DE4323546A1 - Spulenprüfvorrichtung - Google Patents
SpulenprüfvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Spulenprüfvorrichtung zum Erfas
sen von Fadenabfällen oder dgl. sowie anderen hervorstehenden
Teilen oder Elementen, welche von der Oberfläche einer Spule
abstehen.
Aus einer Vielzahl von Gründen können an den Endflächen bzw.
Stirnflächen einer Spule während des Umspulens an einer Spul
maschine Fadenvorsprünge entstehen, so z. B. bei einem Faden
bruch während des Umspulens. Da die vorstehende Fäden oder
vorspringenden Fadenabfall aufweisenden Spulen während nach
folgender Bearbeitungsschritte zu Störungen bzw. Beeinträch
tigungen führen können, ist es notwendig, daß diese Spulen er
kannt und von den einwandfreien Spulen getrennt werden.
In der Praxis erfolgt das Erfassen derartiger mangelhafter
Spulen durch eine Bedienungsperson, welche die an ihr vorbei
laufenden Spulen beobachtet. Hierdurch bedarf es aber einer
großen Anzahl an Bedienungspersonen zum Erfassen derartiger
mangelhafter Spulen, wenn das Ergebnis mehrerer die Spulen
herstellender Maschinen überprüft werden soll.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spulenprüf
vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche
das vorstehend genannte Problem beseitigt und welche an den
Endflächen bzw. Stirnflächen einer Spule abstehenden Fadenab
fall bzw. andere Vorsprünge optisch erfassen kann, insbeson
dere bei konischen Spulen, die eine zunehmende Konizität auf
weisen.
Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung
dadurch gelöst, daß eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen
von Fadenabfall oder dgl., welcher insbesonders von einer der
Endflächen bzw. Stirnflächen einer Spule absteht, vorgesehen
ist, die eine Lichtquelle, welche einen Laserstrahl auf die
zu untersuchende Fläche der zu prüfenden Spule emittiert,
eine Lichterfassungseinrichtung, welche den Laserstrahl emp
fängt, und eine Einrichtung zum Bestimmen der Existenz von
von der Fläche hervorstehenden Faden oder dergleichen, wie
beispielsweise Fadenabfall mittels des von dem Lichtsensor
abgegebenen Signals umfaßt.
Bei einer derartig aufgebauten Vorrichtung wird der von der
Lichtquelle abgestrahlte Laserstrahl durch den Lichtsensor
aufgenommen, wobei sich im Falle eines Auftreffens des Laser
strahls auf einen vorstehenden Faden bzw. Fadenabfall oder
dergleichen der durch den Lichtsensor empfangene Laserstrahl
verändert, so daß die Anwesenheit von vorstehendem Fadenab
fall oder dergleichen erfaßt wird.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel sowie weitere Vor
teile der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung
einer bevorzugten Ausführungsform einer erfin
dungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Teilvorderansicht der in Fig.
1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 3 eine die vorliegende Erfindung erläuternde Dar
stellung;
Fig. 4 einen Signalbearbeitungskreis einer Laserstrahl-
Erfassungsvorrichtung;
Fig. 5a bis 5e Ausgangssignale des in Fig. 4 gezeigten
Signalbearbeitungskreises;
Fig. 6 einen Signalbearbeitungskreis des Signalausgangs
einer Lichterfassungseinrichtung der vorliegenden
Erfindung; und
Fig. 7a, 7b Ausgangssignale des in Fig. 4 gezeigten
Bearbeitungskreises.
In den Fig. 1 und 2 ist eine Aufspulhülse B einer koni
schen Spule P auf einen Teller T aufgesetzt, wodurch die ko
nische Spule P aufrecht auf dem Teller T aufsteht. Die koni
sche Spule P wird in eine nicht weiter dargestellte Kammer
einer Spulenprüfvorrichtung entlang eines ebenfalls nicht
dargestellten Spulenförderweges hineingeführt und durchläuft
einen Abfallfadenprüfvorgang gemäß der vorliegenden Erfindung
sowie weitere verschiedene Spulenprüfeinrichtungen bzw. -vor
gänge.
In der Kammer der Spulenprüfvorrichtung ist eine Lichtstrah
lerfassungseinrichtung des Typs der diffusen Reflektion bzw.
Remission bzw. ein Diffuslicht- oder Streulichtsensor an
geordnet. Eine Lichtquelle 11 und eine Lichterfassungsein
richtung bzw. ein Streulichtsensor 12 sind nebeneinanderlie
gend in der Lichtstrahlerfassungseinrichtung 13 angeordnet,
wobei sie in einer Position angeordnet sind, welche sie ein
wenig oberhalb und ein wenig außerhalb von dem oberen Ende
bzw. der oberen Endfläche der Spule 7 plaziert und sie in
Richtung der Mitte der Spule 7 ausrichtet.
