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Die
Erfindung betrifft eine Textilmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen
und mindestens einem entlang der Arbeitsstellen verfahrbaren Serviceaggregat
zur Bedienung und/oder Wartung der einzelnen Arbeitstellen. Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Textilmaschine.
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Bei
einer solchen Textilmaschine kann es sich zum Beispiel um eine Offenend-Spinnmaschine, insbesondere
eine Rotorspinnmaschine, handeln. Hierbei wird aus einem Faserband
in einem Spinnrotor ein Garn gesponnen, durch ein Fadenabzugsröhrchen
aus dem Spinnrotor abgezogen und dann auf eine Spule, insbesondere
eine Kreuzspule, aufgewickelt. Für solche Spinnmaschinen
sind Serviceaggregate seit langem bekannt. Diese sind entlang der
Arbeitsstellen verfahrbar und werden bei Bedarf an einer der Arbeitsstellen
eingesetzt. Je nach Ausbildung der Arbeitsstelle können
die Serviceaggregate verschiedene Aufgaben übernehmen,
so zum Beispiel das Anspinnen nach einem Fadenbruch oder einem Spulenwechsel.
Genauso kann das Serviceaggregat den Spulenwechsel vornehmen und
eine neue Leerhülse in die Spulvorrichtung der Spinnmaschine
einlegen und einen beim Offenendspinnen für das Anspinnen
nach einem Spulenwechsel benötigten Hilfsfaden bereitstellen.
Weiterhin sind Serviceaggregate bekannt, die Kannen mit Faserband
für den Spinnprozess bereitstellen und abtransportieren.
Serviceaggregate können auch Wartungs- und Reinigungsaufgaben übernehmen.
So werden Serviceaggregate zum Beispiel zur Reinigung des Spinnrotors
eingesetzt. Dazu sind Serviceaggregate mit Bürsten, Schabern,
Blas- oder Saugeinrichtungen ausgestattet.
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Serviceaggregate
werden neben Rotorspinnmaschinen auch in anderen Textilmaschinen eingesetzt.
So zum Beispiel in Spulmaschinen. Solche können zum Beispiel
einen Faden von einem Spinnkops, der das Produkt einer Ringspinnmaschine
ist, auf eine Kreuzspule spulen. Ein Serviceaggregat kann auch hier
den Kreuzspulenwechsel durchführen.
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Die
DE 38 41 464 A1 offenbart
eine Textilmaschine mit Aggregaten zur Wartung und/oder Bedienung
der Arbeitseinheiten. Die Arbeitseinheiten und die Aggregate sind
mit gemeinsamen Einrichtungen zum Ruf, zum Empfang des Rufes, zur
Dialogführung und zur streuungsarmen, bidirektionalen,
drahtlosen Datenübermittlung ausgestattet. Die Einrichtungen weisen
als Spulen ausgebildete Antennen auf. So sendet die Rufspule einer
Arbeitsstelle ein Signal aus, um einen Bedien- oder Wartungswunsch
anzuzeigen. Das vorbeifahrende Serviceaggregat empfängt
den Ruf und leitet sodann die Positionierung vor der rufenden Arbeitsstelle
ein. Dazu wird zunächst die Geschwindigkeit des Serviceaggregats
verlangsamt und der Fahrantrieb des Aggregats auf Schleich- beziehungsweise
Kriechfahrt eingestellt. Über mehrere Positionierspulen,
die verschiedene Signale aussenden, tastet sich das Serviceaggregat quasi
an die richtige Position heran. Zum Austausch der Signale und damit
zum Erkennen der Position des Serviceaggregats ist ein geringer
Abstand zwischen den Spulen im Millimeter- bis Zentimeterbereich
erforderlich. Dieser geringe Abstand stellt hohe Anforderungen an
die Genauigkeit der Gesamtanordnung und birgt die Gefahr von Kollisionen
zwischen dem Serviceaggregat und den Arbeitsstellen. Des Weiteren
müssen nicht nur an den Serviceaggregaten sondern an jeder
Arbeitsstelle Sende- und Empfangseinrichtungen vorhanden sein. Bei
der Vielzahl der Arbeitsstellen ist dies ein nicht unerheblicher Kostenaufwand.
