CH702502B1 - Vorrichtung zur Überwachung und Sicherung von Gefahrenzonen an kraftgetriebenen Textilmaschinen, insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschinen. - Google Patents
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Abstract
Bei einer Vorrichtung zur Überwachung und Sicherung von Gefahrenzonen an kraftgetriebenen Textilmaschinen, insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschinen, z.B. Ballenöffner für Textilfaserballen (4a), mit ortsveränderlichen Maschinenteilen (3), weist eine Sicherheitseinrichtung optische Überwachungsmittel auf, die eine ortsveränderliche Gefahrenzone unter Bildung eines ortsveränderlichen Schutzbereichs (14a) derart überwacht, dass, in die Gefahrenzone eingedrungen, eine Person und/oder ein Gegenstand einen Schaltvorgang auslöst. Es sind ortsfeste Überwachungsmittel (11a, 11b, 11c, 12 1 bis 12 3 , 12 4 bis 12 6 , 12 7 bis 12 9 ) vorhanden, die selektiv aktivierbar sind und um die ortsveränderliche Gefahrenzone herum jeweils einen dynamisch ortsveränderlichen Schutzbereich (14a) bilden.
Description
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung und Sicherung von Gefahrenzonen an kraftgetriebenen Textilmaschinen, insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschinen, z.B. Ballenöffner für Textilfaserballen, mit ortsveränderlichen Maschinenteilen, bei der eine Sicherheitseinrichtung optische Überwachungsmittel aufweist, die eine ortsveränderliche Gefahrenzone unter Bildung eines ortsveränderlichen Schutzbereichs derart überwacht, dass, in die Gefahrenzone eingedrungen, eine Person und/oder ein Gegenstand einen Schaltvorgang auslöst.
[0002] In der Praxis sind Einrichtungen zur Absicherung gefährlicher Arbeitsorgane an Textilmaschinen, z.B. an so genannten Ballenfräsen, vorhanden. Im Bereich der Textilindustrie, insbesondere der Spinnereivorbereitung, sind z.B. Maschinen zum Abtragen von auf dem Boden stehenden Faserballen bekannt. Da die dabei verwendeten Arbeitsorgane, z.B. Fräswalzen, sich während des Betriebes systembedingt an sich ständig ändernden Positionen befinden und nicht abgedeckt werden können, stellen sie unter anderem für das die Maschinen bedienende Personal eine hohe Gefährdung dar. Daher werden die Arbeitsbereiche der Maschinen heute weiträumig durch entsprechende Einrichtungen, z.B. eine Vielzahl von Lichtschranken, abgesichert. Aufgrund der eingesetzten Technik ist dabei immer der komplette Arbeitsbereich gesperrt und dieser nur bei Stillstand der Maschine und Unterbrechung der Produktion betretbar. Da nun die vorgelegten Ballen häufig mit Fremdteilen kontaminiert sind, möchte man diese gern, ohne den Betrieb der Maschine unterbrechen zu müssen, entfernen. Nachteilig ist, dass bei einer Unterbrechung zum Teil erhebliche Produktionsverluste entstehen.
[0003] Bei einer bekannten Vorrichtung (EP 0 379 465 A) wird der problematische Gefahrenraum durch Sensoren und/oder mechanische Mittel abgeschirmt. Hierzu sind sensorische Schutzmittel vorgesehen, die ein Überwachungsgebiet seitlich unter und/oder stirnseitig unter oder direkt unter dem ortsveränderlichen Abtragorgan eines Ballenöffners erfassen. Durch eine Vielzahl von Sensoren, z.B. Infrarotsensoren, die mehr oder weniger rund um den Abnehmer angeordnet sind, wird eine Art von Schutzvorhang realisiert. Dieser soll so gesteuert werden, dass Faserballen nicht, dagegen eine eindringende Person erkannt wird. Alle Sensoren befinden sich an beweglichen Teilen, insbesondere dem Turm und dem Abnehmer, der Maschine, d.h. es besteht eine mechanische Verbindung (Kopplung) zwischen den Sensoren und der Maschine. Ein Nachteil besteht darin, dass die Sensoren bewegt werden müssen, um ortsveränderliche Schutzbereiche zu schaffen. Insbesondere stört, dass die Sensoren und Auswertesysteme an den bewegten Maschinen bzw. Maschinenteilen mit ganz erheblichen Erschütterungen befestigt sind, was zu Störungen und gefährlichen Ausfällen des Sicherheitssystems führt.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere auf einfache Art eine Absicherung von Gefahrenbereichen ermöglicht, die frei von mechanischen Störungen ist und hohe Ausfallsicherheit aufweist.