Weiterhin sind in der Kammer der Spulenprüfvorrichtung eine
Dreheinrichtung 14 zum Drehen des Tellers T, die beispiels
weise durch Rollen gebildet sein kann, welche über den Teller
T die Spule P drehen.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die obere Stirnfläche 10 der
Spule P trichterförmig ausgebildet, so daß der Laserstrahl
L0, der von der Lichtquelle 11 abgegeben bzw. abgestrahlt
wird, in einer leicht diagonal abwärtsgerichteten Richtung
abgestrahlt wird und auf der Stirnfläche 10 nahe der Aufspul
hülse B auftritt. Ein Laserstrahl LR, der an einem Auftreff
punkt bzw. Einfallpunkt 15 reflektiert wird (vgl. Fig. 3),
wobei der Einfallpunkt 15 so gelegt ist, daß der von der
Lichtquelle 11 stammende Laserstrahl L0 nicht auf der Auf
spulhülse B auftritt, wird zu dem Lichtstrahlempfänger 12 zu
rückgestrahlt bzw. reflektiert.
Die Lichtstrahlerfassungseinrichtung 13 ist gemäß den Fig.
1 und 2 nur für die obere Stirnfläche 10 der Spule P vorgese
hen. Ebenso ist es aber möglich, auch für die untere Endflä
che bzw. Stirnfläche 16 der Spule P (vgl. Fig. 2) eine derar
tig aufgebaute Vorrichtung anzuordnen, um auch dort vorste
henden Fadenabfall zu erfassen. Da die untere Stirnfläche 16
gegenläufig zu der oberen Stirnfläche 10 ausgebildet ist, mit
anderen Worten also eine konkave Form aufweist, wird der La
serstrahl in einer leicht diagonal aufwärts gerichteten Rich
tung abgestrahlt.
Wie weiterhin aus Fig. 3 hervorgeht, ist eine Linse 17 zur
Bündelung bzw. Fokussieren der Lichtstrahlen des Laserstrahls
LR an dem Lichtsensor 12 vorgesehen.
An der Stelle, an der der Laserstrahl LR empfangen wird, wenn
dieser von der Spule P nahe der Aufspulhülse B reflektiert
wird, wird die Null- oder die Standardposition 0 festgesetzt.
Wenn ein Vorsprung 18 oder dgl. an der Stirnfläche der Spule
P vorhanden ist, verändert sich die Lichtempfangsstelle des
Laserstrahls LR, welcher von dein Lichtsensor 12 über die Bün
delungslinse 17 empfangen wird, von der Standardposition 0 zu
der Stellung S, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Um das
Vorhandensein von vorstehenden Fäden oder anderen Vorsprüngen
18 an der Stirnfläche 10 der Spule P mittels dieser Verände
rung in der Position des empfangenden Lichtes erfassen zu
können, wird eine CCD-Kamera als ein Lichtsensor 12 verwen
det. Durch Verwendung eines Laserstrahls in der CCD-Kamera
ist es möglich, ein Erfassungssignal (Bildsignal) zu erhal
ten, welches eine hohe Auflösung und eine scharfe Wellenform
besitzt.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, die einen Signalverarbeitungs
kreis für die Laser- bzw. Lichtstrahlerfassungseinrichtung 13
(Sensor 13) zeigt, wird die CCD-Kamera 12 durch einen Steuer
kreis 30 gesteuert und tastet aufeinanderfolgend die Emp
fangspositionen des Laserstrahls LR ab und gibt ein Bildsi
gnal der Zeit (t) entsprechend der Lichtempfangsposition so
wie die Spannung (CV) entsprechend der Menge des empfangenen
Lichtes an einen Türöffnungskreis 31 ab. In diesem Türöff
nungskreis 31 wird ein Toröffnungssignal entsprechend der
Stellung des empfangenen Lichtes gemäß dem Bildsignal erzeugt
und nur die Toröffnungszeit wird in einem Integratorkreis 32
integriert. Die von dem Integratorkreis 32 gewonnene Spannung
wird über einen Haltekreis 33 als Ausgangssignal 20 ausgege
ben. Diese Kreise geben Signale ab, wie sie in Fig. 5a bis 5e
gezeigt sind, wobei, wenn kein vorstehender Faden oder andere
Vorsprünge 18 an der Stirnfläche 10 der Spule P vorliegen,
dies ein Signal entsprechend den durchgezogenen Linien in den
Fig. 5a bis 5e ergibt, wogegen bei vorspringenden Fäden 18
ein Signal entsprechend den gestrichelten Linien erzeugt
wird.
