CN104828638A - 制造交叉卷绕筒子的纺织机和操作该纺织机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有工位(2)的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)及操作该纺织机的方法。该纺织机(1)包括具有工位(2)的功能元件(3,9,18,19,20,25,40)的工位单元(42)、容纳所述工位单元(42)的机架(7)、可沿机架(7)移动的用于工位(2)操作的服务机组(16)、固定在该工位单元(42)上的导电的测量体(45)和设置在该服务机组(16)上的测量线圈，其中所述测量线圈(50,51,52)和测量体(45)如此布置和构成，即，当服务机组(16)接近该工位(2)时，测量线圈(50,51,52)的阻抗因在测量体(45)内形成的涡电流而改变，纺织机还包括分析装置(60)，借助该分析装置可以掌握受测量线圈(50,51,52)的阻抗影响的参数。

Description

制造交叉卷绕筒子的纺织机和操作该纺织机的方法

技术领域

本发明涉及一种制造交叉卷绕筒子的纺织机，该纺织机具有多个工位和可沿纺织机移动的用于操作所述工位的服务机组。本发明同样涉及用于操作纺织机的方法，尤其用于确定该服务机组在纺织机内的位置并用于将服务机组定位在有使用要求的工位之前。

背景技术

DE3841464A1公开了一种具有可移动的服务机组的纺织机。所述服务机组和工位都配备有优选以具有铁氧体磁芯的线圈形式构成的天线。所述工位的天线在必要时发出表示工位需要操作的信号。该信号能由巡视的服务机组的天线获得。利用所述天线，该服务机组随后也可以按照需要被定位在所述工位之前。当该服务机组被定位在所述工位之前时，所述天线被用于数据传输。

现代的纺织机具有总线系统，用于在工位控制装置、中央控制装置和服务机组的控制装置之间通讯。通过总线系统，需要操作的工位可以召唤服务机组。该服务机组可以直接向需要操作的工位移动。为了位置识别和将该服务机组定位在所述工位之前，根据DE102007048721A1而提出了采用定位传感器装置，其具有设置在服务机组上的电感式近接开关并且沿工位具有沿机器长度的、带孔的且优选是铁磁性的定位轨。定位轨的按规定布置的缺口在服务机组每次接近时影响了近接开关的磁场。由服务机组所经过的且由近接开关所掌握的缺口的数量允许结合参考位置推断出服务机组的位置。

通常，在具有多个相同的工位的纺织机中所述工位连同其功能元件以单元形式来预制并且随后被安装在同一个机架上。因为工位单元有许多，因此这些工位单元的可能有的间距误差叠加。因此，随着工位数量的增加，在实际工位位置和由可能的定位轨显示的工位位置之间的差异可能显著增大。此外，在纺织机操作过程中可能因共振而出现机械振动，这会导致工位单元移位。这尤其在将服务机组定位在需要操作的工位之前时带来麻烦。所述定位必须相对准确，以便服务机组的操纵件和工位能根据需要相互吻合。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种装置和方法，其允许简单的位置确定和将服务机组精确定位在需要操作的工位之前。

根据本发明，该任务将通过根据本发明的制造交叉卷绕筒子的纺织机和方法来完成。本发明的有利改进方案是其他方面的主题。

根据本发明的纺织机包括具有工位的功能元件的多个工位单元、安放所述工位单元的机架、可沿机架移动的用于工位操作的服务机组、固定在工位单元上的导电的测量体和安置在服务机组上的测量线圈，其中所述测量线圈和测量体如此布置和构成，即，当服务机组接近该工位时，该测量线圈的阻抗因在测量体内形成的涡电流而改变，该纺织机还包括分析装置，借助该分析装置能掌握受测量线圈的阻抗影响的参数。

固定在工位单元上的测量体在侧旁经过时利用设置在服务机组上的测量线圈来检测。通过这种方式，可以对服务机组所经过的工位进行计数。因此，可以结合参考位置而如本身已知的那样随时确定服务机组在纺织机内的位置。

