DE19536243A1

DE19536243A1 - Traversing low cost reliable sensor reacts well to moving textile yarn

Info

Publication number: DE19536243A1
Application number: DE1995136243
Authority: DE
Inventors: Urs Prof Dr Meyer; Jian Dr Zhou
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1994-11-02
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1996-05-09
Also published as: CH691815A5

Abstract

A thread sensor (1) in a textile machine (30) is furnished with a sensing element (2) to detect a thread (16) fed through the machine where the sensing agent is a membrane (25). Also claimed is a process for the sensor operation where the mechanical sensing agent is displaced into a thread run so that the thread is moved from its normal to a deviated position where the thread vibration is transferred to the membrane and converted into electrical impulses for processing.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fadensensor nach dem Oberbe griff des unabhängigen Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Betrieb des Sensors nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruches 11.The invention relates to a thread sensor according to the Oberbe handle of independent claim 1, and a method for Operation of the sensor according to the generic term of the independent Claim 11.

Fadensensoren werden bei Textilmaschinen eingesetzt, um den Fadenlauf innerhalb einer Maschine zu kontrollieren und bei Fehlen eines Fadens eine Bedienungsperson zu rufen oder die Arbeitsstelle, in der Faden fehlt, abzuschalten. Fadensen soren, die einzelne Arbeitsstellen überwachen, sind in der Patentliteratur mehrfach beschrieben worden, beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung EP-A1-0436204 oder in der deutschen Patentanmeldung DE-A1-24 18 245.Thread sensors are used in textile machines in order to Check the thread path within a machine and at Lack of thread to call an operator or the Switch off the job where the thread is missing. Fadensen sensors who monitor individual jobs are in the Patent literature has been described several times, for example in European patent application EP-A1-0436204 or in German patent application DE-A1-24 18 245.

Die Zusammenfassung von Fadenspannungssignalen bei Anordnung mehrerer einzelner Fadensensoren an jeder Arbeitsstelle, beispielsweise bei Spinnstellen einer Ringspinnmaschine, ist aufgrund der nötigen Verdrahtungen und des Rechneraufwandes für die Auswertung der Signale kostspielig. Es sind auch Systeme entwickelt worden, um mit einem einzigen Fadensensor mehrere nebeneinanderliegende Spinnstellen zu überwachen, beispielsweise mittels der bekannten "Maus" der Firma Zell weger AG in Uster, Schweiz. Die "Maus" hat folgende Nach teile:The combination of thread tension signals when arranged several individual thread sensors at each work station, for example at spinning positions of a ring spinning machine due to the necessary wiring and the computing effort costly for the evaluation of the signals. They are too Systems have been developed to work with a single thread sensor to monitor several adjacent spinning positions, for example by means of the well-known "mouse" from the Zell company weger AG in Uster, Switzerland. The "mouse" has the following after parts:

- It is in the range of movement and operation of the operator person,
- It is attached to the ring bench, which in turn is attached to the Machine is movable, and therefore requires an order constant drive with numerous deflections,
- It is made of a ferromagnetic rotor tied steel because the scanning is magnetic follows.

Bei einer Automatisierung der Überwachung bieten sich bei spielsweise optische Abtasteinrichtungen an, wobei aber Totfäden schlecht bzw. nicht erkennbar sind. Vibrationen in einer Spinnmaschine können auch Totfäden in Schwingungen versetzen, so daß eine sichere Auswertung durch optische Mittel auszuschließen ist.Automation of the surveillance offers: for example, optical scanning devices, but Dead threads are bad or not recognizable. Vibrations in A spinning machine can also vibrate dead threads move so that a reliable evaluation by optical Exclude funds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen zuverläs sigen Fadensensor zu schaffen, der auch auf die Vorschubbe wegung eines Fadens in einer Textilmaschine einwandfrei reagiert und den laufenden Faden von einem stillstehenden Faden unterscheidet, selbst wenn dieser sich durch fremde Einflüsse quer zu seiner Laufrichtung bewegt.The invention has for its object to be a reliable to create its own thread sensor, which is also on the feed movement of a thread in a textile machine perfectly responds and the running thread of a stationary Thread differs even if it is different from another Influences moved across its direction.

