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Verfahren und Anordnung zum Ausrichten laufender schlauch- oder bahnförmiger
Ware Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zum automatischen
Ausrichten einer laufenden schlauch- oder bahnförmigen Ware gemäß ihrer Markierungslinie
oder Randkante auf einen Fixpunkt.
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Oftmals kommt es bei ablaufenden Materialbahnen oder bei schlauchförmiger
Ware vor, daß eine Randkante oder eine Markierungslinie auf einen bestimmten Fixpunkt
ausge- -richtet werden muß. Dabei läßt sich vielfach eine Kontrolle oder eine Lagenabtastung
unmittelbar am Fixpunkt nicht durchführen. Dies ist insbesondere dann der Fall,
wenn am Fixpunkt z.B. ein Schneidmesser zum Aufschneiden schlauchförmiger Ware oder
eine Vorrichtung zum Aufnadeln bahnförmiger Ware angeordnet werden muß.
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Es ist bereits bekannt, die Randkante einer Warenbahn oder die Markierungslinie
einer schlauchförmigen Ware vor einem derartigen Fixpunkt abzutasten und einen entsprechenden
Korrekturvorgang einzuleiten; wenn sich eine
Abweichung der Randkante
oder der Markierungslinie von der gedachten Zulauflinie zum Fixpunkt ergibt. Eine
derartige Anordnung kann jedoch nur dann einwandfrei arbeiten, wenn die Markierungslinie
oder die Randkante stets in gleichem Winkel auf die Abtastvorrichtung zuläuft und
diese Richtung unverändert bis zum Fixpunkt beibehält. Es kann dann bei schräg zulaufender
Randkante oder Markierungslinie ein entsprechender Vorhaltwert eingestellt werden.
Für eine Reihe von Materialbahnen, insbesondere elastischer Art, trifft jedoch diese
Voraussetzung nicht zu. Wenn die Randkante oder die Markierungslinie schräg und
mit unterschiedlichen Winkeln zuläuft, so genügt es nicht, die Lage der Randkante
oder der Markierungslinie vor dem Fixpunkt abzutasten und eine Art Vorhalt einzustellen,
der das schräge Zulaufen berücksichtigt. Ändert sich nämlich der Zulaufwinkel, so
ist eine erneute Einstellung der schlauchförmigen oder bahnförmigen Ware erforderlich,
damit die Markierungslinie oder die Randkante den Fixpunkt trifft.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
anzugeben, die zum automatischen Ausrichten laufender schlauch- oder bahnförmiger
Ware gemäß ihrer Markierungslinie oder Randkante auf einen Fixpunkt geeignet ist,
wobei die Markierungslinie oder Randkante unabhängig vom Zulaufwinkel stets durch
den Fixpunkt verläuft.
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Letzteres soll insbesondere auch dann gewährleistet sein, wenn auch
aus konstruktiven Gründen die Markierungslinie oder die Randkante in verhältnismäßig
großem Abstand vor dem Fixpunkt abgetastet werden muß, um beispielsweise am Fixpunkt
ein Schneidmesser oder eine andere Einrichtung zum Behandeln der Ware unterzubringen.
Weiterhin wird angestrebt, daß auch eine Markierungslinie auf einer stark verdrillten
schlauchförmigen Ware exakt auf den Fixpunkt zuläuft, was wegen der sich ständig
ändernden Zulaufwinkel
besonders schwierig zu erreichen ist. Das
Verfahren und die Anordnung nach der Erfindung soll auch zuverlässig arbeiten, wenn
es sich um elastische Warenbahnen handelt und eine Randkante auszurichten ist, deren
Zulaufwinkel zum Fixpunkt sich unregelmäßig und häufig ändert.
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Erfindungsgemäß wird die geforderte Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Markierungslinie oder Randkante von zwei in Laufrichtung der Ware hintereinander
vorgesehenen Lagengebern abgetastet wird, deren Abtastbereiche zwei parallele Geraden
darstellen, die eine vom Fixpunkt bis zum zweiten Lagengeber verlaufende Bezugslinie
sowie die Markierungslinie oder Randkante schneiden, und deren Abtastorgane die
jeweiligen Abstände der Markierungslinie oder Randkante von der Bezugs linie ermitteln.
