DE2602029A1

DE2602029A1 - Ueberwachungsvorrichtung fuer fehlerhafte nadeln an laufenden wirk- und strickmaschinen

Info

Publication number: DE2602029A1
Application number: DE19762602029
Authority: DE
Inventors: Bernard Helffer; Jean Pierre Raisin
Original assignee: Institut Textile de France
Current assignee: Institut Textile de France
Priority date: 1975-01-22
Filing date: 1976-01-21
Publication date: 1976-07-29
Also published as: JPS5196564A; FR2298633A2; GB1524274A; FR2298633B2; US4020655A; IT1055835B

Description

f AKUMLV

D-605 OITENBACII (MAIN) KAISEttSTRASSE 9 BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

TELEFON (06 11) 88 27 21

19. Januar 19 76 Zap/Han

Akte: 111/21

Institut Textile de France

35, Rue des Abondances

921oo Boulogne sur Seine / France

"Überwachungsvorrichtung für fehlerhafte Nadeln an laufenden Wirk- und Strickmaschinen"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsvorrichtung für fehlerhafte Nadeln an laufenden Wirk- und Strickmaschinen, bestehend aus mindestens einem Magnetfühler, der im Bereich der Arbeitsbewegung der Nadeln so angeordnet ist, daß sich die Nadeln an .ihm vorbeibewegen, sowie aus einem elektronischen Schaltkreis dessen Eingang mit dem Magnetfühler verbunden ist und der in der Weise ausgelegt ist, daß er ein Steuersignal zum Stillsetzen der Maschine erzeugt, sobald an seinem Eingang eine Störung in Form eines Signals ansteht, dessen Amplitude kleiner als die einer normalen Amplitude ist und dessen Dauer der Auslösezeit des Schaltkreises entspricht, und aus einem weiteren elektronischen Schaltkreis, dessen Eingang mit dem Magnetfühler verbunden ist, und der in der Weise ausgelegt ist, daß er ein Steuersignal zum Stillsetzen der Maschine erzeugt, sobald

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an seinem Eingang eine Störung in Form eines Signals ansteht, dessen Amplitude größer als ein vorgegebener Wert ist, sowie durch im Schaltkreis für die Erfassung zu kleiner Amplituden vorhandene Einrichtungen zur Beeinflussung der Auslösezeit des Schaltkreises in Abhängigkeit von der

Arbeitsgeschwindigkeit der-Maschine, nach Patent

( Patentanmeldung P 24 28 898.0-26).

Die Bewegung der Nadeln am Magnetfühler vorbei verursacht an dessen Ausgang eine Signalfolge mit sinusähnlicher Form. Wenn eine Nadel einen Fehler aufweist, der eine anormale Abweichung von der üblichen Gestalt darstellt, so besitzt das zugehörige, vom Magnetfühler erzeugte Signal entweder eine Amplitude, die größer ist als normal, oder eine Amplitude, die kleiner ist als normal oder gar den Wert Null besitzt.

Die Überwachungsvorrichtung gemäß Hauptpatent (Hauptanmeldung) besitzt zwei elektronische Schaltkreise für die Erzeugung eines Steuersignals in Impulsform, welches einem Steuergerät für die Stillsetzung der Maschine aufgeschaltet ist. Dieses bewirkt ein Abschalten der Maschine sowohl als Folge eines Signals mit größerer als normaler Amplitude, als auch als Folge eines Signals, dessen Amplitude 0 oder kleiner als normal ist.* Der eine elektronische Schaltkreis besitzt eine erste Vergleichseinrichtung für die Erzeugung eines Fehlersignals, wenn die Amplitude eines vom Magnetfühler erhaltenen Signals einen vorgegebenen Wert überschreitet. Der andere elektronische Schaltkreis besitzt eine zweite Vergleichseinrichtung, welche die von dem Magnetfühler erhaltenen Signale in eine Impulsfolge von gleicher Frequenz wie die Signalfrequenz umsetzt, und zwar durch Erfassung der Null-Durchgänge dieser Signale. Das

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Auftreten eines Signals dessen Amplitude O oder kleiner als normal ist, d.h. welches keinen Null-Durchgang aufweist, äußert sich durch ein Nichtauftreten eines Impulses, welches nachfolgend in ein Fehlersignal umgesetzt wird.

