用于控制針刺機(jī)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于控制針刺機(jī)的方法，該針刺機(jī)為了針刺處理纖維網(wǎng)具有帶有大量刺針的針刺單元，其中，所述針刺單元在纖維網(wǎng)上實(shí)施往復(fù)運(yùn)動，從而刺針擺動地進(jìn)入到纖維網(wǎng)中并且又從該纖維網(wǎng)退出，并且其中，所述針刺機(jī)具有至少一個牽拉輥，所述牽拉輥在纖維網(wǎng)的運(yùn)輸運(yùn)動方面處于針刺單元的下游并且將牽拉力導(dǎo)入到纖維網(wǎng)中，對此設(shè)有用于旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動牽拉輥的驅(qū)動單元并且借助于控制單元驅(qū)控該驅(qū)動單元。此外，本發(fā)明涉及用于實(shí)施所述方法的針刺機(jī)和用于這種針刺機(jī)的控制單元。
【背景技術(shù)】
[0002]DE 696 03 706 T2描述了一種用于控制針刺機(jī)的一般類型的方法，并且建議通過兩個牽拉輥設(shè)置纖維網(wǎng)的運(yùn)輸運(yùn)動的牽拉速度，使得這兩個牽拉輥與刺針在纖維網(wǎng)上的循環(huán)的往復(fù)運(yùn)動同步。如果刺針在刺入階段中刺入到纖維網(wǎng)中，則減少牽拉輥的轉(zhuǎn)速并且如果帶有刺針的針刺單元由纖維網(wǎng)再次退出，則提高牽拉棍的轉(zhuǎn)速。在此，牽拉棍的轉(zhuǎn)速的變化應(yīng)該與針刺單元的往復(fù)位置同步地進(jìn)行。在此，牽拉輥的轉(zhuǎn)速的最小值可以在底部的止點(diǎn)處超過或者落后于針刺單元的位置。轉(zhuǎn)速的變化通過針刺單元按照正弦函數(shù)的、大多經(jīng)由曲軸傳動預(yù)定的往復(fù)運(yùn)動來進(jìn)行，其中給出，利用調(diào)制的轉(zhuǎn)速的變化可以具有變化的振幅直至達(dá)到具有數(shù)值零的角加速度。
[0003]利用牽拉輥的轉(zhuǎn)速的調(diào)制應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)在刺針到纖維網(wǎng)中的刺入階段期間達(dá)到在纖維網(wǎng)中的運(yùn)輸運(yùn)動的減速，其中，該減速不應(yīng)該僅局限于纖維網(wǎng)的靜止?fàn)顟B(tài)。結(jié)果，應(yīng)該可以提高纖維網(wǎng)通過針刺機(jī)可達(dá)到的平均運(yùn)輸速度。
[0004]當(dāng)通過牽拉輥的配設(shè)的轉(zhuǎn)速不充分地減少纖維網(wǎng)的運(yùn)輸速度時，特別是當(dāng)設(shè)有關(guān)于牽拉速度的預(yù)定額定值時，可能以不利的方式在纖維網(wǎng)中形成巨大的應(yīng)力。一旦刺針刺入到纖維網(wǎng)中，假定纖維網(wǎng)的靈活性受限制，在整個刺入階段期間的轉(zhuǎn)速必須幾乎具有數(shù)值零。然而，基于彈性、延伸值和在纖維網(wǎng)的牽拉特性中可能的滑動可以在正確地給定牽拉速度的參數(shù)時避免在纖維網(wǎng)中產(chǎn)生的應(yīng)力過高，以便避免針刺單元的損壞并且特別是避免刺針的折斷。調(diào)查研究示出，在纖維網(wǎng)的運(yùn)輸運(yùn)動的速度與針刺單元的往復(fù)運(yùn)動直接同步時可以在材料中繼續(xù)產(chǎn)生巨大的應(yīng)力并且僅可以在考慮在針刺機(jī)的運(yùn)行中關(guān)于僅受限制的尺寸的其他優(yōu)化的情況下達(dá)到平均運(yùn)輸速度的提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，改進(jìn)一種用于控制針刺機(jī)的方法，此外提供一種針刺機(jī)和控制單元，其中，所述方法應(yīng)該在纖維網(wǎng)中引起盡可能小的機(jī)械應(yīng)力，并且其中，在針刺機(jī)的盡可能小的機(jī)械負(fù)載的情況下可以將纖維網(wǎng)的運(yùn)輸速度提高和/或可以保持在預(yù)定的平均值上。
