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Technischer Bereich der
Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungs-
bzw. Steuerungs-Vorrichtung
für eine
Verseilmaschine, die dazu bestimmt ist, mindestens ein Faden- bzw.
Drahtelement auf ein Hauptseil bzw. -kabel aufzuwickeln, um ein
umwickeltes Kabel zu bilden, welche Verseilmaschine mit Stellorganen
versehen ist, die umfassen:
- – ein Aufwickelkopfteil
bzw. einen Aufwickelkopf, der das Drahtelement führt, das auf mindestens eine
Abgabespule aufgespult wird,
- – einen
ersten, oberen Motor für
den Drehantrieb des Aufwickelkopfes,
- – einen
zweiten Motor zum Drehantrieb einer Aufnahmespule, auf die das aufgewickelte
Kabel gespult wird,
- – sowie
Mittel zum mechanischen Spannen des Drahtelements während des
Aufwickelns, welche Steuerungsvorrichtung umfasst:
- – ein
optisches Messgerät,
das mindestens einen Lichtstrahler bzw. eine Lichtemissionsquelle
zum Projizieren eines Lichtstrahls auf das Drahtelement sowie einen
Empfänger
für das
Auffangen des reflektierten Lichtstrahls unter Erzeugung eines Messsignals
umfasst,
- – eine
Verarbeitungsschaltung mit Mikroprozessor, die dazu bestimmt ist,
das Messsignal zu empfangen und Steuer- und/oder Regelsignale an die
Betätigungseinrichtungen
zu senden,
- – und
eine externe Steuerungsvorrichtung, die insbesondere einen PC für die Eingabe
der Automatikbetriebsparameter der Verseilmaschine nach einem vorbestimmten
Programm der Verarbeitungsschaltung umfasst.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein eine Verseilmaschine zum Aufwickeln mindestens eines Drahtelements.
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Genauer gesagt, betrifft die Erfindung
eine Steuerungsvorrichtung mit Echtzeitdatenerfassung für eine solche
Verseilmaschine.
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Die Erfindung ist beispielsweise
anwendbar auf eine Verseilmaschine, die zum Aufwickeln von Drahtelementen übereinander
oder miteinander vorgesehen ist, sie ist aber ebenso anwendbar auf
eine Verseilmaschine, die zum Aufwickeln eines oder mehrerer peripherischer
Drahtelemente auf ein zentrales Kabel bestimmt ist. Diese Elemente
können aus
Metall oder anderen Materiatien bestehen.
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In der Folge des Textes wird als
Drahtelement ein beliebiger Gegenstand in Kabel- oder Drahtform
mit beliebigem Querschnitt bezeichnet (das Drahtelement kann beispielsweise
ein schmales Band sein), wobei dieser in der meisten Zahl der Fälle eine
im Wesentlichen runde und auf seiner ganzen Länge kanstante Form aufweist.
Ein solches Drahtelement kann einen einfachen fadenförmigen Gegenstand,
der eine überwiegend
mechanische Funktion erfüllt
(beispielsweise ein Verstärkungsdraht
oder ein Isolierungs- oder Schutzstreifen), oder ein Kabel bilden,
das mehrere Drähte
einschließt,
die für
eine Übertragung
einer Energie oder eines Signals in einer elektrischen, magnetischen,
optischen oder anderen Form sorgen.
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In der Folge des Textes wird als
zentrales Kabel ein beliebiges, wie vorstehend definiertes Drahtelement
bezeichnet, dessen Steife oder Spannkraft jedoch allgemein relativ
groß ist,
um das Aufwickeln eines anderen Drahtelements um dieses zentrale
Drahtelement herum zu ermöglichen.
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In der Folge des Textes wird als "peripheres Drahtelement" ein beliebiges,
wie vorstehend definiertes Drahtelement bezeichnet, dessen Steife
jedoch allge mein geringer ist als diejenige des zentralen Drahtelements,
sodass sich das periphere Drahtelement um das zentrale Drahtelement
herumwickeln lässt.