Eine Abweichung vom konstanten Verhältnis zwischen dem Quotienten aus den ermittelten
Abständen und dem Quotienten aus der gesamten Länge der Bezugslinie und deren oberen
Abschnitt vom Fixpunkt bis zum ersten Lagengeber wird dann als Regelsignal einer
Stellvorrichtung zugeleitet, welche die Ware derart nachstellt, daß die Abweichung
auf Null reduziert wird und die Markierungslinie oder Randkante durch den Fixpunkt
verläuft.
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Dieses Verfahren arbeitet äußerst genau und zuverlässig.
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Wenn die Randkante oder Markierungslinie in einem beliebigen Winkel
auf den Fixpunkt zuläuft, so sind die Quotienten aus dem Ausgangssignal der Lagengeber
und aus den Streckenabschnitten zwischen Fixpunkt und erstem Lagengeber sowie Fixpunkt
und zweitem Lagengeber gleich. Die geometrischen Entfernungen zwischen Fixpunkt
und dem erstem Lagengeber sowie zwischen Fixpunkt und dem zweiten Lagengeber sind
unveränderlich. Daraus folgt, daß der Quotient aus den beiden Ausgangssignalen der
Lagengeber ebenfalls konstant sein muß, wenn die Randkante oder die Markierungslinie
dem Fixpunkt in gerader Linie zuläuft. Es ist dabei gleichgültig, in welchem Winkel
die Markierungslinie oder die Randkante zur Bezugs linie verläuft.
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Nach der Erfindung werden nun die Abstände der Markierungslinie oder
Randkante von der Bezugslinie durch den ersten und den zweiten Lagengeber in entsprechende
Spannungswerte umgesetzt und an ein elektronisches Rechenwerk geliefert, in dem
der Quotient aus der gesamten Streckenlänge der Bezugslinie und ihrem oberen Abschnitt
vom Fixpunkt bis zum ersten Lagengeber in Form einer Spannung als Verglechswert
gespeichert ist. Man hat somit einen konstanten Vergleichswert in Form einer Spannung,
so daß die weitere Signalverarbeitung schnell und genau durchführbar ist. Dabei
erweist es sich als besonders vorteilhaft, daß die hohe Geschwindigkeit ausgenützt
werden kann, mit der das erwähnte Rechenwerk die noch durchzuführenden Operationen
erledigt. Es entfällt jegliche mechanische Auswertung, so daß die Anordnung auch
störungsfrei und mit hoher Lebensdauer arbeitet.
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Die weiteren Operationen erfolgen in der Weise, daß in dem Rechenwerk
das Regelsignal derart aufbereitet wird, daß der Quotient aus den Abständen der
Randkante oder Markierungslinie von der Bezugs linie am ersten und am zweiten Lagengeber
in Form eines Spannungswertes nachgebildet und mit dem gespeicherten Vergleichswert,
der dem Quotienten aus der yesamten Streckenlänge der Bezugs linie und ihrem oberen
Abschnitt entspricht, verglichen wird. Es ist ersichtlich, daß dabei ein kontinuierlicher
Vergleich stattfinden kann, so daß bei Abweichungen der verglichenen Werte unmittelbar
ein Regelsignal erzeugt wird. Da lediglich die erwähnten Spannungswerte miteinander
verglichen werden, kann das Rechenwerk einfach und mit wenigen Bauelementen aufgebaut
sein.
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Insbesondere ist es nicht notwendig, stetig veränderliche Funktionen
miteinander zu vergleichen, da der gespeicherte Quotient aus der Länge der gesamten
Bezugs linie und ihrem oberen Abschnitt eine konstante Größe ist und somit sehr
vorteilhaft als Vergleichswert dienen kann.
