ELECTRONIC SPEED SET POINT ADJUSTMENT DEVICE FOR DRIVING SPINDLES OF A RING-SPINNING MACHINE

Abstract: 1. Electronic command-speed transmitter for the spindle drive of a ring spinning frame a) with a first sensing device (A), for generating an invariant, non-oscillating first movement signal describing the movement of a ring which is provided for guiding the yarn, b) with a second sensing device (B), for generating a second movement signal, which alternates as this ring reciprocates relative to a spindle carrier, and c) with a motion-superposition device for superposing these first and second movement signals, characterized d) in that the movement-superposition device possesses an adder (S8 ) which adds a command-value component, it being possible to pick off a command-speed signal (ss) at the output terminal of this adder (S8 ), e) in that this command-value component adder (S8 ) is functionally connected, on its input side, to the first sensing device (A), the connection being effected via a combined discriminator and NOT circuit (DI), f) this combined discriminator and NOT circuit (DI) generating, as a function of the first movement signal (a0 ), a first command-speed component (a1 ) which is invariant over the entire duration of the winding operation, does not oscillate, and exhibits a rise ramp (rn), an at least approximately constant segment (ka), and a descent ramp (ra), and g) in that the command-value component adder (S8 ) is, furthermore, functionally connected, on its input side, to the second sensing device (B), the connection being effected via a signal generator (TZ) which generates a trapezoidal signal, h) this signal generator (TZ) generating, as a function of the second movement signal, a trapezoidal signal representing a second command-speed component (b1 ) which exhibits a rise ramp (na), an at least approximately constant segment (ak), and a descent ramp (ar), alternating as the ring reciprocates.

Description: Drehzahl-Sollwertgeber für en Spindelantrieb einer Ringspinnmaschine Die Erfindung bezieht sich a.uf einen Drehzahl-Sollwertgeber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Drehzahl-Sollwertgeber, und zwar in Form eines mechanischen Hebel- und Lenkergetriebes, welches unmittelbar auf das Stellglied einesdrehzahl-steuerbaren Elektromotors einwirkt, ist bekannt aus Revue Brown Boveri, Band 54, Nr. 5/6, 1967, 5. 342 bis 346. Solche mechanischen Steuervorrichtungen unterliegen wegen der Massenträgheit grundsätzlichen Begrenzungen hinsichtlich einer Drehzahlerhöhung und sind im Aufbau kompliziert sowie aufwendig und vergleichsweise verschleissanfällig Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Dreh- zahl-Sollwertgebers für denSpindelantrieb einer Ringspinn triaschine, der sich für eine Ausführung mit den Mitteln der Steuerungs- und Regel-Elektronik oder auch mit Hilfe entsprechender fluidischer Systeme eignet und der sich in seiner Funktion durch weitgehende Freiheit von Massenträgheit sowie durch einfachen und funktionssicheren n bau auszeichnet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Abf- gabe kennzeichnet sich bei einem Sollwertgeber der elr gangs erwähnten Art durch die Merkmale des Patentanspruch Die danach vorgesehene, gesonderte Erfassung der stetigen und der oszillierenden Hubkomponente der Ringbewegung gegenüber den Spulenträgern in Verbindung mit eigenen Funktionsgeneratoren, die von den beiden genannten Hubkomponenten gesteuert werden und je eigene, den beiden Bewegungen optimal angepasste Sollwertkomponenten liefern, ermöglicht eine freizügige Anpassung des Be wegungsablaufes mit seinen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen an die Veränderung des Wickeldurchmessers im Verlauf der Erzeugung des Spulen-Wickelkörpers. Die Erfindungsaufgabe ist auch hinsichtlich der trägheitsarmen Funktion und des einfachen Aufbaues mit Hilfe von entsprechenden, an sich üblichen Abtastvorrichtungen für die beiden Sollwertkomponenten mit nachgeordneter, vorzugsweise elektronischer Signalverarbeitung und endlicher Ueberlagerung zu einem resultierenden Sollwertsignal einwandfrei gelöst. