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Title:
TEXTILE MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/074561
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a textile machine, in particular to a carding machine, a drawing frame or a combing machine comprising at least two electrical drives (30, 40, 50, 60) whose operating modes are synchronised with respect to a master functionality for actuating the machine elements, in particular the drawing elements for fibre material, measuring elements, transporting elements and/or storing elements. Said machine also comprises at least one measuring device (33, 43, 53, 63, 34, 5, 9, 54) for measuring actual measurand values relating to actuation and/or to fibre material. The inventive carding machine is characterised in that at least one control and/or adjusting unit (19, 131, 141, 151, 161) makes it possible to modify the master function with respect to the actual values.

Inventors:
STROBEL MICHAEL (DE)
UEDING MICHAEL (DE)
DENZ PETER (DE)
BRUNNER ARMIN (DE)
Application Number:
PCT/EP2004/001716
Publication Date:
September 02, 2004
Filing Date:
February 20, 2004
Export Citation:
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Assignee:
RIETER INGOLSTADT SPINNEREI (DE)
STROBEL MICHAEL (DE)
UEDING MICHAEL (DE)
DENZ PETER (DE)
BRUNNER ARMIN (DE)
International Classes:
D01G31/00; D01H5/42; (IPC1-7): D01G31/00; D01H5/32
Foreign References:
US6286188B12001-09-11
US6088882A2000-07-18
US6499194B12002-12-31
US4819301A1989-04-11
Attorney, Agent or Firm:
Schlief, Thomas (Friedrich-Ebert-Strasse 84, Ingolstadt, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Textilmaschine, insbesondere Karde, Strecke oder Kämmmaschine, mit mindestens zwei bezüglich ihrer Drehzahlen entsprechend einer Masterfunktionalität aufeinan der abgestimmten elektrischen Antrieben (30,40, 50,60) zum Antreiben von Ma schinenelementen, insbesondere FasermaterialVerzugselementen, Meßelementen, Transportelementen und/oder Ablageelementen, sowie mit mindestens einer Meßeinrichtung (33,43, 53,63 ; 34, 5, 9, 54) zur IstWertErfassung von antriebs und/oder Fasermaterialbezogenen Meßgrößen, gekennzeichnet durch mindestens eine Steuerund/oder Regeleinheit (19 ; 131,141, 151,161), mittels welcher Masterfunktionswechsel in Abhängigkeit der IstWerte durchführbar sind.
2. Textilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die IstWerte der mindestens einen Meßeinrichtung (33,43, 53,63 ; 34,5, 9,54) an die mindestens eine Steuerund/oder Regeleinheit (19 ; 131,141, 151, 161) übermittelbar sind, wel che anhand dieser IstWerte die momentane MasterFunktion zuweist.
3. Textilmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die minde stens eine Steuerund/oder Regeleinheit (19 ; 131,141, 151,161) die Soll Drehzahlen für die Antriebe (30,40, 50,60) vorgibt.
4. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Textilma schine ein Regulierstreckwerk (2) aufweist, gekennzeichnet durch einen Regulie rungsrechner (18) zur Berechnung der Einstellwerte der Streckwerksantriebe (40, 50) aufgrund von Bandquerschnittsmessungen vor dem Streckwerk (2), wobei diese Einstellwerte von der Steuerund/oder Regeleinheit (19 ; 131,141, 151, 161) bei der Vorgabe der SollDrehzahlen für die Antriebe (30,40, 50,60) berücksichtigt werden.
5. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Masterfunktionalität wiederholt zumindest zwischenzeitlich dem einen und zu einem anderen Zeitpunkt dem anderen Antrieb der mindestens zwei Antriebe (30,40, 50,60) zuweisbar ist.
6. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Masterfunktionalität zwischenzeitlich einem virtuellen Master zuweisbar ist.
7. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der virtuelle Master in einer Steuerund/oder Regeleinheit (19 ; 131,141, 151, 161) integriert ist.
8. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch aekennzeich net, daß der jeweils momentan seinem SollWert am geringsten nachkommende Antrieb (30,40, 50, 60) bei Unteroder Überschreiten von vorgegebenen Grenz werten die Rolle des Masters übernimmt.
9. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß bei kurzfristiger Drehmomentüberlast und/oder Erreichen der Dauer lastgrenze eines Antriebs (30,40, 50,60) diesem Antrieb die Masterfunktion zu weisbar ist.
10. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Übermittlung von IstWerten einer Meßeinrichtung (33,43, 53,63 ; 34,5, 9,54) bei Unteroder Überschreiten von vorgegebenen Grenzwerten vorgesehen ist.
11. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die IstWerte aktiv, d. h. ohne Abfrage (Polling), seitens der mindestens ei nen Meßeinrichtung (33,43, 53, 63 ; 34,5, 9,54) übermittelbar sind.
12. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß IstWerte eines oder mehrerer der folgenden Meßgrößen übermittelbar sind : Drehzahlen, Drehzahländerungen, Drehmomente, Motorstrom, Phasenver schiebung, Phàsenwinkel, Umdrehungsgeschwindigkeit oder deren zeitliche Ablei tung (en), Antriebskräfte, Fasermaterialeigenschaften (beispielsweise Dickstellen), Verzugskräfte, Motortemperaturen.
13. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei dezentrale Antriebe (30,40, 50,60) für zumindest zwei der folgen den Elemente : Einzugswalzen (3a) am Maschineneingang, Eingangswalzen (6a), Mittelwalzen (7a), Ausgangsbzw. Lieferwalzen (8a), Abzugswalzen (12a) am Streckwerksausgang, Drehteller (13), Kannenstandfläche (15).
14. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ekennzeich net, daß jeweils eine Steuerund/oder Regeleinheit (131,141, 151,161), insbeson dere eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), den mindestens zwei Antrie ben (30,40, 50,60) zugeordnet ist.
15. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Steuerund/oder Regelaufgabe zur Vergabe der Masterfunktion auf ei ne den jeweiligen Antrieben (30, 40,50, 60) zugeordnete Steuerund/oder Rege leinheit (131,141, 151,161) übertragbar ist.
16. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Kommunikation zwischen den Antrieben (30,40, 50,60) und/oder den Antrieben (30,40, 50,60) und einer zentralen Steuerund/oder Regeleinheit (19) über Bussysteme (25) oder analoge Leitungen erfolgt.
17. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß Kriterien vom Benutzer vorgebbar sind, anhand derer die Masterfunktiona lität zugewiesen wird.
Description:
Textilmaschine Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine, insbesondere Karde, Strecke oder Kämmmaschine, mit mindestens zwei bezüglich ihrer Drehzahlen entsprechend einer Masterfunktionalität aufeinander abgestimmten elektrischen Antrieben zum Antreiben von Maschinenelementen, insbesondere Fasermaterial-Verzugselementen, Meßele- menten, Transportelementen und/oder Ablageelementen, sowie mit mindestens einer Meßeinrichtung zur Ist-Wert-Erfassung von äntriebs-und/oder Fasermaterial- bezogenen Meßgrößen.

