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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für
Strick- bzw. Wirkmaschinen, insbesondere für solche Maschinen, die zum
Stricken bzw. Wirken von Strumpfwaren oder Socken bestimmt sind, die
eine Anzahl von Garn- oder Fadenwächtern umfaßt, die zu jedem Garn
gehören, das in die Maschine eingeführt werden soll, wobei jeder der
Wächter in Reaktion auf eine Bewegung des Garns, die durch selbigen
erfaßt werden, ein Ausgangssignal erzeugt, um die Maschine
beispielsweise im Falle von Garn- oder Fadenbruch oder einer anderen
Störung beim Garneinzug über eine vorzugsweise elektronische
Steuereinheit, die mit den Fadenwächtern verbunden ist, anzuhalten.
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In verschiedenen Typen von Strickmaschinen, wie beispielsweise
automatische Strumpfwaren- und Sockenstrick- bzw. Wirkmaschinen, wird ein
oder werden mehrere Garne parallel in einem oder mehren Systemen und
mit variablen Geschwindigkeiten entsprechend dem Design und der Form
der Socke gestrickt bzw. gewirkt. Demzufolge kann zum Beispiel eine
Verstärkung oder ein Ersetzen des Garntyps in der Zwickelnaht, dem
(Fersen-) Endstück und dem Fußspitzenteil der Socke vorkommen. Hierzu
sind die Maschinen mit einem Programmechanismus eines mechanischen,
pneumatischen oder elektromechanischen Typs zum Steuern von
Garnführungen mit Scheren usw. ausgestattet.
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Um in einer wirksamen Weise die Garnenden unter Kontrolle an den nicht
arbeitenden Garnen zu halten sowie auf irgendwelche möglichen
Garnreste zu achten, sind die Maschinen auch mit einem Saugsystem
ausgestattet.
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Bei Fadenbruch, beispielsweise aufgrund der Stärke des Garns haben
schwache Bereiche oder fehlerhafte Knoten ausgesetzt, der
Nähmaschen- (Stich-) Schleifenoder Rippenbildung standzuhalten, wobei der
größte Teil solcher Brüche in dem Maschen(Stick-) Bildungsbereich
maßgeblich stattfindet. Normalerweise sind Losschlagbzw.
Knock-off-Vorrichtungen, die das Vorhandensein eines Garns oder eines Fadens
ermitteln und die als Standardausstattung in sämtlichen Maschinen vorhanden
sind, ungeeignet, diese Fehler zu ermitteln, da das Garn aufgrund der
Wirkung des Saugsystems noch unter ausreichender Spannung gehalten
wird. Falls nur ein Garn oder ein Faden verwendet wird, wird die
Nadelüberwachung geeignet sein, ungeöffnete Nadelverriegelungen zu
ermitteln und dessen ungeachtet die Maschine anzuhalten. Allerdings ist
es, wenn mehrere Garne parallel zueinander in demselben System
eingesetzt werden, nicht möglich, weder den Fehler auf diese Art zu
ermitteln, noch ist dies an modernen Maschinen mit positiv gesteuerten
Nadeln vom Compound-Typ möglich. Es ist gerade schwieriger, den Verlust
eines eingelegten Garns zu ermitteln, beispielsweise eines
Plüsch- bzw. Samtfadens in Sportsocken, da die Schleifenbildung des
Basisgarns noch stattfindet. Hierdurch kann die Maschine für eine
beträchtliche Zeit arbeiten und eine große Anzahl von defekten Produkten
herstellen, bevor der Fehler entdeckt wird.
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Um dieses Problem zu lösen, ist es nach dem Stand der Technik bekannt,
die Bewegung ermittelnde Garn- oder Fadenwächter einzusetzen (siehe
z. B. GB-A-2136832). Allerdings muß dies mit der Auswahl des Garns in
der Maschine synchronisiert werden. Die Montage zusätzlicher Sensoren,
z. B. von Microschaltern an Garnführungen oder deren
Auswahlmechanismus, ist bei vielen Maschinenmarken und Maschinenmodellen möglich,
während bei anderen Modellen dies aufgrund des Fehlens von
entsprechendem Raum nicht möglich ist. Eine solche Lösung erfordert auch
Hochqualitätsschalter, die in der extrem staubigen und öligen Umgebung
arbeiten können und zur gleichen Zeit kein Hindernis hinsichtlich des
Betriebs und des Service der Hauptmaschine bilden. Es ist ein große
Anzahl verschiedenartiger Maschinenmarken und Maschinenmodelle
vorhanden und die Installationszeit für die Verdrahtung ist beträchtlich.
