DE3126358A1

DE3126358A1 - Elektronische faden-ueberwachungs-vorrichtung fuer stickmaschinen

Info

Publication number: DE3126358A1
Application number: DE3126358A
Authority: DE
Inventors: Kurt 9320 Arbon Huber
Original assignee: Adolph Saurer AG
Current assignee: Saurer AG
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1982-04-08
Also published as: IT8123470A0; DE3126358C2; CH647568A5; IT1137869B; JPS5751860A; JPS6336384B2

Description

Patentanwalts Leinweber & Zimniermann Bosenthal 7 / II. Aufg. D - 8000 München 2

Ji-

AKTIENGESELLSCHAFT ADOLPH SAURER ARBON/SCHWEIZ

ELEKTRONISCHE FADEN-UEBERWACHUNGS-VORRICHTUNG FUER STICKMASCHINEN

S18O-P15-CH 2M.7.1980

- r-S-

Elektronische Faden-Ueberwachungsvorrichtung für Stickmaschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Faden-Ueberwachungsvorrichtung für Stickmaschinen, mit einem periodisch im Stickrhythmus der Maschine und von dieser betätigten, einen Steuerstromkreis und einen Signalstromkreis öffnenden bzw. schliessenden Schalter, sowie mit bei jeder Spannung des Stickfadens öffnenden , parallelgeschalteten fadenbetätigten Kontakten im RteuofStromkreis.

Es ist bekannt, dass bei Stickmaschinen der zu verarbeitende Faden im Stickrhythmus der Maschine periodisch gelockert und gespannt wird. Demgemäss sind die von den Fäden unmittelbar betätigten Fühlerkontakte jeweils nur während einer sehr kurzen Zeitspanne geöffnet, indem der Faden bei seinem Spannen einen Kontakt von einer Kontaktschiene abhebt. Hierbei dürfen die beweglichen Kontakte bzw. Kontaktarme kein grosses Eigengewicht haben, da diese sonst die für den Stickvorgang notwendige Fadenspannung nachteilig beeinflussen würden. Ein geringes Eigengewicht der Kontakte bedeutet aber, dass diese bereits durch die

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Vibrationen und Schwingungen an der Maschine unbeabsichtigt und selbsttätig abheben und so einen intakten gespannten Faden vortäuschen können.

Durch das CH-Patent 521 464 ist eine elektronische Faden-Ueberwachungsvorrichtung der vorgenannten Art bekannt geworden, bei welcher gerade durch eine periodische Abfrage zu einem genau definierten Zeitpunkt, ob alle Kontakte geöffnet und somit alle Fäden ordnungsgernäss vorhanden bzw. gespannt sind, solche vorgenannten vibrationsbedingten Kontaktabheber als intakte Fäden gewertet werden, da die Abfrage mit einem sehr kurzen Kontrollimpuls erfolgt. Zudem verlangt eine solche Anordnung, dass alle Kontakte bezüglich dem Kontrollimpuls genau zum gleichen Zeitpunkt von den Fäden angehoben werden, was gerade bei langen Stickmaschinen mit regelbaren relativ hohen Drehzahlen wegen des dynamischen Verhaltens solcher Maschinen zu sehr schwierigen Einstellverhältnissen führt.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Faden-Ueberwachungsvorrichtung der vorgenannten Art zu schaffen, welche gestattet, zwischen ordnungsgemässen oder vibrationsbedingten Kontaktabhebern zu unterscheiden, welche weiter eine relativ grobe Ein-

stellung gestattet und welche mit hoher Betriebssicher·-" heit arbeitet.

Dies wird nun erfi.ndungsgemäss dadurch erreicht, dass das vom Steuerstromkreis verursachte, das ordnungsgemässe Oeffnen aller Kontakte anzeigende, zeitgebundeno Pilotsignal direkt oder indirekt das Eingangssignal einer im Signalstromkreis liegenden Schwellwertischaitungsstufe bildet, der eine, das Ausgangssignal der Schwellwertschaltungsstufe periodisch über den maschinengesteuerten Schalter abfragende Abfragesohnl tunpsstufe nachgeschaltet. ist.

