CN101270515B - 用于监控和保护动力驱动的纺织机械上危险区的设备 - Google Patents
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Abstract
在用于监控和保护动力驱动的纺织机械上的危险区的设备中，特别是在用于监控和保护动力驱动的纺纱前处理机械上的危险区的设备中，纺纱前处理机械为例如用于纺织纤维包的松包机，其具有活动的机械部件，一安全装置包括光学监控装置，其监控活动的危险区以形成活动的保护区，这样进入危险区的人员和/或物体触发转换操作。为了以简单的方式产生能够保护危险区的设备，该设备不会有机械故障并具有较高的系统可靠性，提供固定监控装置，所述固定监控装置可被有选择地激活并且在活动危险区周围形成动态的活动保护区。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于监控和保护动力驱动的纺织机械，特别是纺纱前处理机械上危险区的设备，纺纱前处理机械为例如用于纺织纤维包的松包机并具有活动的机械部件，其中安全装置包括光学监控装置，其监控活动的危险区以形成活动的保护区，因此人员和/或物体闯入该危险区将触发转换操作。
背景技术
在实际工作中，在纺织机械上具有用于保护危险工作元件的装置，例如在通常所称的纤维包剥棉钢丝辊上。在纺织工业中，特别是在纺纱前处理中，用于处理堆放在底面上的纤维包的机械是已知的。由于其中使用的工作元件，例如剥离罗拉，由于系统特性处于经常变化的位置且不能被覆盖，它们表现出相当大的危险，特别是对于操作该机械的人员。机械的工作区因此现今由适当的装置得到充分保护，例如多个光栅。由于所使用的技术，整个工作区总是不可进入，且仅在机械停止生产中断时才能进入。由于堆放的纤维包经常受外来物体的污染，因此期望能够去除这些物体而不用中断机械的操作。缺陷是中断有时导致相当大的产量降低。
在已知设备(EP 0 379 465 A)的情况中，有问题的危险区由传感器和/或机械装置保护。为此目的，提供传感器形式的保护装置，其覆盖位于活动处理元件横向下方和/或前部下方或正下方的监控区域。多个传感器，例如红外线传感器，它们或多或少自始至终地设置在剥离元件的周围，产生一种保护性帷幕。这用于以这样的方式控制以至不会探测到纤维包，而会探测到进入该区域的人员。所有的传感器位于机械的移动部件特别是塔架和剥离元件上，也就是说，在传感器和机械之间具有机械连接(联接)。一个缺陷在于传感器必须被移动以产生可活动的保护区。特别地，传感器和评估系统被固定到承受相当大振动的移动机械或机械部件上是有问题的，其导致安全系统的中断和危险的失灵。
发明内容
本发明因此致力于生产一种在开头描述类型的设备的问题，其避免了所述的缺陷，其特别能够以简单的方式保护危险区，其不会有机械故障并具有较高的系统稳定性。
该问题通过下述技术方案解决。一种用于监控和保护动力驱动的纺织机械，特别是纺纱前处理机械上危险区的设备，纺纱前处理机械为例如用于纺织纤维包的松包机并具有活动的机械部件，其中一安全装置包括光学监控装置，其监控活动的危险区以形成活动的保护区，因此人员和/或物体闯入该危险区将触发转换操作，其中：具有固定的监控装置，它们能够被有选择地激活并在活动危险区的周围形成动态的活动保护区。
根据本发明，固定照相机系统的照相机形成三维且动态的安全区。由于照相机固定，该至少一个安全区与活动危险区一起逐渐运动，例如，在松包机的剥离元件周围。活动危险区因此由安全覆盖区(受保护区)持续地覆盖。与已知设备的传感器相比，固定的照相机不会受生产机械的相当大的振动影响。照相机和机械的移动部件没有互相机械连接。一个特别的优势在于使用安全照相机和评估系统，即使在辅助元件受损伤时，其通过并行设置的备用组件确保了危险区的强制保护。
本发明有优势的改进包括：
所述监控装置包括至少一个照相机系统。
每个照相机系统包括至少两个照相机。
其中，照相机系统在活动危险区的方向中连续设置。
其中，在活动危险区的方向中设置至少两个照相机。
所述照相机可以根据活动危险区被有选择地激活。
根据活动危险区的位置，在任一时间可以激活不同的照相机。
所述的设备具有安全照相机。
一照相机评估系统与安全照相机联通。
在危险区移动的方向中观察时，安全区连续设置。
在危险区移动的方向中观察时，照相机系统连续设置。
在危险区移动的方向中观察时，安全照相机连续设置。
一旦有人员或物体从外侧进入受保护区(安全区)中时，可以触发例如切换操作等的响应。