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Man könnte jedoch ebenso, ohne den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, ein zentrales Kabel
mit einer geringeren Steife als das periphere Drahtelement ins Auge
fassen, bei dem das zentrale Kabel auf einer ausreichend großen Spannung
gehalten wird, dass es dennoch möglich ist,
das periphere Drahtelement um das zentrale Kabel herumzuwickeln.
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In der Folge des Textes wird mit "Aufwickelvorgang" ein beliebiger Vorgang
bezeichnet, der mit der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird
und das Aufwickeln mindestens eines Drahtelements auf ein oder mit
mindestens einem anderes/n Drahtelement oder auf ein zentrales Kabel
erlaubt.
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Als mögliche Aufwickelverfahren können dabei
die folgenden Beispiele angeführt
werden:
- – eine
Umspinnung, d. h. ein Aufwickeln eines Drahtelements in nebeneinander
liegenden oder nicht nebeneinander liegenden Wicklungen im Allgemeinen
auf ein zentrales Kabel,
- – eine
Verdrallung, d. h. ein Aufwickeln mehrerer Drahtelemente unter Einhaltung
eines vorab festgelegten Aufwickelabstands (Abstand, der am zentralen
Kabel zwischen Anfang und Ende des Aufwickelns gemessen wird, wobei
man am Anfang und am Ende des Aufwickelns einen gleichen Bezugspunkt
am Umfang des Kabels hat),
- – eine
Umbänderung,
mit der die Umwickelung eines zentralen Kabels mit einem oder mehreren Bändern möglich ist,
- – ein
Verfahren, das darin besteht, das zentrale Kabel zu umflechten,
wobei dieses Geflecht aus mehreren Bahnen hergestellt wird (wobei
eine Bahn von mehreren Drahtelementen oder einzelnen, um das zentrale
Kabel aufgewickelten Drahtelementen gebildet wird), die sich abwechseln und
so eine oder mehrere Flechtschichten um das zentrale Kabel herum
bilden, insbesondere, um ein koaxiales Kabel zu bilden. Das Geflecht
kann ein Netzwerk aus mehreren Bahnen oder Schichten bilden, die
aus mehreren Drahtelementen bestehen. Ein solches Geflecht kann
beispielsweise als Armierung oder als andere Schirmung für das zentrale
Kabel dienen,
- – eine
Beflechtung aus sich selbst, d. h., ohne dass es um ein zentrales
Kabel herum aufgebracht wird, sodass es ein Voll- oder Hohlgeflecht bildet.
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In der Folge des Textes werden als "Verseilmaschine" alle Maschinen bezeichnet,
mit denen solche Aufwickefvorgänge
möglich
sind, selbst wenn mit diesen Maschinen statt einem eigentlichen
Verseilen eine Umflechtung, eine Umbänderung, Umspinnung, Verdrallung,
Vierteilung oder ein ähnlicher
Vorgang durchgeführt
wird.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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WO 93107330 und FR-A 2 739 701 beschreiben
Vorrichtungen zur Durchführung
eines Aufwickelvorgangs für
mindestens ein Drahtelement, die eine optische Einrichtung umfassen,
mit deren Hilfe während
des Aufwickelvorgangs folgende Messungen durchgeführt werden
können:
- – am
gespannten Drahtelement zwischen dem Aufwickelkopfteil und dem Ort
des eigentlichen Aufwickelns Messung der Reflexionsstärke eines einfallenden
Lichtstrahls;
- – am
gespannten Drahtelement zwischen dem Aufwickelkopf und dem Ort des
eigentlichen Aufwickelns Messung der Schwingungsweite des spiegelnden
Reflexionswinkels eines einfallenden Lichtstrahls, wobei diese Schwingungs weite
die Spannung des Drahtelements wiedergibt, das gerade aufgewickelt
wird;
- – am
gespannten Drahtelement zwischen dem Aufwickelkopf und dem Ort des
eigentlichen Aufwickelns nur während
eines kontinuierlichen Zeitfensters, das mittels einer Vorrichtung
bestimmt wurde, Durchführung
einer der vorgenannten Messungen der Winkelposition des Aufwickelkopfteils,
zum Auswählen
eines einzigen, bestimmten Drahtelements, an dem diese Messung vorgenommen
wird;
- – am
gespannten Drahtelement zwischen dem Aufwicketkopfteil und dem Ort
des eigentlichen Aufwickelns Messung des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins
der Reflexionsstärke
eines einfallenden Lichtstrahls der kontinuierlichen Messung der
Winkelposition des Aufwickelkopfs.