[0006]該任務(wù)由按照權(quán)利要求1的前序部分的用于控制針刺機(jī)的方法、按照權(quán)利要求8的前序部分的針刺機(jī)和按照權(quán)利要求9的控制單元出發(fā)加上各自的特征部分來解決。本發(fā)明的有利的進(jìn)一步擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0007]在此，按照本發(fā)明的方法具有至少以下步驟:確定用于驅(qū)動牽拉輥的極限轉(zhuǎn)矩并且通過具有用于驅(qū)動牽拉輥的、不超過極限轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的控制單元來驅(qū)控驅(qū)動單元，從而形成轉(zhuǎn)矩極限。
[0008]首先，本發(fā)明的核心在于確定極限轉(zhuǎn)矩，該極限轉(zhuǎn)矩被確定并且預(yù)定以用于驅(qū)動至少一個牽拉輥。由此，達(dá)到在纖維網(wǎng)中的機(jī)械應(yīng)力不超過極限值，因?yàn)橛糜隍?qū)動牽拉輥的轉(zhuǎn)矩的限制導(dǎo)致在纖維網(wǎng)中牽拉力的限制。此外，本發(fā)明的核心與極限轉(zhuǎn)矩的確定相關(guān)聯(lián)地涉及驅(qū)動單元通過具有用于驅(qū)動至少一個牽拉輥的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的控制單元的驅(qū)控，該驅(qū)動轉(zhuǎn)矩不超過極限轉(zhuǎn)矩。因此，形成轉(zhuǎn)矩限制，并且轉(zhuǎn)矩例如可以在理論數(shù)值零和極限轉(zhuǎn)矩之間變動。通過轉(zhuǎn)矩限制有效地避免針刺單元的刺針可能通過纖維網(wǎng)的過大的牽拉力而折斷，其中，整個針刺機(jī)以有利的方式承受更少的機(jī)械負(fù)載。
[0009]通過確定極限轉(zhuǎn)矩將至少一個牽拉輥的轉(zhuǎn)速非強(qiáng)制地保持在恒定的數(shù)值上，因?yàn)槔缭趯⒋提槻迦氲嚼w維網(wǎng)中僅有小的保持力或者缺少保持力時可以提高牽拉棍的轉(zhuǎn)速，并且僅在針刺單元插入到纖維網(wǎng)中時才能產(chǎn)生保持力，所述保持力將驅(qū)動轉(zhuǎn)矩提高至用于驅(qū)動至少一個牽拉輥的極限轉(zhuǎn)矩上。只有這樣才可以減少牽拉輥的轉(zhuǎn)速，其中，所述減少必要時也可以進(jìn)行到數(shù)值零。僅當(dāng)針刺單元再次與纖維網(wǎng)分離時，牽拉輥才可以自由地加速，從而至少在刺針進(jìn)入到纖維網(wǎng)中的刺入階段期間影響極限轉(zhuǎn)矩。牽拉輥可以通過在刺入階段期間的轉(zhuǎn)矩限制具有將應(yīng)力導(dǎo)入到纖維網(wǎng)中的轉(zhuǎn)速，該應(yīng)力至少在刺入階段期間可以原則上低于或者精確地在對應(yīng)的極限力矩上保持在恒定的值上。
[0010]按照本發(fā)明的用于控制針刺機(jī)的方法的另一種重要的方面，提供一種動程傳感器，其中，通過該動程傳感器識別刺入階段，在該刺入階段期間將刺針進(jìn)入到纖維網(wǎng)中，并且通過該動程傳感器識別空轉(zhuǎn)階段，在該空轉(zhuǎn)階段期間將刺針從纖維網(wǎng)退出，其中，傳感信號輸出到控制單元上，并且其中，控制單元根據(jù)控制信號來控制用于驅(qū)動牽拉輥的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。