DE3526302A1 - Automatische vorrichtung zur ermittlung der lage des schussfadens und/oder der fluchtung der maschen bei wirk- und webwarenbahnen sowie zum steuern von schussrichtgeraeten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Mikroprozessor-Vorrichtung zur Ermittlung der Lage des Schussfadens und/oder der Fluchtung der Maschen bei _Web_ _oder wirkwarehbahnen -' sowie zum Steuern der entsprechenden Schussrichtgeräte.

Bei den zum Beispiel aus einer sogenannten "Rameuse" austretenden oder in einen "Palmer" eintretenden Warenbahnen müssen die Schussfäden genau normal zu den Kettfäden liegen.

Um an einer anderen Anordnung, d.h. bei verformter oder verzogener Ware, Berichtigungen vorzunehmen, werden Schussrichtgeräte benutzt.

Solche Geräte sollen so rasch wie möglich eingreifen und zu diesem 2weck sind verschiedene Arten davon entwickelt worden.

Bei einer ersten Anwendung ist ein Paar lichtelektrischer Zellen vorgesehen, die um einen Winkel von weniger als 45 versetzt angeordnet sind. Eine Drehscheibe,, die wenigstens einen Schlitz aufweist, tastet die Fadenfolge ab und ermittelt bei schiefen Fäden wechselnde Spannungen unterschiedlicher Frequenz. Daraus lässt sich eine Abweichung von der rechtwinkligen Lage zwischen Schuss und Kette folgern und man muss eingreifen und die Lage berichtigen.

Es sind mechanische Vorrichtungen bekannt, die die Abweichung zwischen Schuss und Kette durch Abtasten der Ware ermitteln, jedoch nur bei grö'sseren Fäden anwendbar sind und die Trägheit jeder mechanischen Vorrichtung aufweisen.

Eine weitere, insbesondere für Waren mit grossen Fäden geeignete Vorrichtung benutzt zwei Lichtflecken, die geneigt zur Ware angeordnet sind und einen spitzen Winkel einschliessen. Die Ermittlung an der entgegengesetzten Seite der durch die Normallaufabweichung der Fäden ausgelöste Lichtmengenänderung ermöglicht das Auffinden und die Berichtigung des Verzuges.

Es ist noch eine Vorrichtung bekannt, bei der wenigstens eine Lichtquelle und wenigstens ein lichtelektrischer Schlitzwandler an den entgegengesetzten Warenseiten angeordnet sind und bei Abweichung von der Parallelität zwischen Schussfäden und Wandler unterschiedliche Spannungen erzeugen, wobei diese Spannungen ihren Höchstwerten erreichen, wenn die Fäden parallel zu den lichtelektrischen Wandlern verlaufen.

So ermittelt diese Vorrichtung einen Fehler unbestimmter Grosse und man greift irgendwie mit geeigneten, weder raschen noch sofortigen Berichtigungen am Schussrichtgerät ein.

Man hat auch daran gedacht, zwei feste, mit gleichem Winkel aber in entgegengesetzter Richtung zum Schussfaden geneigte Zellen anzuordnen. Die beiden schrägen Zellen ergeben eine gleichwertige Spannung mit entgegengesetzten Zeichen und man kann dadurch die Rechtwinkligkeit des Schusses zur Kette mit Hilfe eines Instrumentes ermitteln.

Auch in diesem Fall ist man nicht in der Lage, die Berichtigung sofort vorzunehmen und es hat sich ausserdem gezeigt, dass sich diese Zellen nicht um mehr als 10 zur Normalrichtung des Schusses neigen lassen, weil sonst Betriebsstörungen entstehen.

Der deutschen Patentschrift 1 635 266 liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, den Wert des Ausschlagwinkels des Schussfadens vom Normallauf zur Kette zu ermitteln. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine schwingende Zelle vorgeschlagen, die vermag, einen gewissen Winkelöffnungsbereich zu einer Nullachse zu decken. Diese Zelle ist an Bord eines schwingenden Elements so angeordnet, dass sie der Lage der Schussfäden folgen, dieselbe ermitteln und messen sowie anschliessend die entsprechende Berichtigung vornehmen kann.

