EP0377888B1

EP0377888B1 - Handhabungsgerät zum Garnansetzen

Info

Publication number: EP0377888B1
Application number: EP89123852A
Authority: EP
Inventors: Walter Slavik; Günter Gärtner
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1988-12-31
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1996-07-17
Anticipated expiration: 2009-12-22
Also published as: WO1990007599A1; EP0382943B1; EP0382943A1; JPH03504146A; EP0377888A1; JPH03503912A; ATE140490T1; DE58909703D1; WO1990007598A1; DE58909434D1; ATE127868T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf verschiedene Aspekte einer Einrichtung zur Bedienung einer Garnverarbeitungsposition einer Textilmaschine, zum Erstellen einer kontinuierlichen Garnverbindung zwischen einem Garnaufwindeaggregat und einem Vorgarnlieferaggregat mit einem steuerbaren Handhabungsgerät zum Bewegen eines Fadenstückes, wobei das Handhabungsgerät einen Fadenführungsteil und ein Gelenksystem aufweist, welches diesen Teil vom Garnaufwindeaggregat zum Vorgarnlieferaggregat führen kann. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Fadenbruchbehebung mittels eines Handhabungsgerätes entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 15.
Das Garnaufwindeaggregat kann zur Erteilung einer Garndrehung aus gebildet sein, z.B. eine Ring/Läufer/Spindel-Kombination. Das Vorgarnlieferaggregat kann als ein Streckwerk vorgesehen werden.
Eine Einrichtung bzw. ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-A-23 61 969 bekannt. Bei dieser bekannten Einrichtung bzw. bei diesem bekannten Verfahren wird das nach einem Fadenbruch entstandene Garnende auf dem Spinnkops gesucht, es wird eine vorbestimmte Länge des Garnes von dem Spinnkop abgewickelt und in eine in einen flexiblen Schlauch übergehende Saugdüse eingesaugt. Die Saugdüse, welche zur Bewegung entlang einer elliptischen in einer waagerechten Ebene liegenden Bahn ausgelegt ist, bewegt sich zunächst zum Spinnkops um das gesuchte Garnende aufzunehmen, wird dann zurückgezogen und nach oben verfahren, wo es noch einmal entlang der elliptischen Bahn geführt wird, um das Garnendstück an den mit dem Streckwerk erzeugten Faserstrom anzusetzen. Die Suche des Garnendes auf dem Spinnkops ist in der Praxis relativ zeitaufwendig und unsicher und kann zur Beschädigung des Garnes führen. Weiterhin läßt sich das bekannte Verfahren nicht mit leeren Spinnhülsen, d.h. zum erstmaligen Ansetzen an einer Spinnstelle verwenden, da kein Garnende vorhanden ist. In der DE-A-23 61 969 wird für die Einfädelung des Garnes in ein zwischen Aufwindeaggregat und Vorgarnlieferaggregat angeordnetes Führungselement eine von der Saugdüse getrennte Einrichtung vorgesehen.
Die DE-A-25 01 338 zeigt einen Bedienungsroboter für eine Ringspinnmaschine mit einem Führungsrohr zur Führung eines Fadens von einem Hilfsfadenvorrat zu einem bewegbaren Bedienungskopf. Dieser Kopf zusammen mit seiner Halterung ist aber nur zur Ausführung einfacher linearer Bewegungen konzipiert und kann deswegen weder eine sichere Verbindung zwischen dem Hilfsfaden und einer Garnspule erzeugen noch einen von der Maschinengeometrie vorgegebenen Garnlaufpfad (threadline) wieder erstellen bzw. folgen.
EP 192014 sowie EP 259622 zeigen Bedienungsroboter für Textilmaschinen mit mehreren Freiheitsgraden für die Bewegungen der Bedienungselemente. In beiden Fällen ist aber der Roboter zur Ausführung von Reinigungsarbeiten konzipiert und daher auch nicht zur Wiederherstellung eines Garnlaufwegs imstande.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine verbesserte Einrichtung bzw. ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art vorzusehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gelenksystem derart steuerbar und einstellbar ist, daß der Führungsteil in jede beliebige Stelle innerhalb eines vorbestimmten Raumes geführt werden kann, welches die zu bedienenden Teile sowohl vom Garnaufwindeaggregat als auch vom Vorgarnlieferaggregat enthält.
Das Fadenstück kann ein Hilfsfaden oder ein Endstück eines auf einem Kops aufgewundenen Fadens sind.
Wenn das Fadenstück ein Hilfsfaden ist, kann es sowohl mit dem Aufwindeaggregat als auch mit einem vom vorgarnlieferaggregat gelieferten Vorgarn verbunden werden. Der Hilfsfaden kann dann von vorgegebener Länge sein.
In einem Aspekt ist das Handhabungsgerät zur Aufnahme eines Hilfsfadenstückes vorgegebener Länge ausgelegt und mit einer Steuerung versehen, welche das Gerät zum Anwickeln des einen Endteils dieses Hilfsfadenstückes an einer vom Aufwindeaggregat getragenen Hülse, zum Einfädeln des Fadenstückes in Führungselemente zwischen den genannten Aggregaten und zum Ansetzen des anderen Endteils an einen vom vorgarnlieferaggregat gelieferten Faserstrom bewegt.
Die Länge dieses Hilfsfadenstückes kann derart kurz sein, daß das Fadenstück bei einer nachfolgenden Garnreinigungsoperation vollständig ausgeschieden wird.