每个测量体不是仅对应于一个确定的工位单元，而是安装在该工位上。为此，可以很精确地保持工位单元的功能元件和测量体的功能元件之间所需的相对距离。因此，也可以很精确地实现该服务机组定位在工位单元前方，进而保证所述工位的和服务机组的功能元件之间的可靠相互作用。

该测量体因其导电性能而影响到该测量线圈的阻抗。测量线圈的阻抗取决于所述测量线圈和测量体之间的距离。如果测量线圈被电流流过，则形成一个磁场。通过测量线圈磁场的改变而在测量体内感生出电压，该电压又造成电流即涡电流。为了能在测量体内形成涡电流，测量体必须以平展开的电导体形式构成。在测量体内的涡电流又对测量线圈的阻抗产生影响。涡电流削弱测量线圈的磁场并且还导致欧姆损耗。

测量线圈的阻抗由有效电阻和感应电抗组成。导电的测量体不仅影响测量线圈的感应电抗，也影响测量线圈的有效电阻。这是有利的，因为受阻抗影响的参数在测量线圈接近测量体时比例如在测量体是铁磁性的或导磁的情况下明显更强烈地变化。当测量线圈接近导磁体时，只有测量线圈的感应电抗变化，而有效电阻不变。

作为测量体，可以采用简单的金属片。在这里，金属片的特点在于，在一个空间平面内的平面延伸尺寸和与之相比在垂直于该空间平面的方向上的较小的延伸尺寸。

根据一个优选实施方式，所述分析装置被构造用于通过信号表明该服务机组在操作位置中定位在一个工位的前方。该信号可以被传输给所述工位和服务机组的控制装置并且启动操作过程。

优选该测量线圈具有尤其由铁氧体构成的导磁芯。通过该芯，在有电流流过测量线圈时加强该测量线圈的磁场，进而加强对测量体的影响。通过这种方式，受阻抗影响的参数根据测量体和测量线圈之间的距离遇到相应大的变化。由此，改善了通过测量线圈测定测量体。

根据另一个优选实施方式，该测量线圈包括两个串联的具有不同匝数的子线圈，它们被布置成使得阻抗变化与该服务机组接近该工位所沿的方向相关。这些子线圈可为此安置在同一个优选由铁氧体构成的轭部上。通过包含两个子线圈的所述布置结构，即使在手动移动服务机组时也能可靠识别服务机组的移动方向或运动方向，而无需重新启用一个参考位置。仅在常规运行操作中，移动方向也可以从该服务机组的驱动装置的触发或转动方向中被推导出来。但知道服务机组的移动方向对于确定该服务机组在纺织机内的位置并不可靠。

该分析装置有利地包含电容，该电容与测量线圈一起构成振荡电路。在这样的布置中，振荡电路的激励振荡的振幅是受测量线圈阻抗影响的参数。振荡的振幅可以连续传递，并由此显示了掌握测量体的一个简单可靠的可能方式。

已知的是，在服务机组的侧面上安置电容以识别障碍。根据本发明的一个有利实施方式，这样的电容可以同时与测量线圈一起构成振荡电路以检测该工位上的测量体。为此可以取消附加的电容。接近障碍时的电容变化以及接近测量体时的测量线圈阻抗变化在其对振荡电路的影响方面有显著区别，因此能简单区分这两种结果。

当该服务机组被定位在需要操作的召唤工位前方时，例如可以通过总线系统由服务机组的控制装置向需要操作的召唤工位的控制装置进行相应通报。由此无法检查该服务机组是否实际上定位在“正确的”即召唤而需要操作的工位前方。也无法在所有工位相同的测量体上检查是否定位在“正确”工位前方。就是说，当位置测定出现错误时这可能是发现不了的。因此，根据本发明的另一个有利的实施方式，在所述工位上设有用于给测量体施以电流的施加装置。为了给测量体施以电流，该测量体可以通过电导体被连接至一个可控的电源。利用这种布置，可以检查该服务机组是否被定位在需要操作的召唤的工位前方。为此可以设置控制机构并且将其构造用于如此控制该施加装置，即，该测量体在该分析装置表明服务机组在操作位置中定位在一个工位前方之后被施以电流，并且监测由分析装置所掌握的、受到该测量线圈的电感和电阻影响的参数。附加施以电流影响到在测量体内的涡电流并进而影响到测量线圈的阻抗。受到阻抗影响的参数的改变表明该服务机组定位在正确的工位前方。