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Bei diesem Stand der Technik kommt
eine optische Einheit zum Einsatz, die dazu bestimmt ist, auf das
Drahtelement einen Lichtstrahl zu richten und an dem reflektierten
Licht entsprechende optische Messungen vorzunehmen, außerdem eine
elektronische Einheit, die Signale empfängt, die von der optischen
Einheit stammen, sowie Hilfssignale, die von anderen Messelementen
stammen, um die gewünschten
Daten zum Betrieb der Maschine zu liefern oder um automatische Anpassungen
der Betriebsparameter der Maschine vorzunehmen.
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Bei dieser Art von Verseilmaschinen
des Stands der Technik ergibt sich im Falle der Automatisierung
des Betriebs die Notwendigkeit folgender Schritte:
- – Auswahl
einer besonderen Art einer optischen Messvorrichtung, deren Merkmale
sich mit der Art des verwendeten Drahtelements vertragen, und deren
Anpassung an die Maschine,
- – Auswahl
einer besonderen Art einer leistungsfähigen Datenübertragungs-Komponente, deren Merkmale sich mit
der Art der funktionellen Vorrichtung vertragen, die sie steuern
soll, und deren Anpassung an die Maschine,
- – sowie
Auswahl einer besonderen Vorrrichtung, die während des Betriebs der Maschine
die Hochleistungs-Datenübertragungs-Komponente
einsatzfähig
macht und dabei gleichzeitig die ursprünglich manuelle Bedienung der
funktionellen Vorrichtung der Verseilmaschine deaktiviert, welche
diese Komponente automatisch steuern soll, und diese Komponente
deaktiviert zu halten und gleichzeitig die ursprüngliche manuelle Bedienung
wieder in Betrieb zu nehmen, wenn der Benutzer eine manuelle Bedienung
dieser funktionellen Vorrichtung statt deren automatische Bedienung
wünscht.
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Die Bedingungen für eine Behandlung können aus
folgenden Gründen
erheblich schwanken:
- – die bestehenden Verseilmaschinen
stellen weltweit einen sehr großen
Bestand dar, wobei es hier jedoch eine große Vielfalt an Maschinentypen
gibt (beispielsweise Maschinen mit vertikaler oder horizontaler
Achse, Maschinen für
nur eine aufzuwickelnde Ader oder für eine große Anzahl aufzuwickelnder Adern,
automatisch oder manuell gesteuerte Maschinen);
- – bei
einer Maschine besonderer Bauart können Wicklungsvorgänge unterschiedlicher
Art vorgenommen werden (beispielsweise eine Vierteilung, Umbänderung,
Umflechtung, Umspinnung);
- – bei
einem besonderen Wicklungsvorgang können Drahtelemente sehr unterschiedlicher
Natur behandelt werden (beispielsweise sind bestimmte Drähte sehr
und andere sehr wenig reflektierend, bestimmte Drähe dick
und andere sehr dünn,
beispielsweise nur einige Mikrometer).
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Die Bedingungen der Umgebungsbeleuchtung
der Maschine können
im Laufe des Tages stark schwanken (beispielsweise, wenn die Maschine
aus einer normalen nächtlichen
künstlichen
Beleuchtung unter direkte Sonnenbestrahlung am Tag durch ein Fenster
hindurch gerät)
und können
auch plötzlich sehr
stark schwanken (beispielsweise, wenn die künstliche Beleuchtung der Produktionshalle
ein- oder ausgeschaltet wird).
