DE3942406A1 - Bedienroboter zur bedienung einer spinnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Bedienroboter zur Bedienung einer Spinnmaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine, welche eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Spinn­ stellen aufweist, entlang denen der Bedienroboter verfahrbar ist, mit einem relativ zum Robotergestell vertikal auf- und abbewegbaren Bedienautomat, insbesondere Fadenansetzautomat, an dem wiederum zumindest ein bewegliches Bedienelement gela­ gert ist, mit Antriebseinrichtungen für den Bedienautomat und das Bedienelement sowie mit einer den Antriebseinrich­ tungen zugeordneten elektronischen Steuereinheit.

Mittels derartiger Bedienroboter können unterschiedliche Be­ dienungsarbeiten an den jeweiligen Spinnstellen einer betref­ fenden Spinnmaschine automatisch durchgeführt werden. Ein solcher Bedienroboter ist im allgemeinen entlang den jeweils eine antreibbare Spindel zur Aufnahme einer Spinnhülse auf­ weisenden Spinnstellen verfahrbar und beispielsweise zur Be­ hebung eines Fadenbruches an einer betreffenden Spinnstelle einsetzbar. In diesem Falle kann durch einen jeweiligen Be­ dienroboter beispielsweise sichergestellt sein, daß das von einem Streckwerk gelieferte zu spinnende Material wieder auf die der Spinnstelle zugeordnete Spinnhülse aufgewickelt wird, wobei insbesondere ein Hilfsfaden mit einem Ende auf der Spinnhülse angewickelt und mit dem anderen Ende zu dessen Verbindung mit dem zu spinnenden Material an dieses angesetzt werden kann. Beispielsweise zur automatischen Durchführung des Anwickelvorgangs ist es erforderlich, daß der bezüglich des Robotergestells vertikal auf- und abbeweg­ bare Bedienautomat bzw. Fadenansetzautomat zumindest zeitwei­ se mit der Ringbank der betreffenden Spinnmaschine auf- bzw. abbewegt wird.

Bei beispielsweise aus der DE-AS 25 01 338 und der US 36 28 320 bekannten Automaten stützt sich der vertikal beweg­ bare Bedienautomat während der mit der Ringbank erfolgenden Bewegung auf der Ringbank ab. Die jeweilige Lage des Bedie­ nungsautomaten relativ zur Ringbank ist hierbei zwar genau definiert. Von Nachteil ist jedoch, daß der Ringbankantrieb sowie die Ringbank selbst zusätzlich belastet werden.

Gemäß der US 34 45 997 ist der betreffende Automat mit einem mechanischen Fühler ausgestattet, der die Endstellungen bzw. Umkehrpunkte der Ringbankbewegungen erfaßt und für eine ent­ sprechende Ansteuerung des betreffenden Antriebsmotors des Bedienungsautomaten sorgt. Demnach muß der Antriebsmotor den Bedienungsautomaten zumindest zeitweise mit einer Geschwin­ digkeit bewegen, die größer als die der Ringbank ist. In diesem Falle läßt insbesondere die Genauigkeit der Nachfüh­ rung des Bedienautomaten zu wünschen übrig.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Bedienroboter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen zumindest zeitweise zusammen mit einem bewegbaren Spinnmaschinenteil zu bewegender Bedienautomat mit einfachsten Mitteln zuverläs­ sig und äußerst genau nachführbar ist, ohne daß das betref­ fende bewegbare Spinnmaschinenteil in irgendeiner Weise zu­ sätzlich belastet wird. Ferner soll eine jeweilige Sollposi­ tion des Bedienelements problemlos und genau ansteuerbar sein.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Bedienautomat Mittel zur kontinuierlichen berührungslosen Ab­ tastung der momentanen relativen Position des Bedienautoma­ ten bezüglich eines in gleicher Richtung bewegbaren Spinnma­ schinenteils und/oder der momentanen relativen Position des Bedienelements bezüglich des Bedienautomaten zugeordnet sind, daß die Abtastmittel jeweils wenigstens einen Sender zur Erzeugung eines begrenzten, insbesondere optischen, elek­ trischen, magnetischen oder akustischen Abtastfeldes sowie wenigstens einen, mit der Steuereinheit verbundenen Detektor umfassen, und daß die jeweilige Antriebseinrichtung durch die Steuereinheit in Abhängigkeit vom Detektorsignal derart ansteuerbar bzw. regelbar ist, daß eine vorgegebene relative Sollposition beibehalten wird, bei der das Abtastfeld durch das abgetastete Objekt in insbesondere zwei unterschiedlich beeinflußte Feldbereiche mit definierter Lage der zwischen den Bereichen liegenden Grenze aufgeteilt ist.

Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, daß selbst bei be­ wegtem Spinnmaschinenteil, beispielsweise der Ringbank einer Ringspinnmaschine, der in der gleichen Richtung wie dieses Spinnmaschinenteil bewegbare Bedienautomat berührungslos exakt relativ zum Spinnmaschinenteil positionierbar ist. Ir­ gendeine zusätzliche Belastung des beweglichen Spinnmaschi­ nenteils, z. B. der Ringbank, tritt hierbei nicht auf. So kann beispielsweise während des Anwickelvorgangs der Bedien­ automat bzw. Ansetzautomat exakt der Ringbank nachgeführt werden. Ferner kann aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbil­ dung beispielsweise das relativ zum Bedienautomat bewegliche Bedienelement problemlos in die jeweilige Sollage verbracht werden, ohne daß dazu, wie bisher üblich, aufwendige Schritt­ motoren oder dergleichen erforderlich sind. Die jeweilige re­ lative Sollposition ist dann erreicht, wenn das betreffende Abtastfeld in definierter Weise in zwei unterschiedlich be­ einflußte Feldbereiche aufgeteilt ist.

