Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Zu- oder Abführen voller Spulen oder leerer Hülsen für eine Textilmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Beim selbsttätigen Wechseln von vollen Spulen gegen leere Hülsen an Textilmaschinen, insbesondere Spinnereimaschinen, mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen bietet es sich an, den Wechselvorgang auf seinen korrekten Ablauf hin zu überwachen. Zu diesem Zweck ist beispielsweise aus der DE-OS 2 226 077 oder der DE 3 836 330 A1 der Einsatz einer Lichtschranke bekannt, deren Lichtgang beim fälschlichen Verbleiben einer abzuziehenden Spule auf der Spindel bzw. beim fälschlichen Verbleiben einer leeren Hülse an den Greiforganen bzw. Halteorganen einer selbsttätigen Spulenwechselvorrichtung unterbrochen wird, sodass in diesem Fall ein Fehlersignal erzeugt werden kann.
Nachteilig bei dieser Methode der Überwachung des korrekten Ablaufs des Austauschvorgangs voller Spulen gegen leere Hülsen ist, dass sich der Strahlengang der zumindest einen Lichtschranke über mehrere Arbeitsstellen erstrecken muss, um den mit der Überwachung verbundenen Aufwand in vertretbaren Grenzen zu halten. Damit ist jedoch die Überwachung einer einzelnen bestimmten Arbeitsstelle hinsichtlich des korrekten Ablaufs des Wechselvorgangs nicht möglich. Insbesondere ist es bei gleichzeitigem Auftreten mehrerer Fehler, d.h. bei einem Verbleiben mehrerer vollen Spulen bzw. leeren Hülsen auf den Spindeln bzw. den Halteorganen, nicht möglich, die Fehler den jeweiligen Arbeitsstellen zuzuordnen.
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Überwachungsverfahren besteht darin, dass das gänzliche Fehlen einer oder mehrerer Hülsen während des Zuführvorgangs weder erkannt noch den betreffenden Arbeitsstellen zugeordnet werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Zu- oder Abführen voller Spulen oder leerer Hülsen für eine Textilmaschine zu schaffen, bei der mit geringem Aufwand das korrekte Zu- oder Abführen voller Spulen oder leerer Hülsen zu bzw. von einer Textilmaschine gewährleistet ist und ein ggf. auftretender Fehler der betreffenden Arbeitsstelle zugeordnet werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen, bei denen der korrekte Ablauf des Wechselvorgangs durch eine Abtastung des Vorhandenseins bzw. Nichtvorhandenseins von Spulen bzw. Hülsen in bestimmten Phasen des Wechselvorgangs im Bereich der Arbeitsstellen der Maschine überwacht wird, geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass in Fällen, in denen die Abfuhr oder Zufuhr der Hülsen bzw. Spulen durch deren Bewegung entlang einer vorbestimmten Bahn erfolgt, der Wechselvorgang durch die Überwachung jeder einzelnen Hülse oder Spule während der Zuführbewegung bzw. durch die Überwachung jeder einzelnen Spule oder Hülse bei der Abführbewegung überprüft werden kann.
Zwar wird auf diese Weise nicht direkt der Wechselvorgang bzw. dessen korrekter Ablauf als solches überwacht. Durch die Überwachung jeder einzelnen zugeführten bzw. abgeführten Hülse bzw. Spule können jedoch - abhängig von der Beschaffenheit des Sensors - das Fehlen einzelner Hülsen bzw. Spulen und/oder Mängel in der Beschaffenheit der einzelnen Hülsen bzw. Spulen festge-stellt werden. Damit ergibt sich auch eine indirekte Überwachung der Korrektheit des Wechselvorgangs.
Falls sowohl der Wechselvorgang direkt als auch das korrekte Zuführen bzw. Abführen von Spulen oder Hülsen überwacht werden soll und der damit verbundene Aufwand akzeptiert wird, kann die erfindungsgemässe Vorrichtung selbstverständlich auch mit einer bekannten Vorrichtung zur direkten Überwachung des Wechselvorganges kombiniert werden. Damit ist sichergestellt, dass auch Beschädigungen der Maschine bei Auftreten eines Fehlers während des Wechselvorganges vermieden werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung wenigstens eine Sensoreinheit mit einem ersten Sensor zur Erfassung von daran vorbei-be-weg-ten Hängehaltern eines für den Transport der Hülsen bzw. Spulen vorgesehenen Hängewagenzuges und einen zweiten Sensor zur Erfassung von an der Sensoreinheit vorbeibewegten Spulen oder Hülsen auf. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Sensoren sehr einfach, beispielsweise als Lichtschranke oder optischer Helligkeitssensor, ausgebildet sein können, wobei das Signal des ersten Sensors im einfachsten Fall zur Bestimmung der Abtastzeitpunkte für das Signal des zweiten Sensors dienen kann. Zusammen mit der in der Auswerteeinheit gespeicherten oder dieser zugeführten Sollinformation, welche Hängehalter beim Zuführen bzw.
Abführen der Hülsen oder Spulen bestückt sein müssen, kann die Auswerteeinheit durch einen Vergleich des Istsignals mit der Sollinformation unzulässige Abweichungen detektieren und ein entsprechendes Fehlersignal erzeugen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann der Sensor bzw. können die Sensoren der wenigstens einen Sensoreinheit eine Unterscheidung zwischen einer vollen Spule und einer leeren Hülse ermöglichen. Hierzu kann die Sensoreinheit im einfachsten Fall wenigstens einen weiteren Sensor zur Erfassung von vorbeibewegten Spulen oder Hülsen aufweisen, der in einem vorbestimmten horizontalen Abstand von einem bereits vorhandenen Sensor zur Erfassung von daran vorbeibewegten Spulen oder Hülsen angeordnet ist. Der Abstand dieser beiden Sensoren muss dabei grösser gewählt werden als der Radius der leeren Hülsen.