Diese Aufgabe wird durch einen Fadensensor mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Ein vorteilhaftes Be triebsverfahren für den Fadensensor umfaßt die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruches 11. Die abhängigen An sprüche betreffen Weiterbildungen des allgemeinen Lösungs gedankens.This object is achieved by a thread sensor with the features of independent claim 1. An advantageous operating method for the thread sensor comprises the features of the independent method claim 11 . The dependent claims relate to further developments of the general solution concept.

Eine Grundidee der Erfindung beruht auf einer herkömmlichen Art der Überwachung der Fäden durch das Personal in der Spinnerei. Auf der Überwachungsrunde werden die Fäden beim Vorbeigehen entlang der Spinnmaschine von Hand abgetastet. Aufgrund der Sensibilität der Finger geschieht dies mit großer Sicherheit. Diese Methode wird vor allem bei feinen, schlecht sichtbaren Fäden bevorzugt.A basic idea of the invention is based on a conventional one Type of monitoring of the threads by the staff in the Spinning. On the surveillance round, the threads are at Passing along the spinning machine scanned by hand. Due to the sensitivity of the fingers, this happens with great security. This method is mainly used for fine, poorly visible threads preferred.

Zur mechanischen Abtastung ist mit Vorteil ein der mensch lichen Fingerkuppe ähnliches Abtastelement geeignet, beispielsweise wenigstens eine dünne Kalotte in Form eines Teils eines Tischtennisballes. Berührt der Faden diese Ka lotte, wird der Fadenlauf geringfügig au-gelenkt. Dies hat auf den Spinnvorgang keinen Einfluß, genügt aber, um die auf den Faden wirkende Zugkraft zu erfassen. Insbesondere werden Schwingungen der Zugkraft durch die Kalotte selektiv erfaßt. Da die Spindelschwingung als Zugkraftschwankung über den Faden mittels der Kalotte fühlbar ist, sagt das empfangene Signal aus, daß der Faden mit der Spindel ver bunden ist und die Spinnstelle normal produziert. Wenn in der Auswerteelektronik des Fadensensors der augenblickliche Drehfrequenzwert des Spindelantriebes bekannt ist, kann die über den Faden und das Abtastelement registrierte Schwin gungsfrequenz mit dieser bekannten Drehfrequenz verglichen werden, so daß eine sichere Auswertung des empfangenen Si gnals möglich wird. Im Frequenzbereich einer rotierenden Spindel bei ca. 10′000-25′000 Umdrehungen pro Minute ist diese Kalotte sehr gut geeignet, da sie Eigenfrequenzen in diesem Bereich aufweist. Die Kalotte kann auf einem Laut sprecher oder Mikrophon befestigt werden, wobei andere Störsignale zusätzlich elektronisch ausfiltert werden. Das Lautsprecher- bzw. Mikrophongehäuse in Abmessungen in der Größenordnung des Tischtennisballes wird vorzugsweise ge dämpft aufgehängt. Ein Sensor dieser Art weist einen sehr einfachen und robusten Aufbau auf. Der Fadensensor kann mit Vorteil auf einem Wagen befestigt sein, der entlang der Textilmaschine bewegt wird, wobei auf diesem Wagen auch beispielsweise eine Luntenstoppvorrichtung oder eine Faden ansetzvorrichtung untergebracht sein kann.For mechanical scanning, humans are advantageous suitable finger element similar scanning element, for example at least one thin dome in the form of a Part of a table tennis ball. If the thread touches this Ka soldered, the thread path is deflected slightly. this has no influence on the spinning process, but is sufficient to to detect tensile force acting on the thread. Especially vibrations of the tensile force through the calotte are selective detected. Because the spindle vibration as a fluctuating tensile force that can be felt over the thread by means of the calotte, that says received signal that the thread ver with the spindle is bound and the spinning station produces normally. If in the evaluation electronics of the thread sensor the instantaneous Rotational frequency value of the spindle drive is known, the Schwin registered over the thread and the scanning element frequency compared with this known rotational frequency be, so that a reliable evaluation of the Si received gnals becomes possible. In the frequency range of a rotating Spindle at about 10,000-25,000 revolutions per minute this dome is very suitable because it has natural frequencies in has this area. The calotte can on a sound Speaker or microphone can be attached, with others Interference signals are additionally filtered out electronically. The Loudspeaker or microphone housing in dimensions in the Magnitude of the table tennis ball is preferably ge muffled hung. A sensor of this type shows a lot simple and robust construction. The thread sensor can with Advantage to be attached to a cart that runs along the Textile machine is moved, being on this cart too for example a match stop device or a thread attachment device can be accommodated.