Bei Ausbildung des Handhabungsgerätes mit einem Speicherrohr zur Aufnahme von einem Fadenstück vorgegebener Länge und mit einer Unterdruckquelle zur Erzeugung einer Saugwirkung im Speicherrohr, wird das eine Ende des Speicherrohrs an der Unterdruckquelle angeschlossen und das freie Ende des Speicherrohres ist in einem definiertem Raum zur Führung des Fadenstückes bewegbar gesteuert.
Das Ablängen des Hilfsfadenstückes kann vor der Durchführung der notwendigen Bewegungen zum Anwickeln, Einfädeln und Ansetzen bewerkstelligt werden, z.B. kann das Fadenstück von einem Hilfsfadenvorrat getrennt werden, welcher dann nicht mit dem Handhabungsgerät bewegt werden muß. Das Handhabungsgerät kann dann einen Fadenspeicher enthalten, welcher zur Aufnahme des abgelängten Hilfsfadenstückes ausgelegt ist. Es kann ein Mittel zur Überwachung des Aufnehmens von Hilfsfaden derart vorgesehen werden, daß ein Signal abgegeben wird, wenn ein Hilfsfadenstück einer vorgegebenen Länge aufgenommen worden ist. Das Signal kann zur Unterbrechung der Lieferung bzw. des Aufnehmens benutzt werden.
Der Fadenspeicher ist vorzugsweise als ausgedehntes Element vorgesehen und ist, z.B. von ungefähr gleicher Länge wie das Hilfsfadenstück selber. Der als Saugsystem ausgebildete Fadenspeicher weist dann vorzugsweise ein flexibles Speicherrohr auf und die Einrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß das flexible Speicherrohr derart ausgebildet ist, daß es alle Bewegungen des Handhabungsgerätes, auch bei der Einfädelung des Hilfsfadenstückes in zwischen dem Garnaufwindeaggregat und dem Vorgarnlieferaggregat angeordneten Führungselemente der Garnverarbeitungsposition, nachvollziehen kann.
Das Speicherrohr kann bewegbar auf einen Trägerteil montiert sein. Der Trägerteil kann mit Mitteln zum Tragen eines Hilfsfadenvorrates und zum Liefern von Faden aus diesem Vorrat an einer vorbestimmten Stelle versehen werden, wobei das Speicherrohr derart steuerbar ist, daß das sein Fadenführungsteil an die genannte Stelle bewegt werden kann, um Hilfsfaden aus dem Vorrat aufzunehmen.
Das Handhabungsgerät ist vorteilhafterweise als Ganzes gegenüber dem Trägerteil einer Führung entlang bewegbar und enthält außerdem ein steuerbares Gelenksystem zur Bewegung des Speicherrohres gegenüber der genannten Führung.
Der Trägerteil kann als Wagen gebildet werden zur Bewegung an Garnverarbeitungspositionen vorbei.
Das Gelenksystem weist vorteilhafterweise mindestens eine im wesentlichen senkrechte Schwenkachse und mindestens zwei im wesentlichen horizontale Schwenkachsen auf.
In einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Einrichtung dadurch aus, daß das Handhabungsgerät mit einer derartigen Steuerung zusammenarbeitet, daß das Gerät im Betrieb ein Fadenstück einem von der Geometrie der Verarbeitungsposition vorgegebenen Bewegungspfad vom Aufwindeaggregat zum Vorgarnlieferaggregat entlang führt, daß mindestens ein Fadenführungselement zwischen dem Garnaufwindeaggregat und dem Vorgarnlieferaggregat vorhanden ist, und daß das Handhabungsgerät so ausgelegt ist, daß es durch gezielte Bewegungen das Fadenstück in das Fadenführungselement einfädeln kann.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen 12 bis 14 und 16 und 17 zu entnehmen.
Die verschiedenen Aspekte der Erfindung werden nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Es zeigt:

Fig. 1: eine schematische Darstellung eines Fadenansetzroboters für eine Ringspinnmaschine gemäß unserer schweizerischen Patentanmeldung Nr. 4852/88 vom 31. Dezember 1988 bzw. der entsprechenden EP-A-382 943,
Fig. 2: eine schematische Darstellung gewisser Teile des Roboters der Figur 1 in einem ersten Betriebszustand,
Fig. 3: eine schematische Darstellung der gleichen Teile in einem zweiten Betriebszustand,
Fig. 4: eine schematische Darstellung der gleichen Teile in einem dritten Betriebszustand,
Fig. 5: eine schematische Darstellung einer Spinnposition in einer Ringspinnmaschine,
Fig. 6 und Fig. 6A: eine vergrößerte Darstellung von einem Fadenführungselement aus der Spinnposition gemäß Fig. 5,
Fig. 7: eine einvereinfachte Darstellung von Teilen eines zweiten Fadenführungselementes aus der Spinnposition gemäß Fig. 5,
Fig. 8: einen Teil von einem Handhabungsgerät gemäß dieser Erfindung,
Fig. 9: eine Draufsicht auf das Handhabungsgerät zusammen mit Teilen von einem Träger für das Gerät, und
Fig. 10: eine Seitenansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 9.

Die Figuren 1 bis 4 sind rein schematische Darstellungen zur Erläuterung des allgemeinen Prinzips ohne Beziehung zu einer praktischen Ausführung. Die Dimensionen und die Formen der verschiedenen Teile stimmen unter den Figuren nicht miteinander überein.
