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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Webmaschine,
wobei iterierend ein Schussfaden durch ein von Kettfäden gebildetes
geöffnetes
Fach geführt
wird, der Schussfaden mittels eines Riets an einen Warenrand angeschlagen
wird, das Fach geschlossen und wieder geöffnet wird, so dass die Kettfäden den
Schussfaden umgreifen, und das Riet vom Warenrand weggefahren wird.
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Ein
derartiges Betriebsverfahren ist aus dem Fachaufsatz „A MECHATRONICS
APPROACH TO THE CONTROL OF PICKSPACING" von R. Eren, I. Porat und K. Greenwood,
erschienen in Mechatronics, Vol. 5, Nr. 2,3, Seiten 165–182, 1995,
Elsevier Science Ltd., bekannt.
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Bei
dem bekannten Betriebsverfahren wird ein beim Anschlagen auftretendes
Istmoment erfasst. Anhand des Istmoments und eines Sollmoments wird
ein Korrekturwert für
einen Materialabzug ermittelt. Ein Materialabzugselement wird entsprechend
dem ermittelten Korrekturwert angesteuert.
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Das
bekannte Betriebsverfahren arbeitet bereits recht gut. Webfehler,
insbesondere in Form von Schussstreifigkeit, können aber dennoch nicht vollständig vermieden
werden. Insbesondere erfolgt beim Anfahren der Webmaschine das Anschlagen des
Schussfadens bei der ersten Iteration unkorrigiert. Auch kann es
geschehen, dass die Korrektur nach einem Fadenbruch nicht bereits
nach der ersten Iteration vollständig
erfolgt.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gattungsgemäßes Betriebsverfahren zu
schaffen, mit dem die Webfehler (Schussstreifigkeit) des Standes
der Technik vermieden werden.
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Die
Aufgabe wird durch ein Betriebsverfahren mit folgenden, iterativ
ausgeführten
Schritten gelöst:
- – ein
Schussfaden wird durch ein von Kettfäden gebildetes geöffnetes
Fach geführt,
- – der
Schussfaden wird mittels eines Riets mit einem Sollmoment bzw. einer
Sollkraft an einen Warenrand angeschlagen und eine korrespondierende
Istposition des Riets erfasst,
- – anhand
der Istposition und einer Sollposition wird ein Korrekturwert für einen
Materialabzug ermittelt,
- – ein
Materialabzugselement wird entsprechend dem ermittelten Korrekturwert
angesteuert,
- – das
Fach wird geschlossen und wieder geöffnet, so dass die Kettfäden den
Schussfaden umgreifen, und das Riet vom Warenrand weggefahren.
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Denn
insbesondere durch das Anschlagen mit dem Sollmoment bzw. der Sollkraft
wird auch schon bei der ersten Iteration nach dem Anfahren der Webmaschine
der Schussfaden unabhängig
von der Position des Warenrands korrekt angeschlagen.
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Der
Schussfaden kann gesteuert an den Warenrand angeschlagen werden.
Vorzugsweise aber wird er moment- bzw. kraftgeregelt an den Warenrand
angeschlagen.
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Wenn
anhand von mindestens zwei zeitlich aufeinanderfolgenden Istpositionen
eine Brucherkennung für
den Schussfaden erfolgt, werden separate Schussfadenwächter der
Webmaschine überflüssig.
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Wenn
die Sollposition konstant ist, arbeitet das Verfahren besonders
stabil.
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Wenn
das Sollmoment bzw. die Sollkraft zeitabhängig ist, insbesondere einer
Steuerung für
das Riet von außen
vorgegeben wird, ist das Verfahren besonders flexibel.
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Wenn
das Riet linear bewegt wird, ist die wirksame Kraft, mit der das
Riet den Schussfaden anschlägt,
unabhängig
von der Istposition des Warenrands. Wenn das Riet hingegen um eine
Achse geschwenkt wird, ergibt sich eine einfachere Konstruktion.