[0005] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.
[0006] Es wird durch die Kameras des ortsfesten Kamerasystems eine dreidimensionale und dynamische Sicherheitszone gebildet. Die mindestens eine Sicherheitszone wandert – bei ortsfesten Kameras – mit dem ortsveränderlichen Gefahrenbereich, z.B. um den Abnehmer des Ballenöffners, fortschreitend mit. Dadurch ist der ortsveränderliche Gefahrenbereich ständig von einem Sicherheitsstrom (abgesicherte Zone) umfasst. Die Kameras, die – im Gegensatz zu den Sensoren der bekannten Vorrichtung – ortsfest sind, sind frei von den ganz erheblichen Erschütterungen der Produktionsmaschine. Die Kameras und die bewegten Teile der Maschine sind mechanisch nicht miteinander gekoppelt. Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass Sicherheitskameras und -auswertesysteme herangezogen werden, die selbst bei Beeinträchtigung von Teilkomponenten durch parallel vorgesehene Ersatzkomponenten die zwingende Absicherung der Gefahrenbereiche garantieren.
[0007] Die abhängigen Ansprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kamerasysteme – in Bewegungsrichtung der Gefahrenbereiche gesehen – hintereinander angeordnet sind.
[0009] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitskameras – in Bewegungsrichtung der Gefahrenbereiche gesehen – hintereinander angeordnet sind.
[0010] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Eindringen einer Person oder eines Gegenstandes von aussen in dem gesicherten Bereich (Sicherheitszone) eine Reaktion, z.B. Schaltvorgang o.dgl., auslösbar ist.
[0011] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine innere und eine äussere Sicherheitszone gebildet sind.
[0012] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die ausgelöste Reaktion abhängig davon ist, welche der Sicherheitszonen betreten bzw. verletzt ist.
[0013] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Betreten der äusseren Zone die Geschwindigkeit, mit der sich die Maschine bewegt, reduziert ist, wobei die Maschine produziert.
[0014] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Betreten der inneren Zone sämtliche Bewegungsantriebe stillsetzbar sind.
[0015] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Position der Sicherheitszonen abhängig von der Position des ortsveränderlichen Arbeitsorgans ist.
[0016] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitszonen in Abhängigkeit von der Position des Arbeitsorgans veränderbar sind, z.B. in Abhängigkeit von der Höhe.
[0017] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem mit der Maschinensteuerung in Verbindung steht und ständig Informationen über die Position des Arbeitsorgans erhält.
[0018] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Eindringen in eine der Sicherheitszonen ein akustisches und/oder optisches Signal gegeben wird.
[0019] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitszonen die gefährlichen Arbeitsorgane derart umgeben, dass es für eine Person unmöglich ist, die Organe zu berühren, ohne in die Sicherheitszonen einzudringen und somit eine entsprechende Reaktion auszulösen.
[0020] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Eindringen in die äussere Sicherheitszone und anschliessendem Verlassen, ohne in die innere Sicherheitszone eingedrungen zu sein, die Textilmaschine automatisch wieder mit voller Geschwindigkeit produziert.
[0021] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Kamera- und Auswertesystem auch zur Detektion von Fremdteilen, Verunreinigungen usw. herangezogen wird.
[0022] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei erkannten Fremdteilen eine entsprechende Information über deren Lage abgebbar ist.
