CH684007A5 - Verfahren und Vorrichtung zum Einführen eines Materialbandes in eine Textilmaschine. - Google Patents

Description

1

CH 684 007 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Einführen eines Materialbandes in eine Textilmaschine, wobei das Band im Bereiche eines Textilmaterialbehälters in einem auf einem Servicefahrzeug angeordneten Bandgreifer festgelegt ist, zum Einführen das Servicefahrzeug in eine festgelegte Übergabeposition gebracht, der Bandgreifer in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verfahren und positioniert, und das Band in eine Zuführeinrichtung an der Textilmaschine eingelegt und übergeben wird sowie eine Vorrichtung zum Einführen eines Materialbandes in eine Textilmaschine mit einem auf einem Servicefahrzeug angeordneten Bandgreifer sowie einer Handlingeinrichtung zum Bewegen des Bandgreifers und an der Textilmaschine angeordneten Bandzuführeinrichtungen.

Beim Betrieb von Textilmaschinen, zum Beispiel Spinnmaschinen, werden laufend Textilmaterialbe-hälter gefüllt und entleert. Das Textilmaterial liegt dabei zumeist in der Form eines Fasermaterialbandes vor. Wird an einer derartigen Textilmaschine ein leerer Materialbehälter durch einen vollen ersetzt, so muss der Anfang des Faserbandes in die Textilmaschine eingeführt und an die Transportmittel dieser Textilmaschine übergeben werden. Dieser Vorgang kann manuell durchgeführt werden, erfolgt jedoch bei modernen Textilmaschinen automatisch mit entsprechenden Hilfseinrichtungen.

Aus der europäischen Patentanmeldung, Publikation Nr. 301 330 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, welche bei Vorwerken zu Spinnereimaschinen, insbesondere Strecken, eingesetzt werden soll. Diese Vorrichtung besteht aus einem Servicefahrzeug in der Form eines verfahrbaren Wagens, welcher an Hochschienen aufgehängt ist. Der Wagen verfügt über einen stationären Teil und einen drehbaren Teil, wobei am drehbaren Teil ein Greifer zur Erfassung eines Faserbandes angeordnet ist. Dieser Greifer kann vertikal abgesenkt oder angehoben werden und ist um eine Achse in einer vertikalen Ebene schwenkbar. Der ganze Greifer mit den zugehörigen Hub- und Schwenkeinrichtungen ist zudem mit dem drehbaren Teil des verfahrbaren Wagens um eine vertikale Achse rotierbar. Muss an einer Strecke ein leerer Behälter durch einen mit Materialband gefüllten Behälter ersetzt werden, so wird der volle Behälter in eine Vorbereitungsposition zum Wechseln gebracht und der Wagen mit dem Greifer über diesen vollen Behälter gefahren, so dass die Vertikalachse des Wagens und diejenige des Behälters übereinstimmen. Der Greifer am verfahrbaren Wagen wird nun abgesenkt und um den Mantel des Materialbehälters rotiert. Am Greifer sind Sensoren angeordnet, welche ein am Aussen-mantel des vollen Behälters herabhängendes Materialbandende feststellen können und den Greifvorgang zum Erfassen dieses Materialbandes steuern. Das Materialband wird vom Greifer erfasst, dieser nach oben gefahren und dann über einen Zuführtisch an der Strecke verschwenkt. Durch Verfahren des Wagens entlang der Führungsschienen wird das Band über den Zuführtisch gezogen und über das Ende des vorhergehenden Bandes in der Maschine gelegt. Hier wird nun das Materialband vom Greifer freigegeben und von der Strecke zur weiteren Verarbeitung übernommen. Die beschriebene Einrichtung benötigt für die Ausführung der notwendigen Schwenkbewegungen des Greifers mit dem Materialband und das Verfahren über den Zuführtisch, welcher die Zuführeinrichtung der Strecke beinhaltet, viel Platz. Der verfahrbare Wagen muss genau positioniert werden, da sonst die Gefahr besteht, dass bei den Schwenk- und Bewegungsvorgängen des Greifers Einrichtungen im Bereiche des Zuführtisches an der Strecke beschädigt werden oder die Übergabe des Materialbandes an den Zuführtisch gestört wird. Die genaue Positionierung des verfahrbaren Wagens ist schwierig und bedarf eines entsprechenden Aufwandes. Da die Positionierung des Greifers über dem Zuführtisch ungenau ist, müssen das Ende des alten Bandes und der Anfang des neuen Bandes ziemlich weit überlappt werden, um einen sicheren Anschluss der beiden Bandenden und ein Mitnehmen zu gewährleisten. Dadurch entstehen bei der nachfolgenden Verarbeitung relativ grosse Fehlerstellen, welche zu einem erhöhten Ausschluss führen. Bei einer Vielzahl von Zuführeinrichtungen, bzw. Zuführtischen für Materialbänder an Strecken müssen bei Verwendung dieser Vorrichtung zwischen den einzelnen Zuführeinrichtungen grosse Abstände in Kauf genommen werden. Dies hat einen entsprechend grösseren Bauaufwand für die Strecken, bzw. Vorwerke zur Folge.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Einführen eines Materialbandes in eine Textilmaschine zu schaffen, welche das Einführen eines Bandendes auf sehr engem Raum und in eine genaue Band-Übergabeposition ermöglichen, bei welchen die genaue Positionierung des Bandgreifers mit dem Bandende nicht durch das Servicefahrzeug, sondern im Bereiche der Zuführeinrichtung an der Textilmaschine erfolgen, und bei welchen das Einführen und das Positionieren des Bandendes in der Zuführeinrichtung mit geringer Kraft erfolgt.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfin-dungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale dieses Patentanspruches und bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6 nach den kennzeichnenden Merkmalen dieses Patentanspruches 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nach den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung werden verschiedene Vorteile erzielt. Das Einführen und die Positionierung des Anfanges des Materialbandes, bzw. des Bandgreifers mit dem Bandanfang an der Zuführeinrichtung der Textilmaschine erfolgt in mehreren Stufen, wobei die zuerst bewegten schweren Elemente relativ grob und ungenau positioniert werden und für die anschliessende Feinpositionierung nur noch leichte Elemente bewegt werden müssen. Die Bewegung der leicht gebauten Feinpositionierelemente benötigt wenig Kraft. Infoige der kleinen bewegten Massen beim Einfahren des Materialbandes in die