Alternativ zu einer Befestigung auf einem Lautsprecher kann das Abtastelement, beispielsweise der Tischtennisball, auch piezoelektrisch abgetastet werden. Ein Tischtennisball könnte auch rotierend aufgehängt werden, wobei eine Rotation beim Vorbeifahren an einem geführten Faden durch Berührung mit diesem entsteht. Am Umfang des Tischtennisballes ist in diesem Fall eine Marke vorhanden, die ihrerseits wiederum von einem Lichttaster abgetastet wird.As an alternative to mounting on a speaker the scanning element, for example the table tennis ball, too be scanned piezoelectrically. A table tennis ball could also be hung rotating, with one rotation when passing a guided thread by touch with this arises. The circumference of the table tennis ball is in In this case, a brand exists, which in turn is scanned by a light sensor.

Bei Befestigung des Fadensensors an einem hin- und herfah renden Wagen muß die Bewegungsumkehr jeweils am Ende einer Textilmaschine gesteuert werden, wobei jeweils nach dem Um kehren des Wagens eine Zähleinrichtung zur Identifikation der Spinnstelle auf Null gestellt wird. Der Wagen erfaßt beispielsweise an einer Ringspinnmaschine mittels eines zweiten Sensors die Absaugröhrchen unter den Spinnstellen, so daß der Wagen nicht nur die Tatsache eines Fadenbruchs registriert, sondern gleichzeitig auch die betreffende Spinnstelle innerhalb der Textilmaschine lokalisiert. Mit Vorteil wird der Fadensensor bzw. dessen Auswerteelektronik an die zentrale Elektronik der Textilmaschine und/oder an eine zentrale Datenerfassungsanlage innerhalb des Textilbe triebes angeschlossen. Anstatt eines Tischtennisballes kann eine dünnwandige Kalotte, ein Geflecht oder ein Drahtgestell - jeweils kalottenförmig - für die Abtastung des Fadens eingesetzt werden. Ein Fadensensor gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß der Faden durch das Abtasten unwesentlich gestört wird, daß wenig Reibung zwischen dem Abtastelement und dem Faden entsteht, daß eine nur geringe Masse bewegt wird, und daß sein Aufbau robust ist. Schließlich läßt diese Abtastung eine Anordnung des Sensors an einer fest stehenden Partie der Maschine zu.When attaching the thread sensor to a back and forth Moving cars must be reversed at the end of each Textile machine can be controlled, each according to the order a counting device sweeps the car for identification the spinning position is set to zero. The car caught for example on a ring spinning machine by means of a second sensor the suction tubes under the spinning positions, so the wagon is not just the fact of a thread break registered, but also the relevant one Spinning station located inside the textile machine. With The thread sensor or its evaluation electronics becomes an advantage to the central electronics of the textile machine and / or a central data acquisition system within the textile area drive connected. Instead of a ping pong ball a thin-walled calotte, a braid or a wire frame - each dome-shaped - for scanning the thread be used. Has a thread sensor according to the invention the advantage that the thread is insignificant due to the scanning is disturbed that little friction between the sensing element and the thread arises that only a small mass moves and that its structure is robust. Finally lets this scanning an arrangement of the sensor on a fixed part of the machine.