[0023] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass erkannte Fremdteile auf dem Monitor der Maschinensteuerung darstellbar sind.
[0024] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitskameras bzw. Auswertesysteme redundant aufgebaute Hardware-Komponenten aufweisen.
[0025] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitskameras bzw. Auswertesysteme parallel arbeitende Softwareprogramme aufweisen.
[0026] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras oberhalb der Textilmaschine angeordnet sind.
[0027] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsbereiche nebeneinander angeordneter Kameras einander überlappen.
[0028] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kamerasysteme und Auswertesysteme an die Maschinensteuerung der Textilmaschine angeschlossen sind.
[0029] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass hintereinander angeordnete Kamerasysteme ständig eingeschaltet sind.
[0030] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitszonen automatisch an die Position der Gefahrenbereiche, z.B. des Abnahmeorgans, anpassbar sind.
[0031] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein dreidimensionaler dynamischer Zugangsbereich (zugänglicher Bereich) vorhanden ist.
[0032] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zugangsbereich ausserhalb des mindestens einen Schutzbereichs angeordnet ist.
[0033] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei Arbeitsstellung des Abnahmeorgans der jeweils zugehörige Gefahrenbereich (I oder II) durch einen Teil des Kamerasystems abgesichert ist, wobei jeweils nach Drehung des Abnahmeorgans in eine andere Arbeitsstellung ein Signalgeber von dem einen Teil des Kamerasystems (z.B. für Gefahrenbereich I) auf einen anderen Teil des Kamerasystems (z.B. für Gefahrenvorrichtung II) umschaltet.
[0034] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltung nach vollständiger Drehung des Abnahmeorgans um 180° erfolgt.
[0035] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzbereich dreidimensional ist.
[0036] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
[0037] Es zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>schematisch Vorderansicht eines Ballenöffners mit einem hin- und herfahrbaren Turm mit Abnahmeorgan, zugeordnet zu zwei Ballenreihen,
<tb>Fig. 2<sep>den Ballenöffner gemäss Fig. 1in Draufsicht mit zwei Ballenreihen,
<tb>Fig. 3<sep>Seitenansicht des ortsveränderlichen Abnahmeorgans im Schnitt mit Faserballen,
<tb>Fig. 4<sep>Draufsicht auf den Ballenöffner mit zwei Ballenreihen, wobei ein Teil des Kamerasystems den Gefahrenbereichen an der Ballenreihe absichert, die abgearbeitet wird,
<tb>Fig. 5a bis 5c<sep>Seitenansicht der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei sich das Abnahmeorgan in einem ersten Schutzbereich (Fig. 5a), in einem zweiten Schutzbereich (Fig. 5b) und in einem dritten Schutzbereich (Fig. 5c) befindet,
<tb>Fig. 6<sep>schematisch Blockschaltbild einer Steuerungs- und Auswerteeinrichtung für die erfindungsgemässe Vorrichtung,
<tb>Fig. 7<sep>die erfindungsgemässe Vorrichtung mit einem aus zwei Sicherheitszonen bestehenden Schutzbereich und
<tb>Fig. 8<sep>die erfindungsgemässe Vorrichtung an einem Ballenöffner mit ortsfestem Auflegetisch für Fasermaterial mit Förderband.
