专利名称：控制卷曲机的方法和卷曲机的制作方法
技术领域：
本发明涉及按权利要求1前序部分所述的控制卷曲机的方法和按权利要求10前序部分所述的卷曲机。
由WO 98/033963已知按此类型的方法和卷曲机。
此类卷曲机有许多加工位置，通常达216个或更多个加工位置，它们沿机器纵侧并列。每个加工位置有多个过程机组，它们各实施一个工序，以便输送、卷曲变形、拉伸长丝，并将长丝卷绕成筒子。在各加工位置的过程机组并因而工序由中央机器控制器监测和控制。为了操纵，控制器通常有一可操纵的可视化单元，通过它可看到并可改变控制数据和监视数据。不过一般也可以采用两个单独的可视化单元来分别用于控制和用于过程监视。为了能干预工序设多个过程控制器，它们全都与中央机器控制器连接。过程控制器与过程机组的连接可按两种可能性进行。如由WO98/033963已知的那样，在加工位置内部的过程机组可借助各有所配设的控制器的单个驱动器运行，所以为每个加工位置配设多个过程控制器。在这种情况下所有加工位置的所有过程控制器与一个中央机器控制器连接。
在例如由DE 33 24 243已知的第二种方案中，所有加工位置功能相同的过程机组借助一中央驱动器运行，所以功能相同的所有过程机组可通过一个过程控制器控制。在这种方案中，与前一种有单个驱动器的方案相比显著降低控制成本，但是带来的缺点是卷曲机的所有加工位置必须同步运行。
因此本发明的的是，创造一种用于控制多根合成长丝在相应多个加工位置中假捻变形的卷曲机的方法以及此类卷曲机，其中，可在控制成本低的同时达到长丝加工方面的高度灵活性。
按本发明此目的通过具有权利要求1特征的方法以及通过具有权利要求10特征的卷曲机达到。
本发明基于将卷曲机分成多个区域，每个区彼此独立控制。因此一台例如总共有216个加工位置的卷曲机例如总共分成18个区域。于是18个区中每一个包含12个加工位置。一个区的这些加工位置独立于相邻区的加工位置监测和控制。本发明突出的优点在于，可用一台卷曲机生产在这些区域内具有不同定形的长丝。此外，每个区可与相邻区无关地停车以便维护和排除故障。因此使生产损失降到最低程度。另一个优点是，所有的区域共同由一个卷曲机电源电压的供电装置供电。就此而言特别有利的是，这些区共同连接在一个主开关或一个应急开关上。
为了在此区域内所有的加工位置能实施基本上相同的工序，按权利要求2所述的按本发明的方法一项有利的进一步发展，在此区域的所有工序通过一个配属于该区的场控制单元监测和控制。为此，所有对于过程关系重大的参数储存于场控制单元内。同理，加工位置的运行参数连续输入场控制单元。因此通过场控制单元可以分别监测和控制此区域。
按权利要求3所述的有利的进一步发展，为了控制工序，加工位置之一的每个工序独立于此加工位置的相邻工序逐个控制。在此方法的改型中，尤其是用作输出辊的过程机组可按简单的方式以不同的输送速度运行。因此有利的是在加工位置内安置长丝时所有的输出辊有同样高的输送速度。只有安置好长丝后才在输送速度方面形成差别，从而导致长丝拉伸。
通过按权利要求4的方法改型达到在区域内部加工各长丝时有特别大的灵活性。在这里，一个加工位置的工序独立于相邻加工位置的工序独立控制。
但是还存在这样的可能性，相邻加工位置的工序，尤其具有相同功能的工序，作为一组独立于加工位置各相邻工序控制。
按权利要求6所述方式的进一步发展，对于在一个加工位置内部不同类型的工序以尽可能低的控制成本运行是特别适用的。在这里作为工序例如规定输送、加热、拉伸、加捻和卷绕。因此实施输送长丝的工序可有利地作为一个组控制。反之，用于长丝加捻的工序优选逐个控制。
对于一个区的多个加工位置的工序归为一组的情况，按权利要求7所述的方法的进一步发展特别有利于允许与控制无关地断开这些工序。例如在加工位置内部长丝断裂时或在加工位置内部连续监测的参数超过时，这种断开是有必要的。
按本发明的方法基于一种有许多加工位置的卷曲机，所以在一个区域内部同时平行并列地加工至少六根长丝，优选地至少十二根长丝。