In Fig. 1 deutet das Bezugszeichen 100 auf das Fahrgestell eines Fadenansetzroboters zur Bedienung der Spinnposition einer Ringspinnmaschine. Jede solche Spinnposition enthält ein Aggregat 101 zur Erteilung von Drehungen und zur Aufwindung des Garns; dieses Aggregat 101 umfaßt hier eine Spindel 102, einen von der Ringbank 104 getragenen Ring 106 und einen auf den Ring 106 montierten Läufer 108. Jede Spinnposition enthält auch ein Aggregat 110 zur Lieferung von Vorgarn (in der Form eines Faserstromes); dieses Aggregat besteht in diesem Beispiel aus einem Dreizylinder-Streckwerk 110. Im Betrieb trägt die Spindel 102 eine Hülse 112 (Figur 5) und wird durch einen Riemen 114 in Rotation um die eigene Längsachse versetzt, um die Garndrehung zu erzeugen und das fertig gesponnene Garn aufzuwinden. Die Ringbank 104 wird dabei auf und ab (in axialer Richtung der Spindel) bewegt, um eine Garnpackung oder Spule 116 der erwünschten Form zu bilden. Figur 5 zeigt eine Garnspule in der Form eines sogenannten Kopses und dieser Spulenaufbau wird in der nachfolgenden Beschreibung angenommen werden.
Die Erzeugung der Garndrehung und die Aufwindung des Garnes mittels Spindel 102, Ring 106 und Läufer 108 wird hier nicht beschrieben werden, da diese Funktionen dem Fachmann bestens bekannt sind unf für diese Erfindung keine besondere Rolle spielen. Es ist ein Merkmal dieses Verfahrens, daß sich das Garn G vom Lieferwalzenpaar 111 (Figur 5) des Streckwerkes 110 durch den Läufer 108 zum Kops 116 entlang einem vorgegebenen Laufweg oder Pfad erstreckt. Bedingt durch die Bewegung des Läufers 108 bildet das Garn G auf diesem Laufweg einen sogenannten Ballon, welcher in Figur 5 mit einer voll ausgezogenen Linie und einer gestrichtelten Linie angedeutet wird. Die Spitze des Ballons B wird von einem Fadenführer oder einer Fadenöse 118 definiert und sein maximaler Durchmesser mag durch einen sogenannten Antiballonring 120 begrenzt sein. Die Form dieses Garnlaufwegs ist durch die sogenannte Geometrie der Spinnposition bestimmt, d.h. durch die Stellen der Elemente der Aufwindeaggregate und Lieferwerke relativ zueinander in Raum sowie durch die Stellen der Führungselemente dazwischen.
Das Streckwerk 110 liefert vom Ausgang des Lieferwalzenpaares 111 einen Strom von Fasern. Im sogenannten Spinndreieck (nicht gezeigt) unmittelbar nach dem Lieferwalzenpaar 111 werden diese losen Fasern durch die Garndrehung erfaßt und kontinuierlich in das sichbildende Garn eingebunden.
Um eine solche Spinnposition neu in Betrieb zu setzen (sei es nach einem Maschinenstillstand oder sei es nach einem Fadenbruch in der betreffenden Spinnposition) muß auf jeden Fall ein Garnstück von einem Aggregat (101 oder 110) zum anderen geführt werden und dabei in die Fadenführungselemente (Oese 118, Läufer 108 und Antiballonring 120) eingefädelt werden. In Abhängigkeit vom Ansetzprinzip des Roboters kann es auch notwendig sein, entweder dieses Garnstück mit dem gelieferten Vorgarn wieder zu verbinden oder mit dem Aggregat 101 wieder zu verbinden oder beide solche Verbindungen zu verwirklichen. Die nachfolgende Beschreibung geht von einem derartigen System aus, daß der Roboter beide dieser Verbindungen bewerkstelligen muß. Es werden vorerst die Anforderungen an ein solches System anhand der Figuren 2, 3 und 4 beschrieben, als Einleitung zur Erklärung einer praktischen Ausführung anhand der Figuren 8, 9 und 10.
Die Funktion des in Figur 1 angedeuteten Roboters beruht auf den folgenden Prinzipien:

Die neue Verbindung (in Form eines Garnstückes) zwischen dem Aggregat 101 und dem Aggregat 110 wird mittels eines Hilfsfadens gebildet. Der Hilfsfaden wird von einem Fadenvorrat 122 abgezogen, welcher auf dem Fahrgestell 100 des Roboters getragen wird.
Ein abgelängtes Fadenstück (vorgegebener Länge) wird von einem Handhabungsgerät 124 aufgenommen und durch dieses Gerät bewegt, um (a) ein Endteil des Fadenstückes mit dem Aggregat 101 zu verbinden, (b) ein Zwischenteil in dem Läufer 108, Antiballonring 120 und Oese 118 einzufädeln und (c) den anderen Endteil des Fadenstückes mit dem Vorgarn (Faserstrom) am Lieferwalzenpaar 111 des Streckwerkes 110 zu verbinden.

