专利名称：纺纱机牵伸装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种纺纱机牵伸设备，特别是一种自动匀条并条机，其包含至少两个相继的罗拉对，几个用于分别驱动所述罗拉对的至少一个罗拉的电动机和一个与电动机相连的电子控制装置。
背景技术：
在受控牵伸装置中，牵伸设备的罗拉对的精确同步性对于生产的纤维条的质量或者均匀度具有决定性的意义。通过齿轮或者皮带传动装置的机械连接对此是特别理想的，因为这些连接保证罗拉对的基本同步性。但是，为了自动化，这些连接不是最适宜的。
为驱动牵伸设备元件而使用几个直接传动，所谓的单独传动，使牵伸和伸长率的机器设置自动化成为可能。带有那种单独传动的牵伸设备，人们已经知道很长一段时间了。在已知的设计中，为传动装置的电动机轴或者罗拉轴分配轴增量式编码器，用于计算转数/分(rpm)、转速、转角等等。为了实现该目的，轴编码器是作为数字位置(角度)传感器而形成的，从传感器的位置信号(每个给定的时间窗的转数)接收关于速度和转数/分的信息，这些信息在一个用于调整各自电动机转数/分而分别分配的电动机控制装置的帮助下被引用。
这些由一个使用增量式编码器的位置和转数/分控制装置组成的传统的传动系统的缺点在于，用于数字后置处理的信号形成需要时间。在这段时间内，不能得到当前值，而必须插入。对于传动装置，这意味着在电动机轴中的一定的间隙，这对在动态范围内的同步性干扰很大并且严重削弱干扰刚性。在电动机轴上的干扰是由于载荷的变化、皮带的振动等等而出现，因此这些干扰不能有效地消除。结果是，在恒定运转时的运转平静的削弱和牵伸设备罗拉之间的异步。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种在开始提及的那种牵伸设备，该设备避免所述的缺点并且特别保证牵伸的改善。
该任务在开始提及的那种牵伸设备中以这样的方式得到解决，即加速度传感器被分配到至少一个电动机和/或至少一个罗拉上。
本发明的优点将特别地从以下事实中看出一个关于加速度的实时信号被接收，该信号直接记录载荷力矩的变化，也就是干扰影响。这些干扰参数包括与牵伸设备串接在一起的扫描传动装置记录的厚点和传动皮带的弹性以及它们的振动。载荷力矩的变化引起电动机轴正的或者负的加速度，这可以直接由加速度传感器记录下来。然后，为了重新调整电动机电流，由传感器输出的信号可以直接被处理。由于与增量式位置传感器相反，消耗时间的信号处理不是必需的，因而可能直接、快速且精确地控制电动机。因此，可以获得罗拉对的均匀且恒定的运转，这优越于传统的传动装置。
如果在已知轴增量式编码器的帮助下处理加速度信息，这将消耗相当多的时间。此外，通过编码器信号必要的微分可能引起误差，这会负面影响控制质量。
与之相反，也可能通过积分接收速度或者转数/分值，其中必要的计算操作引起比所谓的微分更小的误差。
使用加速度传感器的另一个优点在于在同一时间、在相对更结实的情况下，它们具有高的敏感度。
特别优选地，所述的至少一个加速度传感器是作为一个相对加速度传感器而形成的，因为这不要考虑地球加速度的干扰影响。所谓的费拉里传感器(Ferraris Sensor)被证实是特殊的、很合适的相对加速度传感器，该传感器是基于涡电流原则并且具有很高的动力学特性。
在一个优选的设计方案中，至少一个加速度传感器设置在电动机轴上，因而它直接获得轴上的该轴加速度的实时信号。在这里，在使用费拉里传感器时，只有当罗拉获得一个相对加速度时，才由该传感器输出信号。
在一个代替方案中，加速度传感器是设置在罗拉轴上。
如果采用用于——大体上即时地——评价所述传感器的信号并将其转换成电动机的电流信号的快速转换、模拟和/或数字转换元件，借助加速度传感器而赢得的时间优势可以保持。
有利地，为电动机分别分配一个自己的电动机控制设备。特别优选地，这包含各自发动机的一个转数/分调整器和一个下游电流调整器。在这种布置中，例如，从轴增量式编码器(带有条码盘的编码器，基于变压器原则的解析器，正余弦编码器(Sincos encoder)捕获电动机(或者由电动机驱动的罗拉轴的)的位置和转数/分信号。这些实际信号然后被传递到转数/分调整器，该转数/分调整器将其与调整设备的目标值进行比较。转数/分调整器的输出信号作为目标值传递到电流调整器，该电流调整器附加地还从电动机接收其电流实际值的当前值。此外，根据本发明，一个加速度传感器设在电动机的一个适当点上，优选地在其从动侧。加速度传感器的信号然后可以被直接传递到电流调整器，以平衡短暂的或者快速的载荷变化。
