DE3636751C2 - Verfahren zum Ermitteln der Begrenzungen einer Ballenschau bei Ballenöffnern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Begrenzungen einer Ballenschau bei Ballenöffnung.

Es sind Ballen­ fräsen bekannt, die Faserballen, die zu einer Ballenschau zusammengestellt sind, mittels gezahnter Öffnungsscheiben abfräsen. Die Öffnungseinrichtung wird mittels eines Fahr­ gestells an den in einer Linie aufgestellten Ballen bewegt. Die Positionierung der Ballenfräse entlang des Fahrweges und der Höhe geschieht wie auch in anderen Industriezweigen üblich mittels Wegmeßeinrichtungen und speicherpro­ grammierbaren Steuerungen. Die Schwierigkeit besteht in der Erfassung der Höhe und Längenposition der zu Blöcken zusammengestellten Ballenvorlage. Die Ballen weisen keine gleichmäßige Oberfläche auf und haben unterschiedliche Farbnuancen. Es ist bekannt, bei einer Lesefahrt die Fräse manuell entlang der Ballenblöcke zu bewegen oder die Werte per Hand einzugeben. Es ist auch gebräuchlich, die Höhe der Ballenblöcke während einer Lesefahrt mittels eines beweg­ lich gelagerten Tastrostes abzutasten und Anfang und Ende mit feststellbaren Reitern entlang der Fahrbahn festzulegen. Um den mechanischen Aufwand zu vermindern und den Automati­ sierungsgrad zu erhöhen sind weitere Vorschläge zur automa­ tischen Erfassung bekanntgeworden.

In der DE 31 35 272 A1 wird vorgeschlagen, die unterschied­ liche Struktur der Ballenschau mit einzelnen Lichttastungen zu erfassen und durch eine Mittelwertbildung einen Anhalts­ wert für die Höhe zu erhalten.

In der DE 33 35 793 A1 wird ebenfalls eine Mittelwertbildung durch Lichtschranken beschrieben, die durch ihre Anordnung das von den Tastrosten her bekannte Fräsen während der Lesefahrt erlauben. Die Abtastung mit Lichtschranken und Mittelwertbildung ist nicht nur sehr aufwendig, sie erlaubt auch nicht die Erfassung der gewünschten Materialkernhöhe. Die Ballen sind an ihrer Oberfläche zum Teil sehr flockig aufgelockert. Diese Auflockerungen werden von Licht­ schranken als Oberfläche erfaßt. Für das Abfräsen ist aber der dichtere Materialkern von Bedeutung. Durch die Lichtabtastung werden so dem Computer falsche, größere Höhen eingegeben. Dies führt zu einer stark verminderten Produktion oder zu Fehlmischungen in der Anfangsphase des Fräsprozesses.

Die DE 33 35 792 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die An­ fangs- und Endgrenzen der aufgestellten Ballenreihen un­ mittelbar durch einen Sensor festgestellt werden und der gemessenen Wegstrecke, wie von der Höhenmessung her bekannt, im Steuerungscomputer zugeordnet werden. Das beschriebene Verfahren kann nur Anwendung finden, wenn zwischen den einzelnen Ballengrenzen Lücken gelassen werden. Eine Berücksichtigung der Ballenstruktur ist nicht möglich. Die Lichtschranken neigen zur Verschmutzung und Fehlschaltungen durch kleine Flocken.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Feststellung der Oberflächengrenzen. Die Erfindung dient sowohl zum Erfassen der Höhe, der Länge und der Struktur der Ballen, beziehungsweise der zusammengestellten Ballenblöcke.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß erfolgt also die Erfassung indirekt durch die Messung der Leistung von Antriebsmotoren, die Walzen an­ treiben, welche unmittelbar mit dem Ballen in Berührung kommen. Die Leistung kann durch Drehmomentmessung, Wirk­ leistungsmessung, Phasenverschiebungsmessung oder in der einfachsten Form durch Messen der Stromaufnahme eines der Walzenantriebsmotoren erfolgen. Als Walzen dienen die Fräs­ walzen, es ist aber auch denkbar, die Leistung sogenannter Stützwalzen, die parallel zu den Fräswalzen verlaufen oder spezieller Fühlwalzen zu messen. Werden durch die Fräs­ walzen Fasern erfaßt, steigt der Motorstrom gegenüber dem Leerlauf an. Die Messung der Höhe geschieht beim Absenken des Fräskopfes auf den Ballen. Die Fräswalzen laufen im Leerlauf, bis sie die Oberfläche des Ballens erreichen. Werden die Fasern erfaßt, steigt die Stromaufnahme an. Ein Schwellwertschalter schaltet ab einem gewissen Stroman­ stieg. Der Schaltwert kann vorteilhaft so eingestellt werden, daß erst ab einem größeren Leistungsanstieg geschaltet wird. So können sehr gut Fehlmessungen durch punktweise Faseranhäufungen vermieden werden. Eine rech­ nerische Mittelwertbildung ist somit nicht notwendig. Während der Fräsfahrt über den Ballen oder Ballenblock bleibt die Fräswalze im Materialeingriff, die Motorleistung bleibt hoch, und der Schwellwertschalter bleibt betätigt. Gelangt die Fräse auf der Fahrt über einen niedrigen Ballen oder Ballenblock, sind keine Fasern mehr im Kontakt mit den Fräswalzen und der Schwellwertschalter fällt ab. Durch das Abfallen des Schwellwertschalters wird das Ende eines Blockes gleicher Höhe innerhalb einer Ballenreihe angezeigt. Der Fräskopf senkt jetzt ab, bis der Schwell­ wertschalter wieder anzieht und so die neue Höhe anzeigt. Es ist auch denkbar, mit der Walze gegen einen höheren Ballen zu fahren. Durch das Anfahren an einen höheren Ballen kommt die Walze an einer weiteren Seite mit Fasern in Berührung und der Strom steigt weiter an. Dies kann durch einen 2. Schwellwert, der über dem 1. liegt, festgestellt werden und die Fräseinrichtung zum Heben veranlassen. Liegt die Fräswalze nicht mehr seitlich an dem Ballen an, sinkt der Stromverbrauch unter den 2. Schwellwert und die Ballenhöhe ist ermittelt.

