DE10232827A1

DE10232827A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Fäden

Info

Publication number: DE10232827A1
Application number: DE2002132827
Authority: DE
Inventors: Ralf Ertl; Rainer WISSMÜLLER; Alfred Sommerfeld
Original assignee: TEMCO Textilmaschinenkomponenten GmbH
Current assignee: TEMCO Textilmaschinenkomponenten GmbH
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2004-02-05
Also published as: AU2003246710A1; WO2004009887A1

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Qualitätsüberwachung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Fäden (1) beispielsweise an einem Zettelgatter mit einer Sensoreinrichtung, einer Steuereinrichtung (8) und einem Bussystem zur Verbindung der Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung (8) vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß mehrere Sensoren zu einer Sensoreinrichtung zusammengefaßt sind, welche jeweils mehrere Fäden (1) gleichzeitig überwacht und welche über das Bussystem (6, 7) mit der Steuereinrichtung (8) verbunden ist. Des weiteren wird ein entsprechendes Verfahren vorgeschlagen, welches sich dadurch auszeichnet, daß die Sensoreinrichtung aus mehreren Sensoren besteht, von welchen jeweils mehrere Fäden (1) hinsichtlich ihrer Fadenzugkraft kontinuierlich und online überwacht werden und ein Signal erzeugt wird, das über das Bussystem (6, 7) und die Steuereinrichtung (8) ausgewertet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Fäden an einem Zettelgatter mit einer Sensoreinrichtung, einer Steuereinrichtung und einem Bussystem zur Verbindung der Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung.

Aus der DE 197 22 701 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Vielzahl von Fäden, insbesondere bei Wickel- Schär-, Spul- oder Zwirnmaschinen bekannt. Um eine schnelle Reaktion bei Auftreten eines Fadenfehlers zu erreichen, ist eine Steuereinrichtung und mindestens eine Detektoreinrichtung über eine Busleitung verbunden. Die von der Detektoreinrichtung erfaßten Fehlerzustände werden an die Steuereinrichtung übertragen. Die überwachten Fehler des Fadens sind hierbei der Bruch eines Fadens. Die entsprechende Maschine wird bei Feststellung eines solchen Fadenbruches möglichst unverzüglich abgestellt. Die Detektoreinrichtung ist ein Fadenwächter, welcher direkt an die Busleitung angeschlossen ist. Das Bussystem erhält hierdurch eine große Anzahl von Teilnehmern. Mit der beschriebenen Detektoreinrichtung wird lediglich die Anwesenheit des Fadens überprüft. Solche einfachen Überwachungen sind mit einer derartigen Vorrichtung durchführbar. Für Überwachungen des Fadens hinsichtlich seiner Gleichmäßigkeit oder Zugkraft ist das gezeigte System aufwendig. Bei der Überwachung von mehreren 100 Fäden gleichzeitig, wie es bei einem Zettelgatter erforderlich ist, ist dieses System wirtschaftlich kaum einsetzbar.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung einer Vielzahl von Fäden an einem Zettelgatter zu schaffen, welches wirtschaftlich realisierbar ist und darüber hinaus in seiner Wirkungsweise schnell und zuverlässig auch aufwendige Auswertungen wie Zugkraftmessungen der einzelnen Fäden durchführen kann.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren und einer Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Überwachungsvorrichtung sind mehrere Sensoren zu einer Sensoreinrichtung zusammengefaßt. Mit der Sensoreinrichtung werden jeweils mehrere Fäden gleichzeitig überwacht. Über das Bussystem ist die Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung verbunden. Durch die Zusammenfassung mehrerer Sensoren zu einer Sensoreinrichtung wird eine kompakte und wirtschaftlich herstellbare Sensoreinrichtung geschaffen, mit welcher insbesondere eine Vielzahl von Fäden, welche mit geringem Abstand voneinander verlaufen, hinsichtlich ihrer Qualität überwacht werden können. Die mehreren Sensoren werden in einem Gehäuse angeordnet und können somit sehr nahe aneinander gebaut werden. Die von den einzelnen Sensoren abgegebenen Signale können über das Bussystem sehr schnell der Steuereinrichtung zugeleitet werden. Die Steuereinrichtung nimmt daraufhin gegebenenfalls auf die Maschine, beispielsweise das Zettelgatter, Einfluß.

