CH674259A5

CH674259A5 -

Info

Publication number: CH674259A5
Application number: CH378687A
Authority: CH
Inventors: Francisco Speich; Gerard Durville; Felix Thommen
Original assignee: Textilma Ag
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1990-05-15
Also published as: DE3810414A1; DE3810414C2

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Wickelvorrichtung gemäss Anspruch 6. The invention relates to a measuring device according to the preamble of claim 1 and a winding device according to claim 6.

5 Messvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Bei der Herstellung von Wickelkörpern insbesondere bei Zettelmaschinen besteht das Bedürfnis, einerseits die Länge des aufgewickelten Gutes zu ermitteln und/oder die Wickelgeschwindigkeit über den ganzen Wickelvorgang konstant zu halten. Hierzu sind io Messvorrichtungen bekannt, die Lichtschranken verwenden, welche entsprechend dem zunehmenden Umfang und damit dem zunehmenden Durchmesser des Wickelkörpers nachgestellt werden und dieses Nachstellsignal in einem Messgerät auswerten, um den Durchmesser des Wickelkörpers zu bestimmen. Weiter ist das 15 Messgerät mit der Antriebsvorrichtung für eine Wickelvorrichtung verbunden, um die Antriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zunahme des Durchmessers so einzustellen, dass die Wickelgeschwindigkeit konstant bleibt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist es, dass sie einerseits aufgrund der Lichtschranken eine zu 20 geringe Genauigkeit aufweist und andererseits keine weitere Steuerung der Wickelvorrichtung zulässt. 5 measuring devices of the type mentioned are known. In the manufacture of bobbins, in particular in paper machines, there is a need to determine the length of the wound material and / or to keep the winding speed constant over the entire winding process. For this purpose, measuring devices are known which use light barriers which are adjusted in accordance with the increasing scope and thus the increasing diameter of the winding body and evaluate this adjustment signal in a measuring device in order to determine the diameter of the winding body. Furthermore, the measuring device is connected to the drive device for a winding device in order to adjust the drive speed as a function of the increase in diameter in such a way that the winding speed remains constant. The disadvantage of this device is that, on the one hand, due to the light barriers, it has too little accuracy and, on the other hand, it does not allow any further control of the winding device.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Messvorrichtung derart auszubilden, dass ihre Genauigkeit verbessert und ihre Einsatzmöglichkeit vergrössert wird. The object of the invention is to design the measuring device mentioned at the outset in such a way that its accuracy is improved and its possible use is increased.

25 Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst: 25 The object is achieved according to the invention:

a) bei einer Messvorrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 ; a) in a measuring device of the type mentioned by the characterizing features of claim 1;

b) durch die Wickelvorrichtung mit der Messvorrichtung gemäss Anspruch 6. b) by the winding device with the measuring device according to claim 6.

30 Dadurch, dass der Tastfühler als ein gegen den Wickelkörper gerichteter Wellen-Sender/Empfanger ausgebildet ist und das Messgerät aus dem Zeitunterschied zwischen dem Absenden eines Wellenimpulses und dem Empfang des Echoimpulses den Durchmesser des Wickelkörpers bestimmt, ist eine wesentlich 35 subtilere und damit genauere Bestimmung des Durchmessers möglich, wobei die Messvorrichtung Durchmesserschwankungen insbesondere auch schneller erfassen kann, was wiederum schnellere Reaktionen ermöglicht. Da der Tastfühler gegen den Wickelkörper gerichtet ist, besteht auch die Möglichkeit, den Tastfühler "o schwenkbar auszugestalten, so dass dieser dem Wickelkörper folgen kann und insbesondere auch dessen Umrisse senkrecht zur Senderichtung der Wellen ermitteln kann. Daraus ergeben sich weitere sehr vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten, wie weiter unten noch ausgeführt wird. 30 The fact that the probe is designed as a shaft transmitter / receiver directed against the winding body and the measuring device determines the diameter of the winding body from the time difference between the sending of a wave pulse and the reception of the echo pulse is a much more subtle and therefore more precise determination of the diameter is possible, the measuring device being able to detect fluctuations in diameter in particular more quickly, which in turn enables faster reactions. Since the touch probe is directed against the winding body, there is also the possibility of making the touch probe pivotable so that it can follow the winding body and in particular can also determine its outline perpendicular to the direction of transmission of the shafts. This results in further very advantageous applications, such as below.

