CH680130A5

CH680130A5 -

Info

Publication number: CH680130A5
Application number: CH423089A
Authority: CH
Original assignee: Staeubli Ag
Priority date: 1989-11-24
Filing date: 1989-11-24
Publication date: 1992-06-30
Also published as: DE4036128A1

Description

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CH 680 130 A5 CH 680 130 A5

2 2nd

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Anlage gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12 zum Betrieb dieser Anlage. The invention relates to a system according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 12 for operating this system.

Um einen störungsfreien und kontinuierlichen Arbeitsablauf von Textilfäden verarbeitenden Maschinen, wie Web-, Stick-, Strick-, Zettel-, Umspulmaschinen, Färbeanlagen und dgl. zu gewährleisten, ist ein geordneter Nachschub des auf Spulen gewickelten Fadens unbedingte Voraussetzung. Einerseits müssen die Fadenspulen nach Fadenqualität geordnet und andererseits leicht greifbar sein, mit vorbestimmter Position und Länge der Fadenenden. In order to ensure a trouble-free and continuous workflow of textile thread processing machines, such as weaving, embroidery, knitting, slip, rewinding machines, dyeing systems and the like, an orderly replenishment of the thread wound on bobbins is an essential requirement. On the one hand, the thread spools must be sorted according to thread quality and, on the other hand, they must be easy to grasp, with a predetermined position and length of the thread ends.

Ziel der Erfindung ist es, die vorgenannte Position und Lage der Spulen sowie die vorgenannte Position bzw. Länge der Fadenenden durch entsprechende Vorbereitung der Fadenspulen, d.h. durch deren ordnungsgemässe und vorprogrammierte Ablage auf ein Gestell oder Gatter, zu erzielen. The aim of the invention is to determine the aforementioned position and position of the bobbins and the aforementioned position and length of the thread ends by appropriate preparation of the thread bobbins, i.e. through their proper and pre-programmed storage on a frame or gate.

In der Praxis erfolgte die Vorbereitung der Fadenspulen, d.h. ihr gleichgerichtetes Aufstecken auf die im Gatter angebrachten Dorne und das Anbringen der beiden Fadenenden an die dem Dorn zugeordneten Klemmen bzw. das Einbringen an die dem Dorn zugeordneten Hülsen bisher durch Hilfskräfte. Bekannt ist ferner, Spulen auf Rüttelschienen in gleiche Lage zu bringen und die beiden Fadenenden mittels Spezialmaschinen zu lokalisieren und zu erfassen. In practice, the thread spools were prepared, i.e. their rectified attachment to the mandrels attached in the creel and the attachment of the two thread ends to the clamps assigned to the mandrel or the insertion to the sleeves assigned to the mandrel by auxiliary staff. It is also known to bring bobbins in the same position on vibrating rails and to locate and detect the two thread ends using special machines.

Durch die Einführung des sogenannten «Handling» mittels Robotern ergab sich die Möglichkeit, diese Arbeit zu automatisieren. Probleme ergeben sich jedoch in bezug auf den Arbeitsablauf und den Aufwand für das Ordnen der Spulen und deren Endfäden. The introduction of so-called “handling” using robots made it possible to automate this work. Problems arise, however, with regard to the workflow and the effort involved in arranging the bobbins and their end threads.

Diese Probleme werden durch eine Anlage gemäss dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 und dem Verfahrenskennzeichen des Patentanspruchs 12 gelöst. These problems are solved by a system according to the characterizing part of patent claim 1 and the method identifier of patent claim 12.

