DE3143451C2

DE3143451C2 - Vorrichtung zum Messen der Länge eines auf einem Wickel aufgespulten endlosen Materials

Info

Publication number: DE3143451C2
Application number: DE3143451A
Authority: DE
Inventors: Hansruedi 8305 Dietlikon Stutz
Original assignee: Loepfe AG Gebrueder
Current assignee: Loepfe AG Gebrueder
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1981-11-03
Publication date: 1984-03-22
Also published as: CH648118A5; JPS57106813A; IT1139674B; US4373266A; IT8124817A0; DE3143451A1

Abstract

Eine Meßvorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Länge eines an einer Maschine zu einem runden Wickel aufgespulten Garns, wobei die Maschine ein bewegliches Glied aufweist, dessen Stellung mit dem Durchmesser des Wickels veränderlich ist, arbeitet mit einem Stellungssensor (13), der ein mit dem beweglichen Glied der Maschine mechanisch gekoppeltes Übertragungsglied (14) mit einem Array von Einzelelementen (14-l bis 14-n) und eine fest an der Maschine montierte, die Stellung der Einzelelemente abtastende Wandleranordnung (15, 16) umfaßt. Zur digitalen Auswertung der von der Wandleranordnung (15, 16) gelieferten Abtastsignale dienen ein Impulsgeber (1) zur Erzeugung eines Taktsignals bei jeder Umdrehung des Wickels, ein Impulsgenerator (5) zur Erzeugung von Zählimpulsen und Schaltkreise (17 bis 21) zur Erzeugung und fortlaufenden Speicherung einer Folge von digitalen Meßsignalen, deren jedes die Länge des während einer Umdrehung aufgewickelten Garns repräsentiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Länge eines an einer Maschine zu einem runden Wickel aufgespulten endlosen Materials, insbesondere eines Garns, wobei die Maschine ein bewegliches Glied aufweist, dessen Stellung mit dem Durchmesser des Wickels veränderlich ist; mit einem Stellungssensor, der ein mit dem beweglichen Glied mechanisch gekuppeltes Übertragungsglied und eine mit diesem zusammenwirkende Wandleranordnung zur Erzeugung eines Abtastsignals umfaßt, einem Impulsgeber, der bei jeder Umdrehung des Wickels ein Taktsignal erzeugt, und Schaltkreisen zum Auswerten der jeweils einem Taktsignal zugeordneten Abtastsignale und zum Erzeugen von Längensignalen aus diesen Abtästsignalen.

In der US-PS 40 24 645 ist eine solche Meßvorrichtung dargestellt und beschrieben. Dabei wird die Winkelstellung eines eine Nutentrommel tragenden Arms einer Spulmaschine mechanisch auf den Abgriff eines Potentiometers übertragen, dessen Stellung die Frequenz eines Oszillators bestimmt. Die Oszillatorfrequenz wird über ein Tor. das während jeder Umdrehung der AufwickelsDule zweimal während je 1,2 ms geöffnet wird, auf einen Zähler übertragen, dessen Zählung die gespulte Fadenlänge angibt. Der Zähler wird durch eine einstellbare Rückstellvorrichtung bei Erreichen einer bestimmten Zählung zurückgestellt und gleichzeitig wird die Spulstelle stillgesetzt.

Das bei dieser bekannten Meßvorrichtung als Teil des mechanoelektrischen Stellungssensors benutzte Potentiometer hat den Mangel, daß durch die Bewegung des Schleifkontakts über den Widerstandskörper dieser

ίο bald abgenutzt wird und dann keine genaue Messung mehr liefert Diese Abnutzung wird noch dadurch verstärkt daß die beim Betrieb der Spulmaschine stets auftretenden Schwingungen des genannten Arms auf den Schleifkontakt übertragen werden, wodurch das Potentiometer nach kurzer Zeit unbrauchbar wird.

Die DE-AS 25 36 082 betrifft ebenfalls eine Einrichtung zum kontinuierlichen Messen der Länge von linearem Material während dessen Aufwicklung auf einen sich drehenden Kern unter Bildung eines Wickels.

