DE3810414C2 - Winding machine for winding a warp beam - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Bewickeln eines Kettbaumes gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a winding machine for winding a warp beam according to the preamble of claim 1.
Bei Wickelmaschinen zum Bewickeln einer Spule besteht das Bedürfnis, einerseits die Länge des aufgewickelten Gutes zu ermitteln und/oder die Wickelgeschwindigkeit über den ganzen Wickelvorgang konstant zu halten. Hierzu ist aus der DE 32 19 132 A1 eine Wickelmaschine zum Bewickeln eines Kett baumes der eingangs genannten Art bekannt, die einen Tastfüh ler mit einer Lichtschranke verwendet, welche einen bestimm ten Abstand zum Wickelkörper haben muß, um den vom Wickel körper umgelenkten Lichtstrahl empfangen zu können. Dement sprechend muß der elektro-optische Tastfühler dem zunehmen den Umfang und damit dem zunehmenden Durchmesser des Wickel körpers mittels einer Servoeinrichtung nachgestellt werden. Dieses Nachstellsignal wird in einem Meßgerät auswerten, um den Durchmesser des Wickelkörpers zu bestimmen. Weiter ist das Meßgerat mit der Antriebsvorrichtung für eine Wickelvor richtung verbunden, um die Antriebsgeschwindigkeit in Abhän gigkeit von der Zunahme des Durchmessers so einzustellen, daß die Wickelgeschwindigkeit konstant bleibt. Bei dieser Wickelmaschine ist es nachteilig, daß sie aufgrund der Nachstell-Servoeinrichtung nicht nur sehr kompliziert ist, sondern auch relativ träge ist und eine zu geringe Genauig keit aufweist. Außerdem kann nur der Durchmesser des Wickel körpers erfaßt werden, hingegen ist die Lage der Achse des Kettbaumes und damit des Wickelkörpers nicht erfaßbar.In winding machines for winding a coil the need, on the one hand, the length of the wound product to determine and / or the winding speed over the to keep the entire winding process constant. This is from the DE 32 19 132 A1 a winding machine for winding a warp Tree of the type mentioned is known, which a Tastfü used with a light barrier that determines a certain must be at a distance from the winding body by the distance from the winding to be able to receive body-deflected light beam. Dement speaking, the electro-optical probe must increase the scope and thus the increasing diameter of the winding body are adjusted by means of a servo device. This adjustment signal is evaluated in a measuring device to determine the diameter of the winding body. Is further the measuring device with the drive device for a winding direction connected to the drive speed depending ability to adjust from the increase in diameter so that the winding speed remains constant. At this Winding machine, it is disadvantageous that due to the Adjustment servo device is not only very complicated, but is also relatively sluggish and too inaccurate ability. In addition, only the diameter of the wrap body are detected, however, the position of the axis of the Warp beam and thus the winding body not detectable.
Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Wickelma schine zum Bewickeln einer Spule derart auszubilden, daß ihre Genauigkeit verbessert und ihre Funktionsmöglich keiten vergrößert werden.The object of the invention is the above-mentioned winding dimension to form the machine for winding a coil in such a way that their accuracy improves and their functionality possible speeds are increased.
Die Aufgabe wird bei der eingangs genannten Wickelmaschine erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.The task is in the winding machine mentioned at the beginning solved according to the invention by the characterizing features of claim 1.