Durch die Abtastung der beiden Sensorsignale zu einem bestimmten Zeitpunkt, z.B. wenn sich die Vertikalachse eines Hängehalters mittig vor einem der beiden Sensoren befindet, kann dann festgestellt werden, ob eine Hülse (nur einer der beiden Sensoren detektiert einen Gegenstand), eine Spule (beide Sensoren detektieren einen Gegenstand) oder keine Hülse bzw. Spule (keine der beiden Sensoren detektiert einen Gegenstand) vorhanden ist.
Des Weiteren kann durch die Verwendung zweier die Bewegung von Hülsen bzw. Spulen erfassender Sensoren mit einem definierten Abstand in der Bewegungsrichtung der Hülsen bzw. Spulen auch die Ausdehnung der daran vorbeibewegten Gegenstände und damit der Füllungsgrad der Spulen bestimmt werden. Hierzu kann der zeitliche Verlauf des Sensorsignals wenigstens eines der beiden Sensoren ausgewertet werden und beispielsweise aus der Dauer eines die Vorbeibewegung eines Gegenstands charakterisierenden Impulses die (örtliche) Ausdehnung des Gegenstands in Richtung dessen Bewegung bestimmt werden. Selbstverständlich muss der Auswerteeinheit hierzu die Bewegungsgeschwindigkeit der Hülsen bzw. Spulen bekannt sein.
Im einfachsten Fall kann diese aus dem bekannten Abstand zweier Sensoren in der Bewegungsrichtung und der aus der Phasenverschiebung der Sensorsignale bestimmbaren Zeitdifferenz zwischen dem Erreichen des in Bewegungsrichtung näheren bzw. ferneren Sensors ermittelt werden. Dieses Verfahren zur Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit der Hülsen bzw. Spulen ist zumindest dann ausreichend, wenn die Sensoreinheit an einem Ort positioniert wird, an dem die Spulen bzw. Hülsen mit näherungsweise konstanter Geschwindigkeit vorbeibewegt werden. Streng genommen reicht es aus, wenn die Geschwindigkeit in dem Zeitraum näherungsweise kons-tant ist, der für die Auswertung der Sensorsignale eine einzige Hülse oder Spule erforderlich ist.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann der Sensor zur Erfassung der Spulen bzw. Hülsen so ausgebildet sein, dass dieser die direkte Erfassung der örtlichen Ausdehnung des daran vorbeibewegten Gegenstands in wenigstens einer Richtung ermöglicht. Hierzu bietet sich an, als Sensor beispielsweise eine CCD-Zeile oder Diodenzeile zu verwenden, deren Erfassungsrichtung vorzugsweise senkrecht zur Achse der Spulen bzw. Hülsen angeordnet ist. Zu einem bestimmten Zeitpunkt, zu dem die gesamte Ausdehnung der Spule bzw. Hülse, beispielsweise mittels einer einfachen Optik auf den Sensor abgebildet ist, kann dann, ggf. unter Berücksichtigung des Abbildungsverhältnisses, die Ausdehnung des am Sensor vorbeibewegten Gegenstands bestimmt werden.
Selbstverständlich kann durch den Einsatz einer Kamera auch die Spule bzw. Hülse insgesamt erfasst und mittels Bildverarbeitung praktisch beliebige Informationen des Abbildes der Hülse bzw. Spule ausgewertet werden. Beispielsweise kann neben dem Füllungsgrad der Spule auch die Spulen- bzw. Kopsform ermittelt werden, die Rückschlüsse auf die korrekte Arbeitsweise der betreffenden Arbeitsstelle zulässt. Im Fall des Einsatzes einer Kamera kann bei Verwendung einer geeigneten Bildauswertung selbstverständlich auf den Einsatz eines weiteren Sensors (auch auf einen Sensor zur Bestimmung eines Abtastzeitpunktes) verzichtet werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann mit praktisch jeder Textilmaschine, insbesondere Spinnereimaschine, kombiniert werden, die das Zuführen oder Abführen voller Spulen oder leerer Hülsen zu einer entsprechenden Anzahl von Arbeitsstellen erfordert. Da die Überprüfung des Wechselvorgangs erst nach dem Abführen der Spulen bzw. Hülsen erfolgen kann, ist zwar im Vergleich mit den eingangs erwähnten Überwachungsverfahren eine geringfügig längere Stillstandszeit der Maschine erforderlich, jedoch wird dieser Nachteil durch die vorstehend erwähnten Vorteile der Erfindung mehr als ausgeglichen.