本发明还涉及具有多个工位单元的制造交叉卷绕筒子的纺织机的操作方法，其中所述工位单元具有工位的功能元件，并且所述工位单元安置在机架上。根据本发明的方法包括以下步骤：沿机架移动该服务机组以便操作工位；掌握受到设置在服务机组上的测量线圈的阻抗影响的参数，其中当服务机组接近工位时，测量线圈的阻抗因设置在工位单元上的在其内部形成涡电流的导电测量体而改变。

利用所掌握的参数，可以检测该服务机组是否在一个工位旁经过。由此可以确定服务机组在纺织机内的位置。

另外，可利用所掌握的参数来检测该服务机组在操作位置中是否被定位在一个工位的前方。

为了在服务机组位置测定时获得冗余，可以在检测到该服务机组在操作位置中定位在该工位前方之后对该测量体施以影响涡电流的电流，并且监测受测量线圈的阻抗影响的所掌握的参数的变化。优选该电流如此取向，即它与涡电流反作用。

根据本发明方法的一个改进方案，借助所掌握的参数来检测该工位单元的纵向移位和/或横向移位。当纵向移位和/或横向移位偏离预定值时，可实现报警。因此，可以及时发现例如因共振造成的损坏并且或许在纺织机出故障之前采取措施。

附图说明

以下将结合附图所示的实施例来详述本发明，其中：

图1示出了包括两个可移动的服务机组的本发明的纺织机；

图2以侧视图示出了纺织机的工位以及设置在其前方的服务机组；

图3以立体图示出了一个工位单元；

图4示出了用于掌握受阻抗影响的参数的振荡电路；

图5示出了被连接至可开关的电源的测量体；

图6示出了带有铁氧体芯的测量线圈以及测量体；

图7示出了由两个子线圈构成的测量线圈的一个实施方式；

图8示出由两个子线圈构成的测量线圈的另一个实施方式。

具体实施方式

在图1中示出了自由端纺纱机1，该自由端纺纱机具有多个工位2，每个工位配备有一个自由端纺纱装置3以及一个卷绕装置4。自由端纺纱机1还具有两个相同的服务机组16。

在纺纱装置3中，被喂入纺纱筒5中的纤维条被纺成纱线，纱线分别借助输出辊对18从纺纱装置3中被抽出并在卷绕装置4上被卷绕成交叉卷绕筒子8。卷绕装置4如图2所示配备有以可转动的方式保持空筒管11或交叉卷绕筒子8的筒子架9以及用于使空筒管11或交叉卷绕筒子8转动的卷绕滚筒25。自由端纺纱机1还具有中央控制单元6，其通过总线系统26与工位自身的控制装置10相连。另外，这种纺织机1具备用于处置已完成的交叉卷绕筒子8的交叉卷绕筒子输送装置12以及主要由空筒管库15和筒管供给轨道21构成的空筒管供应装置。

服务机组16可以在安置在自由端纺纱机1的机架7上的导轨13、14上移动。图2更详细地示出了服务机组16。服务机组16的控制装置17如工位自身的控制装置10和中央控制单元6一样被连接至纺织机1的总线系统26。

服务机组16如图2所示具有各种不同的操作装置，它们允许服务机组16必要时执行交叉卷绕筒子/空筒管更换，并同时也给相关工位的自由端纺纱装置3提供接头纱线。这样的服务机组16例如具备所谓的(未示出)筒子架打开机构和可以靠到交叉卷绕筒子8表面上的(也未示出)推动驱动臂。另外，这样的服务机组16配备有用于清理自由端纺纱装置3的机构27、用于提供接头纱线的辅助供纱机构23、以及纱线施加和纱线铺设机构28和压缩空气发生器29。

