发明内容

针对该问题，这里介绍的本发明的目的是，提出一种新型的解决方案，其特别是在采用测量技术检测参数方面和在控制时(特别是在控制往复式导纱器时)保持目标参数方面针对于不精确性具有显著增大的容差，且同时引起筒管的高质量或者甚至更高的质量。

这些目的采用一种根据权利要求1的特征的方法、一种根据权利要求8的特征的控制器和一种根据权利要求11的特征的筒管得以实现。从属权利要求和说明书介绍了特别优选的实施例，但本发明并不局限于这些实施例。

在此介绍一种用于在卷绕筒管时对纱线高精度地进行纱线垫放的方法，该方法具有如下步骤：

a)持久地检测卷绕角度或先前值，由该先前值可以确定卷绕角度其中，卷绕角度描述了纱线的沿圆周方向在筒管上的坐标；

b)根据卷绕角度和/或先前值来计算往复式导纱器控制角度其中，往复式导纱器控制角度在考虑到至少一个K值的情况下由卷绕角度算得；

c)采用往复式导纱器控制角度来计算在筒管上的轴向的纱线垫放给定位置Z_给定；

d)根据轴向的纱线垫放给定位置Z_给定来控制往复式导纱器，用于在用卷绕角度描述的坐标上在轴向的纱线垫放给定位置Z_给定进行高精度的纱线垫放。

这里介绍的新式方法的核心是，在步骤a)中新引入参数卷绕角度该参数只是在筒管圆周方向上的角度值，该角度值在筒管的整个构造期间都跟随卷绕在筒管上的纱线的走向，并且利用该角度值最终可以准确地描述纱线在筒管上的任何任意的坐标。该参数 可以用不同的单位例如角度来表示，其中，筒管转一圈相当于360°(角度)，例如转3圈相当于1080°(角度)或弧度，其中，筒管转一圈相当于值2*π，例如转3圈相当于6*π。但是，参数也可以如下规定：筒管转一圈相当于参数恰好提高了值1，其中，转半圈于是例如相当于值0.5。

坐标并非相当于纱线的在垫放位置的长度，因为纱线每转一圈的长度根据筒管的厚度D_筒管且根据K值而改变。确切地说，坐标描述了纱线的位置，该位置可以用卷绕角度明确地描述。筒管的厚度和K值可以针对每个用卷绕角度描述的纱线坐标来表示。

与参数卷绕角度相关地关键的是，该参数在筒管的卷绕过程期间未回退，而是在整个卷绕过程期间持续地增长。

检测卷绕角度可以采用各种不同的方式来进行，例如采用用来计数筒管的转圈或部分转圈的计数器或者采用类似的机构。为此，下面将详述一些设计方案。

在该方法的范畴内，无需实际上明确地确定卷绕角度而是也可以仅确定一个先前值，该先前值可以用于计算卷绕角度该先前值然后可以在下面介绍的方法步骤b)中用来计算往复-导纱器-控制角度重要的是，至少一个先前值相应于如下基本构思：在此可描述纱线的绝对的坐标，而并非仅仅在卷绕时筒管的和/或纱线的速度。

在步骤b)中，现在基于卷绕角度来计算所谓的往复-导纱器-控制角度这个新的参数用来控制往复式导纱器，并且该参数同样在筒管的具有卷绕角度的整个卷绕过程期间上升。在计算往复-导纱器-控制角度时，也可以考虑开篇已经介绍过的已知的K值，以及有时也考虑其它的输入参数。可以实现此点的方式，还将在下面予以详述。特别是由于在产生步进式精密卷绕时的变化的K值，并不连续地与卷绕角度 成比例地上升，而是，用于在考虑到K值和有时其它的输入参数情况下，由卷绕角度 计算出往复-导纱器-控制角度的规则在此会出现变化。

采用卷绕角度和往复-导纱器-控制角度的方法并未分别考虑卷绕过程和往复过程的速度，而是分别考虑了无限的参数，其中，可描述在筒管上卷绕的纱线的任何任意的坐标。借助卷绕角度可以准确地描述卷绕的纱线的任何任意的坐标，因而甚至可以建立整个筒管的一种模型，利用该模型可精确地预测和描述每个交叉点，筒管的不同卷匝的纱线在该交叉点交叉。