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand des in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels erläutert. Hierin zeigt: Fig la und Fig. Ib die Schaltung eines elektrischen Drehzahl Sollwertgebers nach der Erfindung, während Fig. 2 bis Fig. 10 je ein Signal-Zeitdiagramm für einen ent- sprechend bezifferten Schaltungspunkt wieder- gibt. Die erste Abtastvorrichtung A ist als mit der stetigen Hubbewegung des Rlnges gegenüber dem Spulenträger gekoppeltes, beispielsweise mit dem entsprechenden Antriebsorgan der Ringbank verbundenes Potentiometer ausgebildet, welches ein entsprechend variables Stellungssignal aO liefert. Das Potentiometer der Abtastvorrichtung A wird vom Abgriff eines fest einstellbaren Poten- tiometer eines Signalgebers C zur Erzeugung einer Sollwert-Grundkomponente c gespeist. Das Stellungssignal aO ist somit proportional von der Sollwert-Grundkomponente c abhängig. Auf diese Weise lässt sich der gesamte Zeitverlauf der stetigen Sollwertkomponente über dem Stel- lungssignal aO geometrisch ähnlich verändern. Die Grundkomponente c wird jeweils bei Anfang und Ende eines Wickelvorganges durch einen Relaiskontakt CM ein- bzw. ausgeschaltet. Der Abtastvorrichtung A ist eine Diskriminator- und Inverterschaltung DI nachgeordnet, die im wesentlichen eine erste Sollwertkomponente al mit einer Anstiegsrampe rn, einem Konstant abschnitt ka und einer Abstiegsrampe ra in Abhängigkeit vom variablen Signal aO bildet. Die Schaltung DI umfasst zwei Parallelkanäle I und II, wobei ein Ver- stärker V1 mit einem Ueberbrückungstransistor als erstes Begrenzungsglied BG1 wirkt und den Uebergang von der Anstiegsrampe zum Konstantabschnitt bestimmt. Der Stellungswert d1, bei welchem dieser Uebergang erfolgt, ist durch die an einem Potentiometer P3 abgegriffene Steuerspannung für den Ueberbrückungstransistor des Verstärkers V1 be- stimmbar. Im zweiten Parallelkanal II ist ein zweites Be grenzungsglied BG2 durch ein Summierglied S2 mit nachgeordnetem Gleichrichter gebildet welch letzterer nur das der Abstiegsrampe entsprechende Signal durchlässt und in einem Summierglied S1 mit dem Ausgangssignal des ersten Parallelkanals I überlagert. Hierdurch ergibt sich bereits die erwähnte Sollwertkomponente al, die über einen Inverter und ein Einstellpotentiometer in einem weiteren Summierglied S3 mit der Sollwert-Grundkomponente c überlagert wird. Hierdurch ergibt sich eine zusammengesetzte Sollwertkomponente a2. Zurück zur Diskriminator- und Inverterschaltung DI: Dem Summierglied S2 des zweiten Begrenzungsgliedes BG2 wird über einen Inverter Vi und ein Potentiometer P8 ein einstellbares Summandensignal zugeführt, welches proportional zu c ist und durch die Einstellbarkeit von P8 den Stellungswert d2 des Ueberganges zwischen Konstantabschnitt ka und Abstiegsrampe ra im Verlauf von al bestimmt. Dem Signalgeber C für die Grundkomponente c ist ein Nach- lauf-Hilfsregelkreis SQ1 mit einem als Integrator ausgebildeten Verzögerungs-Zeitglied Zl nachgeordnet, und zwar im Beispielsfall im Anschluss an das Summierglied 5 . Es erhält also die zusammengesetzte Sollwertkomponente a2 eine Startverzögerung ts mit einer steilen Anstiegsrampe sa, die bei Erreichen des vollen Wertes von a2 endet. Dadurch werden übermässige Beschleunigungskräfte und eine Ueberbeanspruchung des Garns vermieden. Die zweite Abtastvorrichtung B ist gemäss Fig. lb als Ein-Aus-Schalter ausgebildet, der mit dem Antrieb der oszIllierenden Hubbewegung gekoppelt ist und durch sein Einschalten bzw. Ausschalten den Beginn und das Ende je eines solchen