Handelt es sich bei der Maschine um eine an sich bekannte Vorspinnmaschine mit an einer Flügelbank in mindestens einer Reihe gelagerten Flügeln, in die der Hängewagenzug mit den Hülsen oder Spulen eingefahren wird, so wird auch durch die erfindungsgemässe Vorrichtung bzw. durch das durch diese realisierte Überwachungsverfahren die Stillstandszeit der Maschine nicht verlängert, da vor einem erneuten Anfahren der Maschine der Hängewagenzug ohnehin aus dem Bereich der Arbeitsstellen herausgefahren werden muss.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Vorspinnmaschine mit teilweise weggebrochenen Flügelarmen und einer erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung in Fig. 1;
Fig. 3 den Signalverlauf des Wechselvorgangs gemäss Fig. 2;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung und
Fig. 5 den Signalverlauf der Sensoren beim Abführen der Spulen gemäss Fig 4.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorspinnmaschine 1 ist, abgesehen von der erfindungsgemässen Vorrichtung zum selbsttätigen Zu- oder Abführen voller Spulen oder leerer Hülsen, an sich bekannt. Sie weist Streckwerke 3 auf, welche verstreckte Vorgarnlunten in Einlaufrohre 5 von in einer Flügelbank 7 gelagerten Flügeln 9 liefert. Die durch die Drehung der Flügel 9 gebildeten Vorgarne durchlaufen jeweils einen Arm der Flügel und werden über Pressfinger auf Spulenhülsen geleitet und auf diesen zu Spulen 11 aufgewunden.
In der in Fig. 1 dargestellten Arbeitsphase sind die Vorgarnspulen 11 fertig gestellt und die Spulenbank 13 befindet sich in ihrer tiefsten Stellung. Die Flügel 9 stehen quer zur Längsachse der Vorspinnmaschine 1.
Von der rechten Seite wird ein Hängewagenzug 15 aus einzelnen Hängewagen 17 in die erste Flügelreihe eingeschoben. An den entlang der durch die Schiene 19 vorgegebenen Bahn geführten Hängewagen 17 sind in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei Hängehalter 21 angeordnet, die wechselweise leer bzw. mit leeren Vorgarnhülsen 23 bestückt sind.
Das Bewegen des Hängewagenzugs 15 erfolgt mittels motorgetriebener Reibradpaare 25. Wie in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 4 406 488.8 beschrieben, können in dem von den Armen der Flügel 9 umschlossenen Raum jeder Reihe der quer zur Längsrichtung der Vorspinnmaschine 1 gestellten Flügel 9 Führungsmittel 26 vorgesehen sein, die in der dargestellten Position der Flügel 9 eine durchgehende Führungsbahn für den Hängewagenzug 15 bilden. Die Führungsmittel 26 bestehen aus einzelnen Schienenabschnitten, die beweglich am Maschinengestell 27 und/oder der Flügelbank 7 angeordnet sind.
An der in Fig. 1 dargestellten rechten Seite des Maschinengestells 27 ist eine Sensoreinheit 29 mit zwei Sensoren 31, 32 vorgesehen. Die Sensoren 31, 32 sind vorzugsweise als berührungs- und trägheitslose Sensoren, beispielsweise als Lichtschranke oder einfacher Helligkeitssensor, ausgebildet.
Der Sensor 31 ist in vertikaler Richtung so angeordnet, dass er vorbeibewegte Hängehalter 21 auch dann detektiert, wenn an den Hängehaltern 21 keine Hülsen 23 oder Spulen 11 eingehängt sind. Der Sensor 32 ist dagegen in vertikaler Richtung so angeordnet, dass er daran vorbeibewegte Hülsen 23 oder Spulen 11 erfasst, nicht jedoch die Hängehalter 21, solange diese nicht mit Hülsen oder Spulen bestückt sind.
Die Ausgangssignale der Sensoren 31, 32 sind einer Auswerteeinheit 33 zugeführt, die mit einer Steuereinheit 35 zur Steuerung der Vorrichtung zum selbsttätigen Zu- oder Abführen voller Spulen oder leerer Hülsen zur Vorspinnmaschine 1, insbesondere zur Steuerung des Antriebs 36 für den Hängewagenzug 15 dient. Die Steuereinheit 35 ist mit einer Steuereinheit 37 der Vorspinnmaschine 1 verbunden. Selbstverständlich können die beiden Steuereinheiten 35 und 37 auch zu einer einzigen Steuereinheit zusammengefasst sein, die darüber hinaus auch noch die Funktion der Auswerteeinheit 33 übernehmen kann.
Die Steuereinheit 35 ist mit einer Anzeigeeinheit 39 verbunden, die bei Detektieren eines Fehlers im Ablauf des Wechselvorgangs von der Steuereinheit 35 mit einem Fehlersignal 41 angesteuert wird.
Wie in den Fig. 2a und 2b dargestellt, wird bei dem Wechselvorgang zunächst der Hängewagenzug 15 an der Sensoreinheit 29 vorbeibewegt, wobei für diesen Zuführvorgang, wie in Fig. 2a dargestellt, der erste, dritte, fünfte etc. Hängehalter 21, d.h. jeweils der erste Hängehalter 21 eines Hängewagens 17 in der Zuführrichtung, mit einer leeren Hülse 23 bestückt ist.
Da der gesamte Hängewagenzug an der Sensoreinheit 29 vorbeibewegt werden muss, um in die Wechselposition vor den Arbeitsstellen der Vorspinnmaschine 1 zu gelangen, erzeugen die Sensoren 31, 32 den in Fig. 3a dargestellten Signalverlauf. Das Sig-nal 31a des Sensors 31 spiegelt das Vorbeibewegen der Hängehalter 21 wieder, d.h. jeder Hängehalter 21 erzeugt einen Impuls H mit einer bestimmten Form. Sind die Sensoren 31, 32 - wie in Fig. 2a dargestellt - in einer vertikalen Achse angeordnet, so ergibt sich das in Fig. 3a dargestellte Ausgangs-sig-nal 32a für den Sensor 32. Dabei erzeugt jede am Sensor 32 vorbeibewegte Hülse 23 einen Impuls I, der, entsprechend des grösseren Durchmessers jeder Hülse 23 im Vergleich zu einem Hängehalter 21, breiter ist als die Impulse H des Sensorsignals 31a.
