CN115467062A - 一种纺织机上可移动维护装置的定位方法及纺织机 - Google Patents

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约阿希姆·席林
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Abstract

本发明公开一种纺织机上可移动维护装置的定位方法，其中所述纺织机(1)包括多个并排布置的同类工位(2)，并且所述维护装置(5)沿所述工位(2)移动用于操作和(或)维护各所述工位(2)。在本发明中，通过至少一个发射单元(S)发射至少一个信号，通过至少一个接收单元(E)接收所述信号。在所述纺织机(1)上和(或)在所述纺织机(1)的周围确定至少两个固定的基准点(12)以及在所述可移动维护装置(5)上确定至少一个测量点(13)，测量所述测量点(13)和至少两个所述基准点(12)之间至少一个所述信号的传输时间，并通过评估单元(14)在所述纺织机(1)上定位所述维护装置(5)。一种纺织机(1)上可移动维护装置(5)的定位系统中，所述纺织机(1)包括至少一个用于定位所述可移动维护装置(5)的控制单元(11)；所述系统还包括评估单元(14)，其中，所述控制单元(11)和所述评估单元(14)连接，用于在所述纺织机(1)上定位所述可移动维护装置(5)。

Description

一种纺织机上可移动维护装置的定位方法及纺织机
本发明涉及一种纺织机上可移动维护装置的定位方法，其中，纺织机包括多个并排设置的同类工位，并且维护装置沿工位移动用于操作和(或)维护各工位；此方法通过至少一个发射单元发射至少一个信号，并通过至少一个接收单元接收信号。此外，本发明还涉及一种相应的纺织机。
背景技术
对于具有多个并排设置的同类工位的纺织机，需要定期对工位进行各种维护，例如，断线或切割中断后，用空管更换满纱管或重新连接线头，此外，还需要清洁工位或更换空的材料。然而这些操作必须人为手动操作机器完成，为此，在全自动的以及部分半自动的机器上设置可移动的维护装置。即使现代机器配备了所谓的在生产中断后可重新连接线头的工位，可移动维护装置也是不可或缺的。
为了进行维护操作，维护装置通常具有若干个维护元件，这些维护元件通常由维护装置的控制单元与纺织机的控制单元和(或)各工位的控制单元协同控制，以便能够在时间上准确的对工位进行维护。此外，为了便于维护，需要将维护装置尽可能精确地定位在待维护工位处。
现有技术中，已有很多在纺织机上和各工位处定位可移动维护装置的方法。例如，德国专利102004035261A1描述了工位发射各自的工位标识符，维护装置内设有数据传输设备，以便于在经过时可以检测到工位标识符。通过检测工位标识符并相应地增加或减少从初始位置接收的工位标识符的数量，维护装置可以确定其在纺织机上的位置，从而也确定待维护的工位的位置。
德国专利10136598A1也提出了一种在纺织机上定位维护装置的方法：在维护装置上设置一个发射器和一个传感器，并在工位上设置一个与其相互作用的反射器，其中发射器被设计成激光器，用于向工位发送聚焦的激光束，激光束被反射器反射回来，并被光敏传感器检测到。通过计算从初始位置驶过时检测到的脉冲，维护装置可以确定其在纺织机上的位置并朝需维护的工位移动。此外，通过聚焦的激光束，可将维护装置精确地定位到相应的工位处。
发明内容
本发明的目的是提供一种纺织机上可移动维护装置的定位方法及相应的纺织机，以在纺织机上和各工位前精确地定位维护装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种纺织机上可移动维护装置的定位方法，其中，纺织机包括多个并排设置的同类工位，并且维护装置可沿工位移动用于操作和(或)维护各工位，此方法通过至少一个发射单元发射至少一个信号，并通过至少一个接收单元接收信号。
优选的，在纺织机上确定至少两个固定的基准点以及在可移动维护装置上确定至少一个测量点，测量测量点和至少两个基准点之间至少一个信号的传输时间，并通过评估单元根据测得的传输时间在纺织机上定位维护装置。
根据另一个实施方案，至少两个固定的基准点不直接设置在纺织机上，而是设置在纺织机的周围。例如，固定的基准点也可设置在纺织机的周围空间中，如纺纱间或者相邻的纺织机上。重要的是，设置两个固定的基准点以确定位置不固定的测量点的位置，从而确定维护装置的位置。