Das Design und der Bereitstellungsraum für alle diese Variationen sind
ebenfalls kostenintensive Aspekte.
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Dieses Problem wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
daß die Steuereinheit Speicher- und Vergleichseinrichtungen enthält,
und die in diesem Fall dazu geeignet sind, während eines einleitenden,
fehlerfreien und zugelassenen Arbeits- oder Berichtszyklus der
Maschine für die Garneinzugsphase stehende Informationen in Form der
Ist-Struktur von Ausgangssignalen von den Fadenwächtern zu erfassen
und zu speichern, und desweiteren dazu geeignet ist sind, anschließend
während nachfolgender Arbeits- oder Berichtszyklen der Maschine die so
während des einleitenden, fehlerfreien und zugelassenen Arbeits- oder
Berichtszyklus erfaßte und gespeicherte Struktur von Ausgangsignalen
mit der Ist-Struktur von Ausgangssignalen zu vergleichen, die während
des laufenden, folgenden, Arbeits- oder Berichtszyklus erfaßt werden,
um für den Fall einer Diskrepanz zwischen selbigen ein Störungssignal
zum Anhalten der Maschine zu erzeugen. Die Steuereinheit ist
dahingehend betreibbar, die Informationen aufzunehmen oder zu registrieren,
die die Garneinzugsphase in Form der Struktur der Ausgangssignale von
den Garnwächtern bei dem Auftreten eines Impulses darstellen, der
einmal pro Maschinenumdrehung durch einen Signalgeber erzeugt wird, der
gleichfalls mit der Steuereinheit verbunden ist. Ein weiterer
Signalgeber, der in ähnlicher Weise mit der Steuereinheit verbunden ist,
arbeitet so, beim Beginn jedes Betriebszyklus in der Maschine einen
Impuls zu erzeugen und der Steuereinheit zuführen.
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In erster Linie ist das System der vorliegenden Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß der vorstehend erwähnte
Bewegungsermittlungs-Garnwächter selbst als ein Sensor verwendet wird, um während eines
Erfassungszyklus einen Speicherdatensatz bzw. -bank aufzubauen, im
Vergleich zu denen darauffolgende Arbeitszyklen arbeiten können. Im Fall
einer Diskrepanz der Ist-Struktur der Ausgangssignale von dem
vorstehend erwähnten Sensor und der korrekten Struktur der
Ausgangssignale, die während des Erfassungszyklus erfaßt und gespeichert wurden,
wird das System ein Stopsignal zu der betreffenden Maschine hin
erzeugen.
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Das System gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt im wesentlichen
folgende Komponenten:
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- einen Signalgeber (Sensor) zur Erfassung einer Garnbewegung oder
des nicht Vorhandenseins einer Garnbewegung;
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- eine Zentraleinheit mit Speicherfunktion;
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- Signalgeber zur Erzeugung eines Impulses pro Maschinenumdrehung;
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- Signalgeber zur Erzeugung eines Impulses mit jedem
Berichtszyklusbeginn.
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Der Betriebsmodus in dem System gemäß der vorliegenden Erfindung
arbeitet so, daß die Maschine auf einen neuen Arbeitszyklus mit der
Stopfunktion des Systems, die deaktiviert ist, gesetzt wird. Dies
bringt allerdings einen kleinen Nachteil mit sich, da die Maschine
noch konstant manuell in diesem Zustand und mit gewöhnlichen
Stopfunktionen überwacht wird. Nach der Annahme des Arbeitszyklus wird
eine Bestätigungstaste an der Zentraleinheit niedergedrückt. Die
Zentraleinheit erwartet danach den ersten Berichtsstartimpuls
(Zyklus-Startimpuls). Diese Signalgeber (Sensoren), die den Lauf des Garns
bei dem Auftreten jedes Umdrehungsimpulses ermitteln, werden dann
erfaßt und in der zentralen Steuereinheit gespeichert, wobei dieses
Verfahren bis zu einem solchen Zeitpunkt fortfährt, bei dem der nächste
Berichtsstartimpuls auftritt. Durch solche Einrichtungen wird eine
Speicherdatenbank in der zentralen Einheit in der Form einer Struktur
der Garnverbrauchs- oder Garnbewegungsfolge während eines
Maschinen- oder Berichtszyklus gebildet.
