CN110158213A - 用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置、控制该装置的方法和纺织机 - Google Patents

用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置、控制该装置的方法和纺织机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置、控制该装置的方法和纺织机。具体公开了用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置，所述线性纺织结构诸如是纱线、线、纤维、纱条，所述装置包括纱线传感器（2）。所述纱线传感器（2）提供有针对纱线（1）的存在和/或质量和/或移动的至少两个相互独立的检测区（21，22），其中，各检测区（21，22）相对于在工作站处纱线（1）的不同状态和不同状况中的纱线路径布置在限定的位置中。本发明还涉及控制该装置的方法，并且还涉及具有该装置的纺织机。

Description

用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置、控制该 装置的方法和纺织机
技术领域
本发明涉及用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置，所述线性纺织结构诸如是纱线、线、纤维、纱条等，所述装置包括纱线传感器。
本发明还涉及控制用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置的方法，所述线性纺织结构诸如是纱线、线、纤维、纱条等，所述装置包括纱线传感器。
另外，本发明还涉及纱线制造纺织机，所述纱线制造纺织机在每个工作站处包括用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置。
背景技术
在现有技术中已知用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置，所述线性纺织结构诸如是纱线、线、纤维、纱条等。这些装置包括辐射源和辐射传感器，所述辐射传感器由连接到评价装置的辐射敏感元件的系统组成并且提供关于所监测的线性纺织结构的参数的信息。
WO 99/36746公开了用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置，所述装置包括CCD光学传感器。然而，缺点是传感器的价格相对高并且感测速度受限，特别是在传感器的辐射敏感元件在所需区域上是矩阵布置的情况下。
CZ 298929B6和CZ 299647B6描述了用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置，所述装置包括CCD光学传感器，所述CCD光学传感器具有至少布置成一排的多个辐射敏感元件。这些解决方案的优点是更低的成本和更高的感测速度。
已知的解决方案的共同缺点是以下事实：在机器的工作站的一个区域中测量线性纺织结构，并且因此仅从那一个区域提供关于所测量的结构的信息。
本发明的目的是扩展使用用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置的可能性，以允许获得关于所监测的线性纺织结构的另外的信息，并且使用该另外的信息来控制机器或工作站。
发明内容
本发明的目的通过用于对线性纺织结构（诸如纱线、线、纤维、纱条等）的参数进行非接触测量的装置来实现，其原理在于纱线传感器提供有针对纱线的存在和/或质量和/或移动的至少两个相互独立的检测区，各检测区相对于在工作站处纱线的不同状态和不同状况中的纱线路径布置在限定的位置中。
控制用于对线性纺织结构（诸如纱线、线、纤维、纱条）的参数进行非接触测量的包括纱线传感器的装置的方法的原理在于，各检测区取决于工作处的当前活动而被启用或停用。
纱线制造纺织机的原理在于，其在每个工作站处包括根据本发明的装置。
该解决方案的优点在于以下事实：纱线传感器的每个检测区单独地检测纱线的状态或其变化，也就是纱线路径的状态或其变化、纱线移动的速度的状态或其变化等，并且将该信息传送到控制单元，控制单元根据用于所确定的操作程序的预编程的决策算法来评价所检测的状态和/或其变化，并且作出关于工作站处的下一操作程序的决策。该装置可以有利地用于例如在纺纱纺织机上恢复纱线纺纱过程期间确定在来自临时（真空）纱线储存装置的纱线储备被消耗之后的后续步骤，并且有必要在纱线卷绕装置上开始纱线线圈补偿并继续纺纱单元和牵拉机构的操作等等。
附图说明
在附图中示意性地示出了本发明，其中，图1至图5示出了纺织机的工作站处的根据本发明的用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置的检测区相对于临时纱线储存装置的不同构造，所述线性纺织结构例如是纱线、线、纤维、纤维纱条等，图6示出了根据本发明的装置的第一示例性实施例、具体是纱线传感器的主视图，图6a示出了根据本发明的装置的第一示例性实施例、具体是纱线传感器的平面图（沿图6的箭头A的方向），图6b示出了图6和图6a的示例性实施例的空间图示，并且图7示出了根据本发明的装置的第二示例性实施例、具体是纱线传感器的平面图，其具有单独的部分。