Ihr liegt ebenso wie der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die eine genaue Messung der Länge des aufgewickelten linearen Materials ermöglicht und die selbst bei Schwankungen der Materialstärke genaue Meßergebnisse liefert

Zur Lösung dieser Aufgabe wird in der DE-AS 25 36 082 vorgeschlagen, ein kontinuierlich periodisches, elektrisches Signal zu erzeugen, dessen kontinuierlich veränderbare Frequenz direkt proportional dem augenblicklichen Durchmesser des Wickels und unabhängig von seiner Drehzahl ist; diese Längenmeßimpulse, deren Anzahl von dem Durchmesser der Packung zu diesem Zeitpunkt abhängt, werden in geeigneter Weise gezählt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

y> Einrichtung der vorstehend genannten Gattungsart zu schaffen, die unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Einrichtungen schaltungstechnische und funktioneile Verbesserungen aufweist bei der insbes. der Impulsgenerator zur Erzeugung der Zählimpuise unabhängig von dem mit dem Abtastglied mechanisch gekuppelten Übertragungsglied ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

"·"> Da der erfiridungsgemäße Stellungssensor kein Potentiometer und keinen Schleifkontakt aufweist und da die Stellung des beweglichen Glieds der Maschine durch den Sensor vorzugsweise berührungslos abgetastet wird, erfolgt hier keine Abnutzung wie beim bekannten mechanoelektrischen Stellungssensor.

Im folgenden werden Ausführungsformen der erfindüngsgemäßen Meßvorrichtung anhand der Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Meßvorrichtung mit den zum Verständnis erforderlichen Teilen einer Garnspulmaschine;

Fig.2 einige Impulsdiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Meßvorrichtung;

F i g. 3 eine zweite Ausführungsform der Preßvorrichtung;

Fig. 4 ein Impulsschema zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig.3 dargestellten Meßvorrichtung;

^bS Fig. 5 eine weitere Ausführungsform der Meßvorrichtung;

Fi g. 6 ein auf diese bezogenes Impulsschema·.

Fig. 7 und 8 eine gegenüber Fig. 5 modifizierte

Ausführungsform und das zugehörige Inipulsschema.

F i g. 1 zeigt als Teile einer Spulmaschine konventioneller Art eine den Wickel C tragende Spulenhülse H auf einer Welle W, die drehbar am freien Ende eines Arms S gelagert ist. Der Arm 5 ist schwenkbar um eine gestellfeste Achse A der Spulmaschine angeordnet Der Wickel C wird über eine auch der Zuführung des Garns F dienende Nutentrommel N η Umdrehung versetzt, wobei das Garn Fauf den Wickel Caufgespult wird

Zur Erzeugung eines Taktsignals oder Taktimpulses ist ein mit der Welle W zusammenwirkender Taktgeber 1 vorgesehen, der aus einem an der Welle ^befestigten Magneten la und einer gestellfesten Induktionsspule 16 bestehen kann, wie dies bekannt ist

Zur Abtastung der Stellung des Arms S ist ein berührungslos arbeitender Stellungssensor 2 vorgesehen. Dieser besteht aus einer fest an der Maschine angeordneten linearen Reihe 3 von Wandlerelementen 3-1 bis 3-/J und einem mit dem Arm S gekuppelten, um eine Achse B schwenkbaren Übertragungsglied oder Zeiger 4, der an seinem freien Ende ein Indexglied 4a trägt Der Zeiger 4 ist so angeordnet, daß das InrTsxglied 4a zwischen den beiden extremen Stellungen des Arms S, das heißt beim anfänglichen Wickeldurchmesser, das ist der Durchmesser der Hülse H, und bei maximalem Wickeldurchmesser, die gesamte Elementenreihe 3 zwischen den Wandlerelementen 3-10 bis 3-n überstreicht Die Anfangsstellung des Zeigers 4 über dem Wandlerelement 3-10 entspricht dem Durchmesser der leeren Hülse H. Die Wandlerelemente 3-1 bis 3-n können beispielsweise aus Photosensoren bestehen, die von einer nicht dargestellten Lichtquelle beleuchtet werden. Es wird dann jeweils einer dieser Photosensoren vom Indexglied 4a abgeschattet, womit die Stellung des Arms S und damit auch der zugehörige Wert des Durchmessers des Wickels C eindeutig markiert sind. Der Arm 5 wird im Laufe des Spulprozesses im Sinne des Uhrzeigers, der Zeiger 4 jedoch im entgegengesetzten Sinne geschwenkt, wobei sich das Indexglied 4a, beginnend bein. Photosensor 3-tO, nach oben über die Elementenreihe 3 bewegt