Durch diese Massnahmen ist es nunmehr möglich, mit dem Signalstromkreis zu untersuchen bzw. -festzustellen, ob. die Zeitdauer der gemeinsamen Oeffnung aller Kontakte innerhalb eines grossen Zeitraumes eines Maschinenzykluses einen vorgegebenen Zeitschwellenwert erreicht. Ist dies der Fall, so wird angenommen, dass alle Fäden während des momentanen Messintervalls in Ordnung sind. Trifft dais nicht zu, kann die Abfrageschaltimgsstufe ein geeignetes, eine Störung anzeigende»- Signal abgeben, wobei die Abfragung zu einem geeigneten Zeitpunkt nach Abschluss des vorgängigen Messintervalles erfolgen kann, was zeitgebundene präzise Einstellungen an den Kontakten erübrigt.

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Γη ο im· ι· woH.ci'iMi AiiUfV-tai tunp; iii-:i Kr rititiitngsgegenatandoü kann vorgesehen sein, dass der Steuerstromkreis vom Si,";nalstromkreis galvanisch getrennt ist. Hierbei ist die Ausbildung vorteilhaft so, dass im Steuerstromkreis die Senderdiode eines Optokopplers liegt, dessen Fototransistor einen Eingangsumsohalter für den Signalstromkreis bildet.

Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Schwellwertschaltungsstufe ein Zähler mit einem Zähleingang und einem Rüeksetzeingang ist, welche Eingänge über einen Umschalter mit einem Takt-Geber verbunden sind. Hierbei ist es zweckmässig, wenn der Umschalter eine Logikschaltung ist mit einer ersten Torschaltung und einer zweiten Torschaltung, die je mit dem Takt-Geber verbunden und wechselweise vom Pilotsignal entsprechend seinem L-Wert oder seinem Η-Wert durchschaltbar bzw. sperrbar sind.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn über einen Kontakt des Schalters ein periodisches Abfragesignal· erzeugbar ist, wobei dann der Kontakt zur Erzeugung des Abfragesignals siihlieyst, wenn alle Kontakte bei lockeren Fäden geschlossen sind.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegen-

standes ist nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fir,· -Λ ein Vr Lrr/. i-pauhn 1 Ib i I d ρ i ner cr'f i elektronischen Faden-Ueberwachungsvorrichtung;

Fig. 2

+ 3 eine Kontaktanordnung der Vorrichtung gernäss Fig. 1 mit gespanntem bzw. lockerern Faden; und

Fig. M ein Funktionsimpulsdiagramm der Vorrichtung gemäss Fig. 1, bei intaktem bzw, gebrochenem Faden. ·

Wird bei der in Fig. 1 dargestellten elektronischen Faden-Ueberwachungsvorrichtung der Schalter 1 mit seinen Kontakten la und Ib durch eine periodische Maschinenbewegung, beispielsweise über die nicht näher gezeigte Nadelwelle betätigt, so gelangt im Steuerstromkreis 20 eine Gleichspannung von beispielsweise 180 V über den betreffenden Kontakt la und einen Widerstand R 1 sowie eine Senderdiode 3a eines Optokopplers 3 auf die fadenbetätigten Kontakte ^l\ der Kontaktschienenanordnung ¹IO der Maschine.

In einer praktischen Ausführungsforni sind dabei bis zu

achtzig Kontakte ¹I parallel geschaltet, wobei jeder Kontakt 4 von einem gespannten Faden 5 (Fig.2) periodisch geöffnet wird. Bei lockerem bzw. gerissenem Faden 5' (Fig.3) hingegen bleibt der betreffende Kontakt 4 geschlossen.