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Hiernach wird das System derart aufgebaut, daß die Stopfunktion
automatisch in dem Fall aktiviert wird, wenn eine Diskrepanz zwischen der
momentan erfaßten Struktur der Ausgangssignale von den
Garnbewegungssensoren bei jedem Umdrehungsimpuls und die Normwerte der
Sensorsignal-Strukturen bei jedem Umdrehungsimpuls, die in der
Speicherdatenbank der Zentraleinheit gespeichert sind, während des Berichtszyklus
auf.
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Bei dem Auftreten von Störungen, wenn die Maschine zu dem nächsten
Berichtsstart durch ein sogenanntes Kurzzyklusverfahren übergeht, ist
eine Rücksetztaste an der Zentraleinheit vorgesehen, die die
Stopfunktion unterbricht, bis der nächste Berichtsstartimpuls auftritt.
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Die Vorteile, die mit dem System gemäß der vorliegenden Erfindung
verbunden sind, sind für den fachmännischen Leser ersichtlich:
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- die Installation ist wesentlich dadurch vereinfacht, daß nur
Bewegungssensoren, Impulssignalgeber und eine Zentraleinheit
installiert werden müssen, und zwar in einem standardisierten Design
für alle Maschinentypen;
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- keine Anpassung der Sensoren an den Maschinentyp ist erforderlich;
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- in Betriebsabschnitten ist die Zuverlässigkeit dadurch verbessert,
daß verglichen mit Systemen nach dem Stand der Technik weniger
Elemente und Teile eingesetzt werden;
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- aus demselben Grund wird die Zugänglichkeit für den
Maschinenbediener in großem Maß verbessert;
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- alle bisher bekannten Maschinen können damit ausgerüstet (bedient)
werden.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in größeren
Einzelheiten nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Fig. 1 zeigt ein Flußdiagramm einer physikalischen Anwendung der
vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer
Ausführungsform zur Durcchführung der praktischen Anwendung gemäß Fig. 1.
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Die Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den Zeichnungen
dargestellt ist, kann bei einer Maschine zum Stricken bzw. Wirken von
unterschiedlichen Arten von Produkten, zum Beispiel Strümpfe oder
Socken, verwendet werden. Jeder der vorhandenen Fäden ist einem
Signalgeber zugeordnet, der betriebsmäßig ein elektrisches Signal auf die
Fadenbewegung hin abgibt. Weiterhin ist die Maschine mit einem
Signalgeber ausgestattet, der dahingehend betrieben werden kann, ein
elektrisches Signal oder einen Zeichenimpuls (als "flag" in den Figuren 1
und 2 bezeichnet) zu erzeugen, und der weiterhin eine
Fadenbewegungsermittlungsperiode während einer Maschinenumdrehung definiert, die
auch als eine Strukturstufe oder eine Strick- bzw. Wirkumdrehung
bezeichnet werden kann. Der Ausdruck Maschinenumdrehung bzw. Umlauf kann
auch dazu verwendet werden, auf einen Maschinenzyklus Bezug zu nehmen.
Die Produkte, die gestrickt bzw. gewirkt werden, bestehen aus einer
Anzahl von Strickzyklen oder Strukturabschnitten bzw. -stufen, die
zusammen das Produkt und deren Struktur bilden. Die Maschine umfaßt
auch einen Signalgeber, der so betreibbar ist, um ein elektrisches
Signal oder einen Sync-Impuls ("Sync" in den Figuren 1 und 2) bei dem
Beginn jedes Produkts und dadurch bei der Einleitung eines neuen
Musters bzw. einer Struktur zu erzeugen.