Im folgenden werden die zur Gewinnung eines Längenmeßsignals dienenden Schaltkreise 5 bis 11 und ihre Funktionen beschrieben. Zur Abfragung des Zustands der Elementenreihe 3 sind die Schaltkreise 5,6 und 7 vorgesehen. Ein Zählimpulsgencrator 5 erzeugt laufend Zählimpulse 5/4, siehe F i g. 2, die dem einen Eingang eines UND-Glieds 7 zugeführt werden. Der Ausgang des UND-Glieds 7 ist mit dem Eingang eines mit den Photosensoren 3-1 Lis 3-n zusammenwirkenden Schieberegisters 3a verbunden. Normalerweise, das heißt solange kein Taktsignal vom Taktgeber 1 geliefert wird, ist das UND-Glied 7 für die Zählimpulse 5/4 gesperrt An die Induktionsspule \b ist der Setzeingang Seines RS-Flipflops b angeschlossen, dessen Rücksetzeingang R mit dem Ausgang des Schieberegisters 3a der Elementenreihe 3 verbunden ist Tritt ein Taktsignal auf, dann wird das RS-Flipflop 6 durch dessen Vorderflanke gesetzt, und das Ausgangssignal des Flipflops 6 geht von logisch Null auf logisch Eins. Dadurch wird das UND-Glied 7 für den Durchgang der Zählimpulse SA des Zählimpulsgenerators 5 geöffnet, und auf der Ajsgangsleitung des UND-Gliedes 7 erscheint eine Reihe von Abfrageimpulsen 7 A, Fig. 2. Wenn die Abfragung der Elemratenreihe 3 beendet ist, wird durch den aus dem Schieberegister 3a stammenden letzten Abfrageimpuls das /?S-Fii.;flop 6 zurückgesetzt und dadurch das UND-Glied 7 wieder für die Zählimpulse 5Λ gesperrt

Die Reihe der auf der Ausgangsleitung 3Λ der

Elementenreihe 3 erscheinenden Sensorimpulse hat nach Verstärkung im Verstärker 8 die in F i g. 2 bei SA

> dargestellte Form. Man erkennt daß in der Mitte dieser Reihe ein Impuls fehlt,- diese Lücke markiert das durch das Indexglied 4a abgedeckte Wandlerelement in der Mitte der Elementenreihe 3.

Die weiteren, zur Erzeugung eines Längenmeßsignals

ι» IM dienenden Schaltkreise 9 bis 11 umfassen ein UND-Glied 9 mit einem negierten und einem nicht negierten Eingang, ein Monoflop 10 and ein UND-Glied 11. An dieses ist ein Zähler 12 angeschlossen, der die während eines Spulvorgangs erzeugten Längenmeßsi-

!3 gnale oder Längenmeßimpulse 11Λ summiert und somit die gesamte Länge des aufgespulten Garns anzeigt.

Das UND-Glied 9 bildet die Differenz aus den Impulsreihen 7Λ und 8/4 und Hefen das bei 9A dargestellte Ausgangssignal, im angenommenen Falle einen einzelnen Stellungsimpuls. Dieser wird dem Monoflop 10 zugeführt, welches einen einzelnen, negativ gehenden Sperrimpuls 10Λ liefert, dessen Dauer etwas größer ist als die Dauer der Reihe der

-> Abfrageimpulse TA.

Im folgenden UND-Glied II werden Impulse 8Λ und 1OA kombiniert, wobei eine Reihe WA von Längenmeßimpulsen entsteht. Die Anzahl dieser Längenmeßimpulse ist gleich der Anzahl der nicht abgeschalteten Photo-

Mi sensoren, beginnend mit dem Photosensor 3-1 und endend mit dem letzten vor dem Indexglied 4a befindlichen nicht abgeschatteten Sensor. Die Längenmeßimpulse der Reihe IM werden im Zähler 12 fortlaufend summiert Jede einzelne Impulsreihe 11/4 repräsentiert die Länge einer einzelnen Windung des Wickels C; das Zählresultat des Zählers 12 gibt, wie bereits gesagt, die Länge des gesamten auf dem Wickel Caufgespulten Garns an.