[0038] Nach Fig. 1 umfasst ein Ballenöffner 1, z.B. automatischer Ballenöffner BLENDOMAT BO-A der Trützschler GmbH & Co. KG, Mönchengladbach, einen fahrbaren Turm 2 (Turm und Fahrgestell) mit einem Abnahmeorgan 3 (Ausleger), die von in Reihe aufgestellten Faserballen 4a, 4b Faserflocken abtragen, die durch einen Absaugkanal 5 abgesaugt werden. Der Turm 2 zusammen mit dem Abnahmeorgan 3 ist in den Richtungen A, B (s. Fig. 2) hin- und herfahrbar. Das Abnahmeorgan 3 umfasst ein Gehäuse 6, in dem zwei schnelllaufende rotierende Abnahmewalzen 7a, 7b (s. Fig. 3) angeordnet sind. Die von den Abnahmewalzen 7a, 7b abgetragenen Faserflocken werden durch das Gehäuse 6 in den Kanal 5 pneumatisch befördert. Das Abnahmeorgan 3 ist senkrecht in Richtung der Pfeile C, D bewegbar. Der obere Teil des Turms 2 ist in Richtung E, F um eine senkrechte Achse drehbar, wodurch nach Abarbeitung einer Ballenreihe 4a anschliessend die inzwischen parallel aufgestellte Ballenreihe 4b abgearbeitet werden kann. Der Turm 2 weist auf der Unterseite antreibbare Räder 8a, 8b auf, durch die der Ballenöffner 1 auf Schienen 9a, 9b in Richtung A, B hin- und herfährt (s. Fig. 2). Die schnelllaufenden Abnahmewalzen 7a, 7b überragen die Breite der Faserballen 4a, 4b um einen gewissen Abstand a. Insbesondere im Bereich der Stirnseite des Abnahmeorgans 3 ist durch das Überragen der Abnahmewalzen 7a, 7b im Raum a ein erheblicher Gefahrenbereich vorhanden. Der Gefahrenbereich ist dann noch vergrössert, wenn der Ausleger 3 mit den Abnahmewalzen 7a, 7b von der Ballenoberfläche 4 ́ abgehoben oder über die stirnseitigen Begrenzungen der Ballenreihen 4a, 4b hinausgefahren sind. Schliesslich bilden auch der fahrbare Turm 2 mit dem Fahrgestell und das fahrbare Gehäuse 6 ganz erhebliche Gefahrenbereiche für Personal. Die Stirnseite des Gehäuses 6 überragt die Breite der Faserballen 4a, 4b um einen Abstand b.
[0039] Gemäss Fig. 3 drehen sich die schnelllaufenden Abnahmewalzen 7a, 7b in entgegengesetzter Richtung G bzw. H. Die Abnahmewalzen 7a, 7b weisen jeweils Zahnringe 7 ́ bzw. 7 ́ ́ auf, deren Zähne die Faserflocken von der Ballenoberfläche 4 ́ ablösen und in einen Absaugraum 10 schleudern, aus dem sie in Richtung I abgesaugt werden.
[0040] Entsprechend Fig. 4 sind oberhalb des Turms 2 des Ballenöffners 1 drei ortsfeste Kamerasysteme 11a, 11b, 11c vorhanden, die jeweils aus drei hintereinander angeordneten Sicherheitskameras 121bis 123, 124 bis 126 und 127 bis 129 bestehen (s. Fig. 5a bis 5c). Im gezeigten Beispiel befindet sich das Abnahmeorgan 3 oberhalb der Ballenreihe 4a und unterhalb des Kamerasystems 11c (s. Fig. 5c). Um das ortsveränderliche Abnahmeorgan 3 ist eine Gefahrenzone 131 vorhanden, die von dem ortsfesten Kamerasystem 11c überwacht und durch den ortsveränderlichen Schutzbereich 14c abgesichert ist. Die Kameras 127bis 129 des Kamerasystems 11c sind in der Lage, nur die Gefahrenzone 131 auf der Seite der Ballenreihe 4a, d.h. im Arbeitsbereich 16a, zu überwachen. Der Bereich der Ballenreihe 4b, d.h. der Arbeitsbereich 16b, wird währenddessen durch die Kamerasysteme 11a bis 11c nicht überwacht und ist frei zugänglich.