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Das elektronische Verbindungsdiagramm, das in Fig. 2 dargestellt ist,
ist im Prinzip für einen Fachmann aus sich heraus verständlich und
macht es dem fachmännischen Leser dieser Beschreibung möglich, eine
Vorrichtung zum Steuern bzw. Anzeigen des Herstellens von Strümpfen
oder Socken in einer Strick- bzw. Wirkmaschine in die Praxis
umzusetzen. Demzufolge zeigt Fig. 2 Hardware-Abschnitte, während Fig. 1
den Software-Teil oder ein Flußdiagramm für den Software-Teil
darstellt, der ebenfalls leicht in die Praxis gemäß den allgemein
bekannten Verfahren für einen Fachmann umsetzbar ist.
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Der Hardware-Teil gemäß Fig. 2 umfaßt eine Anzahl integrierter
Schaltkreise 1-11, die alle derzeit auf dem Markt erhältlich sind. Der
integrierte Schaltkreis IC3 ist ein Mikrocomputer, der durch ein Programm
gesteuert wird, das in dem integrierten Schaltkreis IC9 gespeichert
ist, bei dem es sich um einen Lesespeicher handelt, und er enthält das
Programm, das für die Funktion des Schaltkreises notwendig ist. Der
integrierte Schaltkreis IC8 ist ein Registrier- oder
Speicherschaltkreis. Der integrierte Schaltkreis IC10 ist ein AD-Wandler, während
der integrierte Schaltkreis IC2 sowohl ein Eingangs- als auch ein
Ausgangsschaltkreis ist. Der integrierte Schaltkreis IC7 ist ein
Batterie-Backup-Schaltkreis für den Registrierschaltkreis IC8, während die
integrierten Schaltkreis-Untereinheiten IC4, IC5 und IC6
Decodereinheiten bilden. Darüberhinaus sind die Symbole in dem
Verbindungsdiagramm allgemein verwendete Typen. Ein Schalter S1 ist mit dem
Eingangs- und Ausgangsschaltkreis IC2 zum Umschalten der Vorrichtung zu
und von einem Lernmodus oder einer Lernphase verbunden. Weiterhin ist
mit dem Schaltkreis IC2 eine Rücksetztaste "RESET" verbunden, die,
nach der Betätigung, immer eine Rücksetzung der elektronischen
Schaltkreise und des Programms zu dem Ausgangszustand bewirkt. Weiterhin ist
dort ein Sensorschaltkreis "SENS" eingebunden, der einen Zeichenimpuls
(Flag-Impuls) empfängt, der die Zeitperiode eines Zeichenimpulses
während der eine Fadenbewegung in jeder Strukturstufe oder jedem
Maschinenumlauf ermittelt werden soll, bestimmt. Weiterhin ist eine
Schaltkreiseinheit "SYNC" mit dem Eingangs- und Ausgangsschaltkreis
IC2 für eine Eingabe des "SYNC"-Impulses zu Beginn jedes Produkts
verbunden. Weiterhin ist mit dem Eingangs- und Ausgangsschaltkreis IC2
eine Anzahl von lichtemittierenden Dioden (LED's) LD1-LD4 zum Anzeigen
des Vorhandenseins eines Zeichenimpulses (Flagimpulses), eines
SYNC-Impulses des Gesamtprüf-CHK- und Lernmodus jeweils verbunden.
Weiterhin sind mit dem Eingangs- und Ausgangsschaltkreis IC2 zwei
Relais RE1 und RE2 verbunden. Beim Auftreten eines Signals, das eine
Alarm- und/oder Stopfunktion triggert, bewirkt das Relais RE1 die
Beleuchtung einer Anzeigelampe oder eines anderen Typs einer
Signalausgabeeinrichtung, während das Relais RE2 ein Anhalten der Maschine
bewirkt.