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 684 007 A5

4

Textilmaschine lassen sich höhere Geschwindigkeiten bei gleichzeitig höherer Genauigkeit erreichen. Beim Auswechseln eines Textilmaterialbehälters mittels des Servicefahrzeuges wird das Servicefahrzeug in eine Wechselposition an der Textilmaschine gefahren und dort mit üblichen Mitteln, zum Beispiel Magnetsensoren und Markierungen, positioniert. Dabei sind Abweichungen von der Idealposition von einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern zulässig. Der auf dem Servicefahrzeug angeordnete und mit einer Handlingeinrichtung verbundene und bewegbare Bandgreifer wird nun mit Hilfe der Handlingeinrichtung, bzw. von Servosystemen, mit dem Bandanfang in eine von der Handlingsteuerung vorgegebene Ausgangsposition gebracht. Diese Ausgangsposition befindet sich an einer Stelle der Textilmaschine, an welcher freier Raum für das Einfahren in die Maschine vorhanden ist und welche sich im Bereiche der Zuführeinrichtung für das Materialband zur Textilmaschine befindet. Da für die Positionierung des Bandgreifers in dieser Ausgangsposition nicht mehr das ganze Servicefahrzeug, sondern nur noch die Handlingeinrichtung bewegt werden muss, lässt sich diese Positionierung mit geringerem Aufwand bereits wesentlich genauer ausführen. Da die Antriebe kleiner und schwächer ausgebildet sind ist auch die Gefahr von Beschädigungen wesentlich geringer, wenn wider Erwarten durch eine Fehlmanipulation ein Kontakt zwischen Textilmaschine und Handlingeinrichtungen erfolgt. Je nach Ausstattung ermöglicht die Handlingeinrichtung Bewegungen des Bandgreifers in allen drei Ebenen, d.h. im gesamten Raum, und mit einer entsprechenden Steuerung können verschiedene Ausgangspositionen angefahren werden. Diese Ausgangspositionen sind abhängig von der Art und der Konstruktion der Textilmaschine, in welche der Anfang eines Materialbandes automatisch eingeführt werden soll. Mit dem beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung kann somit bei unterschiedlichen Textilmaschinen ein Materialband automatisch eingeführt werden, indem der Handlingsteuerung entsprechende Steuerprogramme für verschiedene Ausgangspositionen vorgegeben werden. Aus der Ausgangsposition wird nun der Bandgreifer mit Hilfe eines ersten Bewe-gungssystemes eines Servosystemes entlang einer horizontalen oder vertikalen Positionierachse an einen Anschlag an der Zuführeinrichtung der Textilmaschine herangefahren. Sobald dieser Anschlag erreicht ist, wird die Bewegung unterbrochen und mit Hilfe eines zweiten Bewegungssystemes der Bandgreifer in einer Ebene etwa rechtwinklig zur Positionierachse des ersten Bewegungssystemes verschoben. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Lösung, bei welcher der Bandgreifer mit den zugehörigen Bewegungseinrichtungen nach Erreichen des Anschlages geringfügig so weit von diesem Anschlag wieder zurückgefahren wird, bis er lose anliegt und keine störenden Kräfte mehr wirken. Das Zurückfahren kann in einem Bereiche von Null bis einigen Millimetern liegen. Dieser Vorgang entlastet die zur Ausführung der Bewegungen notwendigen Servosysteme von unnötigen Kräften und erhöht deren Genauigkeit bei der Ausführung von Bewegungen und deren Lebensdauer.