4 5 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Messvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben und vorteilhafte Ausgestaltungen der Wickelvorrichtung in den Ansprüchen 7 bis 10. 4 5 Advantageous refinements of the measuring device are described in claims 2 to 5 and advantageous refinements of the winding device in claims 7 to 10.

Besonders vorteilhaft ist es, die Messvorrichtung mit einer Eichvorrichtung gemäss Anspruch 2 auszustatten, so dass sich die 50 Messvorrichtung laufend selbst überwachen und justieren kann. Dadurch wird die Genauigkeit der Messvorrichtung weiter verbessert. It is particularly advantageous to equip the measuring device with a calibration device according to claim 2, so that the measuring device can continuously monitor and adjust itself. This further improves the accuracy of the measuring device.

Weiter kann die Messvorrichtung nach Anspruch 3 dahingehend ausgestaltet sein, dass sie anhand der Umdrehungszahlen 55 auch die Länge des auf dem Wickelkörper aufgewickelten Wickelgutes bestimmen kann. Furthermore, the measuring device can be configured in such a way that it can also determine the length of the winding material wound on the winding body based on the number of revolutions 55.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 4, da dadurch die Messvorrichtung in der Lage ist, auch die Umfangsformen des Wickelkörpers zumindest in einer Dimen-60 sion zu erfassen und vorzugsweise die Achslage des Wickelkörpers zu bestimmen, wodurch die Messvorrichtung insbesondere auch dazu verwendet werden kann, beispielsweise eine Hebevorrichtung für eine Spule oder einen Wickelkörper zu steuern. An embodiment according to claim 4 is particularly advantageous, since this enables the measuring device to also record the circumferential shapes of the winding body at least in one dimension and preferably to determine the axial position of the winding body, as a result of which the measuring device can also be used in particular , for example to control a lifting device for a coil or a winding body.

Die Messvorrichtung kann mit verschiedenen Arten von Wel-65 Ien arbeiten, so beispielsweise mit elektromagnetischen Wellen nach dem Radarprinzip oder vorzugsweise mit Ultraschallwellen gemäss Anspruch 5. The measuring device can work with different types of Wel-65 Ien, for example with electromagnetic waves according to the radar principle or preferably with ultrasonic waves according to claim 5.

Besonders vorteilhaft ist die Wickelvorrichtung mit der Mess- The winding device with the measuring

Vorrichtung. Die Wickelvorrichtung kann dann insbesondere gemäss Anspruch 7 zur Steuerung der Wickelgeschwindigkeit, insbesondere zur Konstanthaltung der Wickelgeschwindigkeit während des Wickelvorganges verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 8, da es dadurch möglich ist, insbesondere grosse und schwere Spulen selbsttätig an der Wickelachse auszurichten. Contraption. The winding device can then be used in particular according to claim 7 to control the winding speed, in particular to keep the winding speed constant during the winding process. An embodiment according to claim 8 is also particularly advantageous, since it makes it possible to automatically align large and heavy coils in particular on the winding axis.

Die Wickelvorrichtung mit der Messvorrichtung ist für die verschiedensten Arten von Wickelköipern geeignet, so beispielsweise zum Aufwickeln von Drähten, Schnüren, Geweben, Fäden und dergleichen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Wickelvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 in der Ausgestaltung als Zettelmaschine. The winding device with the measuring device is suitable for the most varied types of winding bodies, for example for winding wires, cords, fabrics, threads and the like. However, the winding device according to claim 9 or 10 is particularly advantageous in the form of a slip machine.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen: Exemplary embodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings, in which:

Eg. 1 eine Wickelvorrichtung mit der Messvorrichtung in schematischer schaubildlicher Darstellung; Eg. 1 shows a winding device with the measuring device in a schematic diagram;

Fig. 2 eine erste Verwendung der Messvorrichtung gemäss Fig. 1 an einer Zettelmaschine mit einer Hebevorrichtung, in Seitenansicht; und FIG. 2 shows a first use of the measuring device according to FIG. 1 on a slip machine with a lifting device, in a side view; and

Fig. 3 eine zweite Verwendung der Messvorrichtung gemäss Fig. 1 an einer Zettelmaschine mit einer Hebevorrichtung, in Seitenansicht. Fig. 3 shows a second use of the measuring device according to Fig. 1 on a paper machine with a lifting device, in side view.