Dadurch, daß der Tastfühler nach dem Ultraschallprinzip arbeitet als ein gegen den Wickelkörper beziehungsweise Spule gerichteter ortsfester Wellen-Sender/Empfänger ausgebildet ist und das Meßgerät aus dem Zeitunterschied zwischen dem Absenden eines Wellenimpulses und dem Empfang des Echoimpulses den Durchmesser des Wickelkörpers bestimmt, ist eine wesentlich subtilere und damit genauere Bestimmung des Durchmessers möglich, wobei die Meßvorrichtung Durchmes serschwankungen insbesondere auch schneller erfassen kann, was wiederum schnellere Reaktionen ermöglicht. Außerdem ist die Meßvorrichtung durch die ortsfeste Anordnung der Tast fühlers wesentlich einfacher. Dies ermöglicht insbesondere auch die um eine ortsfeste Achse schwenkbare Anordnung des Tastfühlers, so daß dieser zu Eichzwecken gegen einen Eich reflektor geschwenkt werden kann, wodurch die Genauigkeit der Meßvorrichtung weiter verbessert wird. Außerdem ist die Meßrichtung in der Lage, auch die Umfangsformen der Spule beziehungsweise des Wickelkörpers zumindest in einer Dimension zu erfassen und deren Achslage zu bestimmen. Daraus ergeben sich weitere sehr vorteilhafte Anwendungsmög lichkeiten, so kann die Meßvorrichtung insbesondere auch dazu verwendet werden, beispielsweise eine Hebevorrichtung für eine Spule oder einen Wickelkörper zu steuern.Because the probe is based on the ultrasonic principle works as a against the bobbin respectively Coil directional fixed wave transmitter / receiver is trained and the measuring device from the time difference between sending a wave pulse and receiving it of the echo pulse determines the diameter of the winding body, is a much more subtle and therefore more precise determination of the diameter possible, the measuring device diam fluctuations in particular can also be detected more quickly, which in turn enables faster reactions. Besides, is the measuring device by the fixed arrangement of the probe feel much easier. This enables in particular also the arrangement of the pivotable about a fixed axis Probe, so that this for calibration purposes against a calibration reflector can be pivoted, increasing the accuracy of the Measuring device is further improved. Besides, that is Measuring direction able to also measure the circumferential shapes Coil or the winding body at least in of a dimension and determine its axis position. This results in further very advantageous application possibilities the measuring device can in particular also can be used, for example, a lifting device for a spool or a bobbin.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Wickelmaschine sind in den Ansprüchen 2 bis 6 beschrieben. Advantageous embodiments of the winding machine are in the Claims 2 to 6 described.
Besonders vorteilhaft ist es, die Meßvorrichtung mit einer Eichvorrichtung gemäß Anspruch 2 auszustatten, so daß sich die Meßvorrichtung laufend selbst überwachen und justieren kann. Dadurch wird die Genauigkeit der Wickelmaschine weiter verbessert.It is particularly advantageous to use a measuring device Equip calibration device according to claim 2, so that continuously monitor and adjust the measuring device yourself can. This increases the accuracy of the winding machine improved.
Weiter kann die Meßvorrichtung nach Anspruch 3 dahingehend ausgestaltet sein, daß sie anhand der Umdrehungszahlen auch die Länge des auf dem Wickelkörper aufgewickelten Wickelgutes bestimmen kann.Furthermore, the measuring device according to claim 3 can be designed so that they also based on the number of revolutions the length of the winding material wound on the winding body can determine.
Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung der Wickelmaschine nach Anspruch 4. Die Meßvorrichtung kann so zur Steuerung der Wickelgeschwindigkeit, insbesondere zur Konstanthaltung der Wickelgeschwindigkeit während des Wickelvorganges verwen det werden. Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 5 oder 6, da es dadurch möglich ist, insbeson dere große und schwere Spulen selbsttätig an der Wickel achse auszurichten.The formation of the winding machine is particularly advantageous according to claim 4. The measuring device can be used for control the winding speed, especially to keep it constant use the winding speed during the winding process be det. An embodiment is also particularly advantageous according to claim 5 or 6, since it is possible, in particular large and heavy coils automatically on the reel align axis.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below of the drawings, showing:
Fig. 1 eine Wickelmaschine mit der Meßvor richtung in schematischer schaubild licher Darstellung; Figure 1 is a winding machine with the Meßvor direction in a schematic diagram Licher representation.
Fig. 2 eine erste Wickelmaschine mit einer Hebevorrichtung, in Seitenansicht; Fig. 2 is a first wrapping machine with a lifting device, in side view;
Fig. 3 eine zweite Wickelmaschine gemäß Fig. 1 mit einer Hebevorrichtung, in Seitenansicht. Fig. 3 shows a second winding machine according to FIG. 1 with a lifting device, in side view.