Beim Verschieben des Bandgreifers in der etwa rechtwinklig zur Positionierachse des ersten Bewegungssystemes liegenden Ebene wird ein am Bandgreifer angeordnetes Führungselement durch mindestens eine an der Zuführeinrichtung der Textilmaschine angeordnete Führungseinrichtung erfasst. Diese Führungseinrichtung übernimmt die genaue Positionierung des Bandgreifers, wobei als Führungseinrichtung mechanische, optische oder andere bekannte Führungsmittel einsetzbar sind. Als besonders zweckmässig erweist sich eine mechanische Führungseinrichtung in Form einer Führungskulisse mit einem konvergierenden Einlaufbereich für das Führungselement am Bandgreifer. Der konvergierende Einlaufbereich der Kulisse wird dabei an die Ausgangsposition der Bandgreiferbewegung in der Textilmaschine angrenzend angeordnet. Da der Einlaufbereich konvergiert, ist auch für die Ausgangsposition noch eine Streuung zulässig, da die genaue Positionierung während des Bewegens entlang der Führungskulisse erfolgt. Die Führungskulisse kann als Führung in horizontaler oder vertikaler Richtung oder gleichzeitig in beiden Richtungen wirken. Mit Hilfe des Führungselementes und der Führungseinrichtung wird nun nur noch der vordere Teil des mit dem Bandgreifer verbundenen Greifarmes bewegt, welcher eine kleine Masse aufweist und damit geringe Bewegungskräfte erfordert. Beim Verschieben des Bandgreifers mit dem Materialband entlang der Führungseinrichtung wird der Anfang des Materialbandes genau positioniert und kann an einer ganz genau festgelegten Stelle der sogenannten Band-Abgabeposition freigegeben und an die Zuführeinrichtung der Textilmaschine übergeben werden. Dies ermöglicht ein rasches und genau positioniertes Übergeben des Anfanges des Materialbandes an die Zuführeinrichtungen an der Textilmaschine, so dass bei der nachfolgenden Verarbeitung des Materialbandes nur ein minimaler Ausschuss infolge der Fehlerstellen entsteht.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, indem die Antriebselemente der Bewegungs-, bzw. Servosysteme als Signal- und Positionsgeber verwendet werden. Es sind deshalb keine zusätzlichen Sensoren, zum Beispiel für das Feststellen des Anfahrens an den Anschlag der Zuführeinrichtung notwendig, was zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit und einer Reduktion des Aufwandes führt. Zur Kontrolle der Bewegungen der Bewegungs-, bzw. Servosysteme sind auf deren Achsen Wegmesseinrichtungen oder sogenannte Inkrementalgeber angeordnet, welche der Steuerung und Kontrolle der Bewegungen dienen. Beim Heranfahren an den Anschlag der Zuführeinrichtung werden mit diesem Geber die Bewegungsdifferenzen der Achse pro Zeiteinheit ermittelt und das Anfahren an den Anschlag festgestellt, da in diesem Moment die Bewegung stillsteht und der Geber keine Signale mehr abgibt. Es lassen sich somit in einfacher Weise die bereits vorhandenen Mittel des Servosystemes zur Feststellung der Anschlagsposition verwenden. Für den bei Erreichen des Anschlages vorgeschlagenen Entlastungsvorgang werden ebenfalls vorteilhafterweise die im Bewegungs-, bzw. Servosystem bereits vorhandenen Mittel eingesetzt. In der Ausgangsposition des

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 684 007 A5

6

Bandgreifers wird festgestellt, welche Kraft notwendig ist um das erste Bewegungssystem in der Ausgangsposition schwebend zu halten. In diesem Schwebezustand fliesst ein konstanter Strom durch den Servomotor. Dieser Zustand kann mit geeigneten Messmitteln ermittelt und von der Steuerung er-fasst werden. Der Messwert für den Schwebezustand des ersten Bewegungssystemes mit dem Bandgreifer und dem Anfang des Materialbandes wird gespeichert und ais Referenzwert verwendet. Abhängig von der gewünschten Bewegungsrichtung wird nun dem Bewegungs-, bzw. Servosystem in bekannter Weise ein erhöhter oder reduzierter Strom- oder Spannungswert zugeordnet, so dass der Bandgreifer entlang einer horizontalen oder vertikalen Positionierachse in Richtung des Anschlages an der Zuführeinrichtung verfährt bis er diesen erreicht hat. Bei Erreichen des Anschlages, was über den Inkrementalgeber festgestellt wird, werden Strom- und Spannungswert wieder auf den Referenzwert für die Haltekraft gestellt und diese Position gehalten. Zur Entlastung des Anschlages von unerwünschten Kräften ist es zweckmässig, dem Motor kurzfristig einen höheren oder tieferen Strom zuzuführen als dem Referenzwert für den Schwebezustand entspricht. Ob ein höherer oder tieferer Wert notwendig ist, ist wiederum von der gewünschten Bewegungsrichtung abhängig, welche vom Anschlag weg gerichtet sein soll. Dadurch wird das erste Bewegungs-, bzw. Servosystem mit dem Bandgreifer wieder vom Anschlag weggefahren und zwar so weit, dass keine unerwünschten Kräfte mehr auftreten. Je nach Ausgestaltung der Einrichtung liegt die Rückführung im Bereiche von Null bis einigen Millimetern. Bei Erreichen dieses Zustandes wird dem ersten Servosystem über die Steuerung wieder der Referenzwert des Schwebezustandes vorgegeben, so dass der Bandgreifer mit Hilfe des ersten Bewegungs-, bzw. Servosystemes in dieser Position gehalten wird. Mit Hilfe des zweiten Bewegungssystemes können nun die gewünschten Verschiebebewegungen in einer zur Positionierachse etwa rechtwinkligen Ebene erfolgen, ohne dass unerwünschte Kräfte auftreten, wodurch eine hohe Positioniergenauigkeit des Bandgreifers erreicht wird. Bei dieser Art des Steuerverfahrens lassen sich die Anfahrkräfte an die Anschläge genau bemessen und auf ein Minimum reduzieren. Dies schützt die automatische Einführeinrichtung vor Beschädigungen und daraus resultierenden Störungen des gesamten Verfahrens.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines Servicewagens mit der Handlingeinrichtung in der Übergabeposition für das Materialband an einer Textilmaschine in schemati-scher Darstellung

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Bandgreifer und das Führungselement an der Textilmaschine

Fig. 3 einen Servicewagen mit einem Bandgreifer und mehreren Führungseinrichtungen im Bereiche der Zuführeinrichtung der Textilmaschine.