本发明还提出了一种纺织机上可移动维护装置的定位系统，纺织机包括控制单元，用于在纺织机上定位可移动维护装置，定位系统包括至少一个用于发射信号的发射单元以及至少一个用于接收信号的接收单元，还包括设置在可移动维护装置上的至少两个固定的基准点和至少一个测量点，以及评估单元，通过评估单元可评估测量点和至少两个基准点之间至少一个信号的传输时间，以便在纺织机上定位维护装置；控制单元和评估单元连接，用于在纺织机上定位可移动维护装置。
优选的，在本发明的定位系统中，在纺织机上设置至少两个固定的基准点，以便在各纺织机上自主地定位维护装置。原则上，也可将两个固定的基准点设置在纺织机的周围，例如在相邻的纺织机上或在纺织机安装点的天花板或墙壁上。
通过测量信号的传输时间，可确定设置在可移动维护装置上且位置不固定的测量点和各个固定的基准点之间的距离。此时，位置不固定的测量点和至少两个固定的基准点之间形成三角形，基准点和测量点为待测距离的端点。此外，由于两个固定的基准点之间的距离是已知的，因此可以通过这两个传输时间计算出测量点以及维护装置的位置。
通过本发明的定位方法和定位系统可以非常精确地确定维护装置的位置，因此，此方法既适用于在纺织机上定位维护装置，即适用于从多个工位中识别特定的工位，也适用于将维护装置定位到特定的工位前。通过此方法控制维护装置的行进运动以及在纺织机上定位维护装置。不同于其他方法，此方法不需要使用初始位置或参考位置，也避免了由于数错工位而导致的定位错误。
在本申请的范围内，总是论及至少两个基准点和至少一个测量点。因维护装置在纺织机上线性移动已经足够精确地定位，然而，还可以设置两个以上的基准点，以提高定位的精度。同样，为了更精确地定位维护装置，还可以在其上设置一个以上的测量点。事实证明，一个系统内可有至少三个基准点和一个测量点。
根据第一实施方案，在本发明的定位方法或定位系统中，为了测量测量点和至少两个基准点之间的一个或多个信号的传输时间，在每个测量点和基准点处布置接收单元或发射单元。因此，接收单元和发射单元分别位于各待测量距离的端点，从而便于直接测量各距离。
优选的，根据第二实施方案，在本发明的方法和系统中，至少一个发射单元和至少一个接收单元共同设置在测量点或任一基准点处，此时，反射器设置在待测距离的另一个端点。因此，可通过测量反射信号的传输时间来测量距离。此方案可以简化数据传输，从而简化系统的构建工作。
进一步改善第一实施方案，在定位方法中，将发射单元分别设置在各参考点处，并且在可移动维护装置的至少一个测量点处设置至少一个接收单元。在定位系统中，将发射单元分别设置在各参考点处，并且在可移动维护装置的至少一个测量点处设置至少一个接收单元。接收单元可以接收两个发射单元的信号。此方案便于确定若干个维护装置的位置，以及如有必要还可确定若干个机器的位置。来自发射单元的信号可以被若干个接收单元接收，因此各维护装置或各机器不需要单独的发射单元。
优选的，在本发明的定位方法中，在纺织机上固定设置至少两个发射单元，或者在本发明的定位系统中，在纺织机上固定设置至少两个发射单元。此时，具有一个或多个维护装置以及发送单元和接收单元的纺织机形成一个独立于其他纺织机或纺织机周围环境的系统。
进一步改善第一实施方案，在本发明的定位方法中，将至少一个发射单元设置在维护装置的测量点处，或者在本发明的定位系统中，将至少一个发射单元设置在维护装置的测量点处。此时，在既可以位于纺织机上又可以位于纺织机周围的基准点处，分别设置接收单元。此方案的优点是，每个待定位的维护装置只需要一个发射单元。
在本发明的范围内，关于发射单元和接收单元在基准点和测量点处的设置，可以有进一步的变化。一个接收单元可以接收若干个发射设备发射的信号。此时，若各个发射设备使用不同的频率，接收单元则可以将信号分配给不同的发射单元。同样，若干个接收单元可以只接收一个发射单元的信号。
优选的，连续发射至少一个信号，由此快速准确地定位维护装置。当然也可以间歇但高频地辐射信号。
优选的，至少在初次运行纺织机之前，由评估单元确定固定的基准点和(或)至少一个参考点的位置，由此，进一步提高位置检测的精度，并且便于控制位置检测。
优选的，通过测量至少一个信号的传输时间，将维护装置精确地定位到待维护的工位前。由于定位的精度可以通过增加基准点进一步提高，因此不需要单独的装置去精细定位。
优选的，信号是电磁信号,如使用无线电波、微波、红外线等。