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Die
DE 195 12 592 B4 offenbart
eine Textilmaschine, nämlich eine Spulmaschine, bei der
die Arbeitstellen und das Serviceaggregat jeweils mit einer Infrarotschnittstelle
ausgestattet sind und die Infrarotsender der Arbeitstellen permanent
individuelle Arbeitsstellenkennungen abstrahlen. Aus diesem Signal
ist die Steuerung des Serviceaggregats in der Lage, seinen Standort
und seine Fahrtrichtung zu bestimmen. Die Anforderung des Serviceaggregats
erfolgt über einen Maschinenbus, der auch die Kommunikation
zwischen den Arbeitsstellen und einer Zentralsteuereinrichtung gewährleistet.
Entsprechend den oben beschriebenen Kommunikations- und Positionierspulen
ist auch hier an jeder Arbeitsstelle eine Infrarotschnittstelle
erforderlich. Eine Möglichkeit, das Serviceaggregat vor
einer Arbeitsstelle zu positionieren, beschreibt die
DE 195 12 592 B4 nicht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, die Steuerung des Serviceaggregats
und gegebenenfalls die korrespondierende Steuerung der zu bedienenden
oder zu wartenden Arbeitsstelle zu vereinfachen und insbesondere
die Zahl der benötigen aktiven Komponenten zu reduzieren.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Vorrichtungsanspruches 1 sowie des Verfahrensanspruches
10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Zur
Lösung der Aufgabe weist das mindestens eine Serviceaggregat
mindestens eine Kamera auf, mittels der Bilder des Serviceaggregats
und/oder der Arbeitsstellen erzeugbar sind, wobei die Bilder mittels
einer Steuereinheit der Textilmaschine auswertbar und zur Steuerung
des Serviceaggregats und/oder der Arbeitsstelle verwendbar sind.
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Durch
die Verwendung einer einfachen Kamera kann die Zahl der aktiven
Komponenten erheblich reduziert werden, da kein entsprechendes Gegenstück
an den Arbeitsstellen notwendig ist. Das gilt bei der Vielzahl der
Arbeitsstellen, die üblicherweise an den Textilmaschinen
vorhanden sind, selbst dann, wenn mehr als eine Kamera pro Serviceaggregat
zur Durchführung der Steuerungsaufgaben erforderlich ist.
Durch eine bewegliche Kamera kann gegebenenfalls auch auf eine weitere
Kamera verzichtet werde. Als Kamera bedarf es keiner speziellen
Ausführung. Es kann als Hardware zum Beispiel eine einfache und
preiswerte Webcam verwendet werden, wie sie aus PC- und Internetanwendungen
bekannt ist. Die für die Textilmaschine spezifischen Auswerteroutinen können
als Software in die bestehende Steuerung des Serviceaggregats oder
in die Zentralsteuerung der Textilmaschine integriert werden. Ein
solches Kamerasystem ist vielseitig einsetzbar und kann für
die verschiedensten Steuerungsaufgaben verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist das Serviceaggregat mittels der Auswertung der Bilder
der Kamera bedarfsgerecht zur Durchführung der Bedienung oder
Wartung der Arbeitsstelle vor derselben positionierbar. Dabei können
mittels der Auswertung der Bilder charakteristische Merkmale des
Serviceaggregats und/oder der Arbeitsstelle erfassbar sein und aus
der Position der charakteristischen Merkmale innerhalb der Bilder
die Position des Serviceaggregats erfasst werden. Die Erfassung
der Merkmale kann dabei durch Vergleich mit einem im Speicher der Steuereinheit
abgelegten realen oder einem vereinfachten Abbild der Arbeitsstelle
erfolgen. Es können auch mathematische Algorithmen zur
Auswertung des Kamerabildes verwendet werden. Solche charakteristischen
Merkmale können zum Beispiel markante Kanten oder eine
einfache LED sein.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung weist jede Arbeitsstelle ein individuelles Merkmal auf,
welches mittels des Kamerabildes erfassbar ist und wodurch die Arbeitsstellen
identifizierbar sind.