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Alle Fadenbewegungs-Signalgeber sind momentan erhältliche
Signalgebertypen und sie sind an der Maschine in einer für sich bekannten Art und
Weise installiert, damit sie durch die Fäden mindestens dann betätigt
werden, wenn diese sich bewegen, wobei sie parallel und mit dem
AD-Wandler IC10 über die Verbindungspunkte 9P14, 2P14 und 10P14
verbunden sind. Je mehr Fäden sich in einer Bewegung an jeder
Ermittlungsstelle befinden, desto größer wird das Signal zu dem
AD-Wandler hin sein und desto geringer wird das digitale Signal sein, das von
dem AD-Wandler ausgeht, wobei das digitale Signal einen Wert von 0 bis
255 besitzen kann. Die Empfindlichkeit der Signalgeber kann durch den
integrierten Schaltkreis IC11 und das Potentiometer P1 eingestellt
werden und sie wird durch den Schaltkreis, der mit dem
Verbindungspunkt IP14 verbunden ist, zugeführt.
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Unter Verwendung des Flußdiagramms in Fig. 1 als Ausgangspunkt wird
der Betriebsmodus des vorstehend beschriebenen Schaltkreises
beschrieben. Unabhängig von dem Hauptfluß von "START" zu "STOP" oder zu der
nächsten Strukturstufe ist auch ein "INTERRUPT" -Fluß vorhanden, der
bei dem beabsichtigten Wunsch für eine Lernphase abläuft, die bei
jedem zweiten Niederdrücken des Stromschalters oder des Schalters S1 in
Fig. 2 eingeleitet wird. Wie die Lernphase abläuft, ist in dem
Hauptfluß ersichtlich. Wenn der Strom eingeschaltet und eine Anzahl von
anfänglichen Verbindungsüberprüfungen durchgeführt worden ist, wartet
die Vorrichtung für einen SYNC-Impuls, bei dem es sich um den
korrekten Startimpuls handelt.
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Sobald ein SYNC-Impuls auftritt, wird festgestellt, daß die Struktur
der Stufe 0 eingeleitet worden ist. Unter der Bedingung, daß die
Gesamtprüfung richtig ist, wird in Frage gestellt, ob dort eine
Lernphase oder eine normale Erfassungsphase durchgeführt werden soll. Vor
dem Beginn eines vollständig neuen Produkts, zum Beispiel eine Socke,
muß natürlich immer eine Lernphase durchgeführt werden, in der die
Licht emittierende Diode LD4 beleuchtet wird. Unabhängig davon, ob
sich die Vorrichtung in ihrem Lernmodus oder Erfassungsmodus befindet,
wobei während dem letzteren die Licht emittierende Diode LD4 gelöscht
wird, erwartet die Vorrichtung einen Zeichenimpuls, der zur Folge hat,
daß die Struktur der Stufe 1 begonnen worden ist, und der CLR wird
freigemacht und der Registrierungsschaltkreis oder Speicherschaltkreis
IC8 (die Computerschaltkreise) werden auf Null gesetzt. Solange dort
ein Zeichenimpuls vorliegt, wird das Signal von dem AD-Wandler IC10 in
sehr kurzen Intervallen, zum Beispiel 100 Mikrosekunden, gelesen und
diese Ablesungen werden gespeichert oder in dem Speicherschaltkreis
IC8 registriert. Wenn der Zeichenimpuls verschwindet und die
Strukturstufe und der Maschinenumlauf abgeschlossen worden ist, wird der
Mittelwert der Auslesungen, die während der Impulszeichen durchgeführt
wurden, berechnet, und falls sich die Vorrichtung in dem Lernmodus
(LEARN) befindet, wird der resultierende Mittelwert gespeichert. Falls
sich andererseits die Vorrichtung in dem Erfassungsmodus befindet,
wird der so resultierende Mittelwert mit dem Wert verglichen, der
zuvor während einer Lernphase des Signals in der Strukturstufe, die
gerade betrachtet wird, gespeichert wurde. Falls die Differenz zwischen
dem Mittelwert, der während des Erfassungsvorgangs angekommen ist,
nicht mehr als eine bestimmte vorgegebene Anzahl von Einheiten von dem
gespeicherten Wert abweicht, geht die Vorrichtung zu der nächsten
Struktursufe über, allerdings wird, falls die Differenz größer ist,
ein Signal, das einen Alarm oder eine Stop-Funktion triggert, erzeugt,
wodurch die Relais RE1 und RE2 erregt werden. Nach der Fertigstellung
eines vollständigen Produkts oder einer kompletten Socke, die nach
einer Prüfung abgenommen worden ist, wird in dem Registrier- oder
Speicherschaltkreis IC8 ein Signalwert für jeden Maschinenumlauf
vorhanden sein, der in dem Erfassungsmodus (SENSE) mit dem berechneten
Mittelwert oder dem ermittelten Signal bei normalem Arbeitsbetrieb
verglichen wird.
