DE19602513C1

DE19602513C1 - Verfahren zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit elektrisch ansteuerbarer Magnetventile in Webmaschinen

Info

Publication number: DE19602513C1
Application number: DE19602513A
Authority: DE
Inventors: Dieter Teufel
Original assignee: Lindauer Dornier GmbH
Current assignee: Lindauer Dornier GmbH
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2016-01-26
Also published as: JP2857113B2; DE59605184D1; EP0786546B1; ATE192786T1; US5787937A; JPH09291441A; EP0786546A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit elektrisch ansteuerbarer Magnetventile in Webmaschinen.

In Luftdüsenwebmaschinen zum Beispiel, mit einem oder mehreren Schußfadenzuführsystemen, werden die Schußfäden mit Haupteintragsdüsen in das jeweilige Webfach mit Unterstützung durch sogenannte Stafettendüsen eingetragen.

In aller Regel wird der Beginn und das Ende eines Schußfadeneintrages durch Schußwächter detektiert.

Bekannt ist auch, zwischen dem Beginn und Ende eines Schußfadeneintrages weitere Schußwächter zur Detektion des Schußfadenfluges vorzusehen.

Zur Ansteuerung der Haupteintragsdüsen und der Stafettendüsen ist jeweils eine Druck- und Zeitregelung mit Steuer- und Regelventilen als Bestandteil der Webmaschinensteuerung vorhanden.

Zur Überwachung und Korrektur der Fadenflugzeit finden an sich bekannte Meß- und Regeleinrichtungen Verwendung, mit denen die Ist-Fadenflugzeit erfaßt und im Rahmen eines Soll-Istwert-Vergleichs, falls erforderlich, eine Korrektur der Eintragsparameter Blasdruck und Blaszeit automatisch erfolgt.

Aus der EP 0 415 875 B1 ist ein Verfahren zum Einstellen der Schußfadenausstreckung in einem Webfach und ein Verfahren zum Einstellen des Luftverbrauchs von Stafettendüsen in Luftdüsenwebmaschinen bekannt.

Dabei ist es Aufgabe des bekannten Verfahrens, den Druckluftverbrauch der Stafettendüsen ohne dem Risiko von zusätzlichen Unterbrechungen des Webprozesses möglichst gering zu halten.

Gelöst soll die Aufgabe dadurch werden, daß beim Weben ein Regelkriterium für das Ansteuern der Stafettendüsen geschaffen wird, durch welches immer nur so viel Druckluft abgerufen wird, wie unbedingt notwendig ist, indem beim Eintragen eines Schußfadens die Zeitdifferenz Δt1 zwischen dem Schußfaden-Ankunftssignal eines Schußwächters am Ende des Webfaches und dem Stoppschlag oder einem gleichwertigen Signal für das Auslaufen eines vorher abgemessenen Schußfadens, das mit einem vor dem Eintritt des Schußfadens in das Webfach positionierten Stoppwächters erfaßt wird, gemessen wird und als Kenngröße für die Ausstreckung des Schußfadens im Webfach und als Kenngröße für die Wirkung von Stafettendüsen in der Steuerung der Webmaschine verwendet wird.

Nun ist allgemein bekannt, daß nicht nur der Blasdruck, sondern auch die Dauer der Stafettendüsen-Blaszeit ein wichtiger Parameter für den ordnungsgemäßen Schußfadenein trag ist.

Die Blaszeit der Stafettendüsen wird durch die Dauer der Ansteuerung des jeder Stafettendüse oder des jeder Gruppe von Stafettendüsen zugeordneten elektrisch ansteuerbaren Magnetventils (Steuerventil) bestimmt.

Der Ausfall eines Magnetventils während des Webens ist nicht immer gleich zu erkennen. Als sekundärer Effekt kann sich die gemessene Eintragszeit des Schußfadens vergrößern.

Allgemein bekannt ist ferner, daß alle elektro-magnetischen Systeme, so auch die Magnetventile, einen charakteristischen Kurvenverlauf des Steuerstromes I über die Zeit t aufweisen.