Die Auswerteeinheit 33 kann die Signale 31a und 32a beispielsweise logisch "und"-verknüpfen, wobei dieses Signal dann im Wesentlichen Impulse der Breite der Impulse H an den Orten der Impulse I aufweist. Zusammen mit der in der Auswerteeinheit gespeicherten oder dieser zugeführten Information, welcher Halter 21 beim Zuführvorgang mit einer leeren Hülse 23 bestückt sein muss, kann die Auswerteeinheit 33 dann feststellen, ob die detektierte Ist-Bestückung mit der geforderten Soll-Bestückung übereinstimmt.
Nach dem Abziehen der vollen Spulen 11 von den Spindeln der Arbeitsstellen der Vorspinnmaschine 1 und dem Aufstecken der leeren Hülsen 23 auf die Spindeln wird der Hängewagenzug 15, wie in Fig. 2b dargestellt, erneut, jedoch in umgekehrter Richtung, an der Sensoreinheit 29 vorbeibewegt. Da in diesem Fall jeweils wieder der erste Hängehalter 21 in der Bewegungsrichtung des Hängewagenzugs 15 mit einer vollen Spule bestückt sein muss, ergeben sich die in Fig. 3b dargestellten Verläufe für die Signale 31a und 32a der Sensoren 31 bzw. 32. Auf Grund der umgekehrten Bewegungsrichtung und der ebenfalls umgekehrten Bestückung der Hängehalter 21 jedes Hängewagens 17 entspricht dieser Signalverlauf im Wesentlichen dem in Fig. 3a dargestellten Verlauf, wobei jedoch die Breite der Impulse K des Signals 32a wegen des grösseren Spulendurchmessers entsprechend grösser ausfällt.
Die Auswertung der Signale 31a und 32a wird von der Auswerteeinheit 33 unter Berücksichtigung der entsprechenden Sollinformation wiederum in analoger Weise durchgeführt.
Selbstverständlich ist es auch in diesem Fall, ebenso wie im Fall des in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiels, möglich, das Zuführen der Hülsen und Abführen der Spulen in der gleichen Richtung vorzunehmen und an Stelle einer einzigen Sensoreinheit 29 an einer Seite des Bereichs der Arbeitsstellen der Vorspinnmaschine beidseitig der Maschine eine Sensoreinheit 29 anzuord nen und deren Signale ebenfalls der Auswerteeinheit 33 oder zwei getrennten Auswerteeinheiten zuzuführen. In diesem Fall ergeben sich für den Zuführvorgang im Wesentlichen wiederum die in Fig. 3a dargestellten Signale. Wegen der im Vergleich zu Fig. 3b umgekehrten Bewegungsrichtung für das Abführen der Spulen ist das Signal 32a dann jedoch um den Abstand zweier Impulse H des Signals 31a versetzt, da, in Bewegungsrichtung gesehen, der erste Hängehalter 21 nicht bestückt ist.
Dieser Unterschied lässt sich jedoch einfach durch eine entsprechende Änderung der Sollinformation bei der Signalauswertung durch die Auswerteeinheit 33 berücksichtigen.
Neben der vorstehend erläuterten einfachen Möglichkeit der Signalauswertung zur Erkennung von fehlenden Spulen bzw. Hülsen, einschliesslich der Möglichkeit der Zuordnung eines Fehlers zur betreffenden Arbeitsstelle, besteht des Weiteren die Möglichkeit, durch eine Auswertung der Breite der Impulse I bzw. K des Signals 32a zwischen vollen Spulen und leeren Hülsen zu unterscheiden bzw. den Füllungsgrad der Spulen zu ermitteln.
Zur Bestimmung der Impulsbreite kann beispielsweise jeweils mit der ansteigenden und abfallenden Flanke eines Impulses I bzw. K ein Timer gestartet bzw. angehalten werden oder das Sensorsignal 32a durch Abtastung in digitale Werte zerlegt und die Impulsbreite durch einen geeigneten Algorithmus bestimmt werden.
Aus der Impulsdauer kann dann bei bekannter Geschwindigkeit der Bewegung des Hängewagenzugs bzw. der Hülsen und Spulen die örtliche Ausdehnung der am Sensor 32 vorbeibewegten Gegenstände in Bewegungsrichtung ermittelt werden. Die Geschwindigkeit des Hängewagenzugs kann hierzu der Auswerteeinheit 33 beispielsweise von der Steuereinheit 35 übermittelt oder, wie nachfolgend beschrieben, von der Auswerteeinheit 33 aus dem detektierten Signalverlauf bestimmt werden.
Zur Bestimmung der momentanen Bewegungsgeschwindigkeit des Hängewagenzuges kann beispielsweise der zeitliche Abstand der Impulse H des Signals 31a gemessen und mit dem bekannten und gleich bleibenden Abstand der Hängehalter 21 verknüpft werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Sensoren 31 und 32 nicht auf einer vertikalen Achse, sondern in einem definierten horizontalen Abstand angeordnet werden, sodass aus der Phasenverschiebung der Signale, den Radien der Spulen und Hülsen und dem bekannten Sensor-abstand die Bewegungsgeschwindigkeit bestimmbar ist. Allerdings ergibt sich im letztgenannten Fall die Schwierigkeit, dass sich im Fall des Erfassens einzelner Spulen die Spulenform in vertikaler Richtung ändert, was ebenso wie ein unterschiedlicher Füllungsgrad der Spulen zu Ungenauigkeiten bei der Bestimmung der Bewegungsgeschwindigkeit führt.