Fig. 1 zeigt einen Servicewagen 1, welcher aus einem fahrerlosen Transportfahrzeug besteht. Dieser Servicewagen 1 verfährt automatisch entlang einer Fahrspur 40, in welche Positions- und Richtungsmarkierungen 41 eingebaut sind. Auf dem Servicefahrzeug befindet sich mindestens eine Ab-stellfläche 42 für Textilmaterialbehälter 4. Das Servicefahrzeug 1 ist mit einer Handlingeinrichtung 3 ausgerüstet, mit weicher als erstes Textilmaterialbehälter 4 vom Servicewagen 1 in eine Textilmaschine, zum Beispiel eine Strecke 2, und umgekehrt verschoben werden können und als zweites ein Textilmaterialband 5 gesucht und erfasst und anschliessend automatisch in die Strecke 2 eingeführt werden kann. Die Einrichtungen für das Handhaben der Textilmaterialbehälter 4 sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Die Textilmaschine, bzw. Strecke 2, weist eine Zuführeinrichtung 7 auf, mittels welcher das Textilmaterialband 5 aus dem Textilmaterialbehälter 4 abgezogen und in die Maschine 2 eingeführt wird. Bei Textilmaschinen 2 dieser Art sind eine Vielzahl von Textilmaterialbe-hältern 4 und entsprechenden Zuführeinrichtungen 7 für Textilmaterialbänder 5 vorhanden. Die Zuführeinrichtung 7 besteht im dargestellten Beispiel aus einem Förderband, wobei über dem Anfang eine an einer Wippe 24 gelagerte Klemme 23 mit einem Betätigungselement 25 angeordnet ist. Zwischen dieser Klemme 23 und dem Förderband der Zuführeinrichtung 7 wird das Textilmaterialband 5 geführt und gefördert. Neben jeder Zuführeinrichtung 7 ist eine Führungseinrichtung 19 in der Form einer mechanischen Kulisse angeordnet, wobei diese Führungseinrichtung 19 die genaue Übergabeposition zum Einführen des Materialbandes 5 in die Zuführeinrichtung 7 bestimmt.

Die Handlingeinrichtung 3 ist mit einem schwenkbaren Arm 8 versehen, welcher ein Gelenk 11 und zwei Glieder 9, 10 aufweist. Dieser schwenkbare Arm 8 ist am Ende 12 drehbar gelagert und am anderen Ende 13 mit einem ersten Bewegungssystem, bzw. Servosystem 14 und einem zweiten Bewegungssystem 16 in der Form eines Greifarmes 39 verbunden. Das Servosystem 14 und damit der Greifarm 39 sind um die Achse 26 am Ende 13 des schwenkbaren Armes 8 verschwenkbar. Das Servosystem 14 weist eine vertikale Positionierachse 15 und in bekannter Weise eine Linearführung 27 und entsprechende nicht dargestellte Befehlsgeber, Regeleinrichtungen und Antriebseinheiten auf. Am oberen Ende der Linearführung 27 des Servosystemes 14 ist der Greifarm 39 befestigt, welcher ein bewegliches freies Ende 17 mit dem Bandgreifer 6 aufweist.

Das Servosystem 14 ermöglicht ein Verschieben des Greifarmes 39 in Richtung der Pfeile 28, so dass der Greifarm 39 und damit der Bandgreifer 6 in die Ebenen 29, bzw. 30, gebracht werden können. Das freie Ende 17 des Greifarmes 39 ist in dessen hinterem Teil teleskopartig geführt und ist gegen die Kraft einer nicht dargestellten Axialfeder in Richtung der Pfeile 31 verschiebbar. Die Verschiebebewegung des freien Endes 17 des Greifarmes 39 wird dabei durch ein Führungselement 18 in der Form einer Führungsrolle erzeugt, wenn die-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4

7

CH 684 007 A5

8

se Führungsrolle 18 am Führungsteil 22 der Führungseinrichtung 19 anliegt. Die Führungseinrichtung 19 verfügt zusätzlich noch über das Auflageteil 21, dessen obere Fläche einen Anschlag 32 bildet. Dieser Anschlag 32 bestimmt die Übergabeposition für das erste Bewegungssystem 14 in Richtung der Achse 15.

