DE3630818A1 - Einrichtung zur versatzsteuerung der nadelbetten einer flachstrickmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Versatzsteuerung der Nadelbetten einer Flachstrickmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Der Versatz der Nadelbetten zueinander wird bspw. durch eine mechanische Kurvensteuerung dann vorgenommen, wenn sich die Schlitten am Ende der Nadelbetten in Umkehrstellung befinden. Dabei werden beide Nadelbetten zueinander bewegt. Der Versatz erfolgt entweder um einen bestimmten Teil der Nadelteilung des Nadelbetts als sogenannter Umhängeversatz oder um eine bis mehrere Nadelteilungen als sogenannter Ganznadelversatz zur Herstellung von bestimmten Mustern, wie bspw. einem Zopfmuster.

Bei neueren Entwicklungen ist man von der rein mechanischen Kurvensteuerung zu einer elektrischen Versatzsteuerung mittels eines Schrittmotors übergegangen, wobei gleichzeitig nur noch eines der Nadelbetten bewegt wird. Eine derartige Einrichtung zur Versatzsteuerung der Nadelbetten einer Flachstrickmaschine ist aus der DE-OS 29 38 388 und der DE-OS 30 26 381 bekannt geworden. Bei der ersten dieser bekannten Einrichtungen wird ein Nullgeber verwendet, der nur dann ein Signal liefert, wenn die Versatzstellung Null als Mittelstellung erreicht ist. Bei der zweitgenannten bekannten Einrichtung ist über einen Soll/Istwertvergleich direkt nichts ausgesagt.

Wird die Flachstrickmaschine aus welchen Gründen auch immer während des Herstellens eines Gestrickes gewollt oder ungewollt abgeschaltet und muß dann wieder eingeschaltet werden und wurde während dieser Zeit der Versatz des betreffenden Nadelbettes vorgenommen bzw. gesteuert, so stellt sich das Problem, zu wissen, wo der Stellmotor bzw. das bewegbare Nadelbett zu diesem Zeitpunkt sich befunden hat. Aus Gründen eines möglichen Bruchs des gerade herzustellenden Gestrickes ist es nämlich nicht möglich, das bewegbare Nadelbett in eine Null-Stellung zurückzufahren und von dieser aus den gewünschten Sollwert wieder anzufahren. Ein derartiges Bewegen des bewegbaren Nadelbettes über mehrere Nadelteilungen würde zu einem Zerreißen des Gestrickes und zur Beschädigung der Nadel führen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Einrichtung zur Versatzsteuerung der Nadelbetten einer Flachstrickmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, nach einem ungewollten Abschalten der Maschine während des Strickens den ursprünglichen bzw. gerade einzustellenden Versatz des bewegbaren Nadelbettes genau zu rekonstruieren bzw. wieder einzustellen, ohne daß das sich in der Maschine befindliche, gerade hergestellte Gestrick beschädigt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Versatzsteuerung der Nadelbetten einer Flachstrickmaschine der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den ursprünglich gewählten und wieder einzustellenden Versatz in absolut genauer Weise innerhalb eines engen Bereiches, in welchem das betreffende Nadelbett bei Abschalten stehengeblieben oder in welchen es ausgelaufen ist, zu rekonstruieren. Da die Grobeinteilung, bspw. im Bereich einer Nadelteilung, durch einen einfachen und kostengünstig herzustellenden analogen oder digitalen Absolutwertgeber und die Feineinteilung innerhalb dessen Auflösungsbereich durch einen Inkrementalgeber sehr hoher Auflösung und Genauigkeit (im µm-Bereich) vorgenommen ist, braucht das Nadelbett zur Rekonstruierung seiner Position lediglich innerhalb eines kleinen Bereiches, also bspw. innerhalb einer einzigen Nadelteilung verfahren werden. Für diesen Vorgang gibt der Absolutwertgeber mit Hilfe der Referenzmarken des lnkrementalgebers die betreffende "Hausnummer" der Nadelteilung an, so daß es durch Vor- oder Zurückfahren des Nadelbettes zu der betreffenden nächstliegenden, durch den Absolutwertgeber bestimmbaren Referenzmarke möglich ist, von dort aus mit Hilfe des Inkrementalgebers die genaue Sollposition wieder zu erreichen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen dies in einem kostengünstigem Bereich, denn derartige analoge oder digitale Absolutwertgeber sind relativ preiswert herzustellen da diese nur eine vergleichsweise geringe Auflösung im Bereich von bzw. etwas kleiner als eine Nadelteilung (von bspw. 1 mm) besitzen müssen. Digitalisierte Absolutwertgeber mit einer höheren Auflösung, wie sie vom Inkrementalgeber (von etwa 2/100 mm) gefordert wird, wären viel zu teuer, zumal sie auch noch einen relativ breiten Bereich von mehreren Nadelteilungen abdecken müßten. Mit anderen Worten, erfindungsgemäß ist ein Inkrementalgeber mit hoher Genauigkeit und Auflösung im µm-Bereich und mit Referenzmarken pro Nadelteilung ebenso guter Genauigkeit im µm-Bereich und einem analogen oder digitalen Absolutwertgeber, der in seiner Auflösung innerhalb des Referenzmarkenabstandes bzw. der Nadelteilung liegen muß, kombiniert.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 ist erreicht, daß die Geber von den erheblichen Kräften unbeeinflußt sind, die zwischen der Verstelleinrichtung und dem Nadelbett wirken.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 3 ist erreicht, daß die Geberköpfe gleichmäßig ohne unzulässige Bewegungstoleranzen untereinander verfahren werden, da sie am selben Fußpunkt angreifen. Dabei wird gemäß Anspruch 4 die räumliche Zuordnung der ortsfesten Geberteile zueinander festgelegt.