Oszillationshubes markiert. Der Schalter B führt ein vom Signal al abgeleitetes Oszillations-Amplitudensignal b einen Trapezsignalgenerator TZ zu, der einen zweiten Nachlauf-Hilfsregelkreis SQ2 mit einem Summierglied S5 und einem Integrator-Zeitglied Z2 umfasst. Hierdurch ergibt sich im Verlauf der Oszillaw tions-Sollwertkomponente bl, die in einem abschliessen- den Summierglied S8 mit der zusammengesetzten Sollwertkomponente a2 zum Sollwertsignal ss überlagert wird, wiederum eine Anstiegsrampe na, ein Konstantabschnitt ak und eine Abstiegsrampe ar. Infolge gesonderter Eingangskreise mit entgegengesetzt gepolten Gleichrichtern ergeben sich für die Ansties- rampe und die Abstiegsrampe gesonderte Einstellmöglichkeiten der entsprechenden Steigung. Ausserdem ist für die Anstiegsrampe eine Ueberschwingung d vorgesehen, die mittels eines Zusatzsignalgenerators ZS2 erzeugt wird. Letzerer umfasst eine Kippschaltung K, die über ein Summierglied S7 mit der Differenz von Signal b und b1 beaufschlagt wird und im negativen Bereich dieser Differenz dem Summierglied S5 eine entsprechende Zusatzkomponente zuführt5 die in dem durch das Integrator Zeitglied Z2 gebildeten Rampengenerator eine entsprechende Versteilerung und Verlängerung bzw. bei Sättigung von S5 eine Verlängerung der Rampe und damit die gewünschte Ueberschwingung d hervorruft. Mit Uebergang in den po- sitiven Bereich der genannten Differenz entkoppelt die Kippschaltung K den Zusatzsignalgenerator ZS2 von Rampengenerator, so dass der weitere Verlauf der Sollwertkomponente b1 bis zur nächsten Anstiegsrampe unbeeinflusst bleibt Die Ableitung des Signals bo vom Signal al erfolgt gemäss Fig. la über eine Steuerverbindung IV, ein Einstellpoten tiometer Pb und ein Summierglied S4, so dass eine glech- sinnige, und zwar im Beispielsfall proportionale Abhängigkeit der Amplitude der Sollwertkomponente bl von der Amplitude der Sollwertkomponente al gegeben ist. Dies gilt selbstverständlich nur für die Abhängigkeit der Sollwertkomponente bl von b und damit von al, nicht jedoch für die Ueberschwingung d. Durch das Summierglied S4 wird ferner ein Zusatzsignalgenerator ZS1 für die Erzeugung einer endlichen Anfangsamplitude b10 der Sollwert komponente b bei verschwindender Sollwertkomponente al in den Eingangskreis des Trapezsignalgenerators TZ eingekoppelt. Der Zusatzsignalgenerator ZS1 umfasst im wesentlichen ein Summierglied S6 mit nachgeordnetem Einstellpotentiometer F10 und Gleichrichter G. Den Eingängen von S6 wird einerseits das Signal aO und andererseits eine Einstellgrösse entsprechend dem Stellungswert dl vom Potentiometer P3 zugeführt. Damit wird erreicht, dass der Zusatzsignalgenerator lediglich im Bereich der Anstiegsrampe rn ein von einem Anfangswert aus stetig abnehmendes und bei d verschwindendes Zusatzsignal liefert, welches dem bei dl verschwindenden Zusatzwert der Anfangsamplitude des Oszillationshubes entspricht. Nachdem die Speisung des Potentiometers P3 über die Steuerverbindung III vom Grundkomponenten-Signalgeber C aus erfolgt, ergibt sich insgesamt eine konsistente Abhängigkeit aller Signalamplituden bzw. Sollwertkomponenten von dem Einstellwert des Signals c. Insgesamt lassen sich mit den erläuterten Signal und Funktionsgeneratoren und den zugehörigen Einstellglie dern alle praktisch wesentlichen Einflussgrössen des Wickelvorganges bei veränderlichem Wickeldurchmesser und entsprechend den unterschiedlichen Abmessungen der Wicklungslagen im Verlauf des gesamten Wickelvorganges optimal berücksichtigen. Uebermässige Beanspruchungen des Wickelgutes können somit entsprechend den jeweils in der Praxis vorliegenden Verhältnissen trotz hoher Drehzahlen und Arbeitsgeschwindigkeiten vermieden werden. Die Signaldiagramme für die verschiedenen Schaltungspunkte lassen in diesem Zusammenhang die Funktion im einzelnen ohne weiteres erkennen.

