EP0043366B1 - Wickelmaschine zum Aufwickeln von strangförmigem Wickelgut auf eine Spule - Google Patents

Wickelmaschine zum Aufwickeln von strangförmigem Wickelgut auf eine Spule Download PDF

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EP0043366B1
EP0043366B1 EP81890105A EP81890105A EP0043366B1 EP 0043366 B1 EP0043366 B1 EP 0043366B1 EP 81890105 A EP81890105 A EP 81890105A EP 81890105 A EP81890105 A EP 81890105A EP 0043366 B1 EP0043366 B1 EP 0043366B1
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layer
transition
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Rosendahl Maschinen GmbH
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    • B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
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Definitions

  • the invention relates to a winding machine for winding strand-shaped winding material onto a spool, to which the winding material is fed via a strand guide, with a laying drive for a reciprocating longitudinally reciprocating movement of the spool and strand guide, the laying drive when the winding material rises on a spool flange is controlled according to a predetermined program during the transition to the next higher winding position, and with a scanning device arranged on the strand guide side for monitoring the winding layer level in the winding contour, which triggers a switch-on of the control program for the transition to the next winding position each time a new winding layer level occurs (DE -A- 25 56 484).
  • the invention has for its object to equip winding machines of the type in question with a very inexpensive and completely trouble-free and wear-free device for detecting the ascent and the reversal of the winding in a new winding position.
  • the scanning device has an optoelectric or acoustoelectric scanner with a scanning area at least equal to the maximum winding thickness of the coil, that the scanning device scans the winding layer stage at a point offset from the winding material take-up point, and that the output signal of the scanning device in each case when a new winding layer level occurs, the specified reversing program for the traversing drive is called up by a programmed computer when changing to the new winding layer.
  • the scanning device is switched to readiness for detection of a new winding layer stage only when the winding layer stage observed during the formation of a winding layer disappears.
  • interventions in the observation field of the scanning device during the normal winding process have no effect as long as the normal winding layer level can still be observed. It therefore has no influence if a flange enters the observation field at the end of a winding position. Only when the observed winding layer level has disappeared in the last winding layer after laying the last turn, is the scanning device again
  • next change to be expected is the ascent of the first turn of the new winding position, so that the changeover program for the transition to the next winding position is only triggered when this process is recorded.
  • This achieves a very reliable reversal of the winding process during the transition to the next higher winding position, which is largely free of interference, which is an essential step in the goal of fully automating such winding processes.
  • the scanning device can be a television camera directed tangentially to the winding.
  • the scanning device can be composed of distance sensors directed radially to the coil, e.g. B. ultrasonic sensors exist.
  • the scanning device consists of a television camera directed radially onto the spool and a headlamp which is inclined in relation thereto and which illuminates the spool with a light band extending over the winding material run-up area.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate a winding machine with a four-legged stand 2 that can be moved on rollers 1, on the upper part of which two quill arms 3, 4 are suspended, on the lower quills 5, 6 of which a coil 7 with flanges 8 is received.
  • a coil-shaped winding material 10 is fed to the coil 7 via a stationary strand guide 9, which is to be wound up with closely adjacent turns and with winding layers lying exactly one above the other.
  • the winding material take-up point 11 travels back and forth between the coil flanges 8, with the material to be wound running onto the coil at a constant angle of take-up in order to achieve close contact between adjacent turns.
  • the winder in the exemplary embodiment is moved back and forth in front of the strand guide 9 by means of a feed drive 12.
  • FIGS. 3 to 5 illustrate an optoelectric scanning device 13 in the form of a television camera, which here is oriented approximately tangentially to the winding and has an observation angle of view at least equal to the maximum winding thickness d of the coil.
  • the camera is aligned with the winding layer stage 14 between two successive winding layers, specifically at a point offset by 180 ° with respect to the winding material take-up point 11.
  • the winding layer stage 14 moves towards the left flange 8, while at the same time the coil 8 or the winder 2 is moved to the right by the feed drive 12 in order to maintain a constant feed angle for the winding material 10.