Die Verwendung von dezentralen Antrieben bzw. Einzelantrieben in der Textilindustrie ist seit längerem bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 29 41 612 C2 eine Strek- ke zum Doublieren und Verziehen von Faserbändern mit einem Streckwerk, das durch gesonderte Elektromotoren angetriebene Walzenpaare aufweist, deren Drehzahiver- hältnisse mittels Frequenzteiler verstellbar sind. Eine zentrale Rechnereinheit berechnet fortlaufend die Faserbandmasse des durchlaufenden Faserbandes und gibt Soll- Drehzahlen für die verschiedenen Walzenpaare vor. Bei dieser Maschine sowie bei an- deren bekannten Textilmaschinen mit Einzelantrieben wird das Master-Slave-Prinzip angewendet. Unter dem Begriff"Einzelantrieb"ist hier zu verstehen, daß mehrere An- triebe vorgesehen sind, von denen jeweils einer ein oder auch mehrere Achsen antreibt.

Bei dem Master-Slave-Prinzip wird eine reale Motorenachse als Master definiert, wobei die restlichen Achsen der elektrischen Antriebe dem durch den Master vorgegebenen Drehzahlverhältnis folgen. Alternativ wird ein virtueller Master eingerichtet, der Soll- Werte ohne jegliche Abweichung von der theoretisch idealen Form generiert. Im Betrieb werden alle Slaves durch ein Taktsignal vom virtuellen Master auf den gleichen Ab- tastzeitpunkt synchronisiert. Sowohl der reale als auch der virtuelle Master fragen im Betrieb in regelmäßig zeitlichen Abständen die Slave-Antriebe ab (sog. Polling), wobei die entsprechenden Daten in der Regel über Busverbindungen übermittelt werden.

Nachteilig bei diesen Textilmaschinen ist, daß der Einsatz des bekannten Master-Slave- Prinzips nicht gewährleisten kann, daß alle Antriebe in optimaler Synchronisation zu- einander betrieben werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verzugsgenauigkeit bei der Verwendung mehrerer Antriebe bei einer Textilmaschine und insbesondere bei einer Spinnereima- schine mit einem Streckwerk zu verbessern.

Diese Aufgabe wird bei einer Textilmaschine der eingangs genannten Art gelöst durch mindestens eine Steuer-und/oder Regeleinheit, mittels welcher Masterfunktionswech- sel in Abhängigkeit der Ist-Werte durchführbar sind.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß bei entsprechender Ausge- staltung der Maschine die Masterfunktionalität entsprechend den jeweiligen Bedingun- gen wechseln kann. So ist es möglich, daß die Masterfunktion durch die mindestens eine erfindungsgemäße Steuer-und/oder Regeleinheit momentan jeweils einem von mehreren Antrieben zugewiesen werden kann. Auch kann zwischenzeitlich ein virtueller Master die Motorendrehzahlen vorgeben. Es resultiert somit die Möglichkeit, daß zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedliche Antriebe als momentaner Master dienen.

Somit kann je nach gerade herrschender Situation die Masterfunktion weiter gegeben werden-und ggf. auch auf einen virtuellen Master übertragen werden.

Die Ist-Werte werden vorzugsweise der zentral oder dezentral ausgebildeten Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt, welche anhand dieser Werte den momentanen Ma- ster bestimmt. Vorteilhafterweise gibt diese Einheit auch die entsprechenden neuen Soll-Drehzahlen-ggf. unter Berücksichtigung weiterer Parameter-für die Antriebe vor.

Bei einer Textilmaschine mit einem regulierten Streckwerk fließen insbesondere die Werte zur Bandquerschnittsmessung vor dem Streckwerk in die Berechnung der Soll- Drehzahlen ein. Die Bestimmung der Masterfunktionalität einerseits und die Vorgabe der neuen Soll-Drehzahlen andererseits können auch auf verschiedene Einheiten ver- teilt sein.

Besonders bevorzugt übernimmt jeweils der momentan schwächste Antrieb die Rolle des Masters, um diesen Antrieb beispielsweise nicht zu überlasten bzw. -für das Bei- spiel einer Regulierstrecke-eine kontinuierlich gute Bandqualität zu erhalten.

Zweckmäßig ist es, wenn für einige oder alle Meßeinrichtungen feste oder variabel vor- gebbare Grenzwerte definiert werden, unter-oder oberhalb derer die mindestens eine

erfindungsgemäß arbeitende Steuer-und/oder Regeleinheit die momentanen Ist-Werte von der entsprechenden Meßeinrichtung (oder aus diesen Ist-Werten abgeleitete bzw. vorverarbeitete Signale) erhält. Bevorzugt werden hieraus-bei einer Regulierstrecke insbesondere unter Berücksichtigung der momentanen Bandquerschnittsschwankungen - sofort die Soll-Drehzahlen für die anderen Antriebe berechnet und an die Antriebe weitergegeben.