所述设备形成有内侧和外侧的安全区。
所触发的响应取决于被进入或突破的安全区。
当进入外侧安全区时，机械移动速度被降低，机械继续生产。
当进入内侧安全区时，可以停止全部的运动驱动器。
安全区的位置取决于活动工作元件的位置。
安全区可以根据工作元件的位置例如根据其高度改变。
机械控制装置连接有安全系统，并持续接收关于工作元件位置的信息。
当安全区被突破时，给出声响和/或视觉信号。
安全区在危险工作元件的周围，因此人员不可能不突破安全区并因此触发适当响应而接触到元件。
当外侧安全区被突破并且随后被腾空而没有突破内侧安全区时，纺织机械自动再次全速生产。
照相机和评估系统也被用于探测外来物体、污染物等。
当探测到外来物体时，可以给出关于其位置的适当信息。
探测到的外来物体可被显示在机械控制装置的监视器上。
安全照相机和评估系统包括备用构建的硬件部件。
安全照相机和评估系统包括并行操作的软件程序。
所述照相机设置在纺织机械上方。
并排设置的照相机覆盖区域互相重叠。
照相机系统和评估系统被连接到纺织机械的机械控制装置。
连续设置的照相机系统持续地打开。
安全区自动适应于危险区的位置，例如剥离元件的位置。
本发明的设备具有至少一个三维、动态进入区域(可进入的区域)。
在所述至少一个保护区的外侧设置至少一个进入区。
剥离元件的工作位置，即各相关的危险区(I或II)受一部分照相机系统保护，其中在所有情况下，在剥离元件旋转到不同的工作位置之后，信号发送器从一部分照相机系统(例如，用于危险区I)切换到的另外一部分的照相机系统(例如，用于危险区II)。
其中，切换在剥离元件完全旋转180°之后实行。
所述保护区是三维的。
附图说明
在下文中参考附图中图示的示例性实施方式详细解释本发明，其中：
图1示意性显示了具有横动塔架的松包机的正视图，其带有分配给两排纤维包的剥离元件；
图2以平面图显示了根据图1的带两排纤维包的松包机；
图3是活动剥离元件的剖切侧视图，同时显示了纤维包；
图4是带两排纤维包的松包机的平面图，具有一部分照相机系统，其保护在其正在处理的那排纤维包上的危险区；
图5a-5c每一个都显示了根据本发明的设备的侧视图，剥离元件分别设置在第一保护区(图5a)、第二保护区(图5b)和第三保护区(图5c)中；
图6示意性显示了用于根据本发明设备的控制和评估装置的框图；
图7显示了根据本发明的设备，其具有包括两个安全区的保护区，和
图8显示了松包机上根据本发明的设备，其具有用于纤维原料的固定给棉板和输送带。
具体实施方式
根据图1，松包机1例如Trützschler GmbH & Co.KG，M
chengladbach的BLENDOMAT BO-A型自动松包机，包括具有剥离元件3(叉架)的活动塔架2(塔架和机架)，其从成排放置的纤维包4a、4b取走纤维簇，纤维簇通过真空抽吸被抽出穿过抽吸通道5。塔架2与剥离元件3一起可以在A和B的方向中来回运动(参见图2)。剥离元件3包括外壳6，其中设置两个高速旋转的剥棉罗拉7a、7b(参加图3)。由剥棉罗拉7a、7b取出的纤维簇被气动输送穿过外壳6进入通道5。剥离元件3可以在箭头C和D的方向中竖直运动。塔架2的上部可以在E和F的方向中绕竖直轴旋转，结果是在处理完一排纤维包4a后，随后可以处理同时并排设置的纤维包4b。塔架2在其下侧具有可驱动的轮子8a、8b，松包机1通过所述轮子在轨道9a、9b上在A和B的方向中来回往复运动(参见图2)。高速剥棉罗拉7a、7b延伸超出纤维包4a、4b的宽度一定的距离a。特别是在剥离元件3端面的区域中，存在一个相当大的危险区，其由剥棉罗拉7a、7b在该间隔a中的凸出而产生。当带有剥棉罗拉7a、7b的延长臂3脱离纤维包表面4′或者受驱动超出纤维包排4a、4b的端部极限时，该危险区被进一步放大。最后，带有机架和活动外壳6的活动塔架2也构成了对人员的相当大的危险区。外壳6的正面以距离b延伸超出纤维包4a、4b的宽度。
根据图3，高速剥棉罗拉7a、7b在相反的方向G和H中旋转。剥棉罗拉7a、7b每一个都具有齿环7I、7II，其锯齿将纤维簇从纤维包表面4′分离并将它们投入抽吸室中，从该抽吸室它们在方向I中被抽吸走。