Sind mehrere einzelne Sensoren zu Sensorblöcken zusammengefaßt, welche miteinander kombinierbar sind, so ist eine modulartige Bauweise ermöglicht, wodurch eine nahezu beliebige Anzahl von Sensoren nebeneinander angeordnet werden kann. Abhängig von der Anzahl der nebeneinander verlaufenden Fäden können mehr oder weniger solcher Sensorblöcke verwendet werden. Es ist damit möglich alle Fäden des Zettelgatters ständig von den Sensoren überwachen zu lassen. Damit ist eine qualitativ hochwertige Verarbeitung der Fäden möglich.

Durch die Aneinanderreihung mehrerer Sensorblöcke wird vorteilhafterweise ein Reihensensor geschaffen, welcher wiederum als kompakte größere Baueinheit in der Maschine angeordnet werden kann. Die Vormontage sowie die Anordnung der Sensoren an der Maschine bei der Erstmontage als auch beim Nachrüsten ist hierdurch sehr einfach und relativ kostengünstig durchzuführen.

Zur schnellen Verarbeitung der gelieferten Signalen ist jedem Sensorblock ein Buscontroller zugeordnet. Über den Buscontroller werden die von den einzelnen Sensoren des Sensorblocks gelieferten Signale dem Bussystem zugeführt und können von der Steuereinrichtung gezielt verarbeitet werden.

Als besonders vorteilhaft hat sich ein Can-Bus erwiesen. Dieser ist kostengünstig und zuverlässig im Betrieb.

Vorteilhafterweise sind die Sensoren Zugkraftsensoren, mit welchen die Fadenqualität überwacht wird. Unterschiedliche Zugkraft an den Fäden gibt Aufschluß über die Qualität sowie über die aktuelle Verarbeitung des einzelnen Fadens. Die ermittelten Zugkräfte werden an die Steuereinrichtung weitergeleitet und dort weiterverarbeitet. Bei Bedarf resultiert hieraus eine Aktion an der Maschine, beispielsweise die Abstellung der Maschine, wenn die zulässige Zugkraft überschritten ist.

Für die Sensoren können verschiedene physikalische Prinzipien eingesetzt werden. Es eignen sich für die Ermittlung der Qualität des Fadens oder dessen Verarbeitung ein Hallsensor, ein Dehnmeßstreifen, ein kapazitiver Sensor oder eine Photodiode besonders. Andere Arten von Sensoren sind ebenso einsetzbar.

Sind mehrere Sensorblöcke oder Reihensensoren in Laufrichtung der Fäden hintereinander angeordnet, so können die einzelnen Fäden mehrfach über prüft werden. Es sind dabei auch Überprüfungen nach verschiedenen Kriterien mit unterschiedlichen Sensoren möglich.

Sind die Sensorblöcke oder die Reihensensoren in Laufrichtung der Fäden zusätzlich seitlich versetzt angeordnet, so ist es möglich die einzelnen Fäden sehr nahe nebeneinander laufen zu lassen. Während der erste Sensorblock bzw. Reihensensor Fäden überwacht, die nicht direkt benachbarte Fäden sind und dadurch einen jeweils größeren Abstand voneinander haben, als die einzelnen benachbarten Fäden, so kann der darauf folgende Sensorblock bzw. Reihensensor die dazwischenliegenden fehlenden Fäden überprüfen. Jeder Sensorblock bzw. Reihensensor überwacht somit nur jeden n-ten der nebeneinander angeordneten Fäden.

Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt jeden vierten Faden von einem Reihensensor oder Sensorblock überwachen zu lassen. Der Abstand zwischen den einzelnen Sensoren bzw. Fäden ist dann ausreichend groß, um die erforderliche Elektronik an dem Sensor anzuordnen. Wird von jedem Sensorblock bzw. Reihensensor nur jeder vierte Faden überwacht; so sind vier hintereinander angeordnete Sensorblöcke bzw. Reihensensoren erforderlich, um alle Fäden zu überwachen. Diese vier Reihen sind dann jeweils um einen Faden seitlich versetzt, so daß durch die gestaffelte Anordnung der Sensoren die komplette Fadenschar überwacht werden kann. Es ist hierdurch ohne weiteres möglich in einem sehr kurzen Abstand hintereinander 800 Fäden oder mehr gleichzeitig zu überwachen, ohne daß der Abstand der Fäden größer als üblich sein müßte.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die überwachten Fäden im Bereich der Sensoren aus dem normalen Fadenlauf ausgelenkt sind. Hierdurch wird der zur Verfügung stehende Bauraum für die einzelnen Sensoren vergrößert. Außerdem wird der Fadenlauf der nicht überwachten Fäden nicht behindert. Durch die Auslenkung ist es darüber hinaus möglich, daß die einzelnen Fä den sehr exakt an dem einzelnen Sensor anliegen und somit genaue Messungen erfolgen können.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Überwachung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Fäden an einem Zettelgatter wird eine Sensoreinrichtung über ein Bussystem mit einer Steuereinrichtung verbunden. Die Sensoreinrichtung besteht aus mehreren Sensoren, welche mehrere Fäden hinsichtlich ihrer Fadenzugkraft kontinuierlich und on-line überwachen. Das von dem jeweiligen Sensor erzeugte Signal wird über das Bussystem und der Steuereinrichtung ausgewertet. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt insbesondere, daß der Faden ständig überwacht wird. Es sind nicht wie bei herkömmlichen Methoden nur stichpunktartige Prüfungen möglich. Durch die ständige Überwachung des Fadens kann eine sehr hohe Fadenverarbeitungsqualität gewährleistet werden. Neben der momentanen Zugkraft des Fadens ist als Abfallprodukt selbstverständlich auch die Fadenbruchüberwachung möglich. Wenn die Fadenzugkraft den Wert „0" hat, kann hieraus abgeleitet werden, daß der Faden gebrochen ist oder nicht mehr an dem Sensor anliegt. Beides ist ein Zustand, bei welchem die Weiterverarbeitung des Fadens unterbrochen werden soll. Der Fadenlauf in dem Zettelgatter muß hierdurch gestoppt werden. Dies wird von der Steuereinrichtung durch einen entsprechenden Befehl beispielsweise an die Maschinensteuerung veranlaßt.

Wird das Signal nach der Höhe der Zugkraft und/oder nach Zugkraftspitzen ausgewertet, so kann eine genaue Analyse der Qualität des Fadens erfolgen. Ist die Zugkraft insgesamt über einen vorbestimmten Zeitraum hinweg zu hoch oder ist eine kurze Zugkraftspitze über ein zulässiges Maß hinaus festgestellt worden, so kann ebenfalls der Fadenlauf unterbrochen werden oder entsprechende Auswertungen, beispielsweise Qualitätsabwertungen mit diesen Signalen erfolgen.

Häufig ist es vorteilhaft, wenn das Signal nicht direkt, sondern als Mittelwert, Standardabweichung und/oder CV-Wert pro Faden und/oder für die gesamten Fäden ausgewertet wird. Die Menge der einzelnen Signale, welche verwertet werden müssen, kann hierdurch reduziert werden. Außerdem sind hierdurch einzelne Meßungenauigkeiten oder Ausreißer bei der Messung zu eliminieren. Bei einer derartigen Auswertung der Signale ist darüber hinaus eine standardisierte Kennzeichnung der Qualität möglich.