Hierbei liefern die Detektoren der betreffenden Abtastein­ richtung Meßsignale, welche von der Lage der zwischen den beiden unterschiedlich beeinflußten Feldbereichen liegenden Grenze abhängen. Liegt eine vorgegebene Aufteilung des Ab­ tastfeldes vor bzw. tritt die Grenze an einer ganz bestimm­ ten Stelle des Abtastfeldes auf, so ist die gewünschte rela­ tive Sollposition erreicht.

Mittels der elektronischen Steuerung wird der vertikal beweg­ liche Bedienautomat bzw. das bezüglich des Bedienautomaten bewegliche Bedienelement derart angetrieben, daß die Sollpo­ sition eingenommen und eingehalten wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Bedienroboter ist nicht nur die Ab­ tastung der Ringbankposition während der Bedienungsarbeiten an einer bestimmten Spinnstelle, sondern auch die Abtastung der Ringbankhöhe während der Fahrt des Bedienroboters ent­ lang der Maschine möglich. Auf diese Weise kann der vertikal bewegbare Bedienautomat bereits vor Erreichen der betreffen­ den Spinnstelle in die betreffende Arbeitsstellung relativ zur Ringbank gebracht bzw. in dieser gehalten werden, so daß bei Erreichen der jeweiligen Spinnstelle sofort mit dem be­ treffenden Arbeitsvorgang begonnen werden kann und hierzu si­ chergestellt ist, daß der Bedienautomat exakt mit dem betref­ fenden Spinnmaschinenteil mitbewegt wird.

Vorzugsweise wird mittels der elektronischen Steuerung die vorgegebene relative Sollposition bei einer Aufteilung des Abtastfeldes in zwei gleich große, unterschiedlich beeinfluß­ te Teilbereiche erfaßt. Im einfachsten Fall, d. h. beispiels­ weise bei Verwendung lediglich eines Detektors, ist dies bei­ spielsweise dadurch erreichbar, daß ein entsprechendes Meß­ signal dann abgegeben wird, wenn der Pegel des Detektorsig­ nals gleich der Hälfte des maximalen Werts ist.

Gemäß einer bevorzugten, besonders vorteilhaften Ausführungs­ variante ist vorgesehen, daß ein jeweiliges Abtastmittel zwei Detektoren aufweist und daß die vorgegebene relative Sollposition dann erreicht ist, wenn die zwischen den unter­ schiedlich beeinflußten Feldbereichen liegende Grenze zumin­ dest im wesentlichen mit der Grenze zwischen den von den beiden Detektoren erfaßten Abtastbereichen übereinstimmt. Bei Erreichen der Sollposition kann beispielsweise der eine Detektor ein Signal mit maximalem Pegel und der andere Detek­ tor ein Signal mit dem Wert Null abgeben.

Bei einem optischen Abtastmittel können die unterschiedlich beeinflußten Feldbereiche durch Oberflächen unterschiedli­ chen Reflexionsvermögens des jeweils abzutastenden Objekts bzw. der relativ zueinander bewegbaren Objekte bzw. ein un­ terschiedliches Reflexionsvermögen des betreffenden Objekts und dessen Umgebung erzeugt werden.

Ist das in gleicher Richtung wie der Bedienautomat bewegbare Spinnmaschinenteil beispielsweise eine Ringbank, so kann die Grenze zwischen den zwei unterschiedlichen Feldbereichen des Abtastfeldes vorzugsweise durch eine in das Abtastfeld ein­ tretende Längskante, insbesondere die untere Kante der Ring­ bank bestimmt sein. Hierbei kann beispielsweise die Ringbank selbst eine reflektierende Oberfläche aufweisen, während der an die Ringbank angrenzende Bereich den betreffenden Anteil des Abtastfeldes nicht reflektiert bzw. durchläßt. Irgendei­ ne besondere Behandlung der Ringbank wie z. B. die Anbringung von Reflexionsstreifen oder dergleichen ist hierbei nicht er­ forderlich. Grundsätzlich ist jedoch auch eine derartige Be­ einflussung des Abtastfeldes mittels Streifen, Marken oder dergleichen, welche auf dem betreffenden Objekt angebracht sind, möglich.

Insbesondere zur Abtastung des beweglich am Bedienautomaten angeordneten Bedienelements sind zweckmäßigerweise wenig­ stens zwei in Bewegungsrichtung des Bedienelements derart ge­ geneinander versetzte und auf Kanten bzw. Marken am bewegli­ chen Bedienelement ansprechende Abtastmittel vorgesehen, das bei mehreren vorgegebenen relativen Sollpositionen jeweils eines der erzeugten Abtastfelder die definierte Aufteilung in zwei unterschiedlich beeinflußte Feldbereiche aufweist, während das jeweils andere Abtastfeld insgesamt entweder ver­ ändert oder unverändert ist bzw. insgesamt entweder den einen oder anderen zweier definierter Zustände annimmt, wo­ bei die elektrische Steuereinheit die verschiedenen vorgebba­ ren Sollpositionen anhand der jeweiligen Kombination der Zu­ stände der beiden Abtastfelder bzw. der entsprechenden Detek­ torsignale voneinander unterscheidet.