Die in Fig. 1 dargestellte Wickelvorrichtung 2 mit der Messvorrichtung 4 ist wie folgt aufgebaut. Eine Spule 6 ist um eine Wickelachse 8 drehbar und wird mittels eines Motors 10 angetrieben. Die Messvorrichtung enthält einen Tastfühler 12, der beispielsweise nach dem Ultraschallprinzip arbeitet und als Sender/ Empfänger ausgebildet ist und gegen die Spule bzw. den darauf zu wickelnden Wickelkörper 7 gerichtet ist. Der Tastfühler 12 ist an einer Schwenkvorrichtung 14 angeordnet, die ein Zahnrad 16 mit einem angreifenden Servomotor 18 aufweist. Mittels der Schwenkvorrichtung 14 ist der Tastfuhler um eine Achse 20 verschwenkbar, die parallel zur Wickelachse 8 liegt. Der Tastfuhler 12 ist mit einem Messgerät 22 verbunden, welches einen nicht näher dargestellten Rechner enthält. Das Messgerät ist ferner mit einem Umdrehungszähler 24 verbunden, um die Umdrehungszahlen der Spule bzw. des Wickelkörpers zu erfassen. Weiter ist das Messgerät mit einem Steuergerät 26 für den Motor 10 der Wickelvorrichtung gekoppelt. Schliesslich enthält die Messvorrichtung noch eine Eichvonichtung 28 mit einem in einem bestimmten Abstand a vom Tastfühler 12 angeordneten Eichreflektor 30, gegen den der Tastfühler vorzugsweise periodisch schwenkbar ist. The winding device 2 shown in FIG. 1 with the measuring device 4 is constructed as follows. A coil 6 is rotatable about a winding axis 8 and is driven by a motor 10. The measuring device contains a touch sensor 12, which works, for example, according to the ultrasound principle and is designed as a transmitter / receiver and is directed against the coil or the winding body 7 to be wound thereon. The touch sensor 12 is arranged on a swivel device 14 which has a gear 16 with an engaging servo motor 18. The touch probe can be pivoted about an axis 20 which is parallel to the winding axis 8 by means of the pivoting device 14. The feeler 12 is connected to a measuring device 22, which contains a computer, not shown. The measuring device is also connected to a revolution counter 24 in order to record the number of revolutions of the coil or of the winding body. The measuring device is also coupled to a control device 26 for the motor 10 of the winding device. Finally, the measuring device also contains a calibration device 28 with a calibration reflector 30 arranged at a certain distance a from the touch sensor 12, against which the touch sensor can preferably be pivoted periodically.

Die Messvorrichtung funktioniert wie folgt: The measuring device works as follows:

Der gegen die Spule 6 bzw. den Wickelkörper 7 gerichtete Tastfühler 12 sendet Ultraschallwellenimpulse aus, die an der Spule 6 bzw. am Wickelkörper 7 reflektiert und vom Tastfuhler 12 wieder aufgenommen werden. Das Messgerät 22 bestimmt aus dem Zeitunterschied zwischen dem Absenden des Wellenimpulses und dem Empfang des Echoimpulses den Durchmesser des Wickelkörpers und zeigt diesen am Anzeiger 32 an. Um die Genauigkeit des Messgerätes zu erhöhen und insbesondere die die Messgenauigkeit allenfalls beeinträchtigenden Faktoren wie schwankende Lufttemperaturen, Luftdruck und Feuchtigkeit aus- The probe 12 directed against the coil 6 or the bobbin 7 emits ultrasonic wave pulses which are reflected on the coil 6 or on the bobbin 7 and are picked up again by the probe 12. The measuring device 22 determines the diameter of the winding body from the time difference between the sending of the wave pulse and the reception of the echo pulse and displays this on the indicator 32. In order to increase the accuracy of the measuring device and, in particular, the factors that may impair the measuring accuracy, such as fluctuating air temperatures, air pressure and humidity

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zugleichen, ist die Eichvorrichtung 28 vorhanden, an der die Messvorrichtung gelegentlich oder vorzugsweise periodisch geeicht wird. Hierzu wird der Tastfuhler 12 vorzugsweise mittels der Schwenkvorrichtung 24 gegen den Eichreflektor 30 bewegt. Der vom Eichreflektor kommende Echoimpuls wird in einem Vergleicher im Messgerät mit einem gespeicherten Eichimpuls verglichen und daraus ein Korrekturfaktor ermittelt, um den der oder die ermittelten Durchmesser des Wickelkörpers korrigiert werden. the calibration device 28 is present, on which the measuring device is calibrated occasionally or preferably periodically. For this purpose, the touch probe 12 is preferably moved against the calibration reflector 30 by means of the swiveling device 24. The echo pulse coming from the calibration reflector is compared in a comparator in the measuring device with a stored calibration pulse and a correction factor is determined therefrom by which the diameter or the determined diameter of the winding body is corrected.