In Fig. 2 ist die Vorrichtung zum Einführen des Materialbandes 5 in die Zuführeinrichtung 7 der Textilmaschine in vereinfachter Form dargestellt, wobei verschiedene Elemente zur besseren Übersichtlichkeit weggelassen wurden. Die Handlingeinrichtung 3 ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, auf dem Servicewagen 1 angeordnet, und der schwenkbare Arm 8 ist in Richtung der Pfeile 33 verschwenkbar. Die Glieder 9 und 10 des schwenkbaren Armes 8 sind am Gelenk 11 gegeneinander in Richtung der Pfeile 34 schwenkbar. Das Bewegungssystem 14 mit dem Greifarm 39 ist am Ende 13 des Gliedes 9 gelagert und um die Achse 26 in Richtung der Pfeile 35 schwenkbar. Am freien Ende 17 des durch den Greifarm 39 gebildeten Bewegungssystemes 16 befindet sich der Bandgreifer 6, in welchem der Anfang eines Materialbandes 5 festgeklemmt ist. Dieser Bandgreifer 6 ist im freien Ende 17 des Greifarmes 39 gelagert und mit nicht dargestellten Betätigungs- und Antriebsmitteln verbunden. In der in Fig. 2 dargestellten Position befindet sich der Greifarm 39 mit dem Bandgreifer 6 und dem Materialband 5 in der Ausgangsposition, und zwar abgesenkt in der Ebene 29. In diese Ausgangsposition wird der Bandgreifer 6 mit Hilfe aller beweglichen und steuerbaren Elemente, bzw. den Servosyste-men, der Handlingeinrichtung 3 gebracht. Die unterhalb des freien Endes 17 angebrachte Führungsrolle 18 befindet sich dabei in einem gegen die Zuführeinrichtung 7 konvergierenden Einlaufbereich 20 der Führungseinrichtung, bzw. der Kulisse 19. Diese Führungseinrichtung 19 ist an der Textilmaschine 2 abgestützt. Wird der Greifarm 39 in der richtigen Horizontalebene 29 um die Achse 26 in Richtung der Zuführeinrichtung 7 verschwenkt, so wird der Bandgreifer 6 und damit auch die Führungsrolle 18 in dieser Richtung verschoben. Dabei wird das durch die Führungsrolle 18 gebildete Führungselement durch die Führungseinrichtung 19 erfasst, indem die Führungsrolle 18 an das Führungsteil 22 heranbewegt und von diesem geführt wird. Dadurch wird das freie Ende 17 mit dem Bandgreifer 6 in Richtung der Pfeile 31 in der Teleskopführung des Greifarmes 39 verschoben und in die richtige Übergabeposition für das Materialband 5 gebracht. Diese Übergabeposition befindet sich etwa im Bereiche der Achse 36. Am Beginn der Zuführeinrichtung 7 befindet sich die Klemme 23, welche über die Wippe 24 um die Lagerung 38 schwenkbar ist. An einem Ende der Klemme 23 ist ein Betätigungselement 25 angeordnet, welches mit der oberen Fläche 37 des freien Endes 17 des Greifarmes 39 zusammenwirkt, wodurch die Klemme 23 von der Oberfläche der Zuführeinrichtung 7 abgehoben wird. Beim Durchlaufen des Greifarmes 39 durch den Bereich der Achse 36 wird das Materialband 5 zwischen die Oberfläche der Zuführeinrichtung 7 und die Klemme 23 eingelegt und anschliessend vom

Bandgreifer 6 freigegeben. Im weiteren wird es in bekannter Weise von der Zuführeinrichtung 7 in die Textilmaschine 2 eingebracht.

Das automatische Einführen des Textilmaterial-bandes 5 in die Textilmaschine, bzw. Strecke 2, erfolgt in der Weise, dass mit Hilfe des Schwenkarmes 8 und des Greifarmes 39 zuerst der Anfang des Materialbandes 5 gesucht wird. Dieser Suchvorgang erfolgt im dargestellten Beispiel an einem vollen Textilmaterialbehälter 4, welcher sich auf dem Servicefahrzeug 1 befindet. Dazu ist der Textilmaterialbehälter auf dem Servicefahrzeug 1 drehbar gelagert und/ oder der Bandgreifer 6 ist mit Hilfe der Handlingeinrichtung 3 um den Mantel des Textilmaterialbehälters 4 verfahrbar. Zum Suchen und Ermitteln des Anfanges des Materialbandes 5, welches am Mantel eines vollen Textilmaterialbehälters 4 herunterhängt, sind im Bereiche des Bandgreifers 6 nicht dargestellte Sensoren angeordnet. Sobald der Anfang des Materialbandes 5 festgestellt ist, wird dieser mittels des Bandgreifers 6 festgeklemmt und der Bandgreifer 6 mit dem erfassten Materialband 5 mit Hilfe der Handlingeinrichtung 3 in eine Warteposition gebracht. Dieser Vorgang kann während des Verfahrens des Servicefahrzeuges 1 entlang der Fahrspur 40 oder in einer Warteposition oder in der in Fig. 1 dargestellten Übergabeposition erfolgen. Erhält das Servicefahrzeug 1 einen Steuerbefehl um an einer bestimmten Stelle einer Textilmaschine 2 einen leeren Textilmaterialbehälter 4 durch einen vollen auszutauschen und den Anfang des neuen Textiimaterialbandes 5 in die entsprechende Zuführeinrichtung 7 einzuführen, so wird das Servicefahrzeug 1 in die durch eine Positionsmarkierung 41 gekennzeichnete Übergabeposition gebracht. Diese Positionierung des Servicefahrzeuges 1 kann relativ ungenau sein, wobei je nach gewähltem Sensor- und Steuersystem eine Positioniergenauigkeit zwischen einigen Zentimetern und einigen Millimetern erreichbar ist. Nach dem Anhalten des Servicefahrzeuges 1 in dieser Übergabeposition wird der Bandgreifer 6 mit dem Anfang des Materialbandes 5 durch Ansteuern der Servosysteme der Handlingeinrichtung 3 in die Ausgangsposition ausserhalb der Zuführeinrichtung 7 gebracht. Diese Ausgangsposition liegt dabei in einer Ebene 30, welche über der Zuführeinrichtung 7 verläuft. Abhängig von den Platzverhältnissen und der Ausgestaltung der Textilmaschine, bzw. der Zuführeinrichtung 7 kann die Ausgangsposition auch in einer Ebene liegen, welche unterhalb der Zuführeinrichtung 7 verläuft. Die nachfolgend beschriebenen Bewegungsvorgänge verlaufen dann sinngemäss umgekehrt. In dieser Ausgangsposition wird am ersten Bewegungssystem, bzw. am Servosystem 14 der Strombedarf des Antriebsmotores ermittelt, welcher notwendig ist, um den Greifarm 39 mit dem ersten Servosystem 14 in einer Schwebeposition zu halten. Mit dem zugehörigen Steuer- und Messsystem wird ein dieser Haltekraft entsprechender Wert ermittelt und abgespeichert. Dieser beträgt im dargestellten Beispiel zum Beispiel 80. Nun wird der Steuerwert beispielsweise auf den Wert 78 reduziert, wodurch sich der Greifarm 39 entlang der Positionierachse 15 nach unten bewegt. Diese Bewegung wird fortgesetzt, bis der Greifarm 39 am Anschlag 32 des Auflageteiles 21