Ist der Faden 5' nicht gespannt, so fliesst ein Strom über den Widerstand H 1, die Senderdiode 3a des Optokopplers \ und dem br:treffonden Kontakt Ί über die Schiene 40 auf Masse. Durch den Widerstand R 1 wird dabei der Strom auf ca. 0,5 mA begrenzt. Die relativ hohe Gleichspannung von l8o V gewährleistet dabei eine sichere Kontaktgabe auch bei verölten und verschmutzten. Kontakten 4, da die hohe Spannung durch die störenden Ablagerungen durchschlagen kann.

Ferner erlaubt der Optokoppler 3 eine galvanische Trennung don Kontukt:;tromkre ises bzw. :3teuerstromkreises 20 vom Signalstromkreis 30, wodurch Störsignale, die durch Potentialverschiebungen an den Kontakten 4 entstehen können, vom Signalstromkreis 30 ferngehalten werden.

Während eines Messintervalls (Impulslinie 2 in Fig.4), wobei der Schalter 1 mit seinen Kontakten la und Ib ge-

schlossen ist, müssen," bei intakten Fäden 5 (Fig.2), mindestens einmal für eine vorgesehene Zeit alle Kontakte 4 gemeinsam geöffnet sein. Ist dabei auch nur ein Faden 5' gebrochen, so wird der entsprechende Kontakt 4 nicht abgehoben (Fig.3) und somit auch der Strom durch die Senderdiode. 3a dos Optokopplers 3 nicht unterbrochen. Dabei emittiert die Senderdiode 3a des Optokopplers -3 Licht auf den Fototransistor 3b des Optokopplers 3, wodurch dieser leitend wird. Damit wird die 12V-Spannung im wesentlichen über dem Widerstand R2 stehen und am Eingang 31 des Signalstromkreises 30 erscheint ein Pilotsignal von weniger als 1 Volt, das anzeigt, dass nicht alle Kontakte geöffnet sind. Dieses Pilotsignal wird als L-oignal be/, ei eliriot.

Sind hingegen alle Kontakte 4 offen, fIi esst für die Dauer des Abhebens aller Kontakte 4 durch die oenderdiode 3a des Optokopplers 3 kein otrom mehr, womit auch kein Licht mehr emittiert wird und der Fototransistor 3b des Optokopplers 3 sperrt. Dadurch steigt die Spannung des Pilotsignals 6 bis zur Betriebsspannung (hier 12 V) der nachgeschalteten Logikschaltung 17 an, war. für diese als sogenanntes Η-Signal verstanden wird. Das Pilotsignal 6 entspricht dabei genau so lange einem H-

Signal, so lange alle Kontakte 4 abgehoben sind.

Somit erscheint am Eingang 31 des Signalstromkreises 30 ein den Zustand der Kontakte 4 der Kontaktschienenanordnung 'IO anzeigendem Pilotsignal, das bei ordnungsgemässem Oeffnen aller Kontakte ein zeitgebundenes H-Signal (High-Signal) und bei fehlerhaftem Geschlossenbleiben eines oder mehrerer Kontakte ein L-Signal (Low-Signal) ist, wobei der Fototranaistor 3b einen Eingangsumschalter für diese Signale bildet.

Mit dem Signalstromkrois 30 wird dann untersucht, ob die Zeitdauer der Oeffnung der Kontakte U einen vorgegebenen Wert erreicht. Ist dies der Fall, so wird angenommen, dass alle Fiden in Ordnung sind. Trifft das nicht zu, wird ein Fi-hT or signal erzougt, wie dies nachfolgend im Einzelnen noch näher erläutert ist.

Dieser Signalstromkreis 30 umfasst eine Schwellwertschaltungsstufe in Form eines Zählers 11 mit einem Zählereingang C& , einem Rücksetzeingang R und einem Ausgang Q. Am Ausgang Q erscheint dabei ein Η-Signal, wenn eine dem Zähler 11 eigene Anzahl von Impulsen nacheinander ül-or den Zähl eingang C L auf den Zähler 11 gelangt sind.