Die Vorgabe von Grenzwerten ist sinnvoll, da beispielsweise bei Messung der Motor- stromaufnahme innerhalb gewisser Ist-Wertebereiche eines momentan als Slave fun- gierenden Antriebs nicht die Notwendigkeit besteht, diesen zum Masterantrieb zum ma- chen. Erst jenseits des entsprechenden Grenzwertes signalisiert das Stromaufnahme- Meßglied dieses Antriebs, daß dieser Antrieb den momentanen Anforderungen nicht folgen kann und daher sinnvollerweise die Masterfunktion übernimmt, damit sich die anderen Antriebe nach ihm richten können..

Vorzugsweise wird im Zusammenhang mit dem zuvor Gesagten kein ständiges oder in regelmäßigen Abständen erfolgendes Abfragen (Polling) seitens der erfindungsgemä- ßen Steuer-und/oder Regeleinheit durchgeführt. Solange kein Wechsel der Master- Slave-Zuordnung notwendig ist-d. h. die momentane Master-Slave-Verteilung ent- spricht den momentanen Antriebsanforderungen-ist eine derartige Abfrage seitens der Steuer-und/oder Regeleinheit nicht notwendig. Vielmehr werden von einer Meßein- richtung aufgenommene, momentane Ist-Werte-ggf. nach einer Aufbereitung-bevor- zugt erst dann übertragen, wenn diese außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegen.

Es sind jedoch auch Fälle denkbar, bei denen vorteilhafterweise die Ist-Werte von einer, einigen oder allen Meßeinrichtungen ständig zur Berücksichtigung seitens der Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Wissensbasis aufgebaut werden, welche zur Zuweisung der Master-Funktionalität un- terstützend herangezogen werden kann.

Unterschiedliche Meßgrößen können mittels geeigneter Meßeinrichtungen gemessen werden, deren Ist-Werte (oder daraus abgeleitete Signale) an die die Master- Funktionalität bestimmende Steuer-und/oder Regeleinheit übermittelt werden. So kön-

nen insbesondere Meßeinrichtungen zur Messung der Drehzahlen der Antriebsachsen oder Drehzahländerungen vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich lassen sich Drehmomente, die Motorströme der Antriebe, die Phasenverschiebung und/oder der Phasenwinkel der Antriebe, die Umdrehungsgeschwindigkeit oder deren zeitliche Ab- leitung sowie die Motortemperaturen messen. Alternativ oder zusätzlich werden bei- spielsweise Dickstellen und/oder Fasermaterialeigenschaften mittels Meßeinrichtungen bzw. Sensoren gemessen. Wird beispielsweise ein Tastrollensignal zum Faserband- querschnitt (es sind auch die Begriffe Faserbandmasse, Faserbanddicke oder Faser- bandvolumen bekannt) gemessen, so kann dieses Signal an der Tastrolle herangezo- gen werden, um bei einer sehr großen Dickstelle einen virtuellen Master, der beispiels- weise in einer Steuer-und/oder Regeleinheit integriert sein kann, zu bestimmen, der alle Antriebe und somit die gesamte Maschine langsamer laufen läßt, um einen genau- en Verzug bei der niedrigeren Liefergeschwindigkeit zu gewährleisten. Auch ist es mög- lich, Verzugskraftmessungen an dem oder den zu verstreckenden Faserbändern durch- zuführen. Allgemein ausgedrückt lassen sich Ist-Werte zu Meßgrößen messen, die im Zusammenhang mit den Antrieben oder dem Fasermaterial bzw. der Verstreckung ste- hen.

Insgesamt wird mittels der Erfindung eine sehr hohe Flexibilität in Bezug auf die Antrie- be erreicht, da gegenüber dem Stand der Technik keine Abhängigkeit seitens ständig untergeordneter Antriebe von ein und demselben Masterantrieb oder einem virtuellen Master besteht. Die Erfindung ermöglicht es vielmehr, eine schleppfehlerabhängige Soll-Wert-Regulierung zu realisieren, bei der die Masterkontrollfunktion je nach Situati- on übertragen werden kann. Dies geschieht beispielsweise bei einer bevorzugten Aus- führungsform durch Übertragung des Masters auf den momentan insbesondere schwächsten Antrieb.

Die Erfindung läßt sich bei Textilmaschinen und insbesondere bei Spinnereimaschinen mit einem Streckwerk einsetzen, bei dem mindestens zwei Antriebe vorgesehen sind.

Diese Antriebe treiben entweder ein einzelnes oder mehrere Elemente an. Derartige Antriebe können bei einer Strecke insbesondere vorgesehen sein für Abzugswalzen am Streckwerkseingang, Eingangswalzen, Mittelwalzen und/oder Ausgangs-bzw. Liefer- walzen des Streckwerks, Abzugswalzen am Streckwerksausgang, einem oberhalb einer Kanne angeordneten Drehteller, sowie einer rotierenden oder changierenden Kannen-

standfläche für eine zu befüllende Ablagekanne. Nach dem vorher Gesagten können auch mehrere der vorgenannten Elemente von einem einzigen Motor angetrieben wer- den. Beispielsweise kann ein Motor für das Ausgangswalzenpaar sowie für das nach- folgende Kalanderwalzenpaar (Abzugswalzenpaar) eingesetzt werden. Ein zweiter Mo- tor kann ein dem Streckwerk vorgelagertes Tastrollenpaar sowie das Eingangswalzen- paar und das Mittelwalzenpaar des Streckwerks antreiben. Ein dritter Motor kann als Einzugsantrieb fungieren, wobei dieser Antrieb insbesondere zum Abziehen der Vorla- gebänder aus den Vorlagekannen dient. Ein vierter Antrieb treibt dann beispielsweise den Drehteller sowie die Kannenstandfläche an. Verschiedene Variationen eines sol- chen Aufbaus sind möglich.

