DE3630668C2

DE3630668C2 -

Info

Publication number: DE3630668C2
Application number: DE3630668A
Authority: DE
Inventors: Shuzo Joyo Jp Kawamura; Kenichi Kyoto Jp Inada
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1985-09-10
Filing date: 1986-09-09
Publication date: 1990-09-27
Also published as: US4866289A; DE3630668A1; IT8648428A0; IT1196611B; JPS6262937A

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspulform-Prüfvorrichtung für bewickelte Fadenspulen, entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1, vgl. US-SN 7 51 270.

Fadenspulen, die von einem automatischen Spulautomat, einer Zwirnmaschine oder -spindel oder dergleichen bewickelt sind, haben hinsichtlich ihrer Aufspulform aus verschiedenen Grün den bisweilen Fehler.

In den Fig. 10 (I) bis (V) sind typische Beispiele von Auf spulfehlern bei konischen Kreuzspulen dargestellt, die von einem automatischen Spulautomat bewickelt wurden. Fig. 10 (I) zeigt eine Fadenspule P 1 mit einem sogenannten Spinn gewebefehler, wobei an einem Spulenende T ein Faden Y 1 von der Fadenschicht nach außen abweichend aufgespult ist. Fig. 10 (II) zeigt eine Fadenspule P 2 mit einem fehler haften Ende. Dabei ist beispielsweise ein Faden ende Y 2 von dem Fadenspulenende gefallen und um die Auf nahmehülse gewickelt, als ein Fadenbruch auftrat. Fig. 10 (III) zeigt eine Fadenspule P 3, deren stirnseitiges Ende infolge einer Verringerung der Spulenspannung durch Abnahme des Chan gierens zu Beginn des Aufspulens, durch Schlupf oder der gleichen oder eine Ausbauchung gekräuselt ist. Fig. 10 (IV) zeigt eine abgestuft aufgespulte Fadenspule P 4, deren stirnseitige Endfläche einen nach innen abgestuften Abschnitt N aufweist, der aus fehlender Spulenspannung oder bandför migem Aufspulen herrührt. Fig. 10 (V) zeigt schließlich eine Fadenspule P 5 mit unebenen Wachstumsringen, deren Ursache eine unterschiedliche Spulenspannung infolge einer fehlerhaften Form einer Spinnspule an der Fadenzufuhrseite sein kann.

Bei den vorstehend beschriebenen Beispielen handelt es sich um fehlerhafte Aufspulformen in dem stirnseitigen Fadenspulenende, jedoch kann eine fehlerhafte Aufspulform ebenso in der äußeren Umfangsfläche der Fadenspule auf treten.

Wenn eine derartige fehlerhafte Fadenspule unverändert in einer Strickmaschine oder einer Webmaschine verwendet wird, kann die Fadenfreigabe nicht glatt erfolgen, was zu großen Änderungen der Fadenspannung, einem Heraus gleiten des Fadens und dergleichen führen und einen Faden bruch zur Folge haben kann.

Aus diesem Grunde werden die von einem Spulautomat be wickelten Fadenspulen einer Prüfung der Aufspulform un terzogen, wobei eine Bedienungsperson vor der Weiterlei tung der Fadenspulen zu einem nachfolgenden Arbeitsgang diese optisch begutachtet. Bei dieser Methode werden häufig kleine fehlerhafte Abschnitte übersehen, wobei ein Fehler bei der Überprüfung von dem jeweiligen Blickwinkel der Be dienungsperson abhängen kann.

Aus der US-SN 7 51 270 ist eine Aufspulform-Prüfvorrichtung bekannt geworden, bei der auf eine oder auf beide Stirn flächen der Fadenspule zwei streifenförmige Lichtbereiche schräg aufprojiziert werden. Die Lichtbereiche werden von einem rotierenden Spiegel abgetastet und mittels einer relativ komplizierten Schaltung ausgewertet. Die den strei fenförmigen Bereich erzeugenden beiden Lichtstrahlbündel fallen schräg und im gleichen Winkel von etwa 20° auf. Es werden also zwei streifenförmige Bahnen an der Stirn fläche der Spulen miteinander hinsichtlich der abgestrahl ten Lichtintensität verglichen. Das Verfahren ist schon wegen des Drehspiegels und der umfangreichen elektrischen Schaltung kompliziert und aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung eingangs genannter Art so zu verbessern, daß eine fehlerhafte Aufspulform einer bewickelten Fadenspule zuver lässig erfaßt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kenn zeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vor teilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält einen ersten Pro jektionsbereich zum Aussenden von Licht auf die Oberfläche einer Fadenschicht der zu prüfenden Fadenspule, wobei das Licht im wesentlichen im rechten Winkel auf die Oberfläche auftrifft, einen zweiten Projektionsbereich zum Aussenden von Licht, das in einer geneigten Richtung auf die Ober fläche der Fadenschicht auftrifft, einen ersten lichtempfan genden Bereich zur Aufnahme des von dem ersten Projektions bereich ausgesandten, reflektierten Lichts und einen zwei ten lichtempfangenden Bereich zum Empfang des von dem zwei ten Projektionsbereich ausgesandten, reflektierten Lichts.