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Durch ein Η-Signal am R-Eingang des Zählers 11 hingegen wird die intern aufgezählte Zahl von Impulsen auf Null zurückgesetzt.

ßeisp ifilsweiue zahlt der Zähler 11 hier acht C£-Impulse, bis am Ausgang 0 ein Η-Signal erscheint.

In einem astabilen Kippglied 10 werden Takt- oder Zeitsignale in Form von Impulsen 10* mit konstanter Periodendauer erzeugt (Irnpulsreihe 10' in Fig.4). Diese Impulse 10' gelangen je an einen Eingang der UND-Schaltungen 8 und 9 eines Umschalters in Form einer Logikschaltung 17. Je nach dem Zustand des Pilotsignales 6 wird nun entschieden, ob die Impulse 10' über das Tor 9 ^Is C^-Signale 13 oder über das Tor 8 als R-Signale 12 '/.um Zähler 11 gelangen. Wenn ein Pilotsignal 6 in Form eines L-Signales anliegt, was bedeutet, dass mindestens noch ein Kontakt 4 geschlossen ist, so sperrt das Tor 9- Ueber eine Inverterstufe 7 wird dabei das Tor 8 aktiviert, so dass die Impulse 10' über das Tor 8 an den R-Eingang des Zählers 11 gelangen und diesen auf Null halten. Am Ausgang Q des Zählers 11 wird so ein L-Signal anliegen.

ftp.i einem Pilotsignal C> al.". H~>". i gn;j 1 , was bedeutet, dass

die Kontakte 4 geöffnet sind, wird das Tor 9 aktiviert und die Impulse 10' gelangen als Ct-Impulse 13 auf den Zähler 11. Je nach Dauer der von der Länge des H-Signales abhängigen Oeffnungszeit von Tor 9 und der Periodendauer des Kippgliedes 10 gelangt eine bestimmte Anzahl von CC-Impulsen 13 in den Zähler 11. Ist diese Anzahl grosser oder gleich 8, so wird der Ausgang Q auf ein Η-Signal wechseln, was bedeutet, dass alle Fäden 5 (Fig.2) intakt sind.

Mit einer dem Zähler 11 nachgeschalteten Abfrageschaltungsstufe 15 wird am Ende eines Messintervalles 2 (Fig.H)₁ d.h. beim Oeffnen des Schalters 1 bzw. dessen Kontaktes Ib durch ein 12-V-Abfragesignal abgefragt, ob am Ausgang Q des Zahlers 11 während dieses Messintervalles mindestens einmal ein Η-Signal angelegen hat. Ist dies der Fall, so bleibt der Ausgang 16 (Impulslinie 16 in Fig.H) der Abfrageschaltungsstufe 15 auf einem L-Signal. War der Q-Ausgang I²J des Zählers 11 während diesem Messintervall nie auf einem Η-Signal, so wird am Ausgang 16 der Abfrageschaltungsstufe 15 beim Oeffnen des Schalters 1 ein positiver Fehlerimpuls erzeugt. Mit diesem Ffhler:;igna 1 16 kürinen beispielsweise optische und/oder akustische Warne ιnriehtungen angesteuert werden.

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Durch die Wahl der Periodendauer des Kippgliedes 10 kann bestimmt werden, wie lang das Pilotsignal 6 sein muss, "um am Q-Ausgang des Zählers 11 ein Η-Signal I¹I zu erhalten (Fig.'4).

Wurde im Kippglied 10 beispielsweise eine Periodendauer von 1 ms gewählt und zählt der Zähler 11 eine Anzahl Von achtlmpulsen, dann beträgt für das Pilotsignal 6 die minimale Impulszeit 8 ms, ansonsten in der Abfrageschaltungsstufe 15 das Fehlersignal 16 erzeugt wird.