具体实施方式
将参考用于在纺织机的工作站处对线性纺织结构（诸如纱线、线、纤维、纱条等）的参数进行非接触测量的方法的示例性实施例并且参考用于对线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置的示例性实施例来进一步描述本发明。
纺织机（例如纱线制造纺纱机）包括至少一排布置成彼此相邻的相同的工作站。所述工作站本身是众所周知的，并且因此下文将仅描述相关的节点。每个工作站包括未示出的纺纱单元，纱线1在纺纱单元中形成。纱线1的牵拉机构4定位在纺纱单元上方。纱线1的牵拉机构4包括一对牵拉罗拉，该对牵拉罗拉被可旋转地安装在机器结构中，其中，所述牵拉罗拉中的一个联接到未示出的驱动器并且构成从动牵拉罗拉，同时另一个牵拉罗拉被可旋转地安装在摆动的弹簧加载的臂上并且构成压力牵拉罗拉。因此，在工作位置中，两个牵拉罗拉定位在彼此上方并且在它们的接触点处存在挤压线，在牵拉罗拉旋转的同时从纺纱单元抽出的纱线1通过所述挤压线。在纱线的牵拉机构4的上方定位有纱线的临时（真空）储存装置3，临时（真空）储存装置3的吸入口31定位在纱线路径附近，其位于纱线1的牵拉机构4与未示出的线筒上的纱线卷绕装置（其未示出并且将在后文提到）之间。在所示出的示例性实施例中，临时储存装置3的该吸入口31与根据本发明的纱线传感器2相关联，纱线传感器2具有至少两个相互独立的纱线1的检测区21和22，以通过一个传感器2在纱线的工作路径的两个不同的点处检测纱线1。在纱线移动的方向上，具有纱线横动装置的纱线卷绕装置（未示出）被布置在临时储存装置3的吸入口31后面，并且如果适当的话，在吸入口31之前布置有用于补偿卷绕在位于卷绕装置的卷绕臂中的交叉卷绕线筒的纱线1的线圈的装置。
图1示意性地示出了工作站在纱线1的临时真空储存装置3的区域中的部分，其处于工作站处开始生产活动之前的状态，此时纱线1从纺纱单元被引导并且在纱线1的牵拉机构4的相互间隔开的牵拉罗拉之间自由地通过并被引入到纱线1的临时储存装置3中，在临时储存装置3中纱线储备11通过真空形成。从临时储存装置3开始，纱线1进一步通向工作站的其他工作元件，也就是通向纱线引导件5、纱线横动装置和纱线卷绕装置（未示出）。纱线路径位于纱线的临时纱线储存器3的入口31的区域中，该区域与纱线传感器相关联，纱线传感器具有一对检测区21、22，检测区21、22布置在彼此上方，其中，两个检测区21、22被分配给位于临时纱线储存装置3的入口31前的笔直的纱线路径（纱线1的实线——纱线1不穿过临时储存装置3）。然而，同时，当工作站处的纱线1穿过临时储存装置3时，传感器2的上检测区21被分配给偏转的纱线路径（纱线1的虚线）。在这种状况下，当工作站处的纱线1穿过临时储存装置3时（纱线1的虚线），下检测区22被分配给通向临时储存装置3中的纱线入口1上方的区域。作为结果，在这种状况下，当工作站处的纱线1穿过临时储存装置3时，纱线1在下检测区22的外部通过，换句话说，下检测区22定位在穿过临时储存装置3的偏转的纱线路径的外部。然后，本发明以这样的方式操作：在机器的工作站处恢复制造过程期间，当纱线1被吸入到临时储存装置3中时（纱线1的虚线），未示出的卷绕装置开始在纱线线筒上卷绕纱线1，从而消耗来自纱线1的临时储存装置3的纱线储备11。在消耗了来自纱线1的临时储存装置3的该纱线储备11之后，纱线1从临时储存装置3被完全地抽出，工作纱线路径被拉直（工作纱线路径从由虚线指示的偏转的路径改变成由实线指示的笔直的路径）并且延伸到纱线传感器2的下检测区22。因此，工作站的（或工作站的部分的或机器的）控制单元接收纱线1已经离开临时储存装置3的信息，并且其相应地调整工作站的后续操作活动以使工作站进入到满负荷生产模式中。
图2示意性地示出了如图1中的工作站的一部分，其中，纱线传感器2具有两个检测区21和22，所述检测区被分配给位于纱线1的临时储存装置3的入口31的区域中的工作纱线路径。特别地，上检测区21被分配给笔直的纱线路径1（纱线1的实线——纱线1不穿过临时储存装置3），并且同时，上检测区21还与来自临时储存装置3的纱线1的出口区域中的偏转的纱线路径（纱线1的虚线）相关联。当工作站处的纱线1穿过临时储存装置3时，下检测区22仅被分配给来自临时储存装置3的纱线1的出口的区域中的偏转的纱线路径（纱线的虚线），并且因此，在这种状况下，当工作站处的纱线1穿过临时储存装置3时，纱线1首先穿过下检测区22，并且然后还穿过上检测区21。本发明然后以这样的方式操作：在机器的工作站处恢复制造过程期间，当纱线1被吸入到临时储存装置3中时（纱线1的虚线），未示出的卷绕装置开始在纱线线筒上卷绕纱线1，从而消耗来自纱线1的临时储存装置3的纱线储备11。在消耗纱线储备11之后，纱线1从临时储存装置3完全地抽出，工作纱线路径被拉直（从由虚线指示的偏转的路径改变成由实线指示的笔直的路径），并且纱线1离开纱线1传感器2的下检测区22。由此，工作站的（或工作站的部分的或机器的）控制单元接收纱线1已经离开临时储存装置3的信息，并且其相应地调整工作站的后续操作活动以使工作站进入到满负荷生产模式中。