Hierbei wird weiterhin die exakte Sollposition dadurch einge­ halten, daß die Grenze zwischen unterschiedlich beeinflußten Feldbereichen des Abtastfeldes einen vorgegebenen Verlauf aufweist. Durch die zusätzlichen Abtastmittel wird erreicht, daß mehrere relative Sollpositionen vorgebbar und eindeutig voneinander unterscheidbar sind. Die einzelnen Sollpositio­ nen erkennt die elektronische Steuereinheit anhand der jewei­ ligen Kombination der betreffenden Detektorsignale. Diese Kombinationen können in einem Speicher der elektronischen Steuereinheit abgespeichert und nach Bedarf abgerufen und zur Herstellung bzw. zum Einhalten der betreffenden Sollposi­ tion mit den gelieferten Meßsignalen verglichen werden.

Hierbei können die Abtastmittel auf die Außenkanten sowie auf die Rändern von Schlitzen einer mit dem Bedienelement be­ wegbaren Steuerscheibe ansprechen. Die Kanten dienen hierbei ebenso wie die Ränder der Schlitze als Steuerkanten, welche nach Eintritt in das betreffende Abtastfeld die Grenze zwi­ schen den unterschiedlich beeinflußten Feldbereichen bestim­ men. Hierbei können die Steuerscheibe sowie der in Senderich­ tung des Abtastfeldes betrachtet vor der Steuerscheibe lie­ gende Bereich wiederum z. B. unterschiedliches Reflexionsver­ mögen aufweisen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Bedienelement ein um eine am Bedienautomat gelagerte Achse schwenkbarer Bedienarm, der im Achsbereich mit einer mit vorzugsweise radialen Kanten und mit wenigstens einem Steuerschlitz mit vorzugsweise radialen Rändern versehenen Sektorscheibe verbunden ist, wobei die von den Abtastfeldern beaufschlagbaren Oberflächen der Sektorscheibe sowie des Be­ dienautomaten aus verschiedenen Materialien bestehen und/oder verschiedene Farben aufweisen, und wobei die Detek­ toren der Abtastmittel in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Steuer- bzw. Sektorscheibe und damit der Steuer­ kanten bzw. Schlitze entsprechende Detektorsignale an die elektronische Steuereinheit liefern. Ein jeweiliges Abtast­ feld kann demnach beispielsweise durch die Steuerscheibe ganz oder teilweise abgedeckt sein oder von dieser Steuer­ scheibe nicht beeinflußt sein.

Vorzugsweise sind wenigstens zwei Abtastmittel vorgesehen, die einen unterschiedlichen radialen Abstand zur Schwenkach­ se des Bedienarms aufweisen und in Umfangsrichtung gegenein­ ander versetzt sind, wobei die Steuerscheibe in den durch die beiden radialen Abstände definierten Ringbereichen je­ weils das betreffende Abtastfeld beaufschlagende Steuerkan­ ten und/oder wenigstens einen Steuerschlitz aufweist. Es er­ geben sich somit zwei gesondert abgetastete Ringbereiche, wobei die diesen Ringbereichen zugeordneten Abtastfelder sowie die Steuerkanten bzw. Steuerschlitze derart angeordnet sind, daß sich eine Reihe verschiedener Sollpositionen mit unterschiedlichen Kombinationen von Detektorsignalen erge­ ben.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung eines erfindungsgemä­ ßen Bedienroboters ist vorgesehen, daß die Abtastmittel be­ züglich des Bedienautomaten ortsfest und auf der dem Bedien­ automat abgewandten Seite der Sektor- bzw. Steuerscheibe an­ geordnet sind und daß die auf die Sektorscheibe und den Be­ dienautomat gerichteten Abtastfelder infolge des unterschied­ lichen Materials bzw. der unterschiedlichen Farben von Sek­ torscheibe und Bedienautomat unterschiedlich beeinflußbar sind. Je nach Stellung des Bedienarms und somit der mit diesem verbundenen Sektor- bzw. Steuerscheibe trifft ein Ab­ tastfeld bzw. Abtaststrahl voll oder teilweise auf die Sek­ torscheibe oder auf die betreffende, das Abtastfeld anders als die Scheibe beeinflussende Oberfläche des Bedienautoma­ ten.

Als Abtastmittel ist vorteilhafterweise jeweils eine Licht­ schranke, vorzugsweise eine Reflexionslichtschranke vorgese­ hen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Ring­ spinnmaschine mit zugeordnetem Bedienrobo­ ter,

Fig. 2 eine Seiten-Teilansicht des Bedienautomaten sowie der Ringbank in Richtung des Pfeils F in Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht eines Teils der Ringbank mit schematisch angedeutetem Abtastfeld bei Erreichen der Sollage,

Fig. 4 den Spannungsverlauf eines Detektorsignals in Abhängigkeit von der Position des Bedie­ nautomaten relativ zur Ringbank,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Beschal­ tung des Antriebsmotors für den Bedienautomaten,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Bedienautomaten mit nach unten verschwenktem Bedienarm,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Bedienautomaten mit im wesentlichen in eine horizontale Lage ver­ schwenktem Bedienarm, und

Fig. 8 eine Seitenansicht des Bedienautomaten mit nach oben verschwenktem Bedienarm.