[0041] Nach Fig. 5a bis 5c sind oberhalb des ortsveränderlichen Turms 2 (s. Fig. 1) einschliesslich des ortsveränderlichen Abnahmeorgans 3 des Ballenöffners 1 sowie oberhalb der Ballenreihe 4a drei ortsfeste Kamerasysteme 11a, 11b, 11c hintereinander in Richtung der Bewegung des Ballenöffners 1 (Pfeile A, B) an der Deckfläche 17 des Spinnereiraums angebracht. Die Kamerasysteme 11a bis 11c bestehen jeweils aus drei hintereinander angeordneten Sicherheitskameras 121, 122, 123; 124, 125, 126bzw. 127, 128, 129. Die Kameras 121 bis 129 sind Sicherheitskameras, die eine hohe Ausfallsicherheit aufweisen. Dasselbe gilt für die elektronischen Auswertesysteme, an die die Sicherheitskameras 121 bis 129 angeschlossen sind. Entsprechend Fig. 5abefindet sich das Abtragorgan 3 unterhalb des Kamerasystems 11a. Die Kameras 121 bis 129der Kamerasysteme 11a bis 11c sind ständig eingeschaltet. Die Kameras 121 bis 129 erfassen somit ständig den gesamten Arbeitsbereich der Ballenreihe 4a. Die Antriebssteuerung des Ballenöffners 1 und die Steuerung der Kamerasysteme 11a bis 11c sind elektronisch gekoppelt (s. Fig. 6), wodurch über den jeweiligen Standort des Abnahmeorgans 3 das zugehörige Kamerasystem 11a aktiviert ist. Dadurch ist in der Gefahrenzone 131 um das Abtragorgan 3 herum ein Schutzbereich 14a gebildet. Die währenddessen nicht abgesicherten Bereiche 15b, 15c des Arbeitsbereichs 16a sind frei zugänglich. Sofern eine Person oder ein Gegenstand in den Schutzbereich 14a eindringen sollte, werden die Personen bzw. der Gegenstand durch die Kameras 121 bis 123erfasst, im elektronischen Auswertesystem als Person bzw. Gegenstand identifiziert und die Antriebe des Ballenöffners 1 unverzüglich in kürzester Zeit abgeschaltet. Gemäss Fig. 5b befindet sich das Abtragorgan 3 unterhalb des Kamerasystems 11b. Das Abtragorgan 3 hat sich – im Vergleich zu Fig. 5a– in Richtung A fortbewegt. Dadurch hat sich die ortsveränderliche Gefahrenzone 131 ebenfalls (automatisch) in Richtung A fortbewegt. Zugleich ist der Ballenöffner 1 mit dem Abtragorgan 3 in den Überwachungsbereich unterhalb des Kamerasystems 11b gefahren, das dadurch aktiviert ist. Das Auswertesystem der Kameras 124bis 126 schafft auf diese Weise den Schutzbereich 14b, während die Bereiche 15a und 15c unterhalb der Kamerasysteme 11a und 11c frei zugänglich sind. Die Kamerasysteme 11a und 11c sind passiv, d.h. sie reagieren nicht auf Personen bzw. Gegenstände in den Bereichen 15a und 15c unter Bildung eines Schutzbereichs 14. Entsprechend Fig. 5c befindet sich das Abtragorgan 3 unterhalb des Kamerasystems 11c. Das Abtragorgan 3 hat sich – im Vergleich zu Fig. 5b– in Richtung A noch weiterbewegt. Dadurch hat sich automatisch die Gefahrenzone 131 ebenfalls in Richtung A fortbewegt. Gleichzeitig ist der Ballenöffner 1 mit dem Turm 2 und dem Abnahmeorgan 3 in den Überwachungsbereich unterhalb des Kamerasystems 11c eingefahren, das dadurch aktiviert ist. Das Auswertesystem der Kameras 127 bis 129 erzeugt dadurch den Schutzbereich 14c, während die Bereiche 15a und 15b unterhalb der Kamerasysteme 11a und 11b frei zugänglich sind, z.B. für Inspektionsarbeiten o.dgl.