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Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit
einer Steuerungsvorrichtung mit Echtzeitdatenerfassung, die für eine Verseilmaschine
mit einem beliebigen Arbeitstakt angepasst werden kann.
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Gegenstand
der Erfindung
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Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht
in der Herstellung einer Vorrichtung zur Echtzeit-Steuerung für eine Universal-Verseilmaschine, die
für mehrere
Betriebsarten und unterschiedliche Wicklungsarten verwendbar ist.
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Die Steuerungsvorrichtung der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, dass:
- – der Mikroprozessor
der Verarbeitungsschaltung Daten von dem optischen Messgerät empfängt und
daraus Momentwerte bildet, um die Position des prahtelements in
Echtzeit und dessen Verhalten bei mechanischen Schwingungen vor
seinem Aufwickeln auf das Hauptkabel zu erfahren,
- – Speichervorrichtungen,
insbesondere ein EPROM-Speicher, so programmiert werden, dass sie
eine Selbst- bzw. Autokorrekturfunktion für den Fall erstellen, dass
es Abweichungen von den Positions- und Schwingungsdaten des Drahtelements
gibt,
- – und
elektrische Antriebsvorrichtungen für den ersten Motor, den zweiten
Motor und die Vorrichtungen zum mechanischen Spannen so angeordnet
sind, dass sie einen optimalen Betrieb der Verseilmaschine wiederherstellen.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden
die elektrischen Steuervorrichtungen in Echtzeit von dem Mikroprozessor
so gesteuert, dass sie den synchronen Betrieb des ersten Motors
des Aufwickelkopfes und des zweiten Motors der Aufnahmespule zum
Ziehen des Hauptkabels und die Ausübung einer vorbestimmten mechanischen
Spannung auf das Drahtelement mit Hilfe mindestens einer elektromagnetischen
Bremse sicherstellen. Die Verarbeitungsschaltung speichert nach
dem Bilden der Momentwerte die maximalen, minimalen und mittleren
Schwingungswerte des Drahtelements, zur Beobachtung des Schwingungsverhaltens
und der Positionierung dieses Drahtelements in Echtzeit auf dem Bildschirm
des PC, wobei das residente Programm des EPROM-Speichers eine Anpassung
der Verseilmaschine an Position und Schwingung des Drahtelements
bezüglich
dem Hauptkabel erlaubt.
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Nach einem Merkmal der Erfindung
sind an die Verarbeitungsschaltung Hilfsmessfühler zum Messen der Umgebungstemperatur
und/oder der Luftfeuchtigkeit geschaltet, um eventuelle, mit wechselnden
Umgebungsbedingungen zusammenhängende
Messabweichungen beim Drahtelement zu erfassen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind
die Emissionsquelle und der Empfänger
des optischen Messgeräts
mit Vorrichtungen zur Neigungseinstelllung zum Anpassen des Emissions-
und Empfangsfeldes des Lichtstrahls versehen, das mit dem Drahtelement
zusammenwirkt.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile und Merkmale gehen
besser aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform
der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel gegeben und
in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine mit einer Steuerungsvorrichtung
der Erfindung mit Erfassung von Daten in Echtzeit ausgestattete
Verseilmaschine ist;
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2 eine
Schnittansicht eines optischen Messfühlers ist, der eines der Elemente
der Vorrichtung der 1 bildet;
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3 in
vergrößertem Maßstab den
Bereich der Überwachung
des Umbänderungsverfahrens zeigt;
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4 ein
Funktionsschema der elektronischen Verarbeitungsschaltung der Steuerugsvorrichtung
ist;
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die 5 und 6 jeweils Messdiagramme der Maximal-
und Minimalschwingungen des Drahtetements für unterschiedliche Werte der
mechanischen Spannung sind;
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7 zwei
Kurven 1 und 2 zeigt, die repräsentativ
sind für
die durchschnitlichen Werte dar Maximal- und Minimalschwingungen
abhängig
von der auf das Drahtelement ausgeübten mechanischen Spannung.