Die in Fig. 1 dargestellte Wickelmaschine 2 zum Bewickeln einer Spule enthält eine Meßvorrichtung 4 und ist wie folgt aufgebaut. Die Spule 6 ist um eine Wickelachse 8 drehbar und wird mittels eines Motors 10 angetrieben. Die Meßvorrichtung enthält einen Tastfühler 12, der nach dem Ultraschallprinzip arbeitet und als Sender/Empfänger ausge bildet ist und gegen die Spule beziehungsweise den darauf zu wickelnden- Wickelkörper 7 gerichtet ist. Der Tastfühler 12 ist an einer Schwenkvorrichtung 14 angeordnet, die ein Zahn rad 16 mit einem angreifenden Servomotor 18 aufweist. Mittels der Schwenkvorrichtung 14 ist der Tastfühler um eine Achse 20 verschwenkbar, die parallel zur Wickelachse 8 liegt. Der Tastfühler 12 ist mit einem Meßgerät 22 verbunden, welches einen nicht näher dargestellten Rechner enthält. Das Meßge rät ist ferner mit einem Umdrehungszähler 24 verbunden, um die Umdrehungszahlen der Spule beziehungsweise des Wickelkörpers zu erfassen. Weiter ist das Meßgerät mit einem Steuergerät 26 für den Motor 10 der Wickelvorrichtung gekop pelt. Schließlich enthält die Meßvorrichtung noch eine Eichvorrichtung 28 mit einem in einem bestimmten Abstand a vom Tastfühler 12 angeordneten Eichreflektor 30, gegen den der Tastfühler vorzugsweise periodisch schwenkbar ist.The winding machine 2 shown in FIG. 1 for winding a coil contains a measuring device 4 and is constructed as follows. The coil 6 is rotatable about a winding axis 8 and is driven by a motor 10 . The measuring device contains a probe 12 , which works on the ultrasonic principle and is formed as a transmitter / receiver and is directed against the coil or the winding body 7 to be wound thereon. The touch sensor 12 is arranged on a swivel device 14 which has a toothed wheel 16 with an attacking servo motor 18 . By means of the pivoting device 14 , the touch sensor can be pivoted about an axis 20 which is parallel to the winding axis 8 . The touch sensor 12 is connected to a measuring device 22 , which contains a computer, not shown. The Meßge advises is also connected to a revolution counter 24 to detect the number of revolutions of the coil or the bobbin. Furthermore, the measuring device is coupled with a control device 26 for the motor 10 of the winding device. Finally, the measuring device also contains a calibration device 28 with a calibration reflector 30 arranged at a certain distance a from the touch sensor 12 , against which the touch sensor is preferably periodically pivotable.
Die Meßvorrichtung funktioniert wie folgt:
Der gegen die Spule 6 beziehungsweise den Wickelkörper 7
gerichtete Tastfühler 12 sendet Ultraschallwellenimpulse aus,
die an der Spule 6 beziehungsweise am Wickelkörper 7
reflektiert und vom Tastfühler 12 wieder aufgenommen werden.
Das Meßgerät 22 bestimmt aus dem Zeitunterschied zwischen
dem Absenden des Wellenimpulses und dem Empfang des Echoim
pulses den Durchmesser des Wickelkörpers und zeigt diesen am
Anzeiger 32 an. Um die Genauigkeit des Meßgerätes zu erhöhen
und insbesondere die die Meßgenauigkeit allenfalls beein
trächtigenden Faktoren wie schwankende Lufttemperaturen,
Luftdruck und Feuchtigkeit auszugleichen ist die Eichvorrich
tung 28 vorhanden, an der die Meßvorrichtung gelegentlich
oder vorzugsweise periodisch geeicht wird. Hierzu wird der
Tastfühler 12 mittels der Schwenkvorrichtung 24 gegen den
Eichreflektor 30 bewegt. Der vom Eichreflektor kommende
Echoimpuls wird in einem Vergleicher im Meßgerät mit einem
gespeicherten Eichimpuls verglichen und daraus ein Korrektur
faktor ermittelt, um den der ermittelte Durchmesser des
Wickelkörpers korrigiert wird.The measuring device works as follows:
Directed against the coil 6 and the winding body 7 touch probe 12 emits ultrasonic wave pulses, which are respectively reflected at the spool 6 on the winding body 7 and resumed from the feeler 12th The measuring device 22 determines the diameter of the winding body from the time difference between the sending of the wave pulse and the reception of the echo pulse and displays this on the indicator 32 . To increase the accuracy of the measuring device and in particular to compensate for the measuring accuracy, if any, factors such as fluctuating air temperatures, air pressure and moisture, the calibration device 28 is present, on which the measuring device is occasionally or preferably periodically calibrated. For this purpose, the touch sensor 12 is moved against the calibration reflector 30 by means of the swivel device 24 . The echo pulse coming from the calibration reflector is compared in a comparator in the measuring device with a stored calibration pulse and a correction factor is determined therefrom by which the determined diameter of the winding body is corrected.