  • the scanning device 13 As soon as the winding layer stage 14 disappears when the last turn of this layer is laid, the scanning device 13 is switched to readiness to detect a new winding layer stage 14 '. As soon as this new winding layer stage 14 'has been detected, the scanning device 13 supplies a signal to a programmed computer 15, which switches on a predetermined reversing program for the traversing drive 12 during the transition to the new winding position. For better detection of the winding levels, the television camera 13 has a contrast surface 16 on the other side of the coil.
  • the exemplary embodiment according to FIGS. 6 to 8 shows an acoustoelectric scanning device 17, which is constructed, for example, from ultrasonic sensors which are directed radially onto the roll and detect the existence of the winding layer step 14 and the ascent of a new winding layer step 14 'via the sound reflection, again the Evaluation is carried out analogously to the exemplary embodiment according to FIGS. 3 to 5.
  • FIGS. 9 to 11 show an optoelectrical scanning which consists of a television camera 18 directed approximately radially onto the coil and a headlight 19 which is inclined in relation thereto and which illuminates the coil 7 over its entire length with a light band 20a, 20b.
  • the light band for the camera jumps on the step between two superimposed winding layers, and consequently the build-up and migration of this step can be followed exactly by the camera 18.
  • the light band part 20b disappears, whereby the monitoring device is switched to standby, in order to then detect the occurrence of the new, offset light band section 20b '.

Landscapes

  • Winding Filamentary Materials (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)
  • Treatment And Processing Of Natural Fur Or Leather (AREA)
  • Storing, Repeated Paying-Out, And Re-Storing Of Elongated Articles (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von strangförmigem Wickelgut auf eine Spule, welcher das Wickelgut über einen Strangführer zugeführt wird, mit einem Verlegeantrieb für eine längs einander hin- und hergehende Changierbewegung von Spule und Strangführer, wobei der Verlegeantrieb bei Aufsteigen des Wickelgutes an einem Spulenflansch nach einem vorgegebenen Programm während des Übergangs in die nächst höhere Wickellage gesteuert wird, und mit einer strangführerseitig angeordneten Abtasteinrichtung zur Überwachung der Wikkellagenstufe in der Wickelkontur, welche jeweils bei Auftreten einer neuen Wickellagenstufe eine Einschaltung des Steuerungsprogrammes für den Übergang in die nächste Wickellage auslöst (DE-A- 25 56 484).
  • Wenn bei derartigen Wickelmaschinen während der Ausbildung einer Wickellage die WickelgutAuflaufstelle bis an einen Spulenflansch herangelaufen ist, müssen zur Erzielung eines guten Wikkelbildes und zum exakten Ausfüllen des verbleibenden Wickelraumes eine Reihe spezieller Verlegebewegungen ausgeführt werden, damit ein regelmässiger Übergang in die nächste Wickellage erreicht wird. Üblicherweise wird zwischen den beiden Spulenflanschen das Wickelgut mit einem Rückhaltewinkel zugeführt, um eine enge Anlage der Windungen zu gewährleisten. Die Verlegebewegungen werden bei den bekannten Wikkelmaschinen entweder durch ein axiales Verfahren der Spule oder durch ein zur Spulenachse paralleles Verfahren des Strangführers ausgeführt. Ein bei Anlaufen der Wickelgutauflaufstelle an einem Spulenflansch üblicherweise (DE-PS 1574425) ausgeführtes Programm von Verlegebewegungen besteht aus
    • 1) Parallelziehen des Wickelgutes zum Flansch für eine bestimmte Spulenumdrehung bis Aufbauen der ersten Windung der nächsten Wickellage,
    • 2) Wegziehen des Wickelgutes vom Flansch, um ein Aufklettern der Windungen am Flansch in die übernächste Lage zu vermeiden,
    • 3) nach einer bestimmten weiteren Spulendrehung Zurückschwenken des Wickelgutes zur Einstellung des gewünschten Rückhaltewinkels für das Wickeln in der nächsten Wickellage.
  • Für eine ordnungsgemässe Verlegung ist von entscheidender Bedeutung, das Anlaufen der Wikkelauflaufstelle an einen Flansch oder das Aufsteigen einer neuen Wickellage am Flansch zuverlässig zu erkennen, damit das danach auszuführende Programm immer zum exakt richtigen Zeitpunkt eingeschaltet wird.
