专利名称：用在纺织机上且具有至少两个罗拉或罗拉组的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用在纺织机，特别是盖板式梳理机、罗拉式梳理机或 类似设备上的装置，具有至少两个罗拉或罗拉组，其分别都由可控制 的电机驱动，其中在供给两个罗拉或罗拉组的驱动电机的电源中设置 有控制装置和开关单元。
背景技术：
在纺织行业中，特别是对于梳理机，需要特殊的手段用以驱动特 定的工作元件，例如锡林，这是由于其重量很大。此处，需要使用必 须特别地适合高惯量启动的特殊电机，或是使用由变频器或特殊的启 动装置控制的"标准"电机。结果，在这两种情况下，由于特殊构造的 马达和附加装置导致的成本都是不可忽视的。
DE3507242A公开了用于盖板式梳理机或罗拉式梳理机的驱动系 统，其中布置了分别控制的异步电机，用于喂入罗拉、与锡林驱动连 接的刺辊、道夫和盖板链条。频率受控的异步电机被用作驱动器。为 了控制频率，变频器与每个电机相关联，并且可以用单独的交流电源 控制器替代以用于锡林/刺辊系统的加速和制动操作。由于成本的原 因，仅为相对多的数量的梳理机配置了一个交流电源控制器，并将其 放置在输送单元上，以在需要时与特定的设备相连接。其涉及的技术 极其复杂，而且在纺纱工作条件下无法实施。此外，不便之处在于 锡林与刺辊在驱动上是机械连接的，锡林由于其重量大得多而需要相 当长的加速和制动时间，而刺辊的速度调整会因此与锡林的速度调整 相关联。此外，在锡林加速时，刺辊必须与锡林配合运动。
发明内容
因此本发明针对的技术问题是提供一种如本文开头部分所述类型 的装置，它避免了已知的缺点，其允许以简单的方式使用标准电机， 而无需使用附加的控制单元或调速单元。
该问题通过权利要求1所述的特征得以解决。
按照本发明，现有的控制单元或调速单元之一是附加地用于例如 锡林电机的加速，且如果需要的话，也用于减速。当设备被启动时， 该单元首先用于例如锡林电机的加速。 一旦设备达到其额定速度，电 机就直接与总电源相连接，曾被使用过的单元就被加载上新的参数和 相应的功能软件，从而可以用于其原本的用途，驱动喂入罗拉，道夫 等。如果设备停车，首先道夫或类似物的转速被制动为零，然后控制 单元或调速单元被加载上用于锡林电机运转的参数和相应的功能软 件。然后锡林电机的转速被电动减速直到停止。由于用于喂入罗拉、 道夫或类似物的驱动器仅当锡林已经在其额定速度下运转时才必须转 动，按照本发明的装置是可行的。此外，仅通过使用数字化操作控制 单元和调速单元就可以实现有利的操作，该数字化操作控制单元和调 速单元能够与设备的控制系统交换数据。
本发明的特别的益处如下所述
1、 按照本发明的配置使得不同容量和/或不同功能原理的电机， 例如同步电机和异步电机能够通过同一控制单元或调速单元依据特定 的操作状态交替运转。
2、 可选地，可以使用相同容量和/或相同功能原理的电机。
3 、可以使用相对简单和廉价的标准电机用于例如锡林驱动。
4、 无需另外的调速单元或控制单元。
5、 与传统的解决方案相比，本发明的方案极为有利而简单。特 别是，不存在的装置不会发生故障，不需要维护和在仓库里存放备件。
进一步的有益具体实施方式
如下所述
1、 除了用于锡林外，本发明的原理还可以用于其它工作元件， 例如刺辊。2、 如果使用了数字化操作和特殊装备的控制单元和/或调速单 元，那么这些单元可以例如无需改变硬件，而仅仅通过采用不同的软 件就可作为用于控制异步电机的变频器或作为用于调节同步电机(伺 服电机)的伺服器而发挥功能。
3、 如果使用了数字化操作和特殊装备的控制单元和/或调速单 元，那么这些单元能够与设备控制器通讯，并且可以根据需要和操作 状态，从控制器接收适当的参数或适当的用于相关被控制或被调速的 电机的控制或调速程序。
4、 使用速度传感器或类似物监控锡林的加速，以此方式，可以 确保总是正好在所期望的时候实现停车。