Die Signalübertragung von einem Wagen, auf dem der Faden sensor befestigt ist, auf die Spinnmaschine kann über elek trisch leitende Bahnen erfolgen, die auf einem Längsteil der Spinnmaschine aufgeklebt sind und die gleichzeitig für die Stromversorgung des Wagens dienen. Die Enden der Leiter bahnen sind mit Vorteil in Längsrichtung der Textilmaschine gegeneinander versetzt, wodurch die Elektronik des Wagens erkennen kann, an welchem Spinnmaschinenende sich der Wagen befindet. Durch die versetzte Anordnung kann die automa tische Bewegungsumkehr des Wagens eingeleitet werden, wenn beispielsweise jeweils eine Stromabnehmerbürste auf einer Leiterbahn spannungslos ist.Signal transmission from a carriage on which the thread sensor is attached to the spinning machine can be elec trically conductive tracks are carried out on a longitudinal part of the Spinning machine are glued on and at the same time for the Power supply to the car. The ends of the ladder webs are advantageous in the longitudinal direction of the textile machine offset against each other, thereby reducing the electronics of the car can see at which end of the spinning machine the car is located. Due to the staggered arrangement, the automa table reversal of movement of the car can be initiated if for example, a pantograph brush on each Trace is dead.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im De tail beschrieben.In the following the invention with reference to the drawing in De tail described.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fadensensors auf einem Wagen an einer Textilmaschine in Längsansicht der Maschine, Fig. 1 is a schematic representation of a yarn sensor on a carriage on a textile machine in longitudinal view of the machine,

Fig. 2 eine Ansicht der Anordnung in Fig. 1 senkrecht zur Längserstreckung der Textilmaschine und Fig. 2 is a view of the arrangement in Fig. 1 perpendicular to the longitudinal extent of the textile machine and

Fig. 3 den Aufbau des Abtastelements des Fadensensors in einem Ausführungsbeispiel. Fig. 3 shows the structure of the scanning element of the thread sensor in one embodiment.

Der Fadensensor 1 in Fig. 1 umfaßt ein Abtastelement 2, das an einem Wagen 3 montiert ist. Der Wagen wird mittels Trag rollen 4a, 4b, siehe auch Fig. 2, und einer Stützrolle 5 entlang der Textilmaschine 20 durch eine Schiene 35 geführt. Eine Sender- Empfänger-Kombination 10 tastet Teile der Tex tilmaschine 20 ab, beispielsweise ein Absaugröhrchen 22a, damit der Wagen sich auf seiner Fahrt entlang der Textilma schine 20 orientiert und einen bestimmten Faden 16 einer Arbeits- bzw. Spinnstelle der Textilmaschine zuordnen kann. In Fig. 1 ist beispielhaft ein Teil einer Ringspinnmaschine dargestellt mit einem Streckwerk 21, das mittels Walzen 23a, 23b, 23c usw. ein Vorgarn 15 verstreckt und den Faden 16 entlang des Abtastelements 2 führt. Unterhalb des Fadensen sors 1 wird der Faden durch einen Fadenführer 11 zentriert. The thread sensor 1 in FIG. 1 comprises a scanning element 2 which is mounted on a carriage 3 . The carriage is rolled by means of support 4 a, 4 b, see also Fig. 2, and a support roller 5 along the textile machine 20 through a rail 35 . A transmitter-receiver combination 10 scans parts of the textile machine 20 , for example a suction tube 22 a, so that the car orientates itself on its journey along the textile machine 20 and can assign a specific thread 16 to a work or spinning station of the textile machine. In Fig. 1, a part of a ring spinning machine is exemplified with a drafting system 21, which by means of rollers 23 a, 23 b, 23 c, etc. sliver 15 is stretched and the thread lead 16 along the scanning element. 2 Below the thread sensor 1 , the thread is centered by a thread guide 11 .

