横动单元和用于控制横动单元的方法
【专利说明】横动单元和用于控制横动单元的方法
[0001] 本发明涉及横动单元和用于控制纱线横动单元以卷绕交叉卷绕筒子的方法。本发 明尤其涉及用于纱线引导的控制装置，其中安装在齿形带上的导纱器使纱线精确地横向移 动。
[0002] 在形成纱线或丝线或纤维和长丝后且在其加工处理步骤后，它们被卷绕成筒子。 在文献中采用了术语"筒子材料"，它在此也被理解为包含任何纱线形式或带形式的材料， 其例如能以交叉卷绕方法被卷绕到筒子或卷轴上。以下将为此采用术语"纱线"。
[0003]纱线头被固定在筒芯上，从而纱线被抽拉到转动中的筒芯上，因而筒芯上的纱线 被卷起或收卷，结果导致纱线绕层。如果纱线在这样的卷绕过程中未被引导，则纱线绕层一 般将不会有序并排布置。这样的筒子对于机器加工几乎是无用的，因为纱线无法被均匀退 绕，因而快速断裂。因此，有序卷绕是必需的，在此多个单独纱线绕层按照规定方式相互紧 邻。待卷绕纱线按照基本已知的方式被导纱器引导，即如此进行横动，使得纱线绕层被并排 拉拽到筒子上。纱线在所形成的筒子的整个宽度范围内即在横动行程范围内被均匀引导， 从而使得导纱器一般在横向运动中平行于筒子轴线被引导。
[0004] 在筒子卷绕中，纱线应被尽量精确引导，因此单独纱线绕层被尽可能精确定位在 筒子上，因此纱线能以适当精确均匀的方式从筒子上退绕出来。首先，横动单元应尽可能精 确地引导纱线，但与此同时，纱线引导应足够快速，从而使得纱线能以最高可能速度落在筒 子上。
[0005] 横动单元可以具有导纱架即所谓的导纱器，其具有引导纱线的孔眼，其中导纱器 被固定安装在带（如齿形带)上。导纱器可以在导轨中被引导且被电动机驱动轮(如齿形带 轮)驱动。因此，驱动电动机通过驱动轮和带来确定导纱器运动。因此，为了尽量最精确地定 位导纱器和因而使纱线准确落置在筒子上必须如此控制该电动机，即，导纱器被快速精确 定位。
[0006] 这样的横动单元及控制横动单元的通用方法例如在DE10322533A1中有描述。利用 已知的横动单元，电动机驱动型导纱器在横动行程中被来回引导。这样做时，电动机与电动 机转子轴的当前位置相关地被控制，在此对转子轴施加按照超前角的附加超前量。但这样 的控制可能导致明显偏离期望的名义位置且尤其是名义速度的明显偏差，尤其在导纱器被 反向的区域中。
[0007]另一种横动单元及一种用于控制横动单元的通称方法由W0199/005055公开了。利 用该已知的横动单元，电动机驱动型导纱器的在横动行程内的位置被检测且该导纱器根据 角速度变化作为实际与理论比较之结果的函数被控制。为了检测导纱器的当前位置，角度 传感器被耦联至驱动电动机且被连接至控制装置。当前位置的高精度测量是获得导纱器精 确引导所必需的。于是，导纱器的各运动区段和与之相关的不同引导速度对角度传感器测 量精度提出了尤其严格的要求。
[0008] 因此，本发明的目的是形成一种横动单元和一种用于控制横动单元的方法，其中 电动机尤其在横动行程末尾引导该导纱器以使纱线高精度落在筒子表面上。
[0009] 根据本发明，该目的通过根据权利要求1的特征的横动单元和具有根据权利要求8 的特征的用于控制横动单元的方法来实现。
[0010] 本发明的有利改进方案由各自从属权利要求的特征和特征组合来限定。
[0011] 本发明考虑了必须在往复运动时经历横动行程的导纱器的各不同运动区段。尤其 是导纱器角速度的快速改变在横动行程的反向区域中是必需的。就此而言，在导纱器反向 区域中期望有精度极高的极速控制区段。为了这样的快速控制区段不会在基本恒定的引导 速度下的导纱器线性范围内造成任何虚假反应，本发明的横动单元具有控制装置，其包括 用于产生第一数据流的第一 QEP分析装置(QEP =正交编码器脉冲）和用于同时产生第二数 据流的第二QEP分析装置。因此，有可能实现由角度传感器所产生的角度增量信号的区分分 析并且由此获得导纱器运动区段所优选的电动机控制。
[0012] 因此，尤其有利的是第一 QEP分析装置以针对驱动轴高角速度的第一时钟频率进 行编程，且第二QEP分析装置以针对驱动轴的低的角速度的第二时钟频率进行编程。于是， 可以由不同的扫描速度产生相应的测量精度，这些不同的测量精度QEP分析装置的数据流 中有反映。