在步骤c)中，现在采用往复-导纱器-控制角度来计算筒管上的轴向的纱线垫放给定位置Z_给定。轴向的纱线垫放给定位置Z_给定以及下面还将规定的实际上的轴向的纱线垫放实际位置Z_实际，并非必须强制1:1地对应于筒管上的纱线位置。由于在纱线卷绕时起作用的机制，在此还会出现一些差异，这些差异的形成原因例如可以是，纱线在往复式导纱器下面经过，或者，纱线在往复式导纱器的运动方向改变时略微过冲。这种效应在此优选忽略不计。假定轴向的纱线垫放实际位置Z_实际通过往复式导纱器来调节。步骤c)还包括如下方案：轴向的纱线垫放位置Z_给定以往复式导纱器给定角度的形式来计算，其规定了所希望的轴向的纱线垫放给定位置Z_给定。往复式导纱器给定角度因而是Z_给定的特殊情况。例如在如下时候可以将往复式导纱器给定角度视为Z_实际：往复式导纱器设计成围绕旋转点可摆动一个角度的往复式导纱器臂；或者，往复式导纱器设计成所谓的Bi转子，其中，往复运动通过旋转传动来进行，该旋转传动被传动件转变为在Z方向上的直线的往复运动。

在计算轴向的纱线垫放给定位置Z_给定时，主要有两种不同的方案。实际上，在轴向的Z方向上筒管的长度是有限的，并且在该有限的范围内，往复式导纱器为了垫放纱线也来回移动。出于这个原因，轴向的纱线垫放给定位置Z_给定可以理解为沿Z方向在用卷绕角度描述的纱线坐标处纱线的绝对位置。在往复式导纱器每次来回移动时，轴向的纱线垫放给定位置Z_给定于是又回退，而不是随着卷绕角度和往复式导纱器控制角度上升。但也可行的是，往复式导纱器的运动同样被视为在卷绕过程期间(无限地)继续的运动。按照这种考察方式，例如，往复式导纱器运动的旨在垫放纱线的通常的换向不予考虑，并且导纱器的直线运动被视为无限地持续。换句话说：在该方案中，考虑或累加或积分导纱器所历经的整个路程。对轴向的纱线垫放给定位置Z_给定的这种考察例如相当于，往复式导纱器被偏心器驱动，该偏心器进行旋转运动，为了控制往复式导纱器，这种旋转运动被偏心器的偏心部件转变为轴向的往复运动。轴向的纱线垫放给定位置Z_给定于是可以用于描述偏心器驱动件的(无限的)持续的旋转运动。这些设计方案尤其可采用上面已介绍的Bi转子来实现，其中(如上所述)例如可以将Z_给定规定为

把(无限地)持续或上升的参数换算成Z_给定，作为描述往复运动的参数(例如)，利用可以采用模运算来进行，其中，输入值除以一个参数值，并且保留余数，该余数称为初始值Z_给定或或者用于计算这些值的中间参数。根据步骤d)，现在控制往复式导纱器，以便按照轴向的纱线垫放给定位置Z_给定来进行纱线垫放。

如果卷绕角度描述了起始于在筒管上的纱线的卷绕起始端，持续经过筒管的全部卷匝，沿圆周方向在筒管上纱线的坐标，则该方法是特别有利的。

卷绕角度因而优选以在卷绕过程开始时的起始值(例如带有“0”)开始，并且从这里起始终都继续上升。作为例子：如果卷绕角度用弧度来表示，卷绕角度在卷绕时在筒管转动了100000圈之后例如具有值2*π*100000。

此外有利的是，在给定位置Z_给定垫放纱线通过往复式导纱器给定角度来规定，该给定角度描述了往复式导纱器的调节角度，该调节角度引起在轴向的纱线垫放给定位置Z_给定垫放纱线。

如上已述，往复式导纱器可以有各种不同的设计方案。广为采用的往复式导纱器是可在一个角度范围内转动地悬挂的臂，这些臂引导已在上面提到的纱线。另一种方案可以是，纯直线地沿着Z方向可移动的滑块，该滑块有时也可以用直线驱动件予以驱动。利用所谓的Bi转子来驱动往复式导纱器同样是可行的，这些转子同样已在上面提到过。

也有利的是，为了确定卷绕角度或先前值，在步骤a)中采用输入参数，这些输入参数也可用于确定在卷绕时筒管的角速度Ω_筒管。这种输入参数尤其是用于筒管的规定次数的转圈/卷匝或者用于卷绕角度的测得的变化(例如或作为可能的先前值)等的测量值，比如测量的时间，这些测量值同样可以用于确定角速度Ω_筒管。在数学意义上，对卷绕角度的确定可以理解成在卷绕时对筒管的角速度Ω_筒管的积分。

