DE4300581A1 - Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung mindestens eines laufenden Fadens auf Unregelmäßigkeiten hin mit einer quer zum mindestens einen Faden angeordneten Lichtschranke, umfassend eine ein Strahlenbündel aussendende Strahlungsquelle und einen Strahlungsempfänger, und mit einer Auswerteschaltung.

Aus der DE 33 35 656 C2 ist eine Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung einer Kettenwirkmaschine bekannt, bei der eine Infrarotstrahlungsquelle sowie ein Infrarotempfänger so angeordnet sind, daß das Infrarotstrahlenbündel im Takt der Frequenz von hin- und herschwingenden Wirkwerkzeugen durch diese Wirkwerkzeuge sowie durch die durch sie verarbeiteten Fäden in den Umkehrstellungen der Wirkwerkzeuge abwechselnd zumindest teilweise unterbrochen und freigegeben wird. Die hierdurch erzeugte periodische Überwachungssignalfolge des Infrarotempfängers wird in der Auswerteschaltung durch eine Fensteraustastschaltung jeweils nur während einer vorgegebenen Austast-Zeitspanne innerhalb jeder Strahlenbündel-Freigabephase periodisch verarbeitet. Nur die in jeder Fensterimpuls-Austastphase gegebenen Signalwerte der Signalfolge werden in einer Vergleichsschaltung mit einem Vergleichswert verglichen. Auf diese Weise werden gebrochene Fäden oder hervorstehende Kapillare oder Flusen eines Fadens rechtzeitig und mit Sicherheit erkannt. Auch werden Fehler bei Legungen, wie z. B. Atlaslegungen erkannt, bei denen die Fäden nur teilweise oder nicht ganz bzw. locker aus der Fadenschar heraustreten. Hierdurch wird die gesamte Schar der Lochnadeln zusammen mit den durch ihre Löcher hindurchtretenden Fäden dazu benutzt, das Infrarotstrahlenbündel periodisch zu unterbrechen und freizugeben. Auf diese Weise wird, bezogen auf die gesamte Periodendauer, eine Fadenerkennung durchgeführt, und zwar durch Schaffung einer sog. Austastphase.

Aus der US-A-37 17 771 der Lindly & Company Inc. ist eine Überwachungseinrichtung für eine Fadenschar bekannt, die aus zwei Fadeninspektoren in Tandemanordnung besteht. Ein vorhandener Fadenfehler in einer Fadenschar läuft unverändert mit und wird von beiden Überwachungseinrichtungen in gleicher Weise registriert. Bei springenden und unruhig laufenden Fäden der Fadenschar kann die erste, in Fadenlaufrichtung liegende Überwachungsvorrichtung ansprechen, während die dahinterliegende zweite Überwachungsvorrichtung bereits einen beruhigten Faden registriert und damit kein Fehlersignal abgegeben wird. Bei diesen in Tandemanordnung arbeitenden Überwachungsvorrichtungen steuert die erste, in Fadenlaufrichtung liegende Überwachungsvorrichtung die zweite Überwachungsvorrichtung über eine Schnittstellenschaltung. Diese Schnittstellenschaltung ist zweckmäßigerweise mit einem Tachogenerator und mit einer Mikrocomputer verbunden, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, daß die fotoelektrische Überwachungsvorrichtung unterscheiden kann zwischen willkürlichen Störimpulsen (unruhig laufende Fäden) und Nutzsignalen (Fadenfehler). Dies bedeutete daß das Durchlaufen eines echten Fadenfehlers für einen entsprechend der Fadenlaufgeschwindigkeit errechneten Zeitpunkt der zweiten Überwachungsvorrichtung durch die Schnittstellenschaltung gemeldet wird. Trifft dieses zu, so schaltet die zweite Überwachungsvorrichtung die Gesamtvorrichtung ab.

Eine solche Vorrichtung ist außerdem verwirklicht an der "Lindly Garn Inspector Serie 2000" der Fa. Lindly & Company Inc.