Ein weiteres Problem tritt auf, wenn keine geordnete Anlieferung der Fadenspulen zur Vorbereitungsanlage erfolgt, d.h., wenn die Lage der zu ergreifenden Spulen durch den Roboter selbst lokalisiert werden muss. Eine Lösung dieses Problems ist im Anspruch 13 angegeben. Another problem arises when the bobbins are not delivered to the preparation system in an orderly manner, i.e. when the position of the bobbins to be gripped has to be located by the robot itself. A solution to this problem is given in claim 13.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen In the drawings, an embodiment of the invention is shown. Show it

Fig. 1 eine Draufsicht, 1 is a plan view,

Fig. 2 und 3 je eine Seitenansicht der Gesamtanlage zur Handhabung von bewickelten Fadenspulen, 2 and 3 each a side view of the overall system for handling wound bobbins,

Fig. 4 in vergrössertem Massstab eine Seitenansicht des Greifers mit erfasster Fadenspule, und Fig. 4 in an enlarged scale, a side view of the gripper with gripped bobbin, and

Fig. 5 die dazugehörige Draufsicht. Fig. 5 shows the associated top view.

Mittelpunkt der Anlage ist der auf der Konsole 1 schwenkbar angeordnete Roboter 2 mit dem Schwenkarm 3, an dessen Ende sich eine Greif-und Halteeinrichtung 4 für bewickelte Fadenspulen 5 befindet. Der Roboter kann auch auf einer fahrbaren Konsole montiert sein. The center of the system is the robot 2 pivotably arranged on the console 1 with the swivel arm 3, at the end of which there is a gripping and holding device 4 for wound thread spools 5. The robot can also be mounted on a mobile console.

Die Beschickungsanlage für die bewickelten Fadenspulen besteht aus einem Rollförderer 6, auf welchem die in den Paletten 7 eingelagerten Fadenspulen 5 der erfindungsgemässen Anlage zugeführt werden. Im Bereich B des Schwenkarmes 3 des Roboters befindet sich ein Hubtisch 8 für die Paletten 7. The loading system for the wound bobbins consists of a roller conveyor 6, on which the bobbins 5 stored in the pallets 7 are fed to the system according to the invention. In area B of the swivel arm 3 of the robot there is a lifting table 8 for the pallets 7.

Auf der anderen Seite des Roboters 2 befindet sich eine Geleisestrecke 9 für Zettelgatterwagen 10. Diese bestehen aus einem Rollschemel 11 mit senkrechter Wand 12, in welche Dorne 13 für die Aufnahme der Hülsen 14 der gewickelten Fadenspulen 5 angebracht sind. Für die Zettelgatterwagen 10 sind im Bereich der Geleisestrecke 9 zusätzlich ein Hubtisch 15 und eine Drehscheibe 16 angeordnet. On the other side of the robot 2 there is a track section 9 for slip gate wagons 10. These consist of a roll stool 11 with a vertical wall 12, into which mandrels 13 are attached for receiving the sleeves 14 of the wound thread spools 5. A lifting table 15 and a turntable 16 are additionally arranged in the area of the track section 9 for the slip gate wagons 10.

Zwischen dem Rollenförderer 6 und der Geleisestrecke 9, im Schwenkbereich des Roboterarmes 3, ist eine Fadensuchstation 17 für bewickelte Fadenspulen 5 angeordnet. A thread search station 17 for wound thread spools 5 is arranged between the roller conveyor 6 and the track section 9, in the swivel range of the robot arm 3.

Die gesamte Anlage wird noch durch Zubehörteile, wie ein Förderband 18 zum Abführen fehlerhafter Spulen (z.B. infolge Nichtauffindens der Fadenenden), ein Förderband 19 zum Abführen leerer oder nur teilweise abgewickelter Hülsen 14 und ein Steuergerät für den Roboter und/oder die Gesamtanlage, ergänzt. The entire system is supplemented by accessories, such as a conveyor belt 18 for removing defective bobbins (e.g. as a result of the thread ends not being found), a conveyor belt 19 for removing empty or only partially unwound sleeves 14 and a control device for the robot and / or the entire system.