优选的，信号是光信号。
根据另一个实施方案，信号也可以是声信号。
附图说明
结合下面的实施方案对本发明的效果进行进一步描述。
图1是本发明的一台纺织机的正面示意图；
图2是本发明的一个具有两台纺织机的纺织机工厂的俯视示意图；
图3是本发明的第一实施方案的纺织机的俯视示意图；
图4是本发明的第二实施方案的纺织机的俯视示意图；
图5是本发明的第三实施方案的纺织机的俯视示意图。
附图标记：1：纺织机；2：工位；3：输送装置；4：缠绕装置；5：维护装置；6：纱线；7：上蜡装置；8：架子；9：维护元件；10：纱管；11：控制单元；12：基准点；13：测量点；14：评估单元；15：纺织机工厂；16：钢轨；S：发射单元；E：接收单元；R：反射器；A：距离
具体实施方式
在描述附图时，同一附图标记用于相同的特征。因此，一些特征仅在第一次提及时或者仅基于适当的附图解释一次。这些特征不再结合其它附图单独解释，它们的设计和(或)操作模式对应于所描述的相同特征的设计和操作模式。此外，为了清楚起见，在图中有几个相同特征或部件的情况下，这些相同特征中只有一个或几个被标记。
图1为纺织机1的示意性正视图。纺织机1包括多个并排设置在两个架子8之间的同类工位2，每个工位2包括用于输送纱线6的输送装置3以及用于将纱线6缠绕到纱管10上的缠绕装置4，输送装置3在生产过程中输送纱线6。若纺织机1被设计为纺纱机，则输送装置3为纺纱装置，例如转杯纺纱装置、环锭纺纱装置或气流纺纱装置。若纺织机1被设计为绕线机，则输送装置为退绕筒管或纺纱管。根据纺织机1的设计，工位2上还可配备诸如工作元件和操作元件等其他部件，例如，在本图中，每个工位2上还设有一个上蜡装置7。
工位2需要时常进行各种维护，例如，用空管替换满纱管10，在生产中断后连接(或捻接)纱线6，以及各种清洁操作，如一些纺纱机需要定期清洁纺纱元件。同样，使用的材料如待纺的纤维材料或退绕筒管，也需不时更换。对此，纺织机1上设有在轨道16上沿工位2移动的维护装置5，维护装置5包括一个或多个维护元件9，维护元件9对工位2进行维护，因此必须被非常精确地定位在相应的工位2及其工作元件和操作元件前。
为了控制纺织机1的功能，纺织机1包括中央的控制单元11，中央的控制单元11设置在任意一个架子8上。控制单元11可以与各工位2的工位控制器(未示出)相互作用。纺织机1还可包括另一控制单元11，另一个控制单元11设置在维护装置5上并与中央的控制单元11连接。维护装置的控制单元11控制且必要时可与中央的控制单元11协同控制维护装置5的行进和维护，或者直接由纺织机1的中央的控制单元11完成。
通过至少两个固定的基准点12和布置在可移动维护装置上的至少一个测量点13在纺织机1上定位维护装置5，在固定的基准点12和测量点处布置发射单元S或接收单元E或至少一个反射器R(见图5)。如此可以发射至少一个信号并测量测量点13和各基准点12之间的信号传输时间，信号传输时间也是测量点13和各基准点12之间距离的量度，从而可以精确地定位维护装置。
在本实施例中，两个架子8处各设置一个固定的基准点12，每个基准点12处各设置一个发射单元S。此外，可移动维护装置5处设置一个测量点，测量点处设置有一个接收单元E。
将接收单元E检测的传输时间报告给在中央的控制单元11中集成的评估单元14，评估单元14根据传输时间确定测量点13或维护装置5的位置，然后评估单元14将维护装置5的位置提供给中央的控制单元11和(或)维护装置5的控制单元11，以控制维护装置5的行进以及对维护装置5进行定位。其中评估单元14也可直接设置在维护装置5上，例如在其控制单元11中，或者直接设置在接收单元E上。
图2为具有两台纺织机1的纺织机工厂15的俯视图。应当理解，现实中，一个纺织机工厂15通常有2台以上的纺织机1。可以看出，每台纺织机1包括两个维护装置5。当然，也可在每台纺织机1上设置更多或更少的维护装置5。维护装置5可分别固定设置在纺织机1纵向侧(如上图)，或者可以通过轨道16的半圆拱从纺织机1的一纵向侧换到另一侧(如下图)。