Bei einer Regulierstrecke werden zweckmäßigerweise die vor dem Streckwerk gemes- senen Bandquerschnittsmeßwerte zu einem Regulierungsrechner übertragen, der die Einstellwerte bzw. Soll-Werte für die Streckwerksantriebe berechnet. Diese Soll-Werte werden dann im Rahmen der Erfindung an die Steuer-und/oder Regeleinheit weiterge- leitet, die in Abhängigkeit der momentanen Ist-Werte (d. h. des momentanen Masters) diese Soll-Drehzahlen ggf. anpaßt und die ggf. modifizierten Soll-Drehzahlen an die Antriebe weitergibt. Die Steuer-und/oder Regeleinheit übernimmt hierbei also die Syn- chronisierung der Antriebe. Je nach Aufbau kann die Anpassung der aufgrund der Bandschwankungen berechneten Soll-Drehzahlen durch die genannten Ist-Werte auch im Regulierungsrechner erfolgen.

Die erfindungsgemäß operierende Steuer-und/oder Regeleinheit kann als zentrale Ein- heit ausgebildet sein. Entsprechend den der zentralen Steuer-und/oder Regeleinheit vorliegenden Ist-Werten einer oder mehrerer Meßeinrichtungen werden die Soll- Drehzahlen für alle Antriebe-unter Berücksichtigung der vom Regulierungsrechner berechneten Einstellwerte bzw. Soll-Werte für die Streckwerksantriebe-ermittelt und allen Antrieben vorgegeben.

Alternativ oder zusätzlich kann einzelnen Antrieben oder jedem Antrieb jeweils eine Steuer-und/oder Regeleinheit zugeordnet sein-auch bezeichnet mit"Motioncontrol"-, vorzugsweise ausgebildet als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). In einem derartigen, bevorzugten Fall ist eine der speicherprogrammierbaren Steuerungen für den Empfang der Ist-Werte der einzelnen Meßeinrichtungen, die Berechnung der neuen

tatsächlichen Soll-Drehzahlen unter Zugrundelegen der vom Regulierungsrechner be- rechneten Soll-Drehzahlen für die Streckwerksantriebe sowie die Übermittlung an die entsprechenden Antriebe zuständig. Auch kann eine Aufteilung der genannten Funktio- nen auf mehrere Steuerungen vorgesehen sein. Ebenfalls ist es möglich, daß die Funk- tion des Empfangs und der Berechnung sowie Übermittlung an eine der anderen spei- cherprogrammierbaren Steuerungen übergebbar ist. Auch kann in einer Variante eine zentrale Steuer-und/oder Regeleinheit diese Aufgaben auf die den Antrieben jeweils zugeordnete Steuer-und/oder Regeleinheit'flexibel übertragen. All die genannten Aus- gestaltungen erhöhen die Vielseitigkeit und Unabhängigkeit der Steuer-und/oder Re- geizuständigkeiten.

Die mindestens eine Steuer-und/oder Regeleinheit kann gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel die neuen Soll-Drehzahlen für alle Antriebe-einschließlich des aktuellen Masterantriebs-über das momentan notwendige Maß hinaus beschränken, so daß die Maschine entweder kurzzeitig oder über eine längere Zeit mit geringerer Dy- namik betrieben wird. Diese Situation kann im Rahmen der Erfindung dahingehend in- terpretiert werden, daß der momentan schwächste Antrieb kurzzeitig als Master fun- giert, nach dem sich die anderen Antriebe richten müssen. Wenn dann die Drehzahlen weiter herabgesetzt werden, kann darin eine Übernahme der Masterfunktion durch ei- nen virtuellen Master gesehen werden. Die Dauer der Dynamikherabsetzung kann sich nach dem jeweils momentan schwächsten Antrieb sowie beispielsweise dessen Über- lastgrad richten. Im Gegensatz dazu ist bei einer ständigen Anpassung der Soll- Drehzahlen aller Antriebe die Dynamik der Maschine wesentlich höher, so daß die Lie- fergeschwindigkeit des die Strecke verlassenden Faserbandes öfter wechselt, jedoch eine hohe Produktivität resultiert.

Die Kommunikation zwischen den einzelnen Antrieben untereinander und/oder mit einer zentralen Steuer-und/oder Regeleinheit erfolgt in einer bevorzugten Ausführung mittels Busverbindungen. Es bietet sich hierbei an, ein paralleles oder serielles Bussystem, einen CAN-Bus, eine Profibus oder einen Interbus einzusetzen. Alternativ sind Einzel- verbindungen. von dem oder den Meßeinrichtungen zu der mindestens einen Steuer- und/oder Regeleinheit vorgesehen, die sowohl als digitale als auch als analoge Leitun- gen ausgeführt sein können.

Im folgenden sollen einige Einsatzbeispiele der Erfindung aufgeführt werden. Wenn beispielsweise ein Grenzwert des Motorstroms eines Antriebs oder die Dáuerlastgrenze einer Antriebsachse erreicht ist, kann dieser Antrieb die Masterfunktion übernehmen, so daß die Drehzahlen der anderen Achsen auf die genannte Grenze abgestimmt werden.

Bei einer kurzzeitigen Motorstromüberlast oder mechanischen Achsüberlast übernimmt dieser Antrieb zweckmäßigerweise ebenfalls die Masterfunktion, damit die restlichen Antriebe zur Erhaltung der Drehzahlsynchronizität entsprechend den eigenen Möglich- keiten reduziert werden. Bei Stromausfall und damit verbundenem Auslauf der Maschi- ne kann in einer weiteren Variante der Master vorzugsweise mehrfach wechseln, wobei dieser Wechsel sich vorteilhafterweise nach dem Energieinhalt der jeweils angetriebe- nen Maschinenteile richtet.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Zuweisung der Masterfunktio- nalität beim Starten und/oder Stoppen der Maschine vorgenommen wird. Beispielswei- se kann einem der Antriebe beim Hochfahren der Maschine die Masterfunktion bis zu einer bestimmten Liefergeschwindigkeit des verzogenen Faserbandes oder bis zu einer bestimmten Stromaufnahme dieses Antriebs zugewiesen werden, um anschließend die Masterfunktionalität im Normalbetrieb einem anderen Antrieb oder einem virtuellen Ma- ster zu überlassen.