Dieses Problem wird bei der Verwendung einer Sensoreinheit 29 gemäss Fig. 4 vermieden. Bei dieser Ausbildung der Sensoreinheit 29 wird zusätzlich zu den Sensoren 31 und 32 ein dritter Sensor 43 verwendet, der in einem vorbestimmten horizontalen Abstand vom Sensor 32, vorzugsweise in gleicher vertikaler Position, angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich ein Verlauf der Signale 31a, 32a, 43a, wie er in Fig. 5 am Beispiel des Abführens von vollen Spulen 11 dargestellt ist. Da auch bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel das Zuführen der leeren Hülsen und Abführen der vollen Spulen in derselben Bewegungsrichtung erfolgt, finden selbstverständlich ebenfalls wiederum zwei Sensoreinheiten 29 Verwendung. Diese sind wiederum vorzugsweise an den beiden Seiten des Maschinengestells 27 angeordnet.
Jedoch ist die Positionierung der Sensoreinheiten 29 selbstverständlich an jedem Ort der Bewegungsbahn des Hängewagenzugs möglich, an dem jeder Hängehalter des Hängewagenzugs während des Zuführvorgangs und/oder Abführvorgangs vorbeibewegt wird.
Wie in Fig. 5 dargestellt, ergibt sich zwischen den Signalen 32a und 43a eine Phasenverschiebung, die vom horizontalen Abstand der Sensoren 32 und 43 abhängt. Damit kann anhand dieser Phasen verschiebung und dem bekannten Abstand der Sensoren in der vorstehend erläuterten Weise die Geschwindigkeit der Bewegung der betreffenden Spule oder Hülse bestimmt werden.
Wird eine möglichst einfache Signalauswertung gefordert, so kann durch die Sensoranordnung gemäss Fig. 4 und eine einfache Abtastung der Signale 32a und 43a zu Zeitpunkten, die aus dem Signal 31a bestimmt werden, auf einfache Weise detektiert werden, ob eine Spule (Signale 32a und 43a zum Abtastzeitpunkt vorhanden) eine Hülse (nur Signal 32a zum Abtastzeitpunkt vorhanden) oder ein leerer Hängehalter (weder Signal 32a noch Signal 43a zum Abtastzeitpunkt vorhanden), an der Sensoreinheit vorbeibewegt wurde. Selbstverständlich muss zu diesem Zweck der horizontale Abstand der Sensoren 32 und 43 grösser sein als der Radius einer leeren Hülse und kleiner als der Radius einer vollen Spule. Eine Auswertung dahingehend, ob die Hängehalter korrekt bestückt sind, kann die Auswerteeinheit 33 dann durch den Vergleich der Abtast-Sensorsignale mit der Sollinformation vornehmen.
Eine Auswertung des Füllungsgrads einer Spule ist auf diese Weise, abgesehen von einer Ja/Nein-Aussage, nicht möglich.
Zur Ermittlung detaillierter Informationen, beispielsweise über den Kopsaufbau oder den Spulenfüllungsgrad, besteht die Möglichkeit, den Sensor 32 in den Fig. 1 bzw. 2 durch einen komplexeren Sensor, beispielsweise eine Fotodiodenzeile oder ein optisch empfindliches CCD-Element, einzusetzen und das Bild einer an diesem Sensor vorbeibewegten Spule oder Hülse mittels einer relativ einfachen Optik auf den Sensor abzubilden.
Die Bestimmung des Abtastzeitpunktes kann in diesem Fall durch den gegebenenfalls horizontal versetzten Sensor 31 oder durch das dauernde Auslesen der Information des Sensors erfolgen, wobei vorzugsweise die Auswertung auf Grund eines solchen Sensorsignals vorgenommen wird, das bei einer vollständigen Abbildung des am Sensor vorbeibewegten Gegenstands auf den Sensor entsteht.
Auf diese Weise kann unter Berücksichtigung des Abbildungsverhältnisses direkt die örtliche Ausdehnung der am Sensor vorbeibewegten Spule oder Hülse, wenigstens in einer Linie senkrecht zur Hülsen- oder Spulenachse ermittelt werden.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, als Sensor eine Kamera, beispielsweise eine CCD-Kamera, einzusetzen und nicht nur die Hülse oder die Spule auf den Sensor abzubilden, sondern auch zumindest einen Teil des betreffenden Hängehalters. Auf diese Weise kann mittels einer geeigneten Bildverarbeitung unter Einsatz eines einzigen Sensors in der Sensoreinheit 29 praktisch jede erdenkliche Information betreffend das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein einer Hülse oder Spule und die Beschaffenheit der Hülse bzw. der Spule bestimmt werden.
The invention relates to a device for automatically feeding or removing full bobbins or empty sleeves for a textile machine with the features of the preamble of patent claim 1.
When automatically changing full bobbins against empty tubes on textile machines, in particular spinning machines, with a large number of workstations, it is advisable to monitor the correctness of the change process. For this purpose it is known, for example from DE-OS 2 226 077 or DE 3 836 330 A1, to use a light barrier, the light path of which when a coil to be removed is incorrectly left on the spindle or when an empty sleeve is wrongly left on the gripping members or Holding organs of an automatic bobbin changing device is interrupted, so that an error signal can be generated in this case.