图3和图4示出了图1和图2的实施例的简单修改，其中，纱线1的行为再次由一对检测区21、22检测，检测区21、22相对于纱线1的临时储存装置3的入口31被合适地布置。另外，此处指示出笔直的纱线路径和偏转的纱线路径两者，基于对图1中的实施例的描述，从所示出的纱线路径会明白哪个检测区21、22被分配给哪条纱线路径，或者其被分配给两条纱线路径。因此，基于前述描述，技术人员将明白的是，如何沿着笔直的路径感测关于纱线1的信息以及如何沿着偏转的路径感测关于纱线1的信息。在图3中的实施例中，下检测区22被分配给纱线1的临时储存装置3的入口31的入口边缘310的区域中的偏转的纱线路径，上检测区21如图1的实施例中那样定位。在图4的实施例中，两个检测区21、22被定位在相同的水平高度处，下检测区22如图2的示例性实施例那样定位，并且上检测区21与图2中的实施例相比向下移位。在图4中的实施例中，使用了术语“上检测区”21和“下检测区”22，然而明显的是，从几何的角度来看，两个区21、22并排定位。然而，该术语对于描述的一致性而言是适当的。
在图3和图4的实施例中，工作站的（或工作站的部分的或整个机器的）控制单元还接收纱线1已经离开临时储存装置3的信息，并且控制单元在需要的情况下相应地调整工作站的后续操作活动以使工作站进入到满负荷生产模式中。
原则上，根据图1至4的实施例，检测区21、22被用于感测至少纱线1的存在，或替代地，还有质量和移动。
在另一实施例中，图5示出了使用检测区来感测至少纱线1的移动，其中，上检测区21和下检测区22被分配给纱线1的临时储存装置3的入口31的上边缘311和下边缘310，并且两个检测区21、22既被分配给笔直的纱线路径1（实线）又被分配给偏转的纱线路径（虚线）。通过检测纱线1相对于各检测区21、22的移动，确定在工作站处纱线1的临时储存装置3是否是填充的还是排空的，如本领域技术人员从前面的描述将清楚的那样，并且基于此，由控制单元控制工作站。由于纱线1的临时储存装置3的入口31与纱线路径的距离小，该布置特别有利于实现将纱线吸入到纱线1的临时储存装置3的高可靠性。
将明白的是，关于检测区21、22，有可能使用甚至比此处所示出和描述的两个区域21、22更多的区域。共同的特征是以下事实：各检测区21、22相对于纱线1的不同状态和不同状况中的纱线路径被布置在限定的位置中，所述限定的位置对应于机器的工作站处的不同状况和状态。优选地，检测区21、22等包括至少一排辐射敏感元件，例如CCD或CMOS，不过它们还可以包括其他感测器件，所述其他感测器件包括模拟感测器件等。
从上文清楚的是，在对纱线1的不同参数进行测量期间，各检测区21、22以对应于工作站处的不同状况的顺序和空间取向布置，所述参数诸如是纱线1的存在和/或质量和/或移动。各检测区21、22沿不同的方向布置在共同的平面中，或者它们布置在两个或更多个平面中和/或方向上，例如与纱线1的移动相互垂直的平面和方向上。
取决于工作站处的具体要求和状况，所述系统被构造成使得各检测区21、22既可以在生产过程期间（即在生产纱线时）又可以在非生产活动期间（例如，当例如在纱线断裂之后在工作站处执行维修操作时或在旋入（spinning-in）期间等）在工作站处的适当状况下有目的地且有意地被启用，或者相反地被停用。
图6、6a和7示出了具有根据本发明的用于监测纱线1的装置、具体地纱线1传感器的布置的示例性实施例，纱线1传感器包括壳体6。壳体6包括一对相对的部件60、61，在所述相对的部件之间存在用于使纱线1通过的空间62。在部件60、61中的每一者中，用于感测纱线1的元件63被布置在检测区21、22中，其中，这些元件通过针对纱线的存在和/或质量的合适的传感器形成，不论其是电容、光学或是其他合适的传感器。在所示出的示例性实施例中，使用了光学纱线传感器，其在一个部件60、61中（即在检测区21、22的一侧上）具有发射器630，同时在壳体6的第二个部件60、61中（即在检测区21、22的另一侧上），它们具有辐射接收器631。在为平面图的图6a中的示例性实施例中，用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63与两个检测区21、22交叠（因为它们在彼此上方）。在图7中的实施例中，用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63和两个检测区21、22被布置成在平面图中部分交叠。在另一示例性实施例中，元件63相互布置在所要求的位置中，如在描述的前面部分中更详细地描述并在图1至图5中示出的那样。