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Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
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In 1 umfasst
die Verseilmaschine 15 einen Aufwickelkopf 50,
der mit einer Exzenterscheibe 51 versehen ist, die ein
Drahtelement 4 oder 4A führt, das auf einen ersten Ausgabespule 52 oder
einer zweiten Ausgabespule 52A aufgespult ist, die jeweils durch
eine elektromagnetische Bremse, nämlich 53F bzw. 53A,
gebremst werden. Eine dritte Ausgabespule 54 trägt ein aufgespultes
Hauptkabel 6, von dem sich ein freies Endstück 6A von
der Spule 54 bis zu einer Aufnahmespule 55 erstreckt,
die von einem Motor 56M angetrieben wird, indem es gespannt
und koaxial durch den Aufwickelkopf 50 hindurch geführt wird.
Ein freies Endstück 4B des
Drahtelements 4 oder 4A erstreckt sich von der
Scheibe 51 bis zu einem Bereich 8 des Kabelstücks 6A,
wobei sich dieser Bereich zwischen dem Aufwickelkopf 50 und
der Aufnahmespule
55 befindet. Ein oberer Motor 57M treibt den
Aufwickelkopf 5D über
eine geeignete Transmissionsvorrichtung 58 in Drehung an.
Eine solche Maschine ist im Detail in dem Dokument FR-A-2 739 701 beschrieben.
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Ein Geschwindigkeits- und Winkelpositionscodierer 59 misst
Geschwindigkeit und Winkelposition des Aufwickelkopfs 50.
Im Betrieb rollen sich das Drahtelement oder die Drahtelemente 4 oder 4A auf das
zentrale Kabel 6 auf, um ein umwickeltes, verbundenes,
verdrilltes Kabel 6B zu bilden, das anschließend auf
die Aufnahmespule 55 aufgewickelt wird. Die Steuerungsvorrichtung
mit Echtzeit-Datenerfassung 15 (gestrichelt umrissen) umfasst:
- – ein
optisches Messgerät 16,
das gegenüber dem
Endstück 4B angeordnet
und vorgesehen ist, optische Messsignale abzugeben,
- – eine
Datenverarbeitungsschaltung 17, die Messignale empfängt, die über ein
Kabel 18 von dem optischen Gerät 16 kommen,
- – und
eine externe Steuerungsvorrichtung 20, beispielsweise einen
PC, der einem Nutzer die Steuerung mindestens eines Automatikbetriebsparameters
der Verseilmaschine ermöglicht,
und zwar durch Steuern eines programmierten Betriebs der Datenverarbeitungsschaltung 17 über ein
Kabel 21.
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Ein Ausgang der Schaltung 17 ist über ein abgezweigtes
Kabel 64A an das stufenlose Automatikgetriebe 56V des
Motors 56M gelegt, und ein Eingang der Schaltung 17 ist über ein
abgezweigtes Kabel 64B an eine entsprechende Steuerung 63 gelegt.
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Ein weiterer Ausgang der Schaltung 17 ist über ein
abgezweigtes Kabel 66A an die Stromversorgung 53C der
Bremse 53F gelegt, und ein Eingang ist über ein Kabel 66B an
die Steuerung 65 gelegt, um das Moment des Motors 53G der
ersten Ausgabespule 52 zu steuern.
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Ein weiterer Ausgang der Schaltung 17 ist über ein
abgezweigtes Kabel 62A an das stufenlose Automatikgetriebe 57V des
Motors 57M gelegt, und ein Eingang ist über ein abgezweigtes Kabel 62B an die
entsprechende Steuerung 61 gelegt.
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Ein Eingang der Schaltung 17 ist über ein
abgezweigtes Kabel 68A an den Codieren 59 gelegt, und
ein Ausgang ist über
ein abgezweigtes Kabel 68B mit der Anzeigeeinheit 67 verbunden.