A disadvantage of this method of monitoring the correct course of the exchange process of full coils for empty tubes is that the beam path of the at least one light barrier must extend over several workplaces in order to keep the effort associated with monitoring within reasonable limits. However, this means that it is not possible to monitor an individual specific job with regard to the correct execution of the change process. In particular, if several errors occur simultaneously, i.e. if several full bobbins or empty tubes remain on the spindles or the holding members, it is not possible to assign the errors to the respective work stations.
Another disadvantage of these known monitoring methods is that the complete absence of one or more sleeves during the feeding process can neither be recognized nor assigned to the relevant work stations.
The invention is therefore based on the object to provide a device for the automatic feeding or removal of full bobbins or empty sleeves for a textile machine, in which the correct feeding or removal of full bobbins or empty sleeves to and from a textile machine with little effort is guaranteed and a possible error can be assigned to the job in question.
The invention solves this problem with the features of claim 1.
In contrast to known devices, in which the correct sequence of the change process is monitored by scanning the presence or absence of coils or sleeves in certain phases of the change process in the area of the workstations of the machine, the invention is based on the finding that in In cases in which the removal or supply of the sleeves or coils takes place by moving them along a predetermined path, the change process is checked by monitoring each individual sleeve or coil during the feed movement or by monitoring each individual coil or sleeve during the removal movement can.
In this way, the change process or its correct execution is not directly monitored as such. By monitoring each individual supplied or removed sleeve or coil, depending on the nature of the sensor, the absence of individual sleeves or coils and / or defects in the nature of the individual sleeves or coils can be determined. This also results in indirect monitoring of the correctness of the change process.
If both the change process and the correct feeding or removal of coils or sleeves are to be monitored and the effort involved is accepted, the device according to the invention can of course also be combined with a known device for direct monitoring of the change process. This ensures that damage to the machine is avoided if an error occurs during the changing process.
In one embodiment of the invention, the device has at least one sensor unit with a first sensor for detecting hanging holders of a hanging trolley train provided for the transport of the sleeves or coils, and a second sensor for detecting coils moving past the sensor unit or sleeves on. This has the advantage that the sensors can be designed very simply, for example as a light barrier or optical brightness sensor, the signal of the first sensor in the simplest case being able to determine the sampling times for the signal of the second sensor. Together with the target information stored in or supplied to the evaluation unit, which hanging brackets are used when feeding or
Removal of the sleeves or coils must be equipped, the evaluation unit can detect impermissible deviations by comparing the actual signal with the target information and generate a corresponding error signal.
In a development of the invention, the sensor or sensors of the at least one sensor unit can enable a distinction to be made between a full coil and an empty sleeve. For this purpose, in the simplest case, the sensor unit can have at least one further sensor for detecting coils or sleeves moving past, which is arranged at a predetermined horizontal distance from an already existing sensor for detecting coils or sleeves moving past. The distance between these two sensors must be chosen larger than the radius of the empty sleeves.
By sampling the two sensor signals at a certain point in time, e.g. If the vertical axis of a hanging holder is in the middle in front of one of the two sensors, it can then be determined whether a sleeve (only one of the two sensors detects an object), a coil (both sensors detect an object) or no sleeve or coil (none of the two sensors detects an object) is present.
Furthermore, by using two sensors which detect the movement of sleeves or coils with a defined distance in the direction of movement of the sleeves or coils, the extent of the objects moving past them and thus the degree of filling of the coils can also be determined. For this purpose, the temporal course of the sensor signal of at least one of the two sensors can be evaluated and, for example, the (local) extent of the object in the direction of its movement can be determined from the duration of a pulse that characterizes the moving past of an object. Of course, the evaluation unit must know the speed of movement of the sleeves or coils.
In the simplest case, this can be determined from the known distance between two sensors in the direction of movement and the time difference which can be determined from the phase shift of the sensor signals between reaching the sensor which is closer or further away in the direction of movement. This method for determining the speed of movement of the sleeves or coils is at least sufficient if the sensor unit is positioned at a location at which the coils or sleeves are moved past at an approximately constant speed. Strictly speaking, it is sufficient if the speed is approximately constant in the period of time that a single sleeve or coil is required for the evaluation of the sensor signals.
In another embodiment of the invention, the sensor for detecting the coils or sleeves can be designed in such a way that it enables direct detection of the local extent of the object moving past it in at least one direction. For this purpose, it is advisable to use a CCD line or diode line, for example, the detection direction of which is preferably arranged perpendicular to the axis of the coils or sleeves. At a certain point in time, at which the entire extension of the coil or sleeve is imaged on the sensor, for example by means of simple optics, the extent of the object moving past the sensor can then be determined, possibly taking into account the imaging ratio.
Of course, the coil or sleeve as a whole can also be captured by using a camera and virtually any information of the image of the sleeve or coil can be evaluated by means of image processing. For example, in addition to the degree of filling of the coil, the coil or bobbin shape can also be determined, which allows conclusions to be drawn about the correct functioning of the relevant job. If a camera is used, it is of course possible to dispense with the use of a further sensor (also a sensor for determining a sampling time) when using a suitable image evaluation.