Claims: F -Q t. e n t a n s p r ü c h e 1. Drehzahl-Sollwertgeber für den Spindelantrieb einer Ringspinnmaschine, mit einer ersten Abtastvorrich tung zur Erfassung der stetigen Hubkomponente der Ringbewegung und mit einer zweiten Abtastvorrichtung zur Erfassung der oszillierenden Hubkomponente der Ringbewegung relativ zu den Spulenträgern, wobei die Abtastvorrichtungen ausgangsseitig zur Ueberlagerung der beiden Hubkomponenten gekoppelt sind, gekennzeich net durch folgende Merkmale: a) der ersten Abtastvorrichtung (A) ist eine Diskri minator- und Inverterschaltung (DI) zur Erzeugung einer ersten Sollwertkomponente (al) mit einem eine Anstiegsrampe, einen wenigstens annähernden Konstant abschnitt und eine Abstiegsrampe umfassen den, von der stetigen Hubkomponente abhängigen Verlauf nachgeordnet; b) der zweiten Abtastvorrichtung (B) ist ein Trapez signalgenerator (TZ) zur Erzeugung einer zweiten Sollwertkomponente (bl) mit einem eine Anstiegs rampe, einen wenigstens annähernden Konstantab schnitt und eine Abstiegsrampe umfassenden, von der oszillierenden Hubkomponente abhängigen Ver lauf nachgeordnet; c) der Diskriminator- und Inverterschalter (DI) und dem Trapezsignalgenerator (TZ) ist ausgangsseitig eine Ueberlagerungsschaltung (S8) zur Erzeugung eines resultierenden Drehzahl-Sollwertsignals (ss) nachgeordnet. 2 Drehzahl-Sollwertgeber nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Diskriminator- und Inverter- schaltung (DI) ein Begrenzungsglied (BG1) mit einem Stellglied (P3) für die Einstellung des Endpunktes (dl) der Anstiegsrampe (rn) sowie ein weiteres Be grenzungsglied (BG2) und einen Inverter (Vi) mit ei nem weiteren Stellglied (P8) für die Einstellung des Anfangspunktes (d2) der Abstiegsrampe (ra) auf- weist und dass die beiden Begrenzungsglieder und Stellglieder in zwei an die erste Abtastvorrichtung (A) angeschlossenen, ausgangsseitig an ein Summier glied (S1) angeschlossenen Steuerkanälen (I, II) an- geordnet sind. 3. Drehzahl-Sollwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass ein einstellbarer Signal geber (C) zur Erzeugung einer Sollwert-Grundkompo nente (c) mit nachgeordnetem Summierglied (S3) für die Ueberlagerung mit den übrigen Sollwert-Kompo nenten vorgesehen ist. 4. Drehzahl-Sollwertgeber nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass dem Signalgeber (C) für die Grund- komponente (c) des Sollwertsignals (ss) ein Start- Verzögerungsglied (Z1) nachgeordnet ist. 5. Drehzahl-Sollwertgeber nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerverbindung (III)zwi schen dem Grundkomponenten-Signalgeber (C) und der ersten Abtastvorrichtung (A) zur Erzeugung einer gleichsinnigen Abhängigkeit zwischen der Amplitude der ersten Sollwertkomponente (al) und der Grundkom ponente (c) des Sollwertsignals (ss) vorgesehen ist 6. Drehzahl-Sollwertgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuer verbindung (IV) zwischen der Diskriminator- und In verterschaltung (DI) der ersten Abtastvorrichtung (A) und dem Trapezsignalgenerator (TZ) der zweiten Ab tastvorrichtung (B) zur Erzeugung einer gleichsinni gen Abhängigkeit der Amplitude der zweiten Sollwert komponente (b1) und der Amplitude der ersten Soll wertkomponente (al) vorgesehen ist. 7. Drehzahl-Sollwertgeber nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass ein mit dem Trapezsignalgenerator (TZ) der zweiten Abtastvorrichtung (B) gekoppelter Zusatzsignalgenerator (ZS1) für die Erzeugung einer endlichen Anfangsamplitude (b10) der zweiten Soll wertkomponente (bl) bei verschwindender erster Soll wertkomponente (al) vorgesehen ist. 8. Drehzahl-Sollwertgeber nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trapez signalgenerator (TZ) einen Zeitglied-Rampengenerator (Z2) mit gesonderten Zeitkonstanten für die Anstiegs und Abstiegsrampe der zweiten Sollwertkomponente (b1) aufweist. 9. Drehzahl-Sollwertgeber nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, dass der Trapezsignalgenerator (TZ) mit einem Zusatzsignalgenerator (ZS2) für die Er zeugung einer Ueberschwingung (d) der Anstiegsrampe der zweiten Sollwertkomponente (bl) gekoppelt ist und dass dieser Zusatzsignalgenerator (ZS2) eine Kippschaltung (K) zur Entkopplung dieses Zusatzsig nalgenerators vom Trapezsignalgenerator (TZ) im Anschluss an die Anstiegsrampe der zweiten Sollwertkomponente (b1) aufwelst.

Inventors: FALK, JEAN-PIERRE
Applicants: BBC AKTIENGESELLSCHAFT BROWN, BOVERI & CIE.
Application year: 1981
Main classification: D01H1
IPC codes: G05B19, D01H1