Es ist zwar zutreffend, daß diese elektronische Überwachungsvorrichtung in zuverlässiger Weise diejenigen Fehler überwacht, die an den Nadeln auftreten können, sie löst aber ebenso unzeitige Stillsetzungen der Maschine aus, d.h. sie erzeugt Fehlersignale auch dann, wenn keine schwerwiegenden Fehler an den Nadeln vorhanden sind.

Es wurde festgestellt, daß diese unzeitigen Stillsetzungen hauptsächlich auf vom Magnetfütiler erzeugte Signale zurückzuführen waren, die eine merkliche Abweichung hinsichtlich der Amplitude besassen, jedoch keine Null-Durchgänge aufwiesen. -Diese Signale kennzeichneten keinen Fehler an einer Nadel, sondern einen Verlauf dieser Nadel, der während ihres Vorbeigangs vor dem Magnetfühler gegenüber dem normalen Verlauf verschoben war.

Da ein derartiger verschobener Verlauf der Nadeln die zuverlässige Arbeitsweise* der Maschine keineswegs nachteilig beeinflußt, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene Überwachungsvorrichtung in der Weise zu verbessern, daß die betreffenden Signale nicht in Fehlersignale umgesetzt werden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei der eingangs beschriebenen Überwachungsvorrichtung gemäß Hauptpatent (Hauptanmeldung) nach der vorliegenden Erfindung dadurch, daß im Schaltkreis für die Erfassung zu kleiner Amplituden a) ein Differenzierglied und b) ein Impulstransformator mit einer zweiten elektronischen Vergleichseinrichtung ange-

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ordnet sind, wobei der Impulstransformator in der Weise ausgelegt ist, daß die Ausgangssignale des Differenziergliedes in eine Impulsfolge mit einer Folgefrequenz umgesetzt werden, die mit der Signalfrequenz übereinstimmt, und daß c) im gleichen Schaltkreis ein Schaltelement für die Erfassung des Ausbleibens eines Impulses am Ausgang des Impulstransformators und für die Erzeugung eines Steuersignals zum Stillsetzen der Maschine als Folge der Fehlererfassung angeordnet ist.

Die Differenzierung der vom Magnetfüliler erzeugten Signale ermöglicht es, diejenigen Signale, die keinen Null-Durchgang, wohl aber eine wahrnehmbare Abweichung in der Amplitude aufweisen, in Signale umzusetzen, welche einen Null-Durchgang aufweisen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise vermieden, daß derartige Signale in Fehlerimpulse umgesetzt \verden.

In besonders vorteilhafter Weise werden die ν,οη dem Magnetfühler erzeugten Signale vor ihrer Differenzierung durch ein Filter hindurchgeschickt, um Störsignale auszufiltern, deren Frequenz oberhalb der Frequenz der sinusähnlichen, von den Nadeln erzeugten Signale liegt.

Der hinter dem Differenzierglied angeordnete Impulstransformator kann entweder eine Einrichtung zur Erfassung der Null-Durchgänge oder ein in Bezug auf die Null-Durchgänge symmetrischer Schmitt-Trigger sein.

In besonders vorteilhafter Weise wird der Impulstransformator als Schwellenwertempfängerkreis ausgeführt, dessen Auslegung in der Weise getroffen ist, daß die Ausgangssignale des Differenziergliedes in eine Impulsfolge transformiert werden, wenn -die Amplitudenchwankung dieser Signale zwischen

