DE19950285A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Faden aufwindenden Maschine, insbesondere Spulmaschine, wobei mittels eines Fadenführers einer Changiereinrichtung ein Faden quer zur Fadenabzugsrichtung alternierend zwischen zwei Umkehrpunkten innerhalb eines Changierhubes hin und her geführt wird, um auf einer rotierenden Spule verlegt zu werden, sowie Vorrichtungen zur Durchführung der Verfahren. Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau einer Spulenpackungsform zu verbessern, derart, daß der aufgewickelte Faden an den Enden der Changierhubumkehrung besser und exakter verlegt wird und der Faden bevorzugt mittels einer (Stufen-)Präzisionswicklung verlegt wird. Erfindungsgemäß wird zur Lösung vorgeschlagen, daß an einem Umkehrpunkt ein Endpunkt der Umkehrung des Fadenführers festgestellt wird und in Abhängigkeit der Lage des Endpunktes der Changierhub bei einem nachfolgenden Hub korrigiert, vorzugsweise verkürzt oder verlängert wird. In einer Alternative ist vorgesehen, daß in Abhängigkeit eines vorbestimmten Windungsverhältnisses und einer Spulendrehzahl der Antrieb des Fadenführers bzw. der Changiereinrichtung derart gesteuert wird, daß bei der Spulendrehzahl oder einer Änderung der Spulendrehzahl das Windungsverhältnis eingehalten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule gemäß den Oberbegriffen des Anspruchs 1 und 11 sowie Vorrichtun­ gen zur Durchführung der Verfahren gemäß den Oberbegriffen der Ansprü­ che 10 und 22.

Die EP 453 622 B1 schlägt eine Vorrichtung mit einem Fadenführer und ei­ nem Fadenführerträger vor, wobei der Träger in einer Nut geführt ist. Die Vorrichtung umfaßt einen Antriebsmotor und eine programmierbare Steue­ rung. Während der Fadenführer sich in der Nähe eines Umkehrpunktes be­ findet, wird der Motor mit einem höheren Strom als dem Endstrom betrieben. Der zum Betrieb erforderliche Strom liegt unterhalb des Nennstromes, wenn sich der Fadenführer im übrigen Bereich befindet. Für verschiedene Wick­ lungsabschnitte sind in der Steuerung die Grundprogramme gespeichert. In der Steuerung erfolgt die Berechnung der Wege, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen für die Motorbewegung aufgrund der zur Anwendung kommenden Wickelgesetze. Parameter, die gespeichert werden können, umfassen den Grundhub und die Grundhubvariation zur Erzeugung weicher Spulenkanten.

Gemäß der als Beispiel dargestellten Ausführung arbeitet ein Schrittmotor als Antriebsmotor zwischen Hubmitte und einem Umkehrpunkt gegen eine Torsionsfeder. In der Nähe eines Umkehrpunktes wird die Federkonstante erhöht, die Stromzufuhr am Schrittmotor erhöht und die Frequenz seiner Steuerungsimpulse reduziert. Somit soll der Motor im Umkehrpunkt zum Stillstand kommen. Eine entsprechende Überwachung ist nicht vorgesehen. In der Hubmitte ist ein Sensor vorgesehen, der das Erkennen von Fehlern an dieser Stelle im Changierhub ermöglicht. Ein Changierhub wird stets von dieser Stelle aus mittels einer Impulssequenz gesteuert. Eine genaue Be­ stimmung der Umkehrpunkte ist aus der Schrift nicht entnehmbar.

Bei dem aus der EP 435 622 B1 bekannten Verfahren ist die Position des Fadenführers verknüpft und abhängig von der Position des Rotors eines Elektromotors. Der Fadenführer wird im Umkehrbereich mit sehr hoher Be­ schleunigung und Verzögerung bewegt. Die Elektromotorbewegung wird hierbei mittels einer Steuereinheit in Abhängigkeit von den üblichen Wickel­ gesetzen gesteuert. Allerdings ergeben sich Probleme beim Ablegen des Fadens an den Spulenkanten.

Das durch die EP 435 622 B1 bekannte Verfahren unterliegt physikalischen und technischen Einschränkungen. Der Schrittmotor stellt physikalisch ge­ sehen ein Feder-Masse-System dar, das bei schnellen Lageänderungen zu Schwingungen neigt und unkontrollierbare Bewegungen ausführt. Die Refe­ renz oder Nullposition wird während einer Bewegung des Fadenführers zweimal überfahren. Die Positioniergenauigkeit außerhalb der Nullposition ist nicht definiert. Bei höheren Drehzahlen von beispielsweise 1000 m/min Produktionsgeschwindigkeit kann dieses Verfahren darum nicht mehr mit der nötigen Genauigkeit arbeiten.

Die EP 248 406 A2 beschreibt eine Changiervorrichtung, die Mittel aufweist zur Berechnung der Hübe nach Maßgabe der Rotationszahlen der Spule und dem Wicklungsverhältnis gemäß dem Packungsdurchmesser. Allerdings zeigt diese Erfindung ebenfalls keine Lösung hinsichtlich der Probleme an den Spulenkanten.

Desweiteren offenbart WO 98/42602 ein Verfahren zum Steuern einer mit­ tels eines Schrittmotors angetriebenen Changiereinrichtung, sowie eine Changiereinrichtung. Die Position eines innerhalb eines Changierhubes hin- und herbewegten Changierfadenführers wird durch die Stellung eines Rotors des Schrittmotors bestimmt, wobei der Rotor sich innerhalb eines Ständers des Schrittmotors mit mehreren Wicklungen bewegt. Ziel des Verfahrens ist es, den Changierfadenführer im Umkehrbereich bei optimaler Auslastung des Schrittmotors zu führen. Außerdem soll der Changierfadenführer im Hubumkehrbereich möglichst schwingungsfrei angetrieben werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Bewegung des Rotors durch einen Ständer­ fluß gesteuert wird, der durch eine mittels einer Flußsteuereinrichtung er­ zeugten Ständerspannung bestimmt wird. Die direkt im Schrittmotor erzeug­ ten Feldgrößen werden also zur Steuerung der Changiereinrichtung ver­ wendet. Insgesamt soll damit eine hochdynamische Regelung des Antriebs erreicht werden. Insgesamt befaßt sich die Anmeldung vornehmlich mit der Steuerung des Schrittmotors und nicht mit dem Aufbau einer Packung auf einer Spule.

Ferner ist aus der WO 99/05055 ein Verfahren und eine Vorrichtung be­ kannt, durch die ein Faden innerhalb eines Changierhubes genau positio­ nierbar sein soll. Ferner soll eine zu jedem Changierhub optimale Ausnut­ zung des Elektromotors (Schrittmotors) gewährleistet sein. Es erfolgt ein ständiger Abgleich zwischen der Ist-Position und der Soll-Position des Fa­ denführers. Bei einer Abweichung zwischen der Ist-Position und der Soll- Position wird ein Differenzsignal erzeugt zur Steuerung des Schrittmotors. Die Soll-Position wird ausschließlich durch den Elektromotor bestimmt. Bei einer Abweichung zwischen der Ist- und der Soll-Position erhält der Elektro­ motor einen in seiner Amplitude veränderten Strom durch das Frequenzsi­ gnal. Bei einer festgestellten Abweichung erfolgt gemäß diesem Verfahren eine sofortige und direkte Reaktion des Schrittmotors, so daß der Abwei­ chungsfehler des Changierfadenführers umgehend korrigiert wird.