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Als
individuelles Merkmal kann jede Arbeitsstelle mit einem oder mehreren
Schriftzeichen versehen sein. Die Auswertung der Bilder kann zum
Beispiel mittels einer OCR-Erkennung erfolgen. OCR steht für
Optical Character Recognition und ist aus PC-Anwendungen bekannt.
Die Schriftzeichen können zum Beispiel eine fortlaufende
Nummerierung der Arbeitsstellen wiedergeben. Alternativ stellt auch ein
Barcode mit unterschiedlicher Codierung an jeder Arbeitsstelle ein
individuelles Merkmal dar. Die beschriebenen Möglichkeiten,
ein individuelles Merkmal zu erzeugen, sind leicht und ohne viel
Aufwand zu realisieren. Gegebenenfalls ist zum Beispiel eine Nummerierung
ohnehin vorhanden, um einer Bedienperson die Möglichkeit
zu geben die Arbeitsstellen zu identifizieren.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung sind anhand der Auswertung der Bilder Zustände
der Arbeitsstelle und/oder des Serviceaggregats erfassbar.
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Solche
Zustände können zum Beispiel die Positionen beweglicher
Bauteile der Arbeitsstelle oder des Serviceaggregats sein. Auf diese
Weise können gegebenenfalls andere Sensoren zur Positionsbestimmung
entfallen. Auch bietet das Kamerasystem andere Möglichkeiten
als ein einfacher Endschalter. Es können Zwischenpositionen
erfasst werden. Dadurch können Aktionen schon frühzeitig
ausgelöst werden.
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Weiterhin
kann eine solche Zustandserfassung der Fehlerdiagnose dienen. Dadurch
können nicht nur automatische Reaktionen des Serviceaggregats
oder der Arbeitsstelle ausgelöst werden, sondern es ist
auch eine Fehlerdiagnose durch eine in größerer
Entfernung befindliche Bedienperson möglich. Dazu kann
das Kamerabild über eine Datenleitung, zum Beispiel das
Internet, zu der Bedienperson übertragen werden.
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Vorteilhafterweise
ist zur Kommunikation zwischen den Arbeitsstellen und dem Serviceaggregat
ein Bussystem vorhanden. Ein solches Kommunikationssystem erlaubt
einer bedien- oder wartungsbedürftigen Arbeitsstelle die
Anforderung des Serviceaggregats und ermöglicht die Kommunikation während
der Wartung oder Bedienung der Arbeitsstelle. So können
zum Beispiel mittels der Kamera erfasste Zustände an die
Arbeitstellensteuerung übermittelt werden. Dazu können
bekannte Bussysteme verwendet werden, wie zum Beispiel CAN-Bus,
Interbus, Profibus oder ein Ethernet-basierter Feldbus.
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Zur
Lösung der Aufgabe wird ferner ein Verfahren zum Betreiben
einer Textilmaschine mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen und mindestens
einem entlang der Arbeitsstellen verfahrbaren Serviceaggregat zur
Bedienung und/oder Wartung der einzelnen Arbeitstellen vorschlagen,
wobei die Bilder des Serviceaggregats und/oder der Arbeitsstellen
mittels einer dem Serviceaggregat zugeordneten Kamera erfasst, die
Bilder auswertet und zur Steuerung des Serviceaggregats und/oder
der Arbeitsstelle verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden auf den Bildern charakteristische Merkmale des
Serviceaggregats und/oder der Arbeitsstelle erfasst und es wird aus
der Position der charakteristischen Merkmale innerhalb der Bilder
die Ist-Position des Serviceaggregats in Bezug auf die Arbeitsstelle
ermittelt.