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

9

CH 684 007 A5

10

der Führungseinrichtung 19 anstösst. Während des ganzen Bewegungsvorganges des Greifarmes 39 entlang der Positionierachse 15 wird die Bewegung über einen Inkrementaigeber überwacht. Sobald dieser Geber keine Signale mehr abgibt, erkennt die Steuerung das Erreichen des Anschlages 32 und erhöht den Steuerwert kurzzeitig, zum Beispiel auf den Wert 82, wodurch der Greifarm 39 wieder nach oben bewegt wird. Je nach Schaltgeschwindigkeit und Masse der bewegten Einrichtung wird dieser erhöhte Steuerwert für einen Bruchteil einer Sekunde oder mehrere Sekunden aufrechterhalten. Anschliessend wird der Steuerwert wieder auf den im Schwebezustand ermittelten Wert 80 zurückgestellt, so dass der Greifarm 39 in der Ebene 29 stehen bleibt, jedoch nicht direkt auf dem Anschlag 32 des Auflageteiles

21 aufliegt. In diesem Schwebezustand lässt sich der Greifarm 39 und damit der Bandgreifer 6 mittels eines zweiten Bewegungssystemes in der Ebene 29 leicht verschieben. Dieses Verschieben des Bandgreifers 6 kann durch Bewegen des schwenkbaren Armes 8 und/oder durch Schwenken des Greifarmes 39 um die Achse 26 erfolgen.

Um die zu bewegende Masse möglichst klein zu halten, wird im beschriebenen Beispiel mit Hilfe eines zweiten Bewegungs-, bzw. Servosystemes 16 nur der Greifarm 39 um die Achse 26 verschwenkt und die Glieder 9 und 10 des schwenkbaren Armes 8 in ihren der Ausgangsposition zugeordneten Positionen gehalten. Durch das Verschwenken des Greifarmes 39 wird die Führungsrolle 18 durch den konvergierenden Einlaufbereich 20 der Führungseinrichtung 19 an das Führungsteil 22 herangeführt. Die Führungsrolle 18 liegt am Führungsteil 22 an, bevor der Bandgreifer 6 in die Zuführeinrichtung 7 der Textilmaschine 2 einläuft. Da der Führungsteii

22 als Führungskulisse dient, wird die Führungsrolle 18 durch mechanische Führung in die richtige Übergabeposition geführt. Die genaue Positionierung des Bandgreifers 6 und damit des Anfanges des Materialbandes 5 in der Zuführeinrichtung 7 erfolgt somit durch an der Textilmaschine 2 befestigte Mittel und nicht durch die mit der Handlingeinrichtung 3 verbundenen Bewegungs-, bzw. Servosysteme. Diese Servosysteme dienen nur zur Ausführung der Ausgangsbewegungen und zur Unterstützung der genauen Positionierbewegungen. Da die Positionierung des Bandgreifers 6 in der Ausgangsposition in der Ebene 30 noch im Bereiche von einigen Millimetern streuen darf, kann diese Ausgangsposition rasch angefahren werden trotzdem die zu bewegenden Massen noch grösser sind. Für die nachfolgende genaue Positionierung mit Hilfe des als Kulisse wirkenden Führungsteiles 22 und der Führungsrolle 18 müssen nur noch kleine Massen bewegt werden, wodurch diese Bewegung rasch und sehr genau erfolgen kann. Die einzelnen Bewegungs- und Servoantriebe können somit in optimaler Weise auf die Bedürfnisse abgestimmt werden, und die Störungsanfälligkeit wird auf ein Minimum reduziert.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Beispiel dargestellt, bei welchem die Positionierachse 15 des ersten Be-wegungs-, bzw. Servosystemes in einer Vertikalebene auch vertikal angeordnet ist. Dementsprechend bewirkt das zweite Bewegungs-, bzw. Servosystem ein Verschwenken des Bandgreifers 6 um die Achse 26 in der Horizontalebene 29. Die ganze Einrichtung kann jedoch auch so ausgebildet sein, dass die Positionierachse des ersten Bewegungs-, bzw. Servosystemes in einer Vertikalebene horizontal angeordnet ist und entsprechend der Bandgreifer 6 durch das zweite Bewegungs-, bzw. Servosystem etwa in einer Vertikalebene bewegt und das Materialband 5 in der entsprechenden Ebene in die Zuführeinrichtung 7 der Textilmaschine 2 eingelegt wird. Da die meisten Textilmaschinen horizontal angeordnete Zuführeinrichtungen 7 aufweisen, ist in den Fig. 1 und 2 diese bevorzugte Ausführungsform beschrieben.

Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung besteht aus einem Servicefahrzeug 1, einer Handlingeinrichtung 3 und einem schwenkbaren Arm 8, wie sie bereits bei den Fig. 1 und 2 beschrieben wurden. Am freien Ende 13 des schwenkbaren Armes 8 ist ein erstes Bewegungssystem 44 befestigt, welches aus einer Teleskopführung besteht. Das obere Teil 49 dieser Teleskopführung ist in Richtung der Pfeile 48 bewegbar, und zwar gegen die Kraft einer Feder 45. Am oberen Teil 49 ist einerseits ein zweites Bewegungssystem 46 gelagert, welches aus einer Teleskopführung 51 und dem Bandgreifer 6 besteht. Der Bandgreifer 6 ist in der Teleskopführung 51 abgestützt und in Richtung der Pfeile 52 gegen die Kraft einer Feder 47 bewegbar. Wie bereits früher beschrieben, ist am Bandgreifer 6 das in die Textilmaschine 2 einzuführende Ende des Materialbandes 5 festgelegt. Am Bandgreifer 6 ist auch hier ein Führungselement 18 angeordnet, welches aus einer Führungsrolle besteht. An der Teleskopführung 51 sind Führungsflächen 53, 54 vorhanden, welche mit einer Führungseinrichtung 55 zusammenwirken. Das Führungselement 18 wirkt mit der Führungseinrichtung 19 zusammen, wodurch diese Einrichtung über je eine Führungseinrichtung für die horizontale und für die vertikale Positionierung des Bandgreifers 6 verfügt. Beide Führungseinrichtungen 19 und 55 verfügen über konvergierende Einlaufbereiche 20 und 56, welche das Führungselement 18, bzw. den Bereich der Teleskopführung 51 mit den Führungsflächen 53, 54 aufnehmen und festlegen. Die von den mechanischen Führungseinrichtungen 19 und 55 erzwungenen Bewegungen in Richtung der Pfeile 52 und 48 werden von den Teleskopführungen 50 und 51 ermöglicht und aufgenommen. Diese Teleskopführungen 50 und 51 weisen keine Antriebe auf, und die Rückstellung der Bewegungen erfolgt über die Federn 45, bzw. 47.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung wird der Bandgreifer 6 mit dem Materialband 5 durch Verschwenken des Armes 8 um das drehbar gelagerte Ende 12 in die Ausgangsposition gebracht. Dies setzt allerdings voraus, dass genügend Raum zum Einschwenken vorhanden ist. Andernfalls ist die Teleskopführung 50 mit einem Drehantrieb ausgestattet, welcher ein Verschwenken des oberen Teiles 49 mit der Teleskopführung 51, bzw. dem Bandgreifer 6 um die Achse 15 ermöglicht. Dadurch wird ein wesentlich geringerer Einschwenkraum benötigt. Aus der Ausgangspositi-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

6

11

CH 684 007 A5

12

on wird der Bandgreifer 6 durch weiteres Verschwenken um die Achse 15 der Teleskopführung 50 und/oder um das gelagerte Ende 12 des schwenkbaren Armes 8 in die Einlaufbereiche 20 und 56 der Führungseinrichtungen 19 und 55 eingefahren. Mit Hilfe der konvergierenden Führungsflächen an den Führungseinrichtungen 19 und 55, welche Kulissenführungen bilden, wird der Bandgreifer 6 mit dem Materialband 5 in die vorbestimmte Bandabgabeposition geführt und festgelegt. Dort wird das Materialband 5 an die Zuführeinrichtung der Textilmaschine übergeben. Auch diese Vorrichtung ermöglicht ein rasches und genaues Festlegen des Materialbandes 5 in der Zuführeinrichtung der Textilmaschine, da für die genaue Positionierung nur noch Vorrichtungselemente mit geringer Masse bewegt werden müssen. Die erfindungsgemässe Kulissenführung durch die beiden Führungseinrichtungen 19 und 55 in vertikaler und horizontaler Richtung ermöglichen das Anfahren der Ausgangsposition im Bereiche der Zuführeinrichtung mit der bereits früher beschriebenen relativ geringen Genauigkeit.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum automatischen Einführen eines Materialbandes (5) in eine Textilmaschine (2), wobei das Band (51) im Bereiche eines Textilmaterialbehälters (4) in einem, auf einem Servicefahrzeug (1) angeordneten Bandgreifer (6) festgelegt ist, zum Einführen das Servicefahrzeug (1 ) in eine festgelegte Übergabeposition gebracht, der Bandgreifer (6) in vertikaler und/oder horizontaler Richtung verfahren und positioniert und das Band (5) in eine Zuführeinrichtung (7) an der Textilmaschine (2) eingelegt und übergeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandgreifer (6) mit dem Bandanfang in eine vorgegebene Ausgangsposition im Bereiche der Zuführeinrichtung (7) gefahren wird, aus dieser Ausgangsposition der Bandgreifer (6) in eine Führungseinrichtung (19) an der Zuführeinrichtung (7) eingefahren wird, nach dem Einfahren mindestens ein Führungselement (18) am Bandgreifer (6) durch die Führungseinrichtung (19) an der Zuführeinrichtung (7) erfasst wird, der Bandgreifer (6) weiter durch die Führungseinrichtung (19) verfahren und dabei der Bandgreifer (6) mit dem Bandende mittels der Führungseinrichtung (19) in horizontaler und/ oder vertikaler Richtung verschoben und festgelegt und einer vorbestimmten Band-Abgabeposition in der Zuführeinrichtung (7) zugeführt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bandgreifer (6) mit dem Bandanfang aus der Ausgangsposition mittels eines ersten Bewegungssystemes (14; 44) entlang einer horizontalen oder vertikalen Positionierachse an einen Anschlag (32) an der Zuführeinrichtung (7) herangefahren wird, durch diesen Anschlag (32) eine Positionierebene für den Bandgreifer (6) bestimmt wird, nach dem Erreichen des Anschlages (32) die Positioniermittel des ersten Bewegungssystemes (14; 44) in der durch den Anschlag (32) bestimmten Position auf der Positionierachse gehalten werden, der Bandgreifer (6) durch ein zweites Bewegungssystem (16; 46) in der, etwa rechtwinklig zur Positionierachse des ersten Bewegungssystemes liegenden Positionierebene verschoben wird, dabei das Führungselement (18) am Bandgreifer (6) durch mindestens eine Führungseinrichtung (19) an der Zuführeinrichtung (7) erfasst und durch die Führungseinrichtung (19) der Bandgreifer (6) in der Positionierebene des zweiten Bewegungssystemes (16; 46) zusätzlich verschoben wird, der Bandgreifer (6) entlang der Führungseinrichtung (19) weiter verfahren und das Bandende durch die Kombination der Bewegungen welche vom zweiten Bewegungssystem (16; 46) und von der Führungseinrichtung (19) erzeugt werden genau positioniert und der vorbestimmten Abgabeposition in der Zuführeinrichtung (7) zugeführt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bis zum Erreichen des Anschlages (32) fortlaufend die Position des Bandgreifers

