DE4110074A1 - Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines ballenoeffners, insbesondere zur ermittlung der oberen ballenbegrenzung von textilfaserballen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ballenöffners, insbesondere zur Ermittlung der oberen Ballenbegrenzung von Textilfaserballen, bei dem sich eine Abnahmeeinrichtung mit mindestens einer schnellaufenden Fräswalze oberhalb der Faserballen bewegt und zur Messung der oberen Ballenbegrenzung mindestens zwei Sensoren verwendet werden, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind und die in Höhenrichtung bewegt werden und umfaßt eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren bewegt sich der Abnehmer des Ballenöffners in waagerechter Richtung oberhalb der Ballen einer Ballenreihe, d. h. die obere Abtragflä­ che der Ballen bildet eine horizontale Ebene. Die Ab­ tragfläche und die obere Ballenbegrenzung der Ballen­ reihe sind deckungsgleich und beide horizontal ausge­ richtet. Bei diesem Verfahren kann nur die Höhe der Ballen, d. h. die obere waagerechte Ballenbegrenzung, ermittelt werden. Diese Messung wird nur einmal, und zwar zu Beginn des Abarbeitungsprozesses durchgeführt. Anschließend werden die ortsfest aufgestellten Faser­ ballen in senkrechter Richtung z. B. mittels einer Fräs­ walze restlos abgearbeitet. Ein stetiger Nachschub von neuen Ballen zu der Ballenreihe, d. h. ein kontinuier­ liches Abarbeiten mittels der Abnahmeeinrichtung, ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet, das insbesondere während des laufenden Betriebes ein konti­ nuierliches Abarbeiten der Faserballen ermöglicht und nach einer Unterbrechung des laufenden Betriebes die Ermittlung der oberen Ballengrenze der Abarbeitungs­ fläche erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß bildet die schrägverlaufende Abtrag­ fläche einen Winkel mit der horizontalen oberen Ballen­ fläche der Ballenreihe, wobei die Abarbeitungsfläche an die obere waagerechte Ballenbegrenzung anschließt. Es erfolgt ein stetiger Nachschub von neuen Ballen zu der Ballenreihe, so daß während des laufenden Betriebes die Ballen kontinuierlich abgearbeitet werden. Nach einer längeren Unterbrechung zwischen zwei Abarbeitungs­ phasen, d. h. nach längerer Klimatisierungszeit, gehen die Ballen unterschiedlich hoch auf, so daß ein neuer Schrägungswinkel vorliegt. Auch kann es vorkommen, daß nach einem Programmfehler die vorhandene Abarbeitungs­ schräge verlorengeht. Durch die erfindungsgemäßen Maß­ nahmen wird der neue Schrägungswinkel auf vorteilhafte Weise automatisch neu erfaßt, so daß der kontinuierliche Betrieb ohne manuelle Eingriffe von selbst fortgesetzt wird.

Zweckmäßig werden die Sensoren entlang der Schrägflä­ che gleichzeitig in Höhen- und Längsrichtung bewegt und wird aus den gemessenen Schwenkwinkeln und Längs­ positionen die schrägverlaufende Ballenbegrenzung be­ rechnet.

Nach einem weiteren Verfahren zum Betreiben eines Bal­ lenöffners entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 3 ist gemäß einer weiteren Lösung der Aufgabe vorgesehen, daß die Abtragfläche der Ballen einen Winkel (a) mit der Horizontalen einnimmt,

• a) die Sensoren an mindestens zwei unter­ schiedlichen Längspositionen jeweils in Höhenrichtung abgesenkt werden, bis der tiefere Sensor unterhalb der Begren­ zung der Abtragfläche (schrägverlaufende Ballenbegrenzung) angeordnet ist und
• b) aus den Höhen- und Längspositionen des tieferen Sensors die Begrenzung der Ab­ tragfläche (schrägverlaufende Ballenbe­ grenzung) berechnet wird.