Die Längenmeßvorrichtung gemäß F i g. 3 ist mit einem Stellungssensor 13 ausgestattet, der erstens aus einem um die Achse B (Fig. 1) schwenkbaren Übertragungsglied oder Sektor 14 mit einem Einzelloch 14-0 und einer bogenförmigen Reihe von Einzslmarken oder Löchern 14-1 bis 14-λ, zweitens aus zwei gesrellfest an der Maschine angeordneten Photosensoren IS, 16 und drittens aus einem an diese angeschlossenen ersten Schieberegister 17 besteht. Das erste Loch 14-1 dieser Reihe ist in Umfangsrichtung des Sektors 14 um etwas mehr als eine Lochbreite gegen das Einzelloch 14-0 versetzt. Die Photosensoren 15, 16 sind so angeordnet, daß sie ein Signal erzeugen, wenn sie durch eines der Löcher 14-0 bzw. 14-1 bis 14-'i hindurch von je einer ihnen zugeordneten, hier nicht dargestellten Lichtquelle beleuchtet werden. In der Anfangsstellung bei leerer Hülse H, Fig. 1, tastet der erste Photosensor 15 dhS Einzelloch 14-0 ab, während der zweite Photosensor 16 durch den Sektor 14 noch abgeschattet ist und kein Signal erzeugt.

An den zweiten Ph.-tosensor oder Signalsensor 16 ist der Signaleingang, an den ersten Photosensor oder Rücksetzsensor 15 der Rücksetzeingang R eines ersten Schieberegisters 17 sowie eines Zählers 21 engeschlossen. Das Schieberegister 17 liefert auf seinen m Ausgangsleitungen ein m-stelliges digitales Ausgangssignal in paralleler For..i, welches von der Winkelstellung des Sektors 14 abhängt und der Länge einer Windung des Wickels Centspricht. Die m Ausgangsleitungen des ersten Schieberegisters 17 sind an die m

ersten Eingänge eines digitalen Komparator 18 angeschlossen, dessen m zweite Eingänge mit den Ausgangsleitungen eines zweiten Schieberegisters 19 verbunden sind. Der digitale Komparator 18 umfaßt eine Reihe von m Äquivalenzgliedern 18a mit je zwei Eingängen und ein an die Ausgänge der Äquivalenzglieder angeschlossenes UND-Glied 186 mit m Eingängen.

Das erste Schieberegister 17 ist so voreingestellt, daß es vor Beginn der Abtastung des ersten Lochs 14-1 durch den Signalsensor 16 ein digitales Ausgangssignal, zum Beispiel für den dezimalen Wert hundert, liefert, welches den Umfang der leeren Hülse H, Fig. I, repräsentiert. Bei Schwenkung des Übertragungsglieds oder Sektors 14 im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers während des Wickelprozesses wird jeweils beim Übergang zum nächsten Loch 14-1,14-2,14-3 usw. der anfängliche Wert des Ausgangssignals des Schieberegisters 17 um einen bestimmten Betrag erhöh*. P?>s zweite Schieberegister 19 steht auf dem Anfangswert Null. Der Rücksetzeingang des Schieberegisters 19 ist an den Taktgeber 1 angeschlossen, so daß dieses Schieberegister 19 durch jeden Taktimpuls auf den Anfangswert Null zurückgestellt wird.

Der Ausgang des digitalen (Comparators 18 ist an den ersten, negierten Eingang eines UND-Gliedes 20 angeschlossen, dessen zweiter, nicht negierter Eingang mit dem Ausgang des Zählimpulsgenerators 5 verbunden ist. Der Ausgang des UND-Glieds 20 ist erstens mit dem Eingang des bereits genannten Zählers 21 und zweitens mit dem Signaleingang des zweiten Schieberegisters 19 verbunden.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der in Fig.3 dargestellten Meßvorrichtung in vereinfachter Form beschrieben.

Bei der ersten Umdrehung des Wickels C, F i g. I, sind vor dem Auftreten eines Taktimpulses \A, Fig.4, die digitalen Ausgangssignale der Schieberegister 17 und 19 verschieden: das erste Schieberegister 17 steht auf dem Wert hundert, das zweite Schieberegister 19 auf Null. Demgemäß erscheint am Ausgang des ersten Komparators 18 ein Signal Null, welches über den negierten Eingang das UND-Glied 20 offen hält; die vom Zählimpulsgenerator 5 gelieferten Zählimpulse 5/4 gelangen zum zweiten Schieberegister 19 und zum Zähler 21 und werden in diese eingezählt. Hat das zweite Schieberegister 19 denselben Stand wie das erste Schieberegister 17, also hundert, erreicht, dann geht das Ausgangssignal 18Λ des ersten Komparator^ 18 auf Eins, und das UND-Glied 20 wird für die Zählimpulse 5/4 gesperrt.