In den Fig. 4 und 5 ist eine Greif- und Halteeinrichtung 4, wie sie am Roboterarm angebracht wird, dargestellt, welche einerseits aus dem Halteteil und andererseits aus der Fühleinrichtung, mit welcher die Lage einer bewickelten Fadenspule ermittelt wird, besteht. Der Halteteil weist eine Haube 22 mit einer Trägerplatte 23 mit Saugnäpfen 28 auf. Als Fühleinrichtung dienen drei über elastische Elemente 32 verbundene Stabfühler 24 sowie ein Tiefenfühler 35. Zur Übernahme dès äusseren Fadenendes des Mantelflächenfadens der Spule aus der Fadenfindstation ist an der Trägerplatte 23 ein parallel zu den Stabfühlern verlaufendes, ein offenes Ende aufweisendes Saugrohr 25 angeordnet. Als Halteeinrichtung für die Fadenspule sind an der unteren Abdeckung 26 des Staurings 27 der Haube 22 vorzugsweise drei bis acht an eine Vakuumleitung 29 angeschlossene Saugnäpfe 28 kreisförmig angeordnet. Die ganze Einrichtung ist über den Befestigungsflansch 30 mit dem Schwenkgelenk 31 des Roboterarmes 3 verbunden. Die Saugnäpfe 28 stehen mit dem Saugring 27 der Haube 22 in Wirkverbindung. 4 and 5, a gripping and holding device 4, as it is attached to the robot arm, is shown, which consists on the one hand of the holding part and on the other hand of the sensing device with which the position of a wound bobbin is determined. The holding part has a hood 22 with a carrier plate 23 with suction cups 28. Three rod sensors 24 connected via elastic elements 32 and a depth sensor 35 serve as the sensing device. To take over the outer thread end of the outer surface thread of the bobbin from the thread finding station, a suction pipe 25, which has an open end and runs parallel to the rod sensors, is arranged on the carrier plate 23. As a holding device for the thread bobbin, preferably three to eight suction cups 28 connected to a vacuum line 29 are arranged in a circle on the lower cover 26 of the retaining ring 27 of the hood 22. The entire device is connected to the swivel joint 31 of the robot arm 3 via the fastening flange 30. The suction cups 28 are operatively connected to the suction ring 27 of the hood 22.

Die mit der Tragplatte 23 verbundenen drei Stabfühler 24 sind z.B. durch den Einbau von gummielastischen Verbindungsteilen 32 minim beweglich und weisen an ihren freien Enden mindestens zwei Paare von zusammenwirkenden Sensoren 33 und 34 auf, d.h. je einen Sender mit dazugehörendem Empfänger, welche über Strahlen 33' und 34' miteinander in Wirkverbindung stehen und so je eine Lichtschranke bilden. The three rod sensors 24 connected to the support plate 23 are e.g. due to the installation of rubber-elastic connecting parts 32 minimally movable and have at their free ends at least two pairs of interacting sensors 33 and 34, i.e. one transmitter each with an associated receiver, which are operatively connected to one another via beams 33 'and 34' and thus each form a light barrier.

Der an der unteren Abdeckung 26 angeordnete Tiefenfühler 35 ist ein Reflexsensor, der gegen die Stirnfläche der aufzunehmenden Fadenspule 5 (Z-Richtung) gerichtet ist. The depth sensor 35 arranged on the lower cover 26 is a reflex sensor which is directed against the end face of the thread spool 5 to be accommodated (Z direction).

Die Arbeitsweise der Greif- und Halteeinrichtung 4 mit den Fühlern 24 und den Sensoren 33, 34, 35 ist folgende: The operation of the gripping and holding device 4 with the sensors 24 and the sensors 33, 34, 35 is as follows:

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Der Roboterarm 3 senkt die Greifeinrichtung 4 in den Bereich der Palette 7, in welcher sich in nicht genau festgelegter Lage bewickelte Fadenspulen 5 befinden sollen. Erfolgt das Absenken im Bereich einer vorhandenen Fadenspule, bewegt sich der Schwenkarm seitlich, bis er in einen Leerbereich gelangt. Hierauf bewegt der Schwenkarm die Fühleinrichtung in X-Richtung, bis sie durch eine Lichtschranke, d.h. einen der Sensorstrahlen 33' durch die Mantelfläche einer Fadenspule unterbrochen wird. Im Steuergerät wird dieses Signal gemeldet und registriert. Der Schwenkarm bewegt nun die Fühleinrichtung in die um 90° zur X-Richtung geschwenkte Y-Richtung, bis die andere Lichtschranke, d.h. der Sensorstrahl 34' durch die Mantelfläche der gleichen Fadenspule unterbrochen wird. Dieser Bewegungswechsel in X- und Y-Richtung erfolgt mehrmals, so dass sich die Fadenspule schlussendlich unterhalb der Fühleinrichtung, d.h. unterhalb der Haube 22 befindet. Bei diesen Bewegungen besteht die Möglichkeit, dass einer der Stabfühler gegen eine Fadenspule zu liegen kommt, was insofern keine Beschädigung zur Folge hat, als der mi-nim bewegliche Stabfühler geringfügig ohne Schaden ausweichen kann und dabei auch der Sensor anspricht. Nach der Zentrierung erfolgt ein weiteres Absenken der Fühleinrichtung, bis der Reflexsensor 35 die vorausbestimmte Tiefe anzeigt und die Saugnäpfe 28 auf der Stirnfläche der Fadenspule 5 aufliegen. The robot arm 3 lowers the gripping device 4 into the region of the pallet 7, in which thread spools 5 wound in a position which is not precisely defined are to be located. If the lowering takes place in the area of an existing thread spool, the swivel arm moves laterally until it reaches an empty area. The swivel arm then moves the sensing device in the X direction until it is blocked by a light barrier, i.e. one of the sensor beams 33 'is interrupted by the outer surface of a thread spool. This signal is reported and registered in the control unit. The swivel arm now moves the sensing device in the Y direction swiveled by 90 ° to the X direction until the other light barrier, i.e. the sensor beam 34 'is interrupted by the outer surface of the same thread spool. This change of movement in the X and Y directions takes place several times, so that the thread spool ultimately lies below the sensing device, i.e. is located below the hood 22. With these movements, there is the possibility that one of the rod sensors comes to lie against a thread spool, which does not result in any damage in that the movable rod sensor can move slightly without damage and the sensor also responds. After centering, the sensing device is lowered further until the reflex sensor 35 indicates the predetermined depth and the suction cups 28 rest on the end face of the thread spool 5.