对应于图4，在松包机1的塔架2上方，具有三个固定的照相机系统11a、11b、11c，其每一个都包括三个连续设置的固定照相机121-123、124-126和127-129(参加图5a-5c)。在示出的实施例中，剥离元件3位于纤维包排4a的上方且位于照相机系统11c的下方(参加图5c)。在活动的剥离元件3的周围存在危险区131，其由固定的照相机系统11c监控并受活动保护区14c保护。照相机系统11c的照相机127-129能够仅监控纤维包排4a侧面上的危险区131，也就是在工作区16a中。纤维包排4b的区域，也就是工作区16b，同时不受照相机系统11a-11c的监控，可以自由进入。
根据图5a-5c，在包括松包机1的活动剥离元件3的活动塔架2的上方(参见图1)以及在纤维包排4a的上方，三个固定的照相机系统11a、11b、11c在松包机的运动方向(箭头A和B)中被连续安装在纺纱工作室的顶面17上。照相机系统11a-11c每一个分别包括三个连续设置的安全照相机121、122、123；124、125、126和127、128、129。照相机121-129为安全相机，它们具有较高的系统稳定性。安全照相机121-129连接到的电子评估系统也具有较高的系统稳定性。根据图5a，剥离元件3位于照相机系统11a的下方。照相机系统11a-11c的相机121-129固定在其上。照相机121-129因此持续记录纤维包排4a的整个工作区域。松包机1的驱动控制部和照相机系统11a-11c的控制系统被电连接(参见图6)，由此在剥离元件3的具体位置上方激活相应的照相机系统11a。保护区14a因此形成在剥离元件3周围的危险区131中。此时工作区16a未受保护的区域15b、15c能自由进入。一旦有人员或物体闯入保护区14a中，该人员或物体被照相机121-123捕捉到，在电子评估系统中被鉴别为人员或物体，并且松包机1的驱动被尽可能快地迅速关闭。根据图5b，剥离元件3位于照相机系统11b的下方。与图5a相比，剥离元件3在方向A中发生了移动。活动危险区131因此同样(自动地)在方向A中发生了移动。同时，带有剥离元件3的松包机1前进到位于照相机系统11b下方的监控区域中，其由此被激活。照相机124-126的评估系统这样产生了保护区14b，同时在照相机系统11a和11c下方的区域15a和15c能够自由进入。照相机系统11a和11c是被动的，也就是它们不会响应在区域15a和15c中的人员或物体以形成保护区14。根据图5c，剥离元件3位于照相机系统11c的下方。与图5b相比，剥离元件3在方向A中进一步移动。活动危险区131因此同样自动在方向A中移动。同时，带有塔架2和剥离元件3的松包机1进入位于照相机系统11c下方的监控区域中，照相机系统11c由此被激活。照相机127-129的评估系统这样产生了保护区14c，同时位于照相机11a和11b下方的区域15a和15b能自由进入，例如用于检查工作等等。
根据图6，具有安全照相机121-129的安全照相机系统11a、11b、11c通过安全-定向电子图像捕捉和评估装置17被连接到电子控制和调整设备18，例如Trützschler TMS-2，用于驱动松包机1的驱动电机被连接到所述电子控制和调整设备18上。用于确定保护区14a、14b、14c和安全区14I、14II(参见图7)的程序系统22被连接到图像捕捉和评估装置17。另外，用于检测剥离元件3(或者带有机架2I的塔架)位置的装置23和机械的操作和显示单元24被连接到控制和调整设备18。用这种方法，形成三维且动态的安全区，其总是自动适配工作元件的位置。为了满足这个功能，在安全系统和机械控制装置18之间的连接绝对是必须的(图6)。机械控制装置必须始终给安全系统发送至少松包机1的当前位置，或者发送剥离元件3的位置。整个安全系统，特别是捕捉和评估系统17可以借助于适当的设备例如具有适当软件的个人计算机22被编程和调节。这适用于在机械周围和在危险元件及铺放纤维包4周围形成的一个或更多个的安全区，同样也用于各种其它的功能。
图7中的图示涉及照相机系统11a-11c和纤维包排4a的设置，并且对应于图5b中的剥离元件3的位置。为了清楚起见，在照相机系统11a和11c下方的覆盖区在图7中未示出，但确实存在。如图7中所示，在工作元件3周围形成有外侧安全区14II和内侧安全区14I。如果有人员或杂物进入外侧安全区14II，松包机1则以降低的工作速度运行，而不会中断生产(移除纤维簇)。然而，如果人员或物体进入内侧安全区14I，所有的驱动器(驱动电机19、20、21)被立即关闭并且停止松包机1的所有运动。另外，一旦安全区14II被突破，可以激活报警信号，例如光学或声响信号。例如工作人员可以因此立即退出安全区14II，因此工作速度再次提高进行全速生产。