在本实施例中，两个(为了更精确地定位维护装置5，数量可更多个)固定的基准点12没有被设置在纺织机1上，而是被设置在纺织机1周围，例如被设置在机器车间的天花板上。此基准点12用作为若干台纺织机1的若干个维护装置5的基准点12。基准点12处各设置一个发射单元S。每个维护单元5上设置一个用于接收发射单元S的信号的接收单元E。接收单元E设置在一个位于可移动维护装置5上的测量点13上。各接收单元E目前可以接收两个或所有发射单元S的信号，由此可以通过测量信号传输时间来测得接收单元E到各个发射单元S的距离。上述信号的发射和接收分别用虚线箭头和点虚线箭头表示，两个固定的基准点12之间的已知距离用A表示。如点虚线所示，接收单元E又与其所在的纺织机1上的评估单元14连接，其中评估单元14布置在控制单元11中。因此，评估单元14可以根据测量的传输时间和相关距离确定维护装置5在纺织机1上的位置。控制单元11进而可以或与维护装置5的控制单元11(未示出)协作，通过维护装置5当前的各位置数据在纺织机1上定位维护装置5。
因此，维护装置5可以根据要求前往特定的工位2并对其进行识别。对此，当启动纺织机1时，需要确定工位2相对于基准点12的位置和(或)将工位2的位置编程到控制单元11中。
这种定位方式非常精确，不仅可将维护装置5移动到某个工位2处，而且可以将其准确地定位在工位2的前，这意味着维护装置5的维护元件16被准确地定位在待维护部件如工位2的工作元件和操作元件的对面，并与其相互作用。如本图所示，两台纺织机1下部的维护装置5都位于特定工位2的前面，与此相反，上部的维护装置5都位于两个工位2之间。
不同于图中所示，在本实施例中，可将发射单元S设置在维护装置5的测量点13处。此时，在每个基准点12处各设置一个接收单元E，用于检测各维护装置5的发射单元S发射的信号。为了避免匹配错误，可在不同的时间发送或接收信号，或者使用不同的频率。同样，也可设置若干个接收单元E与各发射单元S分别匹配。
图3展示了一个相反的实施方案，其中基准点12被直接地固定设置在纺织机1上，并且纺织机1可以自主定位其上的维护装置5。同时，在各基准点12处各设置一个接收单元E，在各维护装置5中的测量点13处设置一个发射单元S。出于简化的原因，仅在下部的维护装置5上示出发射单元S。接收单元E可以接收来自发射单元S的信号，并且如有必要还与评估单元14一起测量信号的传输时间，其中信号用虚线所示。当接收若干个发射单元S发射的信号时，上述的分辨信号的方案同样适用于此。
图4展示了一个与图3相反的实施方案。和图3一样，基准点12也被直接固定设置在纺织机1上，从而纺织机1可以自主定位其上的维护装置5。然而，在各基准点12处各设置一个发射单元S，在各可移动维护装置5的测量点13处设置一个接收单元E。虽然接收单元E仅在图中下部的维护装置5上示出，但是它也以同样的方式存在于上部的维护装置5中。尽管在本方案中，若干个信号均由一个接收单元E接收。但是，上述图2中所示的关于分辨信号的方案也同样适用于此。
如上述各图所示，待测量距离的两端设有一个发射单元S或一个接收单元E，故待测量的距离即为位置不固定的测量点13到任一固定的基准点12之间的距离。测量传输时间要求精确地同步发射单元S和接收单元E的时钟，因此有必要直接将发射单元S和接收单元E并排设置和(或)将它们设置在一个工件中。
图5即展示了一个上述的实施例，其中一个发射单元S和一个接收单元E被直接相邻地设置在一个固定的基准点12中，同时维护装置5的测量点13处设置至少一个反射器R。由此，每个接收单元E接收由相邻的发射单元S发射的信号，如虚线箭头所示。关于传输时间的测量、维护装置5距离和位置的确定以及维护装置的控制和定位，上述各附图所示的实施方案同样适用。
本发明不限于所示的实施例。如上所述，基准点12的数量是不定的。通常基准点12的数量越多，定位会越精确。发射单元S和接收单元E的数量及其在参考点12和测量点13的设置也是如此。另外，发射单元S和接收单元E的设置和数量还取决于所用信号的类型和特征、空间条件以及维护装置5和纺织机1的数量。在不脱离权利要求的范围内，本发明还可以有进一步的变化如特征组合，即这些特征在不同的实施例中出现和描述。

Claims (17)