Die Verbindung des Fadens mit dem Aggregat 101 (durch Anwickeln an eine Hülse 112 und/oder einen Kops 116, Figur 5) ist anderswo schon beschrieben worden, nämlich in unserer schweizerischen Patentanmeldung Nr. 4852/88 bzw. in der entsprechenden EP-A-382 943. Die entsprechende Beschreibung wird hier nicht wiederholt werden. Das anschließende Einfädeln des Fadens mit dem Läufer 108 ist in der ersten Schwesteranmeldung ebenfalls beschrieben worden und wird auch hier nicht wiederholt werden. Das Ansetzen des Hilfsfadens mit einem vom Streckwerk 110 gelieferten Faserstrom wird in einer weiteren schweizerischen Patentanmeldung beschrieben werden und die Einzelheiten eines solchen Verfahrens gehören nicht zu dieser Erfindung. Es sind auf jeden Fall verschiedene Möglichkeiten zum Ansetzen eines Fadens an einem Streckwerk bekannt und diese Erfindung ist nicht auf ein spezifisches Verfahren eingeschränkt. Vielmehr bezieht sich diese Erfindung auf das Handhabungsgerät zur Ausführung der verschiedenen erwähnten Operationen. Die entsprechenden Anforderungen werden nun mit Bezug auf die Figuren 2 bis 4 erläutert werden.
Figur 2 zeigt nochmals das Fahrgestell 100 mit dem Fadenvorrat 122. Der Hilfsfaden wird vom Vorrat 122 über ein Lieferwerk 126 abgezogen und an eine vorbestimmte Stelle 128 zur Aufnahme durch das Handhabungsgerät 124 geliefert.
Das Gerät 124 umfaßt ein Saugsystem bestehend auf einem Fadenspeicher 130 und einer vom Gestell 100 mitgetragenen Unterdruckquelle 132. Der Speicher 130 besteht aus einem flexiblen Speicherrohr 134 mit einem freien Mündungsteil 136, der ein Fadenführungsteil darstellt und einem Anschluß 138 an die Unterdruckquelle 132. Das Handhabungsgerät 124 umfaßt weiterhin ein Gelenk- oder Schwenksystem 140, welches von einer programmierbaren Steuerung 142 (Figur 2) gesteuert wird, um den Fadenführungsteil 136 vom Saugrohr 134 gegenüber dem Fahrgestell 100 gemäß einem Steuerprogramm zu bewegen.
In einem ersten Schritt muß der Fadenführungsteil 136 an die Stelle 128 (Figur 2) gebracht werden, um den vom Lieferwerk 126 gelieferten Hilfsfaden 144 aufzunehmen. Die Stelle 128 bleibt gegenüber dem Fahrgestell 100 stationär. Durch den von der Unterdruckquelle 132 erzeugten Unterdruck wird der vom Lieferwerk abgegebene Faden 144 in seiner Längsrichtung in das Saugrohr 134 hineingezogen bis das freie Ende des Fadens 144 eine vorbestimmte Stelle 146 im Saugrohr erreicht hat, was durch ein geeignetes Überwachungsgerät 148 (z.B. eine Lichtschranke) an die Steuerung 142 gemeldet wird. Das Lieferwerk 126 wird somit von der Steuerung 142 abgeschaltet.
Das Schwenksystem 140 führt nun eine bestimmte von der Steuerung 142 gesteuerte Reihenfolge von Bewegungsschritten aus, um den noch mit dem Vorrat 122 verbundenen Faden 144 mit einem Anwickelgerät 150 (Figur 1) zu verbinden. Diese Bewegungen finden alle in der unmittelbaren Nähe der Lieferstelle 128 statt und sind ausführlich in unserer schweizerischen Patentanneldung Nr. 4852/88 bzw. in der entsprechenden EP-A-382 943 beschrieben worden, so daß sie hier nicht wiederholt werden müssen. Am Schluß dieser Reihenfolge von Bewegungen ist der Hilfsfaden mit einer Klemmvorrichtung 152 auf dem Anwickelgerät 150 verbunden und zwischen dieser Klemmvorrichtung 152 und dem Lieferwerk 126 durch eine geeignete nicht gezeigte Trennvorrichtung abgelängt, so daß das vom Speicher 130 gehaltene Fadenstück vom Handhabungsgerät 124 unabhängig vom Fahrgestell 100 bewegt werden kann.
Figur 3 zeigt nochmals das Fahrgestell 100 mit der Unterdruckquelle 132 und dem Handhabungsgerät 124. Der Mündungsteil des Speicherrohrs 134, d.h. der Fadenführungsteil 136, wird hier im Verhältnis zum Aufwindeaggregat 101 angedeutet wie dies für das Anwickelverfahren notwendig ist. Da aber das Anwickelverfahren selber nicht beschrieben werden soll, wurde übersichtshalber auf die Darstellung des Anwickelgerätes 150 (Figur 1) verzichtet. Die vorher erwähnte Lieferstelle 128 wird in Figur 3 auch angedeutet, aber der Fadenvorrat 122 und das Lieferwerk 126 (Figur 1) sind in Figur 3 und 4 nicht gezeigt, da sie für die in diesen Figuren dargestellten Operationen keine Rolle mehr spielen.
Es ist zu bemerken, daß der Fadenführungsteil 136 des Speicherrohrs 134 zum Anwickeln des Hilfsfadens an eine von der Spindel 102 (Figur 1) getragenen Hülse 112 (Figur 3) oder Kops 116 (Figur 5) eine Reihenfolge von Bewegungsschritten in der Nähe der Spindel 102 ausführen muß. Zum Beheben eines Fadenbruches müssen diese Bewegungen auch während der kontinuierlichen Auf- und Abwärtsbewegungen der Ringbank 104 stattfinden können.