Beim Auftreten des ersten Taktimpulses \A, F i g. 4, wird das Ausgangssignal des zweiten Schieberegisters 19 auf Null zurückgestellt, und die Zählung bis zum Wert hundert beginnt von neuem und wiederholt sich mit jedem Taktimpuls \A. Es wird dabei jedesmal eine Reihe von beispielsweise hundert Zählimpulsen 2OA in den Zähler 21 eingezahlt Diese Zählung mit dem Wert hundert wiederholt sich so lange, bis infolge der Vergrößerung des Wickels C und Schwenkung des Sektors 14 das erste Loch 14-1 zur Einwirkung auf den Signalsensor 16 kommt; es entsteht dann ein Sensorimpuls, der das erste Schieberegister 17 auf den Wert hunderteins stellt. Dieser neue Wert entspricht dann der neuen, vergrößerten Länge einer einzelnen Windung des Garns auf dem Wickel C Jedesmal wenn ein weiteres Loch 14-2, 14-3 zur Einwirkung auf den Signalsensor 16 gelangt, wird das erste Schieberegister 17 um eine Einheit weitergesteflt, also auf hundertzwei.

hundertdrei usw.

Bei richtiger Dimensionierung des Sektors 14 und der Lochreihe 14-1 bis 14-n entspricht die jeweils bei einer Umdrehung des Wickels C in den Zähler 21 eingezählte Zahl von Zählimpulsen genau der Länge der bei dieser Umdrehung aufgewickelten Garnwindung.

Die Komponenten 22 bis 24 haben die Funktion, den Spulvorgang bei Erreichen eines bestimmten Stands des Zählers 21, das heißt einer bestimmten Länge des auf

ίο dem Wickel Caufgespulten Garns, zu unterbrechen und das auf die Nutentrommel N. F i g. 1, auflaufende Garn F zu trennen.

Zu diesem Zweck ist ein zweiter Komparator 22 vorgesehen, dessen erster Eingang an einen Ausgang

des Zählers 21 und dessen zweiter Eingang an einem Sollwertgeber 23 angeschlossen ist. Erreicht der Stand des Zählers 21 den am Sollwertgeber 23 eingestellten Wert; dann liefert der zweite Komparator 22 ein Ausgangssignal, welches eine Trennvorrichtung 24 betätigt und gleichzeitig die Spulmaschine stillsetzt.

Nach abgeschlossenem Spulvorgang wird der Wickel C von der Spulmaschine abgenommen. Wird nach dem Aufstecken einer neuen Hülse H auf die Welle W, Fig. 1. der schwenkbare Arm S wieder in seine

Anfangsstellung gebracht, dann geht auch der Sektor 14 in seine Anfangsstellung zurück, und der Rückstellsensor 15 trrtt in Aktion und stellt das erste Schieberegister 17 und den Zähler 21 auf deren Anfangsstand zurück, womit der neue Spulprozeß beginnen kann.

ίο Bei der in F i g. 1 dargestellten Meßvorrichtung ist die lineare Elementenreihe 3 gestellfest an der Maschine angeordnet, während der schwenkbare Zeiger 4 der Bewegung des Arms S der Spulmaschine folgt. In Umkehrung dieser Anordnung ist gemäß Fig.3 die lineare Elementenreihe, das ist die Lochreihe 14-1 bis 14-n, an einem schwenkbaren Sektor 14 angeordnet, der wie der Zeiger 4 (F i g. 1) der Bewegung des genannten Arms S folgt. In beiden Fällen wird jedoch die Stellung des Arms S mit Hilfe gegenüber der Maschine fest angeordneter Sensoren 3-1 bis 3-π bzw. 16 ermittelt.