In Fig. 1 ist in schematischer Seitenansicht eine Ringspinn­ maschine 10 mit einem Kopfteil 12 und einem Fußteil 14 ge­ zeigt.

Zwischen Kopfteil 12 und Fußteil 14 ist auf beiden Maschinen­ seiten, von denen nur eine zu sehen ist, jeweils eine Reihe von Spinnstellen 16 vorgesehen. Auf jeder Maschinenseite können beispielsweise 500 bis 600 derartige Spinnstellen 16 vorgesehen sein. Im vorliegenden Fall sind der einfacheren Darstellung halber lediglich sieben dieser Spinnstellen 16 gezeigt. Demnach ist der Abstand zwischen Kopfteil 12 und Fußteil 14 tatsächlich wesentlich größer als dargestellt.

An jeder der Spinnstellen 16 wird von einer Vorgarnspule 18 kommendes Vorgarn 20 in einem Streckwerk 38 verstreckt und das verstreckte Garn mittels eines Ringläufers 22 auf eine Spinnhülse 26 gewickelt. Der entstehende Garnkörper 24 wird in bekannter Weise von unten auf der Spinnhülse 26 aufgebaut und ergibt den sogenannten Spinnkops. Zu diesem Zweck wird die Spinnhülse 26 von einer Spindel 28 angetrieben, auf die sie aufgesteckt ist. Das verstreckte Vorgarn läuft durch einen Garnfühler 30 und einen sogenannten Antiballonring 32 zum betreffenden Ringläufer 22, welcher aufgrund der Drehbe­ wegung des Spinnkopses zu einer Drehbewegung auf einer Ring­ bahn 34 veranlaßt wird, wodurch das gestreckte Vorgarn eine Drehung erfährt.

Die Ringbahnen 34 sind auf einer sogenannten Ringbank 36 an­ geordnet, welche in an sich bekannter Weise zur Bildung eines jeweiligen Spinnkopses eine stetige Hubbewegung nach oben und dieser Hubbewegung überlagert eine changierende Be­ wegung ausführt.

Unterhalb jedes Streckwerks 38 ist eine Saugdüse 94 ange­ ordnet, welche im Falle eines Fadenbruches das vom Streck­ werk 38 gelieferte Garn absaugt. Bei der ersten der auf der rechten Seite in Fig. 1 gezeigten drei Spinnstellen 16 liegt ein derartiger Fadenbruch vor, so daß dort das Garn durch die Saugdüse 94 abgesaugt wird.

Der Ringspinnmaschine 10 ist ein Bedienroboter 40 zuge­ ordnet, welcher entlang einer oberen Führungsschiene 42 sowie einer unteren Führungs- und Positionierschiene 44 ge­ führt ist. Dieser Bedienroboter 40 ist in Richtung des Dop­ pelpfeiles 46 entlang der Spinnstellen 16 mittels eines an den Rahmen des Roboters angeflanschten, nicht gezeigten Motors verfahrbar, welcher auf der unteren Führungsschiene 44 rollbare Räder (nicht gezeigt) antreibt. Der Bedienrobo­ ter 40 weist weitere, auf der Führungsschiene 42 laufende, ebenfalls nicht gezeigte Räder auf.

Am Gestell des Bedienroboters 40 ist ferner ein Fadenanset­ zautomat 48 vorgesehen, welcher entsprechend dem Doppelpfeil 50 bezüglich dem Robotergestell auf- und abbewegbar ist. Der Bedien- bzw. Fadenansetzautomat 48 ist demnach in derselben, d. h. vertikalen Richtung bewegbar wie die Ringbank 36.

Der Bedienroboter 40 kann einen Fadenbruchwächter aufweisen, durch den die jeweiligen Spinnstellen 16 daraufhin überprüf­ bar sind, ob ein Fadenbruch vorliegt oder nicht.

Der vertikal auf- und abwärts bewegbare Fadenansetzautomat 48 wird mittels eines elektrischen Motors M (vgl. Fig. 5) an­ getrieben, der durch eine elektronische Steuereinheit 54 an­ steuerbar ist. Diese elektronische Steuereinheit 54 kann gleichzeitig dem horizontalen Antrieb des Bedienroboters 40 zugeordnet sein und zumindest einen Mikroprozessor umfassen.

Wie anhand der Fig. 6 bis 8 zu erkennen ist, weist der bezüg­ lich des Robotergestells vertikal auf- und abbewegbare Faden­ ansetzautomat 48 einen um eine am Bedienautomat 48 gelager­ te, zur Maschinenlängsachse parallele Achse 84 schwenkbaren Bedienarm 52 auf.

Im Bereich der Schwenkachse 84 ist dieser von einer leicht nach unten geneigten Lage (vgl. Fig. 6) bis in eine nach oben gerichtete Lage (vgl. Fig. 8) verschwenkbare Bedienarm 52 mit einer sektorförmigen Steuerscheibe 82 verbunden, welche zur Abtastung der Lage des Bedienarms 52 relativ zum Bedienautomaten 48 in der weiter unten beschriebenen Art und Weise dient.