Figur 4 zeigt nochmals die in Figur 3 dargestellten Teile, diesmal aber in einer zum Ansetzen geeigneten Einstellung. Der Fadenführungsteil 136 des Speicherrohrs 134 muß nun an das Lieferwalzenpaar 111 des Streckwerks 110 herangeführt werden, was eine entsprechende Anpassung sowohl des Schwenksystems 140 als auch des Saugrohrs 134 verlangt.
Im Bewegungsablauf zwischen dem in Figur 3 dargestellten Zustand und dem völlig geänderten in Figur 4 dargestellten Zustand muß der Fadenführungsteil 136 eine Reihenfolge von Bewegungen ausführen, um den Hilfsfaden sowohl mit dem Läufer 108 (Figur 1 - siehe die erste Schwesteranmeldung) als auch mit dem Antiballonring 120 und der Oese 118 einzufädeln.
Das Einfädeln im die Oese 118 ist aus der Figur 6 ersichtlich, welche die Oese 118 zusammen mit einem Endstück ihren Halterung 154 zeigt. Die Oese 118 besteht lediglich aus einem Stück Draht mit einem von der Halterung 154 getragenen Glied 156, einem spiralförmigen Teil 158 und einem freien Endteil 160. Der Fadenführungsteil 136 muß an der Oese 118 in der Aufwärtsrichtung vorbeibewegt werden, um den Hilfsfaden am Glied 156 zu legen.
Der Fadenführungsteil 136 wird dann

"nach vorn" (von der Halterung 154 weg) bewegt,
nach unten verschoben, bis die Mündung unterhalb des freien Endteils 160 liegt,
und dann wieder nach oben bewegt, um den Faden an dem Endteil 160 vorbeizubewegen.

Diese komplexen Bewegungen sind in Figur 6 mit dem krummen Pfeil B angedeutet. Wenn der Fadenführungsteil 136 wieder oberhalb der Oese liegt, befindet sich der Faden innerhalb des ringförmigen Teils 158 der Oese.
Figur 7 zeigt zwei "Arme" 161, 162 des Antiballonrings 120, welcher bekannterweise als "offener Ring" gebildet ist, so daß jeder Arm 161/162 des Rings ein freien, abgebogenes Ende hat. Die Darstellung ist unrealistisch zum Zweck der Erklärung, aber solche Elemente sind dem Fachmann bestens bekannt. Um den Faden in diesen Ring einzufädeln, wird der Fadenführungsteil 136 in der Aufwärtsrichtung an dem Ring vorbeibewegt, so daß der Faden in Berührung mit dem Arm 161 gebracht wird. Der Teil 136 wird dann nach links verschoben, so daß der Faden in den Spalt 163 zwischen den Armen bewegt wird, als er der Bewegung des Fadenführungsteils 136 folgt. Der Teil 136 wird dann nach unten bewegt, um den Faden in Berührung mit dem Arm 162 zu bringen und somit "das Hängen" an den abgebogenen Endteil des Armes 161 zu vermeiden. Durch eine weitere Bewegung des Fadenführungsteils 136 nach links wird das Einfädeln vollendet.
Es wird somit dem Fachmann klar sein, daß, um das automatische Fadenhandling zu ermöglichen, es nicht notwendig ist, speziell ausgebildete Fadenführungselemente (Oese, Antiballonringe) vorzusehen.
Das Schwenksystem 140 wird nachfolgend anhand der Figuren 8, 9 und 10 erläutert werden. Vorerst werden aber gewisse Anforderungen an das aus dem Fadenspeicher 130 und der vom Gestell 100 mitgetragenen Unterdruckquelle 132 bestehende Saugsystem behandelt werden.
Der Fadenführungsteil 136 (siehe auch Figur 8) des Saugsystems wird vorteilhafterweise durch ein starres Element z.B. durch ein Metallrohr 166 gebildet. Dieser starre Teil 166 kann in einer Halterung 168 getragen werden, so daß die Bewegungen der Mündung 170 eindeutig durch die entsprechenden Bewegungen der Halterung 168 bestimmt werden. Der Fadenspeicher 130 hingegen, sollte als ein flexibles Speicherrohr 134 z.B. aus einem elastischen Kunststoff gebildet werden, so daß dieses Rohr sowohl mit dem stationären Anschluß 138 als auch mit dem bewegbaren Metallrohr 166 gekoppelt werden kann und sich an die Bewegungen des letzteren Teils anpassen kann, ohne die Genauigkeit der Bestimmung dieser Bewegungen durch das Steuerungsprogramm zu beeinträchtigen.
Die von der Unterdruckquelle 132 im Speicherrohr 134 ausgeübte Saugwirkung sollte die vorbestimmte Länge des Hilfsfadens krängelfrei im Speicherrohr 134 halten und trotzdem das Herausziehen der Hilfsfaden aus dem Speicherrohr im Lauf des Ansetzablaufes ermöglichen. Dabei ist zu erwähnen, daß während gewisser Bewegungen des Fadenführungsteils 136 das Saugsystem den Hilfsfaden zuerst zum Herausziehen freigeben muß und anschließend einen Teil der freigegebenen Länge wieder aufnehmen muß. Dieser Vorgang kommt insbesondere nach dem Einfädeln in den Läufer 108 vor, wenn das gespeicherte Fadenstück den Bewegungen der Ringbank folgen muß. Das Saugsystem muß daher eine nachgiebige oder "elastische" Haltewirkung auf den Faden ausüben.