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zwei benachbarten Maxima oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Eine derartige Auslegung der betreffenden Vergleichsschaltung gewährleistet die Unterdrückung von Fehlersignalen, wenn der charakteristische Kurvenverlauf des von dem Magnetfühler erzeugten Signals einen Wendepunkt besitzt, so daß das differenzierte bzitf. abgeleitete Signal in diesem Fall im allgemeinen keinen Null-Durchgang aufweist. So erzeugt der Magnetfühler in der Tat ein derartiges Signal,' wenn zwei Nadeln an ihm vorbeigeführt werden, die einander sehr stark angenähert sind, ohne daß hierdurch notwendigerweise die zuverlässige Arbeitsweise der Maschine gestört würde.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes xtferden anhand.eines Ausführungsbeispieles in den naohfolgenden Figuren 1 bis 5 näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Schaltungsanordnung des ; Erfindungsgegenstandes,

Figur 2 Kurvenverläufe von Signalen des Magnetfühlers, Figur 3 die Ableitung der Signale gemäß Figur 2,

Figur 4 Kurvenverläufe der Signale, die durch den Impulstransformator gemäß Figur 1 in Abhängigkeit von den Signalen des Magnetfühlers gemäß Figur 2 erzeugt werden und

Figur 5 eine schematische Schaltungsanordnung eines weiteren Ausführungsbeispiels der zweiten

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Vergleichseinrichtung -innerhalb der Anordnung gemäß Figur 1.

'Der in Figur 1 schematisch dargestellte Magnetfühler 7 ist mit dem im Hauptpatent -(Hauptanmeldung) beschriebenen Magnetfühler vergleichbar und besitzt zwei Hall-Sonden, die in einer Halbbrücke geschaltet sind. Jede dieser Sonden ist einerseits über eine Leitung Io an eine nicht dargestellte Spannungsquelle und andererseits über einen Widerstand 8 an die Masse 9 gelegt. Die von dem Magnetfühler erzeugten Signale sind dem Eingang eines Tiefpassfilters 5o aufgeschaltet, dessen Grenzfrequenz in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine festgelegt ist. Diese Arbeitsgeschwindigkeit entspricht der Frequenz, mit der die Nadeln am Magnetfühler vorbeigeführt werden, und daher der Frequenz der sinusähnlichen Signale, die aufgrund des Durchganges der Nadeln erfaßt werden.

Die am Ausgang des Filters 5o anstehenden Signale sind dem Eingang 14a einer Vergleichseinrichtung 14 aufgeschaltet, deren anderer Eingang 14b mit einer einstellbaren Spannungsquelle 17 verbunden ist. Die Vergleichseinrichtung 14 erzeugt an ihrem Ausgang 14c ein Fehlersignal, wenn an ihrem Eingang 14a ein Signal ansteht, dessen Amplitude größer ist als die Spannung der Spannungsquelle 17. Dieses Fehlersignal stellt ein Steuersignal für die Stillsetzung der Maschine dar und ist dem Eingang 19a eines ODER-Gliedes 19 augeschaltet, dessen Ausgang 19c mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung für die Stillsetzung der Maschine verbunden ist.

Die vom Filter 5o ausgehenden Signale werden gleichzeitig dem Eingang 52a eines Differenziergliedes 52 zugeführt, dessen Ausgang 52b mit dem Eingang 53a eines Impulstrans-

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formators bzw. Impulsformers 53 verbunden ist. Der Impulstransformator 53 kann aus einer Vergleichsschaltung 21 bestehen, welche die Signale am Ausgang des Differenziergliedes 52 in eine Impulsfolge umsetzt, deren Folgefrequenz mit der Frequenz dieser Signale übereinstimmt. Der Ausgang 53b des Impulstransformators 53 ist mit einem monostabilen Schaltelement 22 verbunden, welches dazu dient, die von dem Impulstransformator gelieferten Impulse zu kalibrieren. Der Ausgang des monostabilen Schaltelements 22 ist mit einem monostabilen Zeit-Schaltelement 23 verbunden, welches die Abwesenheit eines Impulses in der von dem monostabilen Schaltelement 22 bzw. dem Impulstransformator 53 ausgehenden Signalfolge erfaßt. Das monostabile Zeitschaltelement 23 hat die im Hauptpatent (Hauptanmeldung) angegebene Wirkungsweise. Seine Auslösezeit wird einerseits durch die Periode der Impulse am Ausgang des monostabilen Schaltelements 22 mittels eines Steuerelements 32 bestimmt und kann andererseits mittels eines Schaltkreises eingestellt werden, der von einem Kondensator 3o und einem Regelwiderstand 31 gebildet wird.