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Der PC dient nun der Gesamtsteuerung:
- – zum
Steuern der Motoren 56M und 57M über
die stufenlosen Automatikgetriebe 56V und 57V,
- – zum
Steuern der Bremsen 53A, 53F oder des Motors 53G,
der paarweise arbeitet,
- – zur
Kontrolle der Geschwindigkeit und der Winkelposition des Aufwickelkopfs 50 über den
Codierer 59,
- – zum
Anzeigen des Wartes des optischen Messgeräts 16,
- – und/oder
für jede
andere Daten-, Rechen- oder Anzeigeverarbeitung.
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In 2 umfasst
das optische Messgerät 16 ein
Optikgehäuse 25,
das eine Infrarot-Lichtprojektionsvorrichtung 26A und 37A,
einen Messfühler
für das
umgebende Licht 28 und einen Lichtempfänger 35 einschließt.
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Die Projektionsvorrichtung umfasst
eine erste Infrarot-Emissionsquelle 26A und eine zweite
Infrarot-Emissionsquelle 37A, die zwei Lichtstrahle 36 und 38 emittieren,
die einen genauen Ausgangs-Winkelursprung α und α1 haben und in einem bestimmten
Abstand einen Schnittpunkt 41 erzeugen.
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Der Infrarotlichtempfänger 35 ist
innerhalb einer Röhre 35A angeordnet
und misst das von dem Drahtelement 4B reflektierte Licht.
Der Empfänger 35 erlaubt
die Messung eines nicht spiegelnden, reflektierten Lichts und kann
somit dienen als:
- – Abtasten für das Vorhandensein/Nichtvorhandensein
des Drahts,
- – als
kontinuierliche Analogmessung eines Reflexionsmerkmals des Drahts
(beispielsweise der Entwicklung der Hehigkeit des Drahts oder der Entwicklung
der Farbe des Drahts) zur kontinuierlichen Überwachung der Qualität des Drahts,
- – hochsensible,
schnellansprechende Messfühler im
Fall, dass der Draht sehr dünn
oder dunkel ist, damit das Auftauchen des Drahtelements 4B im Feld
der Infrarotbündel 36 und 38 zeitlich
genau erfasst werden kann.
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In der Hülle des Kabels 18 sind
die Drähte 32, 40,
die im Inneren des Gehäuses 25 mit
den Sendern 26A, 37A verbunden sind, der mit dem
Empfänger 35 verbundene
Draht 39 und der an den Messfühler 28 gelegte Draht 34 zusammengefasst.
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Die Emissionsquellen 26A, 37A des
Lichts 10 des optischen Messgeräts 16 können unterschiedliche
Emissionswellenlängen
haben, ebenso wie unterschiedliche Emissionsstärken. Zur Vergrößerung oder
Verkleinerung des Abstands von dem Schnittbereich 41 kann
der Neigungswinkel α, α1 der Emissionsquellen 26A, 37A verändert werden.
Ebenso ist der Neigungswinkel 82 des Lichtempfängers 35 zum
Verändern
des Empfangsbereichs veränderbar.
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Die Wahl der Art der Emissionsquellen 26A, 37A und
des Lichtempfängers 35 hängt von
den Reflexionsgradmerkmalen des Drahtelements 4 und der Art
der durchzuführenden
Messung ab.
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3 zeigt
vergrößert den
Echtzeit-Überwachungsbereich
des Umbänderungsvorgangs.
Das optische Messgerät 16 ermöglicht eine Überprüfung des
Schwingungsgrads 73 des Bandes des Drahtelements 4B vor
seinem Aufwickeln auf das Stück 6A des
Hauptkabels 6. Die Analyse der Schwingung mittels der Datenverarbeitungsschaltung 17 ermöglicht eine
Regulierung der auf das Band durch die Bremse 53F ausgeübten mechanischen
Spannung. Der Umbänderungspunkt
wird auch in dem Bereich 8 durch das optische Messgerät 16 überwacht,
sodass bei der Überdeckung
und beim Abstand der Windungen des Bandes eine optimale Lagepräzision erreicht
und jede Falte oder jedes Umknicken des Bandes erkannt wird.