在此，特別有利地將驅(qū)動單元的具有轉(zhuǎn)矩限制的驅(qū)控限制到刺入階段上。動程傳感器將傳感信號提供到控制單元上，對此，控制單元有刺針是否插入到纖維網(wǎng)中的信息。例如也可以通過轉(zhuǎn)動值檢測器代替?zhèn)鞲衅?，該轉(zhuǎn)動值檢測器與驅(qū)動馬達(dá)在往復(fù)機(jī)構(gòu)中配合作用并且可以經(jīng)由該轉(zhuǎn)動值檢測器充分精確地識別針刺單元的往復(fù)位置。因此，上面描述的傳感器可以設(shè)置在每個適當(dāng)?shù)奈恢锰?，以便直接或者間接地確定往復(fù)位置，并且傳感信號例如也可以由用于控制往復(fù)驅(qū)動的電子控制信號得出，從而在本發(fā)明的最寬的意義中同樣可以形成動程傳感器。
[0011]為了避免在纖維網(wǎng)的牽拉力過高，并且為了因此避免刺針的損壞，用于驅(qū)控驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)矩限制可以限制到刺入階段上。在空轉(zhuǎn)階段期間不必強(qiáng)制地限制驅(qū)動單元的轉(zhuǎn)矩，因?yàn)榇提槻豢赡懿迦氲嚼w維網(wǎng)中并且因此也不可能在纖維網(wǎng)中引起保持力。由此，特別有利地，驅(qū)動單元在空轉(zhuǎn)階段的驅(qū)控可以以對牽拉輥預(yù)先確定的轉(zhuǎn)速來進(jìn)行，如以下更詳細(xì)地闡述的那樣。
[0012]牽拉輥在空轉(zhuǎn)階段中的轉(zhuǎn)速的預(yù)先確定可以特別有利地根據(jù)在刺入階段中確定的牽拉輥的轉(zhuǎn)速特征來進(jìn)行。如果在刺入階段中的轉(zhuǎn)速特征例如具有整體上低的轉(zhuǎn)速水平，例如因?yàn)橥ㄟ^在纖維網(wǎng)中的刺針形成的保持力得出為高的并且因此提早地影響轉(zhuǎn)矩限制，則在空轉(zhuǎn)階段中可以這樣預(yù)先確定牽拉輥的轉(zhuǎn)速，使得在刺入階段中彌補(bǔ)牽拉輥的很小的轉(zhuǎn)速。因此，如果纖維網(wǎng)的運(yùn)輸落后于在前的針刺過程，則通過在空轉(zhuǎn)階段期間、亦即當(dāng)刺針沒有插入到纖維網(wǎng)中時轉(zhuǎn)速的過高來彌補(bǔ)纖維網(wǎng)在其運(yùn)輸運(yùn)動中的滯后。
[0013]按照本發(fā)明的另一種重要的方面，可以預(yù)定纖維網(wǎng)在運(yùn)輸運(yùn)動中的平均運(yùn)輸速度，并且對牽拉輥在空轉(zhuǎn)階段期間的轉(zhuǎn)速的預(yù)先確定可以附加地通過如下方式進(jìn)行，即，纖維網(wǎng)的預(yù)定的平均運(yùn)輸速度至少在一個并且優(yōu)選多個由刺入階段和空轉(zhuǎn)階段組成的往復(fù)循環(huán)期間維持。當(dāng)針刺機(jī)與多個用于預(yù)處理和再處理纖維網(wǎng)的處理機(jī)器的聯(lián)合地運(yùn)行時，平均運(yùn)輸速度是特別重要的。針刺機(jī)通常處于交叉鋪網(wǎng)位置下游并且處于驗(yàn)收位置(Abnahmestat1n)上游，并且因此可以是非織造物設(shè)備的組成部分。通過針刺機(jī)在處于上游的位置和處于下游的位置之間的聯(lián)合由非織造物材料的整體物流速度得出預(yù)定的平均運(yùn)輸速度，該運(yùn)輸速度必須維持用于無干擾的運(yùn)行，以便不消極地影響處于上游和處于下游的過程。
[0014]不過，平均運(yùn)輸速度也可以在處理時間期間變化，從而所述方法將平均運(yùn)輸速度作為至少一個其他的指令變量通過控制模塊接收。在此，對牽拉輥在空轉(zhuǎn)期間的轉(zhuǎn)速的預(yù)先確定附加地通過如下方式進(jìn)行，即，纖維網(wǎng)的預(yù)定的平均運(yùn)輸速度至少在一個并且優(yōu)選多個往復(fù)循環(huán)期間維持。因此，