Dazu dreht das schwingende Element so lange, bis es sich in einer Lage befindet, in der die schwingende, stabförmige lichtelektrische Zelle die Höchstspannung erzeugt und dadurch die Grosse des Verzugswinkels ermittelt, wobei sie nach dieser Messung einen Impuls für die entsprechende Berichtigung abgibt.

Da die lineare Geschwindigkeit der Ware auch nahezu 200 m/min betragen kann und da die zur Ermittlung und zur entsprechenden Berichtigung erforderlichen Vorgänge nicht weniger als 5 Sekunden brauchen, wird eine erhebliche Menge Warenmeter mit falsch angeordnetem Schuss, unregelmässig und fehlerhaft hergestellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Ermittlung und eine unmittelbare entsprechende Berichtigung mit möglichst wenigem Warenausschuss gestattet und sich daher auf äusserst einfache Weise an Schussrichtgeräten mit Berichtigungselementen der Schrägheits- sowie der Krümmungsverformungen anschliessen lässt.

Der Erfindung liegt ausserdem die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, mit bei relativ hohen Geschwindigkeiten laufenden Web- und Wirkwaren jeder beliebigen Art zu arbeiten.

Diese und weitere Aufgaben werden mit einer automatischen Vorrichtung zur Ermittlung der Lage der Schussfäden und/oder der Fluchtung der Maschen bei laufenden Warenbahnen und zum Steuern von Geräten zum Richten der Fäden oder der Maschen gelöst, die in der Nähe der Ware angeordnete Lichtquellen und entsprechende, um die Achse des Lichtbündels drehbare lichtelektrische Geber umfasst und dadurch gekennzeichnet ist, dass die Lichtquellen und die entsprechenden Geber wenigstens zwei an der Zahl und an im wesentlichen zu einer Längsmittellinie der Ware.entgegengesetzten Seiten angeordnet sind, dass mit jedem der lichtelektrischen Geber je ein Indexmittel von vorbestimmten Winkelstellungen eines Vollwinkels zu einem Bezugswinkel drehfest und synchron verbunden ist und feste Mittel zum Ablesen dieser Winkelstellungen vorgesehen sind, dass ausserdem mit den lichtelektrischen Gebern und mit den Ablesungsmitteln ein Mikroprozessor in Wirkverbindung steht, der die Signale der Geber und der Indexmittel sofort erhält, die Höchststärke der Lichtbündel den entspreichenden Winkelstellungen der Indexmittel zuordnet, die Signale mit den richtigen Schussfaden- oder Maschenlage entsprechenden Signalen vergleicht und angemessene Steuersignale für die Richtgeräte verarbeitet und dass schliesslich Motoren vorgesehen sind, die die Drehung der Geber mit einer der Warengeschwindigkeit verhältnisgleichen Geschwindigkeit antreiben.

Die aufbau- und funktionsmässigen Merkmale sowie die Vortei-

Ie einer erfindungsgemässen Ermittlungs- und Steuervorrichtung werden nachstehend an Hand eines nicht beschränkenden in den beiliegenden schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:

.Fig. 1 eine Vorderansicht im Aufriss einer Vorrichtung mit vier am Ausgang eines Schussrichtgerätes angeordneten Gebern,

Fig. 2 eine Ansicht im Querschnitt nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht in vergrössertem Schnitt einer Lichtquelle und eines erfindungsgemässen Gebers, die an entgegengesetzten Seiten einer Warenbahn angeordnet sind, und

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie IV-IV von Fig. 3.

' In den Figuren 1 und 2 ist eine erfindungsgemässe Ermittlungs- und Steuervorrichtung, die zum Beispiel vier Lichtquellenf&der Scheinwerfer 11 und vier optische Drehköpfe 12 mit den entsprechenden lichtekektrischen Gebern 10 aufweist, am Aus- und/oder Eingang eines Schussrichtgerätes 13 angeordnet, wobei von diesen vier Paar Köpfe und Scheinwerfer je zwei an jeder Seite einer Längsmittellinie 14 in derselben Laufrichtung einer Web- oder Wirkwarenbahn 15 angeordnet sind.