Weiter gehört zum Stand der Technik die Schrift DE 198 07 030 A1, die ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart zum Aufwickeln eines kontinuier­ lich zulaufenden Fadens zu einer auf einer Hülse gebildeten Spule. Der Changierfadenführer wird an einem Ende des Hubes innerhalb einer Um­ kehrstrecke durch eine endliche Beschleunigung auf eine Führungsge­ schwindigkeit beschleunigt und an dem gegenüberliegenden Hubende in­ nerhalb einer weiteren Umkehrstrecke durch eine endliche Verzögerung aus der Führungsgeschwindigkeit abgebremst und umgekehrt. Insgesamt ergibt sich der durch die Umkehrpunkte definierte Changierhub durch Addition der drei Teilstrecken: Umkehrstrecke (Beschleunigung), Linearstrecke und Um­ kehrstrecke (Verzögerung). Die Beschleunigung und Verzögerung des Fa­ denführers wird derart gesteuert, daß sich die Längen der Umkehrstrecken und damit die Fadenablage an den Enden der Spule innerhalb der Umkehr­ strecken ändert. Dadurch soll die Fadenumkehr früher oder später begin­ nend zum Changierhubende eingeleitet werden, wodurch der Faden mit un­ terschiedlichen Winkeln zur Stirnfläche der Spule hin abgelegt wird. Es soll sich eine gleichmäßige Verteilung des Fadens hinter dem Umkehrpunkt er­ geben. Die Bewegungsabläufe des Fadenführers an den Umkehrstrecken wird hierbei durch eine vorgegebene zeitliche Programmabfolge vorgege­ ben.

Dieses bekannte Verfahren ermöglicht es auch, daß die Beschleunigung und Verzögerung des Fadenführers in Abhängigkeit des Kreuzungswinkels, des Spulendurchmessers und des Changierhubes innerhalb der Umkehr­ strecken gesteuert wird. Insgesamt ergibt sich eine große Vielzahl an Mög­ lichkeiten aus der Kombination und Variation der Umkehrstrecken und des Changierhubes. Deshalb kann das Verfahren auch dazu genutzt werden, um beispielsweise die Länge der Umkehrstrecken in den Umkehrbereichen un­ abhängig von der Changiergeschwindigkeit konstant zu halten. Ebenso kann der Changierhub durch die Auswahl eines Atmungshubes verändert werden.

Allgemein kann gesagt werden, daß es bei der Changierung eines Fadens vor allem darauf ankommt, daß die Umkehrpunkte des Changierfadenführers an den Enden des Changierhubes immer an gleicher Stelle liegen. Ebenso ist es erforderlich, daß der Changierfadenführer an den Enden des Chan­ gierhubes in sehr kurzer Zeit aus einer Führungsgeschwindigkeit verzögert und wieder auf eine Führungsgeschwindigkeit beschleunigt wird. In diesem idealen Fall findet die Hubumkehr exakt an der vorgegebenen Soll- Hubumkehrposition statt. Diese Annahme ist näherungsweise nur bei sehr geringen Doppelhubzahlen (< ca. 100 Doppelhübe/min) richtig. In der Praxis ist dennoch ein Über- oder Unterschwingen des Changierfadenführers in der Hubumkehr erkennbar.

Generell kann deshalb festgestellt werden, daß die heutigen Regelsysteme noch nicht in der Lage sind, die hohen Ansprüche an die erforderliche Dy­ namik abzudecken. Dies führt dazu, daß der Faden bei der Hubumkehr am Soll-Hubumkehrpunkt nicht exakt, sondern mit einer gewissen Abweichung abgelegt wird.

Neben der aufgezeigten Problematik bei der Hubumkehr bestehen weitere Schwierigkeiten in der Verteilung des Fadens auf einer Spule mit einer ge­ wünschten bzw. bevorzugten Form.

Bei den Wicklungsarten einer Spule unterscheidet man zwischen 3 Hauptarten: Wilde Wicklung, Präzisionswicklung und Stufenpräzisionswick­ lung. Bei der wilden Wicklung besteht ein festes Verhältnis zwischen der Spulenoberflächen-Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit der Faden­ changierung. Hierdurch wird der Fadenkreuzungswinkel konstant gehalten, während das Windungsverhältnis, d. h. die Anzahl der Spulendrehungen pro Doppelhub, bei zunehmendem Durchmesser der Spule kleiner wird. Der ent­ standene Garnkörper weist eine sehr gleichmäßige Dichte auf, der aller­ dings schlechte Ablaufeigenschaften besitzt und außerdem nach dem Fär­ ben Unregelmäßigkeiten aufweist.

Die Präzisionswicklung entsteht durch ein konstantes Verhältnis zwischen der Spulendrehzahl und der Geschwindigkeit der Fadenchangierung. So bleibt das Windungsverhältnis gleich während des gesamten Spulvorgangs. Der Fadenkreuzungswinkel nimmt jedoch bei zunehmendem Spulendurch­ messer ab. Die Spule hat gute Ablaufeigenschaften und im allgemeinen eine deutlich größere Lauflänge bei gleichem Spulenvolumen. Allerdings verur­ sacht der abnehmende Kreuzungswinkel eine Zunahme der Wickeldichte nach außen hin, was in der Färberei zu einer ungleichmäßigen Durchdrin­ gung der Farbstoffe führen kann.

Bei der Stufenpräzisionswicklung handelt es sich um eine Präzisionswick­ lung in Stufen. Nach jeder Stufe wird der Fadenkreuzungswinkel wieder auf die ursprüngliche Gradzahl zurückgeführt, wodurch ein annähernd gleich­ bleibender Kreuzungswinkel erzielt wird und das Windungsverhältnis in Stufen reduziert wird. Durch den fast konstanten Kreuzungswinkel wird die Stabilität des Garnkörpers und eine gleichmäßige Dichte gewährleistet. Der definierte Fadenabschnitt der Präzisionswicklung verhindert Bildzonen und ermöglicht eine hohe Wickeldichte. Die resultierende Spule besitzt gute Ab­ laufeigenschaften und eine deutlich erhöhte Lauflänge im Vergleich zur wil­ den Wicklung.

Aus der EP 629 174 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufspu­ len eines Fadens mit einer Stufenpräzisionswicklung bekannt. Während ei­ ner Spulreise finden Sprünge von einem höheren Windungsverhältnis auf ein niedrigeres Windungsverhältnis statt, wenn der Kreuzungswinkel bei dem gegebenen Windungsverhältnis auf einen anderen Grenzwert gefallen ist. Die Sprunghöhe ist begrenzt durch einen oberen Grenzwert, so daß in­ akzeptable plötzliche Änderungen der Spulverhältnisse vermieden werden.