Im letzteren Fall kann das Sollmoment dabei – je nach Genauigkeitsanforderungen – schwenkwinkelunabhängig oder
schwenkwinkelkorrigiert sein.
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Wenn
das Riet mittels zweier beidseits des Warenrandes angeordneter Rietantriebe
verfahren wird, für
jeden der Rietantriebe die Istposition erfasst wird und anhand der
Istpositionen eine Brucherkennung für den Schussfaden erfolgt,
kann ein Bruch des Schussfadens besonders schnell erkannt werden.
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Das
Fach kann alternativ nach dem Wegfahren des Riets vom Warenrand
oder zusammen mit dem Wegfahren des Riets vom Warenrand geschlossen
oder wieder geöffnet
werden.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung
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1 eine Webmaschine von oben,
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2 die Webmaschine von 1 von der Seite,
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3 ein Ablaufdiagramm,
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4 ein Detail von 3 und
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5 eine Variante von 2.
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Gemäß den 1 und 2 werden Kettfäden 1 – in ihrer
Gesamtheit auch als Kette bezeichnet – von einem Kettbaum 2 zu
einem Streichbaum 3 geführt. Von
dort werden sie über
Fadenführungen 4, 5 weiter zu
einer Warenabzugswalze 6 und einem Warenbaum 7 geführt. Die
Kettfäden 1 sind
dabei alternierend der Fadenführung 4 und
der Fadenführung 5 zugeordnet.
Zwischen den Fadenführungen 4, 5 und der
Warenabzugswalze 6 befindet sich ein Warenrand 8,
also die Grenze zwischen bereits gewebtem Material (Gewebe) und
den noch ungewebten Kettfäden 1.
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Die
Webmaschine wird von Steuereinrichtung 9 gesteuert. Die
Steuereinrichtung 9 ist gemäß 1 als Mikroprozessor 9 ausgebildet.
Die Steuereinrichtung 9 ist also programmierbar. Ihre Funktion wird
durch ein Computerprogramm 10 bestimmt, mit der die Steuereinrichtung 9 programmiert
ist. Entsprechend dem Computerprogramm 10 arbeitet die Webmaschine,
gesteuert durch die Steuereinrichtung 9, iterativ folgendes,
in Verbindung mit 3 näher beschriebenes
Verfahren ab.
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Zunächst werden
in einem Schritt 21 ein Oberfach 11 und ein Unterfach 12 geöffnet. Hierzu wird
gemäß 2 die Fadenführung 4 nach
oben, die Fadenführung 5 nach
unten ausgelenkt. Die von der Fadenführung 4 geführten Kettfäden 1 bilden dann
das sogenannte Oberfach 11, die von der Fadenführung 5 geführten Kettfäden 1 das
sogenannte Unterfach 12. Das Oberfach 11 und das
Unterfach 12 bilden zusammen das sogenannte Fach.
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Sodann
wird ein Schussfaden 13 in einem Schritt 22 durch
das Fach geführt
und in einem Schritt 23 mittels eines Riets 14 an
den Warenrand 8 angeschlagen. Das Anschlagen erfolgt mit
einem Sollmoment M*, das der Steuereinrichtung 9 von außen vorgegeben
wird. Das Sollmoment M* kann dabei insbesondere, wie durch den Zusatz „t" angedeutet ist,
zeitabhängig
sein. Im Extremfall kann somit sogar für jeden Schussfaden 13 ein
eigenes Sollmoment M* vorgegeben werden.
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Das
Anschlagen mit dem Sollmoment M* ist prinzipiell gleichwertig zu
einem Anschlagen mit einer Sollkraft. Die Ausführungen bezüglich des Sollmoments M* usw.
gelten daher gleichermaßen
auch für
ein kraftgeregeltes Anschlagen des Schussfadens 13.