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In 4 umfasst
die elektronische Verarbeitungsschaltung 17 einen Mikroprozessor 75,
der geeignet ist, von dem Messgerät 16 kommende Daten in
Echtzeit zu empfangen, und der mit dem PC der äußeren Steuerungsvorrichtung 20 für die Eingabe der
Daten und Parameter in Abhängigkeit
der gewünschten
Betriebsbedingungen zusammenwirkt. Der Mikroprozessor 75 ist
außerdem
mit einem ROM-Speicher 77, einem RAM-Speicher 78 und
einem EPROM-Speicher 80 verbunden, weicher ein residentes
Programm besitzt, das eine Autokorrekturfunktion für eine festgestellte
Abweichung (Position und Schwingung des Drahtelements) erstellt,
indem es auf die aktiven Komponenten (Bremsen 53A des Drahtelements 4A,
Synchronlauf der Motoren 56M, 57M, etc...) einwirkt.
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Durch die Echtzeit-Datenerfassung
durch das Messgerät 16 sind
die Position des Drahtelements 4 und sein Verhalten in
Bezug auf seine maximale Schwingung bekannt.
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Auf den Diagrammen der 5 und 6 ist das Verhalten des Drahtelements 4 abhängig von
dem Wert der von der Bremse 53F bestimmten mechanischen
Spannung dargestellt.
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Die Bezeichnung SV-22G des Diagramms
A entspricht einer Spannung von 22 Gramm, die auf das Drahtelement 4 ausgeübt wird. 5 zeigt den Ma ximalwert
der Schwingung, während 6 den Minimalwert veranschaulicht,
und zwar nach der Momentwertbildung durch die Verarbeitungsschaltung 17.
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Die anderen Diagramme B, C, D, E
und F entsprechen höheren
mechanischen Spannungen, insbesondere 52 Gramm bei der Bezeichnung SV-52G,
111 Gramm bei der Bezeichnung SC-111G, 148 Gramm bei der Bezeichnung
SV-148G, 157 Gramm bei der Bezeichnung SC-157G und 209 Gramm bei
der Bezeichnung SC-209G.
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In 7 beträgt der an
dem mit einer Spannung von 22 Gramm (SV-22G) beaufschlagten Drahtelement 4 beobachtete
Schwingungsmittelwert 260 Punkte. Der Abstand zwischen
Maximum, und Minimum wird nach Ansteigen der Spannung geringer und
wird zwischen 148 und 209 Gramm praktisch konstant.
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Diese Echtzeit-Beobachtung des Verhaltens des
Drahtelements 4 ermöglicht
eine sehr schnelle Korrektur der Arbeitsweise der Verseilmaschine. Ebenso
ist die Position des Drahtelements 4 bezogen auf das Hauptkabelstück 6 jederzeit
bekannt.
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Der Betrieb der Verseilmaschine kann
nach zwei unterschiedlichen Arten erfolgen:
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1 Manuelle Betriebsart
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Sie ermöglicht es, die Verseilmaschine
so einzustellen, dass sie das Drahtelement 4 an einer bestimmten
Stelle auf dem Träger
des Hauptkabels 6 ablegt. Geregelt wird folgendes:
- – der
Synchronlauf zwischen dem Aufweckelkopf 50 des Drahtelements 4 und
der Drehung der Aufnahmespule 55, die das Hauptkabel 6 zieht,
- – die
auf das Drahtelement 4 ausgeübte Spannung mittels der elektromagnetischen
Bremse 53A.
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Nach dieser manuellen Einstellung
der Steuerungsvorrichtung 15 an der Verseilmaschine kann das
Verhalten des Drahtelements auf dem Bildschirm des PC 20 verfolgt
werden, nämlich:
- – die
Schwingung des Drahtelements (Mittelwert 7, Maximum 5,
Minimum 6),
- – die
Position des Drahtelements (Schwingungsmittelwert 7).