Das monostabile Schaltelement 23 liefert einen Impuls dann, wenn am Ende einer vorgebenen Zeit kein Impuls an seinem Eingang angekommen ist._# Diese Zeit ist dabei zum Teil abhängig von der Einstellung des aus dem Kondensator 3ο und dem Regelwiderstand 31 gebildeten RC-Gliedes. Die Zeit ist andererseits abhängig von der Spannung, die am anderen Anschluß des Regelwiderstandes^ 31 angelegt ist. Da die Frequenz und infolgedessen die Periode der Impulse notwendigerweise von der Maschinengeschwindigkeit abhängig sind, ist es erforderlich, die Auslösezeit veränderbar zu gestalten. Dies wird dadurch erreicht, daß man an das RC-Glied eine Spannung anlegt, die eine Funktion der Maschinengeschwindigkeit ist. Diese Spannung wird aufgrund der Impulse erhalten,

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die am Ausgang des ersten monostabilen Schaltelements anstehen, und zwar mittels des elektrischen Steuerelements 32, welches an den Ausgang des ersten monostabilen Schaltelements 22 angeschlossen.ist. Da auf diese Weise die Auslösezeit des monostabilen Schaltelements 23 von der Maschinengeschwindiglceit abhängig ist, ist die Erfassung des Ausbleibens eines Signals unabhängig von der Maschinenv geschwindigkeit und überträgt sich mittels eines Impulses am Ausgang des monostabilen Schaltelements 23 auf den Eingang 19b des ODER-Gliedes 19. Infolgedessen liefert das monostabile Zeit-Schaltelement 23 beim Ausbleiben eines Impulses ein Fehlersignal an den Eingang 19b des ODER-Gliedes 19, welches ein Steuersignal für die Stillsetzung der Maschine erzeugt.

Die Kurven 2, 3 und 4 zeigen eine von dem Magnetfühler erzeugte Signalfolge 54,· die entsprechenden am Ausgang 52b des Differenziergliedes 52 anstehenden Signale 55 und die entsprechenden, am Ausgang 53b des Impulstransformators 53 anstehenden Signale 56. Es ist erkennbar, daß der Abwesenheit eines Signals 54a ein fehlendes Signal 55a sowie ein fehlender Impuls 56a entsprechen, wobei das Fehlen dieses Impulses ein Fehlersignal erzeugt. Andererseits entspricht einem Signal wie beispielsweise 54b, welches eine merkliche Abweichung der Amplitude, jedoch keinen Null-Durchgang aufweist, ein Signal 55b mit einem Null-Durchgang, so daß infolge dessen kein fehlender Impuls in der Kurve gemäß Figur 4 auftritt.

Es kann immerhin Vorkommen, daß ein von dem Magnetfühler erzeugtes Signal einen Wendepunkt aufweist, wie beispielsweise bei 54c. Ein derartiges Signal ist auf den Durchgang von zwei sehr eng benachbarten Nadeln zurückzu-

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führen, die nicht notwendigerweise einen sichtbaren Fehler an dem hergestellten Gegenstand hervorrufen. Das Signal 55c, welches dem Signal 54c entspricht, besitzt eine Abweichung ohne Null-Durchgang und hat daher das Fehlen eines Impulses bei 56c zur Folge. Darüberhinaus wird der Impulstransformator 53 in besonders vorteilhafter Weise als Schwellenwert-Empfängerkreis in der Weise ausgebildet, daß er die zugeführten Signale in eine Impulsfolge umgesetzt werden, deren Folgefrequenz mit der Signalfrequenz übereinstimmt, wenn diese Signale zwischen zwei aufeinanderfolgenden Maxima eine Amplitudenänderung bzw. -Schwankung aufweisen, die oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt. Als "Maximum eines Signals" ist derjenige Punkt der betreffenden Signalkurve anzusehen, an dem die Ableitung dieses Signals einen Null-Durchgang unter Wechsel des Vorzeichens besitzt. Die Verwendung eines derartigen Schwellenwert-Empfängerkreises ermöglicht die Unterdrückung eines Fehlersignals als Antwort auf ein Signal wie das Signal 54c.