Sind die Abmessungen der Ballenblöcke ermittelt, kann die Meßvorrichtung die Abarbeitung kontrollieren. Fällt während der Abarbeitung der Strombedarf ab oder steigt an, kann dies ausgewertet werden und ein Umsetzen des Fräskopfes auf eine andere Ballenvorlage veranlassen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Fahrgestell 1 an dem ein Ausleger 2 zur Aufnahme der Fräswalzen F1 und F2 befestigt ist. Das Fahrgestell fährt mit dem Ausleger entlang der Ballen 5. Die Fräswalzen F1, F2 zupfen Fasern aus der Oberfläche 4 der Ballen 5 und schleudern sie in eine Abzugshaube 3. Die Fräswalzen F2, F2 werden durch die Motoren M1, M2 mit Keilriemen 6 angetrieben. Anfang und Ende eines Ballenblocks entsprechen der Lage der Stirnseiten 7.

Fig. 2 zeigt schematisch einen Schaltungsaufbau. Der Motor M ist an den drei Phasen L1, L2, L3 angeschlossen. Das Diagramm A/t zeigt schematisch die Stromaufnahme A über die Zeit t. Eine Spitze ergibt sich z. B. beim Aufsetzen auf einen Ballen. Die Stromaufnahme I in einer Zuleitung wird in einem Wandler T und durch Spulen in einem Verhält­ nis von z. B. 2 : 1 auf eine Stärke von maximal 6 A herunter­ transformiert. Ein Belastungswächter W setzt den Eingangs­ strom (0-6 A) und die gegen L1, L2, L3 gemessene Phasen­ verschiebung in eine proportionale Spannung U von 0-10 V um. Diese variierende Spannung ist proportional zur Belastung der Fräswalzen. Die Spannung wird einer Digitalisierungseinrichtung in Form eines Schwellwert­ schalters zugeführt. Hier kann ein bestimmter Wert z. B. 57 für 5,7 V eingestellt werden. Wird dieser überschritten, wird ein Signal in Form von z. B. 24 Volt Gleichstrom an einen Eingang einer speicherprogrammierbaren Steuerung SPS gegeben.

Die SPS steht in bekannter Weise mit Meßeinrichtungen z. B. einem Decoder zur Feststellung der Position des Auslegers in Verbindung. Die Auswertung der Walzenströme und die Werte der Positionsmeßeinrichtung können durch ein geeigne­ tes Programm zur Ermittlung der Höhe und Position der Ballenblöcke dienen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Ermitteln der Begrenzungen einer Ballenschau bei Ballenöffnern, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebskraft von rotierenden Walzen, die die Ballenoberfläche berühren, gemessen wird und durch Auswer­ tung des Meßergebnisses und des Bewegungsablaufs die Begrenzung festgestellt wird.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebskraft durch Messung des Drehmo­ mentes an der Walze, durch Messung der Wirkleistung der Stromaufnahme, der Phasenverschiebung, durch Messung einer Drehzahlverringerung des Walzenantriebsmotors oder der Walzen oder durch Messung des Schlupfes des Riemenantriebes gemessen wird.

3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als die rotierenden Walzen nach An­ spruch 1 die Fräswalzen oder Stützwalzen/Rückhaltewalzen dienen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erfassung der Ballenhöhe beim Absenken des Auslegers erfolgt und die Erfassung der Länge des Ballenblocks beim Längsverfahren erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das analoge Signal der Antriebskraftmessung durch mindestens einen festgesetzten Schaltpunkt ausge­ wertet und so digital im Steuerungsprozeß weiter verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer Anwendung von zwei parallelen rotierenden Walzen ein Ballenmessungswert erst erfaßt wird, wenn beide Walzenkräfte einen bestimmten Wert überschritten haben.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Ballenhöhe beim Heben des Fräskopfes erfolgt.