Die besondere Charakteristik im Kurvenverlauf des Steuerstromes I über die Zeit t stellt sich im aufsteigenden Teil einer Kurve als kurzer Stromeinbruch dar.

Dieser Stromeinbruch ergibt sich regelmäßig, wenn der Magnetkreis bei einem Elektromagnetsystem geschlossen wird. Das kann z. B. durch die mechanische Verlagerung des Ankers, wie er auch in Magnetventilen zum Steuern der Luftwege zu den Stafettendüsen verwendet wird, in eine zweite Endlage, die der Arbeitsstellung entspricht, geschehen.

In der vorstehend genannten EP 0 415 875 B1 wird die Zeitdifferenz Δt1, die beim Eintragen eines Schußfadens zwischen dem Ankunftssignal eines Schußwächters am Ende des Webfaches und dem Stoppschlag oder einem gleichwertigen Signal für das Auslaufen eines vorher abgemessenen Schußfadens, das vor dem Eintritt in das Webfach ermittelt wird, als Kenngröße für die Wirkung der Stafettendüsen in der Steuerung der Webmaschine verwendet. Die Ursachen, die z. B. einen Zeit-Differenzwert Δt1 hervorrufen, und deren Beseitigung werden in der vorbekannten europäischen Patentschrift nicht offenbart.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Funktionssicherheit, insbesondere des Schußeintragsystems und anderer mit Magnetventilen ausgerüsteter Hilfsaggregate einer Webmaschine z. B. pneumatisch betriebene Einlegeeinrichtungen, weiter zu erhöhen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Patentansprüche gelöst.

Erfindungswesentlich ist danach, das charakteristische Merkmal, hier der Stromeinbruch, beim Ansteuern jedes der Magnetventile, wie dieser im Kurvenverlauf des Steuerstromes über die Zeit in einem Diagramm darstellbar und meßtechnisch erfaßbar ist, dafür zu verwenden, um festzustellen, ob ein Magnetventil mechanisch arbeitet oder nicht.

Beim Ausbleiben des charakteristischen Merkmals kann ein Signal von der Webmaschinensteuerung ausgegeben und/oder der Webprozeß der Webmaschine unterbrochen werden.

Mit der Erfassung des charakteristischen Signals kann aber auch nach der Ansteuerung der Magnetventile ein genau definierter Zeitpunkt für das Zustandekommen des Luftstromes zu den Stafettendüsen ermittelt werden. D.h., die Schaltzeiten der Magnetventile werden gemessen.

Damit ist es möglich, ihre Toleranzen in der elektromechanischen Schaltzeit zu bestimmen, eventuelle nicht gewollte Änderungen, die z. B. durch Verschleiß oder durch Fertigungs- und andere Streuungen auftreten, zu erfassen und nachfolgend die Ansteuerung (Signalgabe) der Ventile so zu korrigieren, daß eine gewünschte optimale Luftzuteilung an die Stafettendüsen bewirkt werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine Früherkennung eines bevorstehenden Ventilausfalls möglich; es wird eine Optimierung der Luftzuteilung erreicht, was gleichzeitig eine Minimierung des Luftverbrauchs bedeutet. Ferner wird die Funktionssicherheit des Schußeintragsystems bei Aufrechterhaltung optimaler Schußeintragsparameter gewährleistet. Darüber hinaus gestattet die erfindungsgemäße Verwendung des charakteristischen Merkmals die Webmaschine diagnostisch zu betreiben, um im Vorfeld eines Webprozesses diesbezügliche Schwachstellen in der Webmaschinensteuerung zu erkennen.

An Hand eines Ausführungsbeispiels soll auf die erfindungsgemäße Lösung näher eingegangen werden.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm mit dem Verlauf des Steuerstromes I eines Magnetventils über die Ansteuerzeit t,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, nach welchem Meßwerte und/oder der Steuerstromverlauf erfaßt und verglichen wird,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm mit Darstellung der auf den Zeit-Sollwert bezogenen variablen Zeiten.

Im Diagramm gemäß Fig. 1 ist auf der Ordinate der Steuerstrom I und auf der Abszisse die Zeit t des wirksamen Steuerstroms eines an eine Gleichstromquelle (VDC) angeschlossenen Magnetventils 1 aufgetragen.