Figur 5 erläutert ein Ausführungsbeispiel eines Impulstransformators 53 in Form eines Schwellenwert-Empfängerkreises derjenigen Art, die in der französischen Patentanmeldung 74 18 o71 beschrieben ist. Der Empfängerkreis bestitzt eine Vergleichseinrichtung 57, deren einer Eingang 57a über einen Kondensator 58 an Masse gelegt ist. Die dem Eingang 53a angeschalteten Signale werden dem anderen Eingang 57b der Vergleichseinrichtung 57 über einen ' Verstärker 59 und einen Widerstand 6o zugeführt. Die Vergleichseinrichtung 57 ist in Form eines Verstärkers mit sehr großem Verstärkungsfaktor ausgeführt.

Der Eingang 57b der Vergleichseinrichtung 57. ist einerseits mit Katode einer Diode 61 und andererseits mit der

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Anode einer Diode 6 2 verbunden, wobei die Anode der Diode 61 mit dem Eingang 57a über Verbindungen "Anode-Katode" dreier, in Reihe geschalteter Dioden 63, 64 und 65 verbunden sind, und wobei die Katode der Diode 62 mit dem Eingang 5 7a über Verbindungen "Katode-Anode" der gleichfalls in Reihe geschalteten drei Dioden 66, 67 und 68 verbunden ist. Schließlich bildet der Ausgang 57c der Vergleichseinrichtung 57 den Ausgang 53b des Impulstransformators und ist einerseits mit der Anode der Diode 61 über einen Widerstand 69 und andererseits mit der Katode der Diode 62 über einen Widerstand 7o verbunden.

Die Wirkungsweise dieses Schwellenwert-Empfängerkreises ist in allen Einzelheiten in der obigen französischen Patentanmeldung beschrieben und wird nachfolgend kurz wiederholt. Wenn die Spannung ν am Eingang 5 7b der Vergleichseinrichtung 57 zunimmt, befindet sich die Spannung ν am Ausgang der Vergleichseinrichtung auf einem Sättigungspunkt, und der Kondensator 58 wird mit einer Spannung v_c geladen. Da ¥, der Spannungsabfall an den Klemmen einer jeden der als gleich unterstellten Dioden 61 bis 68 ist, wird der Kondensator mit einer Spannung v=v - 2 ν-, geladen. Wenn die Spannung ν zu sinken beginnt, bleibt die Spannung ν konstant, bis die Spannung ν auf den Wert 2 χ ν, gesunken ist. In diesem Augenblick wechselt die Spannung ν das Vor.zeichen, der Kondensator 58 entlädt sich, und seine Spannung ist V = ν ± 2 χ ν. Wenn die Spannung ν wieder anzusteigen beginnt, bleibt

ti

die Spannung ν konstant, bis die Spannung ν auf den Wert 2 χ Vi gestiegen ist und «die Spannung V₅ erneut das Vorzeichen wechselt. Die Vergleichseinrichtung 57 liefert auf diese Weise eine"Impulsfolge, wobei ihre Ausgangsspannung das Vorzeichen innerhalb eines Intervalls

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wechselt, der zwei benachbarte Maxima der Spannung ν voneinander trennt, wenn die Amplitudenänderung dieser Spannung ν innerhalb dieses Intervalls größer ist als der Schwellenwert 2 χ v^. Die Größe dieses Schwellenwertes kann dadurch verändert werden, daß eine unterschiedliche Anzahl von Dioden 61 bis 68 vorgesehen werden. Wenn beispielsweise 4 in Reihe geschaltete Dioden zwischen der Anode der Diode 61 und dem Eingang 57a und zwischen der Katode der Diode 62 und dem Eingang 57a angeordnet werden, so ist der Schwellenwert gleich 3 χ ν·,.