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D Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Er-Windung zeichnet
sich dadurch aus, daß vor dem Fixpunkt, in Laufrichtung der Ware gesehen, nach einem
festgelegten Streckenabschnitt ein erster und nach einem zweiten festgelegten Streckenabschnitt
ein zweiter Lagengeber vorgesehen sind, deren aufgdie Markierungslinie oder Randkante
ansprechende Abtastorgane auf parallelen Geraden liegen, die die Bezugslinie kreuzen,
wobei die Ausgänge der Lagengeber mit dem elektronischen Rechenwerk verbunden sind,
dem eine Stellvorrichtung zugeordnet ist. Der Aufbau der gesamten Anordnung ist
übersichtlich und mit geringem Materialaufwand durchführbar. Die Lagengeber können
beispielsweise mit punkt-oder bandförmigen lichtempfindlichen Sensoren ausgestattet
sein, um den jeweiligen Abstand der Randkante oder Markierungslinie von der Bezugslinie
zu ermitteln. Es ist auch nicht erforderlich, daß die festgelegten Entfernungen
der Lagengeber vom Fixpunkt in Längeneinheiten genau- ausgedrückt sind. Vielmehr
ist lediglich darauf zu achten, daß die Lagengeber ortsfest angeordnet sind und
daß ihre Abtastbereiche auf parallelen Geraden liegen. Somit vereinfacht sich die
Fertigung und der gesamte Aufbau der Anordnung. Die Abtastbereiche der Lagengeber
müssen auch nicht-im rechten Winkel oder in einem bestimmten Winkel zur Bezugslinie
verlaufen, so daß beim Aufbau der Anordnung schwierige Messungen und Justierarbeiten
entfallen. Beispielsweise können die Lagengeber als feste Einheit mit zwei parallel
verlaufenden Abtastbeeichen vorgefertigt werden. Das Unterbringen der Lagengeber
mit Bezug auf den gewünschten Fixpunkt und die auftretenden Zulaufwinkel der Markierungslinie
oder Randkante ist je nach den Platzverhältnissen frei wählbar.
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Nach der Erfindung kann am Fixpunkt eine Behandlungsstelle für bahnförmige
oder schlauchförmige Ware vorgesehen werden.
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Diese Behandlungsstelle liegt infolge der erläuterten Regelung der
laufenden Ware genau im vorgesehenen Schnittpunkt
der Bezugslinie
und der zulaufenden Markierungslinie oder Randkante. Es sind dabei insbesondere
Behandlungsstellen denkbar, die bei der Be- und Verarbeitung von Textilien, wie
Wirkwaren, Gewebe und dgl. notwendig sind.
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Es hat sich beispielsweise als vorteilhaft erwiesen, am Fixpunkt ein
Schneidmesser zum Öffnen schlauchförmiger Wirkware anzubringen. Derartige Schneidmesser
sind gewöhnlich Bestandteil von Warentrennmaschinen.Wenn das Verfahren und die Anordnung
nach der Erfindung im Zusammenhang mit einem derartigen im Fixpunkt vorgesehenen
Schneidmesser einer Warentrennmaschine zur Anwendung kommt, kann die zu öffnendeWare
genau nach einer Markierungslinie aufgeschnitten werden, wobei der gesamte Arbeitsgang
vollautomatisch durchführbar ist.
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Weiterhin kann nach der Erfindung der Fixpunkt mit dem Aufnadelpunkt
einer Warenspannmaschine zusammenfallen.
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Man erhält auf diese Weise ein gleichmäßiges Spannen der behandelten
Warenbahn, da die Randkante kontinuierlich durch den Aufnedelpunkt verläuft und
daher durch entsprechende mit Nadeln versehene Ketten, Bänder od.dgl.
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präzise erfaßt wird. Dabei werden Auffaltungen oder Verspannungen
der Materialbahn vermieden.
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Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 zwei mit unterschiedlichen Zulaufwinkeln durch
einen Fixpunkt verlaufende bahnförmiger Ware und die geometrische Anordnung der
Lagengeber; Fig. 2 eine Anordnung zum automatischen Ausrichten schlauchförmiger
Ware, die an ein Schneidmesser einer Warentrennmaschine geführt wird;
Fig.
3 ein Spannungsdiagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Ausgangssignal der Lagengeber
und dem ermittelten Abstand einer Markierungslinie oder Randkante von der Bezagslinie
veranschaulicht, und Fig. 4 eine Anordnung nach Fig. 2, welche zur Verwendung mit
einer Warenspannmaschine geeignet ist.
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Aus Fig. 1 ist zu ersehen, daß beispielsweise eine Randkante R bzw.
R' einer Materialbahn in einem beliebigen Winkel d oder zuzu einer Bezugslinie L
durch einen Fixpunkt F verläuft. Die Randkante R bzw. R' und die Bezugslinie L stellen
die zwei Schenkel des am Fixpunkt entstehenden WinkelsO( oder p dar. In festgelegten
Streckenabschnitten E und e vom Fixpunkt F werden die Bezugslinie L und die Randkante
R bzw. R' von zwei parallelen Geraden a und b geschnitten. Aus bekannten geometrischen
Lehrsätzen (Vierstreckensatz) kann abgeleitet werden, daß sich die Längen der großen
parallelen Geraden a zu der kleinen parallelen Geraden b wie die ganze Strecke E
(Strecke vom Fixpunkt bis zum unteren Schnittpunkt S der Geraden a mit der Bezugslinie
L) zu dem oberen Abschnitt e (Strecke vom Fixpunkt F bis zum Schnittpunkt s der
Geraden b mit der Bezugslinie L) verhalten.