Die in Fig.5 dargestellte Ausführungsform der Meßvorrichtung berücksichtigt die Tatsache, daß während des Spulvorgangs der den Wickel C tragende Arm 5, Fig. 1, unter Umständen leichte Pendelbewe-

gungen um eine Mittellage ausführt, also bei zunehmendem Durchmesser des Wickels C nicht stetig in einer Richtung geschwenkt wird. In diesem Falle würde die in F i g. 3 abgebildete Meßvorrichtung zu große Werte für die Länge der einzelnen Windungen ergeben, da hierbei

immer der größte Ausschlag des Arms S fir die Messung maßgeblich ist Durch besondere Maßnahmen, insbesondere Verwendung dreier Lochreihen und Sensoren sowie eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 43 anstelle des nur vorwärts zählenden Schieberegisters 17 der Fig.3 werden durch die in Fig.5 dargestellte Meßvorrichtung die durch die genannten Pendelbewegungen erzeugten Schwankungen der Längenmessung ausgemittelt In Fig.5 ist schematisch ein Stellungssensor 30

dargestellt, welcher ein Übertragungsglied 31 mit drei zueinander parallelen Reihen 32, 33, 34 gleich abständiger Langlöcher aufweist; diese können wie in F i g. 3 auch auf einem schwenkbaren Sektor angeordnet sein und liegen in diesem Falle jeweils auf einem

Kreisbogen. Jede folgende Lochreihe 33 und 34 ist gegenüber der vorangehenden 32 bzw. 33 so versetzt, daß die Langlöcher zweier benachbarter Reihen sich etwa um ein Drittel ihrer Länge überlappen und

demgemäß die bei der Abtastung durch die Sensoren 35, 36, 37 entstehenden Sensorsignale zeitweise koinzidieren. Jedem Senso' ist eine Lichtquelle (nicht dargestellt) zugeordnet, welche relativ zum Gestell der Maschine fest montiert ist.

An sich würde bereits eine dieser Lochreihen, z. B. die Lochreihe 32, mit dem zugehörigen Sensor 35 zur Bestimmung der Position des Arms S, Fig. 1, genügen, wie dies im Zusammenhang mit Fig.3 und 4 gezeigt worden ist. Die beiden zusätzlichen Lochreihen 33, 34 mit den Sensoren 36, 37 ermöglichen nur.. die gewünschte Ausmittclung der genannten Pendelbewegungen, wie dies im folgenden beschrieben werden soll.

An die Ausgangsleitungen A, B, C der Sensoren 35 bzw. 36 bzw. 37 sind drei UND-Glieder 38,39,40 und ein ODER-Glied 41 in der folgenden Weise angeschlossen: A und B führen zum UND-Glied 38, B und C zum UND-Glied 39, A und C zum UND-Glied 40, und alle Leitungen A. B. C führen zu drei Eingängen des ODER-Glieds 41. Die beiden Ausgänge der UND-Glieder 39,40 sind mit dem 5-Eingang bzw. Λ-Eingang eines RS- Flipflops 42 verbunden, dessen Ausgang Q an den Umsteuereingang V-R eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers 43 angeschlossen ist, der als Schieberegister ausgebildet sein kann. Der Zähleingang dieses Zählers 43 ist mit dem Ausgang des ersten UND-Glieds 38 verbunden.

Die übrigen Schaltkreise 1,5 und 18 bis 21 gleichen in Aufbau und Funktion den in Fig.3 dargestellten entsprechenden Schaltkreisen; man erkennt, daß der Vorwärts- Rüclcwärts-Zähler 43 die Stelle des nur vorwärts zählenden ersten Schieberegisters 17 der F i g. 3 einnimmt. Der Rücksetzeingang R des Zählers 21 ist an den Ausgang des ODER-Glieds 41 angeschlossen. Dadurch erfolgt selbsttätig eine Rückstellung des Zählers 21 auf Null, sobald das Übertragungsglied 31 in seine Anfangssteiiung zurückgeführt wird; aiie äignaie auf den Leitungen A. B, Csind dann nämlich gleich Null.

Es sei nun anhand der F i g. 6 die Arbeitsweise der in F i g. 5 dargestellten Schaltkreise bei unterschiedlicher Bewegungsrichtung des Übertragungsglieds 31 erläutert. Zunächst soll die Bewegung des Übertragungsglieds 31 bei zunehmendem Durchmesser des Wickels C, das heißt bei Elewegung in Richtung des Pfeils über die festen Sensoren 35,36,37, betrachtet werden.