Auf der der Steuerscheibe 82 gegenüberliegenden Seite der be­ treffenden Wand 88 des Bedienautomaten 48 ist der Bedienarm 52 bzw. dessen Schwenkachse 84 mit einer weiteren Sektor­ scheibe 92 verbunden, mit dessen äußerem verzahnten Rand 96 ein Antriebszahnrad 90 kämmt.

Gemäß der Ausführungsvariante nach Fig. 2 sind dem vertikal auf- und abbewegbaren Fadenansetzautomat 48 Mittel 56 zur kontinuierlichen berührungslosen Abtastung der momentanen re­ lativen Position der die Ringbahn 34 tragenden Ringbank 36 relativ zum Fadenansetzautomat 48 bzw. umgekehrt zugeordnet.

Diese Abtastmittel 56 umfassen einen Lichtsender 58 sowie einen optischen Detektor 60.

Der Sender 58 erzeugt ein zur Ringbank 36 hin gerichtetes be­ grenztes Abtastfeld 62 mit kreisförmigem Querschnitt (vgl. auch Fig. 3). Der Detektor 60 ist mit der in Fig. 5 gezeig­ ten elektronischen Steuereinheit 54 verbunden. Die Ringbank 36 besteht aus einem solchen Material bzw. weist dem Abtast­ mittel 56 zugewandt eine solche Oberfläche auf, daß der zur Ringbank 36 hin gerichtete Anteil des Abtastfeldes 62 zum De­ tektor 60 hin reflektiert wird. Tritt ein jeweiliger Anteil des Abtastfeldes 62 in den Bereich unterhalb der unteren Kante 72 der Ringbank 36 ein, so trägt dieser Anteil des Ab­ tastfeldes praktisch nichts zum reflektierten und vom Detek­ tor 60 erfaßten Anteil bei.

Die die Vertikalbewegung des Bedienautomaten 48 bewirkende Antriebseinrichtung M (vgl. Fig. 5) ist durch die Steuerein­ heit 54 in Abhängigkeit vom Detektorsignal U_D (vgl. Fig. 4) in der folgenden Weise ansteuerbar bzw. regelbar:
Die Abtasteinrichtung 56 bzw. die elektronische Steuerein­ heit 54 erfaßt eine vorgegebene relative Sollposition des Be­ dienautomaten 48 relativ zur Ringbank 36 dann, wenn das durch den Sender 58 erzeugte Abtastfeld in der in Fig. 3 ge­ zeigten Weise in zwei gleich große, unterschiedlich beein­ flußte Feldbereiche 64, 66 aufgeteilt ist.

Hierbei wird die durch das Abtastfeld 62 verlaufende und die beiden unterschiedlich beeinflußten Bereiche 64, 66 voneinan­ der trennende Grenze 68 durch die untere Kante 72 der Ring­ bank bestimmt. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die betreffende relative Sollage dann festgestellt, wenn die beiden Bereiche gleich groß sind bzw- bei der Sollage x_soll des Fadenansetzautomaten 48 der Detektor 60 ein Detektorsi­ gnal U_D mit dem Wert U_soll liefert, der im wesentlichen halb so groß wie der Maximalwert U_max ist (vgl. auch Fig. 4).

Wie anhand der Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, wird im vorlie­ genden Fall bei der gegebenen relativen Sollposition die obere Hälfte des optischen Abtastfeldes 62 an der Ringbank zum Detektor 60 hin reflektiert, während die untere Hälfte des Abtastfeldes unbeeinflußt bleibt, d. h. nicht reflektiert wird.

Anders ausgedrückt liefert der Detektor 60 ein Ausgangssig­ nal U_D, welches vom Verlauf der Grenze 68 im Abtastfeld 62 abhängt, wobei die Sollposition dann erfaßt wird, wenn diese Grenze 68 genau in der Mitte des Abtastfeldes liegt.

Die auf die untere Kante 72 der Ringbank 36 ansprechenden Ab­ tastmittel 56 können andererseits auch zwei Detektoren 60 aufweisen. In diesem Falle wird mittels der elektronischen Steuereinheit 54 die vorgegebene relative Sollposition von Bedienautomat 48 und Ringbank 36 dann erfaßt, wenn die zwi­ schen den unterschiedlich beeinflußten Feldbereichen 64, 66 liegende Grenze 68 zumindest im wesentlichen mit der Grenze zwischen den von den beiden Detektoren 60 erfaßten Abtastbe­ reichen übereinstimmt. Sobald die Sollage erreicht ist, lie­ fert der eine Detektor demnach beispielsweise eine maximale Ausgangsspannung, während am Ausgang des anderen Detektors eine Spannung Null anliegt.

Durch die elektronische Steuerung 54 wird nun der Antriebsmo­ tor M des Fadenansetzautomaten 48 derart angesteuert bzw. derart geregelt, daß der Bedienautomat 48 stets exakt unter Einhaltung der vorgegebenen relativen Position der Ringbank 36 nachgeführt wird.