权利要求2-30包含了本发明的有益改进。
下面参考如图所示的具体实施例更加详细地说明本发明。
图1示出了带有本发明的装置的梳理机的侧视简图，
图2a示出了具有用于图1中的梳理部、梳理机喂入部以及条筒圏 条器的驱动电机的驱动装置，
图2b示出了具有用于图l中的条筒圏条器以及梳理机牵伸系统的 驱动电机的驱动装置，
图2c示出了调速驱动电机，
图2d示出了非调速交流驱动电机(交流驱动)，
图3简要地示出了在锡林驱动电机电源线路和道夫驱动电机电源 线上都带有开关装置的本发明的装置，
图4a、 4b示出了属于闭环控制(图4a)的驱动器，即带有调速 装置的驱动电机，和不属于闭环控制(图4b)的驱动器，即带有控制 装置的驱动电机，
图5a、 5b示出了带有开关单元的本发明的装置，其中控制单元和 /或调速单元分别被用作变频器(图5a)和伺服控制器(图5b)。
图6简要地示出了本发明装置的运转时间轴线，带有作为特定运转状态的函数的锡林和道夫时序速度序列。
具体实施例方式
图l示出了梳理机，例如特吕茨勒TC07型梳理机，具有喂棉 罗拉l;喂棉板2;刺辊3a、 3b、 3c;锡林4;道夫5;剥棉罗拉6; 轧辊7、 8;纤维网引导元件9;纤维网喇叭口 10;传送罗拉ll、 12; 具有顶部梳理板引导罗拉13a、13b和梳理板14的顶部回转梳理件13; 条筒15和圏条器16。罗拉的转动方向如相应的曲线箭头所示。字母 标记M表示锡林4的中心点(轴)。数字标记4a表示锡林针布而数字 标记4b表示锡林4的转动方向。字母标记B表示回转顶部梳理件13 在梳理位置的转动方向，而字母标记C表示梳理板14的返回传送方 向。在刺辊3c和后梳理板引导罗拉13a之间布置有固定的盖元件或工 作元件例如固定梳理元件17'，而在前梳理板引导罗拉13b和道夫5 之间布置有固定的盖元件或工作元件例如固定梳理元件17"。箭头A 指示工作方向，罗拉内的弯曲箭头指示罗拉的旋转方向。
图2示例性地展示了一种驱动概念。各种驱动电机和传动元件一 起构成了 TC 07梳理机的驱动方案。特殊的三相交流电才几驱动锡林4 和刺辊3。免维护的特种传动带确保了长期的使用寿命。TC07设置了 单独的闭环控制驱动器用于移除纤维网。因此，可以为任何速度选择 理想的牵伸程度。甚至在加速和减速过程中，控制系统总是能为任何 给定的时刻设定正确的牵伸程度。这意味着条筒中的条子可以从第一 米到最后一米都更加均匀。用于喂入罗拉l、道夫5和纤维网剥离的 电机是特殊的伺服驱动器。例如在道夫驱动器中没有高维护费用的传 动机构。电机是无刷电机并且因而是完全免维护的。其特点在于非常 好的动力特性和独立于负载的转速特性。因此，梳条的短片段不匀率 (乌斯特值)得以改善。伺服驱动器附加地用于条筒圏条器和换筒器 的最优分离布置(参见图2b)。
图2c示出了调速驱动电机21例如交流伺服电机，图2d示出了转 速不可调的驱动电机22例如非调速AC电机(AC-交流)。在图2a中，以下罗拉由调速电机21驱动梳理机喂入部18的喂 入罗拉36,由电机23驱动；梳理部K的喂入罗拉l，由电机25驱动； 道夫5，由电机28驱动；剥棉罗拉6、轧辊7、 8、传送罗拉ll、 12， 由电机29驱动；后梳理板引导罗拉13a和清洁罗拉19,由电机30驱 动；梳理机牵伸系统38的喂入罗拉对和中间罗拉对，由电机33驱动； 梳理机牵伸系统38的发送罗拉对，由电机34驱动；条筒转台，由电 才几35驱动；以下罗拉由非调速电机驱动才危理才几喂入部的开木>罗拉 37，由电机24驱动；刺辊3a， 3b， 3c，由电机26驱动；锡林4，由 电机27驱动；剥棉辊20，由电机31驱动；清洁罗拉18，由电机32 驱动。