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Es gilt daher die Beziehung: a:b = E:e.
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Der Quotient a ist unabhängig von dem Zulaufwinkel ; oder E der Randkante
R bzw. R' und stets gleich e Da die Strekkenabschnitte E und e unveränderlich festliegen,
ist der Quotient E eine Konstante K.
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e Somit gilt: a : b = K.
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Um sicherzustellen, daß die Randkante R bzw. R' stets durch den Fixpunkt
F verläuft, reicht es daher aus, die Abstände a und b, d.h. die Längen der beiden
parallelen Geraden abzutasten, den Quotienten a zu bilden und den b erhaltenen l-rt
-mit der Konstanten K zu vergleichen. Bei Abweichungen des Quotienten a von der
Konstanten K, die b als Vergleichswert dient, können dann entsprechende Regelsignale
abgeleitet werden, die die Warenbahn derart nachstellen, daß die Randkante R bzw.
R' wieder durch den Fixpunkt F verläuft.
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Fig. 2 zeigt die Anwendung des vorstehend erläuterten Erfindungsgedankens
auf eine Anordnung zum Ausrichten einer Markierungslinie M einer laufenden schlauchförmigen
Ware.1 auf ein Schneidmesser 2 einer Warentrennmaschine.
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Das Schneidmesser 2 soll die Ware längs der Markierungslinie M am
Fixpunkt F aufschneiden. Es muß daher sichergestellt werden, daß die Markierungslinie
M unabhängig vom Zulaufwinkeli stets durch den Fixpunkt F verläuft.
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Zu diesem Zweck sind auf der Bezugs linie L in festgesetzten Entfernungen
e und E vom Fixpunkt F ein erster Lagengeber 3 und ein zweiter Lagengeber 4 vorgesehen.
Die Abtastbereiche der Lagengeber 3 und 4 stellen parallele Geraden a und b dar,
die die Bezugslinie L und die Markierungslinie M schneiden. Die Lagengeber 3 und
4 weisen Abtastorgane auf, die beispielsweise in Form lichtempfindlicher Zellen
oder bandförmiger Sensoren ausgeführt sein können und die Markierungslinie M berührungsfrei
abtasten.
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Beim Durchlauf der schlauchförmigen Ware 1 in Richtung eines Pfeiles
5 wird der jeweilige Abstand a und b der Markierungslinie M von der Bezugslinie
L ermittelt und in entsprechende Spannungswerte umgesetzt. Diese Spannungswerte
stellen daher geometrische Abstände dar, die im Zusammenhang mit Fig. 3 unten noch
häher erläutert werden.
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Die Spannungswerte werden über Leitungen 6 an ein Rechenwerk 7 geliefert,
das den Quotienten aus den Spannungswerten für die Abstände a und b bildet. In dem
Rechenwerk 7 ist gleichzeitig der Quotient aus den Entfernungen E und e des ersten
und zweiten Lagengebers 3 und 4 vom Fixpunkt F als Konstanter Vergleichswert K,
beispielsweise in Form einer bestimmten elektrischen Spannung, gespeichert. Da die
Entfernungen E und e der Lagengeber 3,4 vom Fixpunkt F konstant sind, kann beispielsweise
eine E einmalige Ermittlung des Quotienten e und eine Speicherung e dieses Wertes
im Rechenwerk 7 erfolgen. Das Rechenwerk 7 vergleicht den gespeicherten konstanten
Vergleichswert K mit dem Ist-Wert des Quotienten a der Abstände a und b b der Markierungslinie
M von der Bezugs linie L. Wenn der Vergleich keine Abweichung des Ist-Wertes bvom
Vergleichswert K ergibt, ist kein Ausrichten der zulaufenden Ware 1 notwendig, da
die Markierungslinie M dann durch den Fixpunkt F verläuft, wobei ein sich ändernder
Zulaufwinkel der Markierungslinie zur Bezugslinie L unbeachtlich ist.