图8显示了根据本发明在松包机25上的设备，所述松包机25例如是由Trützschler GmbH & Co.KG，M
chengladbach制造的BO-U松包机，其包括带有在箭头L和M方向中回转的环形输送带26的固定给棉板，在其上部输送带部分上设置需要开松的纤维条。带有三个安全系统1210-1212的固定照相机系统11d设置在输送带26的上方。因此形成保护区14d。
利用根据本发明的设备，危险的工作元件(剥离元件3)借助于一个或多个设置在机械上方的可靠的照相机系统11a-11d被观察。借助于由它们记录的图像和可靠的图像数据评估系统17，及在其中整合和连接的安全定向的机械控制装置18，实现相应的监控。也就是，在具有例如剥棉罗拉7a、7b的剥离元件3周围，随着剥离元件3的移动而形成三维保护区14a、14b和14c，工作区16a的剩余部分15a、15b、15c能够自由进入(图5a、5b、5c)。一旦有人员或杂物从外侧进入这个保护区14a、14b、14c，触发机械1的响应。这可以是立即的完全关闭或者“仅仅”是减慢工作元件。这样，有可能进入在该时刻恰好不存在工作元件3的工作区域16a、16b部分，并例如移除外来杂物。
本发明特别提供以下的优势：
1.仅有部分机械1受保护且人员不能不触发机械响应地进入，在所述部分机械1中剥离元件3在该时刻处于其中。
2.剩余区域15a、15b和15c能够自由进入，并且特别为需要移除的探测到的外来杂物提供机会，为需要弄直的纤维包4a、4b或需要堆放在顶部的剩余纤维包提供机会，而不需要停止机械1。
3.机械1的产量可以显著提高。
进一步的优势是：
1.如果用于机械1中工作元件3的位置探测系统23发生故障，这个信息被直接发送到安全系统，其然后能够将整个工作区16a、16b作为安全区处理。
2.根据工作区16a、16b的大小，使用一个或更多个的照相机系统11a-11c。
3.在工作元件3的周围形成多个安全区14I、14II，例如一外侧和一内侧安全区(图7)。如果有人员或杂物进入该外侧区域14II中，机械1继续以降低的工作速度移动，不会中断生产。如果某物进入内侧区域14I，然后立即关闭所有的驱动器19、20、21并停止所有运动。
4.如果进入安全区14，则报警装置(可视报警装置、声响报警装置等)引起对这个情况的注意。如果该区域被再次完全腾空，那么报警被自动关闭并自动再次开始生产。
5.机械控制装置18也可以用于安全区的参数表示和检测。
6.用于保护的照相机和评估系统另外能够持续扫描纤维包表面4I寻找可能的污染物或外来杂物(例如扳手、石块等)。如果存在这样的物体，那么系统能够发送信号到机械控制装置18，并且这能引起适当的响应。关于这一点，这可以是停止机械1(停止生产)、视觉或声响报警信号和利用合适的监视器显示在纤维包排4a、4b上的外来杂物的位置。为此目的，优选利用机械控制装置18的屏幕。
可激活或被激活意味着监控装置能够产生或形成保护区。能无效或被无效意味着产生的保护区被移除或分别已经被再次移除。
Claims (38)
1.一种用于监控和保护动力驱动的纺织机械上危险区的设备，其中，一安全装置包括光学监控装置，其监控活动的危险区以形成活动的保护区，因此人员和/或物体闯入该危险区将触发转换操作，其特征在于：具有固定的监控装置(11a、11b、11c、11d；121-123、124-126、127-129、1210-1212)，所述固定的监控装置能够被有选择地激活并在活动的危险区(131、132)的周围形成动态的活动保护区(14a、14b、14c；14d)，在危险区移动的方向中观察时，安全区连续设置，所述监控装置包括至少一个照相机系统，照相机系统在活动的危险区的方向中连续设置，每个照相机系统包括至少两个照相机，所述照相机设置在纺织机械上方，根据活动的危险区的位置，在任一时间能够激活不同的照相机。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：在活动的危险区的方向中设置至少两个照相机。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于：照相机能够根据活动的危险区被有选择地激活。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于：具有安全照相机。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于：照相机评估系统与安全照相机联通。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于：在危险区移动的方向中观察时，照相机系统连续设置。