Der Steuerstromverlauf eines Magnetventils 1 ist bekannt.

Demnach ist auch bekannt, daß sich im aufsteigenden Teil 2a der Kurve 2 ein kurzer Stromeinbruch bei Δt₁ als charakteristisches Merkmal 3 einer solchen Kurve ergibt. Dieses charakteristische Merkmal stellt sich ein, wenn sich der Magnetkreis des Ventils 1 schließt.

Bei Magnetventilen, die in Webmaschinen Anwendung finden und hier insbesondere in Luftdüsenwebmaschinen zur Steuerung der wirksamen Ansteuerdauer jeder Stafettendüse (nicht dargestellt) oder jeder Stafettendüsengruppe (nicht dargestellt) dienen, ist das Auftreten des charakteristischen Merkmals, dessen zeitliche Abweichung gegenüber dem vorangegangenen charakteristischen Merkmal eines angesteuerten Magnetventils oder das Ausbleiben des charakteristischen Merkmals ein Indikator für die Funktionstüchtigkeit der Magnetventile 1 und gleichzeitig ein Indikator für das fehlerhafte Arbeiten des Schußeintragsystems einer Luftdüsenwebmaschine.

Das charakteristische Merkmal 3 bei Δt₁ der Kurve 2 gemäß Fig. 1 wird z. B. durch eine Spitzenwertdetektion überwacht. Das Detektionssignal wird an eine an sich bekannte Meßschaltung 4 weitergeleitet, siehe auch Fig. 2.

Das charakteristische Merkmal 3 bei Δt₁ stellt sich beim Ansteuern (Einschalten) jedes Magnetventils 1 durch hier nicht näher dargestellte Mittel einer Webmaschinensteuerung dar. Bleibt das charakteristische Merkmal 3 während des Ansteuerns im Webprozeß aus oder wird über die Meßwertschaltung 4, Meßwertaufnehmer 5 und Referenzaufnehmer 6 durch den Vergleicher 9 eine Zeitverschiebung des Merkmals 3 festgestellt, die außerhalb eines Toleranzbereiches 7 gemäß Fig. 3 liegt, erhält die Webmaschinensteuerung ein der Auswertung dienendes Signal, das entweder das Ausbleiben des charakteristischen Merkmals 3 anzeigt und/oder ein Unterbrechen des Webprozesses auslöst.

In Fig. 3 ist die Zeitdauer Δt₁ dargestellt, die zwischen dem Abgeben des Steuersignals (Einschaltsignal) an das Magnetventil 1 und dem Auftreten des charakteristischen Merkmals 3 in der Kurve 2 gemäß Fig. 1, hier mit Sollwert bezeichnet, verstreicht.

Diese Zeit Δt₁ und/oder der charakteristische Stromverlauf gemäß Fig. 1 oder ein jedem Magnetventil 1 zugeordneter Referenzwert wird in einem Datenspeicher 8 als Sollwert abgelegt.

Der Datenspeicher 8 wird von dem Meßwert- und Referenzwertaufnehmer 5, 6 und einem Vergleicher 9 gebildet.

Die im Webprozeß ermittelte Ist-Zeitdauer Δt₁′ und/oder der erfaßte charakteristische Ist- Stromverlauf wird als Meßwert erfaßt.

Diese Meßwerte Δt₁′ werden mit den Werten Δt₁ oder mit den Referenzwerten verglichen und/oder die charakteristischen Stromverläufe 2 werden miteinander in dem Vergleicher 9 gemäß Fig. 2 verglichen.

In Abhängigkeit einer aus den Zeiten Δt₁ und Δt₁′ ermittelten Differenz und/oder eine sich jeweils aus zwei miteinander verglichenen Kurvenverläufen 2 ergebende Verschiebung (Zeitverschiebung) des charakteristischen Merkmals 3 wird der Zeitpunkt t_Einschalten (Ansteuerzeitpunkt des betreffenden Magnetventils) unter Berücksichtigung der Zykluszeit des Schußeintrages korrigiert.