Hierzu umfaßt der in Fig. 5 gezeigte geschlossene Regelkreis R die elektronische Steuereinheit 54 sowie den Antriebsmotor M, wobei die zu regelnde Größe die Position x des Bedienauto­ maten 48 bzw. die Detektorspannung U_D bzw. U′_D ist. Diese Re­ gelgröße wird über den Detektor 60 fortlaufend erfaßt und mit einer Führungsgröße w verglichen, welche beispielsweise von einem der elektronischen Steuereinheit 54 zugeordneten Speicher abrufbar ist. Der Antriebsmotor M wird nun im Sinne einer Angleichung der Regelgröße an die vorgegebene Führungs­ größe geregelt. Dadurch wird erreicht, daß die untere Kante 72 der Ringbank 36 praktisch stets soweit in das Abtastfeld 66 eintritt, daß dieses in zwei Hälften aufgeteilt wird (vgl. Fig. 3).

Im vorliegenden Fall werden die unterschiedlich beeinflußten Feldbereiche 64, 66 des Abtastfeldes 66 durch das unter­ schiedliche Reflexionsvermögen von Ringbank 36 und sich daran nach unten anschließendem Bereich erzeugt. Grundsätz­ lich ist jedoch auch eine andere Beeinflussung des Abtastfel­ des denkbar. Wesentlich ist, daß in jedem Falle der Verlauf der Grenze zwischen unterschiedlich beeinflußten Teilberei­ chen dieses Abtastfeldes mittels der Abtasteinrichtung 56 und der elektronischen Steuereinheit 54 erfaßbar ist.

Nach einem Einschalten der Spinnmaschine kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Bedienautomat 48 zunächst in eine untere Stellung verfahren wird, von der aus er bis in den Be­ reich der unteren Kante 72 der Ringbank 36 hochfährt. Das erstmalige Vorliegen der beschriebenen definierten Detektor­ signale bzw. das erstmalige Auftreten zweier definierter, un­ terschiedlich beeinflußter Feldbereiche im Abtastfeld signa­ lisiert dann, daß der Fadenansetzautomat 48 die gewünschte Sollposition erreicht hat.

Während bei der anhand der Fig. 2 bis 5 beschriebenen Ausfüh­ rungsvariante zur Nachführung des Fadenansetzautomaten 48 le­ diglich eine Abtastvorrichtung 56 vorgesehen war, sind zur Festlegung der jeweiligen Sollpositionen des verschwenkbaren Bedienarms gemäß den Fig. 6 bis 8 zwei Abtastvorrichtungen 56, 56′ und damit zwei optische Abtastfelder 62, 62′ vorhan­ den. Die beiden nicht im einzelnen gezeigten Abtastvorrich­ tungen 56, 56′ sind auf der der Wand 88 des Fadenansetzauto­ maten 48 abgewandten Seite der im Bereich der Schwenkachse 84 mit dem Bedienarm 52 verbundenen Steuer- bzw. Sektorschei­ be 82 angeordnet. Das Abtastfeld 62 bzw. 62′ dieser beiden bezüglich des Fadenansetzautomaten 48 ortsfesten Abtastvor­ richtungen ist jeweils zur Sektorscheibe 82 bzw. zur Wand 88 des Fadenansetzautomaten 48 hin gerichtet.

In Radialrichtung sind die beiden Abtastvorrichtungen 56, 56′ bzw. Abtastfelder 62, 62′ derart versetzt, daß gerade keine Überlappung auftritt. Die Abtastvorrichtungen bzw. Ab­ tastfelder sind auch in Umfangsrichtung gegeneinander ver­ setzt.

Mit dem oberen bzw. radial äußeren Abtastfeld 62 wird der radial äußere Ringbereich der Sektorscheibe 82 erfaßt, wäh­ rend mit dem radial weiter innen liegenden Abtastfeld 62′ ein daran angrenzender, weiter innen liegender Ringbereich der Sektorscheibe 82 überstrichen wird.

Der radial äußere Ringbereich der Sektorscheibe 82 umfaßt zwei in Umfangsrichtung betrachtet äußere, radiale Steuerkan­ ten 74 und 76, auf die die radial äußere Abtastvorrichtung 56 anspricht.

Der radial nach innen anschließende Ringbereich der Sektor­ scheibe 82 umfaßt einen Steuerschlitz 80 mit im wesentlichen radialen Rändern sowie eine bezüglich der radialen Steuerkan­ te 74 weiter links außen liegende, ebenfalls radiale Steuer­ kante 78. Hierbei spricht die weiter innen liegende Abtastvorrichtung 56 auf den Steuerschlitz 80 bzw. dessen radiale Ränder sowie die radiale Steuerkante 78 an.

In Fig. 6 nimmt der Bedienarm 52 eine leicht nach unten ge­ neigte Stellung ein, in der das radial weiter innen liegende Abtastfeld 62′ voll auf die Sektorscheibe 82 trifft und so­ mit reflektiert wird, während die radiale Steuerkante 76 im äußeren Ringbereich der Sektorscheibe 82 das Abtastfeld 62 in zwei genau gleich große, unterschiedlich beeinflußte Be­ reiche 64 und 66 aufteilt. Der linke Bereich 64 des Abtast­ feldes 62 wird demnach zum betreffenden Detektor reflek­ tiert, während der rechte Bereich von der Wand 88 des Faden­ ansetzautomaten 48 im wesentlichen absorbiert wird. Grund­ sätzlich ist hierbei jedoch wiederum auch eine andere Auftei­ lung des jeweiligen Absorptionsvermögens denkbar. Wesentlich ist, daß bei Eintritt der Kante 76 in das Abtastfeld 62 in definierter Weise unterschiedlich beeinflußte Feldbereiche 64 und 66 erzeugt werden.