为达到在设备方面提出的目的通过具有权利要求10特征的按本发明的卷曲机。在这里将许多加工位置分成各包括多个加工位置的多个区。为每个区配设多个场控制单元之一，用于控制和监测此区的加工位置。以及，一个区的加工位置的用于控制过程机组的过程控制器与配属的场控制单元连接。因此，每个具有配属的场控制单元的区构成部分机器，它可单独运行。在这里，过程参数由场控制单元预定。
为了操纵卷曲机，场控制单元彼此独立地与微处理机连接，所以操作人员可以显示一个或多个场控制单元的数据，或可在一可操纵的可视化单元上从事数据输入或数据修改。
为提高卷曲机的效率还建议，微处理机可通过远程数据网络与诊断站连接。由此存在当出现故障时快速干预中央站的可能性。
为了在场控制单元与过程控制器之间以及在过程控制器与场控制单元之间数据传输，有利地设一串行的总线系统。由此可实施快速的定形修改调整。
基于各工序不同的要求，在过程机组与场控制单元之间数据交换的量和频度不同。为此，总线系统可有利地由多个具有不同数据传输速度的数据网络组成。
为了能在加工位置的工序中逐个修改调整，按本发明的卷曲机的一项有利的进一步发展，为一个区的加工位置的每个过程机组各配设一个过程控制器。
在未获得大的改变的加工位置内部的工序可有利地按权利要求16的进一步发展实施。在这里一个区的加工位置的过程机组分成功能相同的组，以及为每个过程机组的组各配设一个过程控制器。
为了尽管在按组综合相邻加工位置的各工序的情况下仍能保持在长丝加工方面的灵活性，按权利要求18所述的本发明卷曲机的一项进一步发展，为至少一部分过程机组配设一个开关，通过它可控制过程机组与过程控制器的连接，其中，开关可独立于过程控制器控制。
但这种卷曲机也适用于达到本发明提出的目的。通过按组控制过程机组，可借助过程机组与过程控制器之间可操纵的连接，有利地单个控制每个加工位置。若例如在一组共同控制的输出辊中有一个输出辊发生长丝缠绕，则可以由过程控制器断开此涉及的输出辊，不会在这种情况下影响相邻输出辊的控制。
在过程机组与过程控制器之间所设的开关可有利地通过上一级的场控制单元控制。
但也可以为过程机组配设一监测单元，通过它在需要的情况下触发开关。
为了在需要时能迅速断开一个过程机组而没有较大的延迟，按一项有利的进一步发展，设用于监测过程机组的至少一个参数的传感器。传感器与配属于过程机组的监测单元或与配属于过程机组的场控制单元连接。在这里作为参数可例如选择通过温度传感器直接在电动机上检测的电动机温度，或直接通过转速传感器在传动装置上测量的传动装置额定转速。但也可以直接通过场控制单元或监测单元的信号触发断开，监测单元根据断头纱检测器的信号工作。
控制功能和监测功能有利地由操作人员借助可操纵的可视化单元实施，其中，可视化单元与微处理机连接。但控制功能和监测功能也可以借助两个分开的可视化单元实施。
按本发明优选的进一步发展，这些区分别包含至少六个加工位置，优选地十二个加工位置。
下面参见附图进一步说明按本发明的方法以及按本发明的卷曲机的几个实施例。
其中
图1按本发明的卷曲机第一种实施例示意侧视图；图2图1所示实施例示意俯视图；图3控制图1和2所示卷曲机一个区的示意图；图4控制按本发明的卷曲机一个区的另一种实施例示意图；图5和6控制按本发明的卷曲机一个区的另一些实施例。
图1示意表示按本发明的卷曲机侧视图以及图2示意表示按本发明的卷曲机俯视图。下面的说明适用于两个图，除非强调指出针对其中某一个图。
卷曲机由筒子架2、过程机架3和卷绕架1组成。在过程机架3与卷绕架1之间形成看车巡回走道23。在卷绕架1与看车巡回走道23的相对侧与卷绕架1相隔一定距离地设筒子架2。因此在卷绕架1与筒子架2之间形成落筒过道24。
卷曲机沿纵向有多个加工位置25。通常在一台卷曲机中加工位置超过200个，在图2中，用符号25.1、25.2和25.3举例表示其中的前三个加工位置。在每个加工位置25中各加工一根长丝。卷绕装置占三个加工位置的宽度。因此每三个卷绕装置20.1、20.2和20.3(对此后面还要详细说明)成柱式彼此相叠地设在卷绕架1内。