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Der Benutzer kann jederzeit auf die
vorgenannten Einstellungen Einfluss nehmen, ebenso wie auf die Einstellungen
der Verseilmaschine.
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Bei Verwendung empfindlicher Materialien (z.
B. PTFE) übt
beispielsweise die Umgebungstemperatur oder die Luftfeuchtigkeit
einen direkten Einfluss auf das Verhalten des Drahtelements 4 aus.
Der von dem Drahtelement genommene Weg (Führungsrolle, Führung...)
kann plötzlich
oder allmählich
zu einem Problem führen
(blockierte Führungsrolle,
verschmutzte Führung,...),
wodurch die Spannung des Drahtelements 4 ansteigt und die
vorab eingestellte Positionierung des Drahtelements 4 bezogen
auf das Hauptkabel 6 gestört wird. Weitere Parameter
können
das Aufbringen des Drahtelements 4 beeinflussen, insbesondere
bei Abmessungsabweichungen (Breite oder Durchmesser).
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2 Automatische Betriebsart
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Beim Übergang von der manuellen in
die automatische Betriebsart werden die Schwingungswerte des Drahtelements 4 nach
der Momentwertbildung gespeichert, ebenso wie der Mittelwert der
Positionierung des Drahtelements 4. Diese Werte dienen also
als Bezugswerte beim Betrieb der Maschine im Automatikmodus.
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Das residente Programm des EPROM-Speichers 80 sieht
vor, die Verseilmaschine an der Position und der Schwingung des
Drahtelements 4 bezogen auf das Hauptkabel 6A auszurichten.
Das residente Programm erlaubt eine Steuerung der aktiven Komponenten
der Vorrichtung 15 zum Beseitigen der festgestellten Abweichung
(Position des Drahtelements, Schwingung des Drahtelements) durch
vorab im EPROM-Speicher 80 programmierte Prioritätsfolgen.
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Beim Auftreten einer Abweichung des
Drahtelements 4 von seiner ursprünglich gespeicherten Position
kann man mit dem Programm auf den Drehungssollwert des Aufwickelkopfs 50 einwirken,
indem der Aufwickefkopf 50 entweder beschleunigt oder verlangsamt
wird, oder auf den Zugsollwert der Aufnahmespule 55, indem
der Zug des Kabels 6B beschleunigt oder verlangsamt wird,
oder auf den Sollwert der auf das Drahtelement ausgeübten mechanischen
Spannung, die auch dessen Position beeinflusst.
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Die Prioritätsfolge beim Eingriff in die
aktiven Komponenten kann jederzeit vom Benutzer der Verseilmaschine
geändert
werden, will man eine optimale Positionierung des Drahtelements 4 bezogen
auf das Hauptkabel 6 erreichen und/oder die Schwingung
des Drahtelements 4 verringern oder erhöhen.
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Sind die festgestellten Abweichungen
zu hoch für
eine Autokorrektur, ist das residente Programm des EPROM-Speichers 80 so
ausgelegt, dass es die Verseilmaschine stoppt.
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Die Echtzeitüberwachung des Aufbringens des
Drahtelements 4 und seiner Schwingung wird aufgezeichnet,
wodurch der Benutzer über
die festgestellten Abweichungen informiert wird, um bei einer bestimmten
Produktion den er haltenen Qualitätsgrad
und den Produktionsprozess hinsichtlich dieses oder jenen Produkts
zu erfahren, indem man diesem Produktionszeiten, Produktionsgeschwindigkeiten (Drehung
des Aufwickelkopfes,...) und eventuelle Stillstände (Wechsel das Drahtelements
beispielsweise) zuordnet. Diese Überwachung
des Drahtelements ermöglicht
ebenfalls das Erkennen möglicher, aufeinander
folgender Messabweichungen bei Parametern außerhalb der Verseilmaschine
(Umgebungstemperatur, Luftfeuchtigkeit,...). Zu diesem Zweck übertragen
Hilfsmessfühler 82 die
Temperatur und Luftfeuchtigkeitsmessungen an den Mikroprozessor 75.