Die Erfindung umfaßt auch eine vorteilhafte Vorrich­ tung zum Betreiben eines Ballenöffners, insbesondere zur Ermittlung der oberen Ballenbegrenzung von Textilfa­ serballen aus Baumwolle, Chemiefasern u. dgl., bei der ein fahrbarer Wagen mit Turm längs und eine Abnahmeein­ richtung, z. B. mindestens eine schnellaufende Fräswalze oberhalb einer Reihe von frei aufgestellten Faserballen hin- und herfahren und bei der die Abnahmeeinrichtung aus der Ballenoberfläche Faserflocken ablöst, bei der zur Ermittlung der oberen Ballenbegrenzung fahrbar ange­ ordnete Sensoren ein elektrisches Signal abgeben, das einer Steuereinrichtung zugeführt wird und bei der am Ausleger mindestens zwei Sensoren angeordnet sind.

Zweckmäßig weisen die beiden Sensoren in vertikaler Richtung einen Abstand (a) zueinander auf und ist eine Einrichtung zur Erfassung der Längsposition des Auslegers vorgesehen. Vorzugsweise sind die Sensoren zwei parallel zur Fräseinrichtung angeordnete Lichtschranken. Bevorzugt sind die Lichtschranken an der vorderen Seitenfläche des Auslegers angeordnet. Mit Vorteil ist der Abstand (a) zwischen den Lichtschranken einstellbar. Zweckmäßig ist die oben angeordnete Lichtschranke in Arbeitsrichtung vor der unten angeordneten Lichtschranke vorgesehen. Vorzugsweise weisen die beiden Sensoren in Längsrichtung einen Abstand (b) zueinander auf. Be­ vorzugt umfaßt die Einrichtung zur Erfassung der Längs­ position des Auslegers eine Lichtschranke. Mit Vorteil ist die Lichtschranke an der rückwärtigen Seitenfläche des Auslegers angeordnet. Zweckmäßig ist zur Positions­ bestimmung der Lichtschranke in Höhenrichtung eine Meß­ einrichtung vorgesehen, wobei die Lichtschranken mit der Steuereinrichtung oder der Meßeinrichtung und die Meßeinrichtung mit der Steuereinrichtung in Verbindung steht. Vorzugsweise steht die Steuereinrichtung mit ei­ nem Speicher in Verbindung. Bevorzugt wird ein gepuffer­ ter Speicher verwendet. Mit Vorteil ist an die Steuer­ einrichtung eine Meßeinrichtung zur Positionsbestimmung der Lichtschranke in Längsrichtung angeschlossen. Zweck­ mäßig ist zur Messung des Schwenkwinkels ein Winkelco­ dierer vorgesehen. Vorzugsweise steht der Winkelco­ dierer mit der Steuereinrichtung in Verbindung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1a schematisch eine Draufsicht auf einen Ballenöffner, bei dem am Ausleger drei Lichtschranken (Sensoren) angebracht sind,

Fig. 1b eine Seitenansicht des Ballenöffners gemäß Fig. 1,

Fig. 2a bis 2d Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer Mehrzahl von Tex­ tilfaserballen mit Absenkung und Schwenkung der Sensoren,

Fig. 3a bis 3e Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer Mehrzahl von Textilfaserballen mit Absenkung der Sensoren an unterschiedlichen Längs­ positionen und horizontaler Verlage­ rung der Sensoren,

Fig. 4a bis 4d Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer Mehrzahl von Tex­ tilfaserballen mit schrägverlaufender Verlagerung der Sensoren und

Fig. 5 schematisch ein Blockschaltbild mit Wegerkennungseinrichtung für die Bewe­ gung des Abtragorgans in Höhen- und Längsrichtung, mit Hub-, Fahr- und Schwenkmotor, Winkelerkennungseinrich­ tung, Lichtschranken und elektronischer Steuereinrichtung.

Nach Fig. 1a weist die Vorrichtung, z. B. Trützschler- BLENDOMAT, zum Abtragen von Faserflocken von in Reihe auf­ gestellten Faserballen 2, 3 einen Turm 4 auf, der auf einem fahrbaren Wagen 5 drehbar gelagert ist und mit diesem mittels Laufrädern hin- und herfahrbar ist. Der Turm 4 weist an einer Seite einen Ausleger 7 mit einer Abnahme­ einrichtung auf, der (siehe Fig. 1b, Pfeile A, B im Aus­ leger 7) in Höhenrichtung bewegt werden kann. Der Ausleger ist in Richtung der Pfeile D, D′ drehbar. Die Abnahmeein­ richtung, die z. B. eine Fräseinrichtung mit zwei Fräs­ walzen 9a, 9b enthalten kann, löst aus der Oberfläche der Faserballen 2, 3 Faserflocken ab. Unterhalb des Turms 4 mit dem Wagen 5 befindet sich ein Kanal zum Aufnehmen und Abtransport der abgelösten Faserflocken.