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Vorteilhafterweise
wird die Ist-Position des Serviceaggregats dazu verwendet, das Serviceaggregat
in eine Sollposition zu überführen, in der die Bedienung
oder Wartung der Arbeitsstelle bedarfsgerecht durchgeführt
wird.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfasst die Kamera ein individuelles Merkmal einer Arbeitsstelle
und es wird das erfasste Merkmal zur Identifizierung der Arbeitsstelle
herangezogen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden anhand der Auswertung der Bilder Zustände
der Arbeitsstelle und/oder des Serviceaggregates ermittelt.
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Vorteilhafterweise
werden in Abhängigkeit der erfassten Zustände
Aktionen des Serviceaggregats oder der Arbeitsstelle ausgelöst.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Als Beispiel für eine erfindungsgemäße
Textilmaschine wird eine Offenend-Spinnmaschine mit Serviceaggregaten
zum Spulenwechsel und Wiederanspinnen nach demselben sowie zum Reinigen
der Spinnvorrichtung beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
erfindungsgemäße Textilmaschine mit zwei verfahrbaren
Serviceaggregaten;
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2 eine
Arbeitsstelle der Textilmaschine mit einem davor angeordneten Serviceaggregat
in Seitenansicht;
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3 eine
Vorderansicht mehrer nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen.
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In 1 ist
eine Offenend-Spinnmaschine 1 dargestellt, die eine Vielzahl
von Arbeitsstellen 2 aufweist, die jeweils mit einer Offenend-Spinnvorrichtung 3 sowie
einer Spuleinrichtung 4 ausgerüstet sind. Die
Offenend-Spinnmaschine 1 weist ferner zwei identische Serviceaggregate 16 auf.
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In
den Spinnvorrichtungen 3 wird ein in Spinnkannen 5 vorgelegtes
Faserband zu Fäden versponnen, die auf den Spuleinrichtungen 4 zu
Kreuzspulen 8 aufgewickelt werden. Die Spuleinrichtungen 4 sind,
wie in 2 dargestellt, mit einem Spulenrahmen 9 zum
drehbaren Haltern einer Leerhülse 11 beziehungsweise
einer Kreuzspule 8 sowie mit einer Spultrommel 25 zum
Rotieren dieser Elemente ausgestattet. Die Offenend-Spinnmaschine 1 weist
außerdem eine Zentralsteuereinheit 6 auf, die über
ein Bussystem 26 mit arbeitsstelleneigenen Steuereinrichtungen 10 verbunden
ist. Des Weiteren verfügen derartige Textilmaschinen 1 über
eine Kreuzspulentransporteinrichtung 12 zum Entsorgen fertig
gestellter Kreuzspulen 8 und über eine Leerhülsenversorgungseinrichtung,
die im Wesentlichen aus einem Leerhülsenmagazin 15 sowie
Hülsenzuführbahnen 21 besteht.
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Das
Serviceaggregat 16 ist an Führungsschienen 13, 14,
die an beziehungsweise auf der Offenend-Rotorspinnmaschine 1 angeordnet sind,
verfahrbar. Das Serviceaggregat 16 ist in 2 genauer dargestellt.
Die Steuereinrichtung 17 des Serviceaggregats 16 ist
wie die arbeitsstelleneigenen Steuereinrichtungen 10 und
die Zentralsteuereinheit 6 an das Bussystem 26 der
Textilmaschine 1 angeschlossen. An das Serviceaggregat
ist eine Kamera 50 montiert. Die Kamera ist über
eine Datenleitung 60 mit der Steuereinrichtung 17 des
Serviceaggregats 16 verbunden. Die Bilder der Kamera werden über die
Datenleitung 60 an die Steuereinrichtung 17 übermittelt
und dort zur Steuerung des Serviceaggregats und der Arbeitsstelle
ausgewertet. Alternativ können die Bilder über
das Bussystem 26 zur Auswertung auch an andere Steuereinrichtungen
der Textilmaschine weitergeleitet werden. Das kann zum Beispiel die
Zentralsteuereinheit 6 oder die Steuereinrichtung 10 der
bedienbedürftigen Arbeitstelle sein. Die Kamera kann mittels
einer nicht dargestellten Verstelleinrichtung geschwenkt werden.