Im Bereich zwischen der Walze 23e, unterhalb deren das so genannte Spinndreieck liegt, und dem Fadenführer 11 wird der Faden 16 so geführt, daß er beim Vorbeifahren des Wagens 3 durch das Abtastelement 2 des Fadensensors 1 ein wenig aus seiner normalen Lage ausgelenkt wird. Beim Vorbeistreifen des Abtastelements 2 am Faden 16 wird dieser von den Zug kraftschwingungen des Fadens 16 angeregt. Der Wagen 3 kann durch das Gestell 8 der Textilmaschine 20 geführt von einer Spinnstelle zur nächsten fahren, wobei er mittels der Stützrolle 5 mit einem Antrieb 6 bestehend aus einem Ge triebemotor gemäß Fig. 2 angetrieben wird. Der Antrieb wird über Stromschienen 7a, 7b auf dem Gestell 8 mit Strom ver sorgt, wobei Bürsten 9a-9d am Wagen 3 auf den Stromschienen 7a, 7b aufliegen. Über die Bürsten 9a, 9b und die Strom schienen 7a, 7b, vorzugsweise Kupferfolien, kann die Aus werteelektronik 34 des Fadensensors 1 auf dem Wagen 3 mit der Steuerung der Textilmaschine 20 oder mit einer zentralen Datenerfassungsanlage kommunizieren, so daß ein Fadenbruch an einer bestimmten Spinnstelle zentral angezeigt und/oder registriert werden kann. Jedem Absaugröhrchen 22a, 22b, 22c ist ein abzutastender Faden 16 zugeordnet. Durch Zählen der Absaugröhrchen 22a, 22b beim Fahren entlang der Textilma schine 20 stellt die Auswerteelektronik 34 des Fadensensors 2 fest, an welcher Arbeits- bzw. Spinnstelle der Textilma schine 20 ein Faden gebrochen ist bzw. keine Schwingungen mit Spindeldrehfrequenz aufweist, so daß auf eine Produk tionsstörung geschlossen werden kann.In the area between the roller 23 e, below which the so-called spinning triangle lies, and the thread guide 11 , the thread 16 is guided so that it is deflected a little out of its normal position by the scanning element 2 of the thread sensor 1 when the carriage 3 drives past. When the scanning element 2 sweeps past the thread 16 , the latter is excited by the force vibrations of the thread 16 . The carriage 3 can run through the frame 8 of the textile machine 20 from one spinning station to the next, wherein it is driven by means of the support roller 5 with a drive 6 consisting of a gear motor according to FIG. 2. The drive is ver via busbars 7 a, 7 b on the frame 8 with power, brushes 9 a- 9 d rest on the carriage 3 on the bus bars 7 a, 7 b. About the brushes 9 a, 9 b and the current rails 7 a, 7 b, preferably copper foils, the evaluation electronics 34 of the thread sensor 1 on the carriage 3 can communicate with the control of the textile machine 20 or with a central data acquisition system, so that a thread break can be displayed and / or registered centrally at a specific spinning position. A thread 16 to be scanned is assigned to each suction tube 22 a, 22 b, 22 c. By counting the suction tubes 22 a, 22 b while driving along the textile machine 20 , the evaluation electronics 34 of the thread sensor 2 determine at which work or spinning position of the textile machine 20 a thread is broken or has no vibrations at the spindle rotation frequency, so that a production disruption can be concluded.