Je nach Art, Dauer und Höhe der Überschreitung der Toleranzgrenze wird vorteilhafterweise bei Überschreitung vorbestimmter Toleranzgrenzen der Signale oder der weiterverarbeiteten Signale eine Warnung und/oder ein Eingriff in den Fadenlauf verursacht. Schwerwiegende Abweichungen von der gewünschten Qualität werden dadurch vermieden. Eine derartige Reaktion kann auch durch das Auftreten einer bestimmten Anzahl von Fehlern erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in Abhängigkeit des Signals Fadenbremsen angesteuert werden. Mit Hilfe dieser Fadenbremsen kann die Fadenzugkraft gesteuert werden, d.h. bei zu hoher Fadenzugkraft wird die Fadenbremse gelockert und bei zu niedriger Fadenzugkraft wird die Fadenbremse angezogen. Es können hiermit konstante Fadenabzugskräfte bei allen Fadenpositionen erreicht werden.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
1 die Anordnung von vier Reihensensoren an einer Fadenschar und
2 den prinzipiellen Aufbau von vier Reihensensoren.
In 1 ist eine große Anzahl einzelner Fäden 1 dargestellt, welche parallel zueinander in geringem Abstand verlaufen. Diese Fäden 1 eines Zettelgatters werden mit Hilfe von vier Reihensensoren 2 überwacht. Jeder Reihensensor 2 greift jeweils jeden vierten Faden 1 der Fadenschar. Hierdurch wird ein genügend großer Abstand zwischen den jeweils in einer Reihe überwachten Fäden 1 erhalten, um die einzelnen Sensoren des Reihensensors 2 anordnen zu können.
Die vier Reihensensoren 2 sind mittels eines Kabels 3 miteinander verbunden, wobei das Kabel 3 weiter zu einer Steuereinrichtung geführt ist. Das Kabel 3, das Bestandteil einer Busverbindung ist, dient zur schnellen Datenübertragung von den einzelnen Sensoren des Reihensensors 2 zu der Steuereinrichtung.
Um den normalen Fadenlauf der Fäden 1 während der Fadenüberwachung nicht zu stören und genügend Platz für die Führung der Fäden 1 in dem Reihensensor 2 zu erhalten, sind Umlenkstäbe 4 vorgesehen. An den Umlenkstäben 4 werden jeweils die zu überwachenden Fäden 1 aus der normalen Laufebene herausgelenkt, dem Reihensensor 2 zugeführt und anschließend wieder dem normalen Fadenlauf zugeführt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die jeweils zu überwachenden Fäden sicher in dem Reihensensor anliegen und die Fadenqualität zuverlässig geprüft werden kann.
2 zeigt schematisch die Anordnung und Verknüpfung der vier Reihensensoren 2. Jeder der Reihensensoren 2 besteht aus einer Vielzahl einzelner Sensorblöcke 5, welche miteinander modulartig verbunden sind. In jedem Sensorblock 5 sind acht Sensoren angeordnet zur gleichzeitigen Überprüfung von acht parallel verlaufenden Fäden 1. Nachdem die Fäden 1 in einem Zettelgatter näher aneinander liegen als die Sensorabstände eines jeden Sensorblocks 5 sind, wird in jedem Sensorblock 5 nur jeder vierte Faden 1 einem einzelnen Sensor zugeführt und überwacht. In dem ersten Sensorblock 5 sind somit die Fäden 1 mit ihren Positionen 1, 5, 9, 13, 17, 21, 25 und 29 überwacht. In Laufrichtung der Fäden 1 ist nachfolgend zu diesem ersten Sensorblock 5 ein weiterer Sensorblock 5 in einem zweiten Reihensensor 2 angeordnet. In diesem weiteren Sensorblock 5 sind die Fäden 1 mit ihren Positionen 2; 6, 10, 14, 18, 22, 26 und 30 überwacht. Auf diese Weise sind durch die entsprechende Anordnung von vier hintereinander geschalteten Reihensensoren 2 sämtliche Positionen der Fäden 1 zu überwachen. Die Sensorblöcke 5 können in nahezu beliebiger Anzahl miteinander gekoppelt werden. So ist es durchaus möglich eine Fadenanzahl von 800 oder mehr gleichzeitig zu überwachen.
Durch die modulartige Bauweise der Sensorblöcke 5 ist ein Koppeln von Reihensensoren 2 durch das Aneinanderreihen von verschiedenen Sensorblöcken 5 möglich. Die Sensorblöcke 5 können bezüglich ihres Gehäuses derart gestaltet sein, daß sie sehr einfach, beispielsweise durch Ineinanderschieben miteinander verbunden werden können.
Jeder Sensorblock 5 weist einen Buscontroller 6 auf. Über den Buscontroller 6 werden die Signale aus den einzelnen Sensoren der Sensorblöcke 5 gesammelt und einem Can-Bus 7 zugeführt. Der Can-Bus 7 kann entweder wie hier dargestellt als serielle Leitung zu einer Steuereinrichtung 8 führen. Es ist aber beispielsweise auch eine sternförmige Verbindung der einzelnen Controller 6 zu der Steuereinrichtung 8 möglich. Außerdem ist eine Kombination von beiden Verbindungsarten möglich, d.h., daß die einzelnen Sensorblöcke 5 eines Reihensensors 2 über eine serielle Busleitung miteinander verbunden sind und die einzelnen Reihensensoren 2 sternförmig mit der Steuereinrichtung 8 verbunden sind.
Durch die gezeigte Vorrichtung ist das erfindungsgemäße Verfahren sehr einfach durchführbar. Die einzelnen Fäden 1 eines Zettelgatters werden kontinuierlich und on-line überwacht. Bei einer entsprechenden Verwendung von Sensoren ist die Zugkraft jedes einzelnen Fadens 1 ständig überprüfbar. Werden eingestellte Toleranzen überschritten, so können Alarmsignale oder bestimmte Aktionen, beispielsweise Fadenbremsen aktiviert werden. Außerdem ist es möglich einen Fadenbruch festzustellen und geeignete Maßnahmen zu ergreifen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die dargestellten Sensoren können auch an anderen Einrichtungen als einem Zettelgatter verwendet werden. Die Auswertung der Signale kann in der jeweils gewünschten Form durchgeführt werden. Dies kann über eine speicherprogrammierbare Steuerung oder über Rechner mit spezieller Software erfolgen. Neben der Überwachung der Zugkraft können die Sensoren auch derart ausgebildet sein, daß sie Dickenunterschiede der Fäden, Fadenverunreinigungen oder sonstige Qualitätsmängel überwachen.