Bei einem anderen Einsatzbeispiel ist eine Textilmaschine gebildet von zwei hinterein- ander geschalteten Maschinenmodulen, die separat aufgestellt oder in einem Gestell kombiniert sind, beispielsweise eine Karde und eine Strecke. Die Masterfunktionalität kann hierbei z. B. von einem Antrieb des einen Moduls zu einem Antrieb des anderen Moduls wechseln. Im Beispiel einer kombinierten Karde oder Strecke kann beispiels- weise bei Geschwindigkeitsschwankungen der Fasermaterial-Vorlage am Kardenein- gang oder die Faserband-Lieferung am Kardenausgang dem zugehörigen Antrieb der Karde die Masterfunktionalität zugewiesen werden.

Vorteilhafterweise kann der Benutzer darauf Einfluß nehmen, wann welcher Antrieb bzw. ein virtueller Master die Masterfunktion übernimmt. Dies kann insbesondere durch Vorgabe der genannten Grenz-bzw. Schwellwerte zur Übertragung der Ist-Werte der Meßeinrichtungen erfolgen. Auch können vorteilhafterweise Betriebsabläufe vorgege- ben werden, wonach bei Erreichen bestimmter Ist-Werte-beispielsweise einer be-

stimmten Liefergeschwindigkeit. beim Hochlaufen einer Strecke-die Masterfunktion wechselt.

Weiterhin ist es bevorzugt, daß auf einer Visualisierungseinheit der momentane Master einem Benutzer angezeigt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprü- che gekennzeichnet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Regulierstrecke in schematischer Seitenansicht in einer ersten Aus- führungsform ; Figur 2 eine Regulierstrecke in schematischer Seitenansicht in einer zweiten Ausführungsform, und Figur 3 eine Regulierstrecke in schematischer Seitenansicht in einer dritten Aus- führungsform.

In Figur 1 ist schematisch in Seitenansicht eine Regulierstrecke mit einem Streckwerk 2 als Beispiel für eine erfindungsgemäße Textilmaschine dargestellt, das ein Eingangs- walzenpaar 6, ein Mittelwalzenpaar 7 und ein Ausgangswalzenpaar 8 umfaßt. Dem Streckwerk 2 vorgelagert ist ein Einzugswalzenpaar 3, das zum Abzug von einem oder mehreren Faserbändern FB aus nicht dargestellten Kannen dient. Zwischen dem Streckwerk 2 und dem Einzugswalzenpaar 3 ist eine als Tastwalzenpaar ausgebildete Bandquerschnittsmeßeinrichtung 5 mit vorgeschaltetem Verdichtungstrichter 4 ange- ordnet, welche Signale zum Bandquerschnitt des mindestens einen Faserband FB lie- fert. Statt eines Tastwalzenpaares sind andere Bandquerschnittsmeßeinrichtungen 5 möglich, beispielsweise Mikrowellenresonatoren, kapazitive Sensoren, Ultraschallsen- soren etc.. Im Streckwerk 2 werden das oder die Faserbänder FB in bekannter Weise aufgrund der verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten der Walzenpaare 6,7, 8 verzo- gen. Zwischen dem Mittelwalzenpaar 7 und dem Ausgangswalzenpaar 8 ist zudem ein Druckstab 9 zur besseren Führung der schwimmenden Fasern angeordnet. Dem Aus-

gangswalzenpaar 8 unmittelbar nachgeordnet ist eine Umlenkwalze 1, 0, welche das. verzogene Faservlies zu einer Vliesführungseinrichtung 11 und einem nachfolgenden Kalanderwalzenpaar 12 umlenkt, weiches das Faservlies zu einem Faserband verdich- tet und in bekannter Weise zugleich als Bandquerschnittsmeßeinrichtung 12 zur Band- querschnittskontrolle des resultierenden Faserbandes FB ausgebildet sein kann. Alter- nativ können wiederum andere Meßmethoden (mit Mikrowellen, kapazitiv usw.) einge- setzt werden. Das Faserband FB wird anschließend in einen Bandkanai eines rotieren- den Drehtellers 13 eingeführt und in Schlaufen in eine Kanne 14 abgelegt, die auf einer ebenfalls in Drehbewegung versetzten Kannenstandfläche 15 steht. Alternativ kann das Faserband FB in einer hin und her changierenden Rechteckkanne abgelegt werden.

Für die Unterwalze 3a des Einzugswalzenpaares 3 ist ein Einzelantrieb 30 vorgesehen, der einen Regler 31, einen Motor 32 und einen analogen oder digitalen Ist-Wertgeber 33 (bspw. einen Tachogenerator) umfaßt. Ein weiterer Antrieb 40 mit einem Regler 41, einem Motor 42 und einem Ist-Wertgeber 43 (bspw. einem Tachogenerator) dient zum Antrieb des Tastwalzenpaares 5 sowie der Eingangs-und Mittel-Unterwalzen 6a, 7a.

Selbstverständlich ist auch ein Antrieb der jeweiligen Oberwalze möglich (nicht darge- stellt). Im Vorverzugsfeld, das zwischen dem Eingangs-und Mittelwalzenpaar 6,7 ge- bildet ist, ist somit bei dieser Ausführungsform ein konstanter Vorverzug eingestellt. Ein dritter Antrieb 50 mit Regler 51, Motor 52 und Ist-Wertgeber 53 (bspw. Tachogenerator) ist zum Antrieb der Ausgangs-Unterwalze 8a und dem Kalanderwalzenpaar 12 vorge- sehen. Zuletzt treibt ein vierter Antrieb 60 mit Regler 61, Motor 62 und Ist-Wertgeber 63 (bspw. Tachogenerator) den Drehteller 13 sowie die Kannenstandfläche 15 an.