Um bei einem aus der DE-OS 30 26 381 bekannten Aufbau eine genaue, d.h. spielfreie und von Dehnungen der Verstelleinrichtung unbeeinflußte Übertragung der Bewegung des betreffenden Nadelbettes auf die Geberköpfe zu erreichen, sind die Merkmale gemäß Anspruch 5 vorgesehen.

Gemäß vorteilhaften Ausführungsbeispielen ist ein analoger Absolutwertgeber in Form eines Linearpotentiometer oder ein linearer digitaler Absolutwertgeber niedriger Auflösung vorgesehen, was sehr preisgünstig ist, und der Inkrementalgeber besitzt einen optischen Glasmeßstab, der eine hohe Präzision aufweist. Die von den Gebern abgegebenen digitalen bzw. digitalisierten Werte werden gemäß Anspruch 9 einer Rechnereinheit zugeführt, in der die Zuordnung der einzelnen Referenzmarken des Inkrementalgebers zu der betreffenden "Hausnummer" der Nadelteilung bzw. Nadeln im Nadelbett gespeichert ist und die einen Soll/Istwert-Vergleich vornimmt und den Stellmotor entsprechend ansteuert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt:

Fig. 1 in schematischer Draufsicht eine Einrichtung zur Versatzsteuerung des einen Nadelbettes gegenüber dem anderen Nadelbett an einer Flachstrickmaschine, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die von der Istwert-Geber-Vorrichtung in Zuordnung zur Nadelteilung abgegebenen Impulse und

Fig. 3 ein Blockschaltbild zur Darstellung der Verarbeitung der von der Istwert-Geber-Vorrichtung abgegebenen Signale.

Die insbesondere in Fig. 1 dargestellte Einrichtung 11 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung dient zur Steuerung des Versatzes von Nadelbetten 12, 13 einer Flachstrickmaschine 14 zueinander, wobei beim dargestellten Ausführungsbeispiel das hintere Nadelbett 12 gegenüber dem lediglich strichpuntiert angedeuteten vorderen Nadelbett 13 in Richtung des Doppelpfeiles A versetzt bzw. verstellt werden kann. In Fig. 1 ist die Anordnung der Nadelbetten 12 und 13 in Draufsicht und damit in einer Ebene dargestellt, wobei es sich versteht, daß die Nadelbetten 12 und 13 entweder in V-förmiger Anordnung bei einer entsprechenden Flachstrickmaschine oder in einer Ebene bspw. bei einer Links-Links-Flachstrickmaschine angeordnet sein können.