Gemäß Fig. 7 nimmt der Bedienarm 52 eine geringfügig nach oben gerichtete Schwenklage ein, bei der das obere bzw. radial äußere Abtastfeld 62 voll auf die Sektorscheibe 82 auftrifft und demnach reflektiert wird, während das untere bzw. radial weiter innen liegende Abtastfeld 62′ mit der rechten Hälfte auf die Sektorscheibe 82 und infolge des Steu­ erschlitzes 80 mit der linken Hälfte auf die Wand 88 des Fa­ denansetzautomaten 48 auftrifft. Der rechte radiale Rand des Steuerschlitzes bestimmt somit die Grenze zwischen den beiden unterschiedlich beeinflußten Feldbereichen 64 und 66 des radial weiter innen liegenden Abtastfeldes 62′. Im Ver­ gleich zur Schwenkstellung gemäß Fig. 6 ergibt sich demnach im vorliegenden Fall eine andere Kombination von Detektorsi­ gnalen, wodurch die in Fig. 7 gezeigte Schwenkstellung von der in Fig. 6 gezeigten Schwenkstellung unterscheidbar ist. Diese Unterscheidung erfolgt mittels der elektronischen Steuereinheit 54, durch die ein dem Antriebszahnrad 90 zugeordne­ ter Motor wiederum derart ansteuerbar ist, daß die genannten Sollpositionen erreicht und beibehalten werden.

Gemäß Fig. 8 nimmt der verschwenkbare Bedienarm 52 eine deut­ lich nach oben gerichtete Schwenklage ein, in der das obere bzw. radial weiter außen liegende Abtastfeld 62 mit der rech­ ten Hälfte auf die Sektorscheibe 82 und aufgrund der Steuer­ kante 74 mit der linken Hälfte auf die Wand 88 des Fadenan­ setzautomaten 48 auftrifft. Die Steuerkante 74 bestimmt dem­ nach die Grenze zwischen den beiden unterschiedlich beein­ flußten Feldbereichen 64, 66 des radial weiter außen liegen­ den Abtastfeldes 62. Die betreffende Sollposition wird wiede­ rum dann erfaßt, wenn die beiden Bereiche 64, 66 gleich groß sind.

Ferner liegt bei der Stellung gemäß Fig. 8 das untere, bzw. radial weiter innen liegende Abtastfeld 62′ links von der ra­ dialen Steuerkante 78 des radial innenliegenden Ringbereichs der Sektorscheibe 82, so daß dieses Abtastfeld 62′ voll auf die Wand 88 des Fadenansetzautomaten 48 auftrifft. Dadurch ergibt sich wiederum eine andere Kombination der beiden De­ tektorsignale, so daß die in Fig. 8 gezeigte Schwenkposition eindeutig von den Schwenkpositionen gemäß den Fig. 7 und 6 unterscheidbar ist.

Grundsätzlich sind je nach Anzahl und Lage der Steuerkanten und Steuerschlitze auch weitere Positionen möglich. Grund­ sätzlich ist auch denkbar, mehr als zwei Abtasteinrichtungen vorzusehen, so daß die Anzahl möglicher, voneinander unter­ scheidbarer Schwenkstellungen weiter erhöht wird.

Claims (11)

1. Bedienroboter zur Bedienung einer Spinnmaschine, insbesondere einer Ringspinnmaschine (10), welche eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Spinnstellen (16) aufweist, entlang denen der Bedienroboter (40) ver­ fahrbar ist, mit einem relativ zum Robotergestell verti­ kal auf- und abbewegbaren Bedienautomat, insbesondere Fa­ denansetzautomat (48), an dem wiederum zumindest ein be­ wegliches Bedienelement (52) gelagert ist, mit An­ triebseinrichtungen (M) für den Bedienautomat (48) und das Bedienelement (52) sowie mit einer den Antriebsein­ richtungen (M) zugeordneten elektronischen Steuereinheit (54), dadurch gekennzeichnet, daß dem Bedienautomat (48) Mittel (56, 56′) zur konti­ nuierlichen berührungslosen Abtastung der momentanen re­ lativen Position des Bedienautomaten (48) bezüglich eines in gleicher Richtung bewegbaren Spinnmaschinen­ teils (36) und/oder der momentanen relativen Position des Bedienelements (52) bezüglich des Bedienautomaten (48) zugeordnet sind, daß die Abtastmittel (56, 56′) je­ weils wenigstens einen Sender (58) zur Erzeugung eines begrenzten, insbesondere optischen, elektrischen, magne­ tischen oder akustischen Abtastfeldes (62, 62′) sowie we­ nigstens einen, mit der Steuereinheit (54) verbundenen Detektor (60) umfassen, und daß die jeweilige Antriebs­ einrichtung (M) durch die Steuereinheit (54) in Abhängig­ keit vom Detektorsignal (U_D, U′_D) derart ansteuerbar bzw. regelbar ist, daß eine vorgegebene relative Sollpo­ sition beibehalten wird, bei der das Abtastfeld (62, 62′) durch das abgetastete Objekt (36, 52) in insbesonde­ re zwei unterschiedlich beeinflußte Feldbereiche (64, 66) mit definierter Lage der zwischen den Bereichen lie­ genden Grenze (68) aufgeteilt ist.