Die Motoren 32,42, 52,62 werden jeweils über geschlossene Regelkreise geregelt. Die Soll-Werte für die Motoren werden zunächst-anhand des gewünschten Soll-Werts zum Querschnitt des verzogenen Faserbandes sowie der aktuellen Meßwerte von der dem Streckwerk 2 vorgelagerten Bandquerschnittsmeßeinrichtung 5 ermittelt, die über eine Leitung 22 an einen Regulierungsrechner 18 übermittelt werden. Der Regulierungs- rechner 18 berechnet dann entsprechend dem Stand der Technik unter Berücksichti- gung der Laufzeit des oder der Faserbänder vom Meßort zum Verzugsort Soll-Werte für die Streckwerksmotoren 42 und/oder 52. Anhand der von der Bandquerschnittsmeßein- richtung 12 am Streckwerksausgang über eine Leitung 27 an den Regulierungsrechner

18 übermittelten Signale kann die Qualität des resultierenden Faserbandes ermittelt und angezeigt werden.

In der Figur 1 sowie den übrigen Figuren sind der Übersichtlichkeit halber einige übli- cherweise vorhandene Maschineneinheiten nicht dargestellt, so z. B. die Maschinen- zentrale, eine Bedieneinheit, eine Visualisierungseinheit (Panel o. ä.).

Im Rahmen der Erfindung liefern die Ist-Wertgeber 33,43, 53,63 ein der Motorendreh- zahl entsprechendes Signal nicht nur an die zugeordneten Regler 31, 41, 51, 61, son- dern über einen Bus 70 auch an eine zentrale Steuer-und/oder Regeleinheit 19, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Regulierungsrechner 18 in einer Einheit 20 zusammengefaßt ist. Die Steuer-und/oder Regeleinheit 19 bestimmt anhand dieser Signale, welcher der Antriebe 30,40, 50, 60 momentan der Masterantrieb sein soll, wo- bei die übrigen Antriebe dann als Slave-Antriebe dienen. Alternativ ist auch ein virtueller Master zur zwischenzeitlichen Vorgabe der Soll-Drehzahlen bestimmbar. Die Master- funktionalität kann somit von der Steuer-und/oder Regeleinheit 19 zwischen den An- trieben 30,40, 50, 60 und ggf. einem virtuellen Master hin und her übergeben werden.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform verarbeitet die Steuer-und/oder Re- geleinheit 19 einerseits die von dem Regulierungsrechner 18 berechneten Soll-Werte für die Streckwerksantriebe 40 und/oder 50 als auch die Ist-Werte der Ist-Wertgeber 33, 43,53, 63, um Soll-Drehzahlen-ggf. modifiziert entsprechend des momentanen Ma- sters-den Motoren 32,42, 52,62 vorzugeben. In einer Alternative werden die Ist- Werte der Ist-Wertgeber 33,43, 53,63 von der Steuer-und/oder Regeleinheit 19 an den Regulierungsrechner 18 weitergeleitet (s. Doppelpfeil zwischen Rechner 18 und Einheit 19) und dort-zusammen mit den Meßwerten der Bandquerschnittsmeßein- richtung 5-zur Berechnung der Soll-Drehzahlen für die Motoren 32,42, 52,62 heran- gezogen. Die Steuer-und/oder Regeleinheit 19 kann auch lediglich auf Ist-Werten ba- sierende Kurz-Informationen an den Regulierungsrechner 18 übertragen, beispielswei- se daß die gesamte Maschine-z. B. aufgrund der Überlastung eines Motors (des mo- mentanen Masters) -nur mit 80% der voreingestellten Liefergeschwindigkeit laufen soll, bis der Regulierungsrechner 18 ein neues Signal von der Steuer-und/oder Regeleinheit 19 erhält. Die Berechnung der tatsächlich den Motoren 32,42, 52,62 vorzugebenden Soll-Drehzahlen wird hierbei vollständig dem Regulierungsrechner 18 überlassen, wo-

bei die Steuer-und/oder Regeleinheit 19 in diesem Fall vornehmlich der Synchronisie- rung der Antriebe 30,40, 50,60 dient.

Es kann standardmäßig ein bestimmter Antrieb als Master fungieren, wobei unter be- sonderen Betriebsbedingungen diese Funktionalität an einen der anderen Antriebe ab- gegeben werden kann, so daß der bisherige Master dann als Slave dient und ggf. bei darauffolgender Normalisierung des Betriebs wieder als Master herangezogen wird.

Der Steuer-und/oder Regeleinheit 19 werden vorteilhafterweise nicht ständig die Ist- Werte der den Motordrehzahlen entsprechenden Spannungssignale von den Ist- Wertgebern übermittelt. Erst bei Unter-oder Überschreiten von vorgegebenen Grenz- werten dieser Signale werden diese bevorzugt an die Einheit 19 übertragen. Wenn bei- spielsweise ein Motor nicht die von der zentralen Steuer-und/oder Regeleinheit 19 vor- gegebene Soll-Drehzahl aufgrund von Überlast erreicht, wird die aktuelle Drehzahl über den Bus 70 an die Einheit 19 übertragen. Die Einheit 19 reagiert, indem sie die vom Regulierungsrechner 18 berechneten Soll-Drehzahlen für alle Antriebe 30,40, 50,60 entsprechend weiterverarbeitet, insbesondere in passender Weise reduziert, und über den Bus 70 diesen Antrieben vorgibt.

Bei Feststellen beispielsweise einer Motorenüberlast können die Soll-Drehzahlen der Motoren 32,42, 52,62 entsprechend reduziert werden, um weiterhin eine hohe Faser- bandqualität zu erhalten. Wenn beispielsweise eine relativ schlechte Faserbandqualität registriert wird, kann entweder ebenfalls die Maschine langsamer betrieben werden oder die schlechtere Bandqualität wird bei nicht oder kaum reduzierten Drehzahlen zu- gunsten der Produktivität in Kauf genommen.