In der Oberfläche der Fadenschicht ist ein spinnwebenartig vorstehender Abschnitt, der infolge des von der ersten Licht quelle ausgesandten Lichts einen Schatten bildet, klar zu erkennen, während abgestufte oder gekräuselte Abschnitte durch ihre Schatten klar in Erscheinung treten, die durch das von der zweiten Lichtquelle ausgesandte Licht hervorgerufen werden. Auf diese Weise können fehlerhafte Stellen, die bei Verwendung einer einzigen Lichtquelle leicht übersehen werden, zuverlässig ermittelt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung mit Bezug auf die Zeich nung näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 2 die Beziehung zwischen dem ersten Projek tionsbereich und dem ersten lichtempfangen den Bereich;

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Anordnung der ersten und zweiten Projektionsbereiche und der ersten und zweiten lichtempfangenden Be reiche;

Fig. 4 den Einfallswinkel des von dem ersten Projektionsbereich ausgesandten Lichts;

Fig. 5 den Einfallswinkel des von dem zweiten Projektionsbereich ausgesandten Lichts;

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitungseinrichtung der Lichtinforma tion;

Fig. 7 Signale, die durch Verarbeitung der Licht information erhalten werden;

Fig. 8 eine Methode zum Festsetzen einer Bezugs größe, mit der die ermittelten Signale ver glichen werden;

Fig. 9 eine andere Methode zum Festsetzen einer Bezugsgröße und

Fig. 10 (I)-(V) perspektivische Ansichten von Fadenspulen mit typischen Aufspulformfehlern.

Es wird zunächst auf die Fig. 1 bis 3 Bezug genommen. Eine Prüfvorrichtung 1 enthält einen ersten Projektions bereich 3, der aus einer ersten Lichtquelle 2 zum Aus senden von Licht gegen die Oberfläche T einer Garnschicht, einer Linse und dergleichen besteht, einen ersten licht empfangenden Bereich 4 mit einer Linse zur Aufnahme des von der Oberfläche T reflektierten Lichts, einem Bild sensor oder dergleichen, einen zweiten Projektionsbereich 6, der aus einer weiteren Lichtquelle 5 zum Aussenden von Licht gegen die Oberfläche T, einer Linse und dergleichen besteht, und einen zweiten lichtempfangenden Bereich 7 mit einer Linse zur Aufnahme des von der Oberfläche T reflek tierten Lichts, einem Bildsensor und weiteren Bauteilen.

Das von dem ersten Projektionsbereich 3 ausgesandte Licht 8 wird bei 10 durch einen reflektierenden Spiegel 9 im wesentlichen im rechten Winkel auf die Oberfläche T ge lenkt, während das reflektierte Licht 11 durch einen Spie gel 12 auf den ersten lichtempfangenden Abschnitt bzw. Bereich 4 ge lenkt wird. Das Licht 8 enthält parallele Lichtstrahlen. Der Einfallswinkel α 1 der optischen Achse 10 zu der Ober fläche T liegt nahe bei 90°. Es ist nicht möglich, den Winkel in dem Mechanismus stets exakt auf 90° einzustellen, jedoch ist der Einfallswinkel im wesentlichen ein rechter Winkel.

Ein reflektierender Spiegel 14 ist andererseits so ge neigt angeordnet, daß von dem zweiten Projektionsbereich 6 ausgesandtes Licht in einem spitzen Winkel α 2 über den reflektierenden Spiegel 14 auf die Oberfläche T trifft. Der Winkel α 2 ist auf einen geeigneten Wert fest gelegt, der im Bereich 0°< α 2 < 45° liegt. Außerdem gilt für die Winkel α 1 und α 2 die Beziehung α 1 < α 2.

In Fig. 4 befindet sich der spinnwebenartig verlaufende Faden Y 1 oberhalb der Oberfläche T. Wenn der Lichtstrahl 10 auf den Faden Y 1 trifft, wird dann, wenn der Winkel α 1 klein ist, der Abstand des Fadens zu dem Schatten auf der Oberfläche der Fadenschicht groß, wenn der von dem Faden Y 1 hervorgerufene Schatten auf die Oberfläche der Faden schicht fällt, wobei dies zur Folge hat, daß der Schatten blaß und schwach wird. Der Unterschied zu der von der übrigen, normalen Fadenschichtoberfläche reflektierten Lichtmenge ist gering, wohingegen der Schattenbereich klar wird, indem der Winkel α 1 so nahe wie möglich bei 90° gewählt wird. Infolgedessen sind der erste Projektions bereich 3 und der erste lichtempfangende Bereich 4 insbe sondere dafür geeignet, Fadenspulen auf das Vorhandensein der spinnwebenartigen Fehler zu untersuchen.