每个加工位置25有一个喂给筒子7，其上卷绕有热塑性长丝4。长丝4通过多个沿长丝移动方向前后布置的过程机组5.1至5.8，按多个工序进行处理并卷绕成筒子。为每个过程机组5.1至5.8各配设一个过程控制器6.1至6.8。过程控制器6.1至6.8通过总线系统29与场控制单元27.1连接。
具体而言，在图1和2中表示的卷绕机中，过程机组由第一输出辊11、加热器12、假捻卷曲机组14、第二输出辊15、定形加热器16、第三输出辊17、横动装置19和筒管驱动装置18构成。在这里，在加工位置25的长丝4借助丝头导引器10和转向导辊9.1在一定的张力下通过第一输出辊11引出。第一输出辊11有电动机和与电动机连接的输出轴。输出轴可例如设计为如由WO98/033963已知的那样带有在圆周上锯齿形长丝导槽的输送轮。但也可以将输出轴设计为被长丝多次缠绕的导丝盘。与输出轴的设计无关，总是设一电动机用于驱动。因此，控制电动机用的过程控制器6.1设计为变频器。
第一细长的加热器12位于沿长丝移动方向的第一输出辊11下游，长丝4通过它移动，在此过程中长丝加热到一个规定的温度。此加热器可设计为高温加热器，其中加热器表面温度高于300℃。例如由EP 0 412 429(Bag.1720)已知此类加热器。在这方面参照了此文件。为了控制温度，在加热器12内设过程控制器6.2，在这种情况下它设计为加热控制装置。
在加热器12的下游有一冷却轨13。在冷却轨13下游，在过程机架3内设假捻卷曲机组14。此假捻卷曲机组14可按EP0744480(Bag.2322)设计为具有单独的电动机驱动装置的摩擦盘机组。为假捻卷曲机组14的电动机配设过程控制器6.3，例如变频器。
与假捻卷曲机组14相接的是另一个第二输出辊15，它用于牵引长丝4既通过加热器12又通过冷却轨13。第二输出辊15借助过程控制器6.4控制。此输出辊15可有与前面所说明的第一输出辊11相同的结构。
定形加热器16沿长丝移动方向位于第二输出辊15下游，它同样配设一过程控制器6.5。在定形加热器16的后面有另一个第三输出辊17，它将长丝4从加热器16导向卷绕装置20.1。为输出辊17配设过程控制器6.6。卷绕装置20.1设在卷绕架1内。长丝在卷绕装置20.1中卷绕在筒管上。筒管由筒管驱动装置18以基本上恒定的圆周速度驱动。为此，筒管驱动装置有一滚筒，它直接贴靠在筒管圆周上。滚筒由电动机驱动，它与一过程控制器6.8连接。在长丝爬上筒管之前，长丝4通过横动装置19往复导引，所以在筒管上形成交叉卷绕。横动装置同样有一个借助过程控制器6.7控制的驱动装置。
卷绕装置20.1有一个筒子存储器21，它用于当卷绕装置上产生了一个绕满的筒管时存放此满的筒管。为了排出满的筒管令主轴支座回转并将满的筒管存储在此筒子存储器21中。满的筒管等候在此筒子存储器21内直到它被输出。所以在卷绕架1与落筒过道24相邻并背对看车巡回走道23的那一侧设筒子存储器22。此外，每个卷绕装置20配备一个筒管供给装置22，对此不再详细说明。
相邻的加工位置25.2、25.3等同样有前面已说明的过程机组5.1至5.8以及配属的过程控制器6.1至6.8。如图2所示，加工位置沿纵向前后排列。卷曲机的多个加工位置分成多个区域28.1、28.2等。区域28.1和28.2包含多个加工位置。在本例中，十二个并列的加工位置25构成一个区域28。为每个区28配设一个场控制单元27，所以区域28.1通过场控制单元27.1控制，以及区域28.2通过场控制单元27.2控制。在这种情况下区28的加工位置25的过程控制器6通过总线系统29与各配属的场控制单元27连接。在此实施例中，场控制单元27.1通过总线系统29.1与区28.1的过程控制器6.1至6.8连接。场控制单元27.2通过总线系统29.2与区28.2的过程控制器6连接。按此方式分割卷曲机的全部加工位置。