Gemäß Fig. 1 ist ein Aufbaurahmen 16, an dem das hintere Nadelbett 12 und in nicht dargestellter Weise auch das vordere Nadelbett 13 befestigt ist, zu einer Seite des Nadelbetts 12 hin verlängert und trägt an seinem freien Ende eine querverlaufende Halteplatte 17, an deren einem Ende ein Stellmotor 18 angeflanscht ist. Der Motor 18 kann ein beliebiger Stellmotor, bspw. ein Drehstromservomotor, Gleichstrommotor o. dgl. sein. Eine Abtriebswelle 19 des Stellmotors 18 ist mit einer ersten Zahnriemenscheibe 21 drehfest verbunden, die an der dem Stellmotor 18 abgewandten Seite der Halteplatte 17 angeordnet ist. Die erste Zahnriemenschreibe 21 ist über einen Zahnriemen 22 mit einer zweiten Zahnriemenscheibe 23 verbunden, die auf derselben Seite der Halteplatte 17 wie die erste Zahnriemenscheibe 21, jedoch an dem dem Stellmotor 18 abgewandten Ende des Aufbaurahmens 16 an der Halteplatte 17 angeordnet ist. Die zweite Zahnriemenscheibe 23 ist mit dem einen Ende einer Gewindespindel 24 drehfest verbunden, die an diesem Ende in der Halteplatte 17 und an ihrem anderen abgewandten Ende in nicht dargestellter Weise am Aufbaurahmen 16 unterhalb des hinteren Nadelbettes 12 drehbar gelagert ist. Mit der Gewindespindel 24 ist eine spielfrei vorgespannte Verstellmutter 26 in Eingriff, die auf der Gewindespindel 24 in Richtung des Doppelpfeiles A hin und her bewegbar, jedoch unverdrehbar gehalten ist. An die Verstellmutter 26 ist eine Verstell- bzw. Versatzleiste 27 mit ihrem einen Ende fest angeflanscht, während das andere Ende der Verstellleiste 27 mit dem zu verstellenden hinteren Nadelbett 12 fest verbunden ist. Auf diese Weise kann das hintere Nadelbett 12 der Hin- und Herbewegung der Verstellmutter 26 starr, d.h. ohne Spiel folgen.

Die Einrichtung 11 besitzt ferner eine Istwert-Geber-Vorrichtung 31, die einen analogen Absolutwertgeber 32 und einen Inkrementalgeber 33 aufweist. Der Absolutwertgeber 32 besitzt die Form eines Linearpotentiometers und besteht aus einem ortsfesten, in nicht dargestellter Weise am Aufbaurahmen 16 befestigten Teil 36 in Form eines elektrischen Widerstandes und aus einem gemäß Doppelpfeil A hin und her bewegbaren Geberkopf 37 in Form eines Potentiometerabgriffs. Der Inkrementalgeber 33 besteht aus einem bspw. am Aufbaurahmen 16 ortsfest gehaltenen Teil 38 in Form eines optischen Glasmeßstabes mit feiner Gitterteilung im bereich von 20 µ sowie mit Referenzmarken im Abstand von bspw. einer Nadelteilung und aus einem gemäß Doppelpfeil A hin und her bewegbaren entsprechenden Geberkopf 39. Die beiden ortsfesten Teile 36 und 38 sind parallel zueinander angeordnet und besitzen eine bestimmte räumlich fest vorgegebene Zuordnung. Die beiden Geberköpfe 37 und 39 sind an dem Querende 41 einer liegend angeordneten, T-förmigen Verbindungsstange 42 befestigt, deren den Geberköpfen abgewandtes Ende an einer Verbindungsplatte 43 befestigt ist. Diese Verbindungsplatte 43 ist an ihrer der Verbindungsstange 42 abgewandten Seite direkt am hinteren Nadelbett 12 befestigt. Auf diese Weise sind die Geberköpfe 37 und 39 mit dem zu verstellenden hinteren Nadelbett 12 unmittelbar starr verbunden, so daß die auf das Nadelbett wirkenden Kräfte keinen Einfluß auf die Istwert-Geber-Vorrichtung 31 besitzen.

Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, dient der analoge Absolutwertgeber 32 dazu, die einzelnen vom lnkrementalgeber 33 abgegebenen Referenzmarkensignale, die im Abstand bspw. einer Nadelteilung aufeinanderfolgen, über die Länge des gesamten Versatzweges zu identifizieren. Dies erfolgt in der Weise, daß ausgehend von einer Ausgangsstellung, bspw. der maximalen Versatzstellung in einer Richtung, und damit ausgehend von einer bestimmten vom Linearpotentiometer abgegriffenen Spannung bei der Versatzbewegung die abgegriffene Spannung U linear ansteigt, wie dies der Teilfigur 2B zu entnehmen ist. Wird diese lineare Ausgangsspannungskurve U in dem in Fig. 3 dargestellten A/D-Wandler 46 digitalisiert, ergeben sich diskrete Werte U _D , wie dies in der Teilfigur 2B durch die Treppenstufen dargestellt ist. Die Auflösung in Form dieser diskreten Werte ist relativ gering, sie muß jedoch feiner als die Abstände der Referenzmarken des Inkrementalgebers 33 sein. Beim dargestellten Beispiel ist die vom Absolutwertgeber 32 gegebene Auflösung um etwa das Doppelte kleiner (besser) als die Abstände der Referenzmarken des Inkrementalgebers 33. Mit anderen Worten, im Bereich des maximal möglichen Versatzweges zwischen den beiden Nadelbetten 12 und 13 kann jeder Nadel 49 im hinteren Nadelbett 12 ein diskreter Ausgangswert, d.h. eine Referenzmarke 47 des Inkrementalgebers 33 die vom Absolutwertgeber 32 identifiziert wird, zugeordnet werden. Diese Zuordnung von den einzelnen Referenzmarken 47 zu einer jeweils bestimmten Nadel 49 im Nadelbett 12 ist in einer Recheneinheit 48 (Fig. 3) gespeichert.

Um eine genaue Position der Nadelbetten 12 und 13 zueinander bzw. des Versatzes des hinteren Nadelbetts 12 zum vorderen Nadelbett 13 im µ-Bereich zu erreichen, ist der Inkrementalgeber 33 vorgesehen, der eine um ein Vielfaches höhere Auflösung und Genauigkeit als der Absolutwertgeber 32 besitzt. Dies wird schematisch aus der Teilfigur 3D im Vergleich zu den Referenzmarken 47 der Teilfigur 3C deutlich. Bspw. ist die Nadelteilung in der Größenordnung von 2 mm, so daß alle 2 mm eine Referenzmarke 47 erscheint, während die Auflösung dieses Inkrementalgebers 33 nach der schematischen Darstellung der Teilfigur D bei etwa 0,2 mm, in Wirklichkeit jedoch noch um eine Zehnerpotenz höher, also bei 20 µ liegt.

Fig. 3 zeigt, daß der Ausgang des Inkrementalgebers 33 unmittelbar und der Ausgang des Absolutwertgebers 32 über den A/D-Wandler 46 mit der Recheneinheit 48 verbunden ist, in der die Zuordnung der Referenzmarken 47 zu den einzelnen Nadeln im Nadelbett 12 in dem o.g. Versatzbereich und auch die räumliche Zuordnung der beiden Geber 32 und 33 zueinander gespeichert ist und die als Teil eines nicht näher dargestellten Lageregelkreises in Antwort auf die Sollwertvorgabe und nach Vergleich mit dem Istwert den Stellmotor 18 entsprechend ansteuert.