Wenn die Fadenspule P 4 eine abgestufte Aufspulform, ge kräuselte Oberflächenbereiche und dergleichen hat, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, dann hat die Oberfläche der Fadenschicht einen unebenen Abschnitt N. Bei einer derartigen Oberfläche ist der Unterschied zwischen hell und dunkel gering, wenn das Licht in einem rechten Winkel einfällt. Wenn hingegen der Einfallwinkel α 2 so klein wie möglich gewählt ist, wird der Unterschied der Licht menge des reflektierten Lichts 16 an dem abgestuften Ab schnitt N und der restlichen Fläche 17 deutlich sichtbar.

Die in Fig. 2 dargestellte Linse 18 ist entlang der op tischen Achse verschiebbar, so daß reflektiertes Licht 19, das die Linse 18 des lichtempfangenden Bereichs 4 durch laufen hat, ein reales Abbild auf einem Aufnahmeelement bilden kann. Eine Bedienungsperson kann vor der Messung die Abbildungsschärfe einstellen, während sie durch einen Sucher 21 blickt.

Von einer radialen Linie des Fadenschichtendes der Fadenspule reflektiertes Licht trifft auf das Aufnahmeelement des Bildsensors auf. Die licht empfangenden Bereiche 3 und 7 sind einander gegenüberliegend in der Weise angeordnet (Fig. 3), daß sie die Meßpositionen A und B einstellen bzw. festlegen. Das Bezugszeichen 35 bezeichnet einen Spiegel, der reflektiertes Licht zu dem lichtempfangenden Bereich 7 ablenkt.

Die Verarbeitung der von dem Bildsensor empfangenen Licht information wird nachfolgend mit Bezug auf Fig. 6 be schrieben. Es wird eine der Meßpositionen A und B be schrieben, jedoch wird die andere einer ähnlichen Verar beitung unterzogen.

Ein von dem Bildsensor 21 erhaltenes Lichtsignal LA wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, das dann in ein Signal umgeformt wird, das dazu geeignet ist, von einer Verstärkerschaltung 23 b über eine störunterdrückende Schaltung 22 a verarbeitet zu werden. Das Signal wird dann durch einen Analog-Digital-Umsetzer in ein Digitalsignal umgewandelt. Dieses Signal wird einer "Normalschaltung" 25 a zugeführt, um ein Signal zu bilden, das beispielsweise von Schwankungen der Lichtquelle unabhängig und daher zum Vergleich mit einem festgelegten Wert bzw. einer festgelegten Größe geeignet ist.

Das normalisierte Signal kommt in eine arithme tische Vergleichsschaltung 27 über eine Binärschaltung 26 a zum Vergleich mit einem vorbestimmten Wert 28 und zu zugehörigen Rechenoperationen.

Eine Lichtinformation LB, die von dem zweiten licht empfangenden Bereich 7 erhalten ist, wird in ähnlicher Weise verarbeitet. In diesem Falle ist die Änderung der Lichtmenge bei abgestuften und gekräuselten Fadenober flächenabschnitte groß, und ein Abschnitt abweichender Lichtmenge erscheint in einem relativ breiten Bereich des Aufnahmeelements. Aus diesem Grund kann der Analog-Digital- Umsetzer 24 b weggelassen werden.

Es sei beispielsweise angenommen, daß ein elektrisches Signal LA nach photoelektrischer Umwandlung eines von dem Bildsensor empfangenen, reflektierten Lichtes L 1 ist (Fig. 7). Die Strecke S entspricht der Strecke der Meßposi tion A des Spulenendes in Fig. 3. Das elektrische Signal LA wird durch den Entstörer 22 a in das Signal L 1 umgeformt. Ein Abschnitt 29 mit einem niedrigen Wert bzw. einer ge ringen Größe entspricht einem normalen Fadenschichtober flächenabschnitt des Spulenendes, und ein vorspringender großer Wert 30 entspricht einem fehlerhaften Abschnitt beispielsweise mit spinnwebenartigen Fäden oder abge stuften Abschnitten auf der Spulenoberfläche. Ein Abschnitt 31 mit einem mittleren Wert stellt keinen Fadenfehler dar, sondern resultiert aus Störungen. Das Signal L 1 wird einer Normalschaltung 25 a und einer Binärschaltung 26 a durch einen Verstärker 23 a und einem Analog-Digital-Umsetzer 24 a zugeführt, um zu einem Signal L 2 zu werden, das für einen Vergleich mit einer bestimmten Signalgröße geeignet ist. Die Binärsignalgröße L 2 wird mit einer Bezugsgröße V durch die Vergleichs- und Rechenoperationsschaltung 27 verglichen. Wenn ein Signalabschnitt 32 die Bezugsgröße V übersteigt, wird ein Signal L 3 einer Rechteckwellenform 34 abgegeben. (Fig. 7).