场控制单元27.1和27.2与微处理机33连接，为了操纵，微处理机可用于每个场控制单元27的数据显示和数据修改。为此，微处理机33与一个可操纵的可视化单元34连接。在期望这些区的控制和监测分开操纵的情况下，微处理机33也可以与两个单独的可视化单元连接。
在图1和2所示的卷曲机中，区28.1的所有加工位置独立于相邻区28.2等的加工位置通过场控制单元27.1监测和控制。每个区构成一个部分机器，它可独立于相邻的区单独运行。只有用于这些区的能源供应(这里没有表示)是从一个中央接口出发进行的，因为卷曲机连接在电源电压的供电装置上。同样，一些装置，例如用于吸出长丝废料的压缩空气供应装置，也由一个中央接口出发供应。
图3示意表示一个区的加工位置的过程控制器与如在图1和2的卷曲机中那样的场控制单元的连接。在这里，每个加工位置25只表示了此区的部分加工位置以及只表示一个加工位置的部分过程机组。作为举例，选择四个加工位置25.1、25.2、25.3、和25.4。每个加工位置包含总共三个过程机组5.1、5.4和5.6用于长丝的输送和拉伸，它们设计为输出辊11、15和17。在图3的示意图中，为了看得清楚起见只表示了过程机组的驱动装置。因此加工位置25.1包含过程机组5.1.1、5.4.1和5.6.1，加工位置25.2同样包含相同的过程机组5.1.2、5.4.2和5.6.2。类似地，这些过程机组配属于加工位置25.1和25.4。为每个过程机组5.1各配设一个过程控制器6.1，所以在加工位置25.1中过程机组5.1.1与过程控制器6.1.1连接。相应地，过程机组5.4.1与过程控制器6.4.1连接，以及过程机组5.6.1与过程控制器6.6.1连接。其余的加工位置25.2、25.3和25.4同样按这样的方式设计，即，每个过程机组5与一个独立的过程控制器6连接。在图示的实施例中，作为过程机组选择五个驱动装置，所以过程控制器6可由变频器构成。
加工位置25.1、25.2、25.3和25.4的所有过程控制器6.1、6.4和6.6全都通过总线系统29.1与场控制单元27.1连接。因此可逐个控制在每个加工位置内的每个过程机组。
图4示意表示用于控制在一个区域内部的过程机组的另一个实施例。在这里，此区通过场控制单元27.1控制。作为举例只表示了此区的四个加工位置25.1、25.2、25.3和25.4。输出辊11、15和17的驱动装置仍例如选择作为过程机组。因此加工位置25.1有过程机组5.1.1、5.4.1、5.6.1以及加工位置25.2有过程机组5.1.2、5.4.2和5.6.2。另一些加工位置均相应地设计。加工位置25.1、25.2、25.3和25.4的过程机组5.1.1、5.1.2、5.1.3和5.1.4组合成一组并共同通过过程控制器6.1控制。同样地，加工位置25.1、25.2、25.3和25.4的过程机组5.4组合成一组并与过程控制器6.4连接。所有加工位置的过程机组5.6与过程控制器6.6连接。过程控制器6.1、6.4和6.6通过总线系统29.1与场控制单元27.1连接。过程机组的这样一种连接尤其对于加工位置的驱动是有利的，使它们以相同的速度运行，因此过程机组6.1、6.4或6.6意味着是一个组的变频器，它均衡地控制所有与之连接的驱动装置。
图5和6示意表示一个区的过程机组与场控制单元连接和监测的另一个例子。在图5中表示的设计与在图4中表示的连接是一致的。在这方面可参见上面的说明，而下面仅说明不同的地方。
加工位置25.1至25.4的过程机组5.1共同连接在过程控制器6.1上。在这里为每个过程机组5.1配设一个开关30.1。通过这些开关30.1可切断过程控制器6.1与各自的过程机组5.1之间的连接。为此，开关30.1直接由场控制单元27.1控制。为每个过程机组5.1配设一个传感器32.1，它分别与场控制单元27.1连接。按相同的方式为在加工位置25.1、25.2、25.3和25.4中的过程机组5.4各配设一个开关30.2和一个传感器32.2。同样，四个加工位置25.1、25.2、25.3和25.4的过程机组5.6各通过一个开关30.3与过程控制器6.6连接。此外，为过程机组5.6配设传感器32.3.1至32.3.4。