Fig. 3 zeigt im Detail schematisch den Aufbau des Abtast elements 2 des Fadensensors 1 mit einer gekrümmten Membran 25, die Kugelgestalt haben kann, wobei sich ein Tischtennis ball besonders dafür eignet. Diese Membran 25 ist in einem Konus 26 eines Lautsprechers 24 befestigt, beispielsweise eingeklebt, wobei der Lautsprecher 24 die üblichen Elemente wie ein Gehäuse 27, eine Schwingspule 29 und einen Topfmagnet 28 aufweist. Durch die Schwingungen des Fadens 16 und damit auch der übertragenden Elemente bis zur Schwingspule 29 wird in dieser eine Spannung induziert, welche von der Auswerteelektronik 34 verstärkt wird. Diese Auswerteelektronik wird mit Vorteil auf einer Leiterplatte 31 untergebracht, welche über eine gummielastische Platte 30 mit dem Abtastelement 2 verbunden ist. Die Leiterplatte 31 ihrerseits ist über schwingungsdämpfende Lager 32a, 32b an einem Träger 33 des Wagens 3 befestigt. Durch diesen Aufbau kann entweder das Abtastelement 2 alleine oder das Abtast element 2 mit der Leiterplatte 31 zusammen für Reparaturen rasch vom Träger 33 entfernt werden, wenn eine Störung im Betrieb des Fadensensors 1 auftritt. Fig. 3 shows in detail the structure of the sensing element 2 of the thread sensor 1 with a curved membrane 25 , which may have the shape of a ball, a table tennis ball is particularly suitable for this. This membrane 25 is fastened, for example glued, in a cone 26 of a loudspeaker 24 , the loudspeaker 24 having the usual elements such as a housing 27 , a voice coil 29 and a pot magnet 28 . Due to the vibrations of the thread 16 and thus also of the transmitting elements up to the voice coil 29 , a voltage is induced therein, which is amplified by the evaluation electronics 34 . This evaluation electronics is advantageously accommodated on a printed circuit board 31 which is connected to the scanning element 2 via a rubber-elastic plate 30 . The circuit board 31 in turn is attached to a support 33 of the carriage 3 via vibration-damping bearings 32 a, 32 b. With this structure, either the sensing element 2 alone or the sensing element 2 together with the circuit board 31 can be quickly removed from the carrier 33 for repairs if a fault occurs in the operation of the thread sensor 1 .

Claims

1. Thread sensor ( 1 ) for a textile machine ( 20 ), characterized in that a scanning element ( 2 ) is provided for scanning a thread ( 16 ) guided in the textile machine ( 20 ), which has a membrane ( 25 ) as a sensing element.

2. Sensor according to claim l, characterized in that the membrane ( 25 ) is curved in a dome shape.

3. Sensor according to claim 1 or 2, characterized in that the membrane ( 25 ) is at least part of a table tennis ball.

4. Sensor according to any one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 25 ) is carried by a dynamic mixer speaker ( 24 ).

5. Sensor according to the preceding claims, characterized in that the speaker ( 24 ) via an ela-elastic plate ( 30 ) is attached to a circuit board ( 31 ) which carries the evaluation electronics 34 for the voltage induced in the speaker.

6. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the scanning element ( 2 ) on a Wa gene ( 3 ) is attached, which has an electric drive ( 6 ).

7. Sensor according to claim 6, characterized in that the carriage ( 3 ) has a power supply in which at least one brush ( 9 a) touches at least one busbar ( 7 a).

8. Sensor according to one of claims 6 and 7, characterized in that on the carriage ( 3 ) a match stop device is attached.

9. Sensor according to one of claims 6 to 8, characterized in that in the carriage ( 3 ) also a Fadenan setting unit is housed.

10. Sensor according to one of the preceding claims, characterized in that the membrane ( 25 ) has at least one natural frequency in the frequency range of the vibrating thread.

11. A method of operating the thread sensor ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that a mechanical scanning element ( 25 ) on a Bewegungsele element ( 2 ) of the thread sensor ( 1 ) in a thread run on egg ner textile machine is moved so that the thread is moved from its normal position into a deflected position in which vibrations of the thread ( 16 ) are transmitted to the sensing element ( 25 ), and that these vibrations are converted into electrical voltage pulses.