Alternativ oder zusätzlich ist, kann die Kamera entlang
einer Führung verschiebbar sein.
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Das
Serviceaggregat 16 weist, wie in 2 dargestellt,
verschiedene Handhabungseinrichtungen auf, die es dem Serviceaggregat 16 ermöglichen, im
Bedarfsfall einen Kreuzspulen-/Leerhülsenwechsel durchzuführen
und dabei der Offenend-Spinnvorrichtung 3 der betreffenden
Arbeitsstelle 2 auch einen Anspinnfaden zur Verfügung
zu stellen. Ein solches Serviceaggregat 16 verfügt
beispielsweise über einen so genannten (nicht dargestellten)
Rahmenöffner und einen an die Oberfläche der Kreuzspule 8 anstellbaren
(ebenfalls nicht dargestellten) Ausstoß- und Antriebsarm.
Des Weiteren ist ein solches Serviceaggregat 16 mit einer
Einrichtung 27 zum Reinigen der Offenend-Spinnvorrichtung 3,
einer Hilfsfadenliefereinrichtung 23 zum Bereitstellen
eines Anspinnfadens sowie mit einer Fadenanlege- und Fadenverlegeeinrichtung 28 und
einem Drucklufterzeuger 29 ausrüstet.
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Wie
in 3 zu sehen weisen die Arbeitsstellen 2 eine
fortlaufende Nummerierung auf. Jede Arbeitsstelle ist in Klarschrift
mit einer mit 61 bezeichneten Nummer gekennzeichnet. Diese
Nummern werden von der Kamera 50 des Serviceaggregats 16 im
Vorbeifahren erfasst. Auf diese Weise ermittelt die Steuereinrichtung 17 des
Serviceaggregats 16 kontinuierlich die Position des Serviceaggregates.
So kann zum Beispiel erkannt werden, wann der Anfangs- beziehungsweise
Endbereich der Textilmaschine erreicht ist. Weiterhin können
während der Fahrt zusätzlich oder alternativ charakteristische Merkmale
der Arbeitsstellen mittels der Kamera erfasst werden. Ein solches
Merkmal ist zum Beispiel die Kante 62. Somit vermag die
Steuereinrichtung 17 die überfahrenen Arbeitsstellen 2 anhand
der charakteristischen Merkmale 62 abzuzählen
und auch so die Position des Serviceaggregats zu bestimmen.
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Die
Serviceaggregate 16 greifen selbsttätig ein, wenn
an einer der Arbeitsstellen 2 ein Handlungsbedarf besteht.
Ein solcher Handlungsbedarf liegt beispielsweise vor, wenn an einer
der Arbeitsstellen 2 die Kreuzspule 8 fertig gespult
ist und gegen eine Leerhülse ausgetauscht werden muss.
Sobald das Serviceaggregat 16 über das Bussystem 26 der Offenend-Spinnmaschine 1 mitgeteilt
bekommt, dass an einer der Arbeitsstellen 2 ein Handlungsbedarf
besteht, läuft das Serviceaggregat 16 zu der betreffenden
Arbeitsstelle 2. Wie oben beschrieben erfasst die Steuereinrichtung 17 dabei
ständig die Position des Serviceaggregats. Wenn die anfordernde
Arbeitsstelle erreicht ist, wird die Geschwindigkeit des Serviceaggregats
zur genauen und bedarfsgerechten Positionierung desselben vor der
Arbeitsstelle verlangsamt. Zur Positionierung wird die Position
der Kante 62 der Arbeitsstelle 2 innerhalb des
Kamerabildes überwacht. Wenn die Kante 62 eine
Referenzposition innerhalb des Bildes erreicht, ist auch das Serviceaggregat 16 bedarfsgerecht
positioniert.