Der Fadenführungsteil 136 ist vorzugsweise derart im Verhältnis zum Faden dimensioniert, daß die Mündung am freien Ende effektiv als ein Fadenführungselement dient, was den Energieaufwand zur Erzeugung vom Unterdruck auch begrenzt. Die Unterdruckquelle 132 ist vorzugsweise nur zum Fadenbruchbeheben bzw. zur Inbetriebnahme einer Spinnposition eingeschaltet.
Das abgelängte Fadenstück im Fadenspeicher 130 muß eine genügende Länge aufweisen, um alle der erwähnten Operationen zu ermöglichen. Diese Länge wird aber dadurch begrenzt, daß der Hilfsfaden beim nachfolgenden Umspulen (zur Bildung einer Kreuzspule) in einer Garnreinigungsoperation ausgeschieden werden muß. Eine solche Operation ist dadurch gemäß diesem Ansetzverfahren vorprogrammiert, indem der Hilfsfaden nicht mit dem Garn eines schon gebildeten Kops 116 verbunden wird, sondern nur daran angewickelt wird. Dies bedeutet für die nachfolgende Spulmaschine einen zu behebenden Fadenbruch, wobei jeweils eine Garnreinigungsoperation mit der Ausscheidung einer bestimmten Fadenlänge durchgeführt wird. Die Garnreinigungsoperation in einer Spulmaschine führt normalerweise zur Ausscheidung von ca. 2 Meter Garn, so daß ein Fadenstück im Saugrohr von ca. 1,5 Meter Länge bei der nachfolgenden Garnreinigung sicher ausgeschieden wird.
Das Schwenksystem 140 besteht vorzugsweise aus über eine Schwenkachse miteinander verbundenen starren Teilen. Die Halterung 168 (Figur 8) wird von einem ersten Arm 172 getragen, welcher über eine Schwenkachse 174 mit einem zweiten Arm 176 verbunden ist. Die Schwenkachse 174 ist dabei vorzugsweise im wesentlichen waagerecht angeordnet, wie insbesondere aus der Draufsicht in Figur 9 und der Seitenansicht in Figur 10 ersichtlich wird. Der erste Schwenkarm 172 ist durch einen vom zweiten Arm 176 getragenen Motor (nicht gezeigt) um die Schwenkachse 174 drehbar, um den Fadenführungsteil 136 (Figur 8, in Figur 9 und 10 nicht gezeigt) gemäß dem Steuerungsprogramm zu bewegen.
Die vorerwähnten Bewegungen zum Einfädeln des Fadens in die Oese 118 und in den Ring 120 können aber durch die Bewegung um eine einzige Schwenkachse 174 nicht verwirklicht werden. Dazu ist es notwendig, die Halterung 168 um eine senkrechte Achse zu drehen. Diese senkrechte Schwenkachse 178 (Figur 9) befindet sich zwischen dem zweiten Arm 176 und zwei Trägerplatten, nämlich einer oberen Platte 180 und einer unteren Platte 182 (Figur 10). Diese zwei Trägerplatten sind mit einer weiteren Platte 184 verbunden, um einen auf- und abbewegbaren Schlitten 186 zu bilden. Der Schlitten 186 trägt auch das schematisch angedeutete Anwickelgerät 150.
Eine zweite waagerechte Schwenkachse 188 ist zwischen dem zweiten Arm 176 und der senkrechten Schwenkachse 178 vorgesehen. Diese Schwenkachse 188 wird von einem Gehäuseteil 190 (Figur 9) getragen, der zusammen mit einer die Schwenkachse 178 umgebenden Muffe 192 (Figur 10) gegossen ist. Ein Motor (nicht gezeigt) bewirkt Drehbewegungen des Arms 176 um die Schwenkachse 188 gemäß einem gespeicherten Steuerungsprogramm und noch ein Motor (auch nicht gezeigt) bewegt den Gehäuseteil 190 (mit der Achse 188) um die Achse 178 auch gemäß einem Steuerungsprogramm.
Durch geeignete Drehbewegungen des Arms 176 um die Achse 188 kann der Arm 172 mit der Halterung 168 in den fahrbaren Roboter zurückgezogen werden bzw. aus diesem Roboter in eine Spinnposition hinausgestreckt werden.
In Figur 9 ist z.B. eine Spinnposition durch zwei diese Position begrenzende Separatoren 194 angedeutet. Die Drehbewegungen des Arm 176 um die Achse 188 ermöglichen auch die Zustellung der Mündung 136 an der Lieferstelle 128 (Figur 2) für den Hilfsfaden 144. Die Länge des Arms 176 (sein Schwenkradius" ist derart gewählt, daß beim Fahren des Roboters der Spinnmaschine entlang, das Schwenksystem 140 innerhalb vom Querschnitt des Roboters liegt, um somit Kollisionen mit Maschinenteilen zu vermeiden.
Die gesteuerten Bewegungen des Hebelsystems 172, 176 um die senkrechte Schwenkachse 178 ermöglichen die (horizontalen) Seitenverschiebungen des beschriebenen Bewegungsablaufes. Die senkrechten Komponenten werden durch das Schwenken der Arme 172, 176 um die horizontalen Achsen 174, 188 erzeugt. Die Verwendung der beiden horizontalen Schwenkachsen 174 und 178 ermöglicht die Zustellung des freien Endes (d.h. des Fadenführungselementes) zu jeder beliebigen Stelle innerhalb eines dreidimensionalen Raumes. Ein einfacher Hebel (ohne Zwischenachse) würde nur die Zustellung des freien Endes zu Punkten auf einer einen Raum begrenzenden Oberfläche erlauben.