Gleichzeitig ist die Größe eines Signals, das den fest gesetzten Wert V nicht übersteigt, gleich Null. Der fest gesetzte Wert V kann entsprechend der Dicke und der Farbe der Fäden, der Präzision des Bildsensors, der Lichtinten sität der Lichtquelle und dergleichen geeignet gewählt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel hat das Signal L 2 eine Größe 32, die die festgelegte Größe V übersteigt, jedoch tritt auch bisweilen ein Abschnitt 35 auf, der kleiner als eine Größe 29 der Lichtinformation der nor malen Fadenschichtoberfläche oder eine Standardgröße ist, wie in Fig. 8 dargestellt ist, wobei hier die Bezuggröße V 1 auf einen Wert festgelegt ist, der kleiner als die Größe 29 ist.

Wenn zudem Abschnitte 36 und 37 zu entgegengesetzten Seiten der Standardgröße 29 vorstehen, wie in Fig. 9 dargestellt ist, können sie mit festgelegten Größen V 1 und V 2 ver glichen werden, die an entgegengesetzten Seiten der Stan dardgröße 29 vorgesehen sind, um ein gewünschtes Signal zu erhalten.

Nach dem Vorstehenden kann somit mit dem ersten Projektions bereich 3 und dem ersten lichtempfangenden Bereich 4 eine fehlerhafte Fadenspule ermittelt werden, bei der ein Faden beispielsweise in Spinnwebenart von der Fadenschichtober fläche abweicht. Mit dem zweiten Projektionsbereich 6 und dem zweiten lichtempfangenden Bereich 7 können Un ebenheiten der Fadenschichtoberfläche wie abgestufte und gekräuselte Bereiche von Fadenspulen ermittelt werden. Wenn die in Fig. 1 dargestellte Fadenspule an der Meß position vollständig um die Spulenhülse K gedreht ist, ist ein fehlerhafter Abschnitt durch eine der beiden licht empfangenden Bereiche 4 oder 7 erfaßt.

Wenn in Fig. 6 wenigstens eine der Lichtinformationen LA und LB so beurteilt wird , daß ein Fehler vorliegt, wird ein Fehlersignal abgegeben.

Die in Fig. 1 dargestellte Prüfvorrichtung kann selbst verständlich auch auf dem anderen Endabschnitt der Faden spule angeordnet werden, um eine weitere zuverlässige Aufspulformüberprüfung vorzunehmen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auch einen solchen fehlerhaften Abschnitt der Aufspulform zu ermitteln, der bei Überprüfung mittels einer einzigen Lichquelle nicht entdeckt würde, wodurch die Prüfung der Aufspulform mit höchster Zuverlässigkeit erfolgen kann.

Claims

1. Aufspulform-Prüfvorrichtung für bewickelte Fadenspulen, mit einem ersten Projektionsbereich (3) zum Aussenden von Licht auf die Oberfläche (T) einer Fadenschicht einer Faden spule (P), einem ersten lichtempfangenden Bereich (4) zur Aufnahme des von dem ersten Projektionsbereich (3) ausge sandten, an der Oberfläche (T) reflektierten Lichts, einem zweiten Projektionsbereich (6) zum Aussenden von Licht auf die Oberfläche (T) der Fadenschicht in einer zu der Ober fläche (T) geneigten Richtung, und einem zweiten licht empfangenden Bereich (7) zur Aufnahme von dem zweiten Projektionsbereich (6) ausgesandten, an der Oberfläche (T) reflektierten Licht, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von dem ersten Projektionsbereich (3) im wesent lichen im rechten Winkel auf die Oberfläche (T) auftrifft.

2. Aufspulform-Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite lichtempfangende Bereich (4, 7) jeweils einen Bildsensor (20) aufweisen.

3. Aufspulform-Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Umwandeln des von dem Bildsensor (20) empfangenen Lichtsignals in ein elektrisches Signal, eine Einrichtung zum Vergleich des elektrischen Signals mit einer festgesetzten Signalgröße und eine Einrichtung, die bei Überschreiten der festgesetzten Signalgröße ein Fehlersignal abgibt.