Im Betrieb fahren der Wagen 5 mit Turm 4 längs und die Abnahmeeinrichtung 7, 9 oberhalb der in Reihe frei aufge­ stellten Faserballen 2, 3 in Richtung der Pfeile C, C′ hin und her. Ausgehend vom Anfang A1 der Ballenreihe 2 fährt der Wagen 5 zum Ende E1 (Hinfahrt). Anschließend fährt der Wagen 5 vom Ende E1 zum Anfang A1 zurück (Rück­ fahrt). Die Fräseinrichtung bewegt sich dabei entlang der schrägverlaufenden Abtragfläche 2a in Richtung der Pfeile E, E′. An der vorderen Seitenfläche 7a des Auslegers 7 sind eine erste Lichtschranke mit Sensor 12 und Empfänger 13 und eine zweite Lichtschranke mit Sender 14 und Empfän­ ger 15 parallel zu den Fräswalzen 9a, 9b angeordnet. Wie die Fig. 1b zeigt, weisen die Lichtschranken 12, 13 und 14, 15 in vertikaler Richtung einen Abstand a zueinander auf. Weiterhin ist als wegabhängige Einrichtung zur Erfas­ sung der Längsposition des Auslegers 7 an der rückwärtigen Seitenfläche 7b des Auslegers 7 eine Lichtschranke mit Sender 16 und Empfänger 17 vorgesehen.

Entsprechend Pfeil G in Fig. 1 werden neue Ballen 2 mit horizontaler oberer Ballenfläche 2b nachgeschoben. Die obere Abtragfläche 2a der Ballen 2 ist zwischen A1 und E1 schrägverlaufend. Die schrägverlaufende Abtragfläche 2a, die an die obere waagerechte Ballenbegrenzung 2b der Ballen 2′ angrenzt, ist nach Fig. 1a an den parallel zu den Ballen 2, 2′ aufgestellten Ballen 3, 3′ in entspre­ chender Weise verwirklicht.

Nach Fig. 2a besitzt der Abnehmer 7 drei Lichtschranken 12, 14, 16, von denen zwei (12, 14) senkrecht übereinander angeordnet sind. Nach dem Start der Maschine 1 wird diese, wobei sich der Abnehmer 7 in höchster Stellung befindet, in Anfangsposition X1 gebracht. Anschließend wird der Abnehmer 7 durch das Steuerungsprogramm (der Steuerungs­ vorrichtung 29 zugeordnet, siehe Fig. 5) automatisch so lange abgesenkt, bis Lichtschranke 12 unterbrochen wird (Fig. 2b). Dann schwenkt der Abnehmer 7 so lange in Rich­ tung des Pfeils D, bis auch die Lichtschranke 16 unter­ brochen wird (Fig. 2c). Mittels eines Sensors 27 (vgl. Fig. 5), z. B. eines Winkelcodierers, wird der Schwenkgrad ermittelt und als Schrägungswinkel ebenso wie die Position X1/Y1 gespeichert (vgl. Fig. 5, Speicher 28). Während die Maschine 1 anschließend in Längsrichtung c verfahren wird, steuert das Programm die Position des Abnehmers 7 so, daß diese in Richtung des Pfeils E dem Schrägungswinkel α ent­ sprechend nachgeführt wird (Fig. 2d). In regelmäßigen Ab­ ständen wird während der Überfahrt die jeweilige Position gespeichert. Sollten während dieser Überfahrt die Licht­ schranken 12 und 16 frei werden, wird die Aufwärtsbewegung gestoppt. Sollte Lichtschranke 14 unterbrochen werden, wird die Längsbewegung gestoppt und der Abnehmer 7 so lange angehoben, bis Lichtschranke 14 wieder frei wird. Am Ende der Überfahrt wird aus den gespeicherten Einzelpositionen die schrägverlaufende Ballenbegrenzung 2a (korrekte Kontur) der Ballengruppe 2 berechnet und die weitere Fahrweise entsprechend gesteuert. Während der ersten Überfahrt kann Fasermaterial von der Abarbeitungsfläche 2a abgenommen werden.