Die erste Zeile der F i g. 6 zeigt die Ausgangssignale 38A des UND-Glieds 38. Hier tritt jedesmal ein Impuls auf, wenn die Sensoren 35 und 36 bzw. die Leitungen A und B gleichzeitig ein Sensorsignal führen. Diese Gleichzeitigkeit oder Koinzidenz ist durch die kurzen Striche a-a zwischen den Lochreihen 32 und 33 angedeutet. Die Ausgangsimpulse 39A des UND-Glieds 39 sind gegenüber den Ausgangsimpulsen 38/4 um einen festen Betrag verzögert, und die Ausgangsimpulse 4OA des UND-Glieds 40 sind nochmals um den gleichen Betrag gegenüber den Impulsen der Reihe 39A zeitlich versetzt

Bei U ist durch eine senkrecht gestrichelte Linie sowohl in Fig.5 als auch in Fig.6 angedeutet, daß an dieser Stelle die Bewegungsrichtung des Arrays 30 umkehrt Die Abtastung der Lochreihen 32, 33, 34 erfolgt also von dieser Linie an rückläufig, wobei die rechts der Linie {/dargestellten Impulsreihen 38/4,39/4, 40/4 entstehen.

Die letzte Ziiie zeigt bei ν die Ausgangssignale des ÄS-Flipflops 42. Dieses wird jeweils durch die Vorderflanke eines der Impulse 39A gesetzt und durch die Vorderflamke eines der Impulse 40A zurückgesetzt Dadurch entstehen bei Abtastung in Vorwärtsrichtung, siehe links der Linie U, kurze positive Impulse Q, die nicht mit den Impulsen 38/4 koinzidieren; bei rückläufiger Abtastung entstehen lange Impulse Q, siehe rechts der Linie U, die zeitweise mit den Impulsen 38/4 koinzidieren.

Dadurch werden die Impulse 38A links der Linie U in den Zähler 43 vorwärts eingezählt, das heißt summiert, die Impulse 38/4 rechts der Linie U jedoch rückwärts

ίο eingezählt oder subtrahiert. Im praktischen Betrieb erfolgt eine solche Rückwärtszählung stets nur kurzzeitig, wodurch der in den Komparator 18 eingegebene Wert der Zählung kurzzeitig um einen geringen Betrag reduziert wird, um dann wieder anzusteigen.

Die in den ersten Zähler 21 eingezählte Summe der vom Zählimpulsgenerator 5 über das UND-Glied 20 kommenden Zählimpulse wächst natürlich während des Spulvorgangs stetig an, wobei der Zähler 43 bei jeder Umdrehung des Wickeis cdie Anzahl der einzuzähienden Zählimpulse bestimmt.

Die Reihe von Einzelelementen kann, wie in Fig.3 dargestellt, auf einem Kreisbogen angeordnet sein. Man wird eine solche Anordnung meist dann wählen, wenn der Wickel C auf einem schwenkbaren Arm S, Fig. I, angeordnet ist. Bei bestimmten Spulmaschinen bewegt sich die Welle W des Wickels C beim Spulvorgang auf einer geraden Linie nach oben, wobei der Wickel C in senkrechter Richtung gehoben wird. Man kann in diesem Falle eine lineare Anordnung der Einzelelemente wählen, wie sie in Fig.5 dargestellt ist. Gegebenenfalls kann zwischen dem die Welle W des Wickels C tragenden Maschinenteil und dem Übertragungsglied des Stellungssensors, das ist in F i g. 1 der Zeiger 4 und in Fig.3 der Sektor 14, auch ein Übersetzungsgetriebe eingeschaltet sein. Dieses kann so ausgebildet sein, daß eine lineare Bewegung der Welle W des Wickels C in eine Drehbewegung des Übertragungsglieds -oder umgekehrt umgeformt wird, oder daß der Winkel der Schwenkung des Arms S, F i g. 1, vergrößert übertragen wird, das heißt daß der Zeiger 4 schneller geschwenkt wird und dadurch einen größeren Winkel überstreicht als der Arm S.

Die Anzahl der Einzelelemente der Elementenreihe, das heißt der Sensoren 3-1 bis 3-n oder der Löcher 14-1 bis 14-/J usw, richtet sich nach der gewünschten Genauigkeit der Längenmessung und kann zum Beispiel 16 betragen. Weiter wird diese Genauigkeit auch bestimmt durch die Spulgeschwindigkeit und die davon abhängige Impulsfrequenz des Zählimpulsgenerators 5, die in der Größenordnung 100 kHz liegen kann.