如上已述，通常在卷绕装置中针对所述方法监视卷绕过程的速度，特别是在卷绕时筒管的角速度Ω_筒管，其中，该参数通常用于按照上述规定来调节往复式导纱器的双行程频率或往复频率或速度。在此现在提出，采用在卷绕时筒管的角速度Ω_筒管或者采用为了确定角速度而通常使用的输入参数，以便基于此通过积分来求取出卷绕角度或往复式导纱器控制角度由此实现利用常见的传感件来实施所述的方法(特别是所述方法的步骤a))。

积分优选随着在筒管卷绕时所历经的时间进行。在一些设计方案中也可行的是，积分关于另一参数进行，例如关于累计的卷匝数来进行，这些卷匝可以使用卷匝计数器或脉冲计数器来确定，利用这些计数器可以计数筒管的转圈数和/或在筒管上产生的卷匝数量。

在上面已经介绍过，代替卷绕角度在步骤a)中也可以确定该卷绕角度的先前参数，该先前变量随后也在步骤b)中可以用于确定往复式导纱器控制角度在一些方法方案中可行的是，该先前变量是仍然必须关于时间或另一参数(比如卷匝计数器n_筒管)积分以便得到卷绕角度的变量。这种先前变量例如可以使用脉冲计数器或者增量编码器来求取。这种增量编码器被设计用来测量卷绕角度的增量(卷绕角度的变化)并且作为变量来提供。于是优选的是，在确定往复式导纱器控制角度的过程中，在步骤b)中进行积分。

此外有利的是，为了确定卷绕角度在步骤a)中采用卷匝计数器，该卷匝计数器表明了在筒管上的卷匝数量。

这种卷匝计数器例如可以通过开关器来实施，其在筒管每次旋转时都被激活一次。这种开关器可以电子地与计数器连接，该计数器随着卷匝的数量而连续地往上计数。特别优选的是，这种卷匝计数器n_筒管与在卷绕时所检测的且积分的筒管角速度Ω_筒管相组合地采用，以便确定卷绕角度

也有利的是，在卷绕时的筒管角速度Ω_筒管在筒管卷绕期间根据增大的筒管厚度D_筒管来调整，从而在纱线的先前的处理步骤中达到恒定的纱线速度。

在上面已介绍过，特别是由于其它的边界条件，在卷绕过程中希望有恒定的纱线速度。尽管筒管厚度D_筒管增大，但为了实现恒定的纱线速度，调整角速度Ω_筒管，这在用于控制往复式导纱器的传统方法中困难重重，这些困难在这里介绍的方法中得到了更好的解决，因为采用这里介绍的方法，通过从速度更换至绝对的角度值，在速度检测时的不精确性或误差对于纱线垫放的精确性来说意义不大。

如已述，在由卷绕角度计算往复式导纱器控制角度时，考虑至少一个K值。该K值至少在筒管卷绕期间的一个时段内是恒定的，它规定了纱线卷匝的交叉点结构。

在上面已介绍过，在计算往复式导纱器控制角度时，在步骤b)中考虑一些参数。为了产生所谓的精密卷绕，重要的是，这种参数(K值)至少在筒管卷绕期间的一个时段内是恒定的。这种时段优选持续筒管卷绕的整段时间。

特别有利的是，在筒管卷绕时采用多个K值，这些K值按照规定的计划根据至少一个如下参数来确定：

-卷绕角度

-角速度Ω_筒管；

-筒管的转速n_筒管或筒管的频率f_筒管；或者，

-筒管的厚度D_筒管。

每个K值都导致筒管的某一步，在该步中通过K值来实现筒管卷匝的某种形式。通过采用多个K值和逐步地在这些K值之间变换，产生了筒管的一种称为步进式精密卷绕的结构。所谓的步进式精密卷绕已在上面详述过了。

优选地，用于在步骤b)中确定往复式导纱器控制角度的K值在方法之外(即在这里介绍的方法之外)确定。这里介绍的方法给出了带有K值的K值图表，优选作为用于构建筒管的规则。于是，通过这里介绍的方法，实现了在卷绕时遵守用于构建筒管的该规则。针对卷绕的相应步来选择正确的K值，这通过合适的参数来进行。往往有利的是，对K值的选择通过(当前的)筒管直径D_筒管或筒管转速n_筒管来进行。