Die Arbeitsweise der Gesamtanlage ist folgende: Über die Rollförderer 6 werden die auf Paletten 7 geladenen, bewickelten Fadenspulen 5 der Anlage bis in den Bereich B des Roboterarmes 3 zugeführt. Der Roboterarm 3 mit der angeschlossenen Greif-und Halteeinrichtung 4 mit den Stabfühlern 24 zentriert sich wie beschrieben nach der X- und Y-Richtung und dem Tiefenreflexsensor 35 über einer Fadenspule 5, ergreift diese über die Vakuum-Saugnäpfe 28 und transportiert sie zur Fadenfindstation 17, wo sie auf ein freies Feld abgestellt wird. Das Suchen des inneren und äusseren Fadenendes der Spule wird eingeleitet. In der Zwischenzeit entnimmt die Greifeinrichtung eine andere, bereits bearbeitete Fadenspule 5 aus dem benachbarten Feld, wobei die in der Station aufgefundenen Fadenenden getrennt, z.B. durch Ansaugen des äusseren Fadenendes im Saugrohr 25, unter Ausnützung der Saugwirkung aus dem Saugring 27 der Haube 22, übernommen werden. Nach dem Kippen der Fadenspule 5 mittels der Halteeinrichtung des Roboterarmes um ca. 90° wird diese mit ihrer Hülse 14 auf einen Dorn 13 des Zettelgatterwagens 10 geschoben, unter gleichzeitigem Einblasen des oder der Fadenenden in offene, den Dornen zugeordnete Schläuche oder Klemmen des Zettelgatterwagens. Der in der Fadenfindstation 17 aufgefundene äussere Faden kann vom Roboterarm direkt auf das Dornende ge-schlauft werden. Die Ausbildung kann so sein, dass allfällige noch auf den Dornen 13 des Zettelgatterwagens 10 verbleibende leere Hülsen 14 vom Roboter auf das Förderband 19 für leere Hülsen geschoben werden. Hierauf beginnt der beschriebene Zyklus des Roboters 2 von neuem. Spulen, bei denen eines der Fadenenden in der Fadenfindstation 17 The operation of the overall system is as follows: The roller bobbins 6 feed the wound bobbins 5 loaded on pallets 7 to the system into region B of the robot arm 3. The robot arm 3 with the connected gripping and holding device 4 with the rod sensors 24 centers, as described, according to the X and Y directions and the depth reflex sensor 35 over a thread spool 5, grips the latter via the vacuum suction cups 28 and transports them to the thread finding station 17 where it is placed in an empty space. The search for the inner and outer thread end of the bobbin is initiated. In the meantime, the gripping device takes another, already processed thread bobbin 5 from the adjacent field, the thread ends found in the station being separated, e.g. by sucking in the outer thread end in the suction tube 25, taking advantage of the suction effect from the suction ring 27 of the hood 22. After the thread reel 5 has been tilted by means of the holding device of the robot arm by approximately 90 °, the sleeve 14 is pushed with its sleeve 14 onto a mandrel 13 of the slip gate carriage 10, while at the same time blowing the thread end (s) into open hoses or clamps of the slip gate carriage assigned to the thorns. The outer thread found in the thread finding station 17 can be looped directly onto the end of the mandrel by the robot arm. The design can be such that any empty sleeves 14 still remaining on the mandrels 13 of the paper gate carriage 10 are pushed by the robot onto the conveyor belt 19 for empty sleeves. The cycle of robot 2 described then begins again. Bobbins with one of the thread ends in the thread finding station 17

nicht aufgefunden wurden, werden vom Roboterarm auf das Förderband 18 für Fadenspulen abgelegt. not found, are placed on the conveyor belt 18 for thread bobbins by the robot arm.

Je nach späterem Verwendungszweck der Fadenspulen können die Fadenenden statt gezielt abgelegt, direkt mit den Fadenenden einer vorhergehenden Spule bzw. der nachfolgenden Spule verknüpft werden. Depending on the later intended use of the thread bobbins, the thread ends can be linked directly to the thread ends of a previous bobbin or the subsequent bobbin instead of being deposited specifically.

Vom Roboter können noch weitere Arbeiten, z.B. Kontrolle des Verlaufes der Konizität der Fadenspule mittels Sensoren, Abheben der Kartonzwischenlagen auf den Paletten oder dgl., vorgenommen werden. Other tasks can be carried out by the robot, e.g. Check the course of the taper of the thread spool by means of sensors, lifting off the intermediate cardboard layers on the pallets or the like.

Claims

1.System with control unit for targeted handling during transport and placing a wound bobbin in a transport container, such as a transport box, pallet, bobbin creel or in a working machine, such as a thread search station, rewinding machine, weaving, winding or twisting machine using an industrial robot with a gripper and Holding device for a thread spool, characterized in that the arm (3) of the robot (2) near the gripping and holding device (4) has a sensing device (24, 35) with sensors (33, 34, 35) for locating the spool (5 ) and for scanning the tray for the coils.

2. System according to claim 1, characterized in that the system in the swivel range (B) of the arm (3) of the robot (2) is assigned a thread search station (17).

3. Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the sensing device has at least two, preferably three spaced-apart, preferably slightly movable in the device arranged rod sensors (24), each of which has an electronic sensor pair (33 , 34), namely a transmitter and a receiver that interacts with it and is arranged on the adjacent rod sensor (24).

4. Installation according to one of claims 1 to 3 with three rod sensors (24) and two pairs of sensors (33, 34), characterized in that the central rod sensor has a first, with a receiver of an adjacent rod sensor and a second, with a receiver of another has adjacent rod sensor cooperating transmitter.