Jeder Scheinwerfer 11 (Fig. 3) ist fest angeordnet und umfasst ein Gehäuse 16, eine Parabel 17, wo sich die mit Gleichstrom bei in Abhängigkeit von der Warenbahn 15 veränderlicher Spannung gespeiste Glühlampe 18 befindet, eine erste Lichtstreuungslinse 19 und eine zweite Lichtbündelungslinse 2 0 befinden, die den Lichtstrahl nach dem Drehkopf 12 hin fokussiert.

Das Innere des Scheinwerfergehäuses 16 ist schwarz und weist am vorderen Austrittsabschnitt eine dichte Schutzscheibe 21 auf. Jeder optische Drehkopf 12 umfasst ebenfalls ein festes Gehäuse 22, in dem ein Innenhalter 24 über einen Motor 25 und einen mechanischen Antrieb 2 6 auf Lagern 23 drehbar gelagert ist. Der drehbare Halter 24 weist im Bereich einer Stirnöffnung 2 7 ebenfalls eine Schutzscheibe 21 auf und enthält eine erste Blende 28 und eine erste Linse 29 zum Fokussieren des Lichtstrahles nach einer zweiten Linse 30 hin zur Bündelung des Lichtstrahls auf den lichtelektrischen Geber 10, wobei zwischen den beiden Linsen- eine zweite Blende 31 angeordnet ist, deren Öffnung bei 32 regelbar ist.

Drehfest und/oder synchron mit dem drehbaren Halter 24 ist an der Aussenseite eine Scheibe 33 angeordnet, die mit mehreren Indexrasten für Winkelstellungen kodiert ist, die gegenüber einem Signal oder Bezugswinkel 35 vorgegeben und durch feste Ab&esungsmittel 36 ermittelt v/erden, die an entgegengesetzten Seiten der Scheibe 33 angeordnet sind.

•Sowohl der lichtelektrische drehbare Geber 10 als auch die festen Ablesungsmittel 36 stehen über Verbindungslinien 37, 38 mit einem Mikroprozessor 39 in Wirkverbindung, der zum Beispiel im optischen Kopf 12 enthalten ist.

Das Beispiel der Figuren 1 und 2 zeigt, dass die Ortsmikroprozessoren 39 der Drehköpfe 12 jeweils mit einem zentralen Mikroprozessor 40 verbunden sind, der über Verbindungslinien 41 die einzelnen Daten sammelt, einander zuordnet, verarbeitet und den Motoren 42a und 42b des Schussrichtgerätes 13 Signale sendet, um die Berichtigung sowohl der Schrägheit als auch der Krümmung vorzunehmen.

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Die Berichtigungswirkung auf die Motren 42a und 42b erfolgt verhältnisgleich zum Verformungswinkel, um eine fast voll-Ständige Berichtigung des Fehlers vorzunehmen.

Der ermittelte und berechnete, zu berichtigende Winkel wird mit dem Winkel summiert, den die Berichtigungszylinder tatsächlich im Augenblick einnehmen, in dem sie durch die Motoren 42a und 42b dazu angetrieben werden, die Berichtigung fast vollständig vorzunehmen. Zu diesem Zweck kann die Winkelstellung der Zylinder zum Beispiel durch Potentiometer oder durch ähnliche Lageermittlungsmittel ermittelt werden.

Im Fall einer (nicht dargestellten) Reflexionsablesung sind die Lichtquellen und die lichtelektrischen Geber an der gleichen Seite der Warenbahn so angeordnet, dass der Einfallswinkel dem..Reflexionswinkel entspricht.

Der lichtelektrische Geber 10, auf den der zweckmässig ausgewählte, geklärte und zuletzt durch die Linse 30, die auch ein Prisma sein kann, gebündelte Lichtstrahl gerichtet wird, ist in diesem Beispiel eine lichtelektrische Zelle, kann jedoch auch aus einem Photovervielfacher, einem Phototransistor oder aus einer optoelektronischen integrierten Schaltung bestehen.