In der Ausführungsform der Fig. 7 sind die Langlöcher der Lochreihen 32,33,34 des Übertragungsglieds 31 jeweils um eine halbe Lochlänge gegeneinander versetzt angeordnet Ebenso wie in F i g. 5 sind drei Sensoren 35,36,37 vorgesehen.

Anstelle der Schaltkreise 38 bis 40 und 42, 43 der F i g. 5 sind gemäß F i g. 7 andere Schaltkreise 50 bis 56 vorgesehen. Die übrigen Schaltkreise 1,5 und 18 bis 21 sind in den beiden Ausführungsformen jedoch gleich; sie sind deshalb in F i g. 7 nicht mehr dargestellt.

Die Sensorsignale aus den Sensoren 35 und 36 werden über die Leitungen A und B erstens einem ersten UND-Glied 50 und zweitens einem zweiten UND-Glied 52 mit einem negierten Eingang zugeführt

Je ein MonoflopS! bzw.53 ist an jedes UND-Glied 50 bzw. 52 angeschlossen. Diese Monoflops sprechen auf die negative gehende Hinterflanke der Signale 5OA bzw. 52A, F i g. 8, aus den UND-Gliedern 50 bzw. 52 an und

liefern dabei Ausgangsimpulse 51/4 bzw. 53/4 konstanter Dauer.

In weiteren UND-Gliedern 54,55 werden die Signale 5 \A und 52-4 bzw. 5OA und 33Λ kombiniert. Dabei liefert das UND-Glied 54 bei Bewegung des Übertragungsglieds 31 im Sinne des Pfeils eine Reihe von Impulsen 54/4, tue dem Vorwärts-Eingang V eines Vorwärts-Rückwärtszählers 56 zugeführt werden und in diesem summiert werden. Bei entgegengesetzter Bewegung des Übertragungsglieds 3t liefert das UND-Glied

10

55 eine Impulsreihe "55A, die dem Rückwärts-Eingang R des Vorwärts-Rückwärtszählers 56 zugeführt und in diesem subtrahiert wird.

Der Ausgang des ODER-Glieds 41 ist wie in F i g. 5 mit dem Rückstelleingang des Zählers 21 und d"r Ausgang des Vorwärts-Rückwärtszählers 56 mit dem Eingang des digitalen !Comparators 18 verbunden.

Die Funktion der hier nicht dargestellten Schaltkreise 1,5 und 18 bis 21 ist hier ebenso, wie im Zusammenhang mit F i g. 5 beschrieben worden ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. MeQvorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Länge eines an einer Maschine zu einem runden Wickel aufgespulten endlosen Materials, insbesondere eines Garns, wobei die Maschine ein bewegliches Glied aufweist, dessen Stellung mit dem Durchmesser des Wickels veränderlich ist; mit einem Srellungssensor, der ein mit dem beweglichen Glied mechanisch gekuppeltes Übertragungsglied und eine mit diesem zusammenwirkende Wandleranordnung zur Erzeugung eines Abtastsignals umfaßt; einem Impulsgeber, der bei jeder Umdrehung des Wickels ein Taktsignal erzeugt, und Schaltkreisen zum Auswerten der jeweils einem Taktsignal zugeordneten Abtastsignale und zum Erzeugen von Längensignalen aus diesen Abtastsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandlerapnrdnung eine Reihe (3) fest angeordneter optoelektronischer Elemente und das Übertragungsglied (4) einen mit dem beweglichen Glied (S) der Maschine mechanisch gekuppeltes Zeigerelement (4) umfaßt, das mit einem mit der Reihe (3) zusammenwirkenden Abdeckelement (4a) versehen ist, und daß ein vom Übertragungsglied (4, 14, 31) unabhängiger Impulsgenerator (5) zur Erzeugung von Zählimpulsen vorgesehen ist, wobei diese Impulse in einem Schaltkreis(6—11; 17—20; 38—43, 50—56, 18—20) zur Abfragung der Elementen-Reihe (3) verwendet werden, um die Stellung des Überiragungsgliedes (4) über der Elementenreihe (3) zu ermitteln und digkale Lä^enmeß-Signale (IM, 20A) herzuleiten.

2. Meßvorrichtung nach .£ ispruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schakkreise (17—20) zur Erzeugung von Längenmeß-Signalen in einem Mikroprozessor (μP)zusammengefaßt sind.

3. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler (12, 21) zur Summierung und Speicherung der digitalen Meß-Signale (11/4,20A) vorgesehen ist.