5. Plant according to claim 4, characterized in that the beams (33 ', 34') of the two pairs of sensors (33, 34) extend at an angle of approximately 90 ° to each other.

6. System according to one of claims 3 to 5, characterized in that the distance to the coil center of the beams interacting via the sensors (33 ', 34') is smaller than the outside diameter of the bobbins wound with thread, for handling the gripper is determined.

7. Plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that parallel to the rod sensors (24) an open at the lower end tube (25) for sucking a thread end of the thread spool and in or outside the gripping and holding device (4) for the thread spool on this

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device acting blowing or vacuum system (29) is arranged.

8. Installation according to claim 7, characterized in that a sensor is arranged in the tube (25), which detects the penetration of a thread end up to a predetermined length and reports the control unit (20) of the installation.

9. System according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sensing device (24) has a depth sensor (35) which is directed parallel to the rod sensors and is arranged in the interior of the rod sensor and has a distance sensor which is directed away from the sensor device.

10. Plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that the gripping and holding device (4) is equipped with at least one, preferably three to eight suction cups (28) directed away from it, the thread spools being raised on their upper end face .

11. Plant according to one of claims 1 to 10, characterized in that the gripping and holding device for a fully wound bobbin is combined with a gripper for an empty bobbin tube.

12. A method for operating a system according to one of claims 1 to 11, with an industrial robot, characterized in that

the spool is gripped in the spool transport container by means of the gripping and holding device,

- possibly searching for and securing the free thread end in the thread search station,

the thread spool is placed on a predetermined parking space of a processing machine or on a mandrel of a preparation device,

- The free end is passed to a thread holder of the parking space.

13. The method according to claim 12, characterized in that the detection of the thread spool in an undefined position in the bobbin container is preceded by a search process, the sensor device assigned to the gripping device being lowered with three rod sensors equipped with two sensor pairs each to a predetermined height of the thread spools and then is linearly shifted in the X direction until the beam from one sensor pair reports a thread spool, whereupon the robot moves the gripping device in the Y direction until the beam from the other sensor pair also reports a thread spool in its area, whereupon the process in X- and the Y direction is repeated until both beams simultaneously report the presence of a thread spool, the gripping and holding device is practically centrally above the thread spool and the gripping and holding device can be lowered until the depth sensor acting in the Z direction Report the end face of the bobbin t.

14. The method according to claim 12 or 13, characterized in that the gripper of the robot sucks the thread spool.

15. The method according to claim 14, characterized in that the robot feeds the thread spool to a thread search station, whereupon the latter searches for the outer, possibly also the inner thread end, and that when the thread spool is detected again by the robot, the thread ends are blown into the hollow rod sensor or from be sucked in.

16. The method according to claim 14 or 15, characterized in that the industrial robot moves in terms of control to a processing machine to be equipped with thread bobbins or to a storage rack and deposits the thread bobbin at the predetermined location, transferring the thread end or the thread ends to the corresponding thread holder .

17. The method according to claim 16, characterized in that the arm of the industrial robot links the thread end of the wound thread spool transported and deposited on a processing machine with the thread end of the thread spool already working on the processing machine.

18. The method according to claim 17, characterized in that the rod sensor senses the location of the following wound bobbin and removes any existing empty bobbin tube.

19. The method according to any one of claims 12 to

18, characterized in that if the end of the thread of the wound thread spool is not found, the industrial robot removes the thread spool from the thread search station and exits as a reject.

20. The method according to any one of claims 12 to

19, characterized in that the control of the industrial robot, the monitoring of the entire workflow, reporting any discrepancies in the working area of the robot, such as not finding the thread end, separation of unprocessed bobbins, malfunctions in the systems, missing material or missing instructions in relation to the Further processing, incorrect position of the full bobbins, e.g. wrong outer taper or wrong coil sleeve, takes over.

21. The method according to claim 20, characterized in that before the detection of a new wound bobbin or after placing the same, the sleeve of a previously placed, now empty bobbin is removed from a gripping and holding arrangement of the robot.

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