Das aus einem der Geber 10 austretende, elektronische Signal erreicht über die Linien 37 die einzelnen Mikroprozessoren 39, wo es verarbeitet wird.

Die Verarbeitung ist ausserdem eine Funktion der Signale, die von den Ablesungsmitteln 36, zum Beispiel von optischen Ablesern der Rasten 34 und der Null 35 an der Scheibe 33 kommen.

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Die Berechnung zum Zurechtbringen der Ware gegenüber der Lage der Berichtigungszylinder erfolgt auf pseudo-proportionaler Art,und zwar mit einem Hauptimpuls, der im Fall einer starken Verformung in der Lage ist, die Warenabweichung wenigstens 80%ig auszugleichen, und dann mit Nebenimpulsen, deren Dauer jeweils verhältnisgleich zur Restabweichung des Winkels zur Warengeschwindigkeit sind, und zwar so lange, bis die Ware 100%ig zurechtgestellt ist.

Selbstverständlich können die Scheibe und die Ableser auch getrennt vom drehbaren Innenhalter 24 über eine R .einen- oder Zahnradverbindung angeordnet werden.

Die Drehbewegung des die optische Gruppe 29, 30, 10 tragenden Halters 24, die über das durch den Motor 25 angetriebene Zahnradgetriebe 2 6 erzeugt wird, kann auch durch einen Riemenantrieb oder sogar durch einen Motor auf gleichwertige Art erzeugt werden, der in diesem Fall speziell mit drehbarem Halter und entsprechender optischer Gruppe sowie Geber hergestellt wird, die in der Hohlwelle des Rotors mit als Gehäuse dienendem Ständer angeordnet sind.

Die Drehzahl wird durch den Mikroprozessor geregelt und ist mit dem Lauf und mit der Art der Ware verhältnisgleich.

Auch die Änderung der Lichtausstrahlung des Scheinwerfers 11 hängt von der Warenart ab.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung besteht also aus einigen intelligenten Köpfen nach dem Prinzip der Intelligenzverteilung.

Da jeder Kopf seinen Mikroprozessor hat, ist er in der Lage

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ein Frage/Antwort-Gespräch mit einem zentralen Mikroprozessor zu führen, der das Ausmass der vorzunehmenden Berichtigungen bestimmt.

Besonders vorteilhaft ist ausserdem eine Verbindung zwischen dem zentralen Mikroprozessor und einer (nicht dargestellten) EDVA. Dadurch findet von der EDVA zum Mikroprozessor des Schussrichtgerätes und umgekehrt ein Gespräch statt, zum Beispiel über den Artikel, die Breite, usw., damit der zentrale Mikroprozessor des Schussrichtgerätes entscheiden kann, welche Berichtigung vorzunehmen ist und wie die Ablesung an jedem Drehkopf erfolgen soll.

Der zentrale Mikroprozessor gibt nämlich jedem Kopf das Ablesüngsprogramm durch, in dem sämtliche Berichtigungen bezüglich der Ablesung von schweren Fällen, d.h. für besonders komplizierte Waren, eingeschlossen sind.

Für besondere Wirk- oder Webwaren kann in den Fällen schwieriger Ablesung das Filtrieren gewisser Frequenzen vorgesehen werden: Hochpassfilter, Bandpassfilter, Tiefpassfilter, Filtrieren mit berechneten und dem Ortsmikroprozessor mitgeteilten Trennfrequenzen.

Am Ende der Bearbeitung kann der Mikrocomputer des Schussrichtgerätes der EDVA einen Bericht erstatten, damit sämtliche, das Produkt betreffende Angaben auch schaubildlich aufgezeichnet, zur Verfugung stehen, die eine eventuelle Untersuchung der vorzusehenden und zu planenden Prozesse und Massnahmen gestatten, um das Produkt zu verbessern und die Nachteile wenigstens zum Teil zu beseitigen.