Eine Fadenchangierung, mit der eine Stufenpräzisionswicklung verwirklicht werden kann, ist aus der CH 2267198 bekannt. Die Software-orientierte Steuerung des Fadenchangierers (Zeiger) besteht aus einem "fest vorgege­ benen" Teil, der vom Benutzer nicht beeinflußt werden kann (bzw. soll) und einem vom Benutzer angeforderten Teil, der vorzugsweise aus gewissen Spulparameter besteht. Als Spulparameter können beispielsweise eingege­ ben werden: Kreuzungswinkel, Bandbreite, Bruchtabelle, Hubatmung und Hubverlauf. Aus dieser Schrift geht lediglich hervor, daß verschiedene "Changierrezepte" fest programmiert werden können, die von einem Anwen­ der beim Eingeben der Spulparameter nicht beeinflußbar sein können.

Ausgehend von dem genannten Stand er Technik ist es Aufgabe der Erfin­ dung, den Aufbau einer Spulenpackungsform zu verbessern, derart, daß der aufgewickelte Faden an den Enden der Changierhubumkehrung besser und exakter verlegt wird und der Faden bevorzugt mittels einer Präzisionswick­ lung bzw. Stufenpräzisionswicklung unter Berücksichtigung einer durch ei­ nen Benutzer vorgebbaren oder vorbestimmten Packungsform der Spule optimal verlegt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkma­ len des Anspruchs 1 sowie durch eine Faden aufwindende Maschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Faden aufwindenden Maschine, insbesondere Spulmaschine, wobei mittels eines Fadenführers einer Changiereinrichtung ein Faden quer zur Fadenabzugsrichtung alter­ nierend zwischen zwei Umkehrpunkten innerhalb eines Changierhubes hin und her geführt wird, um auf einer rotierenden Spule verlegt zu werden.

Diese erste Lösung der Aufgabe zielt darauf ab, daß im Verlauf einer Spul­ reise die Umkehrpunkte bzw. Wendepunkte eines Fadenführers bestimmt bzw. exakt eingehalten werden. Erfindungsgemäß sieht das Verfahren zum Betrieb der Faden aufwindenden Maschine, insbesondere Spulmaschine, vor, daß an einem Umkehrpunkt ein Endpunkt der Umkehrung des Faden­ führers festgestellt wird und in Abhängigkeit der Lage des Endpunktes der Changierhub bei einem nachfolgenden Hub korrigiert, vorzugsweise verkürzt oder verlängert, wird.

Bei der Herstellung von Spulen sind insbesondere die folgenden Punkte von Bedeutung: Hubgenauigkeit, hohe Beschleunigung des Fadenführers, me­ chanische Ausführung (z. B. des Fadenführers) und der Auflösung des An­ triebs (Servomotor oder Schrittmotor). Diese Schwerpunkte sind miteinander komplex verquickt und beeinflussen sich gegenseitig. Gerade diese komple­ xen Wechselwirkungen bereiten große Schwierigkeiten.

Grundsätzlich kann gesagt werden, daß über die Einsetzbarkeit eines An­ triebes im wesentlichen die zwei Hauptkriterien Beschleunigung und Ge­ nauigkeit der Umkehrung entscheidend sind. Je höher die erreichte Be­ schleunigung eines Fadenführers ist, um so besser läßt sich die Dichtever­ teilung in der Packung kontrollieren. Die Exaktheit der Umkehrpunkte be­ stimmt darüber hinaus unmittelbar die Qualität der Stirnseiten der Packung und damit deren Abzugs- und Transporteigenschaften.

Es hat sich gezeigt, daß bei Änderung der Doppelhübe pro Minute der Um­ kehrpunkt an einem Changierhubende als Funktion der Doppelhübe bzw. Geschwindigkeit wandert und darüber hinaus von einem sich periodisch än­ dernden Fehler überlagert ist. Im allgemeinen werden für den Antrieb eines Changierfadenführers Servoantriebe verwendet, die im wesentlichen zwei Regler (Lastbeobachter mit Zustands-/Positionsregler und Stromregler) be­ sitzen.

Die Positionsgenauigkeit der Umkehrung des Fadenführers ist stets fehler­ behaftet, da der Hub pro Encoder-Flanke umgekehrt proportional zur En­ coder-Auflösung (beispielsweise 1024 Impulse/Umkehrung des Servomo­ tors) ist. Der zweite Fehleranteil ist dadurch bestimmt, daß der Hub zwi­ schen zwei Taktzyklen des Positionsreglers sich proportional zur Beschleu­ nigung ändert. Typischerweise ergeben sich Fehlerungenauigkeiten von etwa 0,3 bis 0,7 mm. Dieser Fehler tritt als eine den Hüben überlagerte Schwingung auf infolge der Asynchronität der Taktzyklen und der Hubbewe­ gung.

Diese in der Praxis relevante Ungenauigkeit der Umkehrung soll erfindungs­ gemäß dadurch beseitigt werden, daß der Regelkreis mit einer Art "Gedächtnisfunktion" ausgestattet und erweitert wird. Bei einem Durchgang an einem Umkehrpunkt innerhalb eines Changierhubes wird die Position beim Richtungswechsel des Fadenführers erfaßt. Dieser Positionswert wird gespeichert und beeinflußt die Steuerung des Antriebs derart, daß bei einem späteren Hub in Abhängigkeit der Lage dieses Positionswertes der Chan­ gierhub, d. h. der Hub des Fadenführers verändert (Verkürzung oder Verlän­ gerung) wird. Als Ergebnis erhält man nach Ablauf der Spulreise exakt defi­ nierte Kanten der Spule, da die Fehler durch die erfindungsgemäße Korrek­ tur gemittelt bzw. eliminiert werden.

Vorteilhafterweise wird der Changierhub in Abhängigkeit der Differenz des Endpunkts vom Umkehrpunkt korrigiert. Die beiden Umkehrpunkte eines Changierhubes werden in diesem Zusammenhang als Soll-Werte und die effektiven Endpunkte als Ist-Werte angesehen. Die sich ergebende Differenz ist eine Soll-Ist-Abweichung, die den Changierhub entsprechend steuert, so daß die gewünschten und genauen Spulenkanten entstehen.

Gegenüber den bisherigen Steuerungen des Schrittmotors, die sich auf die Abweichungen des Schrittmotors von einem Sollwert und dessen sofortige Nachführung bei festgestellter Abweichung konzentrieren, zielt die vorlie­ gende Erfindung darauf ab, eine Spulreise im Ganzen zu betrachten, wobei - als weiterer Unterschied - die Position des Fadenführers bei Ablage eines Fadens auf einer Spule von Bedeutung ist.

In einer Ausgestaltung wird die Differenz des Endpunktes vom Umkehrpunkt über mehrere Hübe gerüttelt. Diese Mittelung kann beispielsweise durch eine gleitende Mittelung fortlaufend vorgenommen werden, wodurch eine Korrektur erst dann vorgenommen werden muß, wenn beispielsweise eine signifikante Abweichung bzw. Drift des Mittelwertes festgestellt wird.