Dieser Raum ist natürlich durch die Länge der Arme 172, 176 begrenzt. Im Prinzip wäre es möglich, alle notwendigen Bewegungen des Fadens durch geeignete gesteuerte Arme 172, 176 zu verwirklichen. Dies würde aber längere Arme 172, 176 erfordern (was unerwünscht ist). Außerdem reichen die Arme allein nicht aus, um alle Operationen des Fadenbruchbehebens auszuführen - für die Anwickel- und Läufereinfädel-Phasen müssen die Arme mit dem Anwickelgerät 150 zusammenarbeiten. Letzteres Gerät muß für diese Operationen, die in der ersten Schwesteranmeldung beschrieben worden sind, auf- und abbewegbar sein, was einen bewegbaren Schlitten und eine entsprechende Führung erfordert. Es ist dabei vorteilhaft, die Arme 172, 176 auch auf diesen Schlitten zu montieren, so daß der senkrechte Abstand zwischen Aggregat 101 und Lieferwerk 110 mindestens zum Teil durch Bewegung des Schlittens durchfahren wird. Die Schlittenbewegung wird aber vorzugsweise nicht dazu ausgenutzt, zu den Komponenten der gesteuerten Einfädelbewegungen beizutragen. Solche Bewegungen sollten von den programmgesteuerten Armen 172, 176 samt ihren Trägern 190 ausgeführt werden. Da der Antiballonring 120 und die Oese 118 sich mit der Ringbank auf- und abbewegen, ist es vorteilhaft, die Einfädelung dieser Führungselemente in einer Arbeitsphase durchzuführen, während der Schlitten 186 sich mit der Ringbank auf- bzw. abbewegt.
Die Linearbewegung des Schlittens 186 wird durch Drehung einer Gewindespindel 196 (Figur 9) bewirkt, welche Spindel vom Fahrgestell 100 getragen wird (nicht gezeigt). Dabei wird die Bewegung des Schlittens 186 durch eine senkrechte Führungsstange 198 (Figur 9) geführt. Die Steuerung dieser Linearbewegung ist in der ersten Schwesteranmeldung behandelt worden.
Die Bewegungen der Arme 172, 176 werden von der programmierbaren Steuerung 142 aus gesteuert, und zwar auf die folgende Art und Weise:

Die Programmierung der Bewegungen der Arme 172, 176 wird von der Programmierung der Bewegungen des Schlittens 186 getrennt, so daß bei der Einleitung einer "Bewegungsphase" der Arme 172, 176, das Steuerungsprogramm für die Arme von einer voreingestellten Position ("Arbeitshöhe") des Schlittens 186 ausgehen kann.
Somit kann die Programmierung der Bewegungen der Arme 172, 176 in eine Reihenfolge von vorbestimmten (vorerwähnten) "Bewegungsphasen" aufgeteilt werden, wobei zwei aufeinanderfolgende Phasen durch Einstellung der Arbeitshöhe (Bewegung des Schlittens 186) getrennt werden können.
D.h. die Bewegungen der Arme werden immer mit Bezug auf ihren Träger (den Schlitten 186) als Referenz programmiert.
Mit Bezug auf den Schlitten 186 definieren die Freiheitsgrade der Achsen 178, 188, 174 und die Länge der Arme 172, 176 einen bestimmten Raum, der gemäß einem beliebigen Koordinationssystem beschrieben (definiert) werden kann.
Jeder Antriebsmotor zum Einstellen der Position des Gehäuses 190 und der Arme 172, 176 ist ein positionsgeregelter Servomotor, d.h. der Motor ist mit einem Encoder versehen, welcher die momentane Position der Motorwelle gegenüber einem beliebigen Referenzpunkt darstellt und ein Signal an ein Ist/Soll-Vergleichsmittel liefert, so daß allfällige Abweichungen der Ist-Position von der Soll-Position durch eine Korrektur ausgemerzt werden können (die Achsen 178, 188, 174 sind dementsprechend "Servoachsen").
Weil jede Servoachse 174, 178, 188 mit "Intelligenz" versehen ist, kann sie einen "Fahrauftrag" ausführen, d.h. sich von einem beliebigen Ausgangspunkt (einer beliebigen Winkelstellung) zu einem anderen beliebigen Ausgangspunkt nach einem vorbestimmten "Fahrprogramm" (Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung bei jeder Zwischenstelle) bewegen (ein solches Bewegungsmittel ist in unserer früheren schweizerischen Patentanmeldung Nr. 1385/88 vom 14. April 1988 bzw. in der entsprechenden EP-A-337 339 beschrieben worden).
Durch geeignete Abstimmung der Fahrprogramme aller drei Servoachsen ist es möglich, die fadenführende Mündung des Teils 136 an jede beliebige Stelle im vorerwähnten Raum anzusteuern.
Die Steuerung des ganzen Gerätes als "System" wird daher durch die Erteilung einer von der Zentralsteuerung festgelegten Reihenfolge von "Fahraufträgen" an die einzelnen Servoachsen bewirkt, wobei die Fahraufträge derart aufeinander abgestimmt weren, daß die Mündung 170 sich programmgemäß im Raum bewegt.