特别优选地，以模拟方式，也就是说没有模数转换，利用加速度传感器的信号，并且电动机设备的信号被传递到电流调整器。在加速度传感器信号的这种直接传递中，电流调整器有目的地作为混合稳压器而形成的，该混合稳压器可以处理模拟信号也可以处理数字信号(后者特别是转数/分调整器的输出信号)。至少一个加速度传感器的模拟加速度值或者与其成比例的电压值的利用具有这样的优点，即这些信号可以被实时处理。
将加速度信号传递到电动机设备且——在这优选地——传递到电流调整器，其代替方案是，这些信号也可以被传递到调整设备，在这里优选是以模拟方式但不必要。
此外，用于精确测量转数/分的一个转速计可以被分配到其中一个电动机，其中转速计实时获得的优选为模拟信号，优选地在转数/分调整器的一个输入端进行转换。用这个转速计也可以捕获在电动机轴上短暂的或者快速的转数/分变化，这些变化可以输入到转数/分调整中。在转数/分低时，也可以用模拟方式测得比用数字的且因此为分级的轴编码器更精确的转数/分值。为了评价这些模拟信号，转数/分也可以优选地是作为混合稳压器而形成的。
代替混合稳压器的使用，其保证在没有时间损失的情况下捕获干扰参数，模拟信号也可以由模拟模块处理，特别是放大、加权和评价等等。
本发明其他有利的开发通过从属权利要求的特征进行说明。
下面借助附图解释本发明。
图1是一个基于本发明的牵伸设备的一个示意性平面图；和图2是一个电动机调整设备的一个电路框图。
具体实施例方式
图1示意地显示出基于本发明的调整牵伸设备1，该设备包含一个输入罗拉对、一个中间罗拉对和一个输出罗拉对。在图1中只显示这些罗拉对的下罗拉，也就是输入下罗拉2、中间下罗拉3和输出下罗拉4。只有这些下罗拉2、3、4被驱动，然而未示出的上罗拉被压在各自的下罗拉2、3、4上，以便示意指向的纤维条FB被夹紧在罗拉对之间。下罗拉2、3都由一个共同的电动机10驱动，该电动机通过位于输入和中间罗拉对之间的带有皮带传动装置6的一个传动级(没有更详细地画出)产生一个指定的预牵伸。输出下罗拉4是由一个单独的电动机20通过皮带传动装置7(没有更详细地画出)驱动。电动机10、20的转数/分可以借助一个调整设备5以这样的方式进行调整，即平衡纤维条质量的波动的纤维条牵伸是在中间和输出罗拉之间实现的。为此，调整设备5接收来自位于牵伸设备的上游的测量设备(在这没有示出)的纤维条质量信号或者纤维条横截面信号。调整设备5可以作为一个微型计算机而形成，该微型计算机除了接管电子控制外还进行机械控制。
为每个电动机10、20分配一个单独的电子控制装置13和23，这些控制装置通过电线8和9连接到调整设备5，并且从该调整设备接受关于电动机转数/分的目标值。电动机调整设备13和23通过电线18和28分别地连接到各自的电动机10、20。此外，一个轴增量式编码器11和21通过电线16和26分别连接到电动机10和20，该编码器是作为例如已知的编码器或者解析器而形成的，并且有助于捕获各自电动机轴的转数/分。在轴转动时，大约100个脉冲由增量式编码器11和21输出，以便从在一个指定的时间窗内的脉冲以及电动机转子的位置可以得出关于各个轴的每个时间单位内的转数/分的结论。轴编码器11和21的数字信号借助电线17和27被发射(transmitted)到各自的电动机控制设备13和23，并且在那为设置电动机10、20的电动机电流而被引用。
此外，按照本发明，为电动机10和20分别分配一个加速度传感器12或22，这些加速度传感器在这是作为相对加速度传感器而形成的，例如费拉里传感器。加速度传感器12和22通过电线14和24分配给电动机10、20的各自的电动机轴，其中加速度传感器12和22以实际电压值的形式通过电线15和25将高动态的加速度信号发射到各自的电动机控制设备13和23。
只有在电动机轴上确实出现正的或者负的加速度，加速度传感器12、22才提供信号。这些加速度是由于载荷变化而导致的，载荷变化引起载荷力矩的变化从而引起电动机转数/分的变化。现在，加速度传感器12、22的模拟加速度信号可以直接作为电动机10、20的电流控制的实时信号被引用。借助轴增量式编码器11和21测得的位置值和传感器12和22的加速度值的组合评价保证一个精确、快速的电动机控制，特别是如果发生快速和/或短暂的载荷变化。总的来说，因此控制的质量明显地得到改善。