Weiterhin sieht das Verfahren vor, daß der Changierhub in einem beliebigen Hubwert der Spulreise korrigiert wird. Dadurch ist dieses Verfahren variabel, da die Korrektur erst dann vorgenommen wird, wenn bestimmte Bedingun­ gen für eine Steuerung des Antriebs gegeben sind. Die Steuerung legt bei­ spielsweise dann selbst und automatisch fest, wann der Changierhub ver­ kürzt oder verlängert wird. Alternativ kann durch einen Anwender festgelegt werden, daß beispielsweise nach einer festlegbaren Anzahl Doppelhübe der Changierhub korrigiert wird.

Ebenso kann nach einer festgestellten Abweichung des Endpunktes vom Umkehrpunkt der Changierhub im unmittelbar danach folgenden Hub korri­ giert werden.

Durch die Bildung der Soll-Ist-Differenz der Hubumkehrposition (Subtraktion des Endpunktes vom Umkehrpunkt) kann ein (effektiver) Nachlauffehler be­ rechnet werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Nachlauffehler gespei­ chert, vorzugsweise in einer Tabelle in Abhängigkeit der Changiergeschwin­ digkeit. Diese Tabellen können dazu verwendet werden, eine folgende Bahnkurve zu berechnen.

Steht infolge der Gesetzmäßigkeiten einer Stufenpräzisionswicklung ein Doppelhubzahlsprung an, so wird ein zu erwartender Schleppfehler aus der Tabelle interpoliert und von der Hubbreite subtrahiert oder addiert, so daß die durch den Doppelhubzahlsprung verursachte Hubverkürzung oder Hub­ verlängerung kompensiert wird. Hierdurch wird die Steuerung des Antriebs wesentlich verbessert.

Um verschiedene Packungsformen einer Spule zu erzielen, wird vorteilhaf­ terweise die Hubbreite im Verlauf der Spulreise variiert. Die Hubbreite kann aber auch beispielsweise mittels einer vorgebbaren Hubatmung variiert wer­ den, was sich positiv auf die Fadenverteilung in der Hubumkehr und damit auf die Spulenhärteverteilung auswirkt.

Hinsichtlich des allgemeinen Prinzips der Erfindung läßt sich sagen, daß das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verlauf der Hubumkehr­ punkte für eine Spulreise vorgegeben werden kann und der vorgegebene Verlauf in Abhängigkeit von festgestellten Abweichungen (an den Umkehr­ punkten) beeinflußt wird, sprich korrigiert wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist eine Faden aufwindende Maschine vorgeschlagen, insbesondere Spulmaschine, vorgesehen, mit einer Chan­ giereinrichtung, wobei mittels eines Fadenführers einer Changiereinrichtung der Faden quer zur Fadenabzugsrichtung alternierend zwischen zwei Um­ kehrpunkten innerhalb eines Changierhubes hin und her geführt wird, um auf einer rotierenden Spule verlegt zu werden, und die Changiereinrichtung über einen oszillierenden Antrieb verfügt. Diese Maschine ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Maschine eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Endpunktes bei der Hubumkehrung des Fadenführers und eine Steu­ ereinrichtung zur Korrektur des Changierhubes, vorzugsweise Verkürzung oder Verlängerung, in Abhängigkeit der Lage des Endpunktes aufweist.

In einer Alternative wird die Aufgabe der Erfindung mittels eines Verfahrens mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 11 sowie einer faden­ aufwindenden Maschine gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des An­ spruchs 22 gelöst.

Ziel dieses zweiten Lösungswegs ist es, insbesondere eine Präzisionswick­ lung bzw. Stufenpräzisionswicklung zu ermöglichen unter Berücksichtigung einer bevorzugten oder vorbestimmbaren Packungsform einer Spule. Erfin­ dungsgemäß beim Verfahren gemäß dem Oberbegriff 11 wird in Abhängig­ keit eines vorbestimmten Windungsverhältnisses und der Drehzahl der Spule der Antrieb des Fadenführers bzw. der Changiereinrichtung derart gesteuert, daß bei der vorhandenen Spulendrehzahl oder einer Änderung der Spulendrehzahl das Windungsverhältnis nahezu exakt mit einer gewis­ sen Bandbreite eingehalten wird. Das Windungsverhältnis ergibt sich aus dem Quotienten der Spulendrehzahl und der Zahl der Doppelhübe (als Divi­ sor). Durch die Einhaltung des Windungsverhältnisses bei einer bestimmten und aktuellen Drehzahl der Spule ist die Zeit für einen Hub festgelegt und definiert. Auf der Grundlage dieser Größen kann der Antrieb bzw. Servoan­ trieb des Fadenführers genau gesteuert und angetrieben werden.

Um eine besondere Packungsform einer Spule mit Faden zu erzielen, wer­ den während der Spulreise die Hubbreite und/oder das Windungsverhältnis variiert. Ändern sich diese Größen, so hat dies unmittelbar zur Folge, daß der Antrieb auch völlig neue Steuerungsbefehle bzw. -werte erhält. Dies gilt auch für eine Änderung der Spulendrehzahl, die direkt mit dem Windungs­ verhältnis in Zusammenhang steht.

Außerdem kann zur Erzielung einer gewünschten Spulenform beim Verlegen des Fadens auf der Spule die effektive Hubbreite während der Spulreise variiert werden. Eine Möglichkeit ist die kontinuierliche Änderung der Hubbreite während der Spulreise. Durch diese Modulation kann eine defi­ nierte Packungsgeometrie z. B. wie konische Spulen erzeugt werden. Eine weitere Variante ist die Hubatmung, bei der die effektive Hubbreite peri­ odisch geändert wird, um eine gehäufte Fadenablage, die durch das Be­ schleunigen und Verzögen in der Hubumkehr entstehen kann, zu vernach­ lässigen. Dies hat nur einen Einfluß auf die Gleichmäßigkeit der Fadenver­ teilung über den Hub und auf die Ausprägung von Satteln (harten Spulen­ kanten). Natürlich können beide Varianten miteinander kombiniert werden. Die Parameter für die Hubverlegung und/oder Hubatmung können bei­ spielsweise von einem Bediener eingegeben werden. Vorzugsweise wird das Fadenverlegen auf der Spule in Abhängigkeit des Spulendurchmessers und/oder der Zeit(abfolge) und/oder der Hubzahl und/oder der Hubbreite erfolgen. Alternativ sind in einem Rechner bzw. Speicher feste oder variier­ bare Rezepte hinterlegt. Die Hubatmung läßt sich parametrisieren u. a. in mindestens drei Größen: Hubperiode, Hubamplitude und Hubverteilung.

Die Hubperiode beschreibt die Länge des Zyklus (z. B. 10 000 bis 40 000 Changierhübe). Mittels der Hubamplitude kann die Erhöhung bzw. Vermin­ derung des Nominalhubes bestimmt werden (z. B. in ‰ des Nominalhubes). Das Verhältnis Anstieg zu Abfall der Hubamplitude wird mittels der Hubver­ teilung ausgedrückt (Einheit: % der Periode). Diese Parameter können so­ wohl längenunabhängig als auch geschwindigkeitsunabhängig sein. In einer weiteren Ausgestaltung ist es auch möglich, nicht nur eine Kombination die­ ser drei Parameter zu wiederholen, sondern auch mit mindestens einer wei­ teren Kombination im Wechsel abzurufen. Die Hubverlegung wird bevorzugt durch Stützstellen, die sich auf den Durchmesser beziehen, definiert und dazwischen wird interpoliert.