Bei bekannten Vorrichtungen zur fotoelektrischen Überwachung einer laufenden Fadenschar "Duo Warpstop" der Anmelderin werden die einzelnen Fäden parallel über eine Keramikführung gezogen und über die gesamte Breite der Fadenschar mit einem schmalen parallelen Infrarotlichtstrahl beleuchtet. Der Infrarotstrahlungsempfänger registriert die hintereinander liegenden Fäden als Signal mit der Größe des Fadendurchmessers. Jede Verdickung, Fluse oder abstehende Kapillare wird als zusätzliche Lichtschwächung erkannt und ausgewertet. Die durch den Infrarotlichtstrahl laufenden Fäden der Fadenschar verursachen am Strahlungsempfänger ein Rauschen, das im wesentlichen von der verwendeten Fadensorte sowie von der Fadenführung abhängt. Ist nun dieses Rauschen sehr hoch, so können kleine Fehlersignale nicht mehr sicher ausgewertet werden. Es ist daher schwierig, den Querschnitt des effektiven Lichtstrahls optimal anzupassen, insbesondere dann, wenn Fäden unterschiedlichen Durchmessers von mehr als 0,05 mm, vorzugsweise von 0,05 mm bis 1,0 mm, und unterschiedlicher Oberflächenbeschaffenheit (glatt oder rauh) verarbeitet werden. Der Querschnitt des Lichtstrahls muß daher entsprechend angepaßt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung mindestens eines laufenden Fadens der eingangs genannten Art zu schaffen, die in einfacher Weise eine optimale Anpassung des Durchmessers des Strahlenbündels an den Querschnitt des jeweiligen Fadens ermöglicht unter gleichzeitiger Berücksichtigung dessen Oberflächenbeschaffenheit.

Diese Aufgabe wird für die eingangs genannte Vorrichtung dadurch gelöst, daß zwischen der Strahlungsquelle und dem Strahlungsempfänger im Strahlengang des Strahlenbündels eine Flüssigkristallblende mit einer Vielzahl von matrixartig angeordneten Flüssigkristallelementen vorgesehen ist, die durch eine Steuerschaltung zur Bildung einer vorgegebenen Blendenkonfiguration ansteuerbar sind.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß in einfacher Weise der Querschnitt des Strahlenbündels anpaßbar ist an den Querschnitt des verwendeten Fadens, um so eine wirksame Fehlererkennung bei Flusen oder Kapillaren zu ermöglichen, wobei bei der Einstellung der Blende auch die Oberflächenbeschaffenheit des Fadens mitberücksichtigt wird. Eine solche Flüssigkristallblende ist verschleißfrei und kann durch die Verwendung der Vielzahl von Flüssigkristallelementen in gewünschter Weise eingestellt werden. Auch ist es vorteilhaft, daß durch entsprechende Ansteuerung der Flüssigkristallelemente die Lage der Blendenöffnung im sog. Flüssigkristallblendenfeld verschoben werden kann. Des weiteren ist es vorteilhaft, daß durch einfache Steuermaßnahmen die Konfiguration der Blendenöffnung in gewünschter Weise eingestellt werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung ist je eine Flüssigkristallblende vor der Strahlungsquelle und vor dem Strahlungsempfänger angeordnet, wobei durch die Steuerschaltung jeweils gleiche Flüssigkristallelemente beider Flüssigkristallblenden zur Bildung gleicher Blendenkonfigurationen angesteuert werden.

Gemäß weiterer Ausbildung ist die Strahlungsquelle einer Laser-Diode. Laser-Dioden haben den Vorteil, daß sie nahezu paralleles Licht ausstrahlen, und zwar in Verbindung mit einer geeigneten Optik.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Flüssigkristallelemente in Abhängigkeit von der Art und Dicke bzw. der Geschwindigkeit des mindestens einen Fadens sowie von der Art der festzustellenden Fehler, wie Kapillar- oder Flusenfehler, zur Bildung mindestens einer quadratischen oder rechteckigen oder schlitzförmigen oder in etwa gerundeten, in Fadenrichtung oder quer hierzu verlaufenden Blendenöffnung angesteuert, wobei das Strahlenbündel so ausgerichtet ist, daß der Schlagschatten des mindestens einen Fadens entweder in der Blendenöffnung oder außerhalb derselben liegt, um im letzteren Fall den Faden abzudecken und um hervorstehende Fehler zu erkennen.