[0042] Nach Fig. 6 stehen die Sicherheitskamerasysteme 11a, 11b, 11c mit den Sicherheitskameras 121 bis 129 über eine sicherheitsgerichtete elektrische Bilderfassungs- und Auswerteeinrichtung 17 mit einer elektrischen Steuer- und Regeleinrichtung 18, z.B. Trützschler TMS-2, in Verbindung, an die Antriebsmotoren 19, 20, 21 für den Antrieb des Ballenöffners 1 angeschlossen sind. An die Bilderfassungs- und Auswerteeinrichtung 17 ist ein Programmiersystem 22 zur Festlegung der Schutzbereiche 14a, 14b, 14c bzw. der Sicherheitszonen 14 ́, 14 ́ ́ (s. Fig. 7) angeschlossen. An die Steuer- und Regeleinrichtung 18 sind weiterhin eine Einrichtung 23 zur Positionserfassung des Abnehmers 3 (bzw. des Turms mit dem Fahrgestell 2 ́) und eine Bedien- und Anzeigeeinheit 24 der Maschine angeschlossen. Auf diese Weise ist ein dreidimensionaler und dynamischer Sicherheitsbereich gebildet, der automatisch immer an die Position der Arbeitsorgane angepasst wird. Zur Erfüllung dieser Funktion ist auf jeden Fall eine Verbindung zwischen dem Sicherheitssystem und der Maschinensteuerung 18 erforderlich (Fig. 6). Letztere muss der Sicherheitseinrichtung permanent mindestens den aktuellen Standort Ballenöffner 1 bzw. die Position des Abnahmeorgans 3 mitteilen. Das gesamte Sicherheitssystem, insbesondere das Erfassung- und Auswertesystem 17, kann mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung, z.B. eines Personalcomputers 22 mit entsprechender Software, programmiert und eingestellt werden. Dies gilt sowohl für die um die Maschine bzw. um die gefährlichen Elemente und die vorliegenden Ballen 4 herum gebildeten eine oder mehrere Sicherheitszonen wie auch für diverse andere Funktionen.
[0043] Die Darstellung in Fig. 7entspricht mit Blick auf die Anordnung der Kamerasysteme 11a bis 11c und der Ballenreihe 4a sowie der Position des Abnehmers 3 der in Fig. 5bgezeigten Darstellung. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Erfassungsbereiche unterhalb der Kamerasysteme 11a und 11c in Fig. 7nicht eingezeichnet, jedoch vorhanden. Es sind gemäss Fig. 7 um das Arbeitsorgan 3 herum eine innere Sicherheitszone 14 ́ und eine äussere Sicherheitszone 14 ́ ́ gebildet. Gelangt eine Person oder ein sonstiger Gegenstand in die äussere Sicherheitszone 14 ́ ́, so bewegt sich der Ballenöffner 1 mit reduzierter Arbeitsgeschwindigkeit weiter, ohne die Produktion (Flockenabnahme) zu unterbrechen. Gelangt jedoch eine Person und ein Gegenstand in die innere Sicherheitszone 14 ́, so werden sofort alle Antriebe (Antriebsmotoren 19, 20, 21) stillgesetzt und jegliche Bewegung des Ballenöffners 1 unterbunden. Zusätzlich kann bereits bei Eindringen in die Sicherheitszone 14 ́ ́ ein Alarmzeichen, z.B. optische oder akustische Anzeige, aktiviert werden. Dadurch kann sich z. B. eine Person sofort aus der Sicherheitszone 14 ́ ́ wieder zurückziehen, so dass die Arbeitsgeschwindigkeit wieder für die volle Produktion vergrössert wird.
[0044] Fig. 8 zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung an einem Ballenöffner 25, z. B. Ballenöffner BO-U der Trützschler GmbH & Co. KG, Mönchengladbach, der einen ortsfesten Auflegetisch mit einem endlos in Richtung der Pfeile L, M umlaufendes Förderband 26 aufweist, auf dessen oberem Bandabschnitt (nicht dargestelltes) zu öffnendes Faserband aufgelegt wird. Ein ortsfestes Kamerasystem 11 d mit drei Sicherheitssystemen 1210 bis 1212ist oberhalb des Förderbandes 26 vorhanden. Auf diese Weise ist ein Schutzbereich 14d gebildet.