[0013] 于是，第一 QEP分析装置的第一时钟频率最好被确定以产生用于N个角度增量的间 隔的时钟脉冲，其中N>2。第二QEP分析装置的第二时钟频率被确定以产生用于每个单独角 度增量的时钟脉冲。于是，由增量编码器产生的角度增量信号根据占优角速度被分析且被 用来控制电动机。
[0014] 为了针对导纱器的每个运动区段获得有利的电动机控制，也在控制装置内设有数 据流耦合器且连接至QEP分析装置并且发放其中一个QEP分析装置数据流以与预定角速度 相关地调整电动机。
[0015] 为了将角度增量信号传送给QEP分析装置，也设有信号处理装置，借此可以产生增 量编码器信号的复制品。因此，该QEP分析装置未失真地接收相同信号。
[0016] 另外，尤其有利的是该信号处理装置具有光耦合器，借此传输所复制的角度增量 信号。于是，增量编码器可以与该QEP分析装置电隔离。因此可以在角度增量信号的传输过 程中有利地避免电气干扰。
[0017] 以下，根据附图来更详细描述本发明，其中：
[0018] 图1示出用于在其卷绕时引导纱线的横动单元的示意图；
[0019] 图2示出增量编码器的信号的示意图；
[0020] 图3示出根据本发明的横动单元的示意性布置。
[0021]图1示出横动单元100的示意图，该横动单元可以布置在安装金属板上，其中纱线 110被引导穿过导纱器120的孔眼。导纱器120被连接至带130,在此是齿形带，即在本文所述 的实施例中，导纱器120被固定插装在齿形带130上。带130在驱动轮140(即在此是用于齿形 带的齿轮)上和在两个带轮150-1、150-2上行进。所述带在带轮150-1、150-2之间被导轨160 引导。导纱器120被如此施用于带130,即它在带轮150-1、150-2之间在导轨160中移动。驱动 轮140被连接至电动机170的驱动轴171，电动机通过驱动轮140驱动所述带130并进而驱动 导纱器120,从而使导纱器在这两个带轮150-1、150-2之间来回运动。在此所述的实施例中， 电动机170的驱动轴171同时是驱动轮140的转动轴线，因此电动机170的任何转动运动被准 确传递至驱动轮140。作为驱动轮和电动机之间的直接连接的替代方式，电动机和驱动轮也 可以通过传动装置等类似装置互连以便例如传递转动运动。
[0022] 电动机170可以是步进电动机或伺服电动机，其连接至相应的电源和控制电子装 置。
[0023] 电动机170的转动运动因此导致驱动轮140的转动运动，驱动轮又使带130移动，从 而带130和进而与带130相连的导纱器120都进行在这两个带轮150-1、150-2之间的移动。因 此，横动行程是在两个运动转换点之间的运动路径。
[0024]导纱器120的运动尤其在转换点处是重要的。必须精确保持导纱器120的运动转换 点，从而使得纱线精确地反转其在筒子上的落纱方向并且防止瑕疵出现。这样的瑕疵是指 靠近先前筒子绕层直接落在筒轴上的纱线绕层。在退绕过程中当到达该瑕疵处时，这样的 瑕疵造成纱线断裂。带有这样缺陷的筒子无法被用于许多机器应用。
[0025]为了导纱器120的精确定位和运动，横动单元100具有确定驱动轴171的转动的回 转编码器或增量编码器180。在此所示的实施例中，增量编码器180直接安置在电动机170的 驱动轴171上，因此直接确定驱动轴171的转动。或者，增量编码器可以通过齿轮或类似的机 械连接被耦联至电动机驱动轴以便例如确定驱动轴171的转动。
[0026]在工作中，增量编码器180输出表示电动机170的驱动轴171的转动的角度增量信 号。角度增量信号本身可以是任何类型的，例如它可以是光信号或电信号。在此所述的实施 例中，增量编码器180输出角度增量电信号。在一个实施例中，这可以是实质上已知的美国 Digital E6-2000型增量编码器，其针对驱动轴的每转并在分析所有信号侧边情况下提供 8000角度增量，其中在此增量编码器情况下通过两条分析线输出所述信息。
[0027]图2示出线A和B的