Dabei ist wichtig, daß die Zeitdifferenz zwischen Δt₁ und Δt₁′ und/oder die Zeitverschiebung des charakteristischen Merkmals 3 der verglichenen Stromverlaufskurven 2 einen vorgegebenen Toleranzbereich 7 des Sollwertes, siehe auch Fig. 3, nicht überschreitet.

Wird schließlich im Verlaufe der Betriebszeit eine Überschreitung des Toleranzbereiches 7 an einem Ventil 1 festgestellt, erfolgt ein diesbezügliches Signal, z. B. wird ein optisches Signal erzeugt oder der Webprozeß wird unterbunden.

Bezugszeichenliste

01 Ventil
02 Kurve
02a aufsteigender Teil
03 charakteristisches Merkmal
04 Meßschaltung
05 Meßwertaufnehmer
06 Referenzwertaufnehmer
07 Toleranzbereich
08 Datenspeicher
09 Vergleicher
Δt₁ Soll-Zeitdauer
Δt₁′ Ist-Zeitdauer

Claims

1. Verfahren zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit elektrisch ansteuerbarer Magnetventile, insbesondere solcher, die zur Steuerung der Luftmenge durch Stafettendüsen zum Eintragen eines Schußfadens in ein Webfach einer Luftdüsenwebmaschine dienen und jeder Stafettendüse oder mehreren zu einer Stafettendüsengruppe zusammengefaßten Stafettendüsen ein Magnetventil (1) zugeordnet ist, wobei der Verlauf (2) des Steuerstromes I über der Zeit t bei jedem Magnetventil (1) ein charakteristisches Merkmal aufweist, das zumindest beim Ansteuern (Einschalten) des Magnetventils (1) durch Mittel einer Webmaschinensteuerung in Verlauf und Größe z. B. durch eine Spitzenwertdetektion überwacht wird und wobei das Ausbleiben des Merkmals (3) oder eine erkannte Zeitverschiebung des charakteristischen Merkmals (3) signalisiert und/oder der Webprozeß unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeit Δt₁ die zwischen dem Abgeben des Steuersignals (Einschaltsignal) an das Magnetventil (1) und dem Auftreten des charakteristischen Merkmals (3) gemessen wird, als Zeit Δt₁ und/oder der charakteristische Stromverlauf (2) in einem Datenspeicher (8) abgelegt wird und daraufhin die jeweilige gespeicherte Zeit Δt₁ und/oder der charakteristische Steuerstromverlauf oder ein in einem Referenzwertaufnehmer (6) voreingegebener Referenzwert von jedem der Magnetventile (1) mit einer im Webprozeß gemessenen Zeit Δt₁′ und/oder dem charakteristischen Steuerstrom (2) verglichen wird und schließlich in Abhängigkeit einer aus den Zeiten Δt₁ und Δt₁′ ermittelten Differenz und/oder in Abhängigkeit von der Zykluszeit des Schußeintrags ein korrigierter Zeitpunkt t_Einschalten zum Auslösen des Steuersignals an das betreffende Ventil abgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionstüchtigkeit signalisiert und/oder der Webprozeß unterbunden wird, wenn die Zeitverschiebung des charakteristischen Merkmales (3) wenigstens eines der Magnetventile (1) außerhalb eines Toleranzbereiches (7) liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Magnetventil (1) im Webprozeß die Zeit Δt₁′ bis zum Auftreten des charakteristischen Merkmals (3) gemessen wird und mit dem abgelegten Referenzwert verglichen wird und bei einer Abweichung, die größer als die Herstellungstoleranz oder ein anderer vorgegebener Wert ist, ein bevorstehender Ausfall eines Ventils (1) im Sinne einer Früherkennung oder eines Totalausfalls signalisiert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter Berücksichtigung der gemessenen Zeiten Δt₁′ und des Zeitverlaufs für den Druckaufbau der Luft der Druckluftverbrauch der Maschine optimiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Losgröße (Vielzahl von Magnetventilen (1)) eine Selektion für den Einbau in eine einzelne Maschine getroffen wird.