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Werden in dem Rechenwerk 7 Abweichungen des Ist-Wertes a von dem konstanten
Vergleichswert K festgestellt, so wird ein Regelsignal abgeleitet, das einer Stellvorrichtung
8 zugeführt wird. Die Stellvorrichtung 8 dreht die schlauchförmige Ware 1 in Abhängigkeit
von der Größe des Regelsignals derart, daß die Markierungslinie M wieder durch den
Fixpunkt F verläuft.
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Infolge der kontinuierlichen Abtastung der Abstände a und b der Markierungslinie
M von der Bezugs linie L kann in der beschriebenen Weise eine schnelle und exakte
Korrektur eingeleitet und durchgeführt werden, wenn ein Abweichen der Markierungslinie
vom Fixpunkt F vorliegt.
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Die Stellvorrichtung 8 kann beispielsweise ein Schlauchführungskorb
sein, der bei Drehung um seine Längsachse '-eine entsprechende Drehung der schlauchförmigen
Ware 1 bewirkt, so daß die Markierungslinie M ausgerichtet wird.
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Es ist somit gewährleistet, daß das Schneidmesser 2 der Warentrennmaschlne
stets an der Markierungslinie M angreift.
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Die mechanischen Teile der Stellvorrichtung und der Warentrennmaschine
sind im einzelnen nicht dargestellt.
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Fig. 3 zeigt in Form eines Spannungsdiagramms das Ausger.gssignal
eines Lagengebers 3 oder 4. Auf der Abszisse sind die Abstände a bzw. b in mm aufgetragen.
Die Ordinate zeigt den jeweiligen Spannungswert, der dem abgetasteten Abstand entspricht.
Aus den Spannungswerten wird, wie oben erläutert, der Quotient gebildet und mit
dem Vergleichswert K im beschriebenen Rechenwerk verglichen.
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Die Aufbereitung und Verarbeitung der von den Lagengebern 3 und 4
gelieferten Signale und die Ableitung des Regelsignals kann in Form eines an: log
oder digital arbeitenden Regelsystems erfolgen. Es ist auch denkbar, daß analoge
Ausgangssignale der beiden Lagengeber 3,4 durch entsprechende Analog-Digital-Wandler
umgesetzt, in dem Rechenwerk in der angegebenen Weise verarbeitet und dann wiederum
über Digital-Analogwandler der Stellvorrichtung 8 zugeführt werden.
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Die nähere Ausgestaltung des Rechenwerkes 7 und eventuell vorhandener
Analog-Digitalwandler ist nicht im einzelnen dargestellt.
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Fig. 4 zeigt eine Anordnung zum Ausrichten einer Randkante R a einer
Materialbahn 1a auf einen Aufnadelpunkt einer Warenspannmaschine 10. In einem festen
Streckenabschnitt E vom Aufnadelpunkt, der mit dem Fixpunkt F zusammenfällt,
ist
der Lagengeber 4 derart angeordnet, daß sein Åbtastbereich auf der Geraden a liegt,
die die Bezugslinie L und die Randkante R a schneidet. In gleicher Weise ist der
Lagengeber 3 in einem festen Strecken abschnitt e vom Fixpunkt F entfernt angeordnet.
Die Abtastbereiche der beiden Lagengeber verlaufen parallel. Die Lagengeber liefern
über Leitungen 6 Signale an das Rechenwerk 7, welche die Abstände a und b der Randkante
R a davon der Bezugslinie L darstellen. Das Rechenwerk 7 arbeitet in der oben im
Zusammenhang mit Fig. 2 beschriebenen Weise und gibt erforderlichenfalls ein Regelsignal
an eine Stellvorrichtung 8 a. Die Stellvorrichtung kann beispielsweise ein oder
mehrere Warenbahnführer umfaßten, die mit Walzen 11 ausgestattet sind. Die Warenbahnführer
steuern unter dem Einfluß des genannten Regelsignals die Warenbahn 1 a derart, daß
die Randkante R a stets auf den Fixpunkt F zuläuft. Am Fixpunkt F findet eine Aufnadelung
der Warenbahn 1 a mittels bekannter Vorrichtungen einer Warenspannmaschine 10 statt.
Es ist lediglich in schematischer Form die dabei verwendete und mit entsprechenden
Nadeln versehene Kette 12 dargestellt.