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Patentanwälte Hirößfean Patent Attorneys \ Hansmann & Vogeser J Albert · Roßhaupter - Str. 65 D-8000 München 70 Tel. (089)760 3081 2 3. Juli 1985 Francis REY Automatische Vorrichtung zur Ermittlung der Lage des Schussfadens und/oder der Fluchtung der Maschen bei Wirk- und Webw warenbahnen. sowie zum Steuern von Schussrichtgeräten PATENTANSPRÜCHE

1.' Automatische Vorrichtung zur Ermittlung der Lage der Schussfäden und/oder der Fluchtung der Maschen bei Wirk- und Webwarenbahnen - und zum Steuern von Geräten zum Richten der Fäden oder der Maschen, die in der Nähe der Ware angeordnete Lichtquellen und entsprechende, um die Achse des Lichtbündels drehbare lichtelektrische Geber umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen und die entsprechenden Geber wenigstens zwei an der Zahl und an im wesentlichen zu einer Längsmittellinie der Ware entgegengesetzten Seiten, angeordnet sind, dass mit jedem der lichtelektrischen Geber

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je ein Indexmittel von vorbestimmten Winkelstellungen eines Vollwinkels zu einem Bezugswinkel drehfest und synchron verbunden ist und feste Mittel zum Ablesen dieser Winkelstellungen vorgesehen sind, dass ausserdem mit den lichtelektrischen Gebern und mit den Ablesungsmitteln ein Mikroprozessor in Wirkverbindung steht, der die Signale der Geber und der Indexmittel sofort erhält, die Höchststärke der Lichtbündel den entsprechenden Winkelstellungen der Indexmittel zuordnet, die Signale mit der richtigen Schussfaden- oder Maschenlage entsprechenden Signalen vergleicht und angemessene Steuersignale für die Richtgeräte verarbeitet, und dass schliesslich Motoren vorgesehen sind, die die Drehung der Geber mit einer der Warengeschwindigkeit verhältnisgleichen Geschwindigkeit antreiben.

2. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtelektrischen Geber im Inneren von entsprechenden Drehköpfen befestigt sind, die aus festen und dichten Gehäusen bestehen, wo Halter drehbar angeordnet sind, die Linsen zum Fokussieren und zur Bündelung der Lichtstrahlen sowie einstellbare Blenden zur Beseitigung der ausserachsigen Lichtstrahlen umfassen.

3. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das drehbare Indexmittel eine nach vorbestimmten Winkelabschnitten abgestufte Scheibe ist und dass die festen Ablesungsmittel optische Ableser sind.

4. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor Ortseinheiten,· die mit den einzelnen lichtelektrischen Gebern in Wirkverbindung stehen, sowie eine zentrale Einheit umfasst, die mit den

Ortseinheiten und mit den Richtgeräten in Wirkverbindung steht.

E>. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen an der einen Seite der Ware und die lichtelektrischen Drehgeber an der anderen Seite derselben angeordnet sind.

6. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ dass die Lichtquellen und die lichtelektrischen Geber an derselben Seite der Ware so angeordnet sind, dass der Einfallswinkel der Lichtquelle dem Reflexionswinkel bzw. der Achse des Gebers entspricht.

7. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geber in im Inneren von Rotorwellen ausgebildeten Hohlräumen angeordnet sind, wobei entsprechende Ständer den festen Teil dieser Geber bilden.

8. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikroprozessor die sich auf die falsche 'Lage der Schussfäden, auf die Art des Fehlers und auf seine Lage gegenüber der Länge des behandelten Warenstückes beziehenden Daten speichert und in einem das Fertigerzeugnis begleitenden Bericht zusammenfasst.

9. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Richtgeräte abgegebenen Steuersignale dem ermittelten Winkelfehler und der Momentstellung der Richtgeräte verhältnisgleich sind.

10. Automatische Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die abgegebenen Signale wenigstens ein er-

stes Hauptsignal, über das die Berichtigung fast vollständig vorgenommen wird, und ein zweites Nebensignal umfassen, über das die restliche Berichtigung und die Beseitigung des Fehlers vorgenommen werden.