服务机组16在侧面分别具有电容22，用于识别障碍。用于服务机组以识别障碍的这种电容传感器例如由DE4216512A1所公开并且在此不再进一步描述。

该工位2的所有的或者也可以只有一部分的功能元件能够被组合成工位单元42以便更简单地安装。这些工位单元42可以预安装并作为单元被安装到机架7上。图3示出了这样的工位单元42。

在本实施例中工位单元42包括自由端纺纱装置3、输出辊对18、上蜡装置19、卷绕滚筒25、导纱器20和筒子架9。工位单元42具有由塑料构成的罩壳35。在罩壳的正面上设有按键34和显示器33，用于与操作者相关的信息和操作目的。在罩壳35的正面上也设有金属片45。金属片45可以借助安置在服务机组16上的测量线圈50被检测。由于测量线圈50的磁场不受塑料罩壳35的影响，因此该金属片优选可被安装在塑料罩壳35内，而不会从外面看到它。

由于带有测量线圈50的服务机组16接近工位2并进而接近金属片45，因此测量线圈50的阻抗Z_M改变。图2仅示意性示出了分析装置60。分析装置60掌握受到测量线圈的阻抗Z_M影响的参数。分析装置60可具有与服务机组16的控制装置17的数据连接，从而将分析结果继续传输给控制装置17以启动相应的操作。

图4示出了振荡电路的基本结构，利用该振荡器电路可掌握测量线圈50的阻抗Z_M的变化。

测量线圈50的阻抗Z_M由测量线圈50的有效电阻R_M和电感L_M确定。

Z_M＝R_M+jωL_M

该阻抗是一个包含实部和虚部的复合参数。实部对应于有效电阻R_M，虚部对应于感抗ωL_M，其中，ω表示电路频率。

根据图4的电路包括电容C，该电容与测量线圈50一起构成振荡电路56。阻抗Z_M随着测量线圈50接近金属片45而变化。随着测量线圈50接近金属片45，有效电阻R_M和电抗ωL_M都改变。为了掌握受到测量线圈的阻抗Z_M影响的参数，振荡电路56通过串联电阻R_A被施以具有预定频率的交流电压U_A。振荡幅度是测量线圈50的阻抗Z_M大小的量度。振荡幅度适用于表明服务机组与工位的距离。为此，开创了许多监测可能性。

作为电容C，此时可以采用结构紧凑的构件，从而容易将其集成到分析装置60中。但也可行的是，电容22被加入振荡电路56中，用于识别障碍并因此舍弃附加的电容C。利用振荡电路56，因此不仅可以掌握服务机组16是否接近工位2，还可以掌握是否接近障碍。电容22因接近障碍而改变以及测量线圈50的阻抗Z_M的改变对振荡电路的振幅产生不同的作用，从而可以容易区分两种结果。

当在其中一个所述工位2上有操作要求时，服务机组16自动介入工作。这样的操作要求例如存在于当其中一个所述工位2上已卷绕完交叉卷绕筒子8且须换上空筒管时。一旦服务机组16通过总线系统26被通知自由端纺纱机1在其中一个所述工位2上有操作要求，则服务机组16向相关的工位2移动。分析装置60持续掌握服务机组16的位置，其做法是测定并计数服务机组16已经过的工位2。结合一个参考位置，得到服务机组16在纺织机内的位置。为了确定参考位置，例如可以在端部机架上设置不同于工位的测量体45的第二种测量体。为了提高位置确定的可靠性并且获得一定的冗余，例如可以在局部区段设置第三种测量体。因此，可以在经过区段边界时检查所经过的工位的数量。