Außerdem ist es vorteilhaft, wenn ein Geschwindigkeitsprofil des Fadenfüh­ rers bzw. der Changiereinrichtung zwischen den Umkehrpunkten des Hubes vorgegeben wird. Das Geschwindigkeitsprofil dient als Sollwertvorgabe für die Steuerung des Antriebes. Durch den Verlauf des Profils beispielsweise durch Stützstellen bzw. Punkte wird eine vorgebbare Spulenform aufgespult. Es können mehrere Profile der Geschwindigkeit in einem Steuerrechner des Antriebs abgelegt sein.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird das Geschwindigkeitsprofil unab­ hängig von den Hubbreiten während einer Spulreise ausgebildet und/oder auf eine mittlere Verlegegeschwindigkeit bezogen. Da auf der Faden auf­ windenden Maschine unterschiedlich lange Spulen hergestellt werden kön­ nen, wird durch das von der Hubbreite unabhängige Geschwindigkeitsprofil ermöglicht, so daß viele verschieden lange Spulenkörper (Kopse) an der Maschine eingesetzt werden können. Auch der Bezug auf eine mittlere Ver­ legegeschwindigkeit macht das Geschwindigkeitsprofil ebenfalls unabhän­ gig, da keine absoluten Geschwindigkeiten z. B. durch den Fadenführer ge­ fahren werden. Die relative Geschwindigkeit bzw. das relative Geschwindig­ keitsprofil ergibt an unterschiedlichen langen Spulen im allgemeinen gleiche bzw. ähnliche Spulenformen.

Durch die Unabhängigkeit von absoluten Geschwindigkeitswerten als Soll­ wertvorgaben für den Antrieb wird erfindungsgemäß die mittlere Verlegege­ schwindigkeit durch die Hubbreite und die durch das Windungsverhältnis und die Spulendrehzahl bestimmbare Hubzeit oder Anzahl Doppelhübe defi­ niert bzw. ermittelt. Alternativ kann gesagt werden, daß die mittlere Verlege­ geschwindigkeit gegeben ist durch das zeitliche Integral der Geschwindig­ keit über einen Hub dividiert durch die Hubzeit. Der Geschwindigkeitsverlauf muß deshalb über einen gesamten Hub genau die mittlere Geschwindigkeit enthalten. Ausgehend von diesen Werten können Vorgaben und Beschleu­ nigungen für den Antrieb ermittelt bzw. berechnet werden.

Für eine (Stufen-)Präzisionswicklung ist es erforderlich, daß ein vorgegebe­ nes Windungsverhältnis bei einer bestimmten Spulendrehzahl eingehalten wird, wodurch unter Zuhilfenahme der Hubbreite die Hubzeit ermittelt wer­ den kann. Hierzu ist es erforderlich, daß das Windungsverhältnis mit einer hohen Auflösung (Größenordnung etwa 10 ppM) eingehalten werden muß. Infolge der Durchmesserzunahme der Packung durch Aufspulung ändert sich die Drehzahl der Spule kontinuierlich. Außerdem ist zu berücksichtigen, daß aus der Vorgabe für den Kreuzungswinkel, der Bandbreite und der Bruchtabelle das Windungsverhältnis für die (Stufen-)Präzisionswicklung definiert wird.

Eine notwendige Voraussetzung für eine (Stufen-)Präzisionswicklung be­ steht u. a. darin, daß ein vorgegebenes Windungsverhältnis mit einer sehr hohen Auflösung (Größenordnung etwa 10 ppM) eingehalten wird. Um das zu erreichen, muß die Verlegegeschwindigkeit (und damit die Anzahl der Doppelhübe pro Teileinheit) mit sehr hoher Genauigkeit in einem bestimm­ ten Übersetzungsverhältnis der Spulendrehzahl nachgeführt werden.

Wird zu diesem Zweck die Spulendrehzahl mit einer konventionellen Dreh­ zahlmessung erfaßt, ist die erforderliche Genauigkeit nicht zu erreichen. Ur­ sachen dafür sind entweder eine zu geringe Auflösung des Meßresultats oder eine zu geringe Zeitdauer des Meßintervalls. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, wird der Ansatz gewählt, daß einer bestimmten Anzahl von Spulenumdrehungen oder Bruchteilen von Spulenumdrehungen sofort ein bestimmter Hubweg zugeordnet wird. Erfindungsgemäß wird für ein be­ stimmtes Windungsverhältnis und eine vorbestimmte Spulendrehzahl einem Impuls eines Soll-Hubzählers ein bestimmter Hubweg zugeordnet.

In einer erfindungsgemäßen Weiterbildung wird der Soll-Hubzähler bei ei­ nem Impuls um einen bestimmten Wert erhöht. Beispielsweise liefert ein Ta­ chogeber an einer Spule eine bestimmte Anzahl Pulse pro Spulenumdre­ hung. Jedem Impuls des Tachos läßt sich für ein Windungsverhältnis ein ganz bestimmter Weg des Hubes zuordnen. Dieser Soll-Hubzähler wird folg­ lich bei jedem Tachopuls um einen vom aktuellen Windungsverhältnis be­ stimmten Wert erhöht.

Um das Windungsverhältnis zu überwachen, wird der Wert des Soll- Hubzählers mit einem Wert eines Ist-Hubzählers des Antriebs einem Regler zugeführt. Um eine Überwachung des Windungsverhältnisses zu gewährlei­ sten, verfügt der Antrieb bzw. Servoantrieb der Changiereinrichtung eben­ falls einen gleichen bzw. baugleichen Zähler. Dieser Ist-Hubzähler zählt mit derselben Auflösung die Anzahl der ausgeführten Hübe. Der Ist-Hubzähler und Soll-Hubzähler dienen einem Regler als Regel- und Führungsgröße. Als Stellgröße dieses Reglers wird die gesuchte mittlere Verlegegeschwindigkeit bestimmt.

Um die Einhaltung des bestimmten Windungsverhältnisses bei einer gege­ benen Spulendrehzahl zu verwirklichen, wird der Antrieb der Changierein­ richtung bzw. des Fadenführers mittels der mittleren Verlegegeschwindigkeit und der Hublänge (in einem Hub) gesteuert. Hierdurch wird der Fadenführer beschleunigt oder verzögert, so daß die Spule mit einer (Stufen-)Präzi­ sionswicklung versehen wird.

Des weiteren sieht das Verfahren in einer vorteilhaften Weiterbildung vor, daß die Modulation der Hubbreite zur Realisierung einer Endwulstausbil­ dung innerhalb des Hubes und/oder zur Bildung einer Fadenreserve, insbe­ sondere außerhalb des Hubes, verwendet wird, wobei die Geschwindigkeit des Fadenführers hierbei bis auf Null abgebremst werden kann.