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Die
Steuereinrichtung 9 gibt das ihr zugeführte Sollmoment M* anteilig
an zwei Regler 15, 15' weiter. Die Regler 15, 15' steuern Rietantriebe 16, 16' an, die beidseits
des Riets 14 angeordnet sind. Die Regler 15, 15' regeln das
Moment der Rietantriebe 16, 16'. Mittels der Rietantriebe 16, 16' wird das Riet 14 also
momentgeregelt verfahren, so dass es den Schussfaden 13 mit
dem Sollmoment M* an den Warenrand 8 anschlägt. Prinzipiell
kann das Riet 14 aber auch mittels eines einzigen Rietantriebs
verfahren werden.
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Den
Rietantrieben 16, 16' sind Wegerfassungsglieder 17, 17' zugeordnet.
Die Wegerfassungsglieder 17, 17' können z. B. als sogenannte Resolver 17, 17' ausgebildet
sein. Mittels der Wegerfassungsglieder 17, 17' werden laufend
vorläufige
Istpositionen P, P' der
Rietantriebe 16, 16' erfasst.
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Solange
sich die Istpositionen P, P' ändern, bewegt
sich das Riet 14 noch, hat den Schussfaden 13 also
noch nicht an den Warenrand 8 angeschlagen. Sobald sich
die Istpositionen P, P' hingegen nicht
mehr ändern,
ist das Riet 14 zum Stillstand gelangt, hat den Schussfaden 13 also
an den Warenrand 8 angeschlagen. Wenn sich die Istpositionen
P, P' nicht mehr ändern, werden
daher in einem Schritt 24 die zu diesem Zeitpunkt erfassten
Istpositionen P, P' zwischengespeichert.
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Sodann
wird in einem Schritt 25 überprüft, ob der Schussfaden 13 gebrochen
ist. Ist dies der Fall, wird in einem Schritt 26 die Webmaschine
gestoppt und die weitere Abarbeitung des Programms 10 beendet.
Zusammen mit dem Stoppen der Webmaschine wird von der Steuereinrichtung 9 auch
eine Fehlermeldung F ausgegeben. Die Fehlermeldung F kann alternativ
eine optisch wahrnehmbare, eine akustisch wahrnehmbare oder eine
datentechnische Fehlermeldung sein. Das Verfahren zum Erkennen eines
Fadenbruchs wird später
in Verbindung mit 4 noch
beschrieben werden.
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Wenn
hingegen kein Fadenbruch aufgetreten ist, wird in einem Schritt 27 ein
Korrekturwert k für einen
Materialabzug ermittelt. Der Korrekturwert k wird anhand einer Sollposition
P* für
das Riet 14 und den im Schritt 24 gespeicherten
Istpositionen P, P' ermittelt.
Die Sollposition P* ist dabei konstant, wie aus dem Fehlen jeglichen
Zusatzes ersichtlich ist. Die Sollposition P* ist in 2 gestrichelt angedeutet. Anhand
des Korrekturwerts k wird in einem Schritt 28 eine Geschwindigkeit
v für einen
Materialabzug ermittelt. Aufgrund des – selbstverständlich innerhalb eines
Toleranzbereiches – variablen
Warenrands 8 sind die Istpositionen P, P' also als Korrekturfaktor
für eine
Regelung des Warenabzugs nutzbar.
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Die
ermittelte Geschwindigkeit v wird einem Regler 18 zugeführt, der
dann ein Materialabzugselement 7, hier den Warenbaum 7,
mittels eines zugeordneten Abzugsantriebs 19 entsprechend
ansteuert. Anstelle des Warenbaums 7 könnte aber auch ein anderes
Materialabzugselement 6, z.B. die Warenabzugswalze 6,
angesteuert werden.
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Sodann
werden in Schritten 29 und 30 das Riet 14 vom
Warenrand 8 weggefahren und das Fach geschlossen.