当到达召唤工位2时，服务机组16的速度被减缓，以便根据需要准确地将服务机组定位在工位2前方。服务机组16的测量线圈50和工位2的测量体45分别如此就位，即，振荡电路56的振幅在服务机组16按照要求定位在需要操作的工位2前方时具有极限值。通过服务机组的来回移动，可以用振幅极限值容易地确定该位置。当振荡电路56的振幅表明操作位置时，服务机组16的控制装置17通过总线系统26向召唤工位2的控制装置10发送相应信号，即服务机组16做好操作准备。但通过这种方式无法检查服务机组16实际上是否就位在正确的工位前方。为了允许实现这样的检查，该金属片可以如图5所示利用导线58被连接至可开关的电源57。只有在服务机组16的控制装置17向工位2的控制装置10通报服务机组根据要求就位在工位2前方时，控制装置10才暂时接通召唤工位的电源57并且对测量体45施以电流。该电流优选如此取向，即它抵消该涡电流。由此影响到振荡电路56的振幅。振幅变化表明服务机组16定位在正确的工位前方。

在服务机组16根据需要被定位在正确的工位2前方之后，将已经达到其预定直径或预定纱线长度的交叉卷绕筒子8换为空筒管。就是说，服务机组16在打开筒子架后借助推动驱动臂将已完成的交叉卷绕筒子8送至交叉卷绕筒子输送装置12，并且随后将例如已通过筒管供给轨道21从空筒管库15被供给服务机组16的新的空筒管11置换到筒子架中。在交叉卷绕筒子输送装置12将交叉卷绕筒子8运送至设置在机器端侧的递交位置时，通过服务机组16的辅助供纱机构23来提供接头纱线24。接着，接头纱线24通过辅助供纱机构23从备用筒子30被抽出并通过可枢转安装的输送管31以气动方式被送入如图2所示的工位自身的吸嘴40的区域中，该吸嘴抽吸纱线头。随后，输送管31将接头纱线24送入纱线铺设机构28的区域中，纱线铺设机构将接头纱线本身置入保持在工位2的筒子架9中的空筒管11的区域中，其中，接头纱线的自由端还被吸嘴40转交给工位自身的接线机构，该接线机构如常见的那样准备好纱线端头。

图6示出了测量线圈50的可能结构。测量线圈50具有铁氧体芯53，线圈50A围绕该铁氧体芯卷绕。铁氧体芯53加强测量线圈50的磁场。磁场的走向由磁场线46表示。测量线圈50可随图6未示出的服务机组一起沿箭头47方向移动。图6还示出了未示出的工位2的金属片45。测量线圈50和金属片45分别安置在服务机组16和工位2上，从而使得磁场线46在当服务机组16定位在工位2前方时垂直击中金属片45，如图6所示。因为涡电流是垂直于磁场线46形成的，因此涡电流能以最佳方式形成在该片内。

如上所述，测量线圈50结合工位2上的测量体一方面通过掌握并计数所经过的工位2而允许确定该服务机组16在纺织机内的位置，另一方面允许根据需要定位在工位2前方。另外，可以结合移动速度来确定工位2或准确地说工位单元42的相互间距。还可以求出工位单元42在垂直于或者说横向于服务机组16的运动方向或者说纺织机纵向的方向上距服务机组16的距离。借此可以掌握工位单元42的纵向移位和横向移位。这可被存储起来并随后由操作人员来分析。如果纵向移位和/或横向移位偏离预定值，则可以借助控制装置6或10实现纺织机的报警或关停。

图7示出了替代的测量线圈51，图8示出了替代的测量线圈52。两个测量线圈51和52如此构造，即，电感变化和电阻变化与服务机组16接近工位2的测量体45所用的方向相关。由此可行的是借助测量线圈51和52来确定服务机组16的运动方向。测量线圈51具有包括腿部54B、54C和轭部54A的U形铁氧体芯54。在腿部54B和54C上分别设有子绕组或子线圈51A和51B。子线圈51A和51B具有不同的匝数并且串联。测量线圈52具有包括腿部55C、55D和55E的W形铁氧体芯55，这些腿部通过轭部55A和55B相互连接。外侧的腿部55C和55E上分别装有子线圈52A和52B。与测量线圈51相应地，这些子线圈52A和52B串联并具有不同的匝数。