2. Bedienroboter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene relative Sollposition bei einer Auf­ teilung des Abtastfeldes (62, 62′) in zwei gleich große, unterschiedlich beeinflußte Feldbereiche (64, 66) er­ reicht ist.

3. Bedienroboter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein jeweiliges Abtastmittel (56, 56′) zwei Detekto­ ren (60) aufweist und daß die vorgegebene relative Soll­ position dann erreicht ist, wenn die zwischen den unter­ schiedlich beeinflußten Feldbereichen (64, 66) liegende Grenze (68) zumindest im wesentlichen mit der Grenze zwi­ schen den von den beiden Detektoren (60) erfaßten Abtast­ bereichen übereinstimmt.

4. Bedienroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem optischen Abtastmittel (56, 56′) die unter­ schiedlich beeinflußten Feldbereiche (64, 66) durch Ober­ flächen unterschiedlichen Reflexionsvermögens des je­ weils abzutastenden Objekts bzw. der relativ zueinander bewegbaren Objekte bzw. ein unterschiedliches Reflexions­ vermögen des betreffenden Objekts und dessen Umgebung er­ zeugt werden.

5. Bedienroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in gleicher Richtung wie der Bedienautomat (48) bewegbare Spinnmaschinenteil eine Ringbank (36) ist und daß die Grenze zwischen den zwei unterschiedlichen Feld­ bereichen (64, 66) des Abtastfeldes (62) vorzugsweise durch eine in das Abtastfeld (62) eintretende Längskan­ te, insbesondere die untere Kante (72) der Ringbank (36) bestimmt ist.

6. Bedienroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere zur Abtastung des beweglich am Bedienau­ tomat (48) angeordneten Bedienelements (52) wenigstens zwei in Bewegungsrichtung des Bedienelements derart ge­ geneinander versetzte und auf Kanten (74, 76, 78) bzw. Marken (80) am beweglichen Bedienelement (52) ansprechen­ de Abtastmittel (56, 56′) vorgesehen sind, daß bei mehre­ ren vorgegebenen relativen Sollpositionen jeweils eines der erzeugten Abtastfelder (62, 62′) die definierte Auf­ teilung in zwei unterschiedlich beeinflußte Feldbereiche (64, 66) aufweist, während das jeweils andere Abtastfeld (62, 62′) insgesamt entweder verändert oder unverändert ist bzw. insgesamt entweder den einen oder anderen zweier definierter Zustände annimmt, wobei die elektri­ sche Steuereinheit (54) die verschiedenen vorgegebenen Sollpositionen anhand der jeweiligen Kombination der Zu­ stände der beiden Abtastfelder (62, 62′) bzw. der ent­ sprechenden Detektorsignale (U_D, U′_D) voneinander unter­ scheidet.

7. Bedienroboter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastmittel (56, 56′) auf die Außenkanten (74, 76, 78) sowie auf die Ränder von Steuerschlitzen (80) einer mit dem Bedienelement (52) bewegbaren Steuerschei­ be (82) ansprechen.

8. Bedienroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bedienelement ein um eine am Bedienautomat (48) gelagerte Achse (84) schwenkbarer Bedienarm (52) ist,
daß dieser Arm im Achsbereich mit einer mit vorzugsweise radialen Kanten (74, 76, 78) und wenigstens einem Steu­ erschlitz (80) mit vorzugsweise radialen Rändern versehe­ nen Sektorscheibe (82) verbunden ist,
daß die von den Abtastfeldern (62, 62′) beaufschlagbaren Oberflächen (86, 88) der Sektorscheibe (82) sowie des Bedienautomaten (48) aus verschiedenem Material bestehen und/oder ver­ schiedene Farben aufweisen, und
daß die Detektoren (60) der Abtastmittel (62, 62′) in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Steuer- bzw. Sektorscheibe (82) und damit der Steuerkanten (74, 76, 78) bzw. Schlitze (80) Detektorsignale (U_D, U′_D) an die elektronische Steuerein­ heit liefern.

9. Bedienroboter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens zwei Abtastmittel (56, 56′) vorgesehen sind, die einen unterschiedlichen radialen Abstand zur Schwenkachse (84) des Bedienarms (52) aufweisen und in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind, und
daß die Sektorscheibe (82) in den durch die beiden radialen Ab­ stände definierten Ringbereichen jeweils das betreffende Abtastfeld (62, 62′) beeinflussende Steuerkanten (74, 76; 78) und/oder wenigstens einen Steuerschlitz (80) auf­ weist.

10. Bedienroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastmittel (56, 56′) bezüglich des Bedienauto­ maten (48) ortsfest und auf der dem Bedienautomat (48) abgewandten Seite der Sektor- bzw. Steuerscheibe (82) an­ geordnet sind, und
daß die auf die Sektorscheibe (82) bzw. den Bedienautomat (48) gerichteten Abtastfelder (62, 62′) infolge des unterschiedlichen Materials bzw. der unterschiedlichen Farbe von Sektorscheibe (82) und Bedienautomat (48) jeweils unterschiedlich beeinflußbar sind.

11. Bedienroboter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abtastmittel (62, 62′) jeweils eine Lichtschran­ ke, vorzugsweise Reflexionslichtschranke vorgesehen ist.