板16a;通过电机30驱动条筒旋转盘并且通过电机31驱动 梳理喂料装置18的输入罗拉39。根据图3，通过速度调节电机22驱动锡林4并且通过速度调节电 机23驱动刺辊3。在电机22的轴上布置皮带轮35并在锡林4的轴上 布置皮带轮36,其上环绕环形带37以进行驱动。带37的外侧与导向 罗拉38和张紧罗拉39接合。在电机23的轴上布置皮带轮40并在刺 辊3的轴上布置皮带轮41，其上环绕环形带42以进行驱动。调节电 机23通过电机电子控制和调节装置432与机器电子控制和调节装置44 (参见图4)电连接并且调节电机22通过电机电子控制和调节装置43i (参见图4)与机器电子控制和调节装置44电连接。图4表示具有电子控制器44、变频器43和电机22-25的控制结 构。根据图4，存在多个电机控制和调节装置43p 432、 433、 434，例 如伺服轴调节器。驱动电机例如电机22、 23、 24、 25分别与每个伺服 轴调节器43p 432、 433、 434相连。伺服轴调节器43" 432、 433、 434 与例如Trfitzschler TMS 2型机器电子控制和调节装置44相连。附图 标记45表示与机器控制和调节装置44相连的操作和显示单元。速度调节装置是与控制和调节系统一体的部件。本发明特别采用 电机控制和调节装置的速度调节功能。可以采用在市场上可以得到的速度调节装置。还可以采用专门与 机器K匹配的伺服调节装置。伺服调节装置可以直接通过经由总线系 统例如CAN总线的数字信号致动。利用实际速度值的反馈进行操作。
图5表示不同操作状态的负载变化和预设负载极限。曲线图示意 性表示功率消耗I (A)与时间t (秒)的关系。具有正梯度的区域表 示加速期、中间恒定区域表示操作期并且具有副梯度的区域表示减速 期。附图标记a表示所需值，附图标记b表示下限并且附图标记c表 示上限。计算所需负载值的极限并将其预设为机器特定操作状态的函 数。图6表示作为机器生产率的函数的负载以及相关负载极限。通过 示例示出80kg/h生产率的值。曲线图示意性表示功率消耗I ( A)与 生产率(kg/h)的关系。附图标记d表示所需值，附图标记e表示下 限并且附图标记f表示上限。计算所需负载值的极限并将其预设为机器特定生产率的函数。根据图7，操作和显示装置45、转换装置49例如开关装置、以及 电机控制和调节装置43i (伺服轴调节器)与机器电子控制和调节装 置44相连。电机控制和调节装置43i包括速度调节或设定装置48,其 下游布置功率放大器46和负载传感器47。负载传感器47与电机22 相连，并与速度调节或设定装置48和机器电子控制和调节装置44相 连。电机22 (以未示出的方式)与三相(Ll， L2， L3)相连。根据 图5的曲线I/t表示功率消耗与时间的关系。例如在供给线上的功率消 耗I在转换器(未示出)中并通过条圏向下转换。负载传感器47将输 入电流转换为电压。变化的电压与负载(实际值)相一致。该电压被 输入速度调节或设定装置48内以及机器控制和调节装置44内。在速 度调节和设定装置48中，将负载的实际值与通过机器控制和调节装置 44预设的负载的所需值相比较。这样，以负载传感器47的形式形成 了一种用于在操作过程中自动确定驱动电机21、 22-31的负载的装置， 该装置与以速度调节或设定装置48形式形成的装置相连，以用于对负 载的预设值(所需值/限值)进行比较。当电机22-31利用速度设定或调节装置进行操作并且电机和装置 的输入数据不完全一致时，在一些情况下会产生相当大的电机过载。 输出数据不完全一致可能是完全有意的，甚至是必须的。 示例一种电机被设计成最大功率输出为7.5KW。这与16A的额定电流 相对应。其利用可以传送30A的变频器进行操作。如果那时电机例如 由于驱动系统灵敏度低而消耗更多功率(例如25A)，则变频器在不得 到任何通告的情况下传送该电流。然而，结果是电机显著过载。其会 变得太热。因而甚至会导致永久破坏和最终故障。利用根据本发明的 装置避免了那些缺陷。调节和控制装置可以被构造成使得可以确保独立地并根据所考虑 的操作状况对电机负载的监控。为此，具有合适的装置与机器的电子 控制单元通信。速度设定或调节装置以及机器的电子控制单元还可以 被构造成使得它们能够独立地根据经验数据影响电机的允许负载极 限。图8以两个曲线图表示作为不同操作状态的函数的负载和速度变 化。该图尤其表示关闭监控的选择可能性。在某些状况下，例如在制 动操作过程中，可以短时关闭监控。在区域I打开监控，在区域II关 闭监控并且在区域III打开监控。根据本发明的装置尤其是产生以下优点1. 实现根据本发明的系统不需要任何附加的装置或模块。2. 可靠地防止了对电机的过载和最终的破坏。3. 可以确认和报告或显示电机轴承或与其相连的其它驱动构件 的磨损或其它缺陷。4. 可以确定和报告或显示低灵敏度。5. 当经过预设下限时，这表示例如带断裂或类似的缺陷。6. 当确认出现问题时，可以使驱动装置或整个机器达到静止。