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Sodann
wird wieder zum Schritt 21 gesprungen. Beim jetzigen Durchlauf
der Iteration wird zwar ebenfalls wieder das Fach geöffnet, die
Fadenführungen 4, 5 vertauschen
dabei aber – zumindest
teilweise – ihre
Positionen. Die Kettfäden 1 umgreifen
daher – zumindest
teilweise – den
Schussfaden 13.
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Bei
dem in Verbindung mit 3 beschriebenen
Verfahren wird das Fach nach dem Wegfahren des Riets 14 vom
Warenrand 8 geschlossen und wieder geöffnet. Es ist aber auch möglich, das
Schließen des
Fachs vor dem Wegfahren des Riets 14 vom Warenrand 8 auszuführen. Es
ist sogar möglich,
das Fach zu schließen
und wieder zu öffnen,
also das Umgreifen des Schussfadens 13 durch die Kettfäden 1 zu
vollziehen, bevor das Riet 14 vom Warenrand 8 weggefahren
wird.
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Nachfolgend
wird nun in Verbindung mit 4 beschrieben,
wie die Fadenbrucherkennung für
den Schussfaden 13 durchgeführt wird. Gemäß 4 wird hierzu zunächst in
einem Schritt 31 eine Abweichung 6 ermittelt.
Der Index n in Schritt 31 (und auch in Schritt 33)
bezieht sich dabei auf die laufende Iteration, der Index n–1 auf die
vorherige Iteration. Die Abweichung 6 ist ein Maß dafür, um wie
viel die Summe der Istpositionen, d. h. P(n)+P'(n), von einer erwarteten Istposition,
d. h. P(n–1)+P'(n–1)+2k(n–1), abweicht.
Sodann wird in einem Schritt 32 überprüft, ob der Betrag der Abweichung 6 einen
Schwellwert max1 übersteigt.
Wenn dies der Fall ist, wird auf Fadenbruch erkannt und mit dem
Schritt 26 fortgefahren. Es erfolgt also anhand von zeitlich
aufeinanderfolgenden Istpositionen P, P' eine Brucherkennung für den Schussfaden 13.
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Wenn
im Schritt 32 nicht auf gebrochenen Schussfaden 13 erkannt
wurde, wird die Abweichung 6 in einem Schritt 33 auf
andere Weise bestimmt. Nunmehr gibt die Abweichung 6 den
Wegversatz zwischen dem Rietantrieben 16, 16' wieder. Auch
hier wird wieder in einem Schritt 34 überprüft, ob der Betrag dieser Abweichung 6 einen
weiteren Schwellwert max2 übersteigt.
Wenn dies der Fall ist, wird wieder auf Schussfadenbruch erkannt
und mit dem Schritt 26 fortgefahren. Auch anhand der Istpositionen
P, P' der Rietantriebe 16, 16' als solcher
kann also eine Brucherkennung für
den Schussfaden 13 durchgeführt werden.
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5 zeigt nun eine Variante
von 2. Bei der Ausführungsform
gemäß 5 wird das Riet 14 nämlich um
eine Achse 20 geschwenkt. Bei der Ausführungsform gemäß 2 hingegen wird das Riet 14 linear
bewegt. Ansonsten korrespondieren die Ausführungsformen gemäß den 2 und 5 miteinander.
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Mittels
des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens
ist insbesondere beim Anfahren der Webmaschine aus dem Stillstand – unabhängig davon,
ob das Anfahren nach einem Schussfadenbruch oder nach einem normalen
Stillstand erfolgt – sofort
ein gutes Webergebnis ohne Schussstreifigkeit erzielbar. Die Qualität des Webergebnisses
ist dabei im wesentlichen unabhängig von
der Produktionsgeschwindigkeit und den Istpositionen P, P'. Daher ist insbesondere
nach einem Fadenbruch kein Schusssuchen mehr erforderlich. Die Produktivität der Webmaschine
kann dadurch gesteigert werden.