由于根据图6、6a、6b和7的实施例旨在提供位于纱线1的临时储存装置3的入口31处的检测区21、22，所以用于纱线通过的通向空间62的贯穿开口65形成在壳体6的后壁中，并且纱线临时储存装置3的入口31被分配给贯穿开口65，（图6、图6a、图6b和图7未示出）。用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63在壳体6中相对于开口65（即也相对于纱线1的临时储存装置3的入口31）布置在期望的位置中。
例如在图6、6a和6b中，用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63被布置在电路板70上，从而确保元件63的功能，或者用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63单独地安装在壳体6中并且借助于线67联接到电路板70，从而确保所述元件的功能，如图7中所示出的那样，和/或借助于线67直接联接到评价电子装置66。
用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63还联接到评价电子装置66，评价电子装置66或者直接布置在壳体6中（见图6、6a和6b），或者单独地或直接地布置在电路板70上，或者评价电子装置66布置在单独的壳体7中（见图7），或者在未示出的实施例的示例中部分地布置在壳体6中并且部分地布置在单独的壳体7中。如果恰好在检测区的安装区域中的工作站处几乎没有空间容纳根据本发明所述装置的所有所要求的元件，则单独的壳体7是有利的。对检测区21、22的评价或者直接在壳体6中进行或者在远程位置处（即在单独的壳体7中）进行，或者部分地在壳体6中并且部分地在远程位置处（即在单独的壳体7中）进行。
取决于用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63的类型，制造将元件63连接到电路板70的线67，不论它们被制造成金属数据线还是其是借助于光纤等来制造的。
如图6、6a、6b和7中所示出的那样，通过一个或两个或者甚至更多个信号处理器660来执行对用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63的信号的评价。对检测区21、22的状态的评价结果通过一个或两个数字输出释放，或通过一条或两条数据线（CAN总线、位元串列、另一数据传输系统）释放。在未示出的实施例中，壳体6或单独的壳体7提供有光学信息元件，例如LED，LED的操作（即视觉信号）对应于检测区的所检测的状态。
所示出的实施例中的壳体6中还容纳有电源68（例如24V/5V）以用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63，以及在需要的情况下，用于壳体6中的其他元件。
用于感测检测区21、22中的纱线1的元件63和用于它们的操作的器件或者单独地定位在壳体6中，即没有控制工作站的其他器件（壳体6旨在仅容纳元件63和它们的支撑器件和评价器件），或者它们与控制工作站的其他器件一起布置在壳体6中。
至少在用于使纱线1通过的空间62的上边缘和下边缘处，壳体6提供有纱线引导件64，纱线引导件由例如陶瓷的耐用材料制成，或者提供有呈涂层等形式的耐用表面等等。由于装置的操作期间，在纱线1的临时储存装置3的入口31处还存在纱线1的方向的重大变化，因此在未示出的示例性实施例中纱线引导件还被分配给纱线1的临时储存装置3的入口31，换句话说，纱线引导件定位在用于纱线1的临时储存装置3的入口31的开口65的区域中。
从生产的观点来看，有利的是，壳体6和/或单独的壳体7通过用于塑料加工的任何方法形成，例如，形成为塑料模制件或塑料注塑成型物体等。从安装的观点来看，合适的是，壳体6中和/或单独的壳体7中的一个电路板或多个电路板通过螺钉和/或夹具和/或夹子和/或以合适的密封化合物浇铸来紧固。所述壳体还可以与容纳在壳体中的元件一起通过热熔结合（HotMelt）技术来制备。
工业适用性
根据本发明的方法和装置可以使用在纺织机上以控制纺织结构的位置或位置变化或纺织结构移动的速度或其移动的速度变化。

Claims (21)

1.一种用于对例如纱线、线、纤维、纱条的线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置，包括纱线传感器（2），其特征在于，纱线传感器（2）提供有针对纱线（1）的存在和/或质量和/或移动的至少两个相互独立的检测区（21、22），各所述检测区（21、22）相对于在工作站处纱线（1）的不同状态和不同状况中的纱线路径布置在限定的位置中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，各所述检测区（21、22）相对于在工作站处笔直的纱线路径和偏转的纱线路径布置在限定的位置中。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在工作站处纱线（1）的不同状况和不同状态中，至少至少两条纱线路径被同时分配给一个检测区（21、22）。