The device according to the invention can be combined with practically any textile machine, in particular spinning machine, which requires the feeding or removal of full bobbins or empty tubes to a corresponding number of work stations. Since the change process can only be checked after the reels or sleeves have been removed, a slightly longer machine downtime is required in comparison with the monitoring methods mentioned at the outset, but this disadvantage is more than compensated for by the advantages of the invention mentioned above.
If the machine is a known roving machine with wings mounted on at least one row in a wing bench into which the hanging wagon train with the sleeves or coils is inserted, the device according to the invention and the monitoring method implemented thereby also the downtime of the machine is not prolonged, since the trolley must be moved out of the work area before the machine can be started again.
Further embodiments of the invention result from the dependent claims.
The invention is explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. The drawing shows:
Figure 1 is a front view of a roving machine with wing arms partially broken away and a device according to the invention.
FIG. 2 shows a schematic illustration of the device according to the invention in FIG. 1;
3 shows the signal curve of the change process according to FIG. 2;
Fig. 4 is a schematic representation of a further embodiment of the invention and
5 shows the signal curve of the sensors when removing the coils according to FIG. 4.
The pre-spinning machine 1 shown in FIG. 1 is known per se, apart from the device according to the invention for the automatic feeding or removal of full bobbins or empty sleeves. It has drafting systems 3, which deliver stretched roving slats in inlet pipes 5 of wings 9 mounted in a wing bench 7. The rovings formed by the rotation of the wings 9 each pass through one arm of the wings and are passed over bobbins via press fingers and wound onto bobbins 11 thereon.
In the working phase shown in FIG. 1, the roving bobbins 11 are finished and the bobbin bank 13 is in its lowest position. The wings 9 are transverse to the longitudinal axis of the roving machine 1.
From the right side, a hanging trolley train 15 consisting of individual hanging trolleys 17 is pushed into the first row of wings. In the embodiment shown in FIG. 1, two hanging holders 21 are arranged on the hanging carriages 17 guided along the path predetermined by the rail 19, which are alternately empty or equipped with empty roving sleeves 23.
The moving of the hanging carriage train 15 takes place by means of motor-driven friction wheel pairs 25. As described in the unpublished German patent application P 4 406 488.8, guide means 26 can be provided in the space enclosed by the arms of the wings 9 of each row of the wings 9 placed transversely to the longitudinal direction of the roving machine 1 be, which in the illustrated position of the wings 9 form a continuous guideway for the hanging trolley 15. The guide means 26 consist of individual rail sections which are movably arranged on the machine frame 27 and / or the wing seat 7.
A sensor unit 29 with two sensors 31, 32 is provided on the right side of the machine frame 27 shown in FIG. 1. The sensors 31, 32 are preferably designed as contactless and inertia-free sensors, for example as a light barrier or a simple brightness sensor.
The sensor 31 is arranged in the vertical direction in such a way that it also detects hanging brackets 21 that are moving past when no sleeves 23 or coils 11 are hung on the hanging brackets 21. In contrast, the sensor 32 is arranged in the vertical direction in such a way that it detects sleeves 23 or coils 11 moving past it, but not the hanging holders 21, as long as they are not equipped with sleeves or coils.
The output signals of the sensors 31, 32 are fed to an evaluation unit 33, which is used with a control unit 35 to control the device for the automatic feeding or removal of full bobbins or empty sleeves to the pre-spinning machine 1, in particular for controlling the drive 36 for the hanging wagon train 15. The control unit 35 is connected to a control unit 37 of the roving machine 1. Of course, the two control units 35 and 37 can also be combined into a single control unit, which can also take over the function of the evaluation unit 33.
The control unit 35 is connected to a display unit 39 which is triggered by the control unit 35 with an error signal 41 when an error is detected in the course of the changeover process.
As shown in FIGS. 2a and 2b, during the changing process, the hanging trolley train 15 is first moved past the sensor unit 29, the first, third, fifth, etc. hanging holder 21, i.e., for this feeding process, as shown in FIG. the first hanging bracket 21 of a hanging carriage 17 in the feed direction is equipped with an empty sleeve 23.
Since the entire suspension wagon train has to be moved past the sensor unit 29 in order to reach the change position in front of the work stations of the roving machine 1, the sensors 31, 32 generate the signal curve shown in FIG. 3a. The signal 31a of the sensor 31 reflects the moving of the hanging brackets 21, i.e. each hanging bracket 21 generates a pulse H of a certain shape. If the sensors 31, 32 - as shown in FIG. 2a - are arranged in a vertical axis, the output signal 32a shown in FIG. 3a results for the sensor 32. Each sleeve 23 moved past the sensor 32 produces one Pulse I, which, corresponding to the larger diameter of each sleeve 23 compared to a hanging holder 21, is wider than the pulses H of the sensor signal 31a.
The evaluation unit 33 can logically "and" link the signals 31a and 32a, for example, this signal then essentially having pulses of the width of the pulses H at the locations of the pulses I. Together with the information stored in the evaluation unit or supplied to it, which holder 21 must be equipped with an empty sleeve 23 during the feeding process, the evaluation unit 33 can then determine whether the detected actual configuration matches the required target configuration.
After the full bobbins 11 have been pulled off the spindles of the workstations of the roving machine 1 and the empty sleeves 23 have been placed on the spindles, the hanging carriage pull 15 is moved past the sensor unit 29 again, but in the opposite direction, as shown in FIG. 2b. Since in this case the first suspension bracket 21 must again be equipped with a full coil in the direction of movement of the suspension carriage train 15, the curves shown in FIG. 3b result for the signals 31a and 32a of the sensors 31 and 32, respectively. Due to the reverse Direction of movement and also the reverse assembly of the hangers 21 of each hanging carriage 17, this signal curve corresponds essentially to the curve shown in FIG. 3a, but the width of the pulses K of the signal 32a is correspondingly larger due to the larger coil diameter.