  • Durch die DE-PS 15 74 425 und 19 02 722 sind Wickelmaschinen mit Changierantrieb für die Spule bekannt, bei denen am Gestell der Wickelmaschine Endschalter zur Erfassung der von der Spulenlänge abhängigen Endstellungen angeordnet sind, die in Verbindung mit weiteren Endschaltern, die abhängig vom Zulaufwinkel des Wickelgutes gesteuert werden, die Verlegebewegungsabläufe beim Übergang in eine nächste Wickellage steuern. Die dortige Erfassung und Steuerung des Verlegeantriebes beim Übergang in die nächste Wickellage ist aber konstruktiv aufwendig und erfordert exakte mechanische Einstellungen. Durch die US-PS 39 51 355 ist es bekannt, das Aufsteigen einer neuen Wickellage mittels berührungslos arbeitender Näherungsschalter zu erfassen.
  • Diese müssen aber von Wickellage zu Wickellage über gesonderte Schrittschaltmotoren angehoben werden, wodurch die dortige Anordnung verhältnismässig aufwendig und störanfällig wird. Es sind allerdings auch Abtaster mit grossem Abtastbereich als solche bekannt, z.B. optoelektrische oder akustoelektrische Abtaster, bei deren Anwendung sich das schrittweise Antreiben vermeiden liesse. Durch die DE-OS 25 56 484 ist ferner eine Kabelwickelmaschine bekannt, bei welcher der Aufstieg in eine neue Wickellage durch Lagenwächter erfasst wird, die einen mit einem Gleitschuh auf dem Wickel aufliegenden gegen Federkraft anhebbaren Schwenkarm aufweisen, wobei beim Hochschwenken der Arme ein elektrisches Signal ausgelöst wird. Solche Lagenwächter mit unmittelbar am Wickelgut angreifenden Tast- oder Gleitstücken sind jedoch vielfach ungeeignet, selbst verschleissanfällig und können u. U. empfindlicheres Wickelgut beschädigen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wikkelmaschinen der anstehenden Art mit einer sehr preiswerten und völlig stör- und verschleissfreien Einrichtung zur Erfassung des Aufsteigens und der Umsteuerung der Windung in eine neue Wicklungslage auszurüsten.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Abtasteinrichtung einen optoelektrischen oder akustoelektrischen Abtaster mit einem Abtastbereich mindestens gleich der maximalen Bewicklungsdicke der Spule aufweist, dass die Abtasteinrichtung die Wickellagenstufe an einer gegenüber der Wickelgutauflaufstelle versetzten Stelle abtastet, und dass das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung jeweils bei Auftreten einer neuen Wickellagenstufe das vorgegebene Umsteuerprogramm für den Changierantrieb beim Übergang in die neue Wicklungslage von einem programmierten Rechner abruft.
  • Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, dass die Abtasteinrichtung erst durch Verschwinden der während der Ausbildung einer Wickellage beobachteten Wickellagenstufe in Bereitschaft zur Erfassung einer neuen Wickellagenstufe geschaltet wird. Infolge dieser Massnahme haben Eingriffe in das Beobachtungsfeld der Abtasteinrichtung während des normalen Wickelvorganges keine Auswirkung, so lange die normale Wickellagenstufe noch beobachtet werden kann. Es hat somit auch keinen Einfluss, wenn ein Flansch zum Ende einer Wickellage in das Beobachtungsfeld eintritt. Erst wenn nach Legen der letzten Windung die beobachtete Wickellagenstufe in der letzten Wickellage verschwunden ist, ist die Abtasteinrichtung wie-
  • der sensibilisiert, um eine neue Änderung zu erfassen. In dieser Situation ist die nächste zu erwartende Änderung das Aufsteigen der ersten Windung der neuen Wickellage, so dass nur bei Erfassung dieses Vorganges das Umsteuerungsprogramm für den Übergang in die nächste Wikkellage ausgelöst wird. Damit ist eine sehr zuverlässig arbeitende, von Störeinflüssen weitgehend freie Umsteuerung des Wickelprozesses beim Übergang in die nächst höhere Wickellage erreicht, was einen wesentlichen Schritt bei dem Ziel der vollständigen Automatisierung solcher Wickelprozesse darstellt.