Da das Meßgerät 22 auch mit dem Umdrehungszähler 24 der Spule beziehungsweise des Wickelkörpers verbunden ist, kann das Meßgerät aus den Umdrehungen, die beispielsweise am Anzeiger 34 angezeigt werden, und dem jeweiligen Durchmesser die Länge des auf dem Wickelkörper aufgewickelten Wickelgutes bestimmen und am Anzeiger 36 anzeigen. Schließlich enthält das Meßgerät noch einen Anzeiger 38, der mit dem Steuergerät 26 für den Motor 10 verbunden ist und dessen Drehzahlen pro Minute anzeigt. Mittels eines ebenfalls vorhandenen Steuer gliedes 40 kann die Umdrehungszahl des Antriebsmotors 10 eingestellt werden. Weiter sind am Steuergerät noch eine Starttaste 42 und eine Stoptaste 44 vorhanden.Since the measuring device 22 is also connected to the revolution counter 24 of the coil or the winding body, the measuring device can determine the length of the winding material wound on the winding body from the revolutions, which are displayed, for example, on the indicator 34 and the respective diameter, and can display this on the indicator 36 . Finally, the measuring device also contains an indicator 38 which is connected to the control device 26 for the motor 10 and which shows the rotational speeds per minute. By means of an existing control member 40 , the number of revolutions of the drive motor 10 can be set. There are also a start button 42 and a stop button 44 on the control unit.
Die in Fig. 2 dargestellte Wickelmaschine (Zettelmaschine) enthält die Wickelvorrichtung 2 und die Meßvorrichtung 4 der Fig. 1. Zusätzlich ist die Wickelmaschine noch mit einer Hebevorrich tung 46 ausgestattet, deren Antrieb 48 mit dem Meßgerät 22 verbunden ist. Der Tastfühler 12 ist mittels der Schwenkvor richtung 14 in definitiver Weise auf und abschwenkbar und kann dabei die Kontur der Spule 6 abtasten. Dabei ermit telt der Tastfühler 12 mit dem Taststrahl S1 den oberen Rand der Kontur der Spule und mit dem Taststrahl S2 den unteren Rand. Aus den Taststrahlen S1 und S2 ermittelt der Rechner des Meßgerätes, daß sich die Achse der Spule in der Höhe des Taststrahles S3 befinden muß. Da die Schwenkbewegung des Tastfühlers mittels der Schwenkvorrichtung definiert ist, weiß das Meßgerät, welchen Schwenkwinkel der Tastfühler 12 auszuführen hat, bis die Wickelachse 8 erreicht ist. Dement sprechend kann das Meßgerät einen entsprechenden Antriebsim puls an den Antrieb 48 der Hebevorrichtung 46 übermitteln, so daß diese die Spule koaxial zur Wickelachse 8 anhebt. Dadurch kann die Meßvorrichtung auch die Handhabung der an sich schweren Spule für Wickelmaschine erleichtern.The winding machine shown in Fig. 2 (slip machine) contains the winding device 2 and the measuring device 4 of Fig. 1. In addition, the winding machine is also equipped with a lifting device 46 , the drive 48 is connected to the measuring device 22 . The feeler 12 can be pivoted up and down in a definite manner by means of the swiveling device 14 and can scan the contour of the coil 6 . In this case, the probe 12 detects the upper edge of the contour of the coil with the probe beam S1 and the lower edge with the probe beam S2. From the scanning beams S1 and S2, the computer of the measuring device determines that the axis of the coil must be at the height of the scanning beam S3. Since the pivoting movement of the probe is defined by the pivoting device, the measuring device knows which pivot angle the probe 12 has to carry out until the winding axis 8 is reached. Accordingly, the measuring device can transmit a corresponding drive pulse to the drive 48 of the lifting device 46 so that it lifts the coil coaxially with the winding axis 8 . As a result, the measuring device can also facilitate the handling of the heavy coil for the winding machine.