Liegt kein Vorsprung 18 vor, so erreicht die Ausgangsspannung
20 einen hohen Spannungswert Vo, wogegen bei Vorliegen eines
Vorsprungs 18 die Ausgangsspannung 20 einen geringen Span
nungswert Vs annimmt, so daß das Vorhandensein von Vorsprün
gen 18 oder anderen nicht gewünschten Erscheinungen durch
diesen Übergang erfaßt werden kann (vgl. Fig. 7a).
Wie vorstehend dargelegt wurde, weist der Laserstrahl Lo, der
von der Lichtquelle 11 abgegeben wird, einen Einfallspunkt 15
mit einem Abstand l0 von der Lichtquelle 11 auf. Da der Auf
treffpunkt 15 auf der Oberfläche der Fadenlagen liegt, wird
der Laserstrahl Lo am Auftreffpunkt 15 gestreut. Der Teil des
reflektierten Laserstrahls LR wird an dem Lichtsensor 12 über
die Bündelungslinse 17 empfangen, so daß er von dem Laserstrahlempfänger
12 empfangen wird. Hierbei wird die Spule P
durch die Dreheinrichtung 14 gedreht, so daß, wenn ein vor
springender Faden 18 oder dergleichen vorhanden ist, der La
serstrahl Lo, der von der Lichtquelle 11 abgegeben wird, auf
den aus der Stirnfläche 10 hervorspringenden Faden 18 auf
trifft.
Aus diesem Grund tritt der Laserstrahl Ls, der durch den Vor
sprung 18 reflektiert wird, durch die Bündelungslinse 17 hin
durch und wird durch den Lichtsensor 12 empfangen. Da jedoch
die Einfallslinie des reflektierten Laserstrahls Ls (= unter
brochene Linie in Fig. 3) von der vorstehend erwähnten Ein
fallslinie LR (= durchgezogene Linie in Fig. 3) des am Ein
fallspunkt 15 reflektierten Laserstrahls LR abweicht, verän
dert sich hierdurch die Position des einfallenden Lichtes in
dem Lichtsensor 12 von der Standardposition 0 zu der Position
S. Das Vorhandensein von Vorsprüngen 18 oder anderen stören
den Fäden kann so durch die Änderung der Position des empfan
genen Lichtes festgestellt werden.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung einer Erfassungseinrichtung A
zum Erfassen von vorstehenden Fäden oder dergleichen durch
ein Lichtstrahlempfangssignal 20, welches von dem Lichtsensor
12 abgegeben wird, und Fig. 7 das Signal für jeden der Kreise
der Erfassungseinrichtung A.
Zunächst wird das Ausgangssignal 20 des Lichtsensors 12 an
einem Signalaufbereitungskreis bzw. Signalformungskreis 21
bearbeitet. Wenn sich die Spule P dreht und der Laserstrahl
Lo auf den Einfallspunkt bzw. Auftreffpunkt 15 auftrifft und
an den Lichtsensor 12 wieder zurückreflektiert wird, bleibt
der Wert des Signales des Signalaufbereitungskreises 21 weit
gehend gleichmäßig bei Vo, wie dies in Fig. 7a dargestellt
ist. Wenn jedoch der Laserstrahl auf einen Vorsprung 18 auf
trifft, fällt der Wert des Signals und das Signal bekommt
eine Muldenspitze bzw. eine Mulde mit dem Wert Vs. Dieses Si
gnal wird in einen Vergleicher 22 eingegeben. Ein Schwellen
wert SLH wird in den Vergleicher 22 von einer Einstellein
richtung 23 eingegeben und der Vergleicher 22 vergleicht den
Signalwert V des Kreises 21 mit dem Schwellenwert SLH, um zu
bestimmen, ob der Signalwert V unter den Schwellenwert SLH
gefallen ist oder nicht. Wenn ersteres der Fall ist, gibt der
Vergleicher 22 ein Falschfadensignal aus, wie dies mit Fig.
7b gezeigt ist. Das Ausgangssignal des Vergleichers 22 wird
in einem Zuordner bzw. Sequencer 25 über einen Bestimmungs
ausgangskreis 24 eingegeben. Wenn das Vorsprungsfadenerfassungssignal
erfaßt wird, gibt der Sequencer 25 ein Signal an
einen Alarmkreis 26 aus, wodurch der Kreis 26 zum Beispiel
einen Alarm oder eine andere Warnung ausgibt.