  • Der Erfindung zufolge kann die Abtasteinrichtung eine tangential zum Wickel gerichtete Fernsehkamera sein. Alternativ kann der Erfindung zufolge die Abtasteinrichtung aus radial zur Spule gerichteten Entfernungssensoren, z. B. Ultraschallsensoren, bestehen. Schliesslich kann der Erfindung zufolge auch vorgesehen werden, dass die Abtasteinrichtung aus einer radial auf die Spule gerichteten Fernsehkamera und einem demgegenüber geneigten, die Spule mit einem über den Wickelgutauflaufbereich sich erstreckenden Lichtband anstrahlenden Scheinwerfer besteht.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher beschrieben, wobei in der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1 eine Wickelmaschine nach der Erfindung in Vorderansicht,
    • Figur 2 die Wickelmaschine, in Figur 1 in Richtung des Pfeiles II gesehen,
    • Figuren 3,4 und 5 Skizzen zur Erläuterung einer optoelektrischen Wickelabtasteinrichtung,
    • Figuren 6, 7 und 8 Skizzen zur Erläuterung einer akustoelektrischen Wickelabtasteinrichtung und,
    • Figuren 9, 10 und 11 Skizzen zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform einer optoelektrischen Wickelabtasteinrichtung.
  • Die Figuren 1 und 2 veranschaulichen eine Wikkelmaschine mit einem vierbeinigen, auf Rollen 1 verfahrbaren Gerüst 2, an dessen oberen Teil zwei Pinolenarme 3, 4 aufgehängt sind, auf deren unteren Pinolen 5, 6 eine Spule 7 mit Flanschen 8 aufgenommen ist. Der Spule 7 wird über einen ortsfest angeordneten Strangführer 9 ein strangförmiges Wickelgut 10 zugeführt, das mit eng aneinander anliegenden Windungen und mit exakt übereinander liegenden Wickellagen aufgewickelt werden soll. Während des Wickelvorganges wandert die Wickelgutauflaufstelle 11 zwischen den Spulenflanschen 8 hin und her, wobei zur Erzielung einer engen Anlage benachbarter Windungen das Wickelgut mit einem konstanten Auflaufwinkel auf die Spule auflaufen soll. Zur Aufrechterhaltung des Auflaufwinkels wird der Wickler beim Ausführungsbeispiel auf bodenseitigen Schienen vor dem Strangführer 9 mittels eines Vorschubantriebes 12 hin und her verfahren.
  • Die Figuren 3 bis 5 veranschaulichen eine optoelektrische Abtasteinrichtung 13 in Form einer Fernsehkamera, welche hier etwa tangential zum Wickel gerichtet ist und einen Beobachtungsblickwinkel mindestens gleich der maximalen Bewicklungsdicke d der Spule besitzt. Die Kamera ist auf die Wickellagenstufe 14 zwischen zwei aufeinander folgenden Wickellagen ausgerichtet, und zwar an einer um 180° gegenüber der Wickelgutauflaufstelle 11 versetzten Stelle. Bei der Ausbildung der in Figur 3 gezeigten Wickellage wandert die Wikkellagenstufe 14 zum linken Flansch 8 hin, während gleichzeitig die Spule 8 bzw. der Wickler 2 durch den Vorschubantrieb 12 nach rechts hin im Sinne auf Aufrechterhaltung eines konstanten Zulaufwinkels für das Wickelgut 10 bewegt wird. Sobald die Wickellagenstufe 14 bei Legen der letzten Windung dieser Lage verschwindet, wird die Abtasteinrichtung 13 in Bereitschaft geschaltet zur Erfassung einer neuen Wickellagenstufe 14'. Sobald diese neue Wickellagenstufe 14' erfasst worden ist, liefert die Abtasteinrichtung 13 ein Signal an einen programmierten Rechner 15, der ein vorgegebenes Umsteuerprogramm für den Changierantrieb 12 beim Übergang in die neue Wicklungslage einschaltet. Zur besseren Erfassung der Wickelgutstufen liegen der Fernsehkamera 13 auf der anderen Seite der Spule eine Kontrastfläche 16 gegenüber.