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，在对纱线（1）的不同参数进行测量期间，各所述检测区（21、22）以对应于工作站处的不同状况的顺序和空间取向布置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，各所述检测区（21、22）沿不同的方向布置在共同的平面中，或者各所述检测区（21、22）相对于纱线移动的方向布置在两个和更多个平面中和/或方向上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述纱线传感器包括一对相对的部件（60、61），在所述相对的部件之间存在用于使纱线通过的空间（62），其中，用于感测所述检测区（21、22）中的纱线（1）的元件（63）安装在所述部件（60、61）中的每一者中，其中，这些元件联接到确保这些元件（63）的功能的至少一个电路板（70）并且连接到评价电子装置（66）。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，用于感测所述检测区（21、22）中的纱线（1）的元件（63）通过光学纱线传感器形成，其中，在壳体（6）的一个部件（60、61）中容纳辐射发射器（630），并且在所述壳体（6）的另一个部件（60、61）中容纳辐射接收器（631）。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述壳体（6）在其后壁中提供有贯穿开口（65），所述贯穿开口将被分配给纱线（1）的临时储存装置（3）的入口（31），并且用于感测所述检测区（21、22）中的纱线（1）的元件（63）在所述壳体（6）中相对于所述开口（65）被布置在所要求的位置中。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的装置，其特征在于，用于感测所述检测区（21、22）中的纱线（1）的元件（63）安装在电路板（70）上，从而确保布置在所述壳体（6）中的所述元件（63）的功能。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述评价电子装置（66）布置在所述壳体（6）中。
11.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述评价电子装置（66）布置在单独的壳体（7）中，所述单独的壳体（7）在具有用于感测纱线的元件（63）的主壳体（6）外部。
12.根据权利要求6至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述评价电子装置（66）部分地布置在具有用于感测纱线（1）的元件的主壳体（6）中并且部分地布置在所述单独的壳体（7）中。
13.根据权利要求6至12中任一项所述的装置，其特征在于，用于感测所述检测区（21、22）中的纱线（1）的元件（63）借助于线（67）联接到所述电路板（70）和/或所述评价电子装置（66）。
14.根据权利要求6至13中任一项所述的装置，其特征在于，所述评价电子装置（66）提供有至少一个信号处理器（660）和至少一个数字输出和/或至少一条数据线。
15.根据权利要求6至14中任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体（6）和/或所述单独的壳体（7）提供有光学信息元件以用于发出关于所述检测区的所检测的状态的视觉信号。
16.根据权利要求6至15中任一项所述的装置，其特征在于，控制所述工作站的其他器件安装在所述壳体（6）中。
17.根据权利要求6至16中任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体（6）提供有纱线引导件（64）。
18.根据权利要求6至18中任一项所述的装置，其特征在于，所述壳体（6）和/或所述单独的壳体（7）通过塑料模制件或塑料注塑成型物体形成，其中，所述壳体（6）和/或所述单独的壳体（7）中的电路通过螺钉和/或夹具和/或夹子和/或以密封化合物浇铸来紧固，或所述壳体（6，7）通过热熔结合方法制造而成。
19.一种控制根据权利要求1至18中任一项所述的用于对例如纱线、线、纤维、纱条的线性纺织结构的参数进行非接触测量的装置的方法，所述装置包括纱线传感器（2），其特征在于，取决于工作站处的当前活动，各检测区（21、22）被启用或停用。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述壳体（6）的外部的远程位置处对所述检测区（21、22）的状态进行评价。
21.一种纱线制造纺织机，包括在每个工作站处的根据权利要求1至18中任一项所述的装置。
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