Da das Messgerät 22 auch mit dem Umdrehungszähler 24 der Spule bzw. des Wickelkörpers verbunden ist, kann das Messgerät aus den Umdrehungen, die beispielsweise am Anzeiger 34 angezeigt werden, und dem jeweiligen Durchmesser die Länge des auf dem Wickelkörper aufgewickelten Wickelgutes bestimmen und am Anzeiger 36 anzeigen. Schliesslich enthält das Messgerät noch einen Anzeiger 38, der mit dem Steuergerät 26 für den Motor 10 verbunden ist und dessen Drehzahlen pro Minute anzeigt. Mittels eines ebenfalls vorhandenen Steuergliedes 40 kann die Umdrehungszahl des Antriebsmotors 10 eingestellt werden. Weiter sind am Steuergerät noch eine Starttaste 42 und eine Stopptaste 44 vorhanden. Since the measuring device 22 is also connected to the revolution counter 24 of the coil or the winding body, the measuring device can determine the length of the winding material wound on the winding body from the revolutions, which are displayed, for example, on the indicator 34, and on the indicator 36 Show. Finally, the measuring device also contains an indicator 38 which is connected to the control device 26 for the motor 10 and which shows the rotational speeds per minute. The number of revolutions of the drive motor 10 can be set by means of a control element 40 which is also present. There are also a start button 42 and a stop button 44 on the control unit.

Die in Fig. 2 dargestellte Zettelmaschine enthält die Wickelvorrichtung 2 und die Messvorrichtung 4 der Fig. 1. Zusätzlich ist die Zettelvorrichtung noch mit einer Hebevorrichtung 46 ausgestattet, deren Antrieb 48 mit dem Messgerät 22 verbunden ist. Der Tastfühler 12 ist mittels der Schwenkvorrichtung 14 in definierter Weise auf- und abschwenkbar und kann dabei die Kontur der Spule 6 abtasten. Dabei ermittelt der Tastfühler 12 mit dem Taststrahl S1 den oberen Rand der Kontur der Spule und mit dem Taststrahl S2 den unteren Rand. Aus den Taststrahlen S1 und S2 ermittelt der Rechner des Messgerätes, dass sich die Achse der Spule in der Höhe des Taststrahles S3 befinden muss. Da die Schwenkbewegung des Tastfühlers mittels der Schwenkvorrichtung definiert ist, weiss das Messgerät, welchen Schwenkwinkel der Testfühler 12 auszuführen hat, bis die Wickelachse 8 erreicht ist. Dementsprechend kann das Messgerät einen entsprechenden Antriebsimpuls an den Antrieb 48 der Hebevorrichtung 46 übermitteln, so dass diese die Spule koaxial zur Wickelachse 8 anhebt. Dadurch kann die Messvorrichtung auch die Handhabung der an sich schweren Spulen für Zettelmaschinen erleichtern. The warping machine shown in FIG. 2 contains the winding device 2 and the measuring device 4 of FIG. 1. In addition, the warping device is also equipped with a lifting device 46, the drive 48 of which is connected to the measuring device 22. The feeler sensor 12 can be swiveled up and down in a defined manner by means of the swivel device 14 and can thereby scan the contour of the coil 6. The probe 12 determines the upper edge of the contour of the coil with the probe beam S1 and the lower edge with the probe beam S2. The computer of the measuring device determines from the scanning beams S1 and S2 that the axis of the coil must be at the height of the scanning beam S3. Since the pivoting movement of the probe is defined by the pivoting device, the measuring device knows which pivoting angle the test probe 12 has to carry out until the winding axis 8 is reached. Accordingly, the measuring device can transmit a corresponding drive pulse to the drive 48 of the lifting device 46, so that it lifts the coil coaxially to the winding axis 8. As a result, the measuring device can also facilitate the handling of the heavy coils for warping machines.