Kürzere als.die vorgegebenen Impulse werden also von der vorbeschriebenen Faden-Ueberwachungavorriohtun^ nicht registriert. Dies ist von grosser Bedeutung, nachdem Messungen an einer Stickmaschine gezeigt haben, dass die Kontakte H bei Maschinenvibrationen kurzzeitig abheben können. Diese Impulse sind aber stets kürzer als der minimal gewählte Zeitschwellenwert und können deshalb am Ausgang Q des Zählers 11 kein Ausgangssignal IM bewirken.

Natürlich sind im Rahmen der vorbeschriebenen Erfindung eine ganze Reihe von Modifikationen möglich. So kann die Trennung zwischen dem Steuerstromkreis 20 und dem Signalstromkreis 30 auch auf kapazitive oder induktive Weise

erfolgen. Weiter sind auch andere Schwellwertschaltungsstufen denkbar.

Wesentlich ist, dass das Ausgangssignal der Schwellwertschaltungsstufe über einen Abtastimpuls in einer Abfrageschaltungsstufe abgefragt wird, wobei nunmehr die Einstellung des Abtastimpulses völlig unkritisch ist. Der Abtastimpuls kann beispielsweise erscheinen, wenn alle Fäden wieder gelockert sind. Damit ist gewährleistet, dass dieser Fadenwächter auch bei unterschiedlichen Maschinendrehzahlen und den üblichen Funktionstoleranzen der Kontakte einwandfrei funktioniert· Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber den Anordnungen des Standes der Technik.

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Claims

PATENTANSPRUECHE

1. Elektronische Faden-Ueberwachungsvorrichtung für Stickmaschinen, mit einem periodisch im Stickrhythmus der Maschine und von dieser betätigten, einen Steuerstromkreis und einen Signalstrornkreis öffnenden bzw. schliessenden Schalter, sowie mit bei jeder Spannung des SLickfadens öffnenden, parallelgeschalteten fadenbetätigten Kontakten im Steuerstromkreis, dadurch gekennzeichnet, dass das vom Steuerstromkreis (20) verursachte, das ordnungsgemässe Oeffnen aller Kontakte (4) anzeigende, zeitgebundene Pilotsignal (6) direkt oder indirekt das Eingangssignal (13) einer im Signalstromkreis (30) liegenden Schwellwertschaltungsstufe (11) bildet, der eine, das Ausgangssignal (14) der Schwellwertschaltungsstufe (11) periodisch über den maschinengesteuerten Schalter (1) abfragende Abfrageschaltungsstufe (15) nachgeschaltet ist.

2. Faden-Ueberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerstromkreis (20) vom Signalstromkreis (30) galvanisch getrennt ist.

3. Faden-Ueberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Steuerstromkreis (20) die Senderdiode (3a) eines Optokopplers (3) liegt, dessen Fototransistor (3b) einen Eingangsumschalter für den Signalstromkreis (30) bildet.

4. Faden-Ueberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwellwertschaltungsstufe (11) ein Zähler mit einem Zähleingang (C£.) und einem Rücksetzeingang (R) ist, welche Eingänge über einen Umschalter (17) mit einem Takt-Geber (10) verbunden sind.

5- Faden-Ueberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter (17) eine Logikschaltung ist mit einer ersten Torschaltung (8) und einer zweiten Torschaltung (9), die je mit dem Takt-Geber (10) verbunden und wechselweise vom Pilotsignal (6) entsprechend seinem L-Wert oder seinem Η-Wert durchschaltbar bzw. sperrbar sind.

6. Faden-Ueberwachun/^svorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass über einen

Ö -» Q

Kontakt (Ib) des Schalters (1) ein periodisches Abfragesignal erzeugbar ist.

7» Faden-Ueberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (Ib) zur Erzeugung des Abfragesignals schliesst, wenn alle Kontakte (¹I). bei lockeren Fäden geschlossen sind. _; -