也有利的是，在步骤c)中往复式导纱器由调控器来控制，其中，监视当前的纱线垫放位置Z_实际，并且作为调控器的输入参数来计算调控差ΔZ＝Z_给定-Z_实际。

当前的纱线垫放位置Z_实际也可以称为“实际的”纱线垫放位置。当前的纱线垫放位置Z_实际优选利用传感器来检测。如上已述，在用于这里所述方法的当前纱线垫放位置Z_实际与筒管上的纱线垫放-情况之间，实际上还会出现偏差，这些偏差是由于利用往复式导纱器垫放纱线的机制而引起的。这种偏差例如会以如下方式出现：纱线跟随往复运动，和/或在往复运动变换方向时过冲。调控差ΔZ描述了纱线垫放位置的偏差。通过所述方法，可以限制纱线垫放位置的偏差，实际上限制到ΔZ。纱线垫放的不精确性因而被完全检测，且可以用调控器予以矫正。这样做是因为，Z_给定是完全算好的变量，其首先没有系统偏差。这是与现有技术的用于控制往复的方法的主要区别，在该控制中，会出现无法或者只有付出很高昂的代价才能避免和/或减小的不精确性，这些不精确性是在卷绕运动和往复运动的速度检测中产生的。这些不精确性会在Z_给定与Z_实际之间导致未知的偏差，这些偏差只有通过非常精确地保持速度才能得以避免。

因此，基于所计算的变量Z_给定采用调控器来控制往复导纱器位置是一种全新的方案，该方案可以导致明显改善在卷绕时垫放纱线的质量，和/或可以用来降低速度监视精度的测量技术代价。

这样也要介绍一种用于控制筒管卷绕装置的往复式导纱器的控制器，其被设计用来实施所述的方法，至少具有用来基于检测的卷绕角度计算往复式导纱器控制角度的第一控制模块和用来采用往复式导纱器控制角度来计算轴向的纱线垫放给定位置Z_给定的第二控制模块。

该控制器优选是一种可以在卷绕装置中用来控制往复式导纱器的模块。控制器优选被设计用于接收K值(特别是K值图表)，且在控制往复式导纱器时予以考虑。控制器优选为此具有输入端，K值图表可以传送至该输入端。在其它的设计方案中也可行的是，控制器具有输入端，通过该输入端分别给控制器规定“当前”要采用的K值。必要时，控制器可以具有输出端，在该输出端上提供选择参数，利用该选择参数可以在控制器之外由另一控制器或上级的控制器选择“当前”的K值。

特别有利的是，控制器附加地具有调控器，该调控器被设计用于接收当前的纱线垫放位置Z_实际，并且基于当前的纱线垫放位置Z_实际和纱线垫放给定位置Z_给定来产生用于调控地控制纱线垫放的输出信号。

此外有利的是，控制器具有共同的用于检测卷绕角度的计时器，其中，不存在其它的用于控制往复式导纱器的计时器。

另外这里要介绍一种按照该方法制得的筒管。

采用所述方法卷绕的筒管的特点尤其在于，利用Z_实际特别精确地保持纱线垫放给定位置Z_给定。纱线垫放位置Z_实际的精度尤其引起卷绕的筒管的平滑的端面和筒管的均匀的表面。

如果轴向的纱线垫放实际位置Z_实际与轴向的纱线垫放给定位置Z_给定之间的误差偏差沿着纱线和卷绕角度均匀地分布，并且特别是在卷绕角度Ω_筒管与这种误差偏差之间不存在比例关系，则筒管是特别有利的。

通过所述方法尤其可以实现的是，轴向的纱线垫放实际位置Z_实际的偏差可以完全以ΔZ的形式予以考虑，并且借助该偏差可以对纱线进行受控的垫放。在目前常见的用于控制往复速度的方法中，由于时间检测以及速度检测的偏差小，会产生系统性的误差，这些误差会在卷绕过程期间(特别是在保持K值期间)上升。这种误差现在不会再出现了。卷绕时往复位置和角度位置不会再出现基本上相互分开，如果利用ΔZ作为调控器的输入参数进行这里所述的调控。因此，可以在轴向的纱线垫放中设定相当狭窄的偏差误差带，该偏差误差带沿着整个卷绕角度对于纱线的坐标来说都相当均匀地被利用。