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Während Fig. 1 eine automatische Umschaltung zu dem Lernmodus
darstellt, ist es, falls die gesamte Prüfung fehlerhaft ist, in den
meisten Fällen schwierig, einen automatischen Lernmodusablauf
durchzuführen. Falls die Gesamtprüfung fehlerhaft ist, sollte dies zu einem
Signal führen, das eine Alarm- und/oder Stopfunktion trickert.
Prinzipiell müssen alle Lernmodusdurchläufe überwacht werden und danach
muß das fertiggestellte Produkt inspiziert werden, bevor ein
Umschalten zu dem Erfassungsmodus durchgeführt wird. Nach dem Durchlauf einer
Lernphase oder eines Lernmodus und der Abnahme des so hergestellten
Produkts werden die Signale für jede Strukturstufe in dem
Registrier- oder Speicherschaltkreis IC8 gespeichert und die Maschine kann
für die Herstellung von identischen Produkten für mehrere Tage,
mehrere Wochen oder mehrere Monate ohne die Notwendigkeit einer
Durchführung einer neuen Lernphase betrieben werden.
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Demzufolge kann in jedem Maschinenumlauf irgendeine vorgegebene Anzahl
von Fäden oder Garnen und auch Fäden oder Garnen unterschiedlicher
Arten vorhanden sein, da die Vorrichtung jeden Maschinenumlauf
ermittelt und bestimmt, ob die Fadenbewegungen, die während des
Herstellvorgangs ermittelt wurden, ein Signal in dem momentanen
Maschinenumlauf abgeben, das zuvor mit einer sogenannten Master-Socke
oder der ersten, hergestellten Socke oder der Socke, die während der
Lernphase hergestellt worden ist, erhalten wurde. Da in jedem
Maschinenumlauf eine immense Anzahl von Erfassungsvorgängen durchgeführt
wird und da es bevorzugt der Mittelwert aller Erfassungen ist, der mit
dem zuvor gespeicherten Signal verglichen wird, sind verschiedene
Abweichungen in dem Signal zugelassen, ohne daß dadurch ein Anlaß
gegeben wird, die Maschine anzuhalten.
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Wenn die angehängten Ansprüche im Vergleich mit der vorstehend
dargestellten praktischen Anwendung der vorliegenden Erfindung gelesen
werden, wird der Ausdruck eine Mehrzahl von gemeinsamen,
aufeinanderfolgenden Signalen als das Signal von einem und demselben Strukturtsufe
in den gemeinsamen, aufeinanderfolgenden Produkten verstanden,
allerdings kann sie sich natürlich ebensogut auf Signale von verschiedenen,
gemeinsamen, aufeinanderfolgenden Strukturstufen in demselben Produkt
beziehen, wenn die Strukturstufen ähnlich sind und die registrierten
Signale für jede entsprechende Strukturstufe im wesentlichen ähnlich
sind oder sich nicht voneinander unterscheiden, und zwar um mehr als
die vorgegebene Anzahl der Einheiten, die zwischen einem registrierten
Signal und einem ermittelten Signal erlaubt sind, zum Beispiel der
berechnete Mittelwert einer Anzahl von Ermittlungen eines und
desselben Signals. Jeder Arbeits- oder Berichtszyklus kann eine oder mehrere
Maschinenumläufe oder sämtliche Maschinenumläufe einschließen, die
dazu notwendig sind, eine komplette Socke oder einen Strumpf zu
erhalten. Weiterhin kann eine Strukturstufe eine oder mehrere
Maschinenumläufe einschließen und eine Socke oder ein Strumpf kann eine oder
mehrere Strukturstufen umfassen.