Wird die Flachstrickmaschine 14 aus irgendeinem Grunde, bspw. wegen Spannungsausfalls während eines Strickvorganges unvorhergesehen abgeschaltet, so muß nach einem Wiedereinschalten festgestellt werden können, wo sich das zu versetzende bzw. versetzte Nadelbett 12 relativ zum anderen Nadelbett 13 befindet bzw. wohin es gemäß der programmgemäßen Sollwertvorgabe versetzt werden soll. Da durch den Absolutwertgeber 32 eine wertmäßige Zuordnung jeder Referenzmarke 47 zu einer bestimmten Nadel gegeben ist, ist es lediglich notwendig, das bewegbare Nadelbett 12 zu einer benachbarten Referenzmarke 47 zu bewegen, wozu ein Versatzweg von lediglich maximal etwas weniger als einer Nadelteilung erforderlich ist. Da diese erreichte Referenzmarke 47 die Position einer bestimmten und der Nummer nach bekannten Nadel im Nadelbett genau definiert, kann von dieser Referenzmarke 47 aus, nachdem sie durch die Recheneinheit 48 einem bestimmten Inkrement im Inkrementalgeber 33 zugeordnet worden ist, zu der gewünschten Versatzposition genau bewegt werden. Diese Art der Hinführung bzw. Identifizierung der Versatzsollwertposition erfolgt dabei auf dem kürzesten Wege und deshalb ohne Beschädigung des angefangenen Gestrickes.

Es versteht sich, daß dann, wenn die Nadelbetten 12 und 13 in V-förmiger Anordnung vorgesehen sind, die Istwert-Gebervorrichtung 31, der Stellmotor 18 und die erste Zahnriemenscheibe 21 mit dem Zahnriemen 22 in entsprechender Weise zur Gewindespindel 24 bzw. zum Aufbaurahmen 16 in V-förmiger Anordnung vorgesehen sind.

Der Absolutwertgeber 32 kann statt in analoger auch in digitaler linearer Weise ausgeführt sein.

Claims (9)

1. Einrichtung zur Versatzsteuerung der Nadelbetten einer Flachstrickmaschine, mit einem Stellmotor zur Verstellung eines der Nadelbetten gegenüber dem anderen und mit einem den Stellmotor ansteuernden Lageregelkreis, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Soll/Istwert-Vergleich vornehmende Istwert-Gebervorrichtung (31) vorgesehen ist, die einen Inkrementalgeber (33) dessen hohe Auflösung und Genauigkeit um ein Vielfaches feiner als die Nadelteilung ist und der zusätzlich Referenzmarken zumindest im Abstand der Nadelteilung des Nadelbettes (12, 13) jedoch mit derselben hohen Genauigkeit besitzt, und einen Absolutwertgeber (32) aufweist, dessen Auflösung mindestens gleich vorzugsweise höher als der Abstand der Referenzmarken des Inkrementalgebers (33) ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Geberkopf (37) des Absolutwertgebers (32) und der Geberkopf (39) des Inkrementalgebers (33) mit dem betreffenden Nadelbett (12, 13) unmittelbar verbunden sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Geberköpfe (37, 39) an demselben mit dem Nadelbett (12, 13) starr verbundenen Verbindungsglied (42) befestigt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Geberteile (36, 38) von Absolutwertgeber (32) und Inkrementalgeber (33) räumlich einander zugeordnet und parallel zueinander angeordnet sind.

5. Einrichtung, bei der vom Stellmotor eine Spindel angetrieben ist, mit der eine Verstellmutter in Eingriff ist, die mit dem betreffenden Nadelbett über eine Verbindungsleiste starr verbunden ist, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine spielfrei vorgespannte Verstellmutter (26) mit dem betreffenden Nadelbett (12, 13) starr verbunden ist und daß das zu den Geberköpfen (37, 39) führende Verbindungsglied (42) unmittelbar mit dem Nadelbett (12, 13) verbunden ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein analoger Absolutwertgeber (32) in Form eines Linearpotentiometers vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein digitaler linearer Absolutwertgeber (32) niedriger Auflösung vorgesehen ist.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementalgeber (33) als ortsfesten Teil (38) einen optischen Glasmeßstab aufweist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Absolutwertgeber (32) über einen A/D-Wandler (46) oder direkt und der Inkrementalgeber (33) unmittelbar mit einer Recheneinheit (48) des Lageregelkreises elektrisch verbunden sind.