图3所示的梳理部K中使用了各种驱动电机和传动元件，它们一 起构成了令人信任的驱动方案。它们包括特殊的三相交流电机26、 27 (例如图4b所示的电机22)，其驱动锡林4和彼此独立的刺辊3a-3c。 免维护的特殊传动带确保长期的使用寿命。闭环控制的伺服电机28、 29(如图4a所示的电机21 )被用作道夫5和纤维网剥离系统的罗拉6、 7、 8、 11、 12的驱动器。而且，由于伺服驱动器的高效率，总体上减 少了电能消耗。此外，甚至在低转速下，它们也能提供最高的转速精 确度和控制精确度，这就导致了更好的条子CV值。所用的数字化驱 动控制器直接与梳理机控制系统40的微型计算机通讯。它们从那里接 收执行特定驱动任务所需的信息。
锡林4的驱动电机27由变频器控制。这样就允许直接在梳理机的 监视屏幕上任意调节所需的锡林转速，这特别是在频繁变换原料时极 为有用。纤维网喂入(WEBFEED)系统的3个刺辊3a-3c的电机26 由其自有的变频器38控制。因此纤维网喂入的转速可以独立于锡林转 速而进行变化。所有的预定转速可以被储存在与批次相关的基础数据 中并可在任何时候被重写。
与设备控制系统40例如特吕茨勒TMS2相连接的是数字化操作 的控制单元和/或调速单元41，其根据程序(加载有参数和功能软件) 作为伺服控制器(例如图4a中所示的伺服控制器48)或变频器(例如图4b中所示的变频器51)而运转。开关单元44设置在驱动电机27 (例如锡林4的异步电机)的电源线路42中和驱动电机28 (例如道 夫5的同步电机)的电源线路43中。在开关单元44相应地切换到图 3所示的位置后， 一旦用于锡林电机27的运转的参数和/或相应的功能 软件已被载入控制单元和/或调速单元41中，用于道夫5的驱动电机 28的所述控制单元和/或调速单元41就可以用于锡林4的加速和/或制 动。
用于纤维网剥离系统的罗拉的闭环控制驱动电机29与伺服控制 器45相连接。转子位置传感器46和47分别与电机28和29相连接。
图4a示例性地示出了闭环控制的驱动器，其具有例如用于道夫5 的闭环控制的驱动电机21，伺服控制器48和转子位置传感器49;设 定值通过设定装置50输入伺服控制器48。图4b示例性地示出了具有 例如用于锡林4的驱动电机22的开环控制的驱动器，其电机与变频器 51相连接，设定值通过设定装置52输入该变频器5。转速的改变，例 如加速或减速时的斜率是通过设定值进行调节的。
参见图5a、 5b，本发明的控制单元和/或调速单元41被用于锡林 4的电机27的加速，并在需要时也被用于减速，并且也被用于道夫5 的电才几28的转速的加速或减速调整。
当梳理部K启动时，控制单元和/或调速单元41首先用于锡林电 机27例如异步电机的加速。按照图5a， 一旦控制单元和/或调速单元 41被相应地程序化(通过适当的参数和功能软件)，其在此状态下作 为变频器运转。开关单元44的开关44a和44b被定位在图5a所示的 位置。 一旦驱动电机27达到其额定转速，图5b所示的驱动电机27 就被开关单元44切换(开关44a和44b被定位在图5b所示的位置) 为通过开关44a直接连通主电源53，并且控制单元和/或调速单元41 被加载新的参数和相应的功能软件。如图5b所示，控制单元和/或调 速单元41在此状态下作为伺服控制器运转并可用于驱动道夫5。如果 设备停车，首先道夫5转速降为零，然后用于锡林电机27的操作的参 数和相应功能软件被加载到控制单元和/或调速单元41中，并且开关单元44被激活。然后锡林的转速的电动减速为静止。
由于如下事实，所述程序是可能的由于系统的操作模式，用于 喂入罗拉、道夫5或类似物的驱动器仅在锡林4已经在额定转速下运 转时才必须转动。而且，仅通过使用能够与设备控制系统40交换数据 的数字化运转控制单元和/或调速单元41就可以获得有利的操作。
由于控制单元和/或调速单元41与设备控制系统40之间的通讯， 可以对数个不同的电机27、 28使用控制单元和/或调速单元41是特别 有利的。通过使用数据传输器，用于操作不同电机或不同功能原理所 需的准确参数或相应的软件可以被加载。以此方式，同样一个装置可 以作为例如变频器或伺服控制器运转，此外，可选择地，不同容量的 电才几也可以以此方式进4亍运转。