In diesem Zusammenhang kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, die Maschine mit hoher oder niedriger Dynamik zu betreiben. Im ersten Fall werden jeweils die momen- tanen Ist-Werte des momentanen Masterantriebs berücksichtigt, während im zweiten Fall die Drehzahlen über das aktuell notwendige Maß hinaus reduziert werden. Im letz- teren Fall wird zunächst der überlastete Antrieb berücksichtigt, bevor die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 anschließend als virtueller Master agiert und die Soll- Drehzahlen auf ein bestimmtes, für längere Zeit gültiges Niveau absenkt, das unterhalb des eigentlich notwendigen Maßes bzgl. der momentanen Überlast liegt.

Entsprechend der Ist-Werte kann vorteilhafterweise ebenfalls vorgesehen sein, daß die Maschine vollständig abgeschaltet wird.

In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weisen alle Antriebe 30,40, 50,60 eine Meßeinrichtung in Gestalt der Ist-Wertgeber 33,43, 53,63 auf. Bei anderen Ausführun- gen sind nur einem oder einigen Antrieben Meßeinrichtungen zugeordnet, welche Ist- Werte an die Steuer-und/oder Regeleinheit 19 übermitteln können. Dies kann zweck- mäßigerweise für solche Antriebe realisiert sein, bei denen die Wahrscheinlichkeit von starken Abweichungen gegenüber dem Normalbetrieb relativ groß ist, so daß diesen Antrieben die Masterfunktionalität im Bedarfsfall übertragen werden kann.

Anstelle von oder zusätzlich zu Motordrehzahlen (z. B. gemessen mittels Tachogenera- toren) bzw. äquivalenten Größen sind Ist-Werte zu anderen Meßgrößen zur Vergabe der Masterfunktionalität heranziehbar. Bevorzugt wird insbesondere die Stromaufnahme eines oder mehrerer der Motoren 32,42, 52,62 mittels eines entsprechenden Meßglie- des gemessen, das im jeweiligen Regler 31,41, 51, 61 integriert sein kann. Bei Errei- chen der Überlastgrenze bzw. einer Schwellgrenze eines der Motoren 32,42, 52,62 kann dieser dann als Master dienen.

Anstelle eines Busses 70 in geeigneter Ausführung (paralleler oder serieller Bus, CAN- Bus, Profibus, lnterbus o. dgl.) können auch analoge oder digitale Einzelverbindungen zwischen den verschiedenen Meßeinrichtungen und der Steuer-und/oder Regeleinheit 19 realisiert sein. Eine derartige Situation ist in Figur 2 wiedergegeben. Die Berechnung der Soll-Drehzahlen aufgrund der Meßwerte von der Bandquerschnittsmeßeinrichtung 5 mittels des Regulierungsrechners 18 sowie die Qualitätsüberwachung mittels der Band- querschnittsmeßeinrichtung 12 ist unverändert gegenüber der Ausführungsform gemäß der Figur 1.

Die Ausführungsform gemäß der Figur 2 zeichnet sich zudem dadurch aus, daß jedem der vier Antriebe 30,40, 50,60 unterschiedliche Meßgrößen registrierende Meßein- richtungen zugeordnet sind. So mißt ein Temperatursensor 34 die Motortemperatur des Motors 32 des ersten Antriebs 30 und leitet diese-in analoger oder digitaler Form- über eine Leitung 21 an die Steuer-und/oder Regeleinheit 19. Es kann in einer optio-

nalen Ausführungsvariante ein Grenzwert vorgegeben sein, unterhalb dessen keine Temperaturwerte an die Einheit 19 übermittelt werden. Wird beispielsweise der Motor 32 zu heiß, weist die Einheit 19 nach Erhalt dieser Information dem Antrieb 30 die Masterfunktion zu und gibt unter Berücksichtigung der Bandquerschnittsschwankungen neue Soll-Drehzahlen für alle Antriebe 30,40, 50,60 vor, die den Motor 32 weniger be- lasten und seine Betriebstemperatur sinken lassen, um ggf. bei anschließender Norma- lisierung die Masterfunktion einem anderen Antrieb zuzuweisen.

Weiterhin können bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2 von der Banquer- schnittsmeßeinrichtung 5 über eine Leitung 22a an die Einheit 19 gelieferte Signale zur Bestimmung des momentanen Masters herangezogen werden. Wenn beispielsweise mehrere sehr große Dickstellen hintereinander von der Einrichtung 5 registriert werden, die im normalen Schnetttaufbetrieb vom Streckwerk 2 nicht optimal vergleichmäßigt werden könnten, kann ein virtueller Master die gesamte Maschine langsamer laufen lassen. Dieser virtuelle Master ist vorliegend vorzugsweise in der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit 19 realisiert.

Der Druckstab 9 gemäß der Ausführungsform der Figur 2 ist als bekanntes Verzugs- kraftmeßelement ausgebildet, welches die entsprechenden Signale über eine Leitung 23 an die Steuer-und/oder Regeleinheit 19 übermittelt. Auch diese Signale können zur Zuweisung des momentanen Masters benutzt werden.

Weiterhin ist ein Meßelement 54 zur Messung der Stromaufnahme des Motors 52 des dritten Antriebs 50 vorgesehen, der beispielsweise bei Überlastüberschreitung ein ent- sprechendes Signal über eine Leitung 24 an die Steuer-und/oder Regeleinheit 19 sen- det, welche als Reaktion hierauf den Antrieb 50 als Master bestimmen kann.

Zuletzt mißt bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2 noch ein Ist-Wertgeber 63 die Drehzahlen des Motors 62 und sendet entweder kontinuierlich oder bei Unter-bzw.