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Nachdem
das Serviceaggregat 16 richtig positioniert ist, tauscht
es die Kreuzspule 8, die ihren vorgeschriebenen Durchmesser
oder eine vorgegebene Fadenlänge erreicht hat, gegen eine
Leerhülse aus. Das heißt, das Serviceaggregat 16 überführt nach
dem Öffnen des Spulenrahmens mittels des Ausstoß-
und Antriebsarmes die fertig gestellte Kreuzspule 8 auf
die Kreuzspulentransporteinrichtung 12 und wechselt anschließend
eine neue Leerhülse 11, die dem Serviceaggregat 16 zum
Beispiel über eine Hülsenzuführbahn 21 vom
Leerhülsenmagazin 15 bereitgestellt wurde, in
den Spulenrahmen ein. Dabei wird der richtige Sitz der Leerhülse
mittels des Kamerasystems überwacht.
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Während
die Kreuzspulen-Transporteinrichtung 12 die Kreuzspule 8 zu
einer maschinenendseitig angeordneten Übergabestelle befördert,
wird durch die Hilfsfadenliefereinrichtung 23 des Serviceaggregates 16 ein
Anspinnfaden 24 bereitgestellt. Die Hilfsfadenliefereinrichtung
wird in Gang gesetzt, sobald das Kamerasystem das richtige Einlegen
der Leerhülse meldet. Dann wird der Anspinnfaden 24 durch
ein Fadenlieferwerk 29 von einer Vorratsspule 30 abgezogen
und über ein schwenkbar gelagertes Lieferrohr 31 pneumatisch
in den Bereich einer in 2 dargestellten, arbeitsstelleneigenen
Saugdüse 40 überführt, die das
Fadenende ansaugt. Auch die richtigen Übergabepositionen
werden von dem Kamerasystem überwacht. Anschließend
befördert das Lieferrohr 31 den Anspinnfaden 24 in
den Bereich einer Fadenverlegeeinrichtung 28, die den Anspinnfaden
ihrerseits in den Bereich der im Spulenrahmen 9 einer Arbeitsstelle 2 gehalterten
Leerhülse 11 bringt, wobei das freie Ende des
Anspinnfadens von der Saugdüse 40 außerdem
an ein arbeitsstelleneigenes Anspinnorgan 41 übergeben
wird, das das Fadenende, wie üblich, vorbereitet.
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Während
des beschriebenen Prozesses, wird die Kamera immer so geschwenkt,
dass die jeweils aktive Handhabungseinrichtung auf den Bildern erfasst
wird. Die Auswertung der Bilder wird dann an die Kameraposition
angepasst. Das heißt, es werden in Abhängigkeit
der Position andere Vergleichsbilder verwendet.
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Das
beschriebene Ausführungsbeispiel stellt keine abschließende
Darstellung der Anwendungsmöglichkeiten eines in das Serviceaggregat
integrierten Kamerasystems dar. Insbesondere hinsichtlich der Erfassung
der Zustände der Arbeitstellen oder des Serviceaggregats
gibt es eine Vielzahl weiterer Möglichkeiten. Bei entsprechender
Positionierung einer Kamera (nicht dargestellt) könnte
man auch die Faserbandzufuhr überwachen und den Füllstand
der Spinnkannen 5 ermitteln.
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Auch
könnte mittels der Kamerabildauswertung überprüft
werden, ob der Deckel der Spinnvorrichtung 3 korrekt geschlossen
ist, und auf diese Weise ein Freigabe- beziehungsweise Fehlersignal
generiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3841464
A1 [0004]
- - DE 19512592 B4 [0005, 0005]