[0045] Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung werden die gefährlichen Arbeitsorgane (Abtragorgan 3) mittels eines oder mehrerer oberhalb der Maschine angebrachten sicheren Kamerasysteme 11 bis 11 d beobachtet. Mit Hilfe der damit aufgenommenen Bilder sowie einer sicheren Bilddatenfassung 17 und deren sicherheitsgerichteten Einbindung und Verbindung in bzw. mit der Maschinensteuerung 18 wird eine entsprechende Überwachung erreicht. Das heisst, dass um den Abnehmer 3 mit z.B. den Fräswalzen 7a, 7b ein mit diesem sich bewegender dreidimensionaler Schutzbereich 14a, 14b bzw. 14c gebildet wird und der Rest 15a, 15b, 15c des Arbeitsbereiches 16a frei zugänglich ist (Fig. 5a, 5b und 5c). Sobald eine Person oder ein sonstiger Gegenstand von aussen in diesen Schutzbereich 14a, 14b und 14c eindringt, wird eine Reaktion der Maschine a ausgelöst. Dies kann ein sofortiger absoluter Stillstand oder auch «nur» eine Verlangsamung der Arbeitsorgane sein. Auf diese Art und Weise ist es möglich, Teile der Arbeitsbereiche 16a, 16b, in denen sich das Arbeitsorgan 3 gerade nicht befindet, zu betreten und zum Beispiel Fremdteile zu entfernen.
[0046] Durch die Erfindung ergeben sich u.a. folgende Vorteile:
<tb>1.<sep>Es wird nur der Teil einer Maschine 1 abgesichert und ist von Personen nicht betretbar, ohne dass eine Maschinenreaktion erfolgt, in dem sich gerade das Abarbeitungsorgan 3 befindet.
<tb>2.<sep>Die übrigen Bereiche 15a, 15b bzw. 15c sind frei zugänglich und bieten unter anderem die Möglichkeit, erkannte Fremdteile zu entfernen. Ballen 4a, 4b zu richten oder Ballenreste aufzulegen, ohne dass ein Stillstand der Maschine 1 erfolgt.
<tb>3.<sep>Die Produktivität der Maschine 1 kann erheblich gesteigert werden.
[0047] Weitere Vorteile sind:
<tb>1.<sep>Für den Fall, dass das Positionserfassungssystem 23 für das Arbeitsorgan 3 in der Maschine 1 einen Defekt aufweist, wird diese Information direkt an das Sicherheitssystem weitergeleitet, das kann dann den gesamten Arbeitsbereich 16a, 16b als Sicherheitszone ansehen.
<tb>2.<sep>Abhängig von der Grösse des Arbeitsbereiches 16a, 16b werden eines oder mehrere Kamerasysteme 11a bis 11d verwendet.
<tb>3.<sep>Um das Arbeitsorgan 3 herum werden mehrere Sicherheitszonen 14 ́, 14 ́ ́ gebildet, zum Beispiel eine äussere und eine innere (Fig. 7). Gelangt eine Person oder ein sonstiger Gegenstand in die äussere Zone 14 ́, bewegt sich die Maschine 1 mit reduzierter Arbeitsgeschwindigkeit weiter, ohne die Produktion zu unterbrechen. Gelangt etwas in die innere Zone 14 ́, so werden sofort alle Antriebe 19, 20, 21 stillgesetzt und jegliche Bewegung unterbunden.
<tb>4.<sep>Werden die Sicherheitszonen 14 ́, 14 ́ ́ betreten, so macht eine Alarmeinrichtung (optisch, akustisch usw.) auf diesen Umstand aufmerksam. Werden die Zonen wieder vollständig verlassen, so kann eine automatische Abschaltung des Alarms erfolgen und die Produktion automatisch wieder gestartet werden.
<tb>5.<sep>Die Maschinensteuerung 18 kann auch zur Parametrierung und Festlegung der Sicherheitszonen benutzt werden.