1.一种纺织机(1)上可移动维护装置(5)的定位方法，其中，所述纺织机(1)包括多个并排设置的同类工位(2)，并且所述维护装置(5)沿所述工位(2)移动用于操作和(或)维护各所述工位(2)；所述方法通过至少一个发射单元(S)发射至少一个信号，并通过至少一个接收单元(E)接收所述信号，其特征在于，在所述纺织机(1)上和(或)在所述纺织机(1)的周围确定至少两个固定的基准点(12)以及在所述可移动维护装置(5)上确定至少一个测量点(13)，测量所述测量点(13)和至少两个所述基准点(12)之间至少一个所述信号的传输时间，并通过评估单元(14)在所述纺织机(1)上定位所述维护装置(5)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在每个所述基准点(12)处各设置一个所述发射单元(S)，并且在所述可移动维护装置(5)上的至少一个所述测量点(13)处设置至少一个所述接收单元(E)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纺织机(1)上固定设置至少两个所述发射单元(S)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述维护装置(5)的所述测量点(13)处设置至少一个所述发射单元(S)。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，连续发射至少一个所述信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少在初次运行所述纺织机(1)之前，由所述评估单元(14)确定所述固定的基准点(12)和(或)至少一个参考点的位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过测量至少一个所述信号的所述传输时间，将所述维护装置(5)精确地定位到待维护的工位(2)前。
8.一种纺织机(1)上可移动维护装置(5)的定位系统，包括：纺织机(1)，其中所述纺织机(1)包括多个并排设置的同类工位(2)、沿所述工位(2)移动用于操作和(或)维护各所述工位(2)的维护装置(5)、以及至少一个用于在所述纺织机(1)上定位所述可移动维护装置(5)的控制单元(11)；所述定位系统还包括至少一个用于发射信号的发射单元(S)，以及至少一个用于接收所述信号的接收单元(E)，其特征在于，所述定位系统包括设置在所述可移动维护装置(5)上的至少两个固定的基准点(12)和至少一个测量点(13)；所述定位系统还包括评估单元(14)，通过所述评估单元(14)评估所述测量点(13)和至少两个所述基准点(12)之间至少一个所述信号的传输时间，用于在所述纺织机(1)上定位所述维护装置(5)；所述控制单元(11)和所述评估单元(14)连接，用于在所述纺织机(1)上定位所述维护装置(5)。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述纺织机上(1)设置至少两个所述固定的基准点(12)。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在每个所述基准点(12)处各设置一个所述发射单元(S)，并且在所述可移动维护装置(5)上的至少一个所述测量点(13)处设置至少一个所述接收单元(E)。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述纺织机(1)上固定设置至少两个所述发射单元(S)。
12.根据权利要求8-9任意一项所述的系统，其特征在于，在所述维护装置(5)的所述测量点(13)处设有至少一个所述发射单元(S)。
13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，至少一个所述发射单元(S)和至少一个所述接收单元(E)共同设置在所述测量点(13)处或任意一个所述基准点(12)处。
14.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，通过测量至少一个所述信号的所述传输时间，将所述维护装置(5)精确地定位到待维护的工位(2)前。
15.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信号为电磁信号。
16.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信号为光信号。
17.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信号为声信号。
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