Überschreiten vorgegebener bzw. vorgebbarer Grenzwerte die entsprechenden Ist- Werte über eine Leitung 25 an die Steuer-und/oder Regeleinheit 19.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß der Figur 1 ist bei derjenigen der Figur 2 somit kein Bus zur Signälübermittlung zu und von der Steuer-und/oder Regeleinheit 19 vorgesehen.

Um die Variationsbreite der Verschaltungsmöglichkeiten zu demonstrieren, sind gemäß der Figur 2 die Ist-Werte des Ist-Wertgebers 63 entweder über den Regler 61 zur zen- tralen Steuer-und/oder Regeleinheit 19 übermittelbar oder alternativ oder zusätzlich über eine direkte Leitung 26 (gestrichelt gezeichnet).

Die Meßeinrichtungen 34,5, 9,54, 63 der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind-auch zu Anschauungszwecken-alle unterschiedlich gewählt. Einige der Meßeinrichtungen sind bestimmten Antrieben zugeordnet (Meßeinrichtungen 34,54, 63), während andere (Meßeinrichtungen 5,9) von diesen unabhängig sind. Es ist durchaus möglich, daß nur die Ist-Werte zu ein oder zwei Meßgrößen bestimmt werden (vgl. Figur 1), beispielsweise lediglich die Stromaufnahme eines oder mehrerer Moto- ren. Falls lediglich eine Meßeinrichtung zum Zwecke einer wechselnden Zuweisung der Master-Funktionalität vorgesehen ist, können dessen Ist-Werte zur temporären Be- stimmung eines Antriebs als Master verwendet werden. Wenn die Ist-Werte wieder un- terhalb eines Grenzwertes fallen, kann ein standardmäßig voreingestellter Antrieb oder auch ein virtueller Master wieder die Masterfunktion übernehmen.

Allgemein ist es vorteilhaft, wenn im normalen Streckwerksbetrieb eine vorübergehende Abnormalität oder Störung durch Senden von diese Störung repräsentierenden Ist- Werten einen Wechsel der Masterfunktionalität bedingt.

Anstelle einer zentralen Steuer-und/oder Regeleinheit 19, wie sie bei den in den Figu- ren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, kann die Funktion die- ser Steuerung und/oder Regelung auch in einem der Antriebe 30,40, 50,60 angesie- delt sein. Eine solche Situation ist in der Figur 3 dargestellt. Gemäß dieser Ausfüh- rungsform ist jeder Regler 131,141, 151,161 der jeweiligen Antriebe 30,40, 50, 60 als Steuer-und/oder Regeleinheit konzipiert, vorzugsweise in Form einer speicherpro- grammierbaren Steuerung (SPS). Die einzelnen Steuer-und/oder Regeleinheiten 131, 141, 151, 161 stehen über ein Bussystem 170 miteinander in Verbindung und können vorzugsweise jede die Aufgabe der Steuerung/Regelung übernehmen. Die Steue-

rung/Regelung ist jedoch standardmäßig lediglich einer der Steuer-und/oder Regel- einheiten 131, 141, 151,161 überträgen. Falls die Funktiónalität dieser Steue- rung/Regelung bei dem betreffenden Antrieb ausfällt, kann diese Funktion vorteilhafter- weise von einem der anderen Steuer-und/oder Regeleinheiten 131,141, 151, 161 übernommen werden.

Die Meßwerte von den Bandquerschnittsmeßeinrichtungen 5,12 werden wiederum an den Règulierungsrechner 18 übermittelt. Der Regulierungsrechner 18 ist an den Bus 170 angeschlossen und übermittelt die Soll-Werte (Soll-Drehzahlen) für die Streckwerk- santriebe 40 und/oder 50 an die für die Steuerung/Regelung verantwortliche Steuer- und/oder Regeleinheit 131,141, 151 oder 161, weiche diese Soll-Werte entsprechend dem ausgewählten Master für die Vorgabe der Soll-Drehzahlen für alle Antriebe be- rücksichtigt.

Auch bei der Ausführungsform gemäß der Figur 3 kann die jeweils zuständige Steuer- und/oder Regeleinheit 131,141, 151 oder 161 die Funktion eines zwischenzeitlichen virtuellen Masters übernehmen.

Bei den verschiedenen Ausführungsformen gemäß den Figuren 1-3 ist es möglich, daß die Aufgaben der jeweiligen Steuer-und/oder Regeleinheit 19,131, 141,151, 161 auf verschiedene Einheiten verteilt sind. So kann die Übermittlung der Ist-Werte von der oder den Meßeinrichtungen an eine erste Einheit erfolgen, die Bestimmung des Masters in einer zweiten Einheit und die Vorgabe der neuen Soll-Drehzahlen für die verschiede- nen Antriebe mittels einer dritten Einheit realisiert werden. Eine derartige Verteilung der Aufgaben ist im Rahmen der Erfindung mit umfaßt, wenn im Vorstehenden von Steuer- und/oder Regeleinheit"die Rede ist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind vielmehr verschiedene Varianten möglich. So ist es zum Beispiel nicht zwingend, daß alle Antriebe der Spinnereimaschine zur Übernahme der Masterfunktion ausgebildet sind. Gleichfalls ist die Antriebsaufteilung in den Figuren 1-3 lediglich beispielhaft. An- dere Anordnungen und/oder eine andere Anzahl von Antrieben sind selbstverständlich möglich.

Die Erfindung ermöglicht es nicht nur, die Synchronität der Antriebe einzuhalten. Es können die Achsantriebe auch hinsichtlich ihrer Spitzenleistung und ihrer Leistungsre- serven geringer ausgelegt werden, da in den selten zu erwartenden Spitzenlastfällen eine Reduzierung der anderen Achsen erfolgen kann.

Die Erfindung kann generell bei verschiedensten Textilmaschinen eingesetzt werden.

Im Falle einer Strecke kann diese auch ein unreguliertes Streckwerk aufweisen.