Nach Fig. 3b wird der Abnehmer 7 in Startposition (X1) abgesenkt, bis Lichtschranke 12 die Abwärtsbewegung B unterbricht. Die Position wird gespeichert. Der Abnehmer 7 wird wieder hochgefahren (Pfeil A) und die Maschine 1 um ein definiertes Maß in Längsrichtung C gefahren (X2) (Fig. 3d).

Der Abnehmer 7 wird wieder abgesenkt in Richtung B, bis Lichtschranke 12 unterbricht. Die Position wird wiederum gespeichert (X2/Y2). Dieser Vorgang wird solange wieder­ holt wie notwendig. Am Ende der Überfahrt wird aus den gespeicherten Einzelwerten die schrägverlaufende Ballen­ begrenzung 2a (korrekte Kontur) errechnet und die weitere Fahrweise entsprechend dieser gesteuert. Bei diesem Verfahren kann auf die Lichtschranke 16 verzichtet werden.

Nach Fig. 4a bis 4d wird der Abnehmer 7 nur noch um ein geringes definiertes Maß angehoben, so daß die Lichtschran­ ke 12 wieder sicher frei ist. Außerdem wird bei diesem Verfahren der Abnehmer 7 während der Längsbewegung C lang­ sam wieder abgesenkt, bis Lichtschranke 12 diese Bewegung unterbricht. Diese Position wird jeweils gespeichert. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft wie benötigt.

Am Ende der Überfahrt wird aus den gespeicherten Einzel­ positionen die schrägverlaufende Ballenbegrenzung 2a (kor­ rekte Kontur) errechnet und die weitere Positionierung anhand dieser durchgeführt. Dieses Verfahren bietet den Vorteil, daß bei neuer Ballengruppe, die noch keine Schräge besitzt, bereits Material abgenommen wird.

In den Fig. 2, 3 und 4 sind nicht-unterbrochene freie Lichtschranken als leerer Kreis und unterbrochene Lichtschranken als gefüllter Kreis gezeichnet.

Nach Fig. 5 ist eine Steuereinrichtung 29, z. B. speicher­ programmierbare Steuerung, vorgesehen, an die eine Einga­ beeinrichtung 18 angeschlossen ist. Mit der Steuereinrich­ tung 29 sind eine Wegerkennungseinrichtung 19, z. B. ein inkrementaler Drehgeber o. dgl., am Motor 20 für die Längs­ richtung (x-Achse) und eine Wegerkennungseinrichtung 21, z. B. inkrementaler Drehgeber o. dgl., am Motor 22 für die Höhenrichtung (y-Achse) elektrisch verbunden. Weiterhin steht die Steuereinrichtung 29 über einen Verstärker 23 (Ansteuerelektronik, Frequenzumrichter) mit dem Fahrmotor 20 für die Längsbewegung C, C′ des Wagens 5 und über einen Verstärker 24 mit dem Hubmotor 22 für die Höhenbewegung A, B des Abnehmers 7 elektrisch in Verbindung. Außerdem sind an die Steuereinrichtung 29 angeschlossen: ein Motor 25, der die Schwenkung des Abnehmers 7 in Richtung des Pfeils D bewirkt (vgl. Fig. 2c) über einen Verstärker 26, eine Einrichtung zur Winkelerkennung des Abnehmers 7, z. B. ein Winkelcodierer 27, ein Speicher 28 und die Lichtschran­ ken 12, 13; 14, 15; 16, 17.

Die Lichtschranken können durch Lichtlichtschranken sein, bei denen Sender und Empfänger einander gegenüberliegen oder auf Lichtlichtschranken sein, bei denen Sender und Empfänger auf derselben Seite angeordnet sind.

Claims (18)

1. Verfahren zum Betreiben eines Ballenöffners, insbe­ sondere zur Ermittlung der oberen Ballenbegrenzung von Textilfaserballen, bei dem sich eine Abnahmeein­ richtung mit mindestens einer schnellaufenden Fräswal­ ze oberhalb der Faserballen bewegt und zur Messung der oberen Ballenbegrenzung mindestens zwei Sensoren verwendet werden, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind und die in Höhenrichtung bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtragfläche der Ballen einen Winkel (α) mit der Horizontalen einnimmt,

• a) die Sensoren in Höhenrichtung abgesenkt werden, bis ein Sensor unterhalb der Be­ grenzung der Abtragfläche (schrägverlau­ fende Ballenbegrenzung) angeordnet ist,
• b) der andere Sensor durch Schwenkung um eine horizontale Achse unterhalb der Be­ grenzung der Abtragfläche angeordnet wird und
• c) der Schwenkwinkel gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren entlang der Schrägfläche gleichzeitig in Höhen- und Längsrichtung bewegt werden und aus den gemessenen Schwenkwinkeln und Längspositionen die schrägverlaufende Ballenbegrenzung berechnet wird.