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung einer Zettelmaschine ist in Fig. 3 dargestellt. Die Zettelmaschine enthält die Wickelvorrichtung 2 und die Messvorrichtung 4 der Fig. 1. Zusätzlich ist die Zettelvorrichtung noch mit einer Hebevorrichtung 46 ausgestattet, deren Antrieb 48 mit dem Messgerät 22 verbunden ist. Der Tastfuhler 12 wird dabei in eine definierte Position S4 verschwenkt. Die Spule wird aus der Aufnahmestellung I gehoben. In der Stellung II und III wird der Durchmesser des Kernes 50 der Spule 6 und ihre Höhenlage h; ermittelt. Der Rechner berechnet daraus die Höhe h2 (=h3 - hi) bis zur Wickelachse 8 (Stellung IV), um die die Spule noch gehoben werden muss. Der Antrieb erhält somit vom Rechner die bis zum Erreichen der Wickelachse noch nötige Anzahl Antriebsimpulse. Danach schwenkt der Tastfühler wieder in die Wirkstellung für Durchmesser-Messung S5. Another possibility of controlling a warping machine is shown in FIG. 3. The warping machine contains the winding device 2 and the measuring device 4 of FIG. 1. In addition, the warping device is also equipped with a lifting device 46, the drive 48 of which is connected to the measuring device 22. The feeler 12 is pivoted into a defined position S4. The coil is lifted out of the receiving position I. In positions II and III the diameter of the core 50 of the coil 6 and its height h; determined. From this, the computer calculates the height h2 (= h3 - hi) up to the winding axis 8 (position IV) by which the coil still has to be lifted. The drive thus receives from the computer the number of drive pulses required until the winding axis is reached. The probe then swings back to the active position for diameter measurement S5.

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

674 259 PATENT CLAIMS

1. Measuring device for continuously determining the diameter of a bobbin (7) by means of a non-contact probe (12), which is connected to a measuring device (22) with a computer for determining the diameter of the bobbin (7), characterized in that the probe (12 ) is designed as a shaft transmitter / receiver directed against the winding body (7), the measuring device (22) using a computer determining the diameter of the winding body (7) from the time difference between the transmission of a wave pulse and the reception of the echo pulse.

2. Measuring device according to claim 1, characterized in that it contains a calibration device (28) which contains a calibration reflector (30) arranged at a certain distance (a) from the touch sensor (12), against which the touch sensor (12), preferably periodically, The measuring device (22) contains a comparator which compares the calibration pulse coming from the calibration reflector (30) with a stored correct calibration pulse and then determines a correction factor by which the determined diameter of the winding body (7) can be corrected.

3. Measuring device according to one of claims 1 or 2, characterized in that it has a revolution counter (24) which can be connected to the winding body (7) and is connected to the measuring device (22), which is designed such that it consists of the revolutions and the respective diameter determines the length of the winding material wound on the winding body (7).

4. Measuring device according to one of claims I to 3, characterized in that the touch sensor (12) can be pivoted in a defined manner by means of a pivoting device (14) about an axis (20) arranged parallel to the winding former (7), preferably by means of a servo motor (18), in order to be able to determine the axis position by scanning the contour of the winding body (7) or a coil (6) in the vertical direction.

5. Measuring device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the touch sensor (12) emits ultrasonic waves.

6. winding device with a measuring device (4) according to one of claims 1 to 4.

7. Winding device according to claim 6, characterized in that the measuring device (22) is connected to a control device (26) for a drive (10) of the winding body (7), in particular in such a way that the winding speed is constant during the winding process.

8. Winding device according to claim 6 or 7, characterized in that it has a lifting device (46) for lifting a coil (6) from a receiving position into the winding position, the measuring device (4) with a drive (48) of the lifting device (46 ) is coupled in such a way that the measuring device (22) determines the position of its axis by scanning a coil (6) in the receiving position and controls the drive (48) of the lifting device (46) in such a way that the coil (6) coaxial with the winding axis (8) can be raised.

9. Winding device according to one of claims 6 to 8, characterized in that it is designed as a slip machine.

10. Winding device according to claim 6 or 7, characterized in that it has a lifting device (46) for lifting a coil (6) from a receiving position into the winding position, the measuring device (4) having a drive (48) of the lifting device (46 ) is coupled in such a way that the measuring device (22) determines the axle system by scanning the core diameter with the feeler (12) of a coil moving from the receiving position and controls the drive of the lifting device in such a way that the coil can be automatically raised coaxially to the winding axis.