本发明的装置使得能够用相同的控制单元和/或调速单元41接连 操作不同功能原理或额定功率的电机，以及用于将各种情况下所需的 参数或所需的功能软件，按照要求从设备控制系统40传递到控制和调 速单元41。为了能够用同样的控制单元和/或调速单元41操作不同功 能原理(例如异步电机或同步电机)或不同容量的电机，必须使用正 确适用的并能与这些电机协同的软件。对于本发明的装置，各种情况 下需要的功能软件和所需的参数在转变阶段从设备控制系统40传递 到控制单元和/或调速单元41。
以锡林4的驱动和道夫5的驱动为例，本发明装置的运转模式定 时如图6所示。其依据不同的运转状态示出了锡林4和道夫5转速的 时间轴线。
数字化操作和特殊配置的控制和调速单元41 (图5a， 5b)能够在 不需要改变硬件的条件下，仅通过应用不同的软件而被用作用于控制 异步电机(图5a中的电机27)的变频器或是用于控制同步电机(图 5b中的电机28)的伺服控制器。
在图6a和6b中，锡林的转速(或更确切的说是锡林4的驱动电 机27的转速)和道夫的转速(或更确切的说是道夫5的驱动电机28 的转速)被布置在Y轴上，分别作为时间t (秒)的函数。图6c示出了随时间变化的操作状态，分为5个区域I-V。各区域 的含义3口下
区域I，双向终止时间箭头a:控制和调速单元41作为变频器运 转，其被用于将锡林电机27 (例如异步电机)驱动到额定转速。
区域II，双向终止时间箭头b:从变频器转换为伺服控制器。加 载用于道夫电机28的参数。
区域III，双向终止时间箭头c:锡林电机27由主电源53直接供电。
区域III，双向终止时间箭头d:控制和调速单元41作为祠服驱 动器，用于将道夫电机28 (例如同步电机)驱动到所需的转速并保持 该速度(控制速度)。
区域IV，双向终止时间箭头e:从伺服操作转换为变频器操作。 加载用于锡林电机27的参数。
区域V，双向终止时间箭头f:控制和调速单元41作为变频器运 转，在其帮助下，锡林电机27被减速至停止。
权利要求
1、用在纺织机，特别是盖板式梳理机、罗拉式梳理机或类似设备上的装置，具有至少两个罗拉或罗拉组，所述至少两个罗拉或罗拉组分别都由可控制的电机驱动，其中在通向两个罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线路中设置有控制装置和开关单元，其特征在于，为罗拉(1，2，4，5)或罗拉组(3a-3c；6，7，8，11，12)的驱动设置了至少一个数字化操作控制单元和/或调速单元(39，41，45，48，51)，该控制单元和/或调速单元能够与设备控制系统(40)交换数据，并且开关单元(44，44a，44b)被布置在锡林(4)的驱动电机(27)和其他罗拉(1，2，4，5)或罗拉组(3a-3c；6，7，8，11，12)的驱动电机(26，28，29)的电源线路(42，43)上，由此用于所述其他罗拉(1，2，4，5)或罗拉组(3a-3c；6，7，8，11，12)的驱动的控制单元和/或调速单元(39，41，45，48，51)也能够被用于锡林(4)的启动和/或制动过程。
2、 如权利要求l所述的装置，其特征在于，其中一个可用的控制 单元和/或调速单元能够额外地用于锡林电机的加速和/或减速。
3、 如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在达到额定转速 时，锡林的驱动电机能够直接与主电源相连接。
4、 如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，在切换到 主电源后，控制单元和/或调速单元能够加载新的参数和相应的功能软 件。