Die Faden aufwindende Maschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 22 zur Durchführung des aufgezeigten Verfahrens ist gekenn­ zeichnet durch eine Eingabe von Betriebsdaten, einen Spulen-Tachogeber, einen Soll-Hubzähler, einen Ist-Hubzähler am Antrieb der Changiereinrich­ tung und einer Rechen- und Steuereinheit zur Ermittlung eines Beschleuni­ gungswertes bei Einhaltung eines vorbestimmten Windungsverhältnisses bei einer bestimmten vorgegebenen Spulendrehzahl.

Ferner gestattet es die Erfindung, neben der (Stufen-)Präzisionswicklung auch andere Wicklungen zu fahren. Zur Vermeidung von Bildwicklungen wird z. B. die mittlere Verlegegeschwindigkeit in Funktion der Zeit kontinuier­ lich (Wobbelung bei Wilder Wicklung) oder in Funktion des Spulendurch­ messers in diskreten Sprüngen (ribbon free) verändert. Es ist auch eine Kombination der beiden Verfahren möglich.

Bei der wilden Wicklung sind die Genauigkeitsansprüche an die mittlere Verlegegeschwindigkeit wesentlich geringer als bei der (Stufen-)Präzisions­ wicklung. In diesem Fall kann auf einen Regelkreis verzichtet werden. Beim anderen Verfahren (ribbon free) ist es wichtig, das aktuelle Windungsver­ hältnis oder den Spulendurchmesser sehr genau zu kennen und mit der mittleren Verlegegeschwindigkeit in genügender Genauigkeit zu reagieren.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Möglichkeit der Va­ riation der Hubbreite auch dazu genutzt, den Faden innerhalb des Hubes (z. B. zur Bildung einer Endwulst) oder auch außerhalb des Hubes (z. B. zur Bildung einer Fadenreserve) zu positionieren. Dieser Grundmechanismus ist bereits aus der Patentschrift EP 311 827 bekannt. Der wesentliche Unter­ schied besteht darin, daß der Faden vom Fadenführer gefangen wird, auf die Positionierposition fährt, von der Hülse gefangen wird, eine definierte Fadenreserve bildet und dann in den Hubbereich gefahren wird. Der Fa­ denführer fungiert dann selbst als Changierfadenführer. Bei einzuleitendem Spulenwechsel, d. h. wenn der gewünschte Spulendurchmesser, die ge­ wünschte Lauflänge oder Laufzeit gespult wurde, wird der Changierfaden­ führer auf einer definierten Position innerhalb des Hubes stillgesetzt, um die Endwulst zu bilden. Danach wird der Fadenführer wieder in die Positionier­ position gebracht, damit der Faden auf einer neuen leeren Hülse gefangen werden kann. Der Faden verläßt folglich nie den Fadenführer. Somit können Positionierzeiten auf ein Minimum reduziert werden bzw. können auf einen definierten reproduzierbaren Wert eingestellt werden. Besonders eignet sich dieses System bei Spulen mit einer Dornverschiebung, bei der die Position der Endwulst mit der der Positionierposition vor dem Fangen übereinstimmt, da dann die Fadenumschlingung auf ein Minimum reduziert werden kann.

Anhand der folgenden Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Berechnung von Abweichungen bei der Umkehrung des Fadenführers am Umkehrpunkt;

Fig. 2 eine Alternative zu Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Berechnung einer mittle­ ren Verlegegeschwindigkeit;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Berechnung der Be­ schleunigung eines Servoantriebs;

Fig. 5 ein Beispiel für die Parametrisierung einer Hubatmung;

Fig. 6 eine Darstellung für ein Geschwindigkeitsprofil;

Fig. 7 ein Beispiel einer kombinierten Parametrisierung der Hu­ batmung;

Fig. 8 ein weiteres Beispiel einer kombinierten Parametrisierung der Hubatmung;

Fig. 9 ein Beispiel einer Parametrisierung der kontinuierlichen Hubveränderung.

Fig. 1 zeigt eine Möglichkeit der Berechnung der Abweichungen der End­ punkte eines Fadenführers bei Umkehrung an einem Umkehrpunkt. Ein En­ coder 11, eines hier nicht dargestellten Antriebs liefert Impulse an eine Aus­ werteeinrichtung, die beispielsweise nach einem Feedback-Verfahren aus­ gewertet werden. Die Auswerteeinrichtung 12 liefert einen Umkehrpunkt, der als Ist-Hubumkehrpunkt I an einen Speicher, vorzugsweise Flash-Speicher 13 geliefert wird. Dieser Ist-Wert I wird an einen Rechner 14 weitergeleitet. In dem Rechner 14, der als Steuerrechner ausgelegt ist, sind sowohl die Changiergeschwindigkeiten v_CH des Fadenführers und der exakte Hubum­ kehrpunkt gespeichert, der als Sollwert S verwendet wird. Durch die Sub­ traktion des Ist-Wertes I vom Soll-Wert S wird die Differenz und ein Nach­ lauffehler ermittelt, der in Abhängigkeit der Changiergeschwindigkeit v_CH in einer Tabelle 15 im Rechner 14 gespeichert wird. Bei einem Doppelhubzahl­ sprung kann ein zu erwartender Schrittfehler aus der Tabelle 15 mittels In­ terpolation berechnet werden, so daß entsprechende Steuerbefehle an die Steuerungen weitergegeben werden.

Fig. 2 zeigt eine Alternative zu Fig. 1. Hierbei liefert der Steuerrechner 14 den Soll-Wert der Umkehrung an den Flash-Speicher 13 die Ermittlung der Abweichung des Ist-Wertes I vom Soll-Wert S findet außerhalb des Rech­ ners 14 statt, die nach Berechnung an den Rechner 14 und an einen Soll­ wertgeber 16 weitergegeben wird. In der Nachlauftabelle 15 werden die Ab­ weichungen in Abhängigkeit der Changiergeschwindigkeit v_CH in einer Nachlauftabelle 15 gespeichert. Der Sollwertgenerator 16 gibt entsprechen­ de Steuerbefehle nach Erhalt des Abweichungswertes an einen Lage-/Drehzahlregler eines Antriebes weiter.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Möglichkeit erfolgt eine Korrektur des Chan­ gierhubes nach jedem Hubdurchgang. Hierdurch kann das System einen auftretenden Nachlauffehler viel schneller ausregeln, als bei der Lösung aus Fig. 1.

Die Berechnungen der Soll-Ist-Abweichungen erfolgen im allgemeinen für die linke und rechte Seite der Changierung, so daß auch Sollwerte für die linke und rechte Spulenseite in dem Rechner 14 bzw. Speicher 13 gleichzei­ tig vorhanden sind.