权利要求
1.一种用在纺纱机尤其是纺纱准备机例如盖板梳理机、罗拉梳理机等上用于监控电驱动电机的装置，所述驱动电机与电子速度设定和/或调节装置相连并与旋转操作构件相连，其特征在于，具有在操作过程中自动确定驱动电机(21；22-31)的负载的装置(47)，该装置(47)与连接显示装置(45)和/或转换装置(49)而用于对负载的预设值进行比较的装置(48)相连，可以在产生偏差的情况下向显示装置(45)和/或转换装置(49)输送电信号。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于，机械负载是可确定的。
3. 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，可以通过测量功 率消耗确定负载。
4. 如权利要求l-3中的任意一项所述的装置，其特征在于，可通 过测量例如在罗拉上的转矩确定负载。
5. 如权利要求1-4中的任意一项所述的装置，其特征在于，可通 过测量有效输出确定负载。
6. 如权利要求l-5中的任意一项所述的装置，其特征在于，可通 过测量相位移确定负载。
7. 如权利要求1-6中的任意一项所述的装置，其特征在于，可通 过测量罗拉驱动电机速度的减小来确定负载。
8. 如权利要求l-7中的任意一项所述的装置，其特征在于，可通 过测量罗拉速度的减小来确定负载。
9. 如权利要求1-8中的任意一项所述的装置，其特征在于，可通 过测量带传动的滑移来确定负载。
10. 如权利要求1-9中的任意一项所述的装置，其特征在于，在 操作过程中可自动确定驱动电机的负载并将其与预设值进行比较，并 且在与该预设值具有偏差的情况下产生预定的响应。
11. 如权利要求1-10中的任意一项所述的装置，其特征在于，预 设值依赖于机器特定的操作状态。
12. 如权利要求l-ll中的任意一项所述的装置，其特征在于，在 相关的速度设定或调节装置上实现电机负载的检测。
13. 如权利要求1-12中的任意一项所述的装置，其特征在于，在 速度设定或调节装置上实现电机负载的评价。
14. 如权利要求1-13中的任意一项所述的装置，其特征在于，在 机器的电子控制系统上实现电机负栽的评价。
15. 如权利要求1-14中的任意一项所述的装置，其特征在于，电 机所允许的负载的极限可自动地并根据机器的特定操作状态得到匹 配。
16. 如权利要求1-15中的任意一项所述的装置，其特征在于，当 超过预设负载极限时，给出报告信息和/或其它响应，例如关闭机器。
17. 如权利要求1-16中的任意一项所述的装置，其特征在于，连 续确定电机上的负载。
18. 如权利要求1-17中的任意一项所述的装置，其特征在于，在 预设的时间段确定电机的负栽。
19. 如权利要求1-18中的任意一项所述的装置，其特征在于，机 器的速度设定或调节装置或者电子控制单元被构造成使得它们能够认 知、存储以及再次使用一定操作状态下的电机负载，或者将该电机负 载信息传送到其它控制构件。
20. 如权利要求1-19中的任意一项所述的装置，其特征在于，机 器的速度设定或调节装置以及电子控制单元被构造成使得它们能够根 据经验数据独立地影响电机的允许负载极限。
21. 如权利要求1-20中的任意一项所述的装置，其特征在于，所 有电机负载的所需值和限值一旦确定就被适当存放(存储)在机器的 速度设定或调节装置或电子控制单元内，并且可以在任何时候被从中 提取以进行监控操作。
22. 如权利要求1-21中的任意一项所述的装置，其特征在于，在 某些操作状态下暂停对电机以及相关驱动构件和操作构件的监控。
23. 如权利要求1-22中的任意一项所述的装置，其特征在于，驱 动电机驱动梳理机的速度调节或速度控制罗拉。
24. 如权利要求1-23中的任意一项所述的装置，其特征在于，驱 动电才几驱动冲危理机的锡林。
25. 如权利要求1-24中的任意一项所述的装置，其特征在于，驱 动电才几驱动才危理才几的至少一个刺辊。
26. 如权利要求1-25中的任意一项所述的装置，其特征在于，驱 动电机是AC伺服电机。
全文摘要
一种用在纺纱机尤其是纺纱准备机例如盖板梳理机、罗拉梳理机等上用于监控电驱动电机的装置，所述驱动电机与电子速度设定和/或调节装置相连，旋转操作构件与驱动电机相连。为了监控驱动电机使得即使在不同的操作状态下也不产生任何损坏，具有在操作过程中自动确定驱动电机负载的装置，该装置与连接显示装置和/或转换装置而用于对负载的预设值进行比较的装置相连，从而可以在产生偏差的情况下向显示装置和/或转换装置输送电信号。
文档编号D01G15/36GK101117738SQ200710101849
公开日2008年2月6日 申请日期2007年4月25日 优先权日2006年5月24日
发明者F·赫泽尔 申请人:特鲁菲舍尔股份有限公司及两合公司