In vorteilhafter Weise sind die Flüssigkristallelemente der quellen- oder empfängerseitigen Flüssigkristallblende bei einem Versatz der beiden Flüssigkristall-Blenden gegeneinander, bezogen auf die durch das Strahlenbündel und den mindestens einen Faden gebildete Ebene, zum Ausgleich des Versatzes entsprechend angesteuert, so daß die zugeordneten Flüssigkristallelemente beider Flüssigkristallblenden eine entsprechend vorgegebene Verschiebung zueinander aufweisen.

Gemäß weiterer Ausgestaltung sind zwei Strahlungssender- und Strahlungsempfänger-Einheiten mit Flüssigkristallblenden, in Fadenlaufrichtung gesehen, hintereinander angeordnet.

In besonders vorteilhafter Weise wird die Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung einer Fadenschar bei der Herstellung von Kettbäumen für Web- und Wirkmaschinen verwendet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematischen Darstellung der fotoelektrischen Überwachungsvorrichtung in Draufsicht;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der fotoelektrischen Überwachungsvorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der fotoelektrischen Überwachungsvorrichtung mit zwei Überwachungseinheiten;

Fig. 4 eine aus Flüssigkristallelementen bestehende Flüssigkristallblende;

Fig. 5 eine Steuerschaltung für die Überwachungsvorrichtung und

Fig. 6 verschiedene Flüssigkristallblenden-Konfigurationen a) bis h).

Gemäß Fig. 1 ist mit 1 eine Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung einer Fadenschar 2 bezeichnet, die in Teilrichtung A über zwei Keramikstäbe 3 und 4 geführt wird, zum Aufwickeln auf einen nicht dargestellten Kettbaum.

Mit 5 ist eine Laserlichtquelle bezeichnet, vor der eine Flüssigkristallblende 6 angeordnet ist. Der aus der Flüssigkristallblende 6 austretende Lichtstrahl 7 verläuft in der Ebene der Fadenschar 2 und trifft auf eine weitere Flüssigkristallblende 8, die vor einem Lichtstrahlenempfänger 9 angeordnet ist. Mit 10 ist die effektive Blendenöffnung bezeichnet. Die effektive Blendenöffnung 10 ist entsprechend dem Durchmesser der Fäden der Fadenschar 2 eingestellt. So wird ein Fadenfehler 11 (Fluse oder Kapillare) durch eine Auswerteschaltung festgestellt.

In Fig. 3 sind die den Teilen von Fig. 2 entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zur Unterscheidung weisen sie jedoch Indizes auf.

Gemäß Fig. 4 weist jede der beiden Flüssigkristallblenden 6 und 8 Flüssigkristallelemente 12 auf.

Gemäß Fig. 5 sind die Flüssigkristallblenden 6 und 8 auf der Sender- und Empfängerseite mit ihren Flüssigkristallelementen 12 jeweils mit einer Zeilen- und Spalten-Steuerung 13 und 14 verbunden. Die Zeilen- und Spaltenleitungen sind bei beiden Flüssigkristallblenden 6 und 8 mit 15, 16 und 17, 18 bezeichnet. Beide Zeilen- und Spalten-Steuerungen 13 und 14 sind mit einer Schnittstelle 19 verbunden, die einen Speicher für die Flüssigkristallblenden 6 und 8 und deren Flüssigkristallelemente 12 aufweist. Diese Schnittstelle 19 steht mit einem Mikrocomputer 20 in Verbindung.

Bei beiden Flüssigkristallblenden 6 und 8 sind gleiche Blendenkonfigurationen eingestellt. Bei beiden Flüssigkristallblenden 6 und 8 sind die lichtundurchlässigen gesteuerten Flüssigkristallelemente schraffiert dargestellt, während die lichtdurchlässigen gesteuerten Flüssigkristallelemente die wirksame Blendenöffnung 10 bilden.