在图5所示按本发明的卷曲机的设计中，借助传感器32监测过程机组5内的至少一个参数。这例如可以是转速监测或温度监测。当前测得的数据通过传感器32传给场控制单元27.1。对于过程机组5之一有一个不允许的参数值的情况，通过场控制单元27.1触发配属于过程机组5的开关30.1。因此所涉及的过程机组5无惯性地与过程控制器6脱开。由此可以排除例如在一个加工位置内的长丝断裂，不会影响相邻的配属于同一个控制器的加工位置。
图6表示按组控制的控制器另一种实施例。机组的结构与布局与图5所示简图中的结构基本相同，所以可参见上面的说明。与图5所示的实施例不同，相邻加工位置25.1至25.4的开关30.1.1至30.1.4与一监测单元31.1连接。同样，相邻加工位置25.1至25.4的传感器32.1.1至32.1.4与监测单元31.1连接。在监测单元31.1内储存有各过程机组5.1.1至5.1.4的额定参数。一旦其中一个传感器32.1发出一个参数偏离的信号，便通过监测单元31.1触发配属于过程机组5.1的开关30.1。按相同的方式实施过程机组5.4和5.6的控制与监测。在过程机组5.4中配设监测单元31.2以及在过程机组5.6中配设监测单元31.3。为了数据交换以及为了接受上一级的控制指令，监测单元31.1、31.2和31.3与场控制单元27.1连接。
在上面已说明的按本发明的卷曲机实施例中，在一个区域内的加工位置数量是举例。例如可以没有问题地将六个、八个、十个或甚至更多个加工位置组合成一个区。这些区域也可以有利地按这样的方式构成，即在筒子架内预定的间隔选择作为确定加工位置数量的给定值。例如已知筒子架由多个可运动的单元构成，其中每个单元例如包含十二个喂给筒子。在这种情况下一个区域相当于一个筒子架隔距。
同理，过程机组的数量和设计也是举例。卷曲机可例如只有两个输出辊，在这种情况下，卷绕装置直接连接在第二输出辊下游。但也可以设更多个输出辊作为过程机组，从而例如在假捻卷曲机组与定形加热器之间设两个彼此相继的输出辊，在它们之间设另一个用于长丝涡流变形的过程机组。按本发明的方法和按本发明的卷曲机其特征在于，与过程机组和过程控制器的设计无关，将多个加工位置分成少量区域并可作为小的单元按简单的方式控制。
权利要求
1.控制用于假捻变形多根合成长丝和有相应多个加工位置的卷曲机的方法，其特征为许多加工位置分成多个区域，每个区域有多个加工位置；以及，其中一个区域的加工位置独立于相邻区域的加工位置监测和控制。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征为在一个区域的每个加工位置各有一根长丝通过多个工序至少输送、卷曲变形、拉伸和卷绕；以及，该区的全部工序通过一个配属于该区的场控制单元监测和影响。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征为加工位置之一的每一个工序独立于此加工位置相邻的工序逐个控制。
4.按照权利要求2或3所述的方法，其特征为加工位置之一的工序独立于此区相邻加工位置的工序逐个控制和监测。
5.按照权利要求2或3所述的方法，其特征为相邻加工位置的工序作为一组独立于此区加工位置各相邻工序控制。
6.按照权利要求2至5之一所述的方法，其特征为此区加工位置的工序部分逐个地和部分成组地控制。
7.按照权利要求5或6所述的方法，其特征为一个组的工序与控制无关地单独断开。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征为断开其中一个工序根据连续的监测参数进行。
9.按照前列诸权利要求之一所述的方法，其特征为至少六根长丝，优选地十二根长丝平行并列地在其中一个区的那些加工位置内同时卷曲变形。