Fig. 3 zeigt die Berechnungsweise einer mittleren Verlegegeschwindigkeit ω_m bzw. mittlere Winkelgeschwindigkeit eines Zeigers als Fadenführer, die für die Einhaltung eines bestimmten Windungsverhältnisses bei einer be­ stimmten Spulendrehzahl ermittelt wird. Mittels einer Eingabe 30 können kundenspezifische Betriebsdaten BD eingegeben werden, beispielsweise Kreuzungswinkel, Bandbreite, Hubbreite etc. Desweiteren sind die für eine Steuerung der Changierung wichtigen Konfigurationsdaten KD, vorzugswei­ se fest, vorgegeben, die für die Berechnung von Stelldaten der Changierung SD verwendet werden. Außerdem wird eine Bruchtabelle BT, in der unter anderem günstige Windungsverhältnisse enthalten sind, bereitgestellt, mit­ tels der die Bildung geschlossener Wicklungen vermieden werden.

Aus den Betriebsdaten BD, der Bruchtabelle BT und den Konfigurationsda­ ten KD wird zusammen mit einem aktuell berechneten Spulendurchmesser SPD eine Windungsverhältnistabelle WV erzeugt. In der Windungsverhält­ nistabelle WV werden Datensätze bestehend aus dem Spulendurchmesser, der Angabe eines Hubsprungs und der Hublänge gebildet.

Zur Ermittlung des aktuellen Spulendurchmessers werden einerseits die Stelldaten der Changierung SD berücksichtigt. Andererseits wird die Fre­ quenz einer Tastwalze f_TW als auch die Frequenz der Spule f_SP hierfür ver­ wendet. Aus den genannten Daten wird der aktuelle Spulendurchmesser SPD ermittelt.

Gleichzeitig wird der Frequenzimpuls f_SP an einen Sollhubzähler H_SOLL wei­ tergegeben. Zur Berechnung der Sollposition während des Hubes liefert die Windungsverhältnistabelle WV einen Wert für den Spulendurchmesser an den Hubzähler H_SOLL.

Der Antrieb der Changiereinrichtung verfügt seinerseits über einen Hubzäh­ ler, der die Ist-Position des Fadenführers festhält. Aus dem Vergleich der Sollposition mit der Ist-Position des Fadenführers entsteht in einem Regler 31 eine Regel- und Führungsgröße. Die Stellgröße dieses Reglers 31 ist die mittlere Verlegegeschwindigkeit ω_m.

Für die Einhaltung des Windungsverhältnisses WV bei einer gegebenen Spulendrehzahl, ist es unerlässlich, daß das Windungsverhältnis WV mit einer hohen Auflösung überwacht werden muß. Hierzu liefert ein Tachoge­ ber eine bestimmte Anzahl Impulse f_TW pro Spulenumdrehung. Jedem Puls des Tachos läßt sich hierdurch für ein vorbestimmtes Windungsverhältnis ein genau ermittelbarer Hubweg zuordnen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Berechnung der Beschleu­ nigungswerte für einen Servoantrieb einer Changiereinrichtung. Hierzu wer­ den weitere Betriebsdaten BD, die z. B. für eine Hubatmung wichtig sind, be­ vorzugt von einem Benutzer manuell vorgewählt. Die für die Hubatmung wichtigen Werte sind unter anderem die Hubperiode, die Hubverteilung und die Hubamplitude etc. (siehe unten).

Aus diesen Betriebsdaten BD werden Steildaten festgelegt, die für eine Be­ rechnung der Hublänge HL verwendet werden. Aus den Konfigurationsdaten KD für die Steuerung, insbesondere der Zeigerlänge und der Profiltabelle PT eines Geschwindigkeitsprofils in einem Hub werden weitere Stelldaten der Changierung erfaßt, die für die Beschleunigungswerte des Antriebs AS wei­ terverwendet werden. Aus diesen Betriebsdaten BD, den Konfigurationsda­ ten KD und der Bruchtabelle BT wird die Windungsverhältnistabelle WV festgelegt. Diese Windungsverhältnistabelle WV enthält auch den Verlauf der Hublänge in Funktion des Spulendurchmessers. Der Hubperiodenzähler HP wird vom Istzähler H_ist mit Werten oder Impulsen beaufschlagt.

Aus dem Hubperiodenzähler HP, der den Spulendurchmesser Sp_dm entspre­ chenden Hublänge aus der Windungsverhältnistabelle WV und dem in den Betriebsdaten BD definierten Verlauf der Hubatmung (in Funktion der Hub­ zahl) wird nun der aktuelle Hublängen-Sollwert HL bestimmt. Aus dem Hublängensollwert HL, der Windungsverhältnistabelle WV, der Profiltabelle PT und der mittleren Verlegegeschwindigkeit ω_m werden nun die Beschleu­ nigungswerte AS des Servoantriebs bestimmt.

Der Zähler der Hubperiode HP erhält Daten von einem Hubzähler, der mit Signalen oder Werten vom Ist-Hubzähler des Servomotors beaufschlagt wird. Aus den Stelldaten der Changierung, der berechneten Hublänge und der ebenfalls berechneten mittleren Verlegegeschwindigkeit wird eine Be­ schleunigungstabelle AS für den Servoantrieb der Changiereinrichtung be­ rechnet.

Insgesamt ergibt sich durch die Berechnung der Beschleunigungstabelle AS eine sehr genaue Verlegung des Fadens auf der rotierenden Spule bei Ein­ haftung des Windungsverhältnisses und der Spulendrehzahl.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel für die Parametrisierung einer Hubatmung. Die Hubatmung führt zu einer Modulation der Hubbreite im Verlauf der Spulrei­ se.

Fig. 5 zeigt die zeitliche Zu- und Abnahme des Nominalhubes mit einer Hubamplitude A. Die Hubamplitude A kann in ‰ des Nominalhubes HB ge­ wählt werden. Die Hubverteilung V gibt das Verhältnis des Anstiegs zum Abfall der Amplitude an, beispielsweise in % der Periode. Die Hubperiode P beschreibt die zeitliche Länge des Modulationszyklus und kann in Einheiten der Changierhübe angegeben werden. In weiteren Alternativen der Modula­ tionen kann die Periode P sich auch auf die Anzahl der Doppelhübe (n_DH) oder auf den Spulendurchmesser beziehen.

Es können aber auch, wie schon vorerwähnt, mindestens zwei verschiedene Kombinationen der Amplitudenmodulationen im Wechsel zum Einsatz kom­ men (Fig. 7). Somit ist es aber auch möglich, zeitweise die Hubbreite kon­ stant zu halten (Fig. 8). In diesem Fall ist dann die Amplitude A₂ und/oder die Hubverteilung V₂ gleich Null.

Fig. 6 zeigt die Vorgabe eines Geschwindigkeitsprofils in einem Hub. Das Geschwindigkeitsprofil ist definiert mit den Stützstellen P₀ bis P₈ und legt die (relative) Geschwindigkeit des Fadenführers bzw. der Changiereinrichtung zwischen den Endausschlägen E₁ und E₂. Die Endausschläge E₁ und E₂ stellen eine relative Hubbreite dar, die entsprechend der tatsächlichen Hubbreite auf einer Spule angepaßt wird. Ebenso sind die Stützpunkte P₀ bis P₈ als relative Geschwindigkeitswerte bezüglich der mittleren Auslenkge­ schwindigkeit dargestellt. Aus dem gegebenen Geschwindigkeitsprofil, und der tatsächlichen Hubbreite berechnet ein Steuerrechner das Beschleuni­ gungsprofil für einen Servoantrieb, wobei das Windungsverhältnis und die Spulendrehzahl nahezu exakt eingehalten werden.