In den Fig. 6a bis 6h sind unterschiedliche Blendenöffnungen 10a bis 10h für verschiedene Fadenscharen 2a bis 2h und unterschiedliche Fehler 11a₁, 11a₂ bis 11h dargestellt.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 6a bis 6e läuft die Fadenschar 2a bzw. 2b bzw. 2c bzw. 2d bzw. 2e symmetrisch zur jeweiligen Blendenöffnung 10a bzw. 10b bzw. 10c bzw. 10d bzw. 10e.

Bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 6f, 10g und 10h verläuft die Fadenschar 2f bzw. 2g bzw. 2h außerhalb der Blendenöffnung 10f bzw. 10g₁, 10g₂ bzw. 10h. Während bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6f Fehler nur auf einer Seite der Fadenschar erkennbar sind, sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6g Fehler 11g₁ und 11g₂ aufgrund zweier Blendenöffnungen 10g₁ und 10g₂ oberhalb und unterhalb der Fadenschar 2g feststellbar.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6h ist eine kleine Blendenöffnung 10h vorgesehen, um durch einen gerissenen Faden hervorgerufene Schlaufenbildungen 11h zu erkennen.

Zweckmäßigerweise enthalten die Flüssigkristallblenden Flüssigkristallelemente in einer Punktmatrix mit einer Teilung von ca. 0,2 mm. Jedes einzelne Flüssigkristallelement kann beliebig hell und dunkel angesteuert werden. In vorteilhafter Weise wird eine Matrix von 30 × 30 Flüssigkristallelementen verwendet. Sämtliche Flüssigkristallblenden werden zentral durch den Mikrocomputer stets gleichmäßig eingestellt. Bei numerischer Vorgabe der Fadenstärke läßt sich die Flüssigkristallblende in einfacher Weise einstellen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung mindestens eines laufenden Fadens auf Unregelmäßigkeiten hin mit einer quer zum mindestens einen Faden angeordneten Lichtschranke, umfassend eine ein Strahlenbündel aussendende Strahlungsquelle (5) und einen Strahlungsempfänger (9), sowie mit einer Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Strahlungsquelle (5) und dem Strahlungsempfänger (9) im Strahlengang des Strahlenbündels (7) eine Flüssigkristallblende (6, 8) mit einer Vielzahl von matrixartig angeordneten Flüssigkristallelementen (12) vorgesehen ist, die durch eine Steuerschaltung (13, 14, 19, 20) zur Bildung einer vorgegebenen Blendenkonfiguration (10) ansteuerbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Flüssigkristallblende (6, 8) vor der Strahlungsquelle (5) und vor dem Strahlungsempfänger (9) angeordnet ist und daß durch die Steuerschaltung jeweils gleiche Flüssigkristallelemente (12) beider Flüssigkristallblenden (6, 8) zur Bildung gleicher Blendenkonfigurationen (10) gleichzeitig angesteuert sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (5) eine Laserdiode ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallelemente (12) in Abhängigkeit von der Art und Dicke des mindestens einen Fadens (2) sowie von der Art der festzustellenden Fehler, wie Kapillar- oder Flusenfehler, zur Bildung mindestens einer quadratischen, rechteckigen oder schlitzförmigen oder in etwa gerundeten, in Fadenrichtung (A) oder quer hierzu verlaufenden Blendenöffnung (10) angesteuert sind, wobei das Strahlenbündel (7) so ausgerichtet ist, daß der Schlagschatten des mindestens einen Fadens (2) entweder in der Blendenöffnung oder außerhalb derselben liegt.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Versatz der beiden Flüssigkristallblenden (6, 8) gegeneinander, bezogen auf die durch das Strahlenbündel (7) und den mindestens einen Faden (2) gebildete Ebene die Flüssigkristallelemente (12) der quellen- oder empfängerseitigen Flüssigkristallblende (6, 8) zum Ausgleich des Versatzes entsprechend verschoben angesteuert sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Strahlungssender- und Strahlungsempfänger Einheiten mit Flüssigkristallblenden, in Fadenlaufrichtung gesehen hintereinander angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung der Vorrichtung zur fotoelektrischen Überwachung einer Fadenschar (2) bei der Herstellung von Kettbäumen für Web- und Wirkmaschinen.