<tb>6.<sep>Das zur Absicherung dienende Kamera- und Auswertesystem ist zusätzlich in der Lage, die Ballenoberfläche 4 ́ permanent auf mögliche Verunreinigungen oder Fremdteile (z.B. einen Schraubenschlüssel, Steine usw.) abzusuchen. Ist eine solche vorhanden, so kann es eine Meldung an die Maschinensteuerung 18 geben und diese eine entsprechende Reaktion auslösen. Dabei kann es sich unter anderem um ein Anhalten der Maschine 1 (Unterbrechung der Produktion), eine optische oder akustische Alarmmeldung sowie das Darstellen der Lage des Fremdteils auf der Ballenreihe 4a, 4b mit Hilfe eines geeigneten Monitors handeln. Hierzu könnte vorzugsweise der Bildschirm der Maschinensteuerung 18 genutzt werden.
Aktivierbar bzw. aktiviert bedeutet, dass die Überwachungsmittel einen Schutzbereich zu erzeugen bzw. zu bilden vermögen. Deaktivierbar bzw. deaktiviert bedeutet, dass ein erzeugter Schutzbereich wieder beseitigt wird bzw. ist.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur Überwachung und Sicherung von Gefahrenzonen an kraftgetriebenen Textilmaschinen, insbesondere Spinnereivorbereitungsmaschinen, z.B. Ballenöffner (1) für Textilfaserballen (4a, 4b), mit ortsveränderlichen Maschinenteilen (2, 3), bei der eine Sicherheitseinrichtung optische Überwachungsmittel aufweist, die eine ortsveränderliche Gefahrenzone (131) unter Bildung eines ortsveränderlichen Schutzbereichs (14a, 14b, 14c; 14d) derart überwacht, dass in die Gefahrenzone eingedrungen, eine Person und/oder ein Gegenstand einen Schaltvorgang auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass ortsfeste Überwachungsmittel (11a, 11b, 11c; 11 d; 121bis 123, 124 bis 126, 127 bis 129; 1210 bis 1212) vorhanden sind, die selektiv aktivierbar sind und um die ortsveränderliche Gefahrenzone (131) herum jeweils einen dynamisch ortsveränderlichen Schutzbereich (14a, 14b, 14c; 14d) bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel mindestens ein Kamerasystem (11a, 11b, 11c; 11d) umfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel mehrere Kamerasysteme (11a, 11b, 11c; 11 d) umfassen, die hintereinander in Richtung der ortsveränderlichen Gefahrenzone (131) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kamerasystem (11a, 11b, 11c; 11 d) mindestens zwei Kameras (121 bis 123, 124bis 126, 127 bis 129; 1210bis 1212) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Kameras (121 bis 123, 124 bis 126, 127 bis 129; 1210 bis 1212) in Richtung der ortsveränderlichen Gefahrenzone (131) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgebildet ist, dass die Kameras (121bis 123, 124 bis 126, 127 bis 129; 1210 bis 1212) in Abhängigkeit der ortsveränderlichen Gefahrenzone (131) selektiv aktivierbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras Sicherheitskameras (121bis 123, 124 bis 126, 127bis 129; 1210 bis 1212) umfassen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass den Sicherheitskameras (121 bis 123, 124bis 126, 127 bis 129; 1210 bis 1212) jeweils elektrische Bilderfassungs- und Auswerteeinheiten (17) zugeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfesten Überwachungsmittel (11a, 11b, 11c; 11d; 121 bis 123, 124 bis 126, 127 bis 129; 1210bis 1212) derart ausgebildet sind, dass im Betrieb eine innere (14 ́) und eine äussere (14 ́ ́) Sicherheitszone gebildet wird.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfesten Überwachungsmittel (11a, 11b, 11c; 11d; 121bis 123, 124 bis 126, 127 bis 129; 1210bis 1212) derart ausgebildet sind, dass im Betrieb beim Betreten der äusseren Sicherheitszone (14 ́ ́) die Geschwindigkeit, mit der sich die Maschinenteile bewegen, reduziert wird und beim Betreten der inneren Sicherheitszone (14 ́) sämtliche Antriebe (19, 20, 21) der Textilmaschine stillgesetzt werden.
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