Fig. 9 zeigt beispielsweise die durchmesserabhängige Änderung der Hubbreite HB in Abhängigkeit des Spulendurchmessers, die über die Stütz­ stellen D₁ und die dazugehörigen Hubbreiten HB₁ definiert ist. Gezeigt sind in diesem Beispiel vier Stützstellen D₀ bis D₃ sowie HB₀ bis HB₃. Selbstver­ ständlich kann die Hubbreitenänderung in Abhängigkeit der Anzahl der Doppelhübe n_DH oder der Spulzeit t vorgenommen werden.

Die Hubbreitenvariation und die Parameter für die Hubatmung (z. B. Fig. 7) können sowohl in fest vorgegebenen Menüs vorhanden sein als auch durch einen Bediener vorgegeben werden. Die Bereitstellung von Spulrezepten erleichtert insgesamt die Arbeit beim Aufspulen des Fadens.

Claims (22)

1. Verfahren zum Betrieb einer Faden aufwindenden Maschine, insbeson­ dere Spulmaschine, wobei mittels eines Fadenführers einer Chan­ giereinrichtung ein Faden quer zur Fadenabzugsrichtung alternierend zwischen zwei Umkehrpunkten innerhalb eines Changierhubes hin und her geführt wird, um auf einer rotierenden Spule verlegt zu werden, da­ durch gekennzeichnet, daß an einem Umkehrpunkt ein Endpunkt der Umkehrung des Fadenführers festgestellt wird und in Abhängigkeit der Lage des Endpunktes der Changierhub bei einem nachfolgenden Hub korrigiert, vorzugsweise verkürzt oder verlängert, wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Chan­ gierhub in Abhängigkeit der Differenz des Endpunkts vom Umkehrpunkt korrigiert wird.

3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Differenz des Endpunktes vom Umkehrpunkt über mehrere Hübe gemittelt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Changierhub in einem beliebigen Hub korrigiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Changierhub in dem unmittelbar danach folgenden Hub korrigiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Nachlauffehler aus der Differenz des Endpunktes vom Umkehrpunkt berechnet wird.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Nachlauffehler, vorzugsweise in einer Tabelle in Ab­ hängigkeit der Changiergeschwindigkeit, gespeichert wird.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einem Doppelhubzahlsprung ein zu erwartender Schleppfehler aus der Tabelle interpoliert wird und von der Hubbreite subtrahiert oder addiert wird, so daß die durch den Doppelhubzahl­ sprung verursachte Hubverkürzung oder Hubverlängerung kompensiert wird.

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hubbreite im Verlauf einer Spulreise variiert wird.

10. Faden aufwindende Maschine, insbesondere Spulmaschine, mit einer Changiereinrichtung, wobei mittels eines Fadenführers einer Chan­ giereinrichtung der Faden quer zur Fadenabzugsrichtung alternierend zwischen zwei Umkehrpunkten innerhalb eines Changierhubes hin und her geführt wird, um auf einer rotierenden Spule verlegt zu werden, und die Changiereinrichtung über einen oszillierenden Antrieb verfügt, und insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorheri­ gen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Endpunktes bei der Hubumkehrung des Fadenführers und eine Steuereinrichtung zur Korrektur, vorzugsweise Verkürzung oder Verlängerung, des Changierhubes in Abhängigkeit der Lage des Endpunkts.

11. Verfahren zum Betrieb einer Faden aufwindenden Maschine, insbeson­ dere Spulmaschine, wobei mittels eines Fadenführers einer Chan­ giereinrichtung ein Faden quer zur Fadenabzugsrichtung alternierend zwischen zwei Umkehrpunkten innerhalb eines Changierhubes hin und her geführt wird, um auf einer rotierenden Spule verlegt zu werden, da­ durch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit eines vorbestimmten Win­ dungsverhältnisses und einer Spulendrehzahl der Antrieb des Faden­ führers bzw. der Changiereinrichtung derart gesteuert wird, daß bei der Spulendrehzahl oder einer Änderung der Spulendrehzahl das Win­ dungsverhältnis eingehalten wird.

12. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbreite und/oder das Windungsverhältnis variiert werden.

13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verlegen des Fadens mittels einer Hubatmung und/oder einer, vorzugsweise kontinuierlichen, Hubvariation während einer Spulreise moduliert oder korrigiert wird, vorzugsweise in Abhängigkeit des Spulendurchmessers und/oder der Hubzahl und/oder der Zeit und/oder der Hubbreite.

14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Geschwindigkeitsprofil des Fadenführers zwischen den Umkehrpunkten des Hubes vorgegeben wird.

15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Geschwindigkeitsprofil unabhängig von den Hubbreiten während einer Spulreise ausgebildet wird und/oder auf eine mittlere Verlegegeschwindigkeit bezogen wird.

16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mittlere Verlegegeschwindigkeit ermittelt wird durch die Hubbreite und die durch das Windungsverhältnis und die Spulen­ drehzahl bestimmbare Hubzeit.

17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für ein vorbestimmtes Windungsverhältnis und eine vor­ bestimmte Spulendrehzahl einem Puls eines Soll-Hubzählers ein be­ stimmter Hubweg zugeordnet wird.

18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch ekenn­ zeichnet, daß der Soll-Hubzähler bei einem Puls um einen bestimmten Wert erhöht wird.

19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wert des Soll-Hubzählers mit dem Wert eines Ist- Hubzählers des Antriebs einem Regler zugeführt werden.

20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Regler aus dem Wert des Soll- und Ist-Hubzählers die mittlere Verlegegeschwindigkeit ermittelt.

21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Modulation der Hubbreite zur Realisierung einer End­ wulstausbildung innerhalb des Hubes und/oder zur Bildung einer Faden­ reserve, insbesondere außerhalb des Hubes, verwendet wird, wobei die Geschwindigkeit des Fadenführers hierbei bis auf Null abgebremst wer­ den kann.

22. Faden aufwindende Maschine, insbesondere Spulmaschine, mit einer Changiereinrichtung, wobei mittels eines Fadenführers einer Chan­ giereinrichtung der Faden quer zur Fadenabzugsrichtung alternierend zwischen zwei Umkehrpunkten innerhalb eines Changierhubes hin und her geführt wird, um auf einer rotierenden Spule verlegt zu werden, und die Changiereinrichtung über einen oszillierenden Antrieb verfügt, und insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorheri­ gen Ansprüche 12 bis 22, gekennzeichnet durch eine Eingabe von Be­ triebsdaten, einen Spulen-Tachogeber, einen Soll-Hubzähler, einen Ist- Hubzähler am Antrieb der Changiereinrichtung und einer Rechen- und Steuereinheit zur Ermittlung eines Beschleunigungswertes bei Einhal­ tung eines vorbestimmten Windungsverhältnisses bei einer bestimmten vorgegebenen Spulendrehzahl.