5、 如权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，加载了新 的参数和相应的功能软件后，控制单元和/或调速单元能够被用于更多 罗拉或罗拉组例如喂入罗拉、道夫的驱动。
6、 如权利要求1-5中任一项所述的装置，其特征在于，控制单元 和/或调速单元是能够被重新编程的(功能软件)。
7、 如权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，同一控制 单元和/或调速单元能够被用于驱动分别属于开环控制和闭环控制的不同额定功率的电机。
8、 如权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，同一控制 单元和/或调速单元能够被用于驱动分别属于开环控制和闭环控制的 不同功能原理的电机。
9、 如权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，分别属于 开环控制和闭环控制的电机具有相同的额定功率。
10、 如权利要求1-9中任一项所述的装置，其特征在于，分别属 于开环控制和闭环控制的电机能够按照相同的功能原理运转。
11、 如权利要求1-10中任一项所述的装置，其特征在于，控制单 元和/或调速单元是数字化操作的单元。
12、 如权利要求1-11中任一项所述的装置，其特征在于，控制单 元和/或调速单元能够与设备控制系统通讯并交换数据。
13、 如权利要求1-12中任一项所述的装置，其特征在于，控制单 元和/或调速单元的特定功能原理由设备控制系统决定并作为当前运 转状态的函数，并且其相应地能够与控制和/或调速单元通讯。
14、 如权利要求1-13中任一项所述的装置，其特征在于，定义了 控制单元和/或调速单元运转所依据的功能原理的输入参数，可以由设 备控制系统通过通讯装置例如CAN总线在所述控制单元和/或调速单 元中预先设置。
15、 如权利要求1-14中任一项所述的装置，其特征在于，控制单 元和/或调速单元能够可选择地作为用于异步电机的变频器或用于同 步电机的伺服控制器运转。
16、 如权利要求1-15中任一项所述的装置，其特征在于，设备控 制器能够将当前连接的电机所需的参数发送到控制单元和/或调速单 元。
17、 如权利要求1-16中任一项所述的装置，其特征在于，根据特 定的运转状态，设备控制系统能够控制相应的开关装置。
18、 如权利要求1-17中任一项所述的装置，其特征在于，用于例 如锡林电机的开关装置能够在连接主电源与连接控制单元和/或调速单元之间切换。
19、 如权利要求1-18中任一项所述的装置，其特征在于，另外的 开关装置能够断开用于例如道夫电机或锡林电机的控制单元和/或调 速单元的输出。
20、 如权利要求1-19中任一项所述的装置，其特征在于，开关装 置能够彼此相互锁定，这样就不会发生切换错误。
21、 如权利要求1-20中任一项所述的装置，其特征在于，用于控 制单元和/或调速单元的输入参数在锡林电机已经依靠主电源运转，且 例如道夫仍然静止时是能够发送或能够改变的。
22、 如权利要求1-21中任一项所述的装置，其特征在于，用于控 制单元和/或调速单元的输入参数在锡林电机仍然依靠主电源运转，且 例如道夫已经静止时是能够发送或能够改变的。
23、 如权利要求1-22中任一项所述的装置，其特征在于，例如锡 林电机的额定转速的达到是能够由相应的传感器例如速度传感器测定 的。
24、 如权利要求1-23中任一项所述的装置，其特征在于，所述控 制单元和/或调速单元在例如锡林电机和道夫电机之间的切换能够根 据时间来实现。
25、 如权利要求1-24中任一项所述的装置，其特征在于，设备控 制系统能够在控制单元和/或调速单元处预置所期望的值和/或参数。