Die Erfassung durch den Laserstrahl L kann verwendet werden,
um den Unterschied zwischen der Menge des von dem Einfalls
punkt reflektierten Lichtes und der Menge des von einem vor
springenden Faden 18 reflektierten Lichtes zu bestimmen.
Ebenso kann ein Photobereich vorgesehen und verwendet werden,
um den vorspringenden Faden 18 durch Änderung der Position
des empfangenen Lichtes in diesem Bereich zu erfassen.
In der vorliegenden Erfindung kann abgesehen von den vor
springenden Fäden, ebenso Knitterungen, Falten, Verkrumpelun
gen, Kräuselung oder dergleichen, welche von der Stirnfläche
10 der Spule P abstehen, erfaßt werden.
Mit anderen Worten wird durch die vorliegende Erfindung ein
Laserstrahl L von einer Lichtquelle 11 abgestrahlt und trifft
auf eine Stirnfläche 10 der Spule P an einer Stelle nahe der
Mitte der Spule P auf und wird an einen Lichtsensor 12 zumin
dest teilweise zurückreflektiert. Wenn der Laserstrahl L auf
einen vorspringenden Faden 18 auftrifft, kehrt dieser reflek
tierte Strahl LS zu dem Lichtsensor 12 zurück und unterschei
det sich hierbei von dem von der Stirnfläche 10 an den Licht
sensor 12 reflektierten Lichtstrahl LR. Demzufolge kann das
Vorhandensein eines vorspringenden Fadens 18 oder andere Vor
sprünge bestimmt werden.
Claims (8)
1. Spulenprüfvorrichtung zum Überprüfen von vorspringenden
Fäden oder dergleichen von einer Oberfläche (10) einer Spule
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Lichtquelle (11), welche einen Laserstrahl (Lo) in
Richtung auf die zu untersuchende Oberfläche (10, 18) der
Spule (P) abstrahlt, ein Lichtsensor (12), welcher den Laser
strahl (LR) von der Lichtquelle (11) empfängt, und eine Er
fassungseinrichtung (A) zum Erfassen des Vorhandenseins eines
vorspringenden Fadens (18) oder dergleichen entsprechend ei
nes Ausgangssignals von dem Lichtsensor (12) vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Einrichtung (14) zum Drehen der Spule (P) weiterhin
vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquelle (11) in der Weise angeordnet ist, daß der
Laserstrahl (Lo) von der Lichtquelle (11) die zu untersu
chende Oberfläche (10, 16) der Spule (P) überstreicht, und
daß der Lichtsensor (12) in einer Position angeordnet ist, um
den Laserstrahl (LR, LS) zu empfangen, der von der zu unter
suchenden Oberfläche (10, 16) der Spule (P) reflektiert wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquelle (11) etwas oberhalb und außerhalb der
Oberfläche (10) der Spule (P) angeordnet und radial in Rich
tung der Mitte der Spule (P) ausgerichtet ist, um einen La
serstrahl (Lo) auf einen Punkt (15) abzustrahlen, welcher
nahe der Mitte der Stirnfläche (10) der Spule (P) angeordnet
ist, ohne daß die Aufspulhülse (B) der Spule (P) von dem La
serstrahl (Lo) getroffen wird.
5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtsensor (12) neben der Lichtquelle (11) angeord
net ist.
6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erfassungseinrichtung (A) das Vorhandensein eines
vorspringenden Fadens (18) oder dergleichen mittels eines
Ausgangssignals von dem Lichtsensor (12) erfaßt, welches sich
entsprechend der Änderung der Position des auf den Lichtsen
sor (12) auftreffenden, reflektierten Laserstrahl (LR) än
dert.
7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erfassungseinrichtung (A), welche das Vorhandensein
eines vorspringenden Fadens (18) oder dergleichen erfaßt
durch Änderung des Ausgangssignals von dem Lichtsensor (12),
welches sich entsprechend der Änderung der Lichtmenge des La
serstrahls (LR), der durch den Lichtsensor (12) erfaßt wird,
ändert.
8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spule (P) eine konische Spule mit eine zunehmenden
Konizität an der Stirnfläche (10) ist.
Applications Claiming Priority (1)
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JP4187004A JPH06286942A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | パッケージ検査装置 |
Publications (1)
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DE (1) | DE4323546A1 (de) |
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- 1992-07-14 JP JP4187004A patent/JPH06286942A/ja active Pending
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IT1261824B (it) | 1996-06-03 |
ITRM930464A0 (it) | 1993-07-13 |
ITRM930464A1 (it) | 1995-01-13 |
JPH06286942A (ja) | 1994-10-11 |
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