图2再现一个电动机控制设备13的一个电路框图，其中该设备13的结构与控制设备23类似。电动机控制设备13包含一个转数/分控制器34和一个下游电流控制器36，其中后者通过电线18与电动机10连接，并且向该电动机发射一个电流目标值。为电动机10，一方面分配所述的加速度传感器12，另一方面通过电线31给其分配一个转速计30(在图1的设计范例中没有出现)。该转速计计算电动机轴的实际转数/分并且通过电线32将它的模拟输出信号转递到转数/分控制器34。该转数/分控制器34还接收来自轴增量式编码器11的数字信号以及通过电线8接收来自调整设备5的一个转数/分目标值“目标”。这样，转数/分控制器34处理模拟和数字信号，因此它是作为混合控制器而形成的。它的输出信号通过一根电线35传递到电流控制器36，该电流控制器也通过电线37接收电动机10的电流实际值和通过电线15接收来自加速度传感器12的一个电压值。电压值(如果正好存在一个加速度)是与当前的加速度值成比例的。有利地，这些电压值以模拟方式直接被传递到电流控制器36，以便该电流控制器适当地也同样作为混合控制器而形成。此外，电流控制器36通过一根电线38接收允许的最大电动机电流的信息“最大值”。
电动机控制设备13连同转数/分控制器34和电流控制器36，优选地具有快速转换、模拟和数字转换部件，以能够进行信号的评价和基本上无延迟地将信号转换成电流信号。优选地，电动机控制设备13可通过软件控制。
类似地，对于电动机控制设备23，上述电动机控制设备13的设计是可适用的。
有关的电动机可以在主从模式下或者在平行目标值模式下工作。
在不偏离本发明的基本思想——如权利要求书中所述——的情况下，其他的单独传动布置也是可能的。
权利要求
1.纺纱机的牵伸设备，特别是一种调整牵伸设备，包含至少两个连续的罗拉对，几个用于分别驱动所述罗拉对的至少一个罗拉(2、3、4)的电动机(10、20)，和一个连接到电动机(10、20)的电子控制装置5，其特征在于，给至少一个电动机(10、20)和/或至少一个罗拉(2、3、4)分配一个加速度传感器(12、22)。
2.如权利要求1所述的牵伸设备，其特征在于，至少一个加速度传感器(12、22)是作为相对加速度传感器而形成的。
3.如权利要求2所述的牵伸设备，其特征在于，至少一个加速度传感器(12、22)是费拉里传感器。
4.如前述权利要求中的任一项所述的牵伸设备，其特征在于，所述至少一个加速度传感器(12、22)布置在至少一个电动机(10、20)的轴上。
5.如权利要求1至3的任一项所述的牵伸设备，其特征在于，至少一个加速度传感器(12、22)布置在罗拉(2、3、4)的轴上。
6.如前述权利要求中的任一项所述的牵伸设备，其特征在于快速转换、模拟和/或数字转换部件(13、23)，所述的部件用于至少一个加速度传感器(12、22)的信号评价(基本上无延迟)和将它们转换成各自电动机(10、20)的电流信号。
7.如前述权利要求中的任一项所述的牵伸设备，其特征在于，为至少一个电动机(10、20)和/或至少一个罗拉(2、3、4)分配一个轴增量式编码器(11、21)，用于记录转数/分、转向和/或转角。
8.如前述权利要求中的任一项所述的牵伸设备，其特征在于，为至少一个电动机(10、20)分配一个单独的电动机控制设备(13、23)。
9.如权利要求8所述的牵伸设备，其特征在于，所述的电动机控制设备(13、23)包含所述至少一个电动机(10、20)的所述转数/分控制器(34)和所述电流控制器(36)。
10.如前述权利要求中的任一项所述的牵伸设备，其特征在于，为至少一个电动机(10、20)分配的加速度传感器(12、22)的信号被传递到一个控制设备(5)或者电动机控制设备(13、23)，优选的是传递到电流控制器(36)的一个输入端。
11.如权利要求10所述的牵伸设备，其特征在于，为电动机(10、20)分配的加速度传感器(12、22)的信号是在没有在先的模数转换的情况下以模拟方式传递。
12.如前述权利要求中的任一项所述的牵伸设备，其特征在于，设有一个转速计(30)，用于计算所述的至少一个电动机(10、20)的转数/分。
13.如权利要求12的牵伸设备，其特征在于，所述的转速计(30)的信号被传递到电动机控制设备(13、23)，优选地，传递到转数/分控制器(34)的输入端。
14.如权利要求12或13所述的牵伸设备，其特征在于，所述的转速计(30)发射模拟信号。
全文摘要
本发明揭露一种纺纱机的牵伸设备，特别是一种调整牵伸设备，其包含至少两对相继的罗拉对，几个用于分别驱动所述罗拉对的至少一个罗拉(2、3、4)的电动机(10、20)和一个与电动机连接的电子控制装置(5)。该牵伸设备的特点在于，为至少一个电动机(10、20)和/或至少一个罗拉(2、3、4)分配一个加速度传感器(12、22)。
文档编号D01H5/00GK1878897SQ200480032835
公开日2006年12月13日 申请日期2004年9月9日 优先权日2003年11月6日
发明者彼得·登茨 申请人:吕特英格纺织机械制造股份公司