26、 如权利要求1-25中任一项所述的装置，其特征在于，用于驱 动电机的可控转速的设定值能够在作为伺服控制器的控制单元和/或 调速单元处预先设定。
27、 如权利要求1-26中任一项所述的装置，其特征在于，用于驱 动电机在加速或减速过程中转速的可调整变化的设定值能够在作为变 频器的控制单元和/或调速单元处预先设定。
28、 用在纺织机，特别是盖板式梳理机、罗拉式梳理机或类似设 备上的装置，具有至少两个罗拉或罗拉组，所述至少两个罗拉或罗拉 组分别都由可控制的电机驱动，其中特别如权利要求1-27中任一项所述，在通向两个罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线路中设置有控制装 置和开关单元，其特征在于，为罗拉或罗拉组的驱动设置了至少一个数字化操作控制单元和/或调速单元，该控制单元和/或调速单元能够 与设备控制系统交换数据，并且开关单元被布置在刺辊或刺辊组的驱 动电机和其他罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线路中，由此用于所述 其他罗拉或罗拉组的驱动的控制单元和/或调速单元也能够被用于刺 辊或刺辊组的启动和/或制动过程。
29、 用在纺织机，特别是盖板式梳理机、罗拉式梳理机或类似设 备上的装置，具有至少两个罗拉或罗拉组，所述至少两个罗拉或罗拉 组分别都由可控制的电机驱动，其中特别如权利要求1-28中任一项所 述，在通向两个罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线路中设置有控制装 置和开关单元，其特征在于，为罗拉或罗拉组的驱动设置了至少一个 控制单元和/或调速单元，该控制单元和/或调速单元能够与设备控制 系统交换信息，并且开关单元被布置在锡林的驱动电机和其他罗拉或 罗拉组的驱动电机的电源线路中，由此用于其他罗拉或罗拉组的驱动 的控制单元和/或调速单元也能够被用于锡林的启动和/或制动过程。
30、 用在纺织机，特别是盖板式梳理机、罗拉式梳理机或类似设 备上的装置，具有至少两个罗拉或罗拉组，所述至少两个罗拉或罗拉 组分别都由可控制的电机驱动，其中特别如权利要求1-29中任一项所 述，在通向两个罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线路中设置有控制装 置和开关单元，其特征在于，为罗拉或罗拉组的驱动设置了至少一个 控制单元和/或调速单元，该控制单元和/或调速单元能够与设备控制 系统交换信息，并且开关单元被布置在刺辊或刺辊组的驱动电机和其 他罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线上，由此用于其他罗拉或罗拉组和/或制动过程,
全文摘要
用在纺织机上且具有至少两个罗拉或罗拉组的装置，所述纺织机特别是盖板式梳理机、罗拉式梳理机或类似设备，其分别都由可控制的电机驱动，其中在通向两个罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线路中设置有控制装置和开关单元，为了能够在没有附加的控制单元或调速单元的条件下以简单的方式使用标准电机，为罗拉或罗拉组的驱动设置了至少一个数字化操作控制单元和/或调速单元，该控制单元和/或调速单元能够与设备控制系统交换数据，并且开关单元被布置在锡林的驱动电机和其他罗拉或罗拉组的驱动电机的电源线路中，由此用于其他罗拉或罗拉组的驱动的控制单元和/或调速单元也能够被用于锡林的启动和/或制动过程。
文档编号D01G15/00GK101608354SQ20091015052
公开日2009年12月23日 申请日期2009年6月18日 优先权日2008年6月19日
发明者A·洛斯, D·维尔茨, F·赫泽尔, P·V·德罗伊舍 申请人:特鲁菲舍尔股份有限公司及两合公司