7.如权利要求4所述的设备，其特征在于：在危险区移动的方向中观察时，安全照相机连续设置。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于：一旦有人员或物体从外侧进入受保护区中时，能够触发切换操作的响应。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于：形成有内侧和外侧的安全区。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所触发的响应取决于被进入或突破的安全区。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于：当进入外侧安全区时，机械移动速度降低，机械继续生产。
12.如权利要求10所述的设备，其特征在于：当进入内侧安全区时，能够停止全部的运动驱动器。
13.如权利要求1所述的设备，其特征在于：安全区的位置取决于活动工作元件的位置。
14.如权利要求1所述的设备，其特征在于：安全区能够根据工作元件的位置改变。
15.如权利要求13所述的设备，其特征在于：安全系统被连接到机械控制装置，并持续接收关于工作元件位置的信息。
16.如权利要求1所述的设备，其特征在于：当一个安全区被突破时，给出声响和/或视觉信号。
17.如权利要求8所述的设备，其特征在于：安全区在危险的工作元件的周围，这样使得人员在不突破安全区并因此不触发适当响应的情况下不可能接触到元件。
18.如权利要求9所述的设备，其特征在于：当外侧安全区被突破并且随后被腾空而没有突破内侧安全区时，纺织机械自动再次全速生产。
19.如权利要求5所述的设备，其特征在于：照相机和评估系统也被用于探测外来物体、污染物。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于：当探测到外来物体时，能够给出关于其位置的适当信息。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于：探测到的外来物体能够被显示在机械控制装置的监视器上。
22.如权利要求5所述的设备，其特征在于：安全照相机和评估系统包括备用构建的硬件部件。
23.如权利要求5所述的设备，其特征在于：安全照相机和评估系统包括并行操作的软件程序。
24.如权利要求1所述的设备，其特征在于：并排设置的照相机的覆盖区域互相重叠。
25.如权利要求5所述的设备，其特征在于：照相机系统和评估系统被连接到纺织机械的机械控制装置。
26.如权利要求1所述的设备，其特征在于：连续设置的照相机系统持续地打开。
27.如权利要求1所述的设备，其特征在于：安全区自动适应于危险区的位置。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于：所述危险区的位置为剥离元件的位置。
29.如权利要求1所述的设备，其特征在于：具有至少一个三维、动态进入区域。
30.如权利要求1所述的设备，其特征在于：在至少一个保护区的外侧设置至少一个进入区。
31.如权利要求28所述的设备，其特征在于：在剥离元件的工作位置，各相关的危险区(I或II)受一部分照相机系统保护，其中在所有情况下，在剥离元件旋转到不同的工作位置之后，一信号发送器从照相机系统的一部分切换到照相机系统的另外一部分。
32.如权利要求31所述的设备，其特征在于：切换在剥离元件完全旋转180°之后实行。
33.如权利要求1所述的设备，其特征在于：保护区是三维的。
34.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述动力驱动的纺织机械是纺纱前处理机械。
35.如权利要求34所述的设备，其特征在于：所述纺纱前处理机械为用于纺织纤维包的松包机并具有活动的机械部件。
36.如权利要求8所述的设备，其特征在于：所述受保护区为安全区。
37.如权利要求14所述的设备，其特征在于：安全区能够根据工作元件的高度改变。
38.如权利要求29所述的设备，其特征在于：所述至少一个三维、动态进入区域为可进入的区域。
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