   (6) auf der Positionierachse gemessen und der Bewegungsablauf festgestellt wird, bei Erreichen des Anschlages (32) auf eine Kraftregelung umgestellt und der Bandgreifer (6) durch Regelung der Haltekraft in der betreffenden Position auf der Positionierachse gehalten wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekraft des ersten Bewegungssystemes (14; 44) welche notwendig ist um den Bandgreifer (6) in der Ausgangsposition zu halten gemessen wird, diese Kraft um einen Anteil erhöht oder reduziert wird welcher das Verfahren des Bandgreifers (6) entlang der Positionierachse gegen den Anschlag (32) bewirkt, während des Verfahrens entlang der Positionierachse laufend der pro Zeiteinheit zurückgelegte Weg gemessen wird, und sobald dieser Wert Null wird, diese Kraft wieder auf den Wert der Haltekraft eingestellt wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erreichen des Nullwertes des Weges pro Zeiteinheit und vor dem erneuten Einstellen der Haltekraft die Kraft kurzzeitig so verändert wird, dass der Bandgreifer (6) geringfügig vom Anschlag (32) zurückgefahren wird.

   6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 zum Einführen eines Materialbandes (5) in eine Textilmaschine (2) mit einem, auf einem Servicefahrzeug (1) angeordneten Bandgreifer (6) sowie einer Handlingeinrichtung (3) zum Bewegen des Bandgreifers (6) und an der Textilmaschine (2) angeordneten Bandzuführeinrichtungen

   (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Handlingeinrichtung (3) einen schwenkbaren Arm (8) aufweist, der Arm (8) an einem Ende (12) schwenkbar gelagert ist und am anderen Ende (13) über ein erstes Bewegungssystem (14; 44) für vertikale Bewegungen und ein zweites Bewegungssystem (16; 46) für horizontale Bewegungen mit dem Bandgreifer (6) verbunden ist, am vorderen Ende (17) des Bandgreifers (6) mindestens ein Führungselement (18) und an der Bandzuführungseinrichtung (7) eine mit diesem Führungselement (18) zusammenwirkende Führungseinrichtung (19) mit einem konvergierenden Einlauf- und Erfassungsbereich (20) angeordnet ist und dieser Erfassungsbereich (20) gegen

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   7

   13

   CH 684 007 A5

   eine Abgabeposition (36) für das Band (5) in der Zuführeinrichtung (7) konvergiert.

   7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Bewegungssystem (44, 46) elastische Elemente (45, 47) aufweisen und beide Systeme (44, 46) durch von Aussen einwirkende Kräfte in Richtung ihrer Achsen (15, 29) bewegbar sind.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbaren Arm (8) der Handlingeinrichtung (3) mindestens ein Gelenk (11) aufweist, das am Ende (13) des Armes (8) angeordnete erste Bewegungssystem (14) aus einer Linearführung (27), einem Antrieb, Befehlsgebern und Regeleinrichtungen mit einer in einer Vertikalebene liegenden Achse (15) besteht, am ersten Bewegungssystem (14) das zweite Bewegungssystem (16) mit einem Greifarm (39) schwenkbar abgestützt und am freien Ende (17) dieses Greifarmes (39) der Bandgreifer (6) befestigt ist, dieser Bandgreifer (6) gemeinsam mit dem Greifarm (39) in einer rechtwinklig zur Achse (15) des ersten Bewegungssystemes (14) stehenden Positionierebene schwenkbar ist und das am vorderen Ende (17) des Greifarmes (39) angeordnete Führungselement (18) in der Führungseinrichtung (19) mit dem konvergierenden Einlaufbereich (20) geführt und parallel zur Positionierebene verschiebbar ist.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (15) des Bewegungssystemes (14; 44) vertikal angeordnet ist und die Bewegungsbahn des Bandgreifers (6) am Greifarm (39) in einer horizontalen Positionierebene liegt.

   10. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Antriebselement des ersten Bewegungssystemes (14) ein Inkrementaldrehgeber angeordnet ist und das Bewegungssystem (14) eine Messeinrichtung für die vom Antrieb erzeugten Kräfte aufweist.

   11. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm (39) als Teleskopführung ausgebildet, das vordere Ende (17) mit dem Bandgreifer (6) in Richtung der Teleskopachse (29) federbelastet verschiebbar ist und die Teleskopführung mit einer Axialfeder (47) ausgestattet ist.

   12. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (19) an der Textilmaschine (2) mindestens eine mechanische Führungskulisse aufweist und das Führungselement (18) am Greifarm (39) aus mindestens einer Führungsrolle besteht.

   13. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an der Zuführeinrichtung (7) eine Klemme (23) angeordnet ist und am Greifarm (39) Betätigungsmittel zum Betätigen dieser Klemme (23) vorhanden sind.

   5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   65

   8