The evaluation of the signals 31a and 32a is again carried out in an analog manner by the evaluation unit 33, taking into account the corresponding target information.
Of course, in this case as well, as in the case of the exemplary embodiment shown in FIG. 4, it is possible to carry out the feeding of the sleeves and removal of the coils in the same direction and instead of a single sensor unit 29 on one side of the area of the work stations in FIG Roughing machine to arrange a sensor unit 29 on both sides of the machine and to also feed its signals to the evaluation unit 33 or two separate evaluation units. In this case, the signals shown in FIG. 3a essentially again result for the feeding process. Because of the opposite direction of movement to the removal of the coils compared to FIG. 3b, however, the signal 32a is then offset by the distance between two pulses H of the signal 31a, since, viewed in the direction of movement, the first hanging holder 21 is not equipped.
However, this difference can easily be taken into account by a corresponding change in the target information during the signal evaluation by the evaluation unit 33.
In addition to the above-described simple possibility of signal evaluation for detecting missing coils or sleeves, including the possibility of assigning an error to the relevant job, there is also the possibility of evaluating the width of the pulses I or K of the signal 32a between full Distinguish coils and empty tubes or determine the degree of filling of the coils.
To determine the pulse width, a timer can be started or stopped, for example, with the rising and falling edge of a pulse I or K, or the sensor signal 32a can be broken down into digital values by scanning and the pulse width can be determined by a suitable algorithm.
The local extent of the objects moving past the sensor 32 in the direction of movement can then be determined from the pulse duration at a known speed of movement of the suspension wagon train or the sleeves and coils. For this purpose, the speed of the suspended wagon train can be transmitted to the evaluation unit 33, for example by the control unit 35, or, as described below, can be determined by the evaluation unit 33 from the detected signal curve.
To determine the instantaneous speed of movement of the hanging wagon train, the time interval of the pulses H of the signal 31a can be measured, for example, and linked to the known and constant distance between the hanging brackets 21. Another possibility is that the sensors 31 and 32 are not arranged on a vertical axis, but at a defined horizontal distance, so that the movement speed can be determined from the phase shift of the signals, the radii of the coils and sleeves and the known sensor distance , However, in the latter case, the difficulty arises that when individual coils are detected, the coil shape changes in the vertical direction, which, like a different degree of filling of the coils, leads to inaccuracies in determining the speed of movement.
This problem is avoided when using a sensor unit 29 according to FIG. 4. In this embodiment of the sensor unit 29, in addition to the sensors 31 and 32, a third sensor 43 is used, which is arranged at a predetermined horizontal distance from the sensor 32, preferably in the same vertical position. This results in a course of the signals 31a, 32a, 43a, as shown in FIG. 5 using the example of the removal of full coils 11. Since, in the exemplary embodiment shown in FIG. 5, the empty tubes are also fed and the full bobbins are removed in the same direction of movement, two sensor units 29 are of course also used. These are in turn preferably arranged on the two sides of the machine frame 27.
However, the positioning of the sensor units 29 is of course possible at any location on the movement path of the suspension trolley train, at which each suspension holder of the suspension trolley train is moved past during the feeding process and / or removal process.
As shown in FIG. 5, there is a phase shift between the signals 32a and 43a, which depends on the horizontal distance of the sensors 32 and 43. Thus, based on this phase shift and the known distance of the sensors in the manner explained above, the speed of movement of the coil or sleeve in question can be determined.
If the simplest possible signal evaluation is required, the sensor arrangement according to FIG. 4 and a simple sampling of signals 32a and 43a can be used to easily detect whether a coil (signals 32a and 43a at the time of scanning) a sleeve (only signal 32a at the time of scanning) or an empty hanging holder (neither signal 32a nor signal 43a at the time of scanning) that was moved past the sensor unit. For this purpose, the horizontal distance between the sensors 32 and 43 must of course be larger than the radius of an empty sleeve and smaller than the radius of a full coil. The evaluation unit 33 can then evaluate whether the hanging brackets are correctly equipped by comparing the scanning sensor signals with the desired information.
Apart from a yes / no statement, an evaluation of the degree of filling of a coil is not possible in this way.
To determine detailed information, for example about the scope structure or the degree of coil filling, it is possible to use the sensor 32 in FIGS. 1 and 2 by means of a more complex sensor, for example a photodiode array or an optically sensitive CCD element, and the image on image the coil or sleeve moving past this sensor onto the sensor using relatively simple optics.
In this case, the sampling time can be determined by the optionally horizontally displaced sensor 31 or by the continuous reading of the information from the sensor, the evaluation preferably being carried out on the basis of such a sensor signal which, when the object moved past the sensor is completely imaged on the sensor Sensor arises.
In this way, taking into account the imaging ratio, the local extent of the coil or sleeve moving past the sensor can be determined directly, at least in a line perpendicular to the sleeve or coil axis.
In addition, there is the possibility of using a camera, for example a CCD camera, as a sensor and not only imaging the sleeve or the coil on the sensor, but also at least a part of the hanging bracket in question. In this way, practically any conceivable information regarding the presence or absence of a sleeve or coil and the nature of the sleeve or coil can be determined by means of suitable image processing using a single sensor in the sensor unit 29.