3. Verfahren zum Betreiben eines Ballenöffners, insbe­ sondere zur Ermittlung der oberen Ballenbegrenzung von Textilfaserballen, bei dem sich eine Abnahmeein­ richtung mit mindestens einer schnellaufenden Fräs­ walze oberhalb der Faserballen bewegt und zur Messung der oberen Ballenbegrenzung mindestens zwei Sensoren verwendet werden, die in Höhenrichtung übereinander angeordnet sind und die in Höhen- und Längsrichtung bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrag­ fläche der Ballen einen Winkel (α) mit der Horizon­ talen einnimmt,

• a) die Sensoren an mindestens zwei unter­ schiedlichen Längspositionen jeweils in Höhenrichtung abgesenkt werden, bis der tiefere Sensor unterhalb der Begrenzung der Abtragfläche (schrägverlaufende Ballen­ begrenzung) angeordnet ist und
• b) aus den Höhen- und Längspositionen des tieferen Sensors die Begrenzung der Ab­ tragfläche berechnet wird.

4. Vorrichtung zum Betreiben eines Ballenöffners, insbe­ sondere zur Ermittlung der oberen Ballenbegrenzung von Textilfaserballen aus Baumwolle, Chemiefasern u. dgl., bei der ein fahrbarer Wagen mit Turm längs und eine Abnahmeeinrichtung, z. B. mindestens eine schnellaufende Fräswalze, oberhalb einer Reihe von frei aufgestellten Faserballen hin- und herfahren und bei der die Abnahmeeinrichtung aus der Ballenober­ fläche Faserflocken ablöst, bei der zur Ermittlung der oberen Ballenbegrenzung fahrbare angeordnete Sen­ soren ein elektrisches Signal abgeben, daß einer Steuereinrichtung zugeführt wird, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Abtragfläche (2a, 3a) in einem Winkel (α) zu der Horizontalen angeordnet ist und am Ausleger 7 mindestens zwei Sensoren (12, 14, 16; 13, 15, 17) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sensoren in vertikaler Richtung (12, 14; 13, 15) einen Abstand (a) zueinander aufweisen und daß eine Einrichtung zur Erfassung der Längsposition des Auslegers (7) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren zwei parallel zu Fräseinrichtung (9a, 9b) angeordnete Lichtschranken (12, 14, 13, 15) sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranken (12, 14, 13, 15) der vorderen Seitenfläche (7a) des Auslegers (7) zugeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) zwischen den Licht­ schranken (12, 14; 13, 15) einstellbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die oben angeordnete Lichtschranke (14, 15) senkrecht über der unten angeordneten Licht­ schranke (12, 13) vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sensoren in Längsrichtung einen Abstand (b) zueinander aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erfassung der Längsposition des Auslegers (7) eine Lichtschranke (16, 17) umfaßt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranke (16, 17) der rückwärtigen Seitenfläche (7b) des Auslegers (7) zuge­ ordnet ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wegerkennungseinrichtung (19) für die Längsrichtung (x-Achse), z. B. ein inkremen­ taler Drehgeber und eine Wegerkennungseinrichtung (21) für die Höhenrichtung (y-Achse), z. B. ein inkremen­ taler Drehgeber, an die Steuereinrichtung (29) ange­ schlossen sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (29) mit einem Speicher (28) in Verbindung steht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein gepufferter Speicher (28) ver­ wendet wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Schwenkwinkels ein Winkelcodierer (27) vorgesehen ist, der mit der Steuereinrichtung (29) in Verbindung steht.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtschranken (12, 14, 16; 13, 15, 17) an die Steuereinrichtung (29) angeschlossen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Fahrmotor (20), der Hubmotor (22) und der Schwenkmotor (26) an die Steuereinrich­ tung (29) angeschlossen sind.