Claims

Vorrichtung zur Qualitätsüberwachung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Fäden (1) beispielsweise an einem Zettelgatter mit einer Sensoreinrichtung, einer Steuereinrichtung (8) und einem Bussystem zur Verbindung der Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensoren zu einer Sensoreinrichtung zusammengefaßt sind, welche jeweils mehrere Fäden (1) gleichzeitig überwacht und welche über das Bussystem (6, 7) mit der Steuereinrichtung (8) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren zu Sensorblöcken (5) zusammengefaßt sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensorblöcke (5) zu einem Reihensensor (2) verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Sensorblock (5) ein Buscontroller (6) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bussystem (6, 7) ein CAN-Bus ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren Zugkraftsensoren sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Hall-Sensor, ein Dehn-Meßstreifen, ein kapazitiver Sensor oder eine Fotodiode ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sensorblöcke (5) oder Reihensensoren (2) in Laufrichtung der Fäden (1) hintereinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Sensorblöcke (5) bzw. die Reihensensoren (2) in Laufrichtung der Fäden (1) seitlich versetzt angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Sensorblock (5) bzw Reihensensor (2) nur jeden n-ten, insbesondere jeden vierten Faden (1) der nebeneinander angeordneten Fäden (1) überwacht.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die überwachten Fäden (1) im Bereich der Sensoren aus dem normalen Fadenlauf ausgelenkt sind.
Verfahren zur Qualitätsüberwachung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Fäden (1) an einem Zettelgatter mit einer Sensoreinrichtung, einer Steuereinrichtung (8) und einem Bussystem (6, 7) zur Verbindung der Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung (8), dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung aus mehreren Sensoren besteht, von welchen jeweils mehrere Fäden (1) hinsichtlich ihrer Fadenzugkraft kontinuierlich und online überwacht werden und ein Signal erzeugt wird, das über das Bussystem (6, 7) und der Steuereinrichtung (8) ausgewertet wird.
Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal nach der Höhe der Zugkraft und/oder nach Zugkraftspitzen ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal hinsichtlich Mittelwert, Standardabweichung und/oder CV-Wert pro Faden und/oder für die gesamten Fäden (1) ausgewertet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer oder einer vorbestimmten Art oder Anzahl von Überschreitungen vorbestimmter Toleranzgrenzen eine Warnung und/oder ein Eingriff in den Fadenlauf erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des Signals Fadenbremsen angesteuert werden zur Steuerung der Fadenzugkraft.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit des Signals Fadenbruch zumindest eines Fadens erkannt wird.