Claims (15)

1.一种具有多个工位(2)的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，该纺织机包括：

多个工位单元(42)，该工位单元具有所述工位(2)的功能元件(3,9,18,19,20,25,40)；

用于容纳所述工位单元(42)的机架(7)；

能沿该机架(7)移动的用于所述工位(2)的操作的服务机组(16)；

固定在所述工位单元(42)上的导电的测量体(45)和安置在所述服务机组(16)上的测量线圈，其中所述测量线圈(50,51,52)和所述测量体(45)如此设置和构成，即，当所述服务机组(16)接近所述工位(2)时，所述测量线圈(50,51,52)的阻抗(Z_M)因在所述测量体(45)内形成的涡电流而改变；以及

分析装置(60)，借助该分析装置能掌握受到所述测量线圈(50,51,52)的阻抗(Z_M)影响的参数。

2.根据权利要求1所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，其特征是，所述测量体(45)呈金属片的形式。

3.根据权利要求1或2所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，其特征是，所述分析装置(60)被构造用于通过信号来表示所述服务机组(16)在操作位置中定位在工位(2)的前方。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机，其特征是，所述测量线圈(50,51,52)具有导磁的且尤其由铁氧体构成的芯(53,54,55)。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机，其特征是，所述测量线圈(51,52)包括两个串联的且具有不同匝数的子线圈(51A,51B；52A,52B)，这些子线圈布置成使得感抗和电阻的变化取决于所述服务机组(16)接近所述工位(2)所沿的方向。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，其特征是，所述分析装置(60)包括电容(C)，该电容与所述测量线圈(50,51,52)一起构成振荡电路(56)。

7.根据权利要求6所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，其特征是，所述电容(C)设置在所述服务机组(16)的侧面上并且还用于障碍识别。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，其特征是，在所述工位(2)上设有用于给所述测量体(45)施加电流的施加装置(57,58)。

9.根据权利要求8所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，其特征是，所述测量体(45)经由电导体(58)连接至可开关的电源(57)。

10.根据权利要求7或8所述的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)，其特征是，该纺织机设有控制机构(10,17,26)，并且该控制机构被构造用于控制施加装置(57,58)，使得在所述分析装置(60)表明所述服务机组(16)在操作位置中定位在工位(2)的前方之后对所述测量体(45)施以电流，并且该控制机构被构造用于监测由所述分析装置(60)掌握的、受到所述测量线圈(50,51,52)的阻抗(Z_M)影响的参数的改变。

11.一种操作权利要求1至10中的任一项所述的具有多个工位(2)的制造交叉卷绕筒子的纺织机(1)的方法，其中工位单元(42)具有所述工位(2)的功能元件(3,9,18,19,20,25,40)，并且所述工位单元(42)安置在机架(7)上，该方法具有以下步骤：

沿所述机架(7)移动服务机组(16)，以操作所述工位(2)；以及

掌握受到设置在所述服务机组(16)上的测量线圈(50,51,52)的阻抗(Z_M)影响的参数，其中当所述服务机组(16)接近所述工位(2)时，所述测量线圈(50,51,52)的阻抗(Z_M)因固定在所述工位单元(42)上的导电的测量体(45)形成涡电流而改变。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征是，借助所掌握的参数，检测所述服务机组(16)是否在工位(2)旁经过。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征是，借助所掌握的参数，检测所述服务机组(16)在操作位置中是否定位在工位(2)的前方。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征是，在检测到所述服务机组(16)在操作位置中定位在所述工位(2)的前方之后，对所述测量体(45)施以电流，并且监测受到所述测量线圈(50,51,52)的阻抗(Z_M)影响的所掌握的参数的改变。

15.根据权利要求11至15中的任一项所述的方法，其特征是，借助所掌握的参数，检测所述工位单元(42)的纵向移位和/或横向移位。