Eine weitere Möglichkeit der Steuerung einer Wickelmaschine ist in Fig. 3 dargestellt. Die Wickelmaschine enthält die Wickelvorrichtung 2 und die Meßvorrichtung 4 der Fig. 1. Zusätzlich ist die Wickelmaschine noch mit einer Hebevorrich tung 46 ausgestattet, deren Antrieb 48 mit dem Meßgerät 22 verbunden ist. Der Tastfühler 12 wird dabei in eine definier te Position S4 verschwenkt. Die Spule wird aus der Aufnahmestellung I gehoben. In der Stellung II und III wird der Durchmesser des Kernes 50 der Spule 6 und seine Höhenlage h1 ermittelt. Der Rechner berechnet daraus die Höhe h2 = h3 - h1 bis zur Wickelachse 8 (Stellung IV), um die die Spule noch gehoben werden muß. Der Antrieb erhält somit vom Rechner die bis zum Erreichen der Wickelachse noch nötige Anzahl Antriebsimpulse. Danach schwenkt der Tastfühler wieder in die Wirkstellung für Durchmesser-Meßung S5.Another possibility of controlling a winding machine is shown in FIG. 3. The winding machine contains the winding device 2 and the measuring device 4 of FIG. 1. In addition, the winding machine is also equipped with a lifting device 46 , the drive 48 of which is connected to the measuring device 22 . The feeler 12 is pivoted into a defined position S4. The coil is lifted out of the receiving position I. In positions II and III, the diameter of the core 50 of the coil 6 and its height h 1 are determined. From this, the computer calculates the height h 2 = h 3 - h 1 up to the winding axis 8 (position IV) by which the coil still has to be lifted. The drive thus receives from the computer the number of drive pulses required until the winding axis is reached. Then the probe swings back into the active position for diameter measurement S5.
aa
Abstand
S1 Taststrahl oben
S2 Taststrahl unten
S3 Taststrahl Achse
S4 Taststrahl in Position zu Kerndurch
messer-Messung
S5 Taststrahl in Position zu Wickeldurch
messer-Meßung
h1 Teilwegstrecke
h2 Teilwegstrecke
h3 Höhe zwischen Startstellung und Wickel
stellung
distance
S1 probe beam above
S2 probe beam below
S3 probe beam axis
S4 probe beam in position for core diameter measurement
S5 probe beam in position for winding diameter measurement
h1 partial route
h2 partial route
h3 Height between start position and winding position
22nd
Wickelvorrichtung
Winding device
44th
Meßvorrichtung
Measuring device
66
Spule
Kitchen sink
77
Wickelkörper
Bobbin
88th
Wickelachse
Winding axis
1010th
Motor
engine
1212th
Tastfühler
Touch probe
1414
Schwenkvorrichtung
Swivel device
1616
Zahnräder
Gears
1818th
Servomotor
Servo motor
2020th
Achse
axis
2222
Meßgerät
Measuring device
2424th
Umdrehungszähler
Revolution counter
2626
Steuergerät für Control unit for
1010th
2828
Eichvorrichtung
Calibration device
3030th
Eichreflektor
Calibration reflector
3232
Anzeiger für Durchmesser
Diameter indicator
3434
Anzeiger für Umdrehungen
Rotation indicator
3636
Anzeiger für Länge
Length indicator
3838
Anzeiger für Umdrehungen/min.
Indicator for revolutions / min.
4040
Steuerglied
Control link
4242
Starttaste
Start button
4444
Stopptaste
Stop button
4646
Hebevorrichtung
Lifting device
4848
Antrieb
drive
5050
Kern von Core of
66
Claims (6)
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