10.用于假捻变形多根合成长丝(4)的卷曲机，有相应多个加工位置(25)，其中，长丝(4)在加工位置(25)通过多个过程机组(5)至少输送、卷曲变形、拉伸和卷绕，以及有多个过程控制器(6)，它们用于控制配属于加工位置(25)的过程机组(5)，其特征为许多加工位置(25)分成各包括多个加工位置(25)的多个区(28)；为每个区(28)配设多个场控制单元之一用于控制和监测此区(28)的加工位置(25)；以及，一个区(28)的加工位置(25)的过程控制器(6)与配属于这些加工位置(25)的区(28)的场控制单元(27)连接。
11.按照权利要求10所述的卷曲机，其特征为场控制单元(27)为了数据显示、数据输入和/或数据改变彼此独立地与微处理机(33)连接。
12.按照权利要求11所述的卷曲机，其特征为微处理机(33)可通过远程数据网络与诊断站连接。
13.按照权利要求10至12之一所述的卷曲机，其特征为场控制单元(27)彼此独立地通过一系列总线系统(29)与配属的过程控制器(6)连接。
14.按照权利要求13所述的卷曲机，其特征为总线系统(29)由多个具有不同数据传输速度的数据网络构成。
15.按照权利要求10至14之一所述的卷曲机，其特征为为一个区(28)的加工位置(25)的每个过程机组(5)各配设一个过程控制器(5)。
16.按照权利要求10至14之一所述的卷曲机，其特征为一个区(28)的加工位置(25)的过程机组(5)分成相同功能的组；以及为每组过程机组(5)各配设一个过程控制器(6)。
17.按照权利要求10至14之一所述的卷曲机，其特征为一个区(28)的加工位置(25)的过程机组(5)部分单个地配属于其中一个过程控制器(6)以及部分成组地配属于其中一个过程控制器(6)。
18.按照权利要求10至17之一所述的卷曲机，其特征为为至少一部分过程机组(5)配设一个开关(30)，通过它可控制过程机组(5)与过程控制器(6)的连接；以及，开关(30)可独立于过程控制器(6)控制。
19.用于假捻变形多根合成长丝(4)的卷曲机，有相应多个加工位置(25)，其中，长丝(4)在加工位置(25)通过多个过程机组(5)至少输送、卷曲变形、拉伸和卷绕，以及有多个过程控制器(6)，它们用于控制配属于加工位置(25)的过程机组(5)，其特征为在相邻加工位置(25)的一组过程机组(5)中为过程机组(5)各配设一个开关(30)，通过它可控制过程机组(5)与过程控制器(6)的连接；以及，开关(30)可独立于配属的过程控制器(6)控制。
20.按照权利要求18或19所述的卷曲机，其特征为每个开关(30)可通过一个在过程控制器(6)上一级的场控制单元(27)控制。
21.按照权利要求18或19所述的卷曲机，其特征为每个开关(30)可通过一个配属于过程机组(6)的监测单元(31)控制，它与一个在过程控制器(6)上一级的场控制单元(27)连接。
22.按照权利要求20或21所述的卷曲机，其特征为设用于监测过程机组(5)的至少一个参数的传感器(32)；以及，传感器(32)与配属于过程机组(5)的监测单元(31)或与配属于过程机组(5)的场控制单元(27)连接。
23.按照权利要求10至22之一所述的卷曲机，其特征为这些区(28)分别包含至少六个加工位置(25)，优选地含有十二个加工位置(25)。
24.按照权利要求11至23之一所述的卷曲机，其特征为用于控制和监测这些区(28)的微处理机(33)与一个可操纵的可视化单元(34)或最多与两个可操纵的可视化单元(34)连接。
全文摘要
本发明涉及一种控制卷曲机的方法以及涉及一种用于假捻变形多根合成长丝并具有相应多个加工位置的卷曲机。按本发明将许多加工位置分成各有多个加工位置的多个区域。其中一个区域的加工位置独立于相邻区域的加工位置监测和控制,所以在该区域中的长丝与在相邻区内的长丝的加工无关。
文档编号G01N33/36GK1380975SQ01801413
公开日2002年11月20日 申请日期2001年5月18日 优先权日2000年5月30日
发明者托马斯·沃特曼, 迈克尔·皮拉, 莱因哈德·利伯, 迈克尔·克卢格, 斯特凡·盖斯勒 申请人:巴马格股份公司