  • Das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 6 bis 8 zeigt eine akustoelektrische Abtasteinrichtung 17, welche beispielsweise aus Ultraschallsensoren aufgebaut ist, die radial auf den Wickel gerichtet sind und über die Schallreflexion die Existenz der Wickellagenstufe 14 und das Aufsteigen einer neuen Wickellagenstufe 14' erfassen, wobei wiederum die Auswertung analog wie beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 bis 5 erfolgt.
  • Als weitere Alternative zeigen die Figuren 9 bis 11 eine optoelektrische Abtastung, welche aus einer etwa radial auf die Spule gerichteten Fernsehkamera 18 und aus einem demgegenüber geneigten Scheinwerfer 19 besteht, welcherdieSpule 7 über ihre ganze Länge hinweg mit einem Lichtband 20a, 20b anstrahlt. Infolge der unterschiedlichen Ausrichtung von Scheinwerfer 19 und Kamera 18 verspringt für die Kamera das Lichtband an der Stufe zwischen zwei übereinanderliegenden Wickellagen und kann folglich also der Aufbau und das Wandern dieser Stufe von der Kamera 18 exakt verfolgt werden. Wenn die letzte Windung an dem Flansch anlangt, verschwindet der Lichtbandteil 20b, womit die Überwachungseinrichtung in Bereitschaft geschaltet wird, um danach das Auftreten des neuen, versetzten Lichtbandabschnittes 20b' zu erfassen.

Claims (5)

1. Wickelmaschine zum Aufwickeln von strangförmigem Wickelgut (10) auf eine Spule (7), welcher das Wickelgut (10) über einen Strangführer (9) zugeführt wird, mit einem Verlegeantrieb (12) für eine längs einander hin- und hergehende Changierbewegung von Spule (7) und Strangführer (9), wobei der Verlegeantrieb (12) bei Aufsteigen des Wickelgutes an einem Spulenflansch (8) nach einem vorgegebenen Programm während des Übergangs in die nächst höhere Wickellage gesteuert wird, und mit einer strangführerseitig angeordneten Abtasteinrichtung (13; 17; 18; 19) zur Überwachung der Wickellagenstufe (14) in der Wickelkontur, welche jeweils bei Auftreten einer neuen Wickellagenstufe (14') eine Einschaltung des Steuerungsprogrammes für den Übergang in die nächste Wickellage auslöst, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (13,17) einen optoelektrischen oder akustoelektrischen Abtaster mit einem Abtastbereich mindestens gleich der maximalen Bewicklungsdicke (d) der Spule (7) aufweist, dass die Abtasteinrichtung (13; 17; 18; 19) die Wickellagenstufe (14) an einer gegenüber der Wickelgutauflaufstelle (11) versetzten Stelle abtastet und dass das Ausgangssignal der Abtasteinrichtung (13; 17; 18; 19) jeweils bei Auftreten einer neuen Wickellagenstufe (14') das vorgegebene Umsteuerprogramm für den Changierantrieb (12) beim Übergang in die neue Wicklungslage von einem programmierten Rechner (15) abruft.
2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (13, 17) erst durch Verschwinden der während der Ausbildung der Wickellage beobachteten Wickellagenstufe (14) in Bereitschaft zur Erfassung einer neuen Wickellagenstufe (14') geschaltet wird.
3. Wickelmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (13) eine tangential zum Wickel gerichtete Fernsehkamera ist.
4. Wickelmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung (17) aus radial zur Spule gerichteten Entfernungssensoren, z. B. Ultraschallsensoren, bestehen.
5. Wickelmaschine nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinrichtung aus einer radial zur Spule gerichteten Fernsehkamera (18) und einem demgegenüber geneigten, die Spule mit einem über den Wickelgutauflaufbereich sich erstreckenden Lichtband (20a, 20b) anstrahlenden Scheinwerfer (19) besteht.
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DE3024094 1980-06-27

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EP0043366A1 EP0043366A1 (de) 1982-01-06
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EP (1) EP0043366B1 (de)
JP (1) JPS5777167A (de)
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BR (1) BR8104073A (de)
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