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Claims

A η s ρ r ü c h e:

1. Überwachungsvorrichtung für fehlerhafte Nadeln an laufenden Wirk- und Strickmaschinen, bestehend aus mindestens einem Magnetfühler, der im Bereich der Arbeitsbewegung der Nadeln so angeordnet ist, daß sich die Nadeln an ihm vorbeibewegen, sowie aus einem elektronischen Schaltkreis dessen Eingang mit dem Magnetfühler verbunden ist und der in der Weise ausgelegt ist, daß er ein Steuersignal zum Stillsetzen der Maschine erzeugt, sobald an seinem Eingang eine Störung in Form eines Signals ansteht, dessen Amplitude kleiner als die einer normalen Amplitude ist und dessen Dauer der Auslösezeit des Schaltkreises entspricht und aus einem weiteren elektronischen Schaltkreis, dessen Eingang mit dem Magnetfühler • verbunden ist, und der in der Weise ausgelegt ist, daß er ein Steuersignal zum Stillsetzen der Maschine erzeugt, sobald an seinem Eingang eine Störung in Form eines Signals ansteht, dessen Amplitude größer als ein vorgegebener Wert ist, sowie durch im Schaltkreis für die Erfassung zu kleiner Amplituden-^Einrichtungen zur Beeinflussung der Auslösezeit des Schaltkreises in Abhängigkeit von der Arbeitsgeschwindigkeit

der Maschine, nach Patent (Patentanmeldung

P 24 28 898.0-26), dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltkreis (21, 22, 23) für die Erfassung zu kleiner Amplituden a) ein Differenzierglied (52) und b) ein Impulstransformator (53) mit einer zweiten elektronischen Vergleichseinrichtung (57) angeordnet sind, wobei der Impulstransformator in der Weise ausgelegt ist, daß die Ausgangssignale des Differenziergliedes (52) in eine Impulsfolge mit einer Folgefrequenz umgesetzt werden, die

vorhandene

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mit der Signalfrequenz übereinstimmt, und daß c) im gleichen Schaltkreis ein Schaltelement (23) für die Erfassung des Ausbleibens eines Impulses am Ausgang des Impulstransformators (53) und für die Erzeugung eines Steuersignals zum Stillsetzen der Maschine als Folge der Fehlererfassung angeordnet ist.

2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulstransformator (53) ein Sctwellenwert-Empfängerkreis ist, dessen Auslegung in da: Weise getroffen ist, daß die Ausgangssignale des Differenziergliedes (52) in eine Impulsfolge transformiert werden, wenn die Amplitudenschwankung dieser Signale zwischen zwei benachbarten Maxima oberhalb eines vorgegebenen Schwellenwertes liegt.

3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert-Empfängerkreis (53) einen Kondensator (58) aufweist, welcher mit einem Eingang (57a) der zweiten Vergleichseinrichtimg (57) verbunden ist, wobei deren anderer Eingang (57b) mit dem Ausgang (52b) des Differenziergliedes (52) verbunden ist, und daß der Kreis (53) eine Einrichtung (61 - 68) zum Laden des Kondensators (58) beim Anstieg eines Signals.am Eingang (57b) der Vergleichseinrichtung (5 7) aufweist, wenn die Amplitudenänderung des Signals, ausgehend von einem Null-Durchgang der Ableitung des Signals größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, und zum Entladen des Kondensators (58) beim Abnehmen des Signals, wenn die Amplitudenänderung, ausgehend von einem Null-Durchgang der Ableitung des Signals, größer ist als der vorgegebene Schwellenwert.

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■Mr

4. Überwachungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Magnetfühler (7) und den Schaltkreisen "(14) bzw. (21, 22, 23) ein Tiefpassfilter (5o) angeordnet ist.

5. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulstransformator (53) eine Einrichtung zur Erfassung der Nulldurchgänge ist.

6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulstransformator ein in Bezug auf den Nulldurchgang symmetrischer Schmitt-Trigger ist.

7. Überwachungscorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfühler (7) mindestens eine Hall-Sonde ist, deren wirksame Fläche eine Breite aufweist, die geringer ist als die Dicke der zu überwachenden Nadeln.

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