Jede Servoachse meldet die Ausführung ihres vorher geltenden Fahrauftrages an die Zentralsteuerung und erhält einen neuen Auftrag, welcher einen weiteren Fahrauftrag oder einen Wartebefehl umfassen kann.

Die Zentralsteuerung ist dementsprechend als eine sequentielle Steuerung ausgelegt, die Instruktionen und Befehle ("Aufträge") an ein System mit verteilter Intelligenz erteilt, nachdem der Zentrale gemeldet wird, daß die vorher erteilten Aufträge ausgeführt worden sind (d.h. ein vorgestimmter Zustand herrscht im System). Dabei muß die Zentralsteuerung natürlich auch den Zustand der anderen an dem Gesamtablauf beteiligten Elemente berücksichtigen (einstellen), z.B. die Spindelbremse, das Anwickelgerät usw.

Claims

Eine Einrichtung zur Bedienung einer Garnverarbeitungsposition einer Textilmaschine, zum Erstellen einer kontinuierlichen Garnverbindung zwischen einem Garnaufwindeaggregat (101) und einem Vorgarnlieferaggregat (110) mit einem steuerbaren Handhabungsgerät (124) zum Bewegen eines Fadenstückes (144), wobei das Handhabungsgerät einen Fadenführungsteil (136) und ein Gelenksystem (140) aufweist, welches diesen Teil (136) vom Garnaufwindeaggregat (101) zum Vorgarnlieferaggregat (110) führen kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenksystem (140) derart steuerbar und einstellbar ist, daß der Führungsteil (136) in jede beliebige Stelle innerhalb eines vorbestimmten Raumes geführt werden kann, welches die zu bedienenden Teile, sowohl vom Garnaufwindeaggregat (101) als auch vom Vorgarnlieferaggregat (110), enthält.
Eine Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenstück ein Hilfsfaden (144) von vorgegebener Länge ist, welcher sowohl mit dem Garnaufwindeaggregat (101) als auch mit einem vom Vorgarnlieferaggregat (110) gelieferten Vorgarn verbunden werden kann.
Eine Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Handhabungsgerät (124) mit einer Steuerung (142) versehen ist, um das Handhabungsgerät zum Anwickeln des einen Endteils des Hilfsfadenstücks (144) an einer vom Aufwindeaggregat (101) getragenen Hülse (112), zum Einfädeln des Hilfsfadenstückes (144) in Führungselemente (118, 120) zwischen den genannten Aggregaten (101, 110) und zum Ansetzen des anderen Endteils des Hilfsfadens (144) an den vom Vorgarnlieferaggregat (110) gelieferten Faserstrom, zu bewegen.
Eine Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Hilfsfadenstückes (144) derart kurz ist, daß das Hilfsfadenstück bei einer nachfolgenden Garnreinigungsoperation vollständig ausgeschieden wird.
Eine Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablängen des Hilfsfadenstückes (144) vor der Durchführung der notwendigen Bewegungen zum Anwickeln, Einfädeln und Ansetzen bewerkstelligt wird.
Eine Einrichtung nach Anspruch 5, wobei das Handhabungsgerät (124) mit einem Fadenspeicher (130) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenspeicher (130) zur Aufnahme des abgelängten Hilfsfadenstückes (144) ausgelegt ist.
Eine Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittel (148) zur Überwachung des Aufnehmens von Hilfsfaden am Ende des Fadenspeichers (130) derart vorgesehen ist, daß es ein Signal abgibt, wenn ein Hilfsfadenstück (144) der vorgegebenen Länge aufgenommen worden ist.
Eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der als Saugsystem ausgebildete Fadenspeicher (130) ein flexibles Speicherrohr (134) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherrohr derart ausgebildet ist, daß es alle Bewegungen des Handhabungsgerätes (124), auch bei der Einfädelung des Hilfsfadenstückes in zwischen dem Garnaufwindeaggregat (101) und dem Vorgarnlieferaggregat (110) angeordneten Führungselemente (118, 120) der Garnverarbeitungsposition, nachvollziehen kann.
Eine Einrichtung nach Anspruch 8, wobei das Speicherrohr (134) bewegbar auf einen Trägerteil (100) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerteil (100) mit Mitteln zum Tragen eines Hilfsfadenvorrates (122) und zum Liefern (126) von Faden aus diesem Vorrat (122) an einer vorbestimmten Stelle (128) versehen ist und das Speicherrohr (134) derart steuerbar ist, daß sein Fadenführungsteil (136) an die genannte Stelle (128) bewegt werden kann, um Hilfsfaden (144) aus dem Vorrat (122) aufzunehmen.
Eine Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenksystem (140) mindestens eine im wesentlichen senkrechte Schwenkachse (178) und mindestens zwei im wesentlichen horizontale Schwenkachsen (174, 188) aufweist.
Eine Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Handhabungsgerät (124) mit einer derartigen Steuerung (142) zusammenarbeitet, daß das Gerät im Betrieb ein Fadenstück (144) einem von der Geometrie der Verarbeitungsposition vorgegebenen Bewegungspfad vom Aufwindeaggregat (101) zum Vorgarnlieferaggregat (110) entlang führt, daß mindestens ein Fadenführungselement (118, 120) zwischen dem Garnaufwindeaggregat (101) und dem Vorgarnlieferaggregat (110) vorhanden ist, und daß das Handhabungsgerät (124) so ausgelegt ist, daß es durch gezielte Bewegungen das Fadenstück (144) in das Fadenführungselement (118 bzw. 120) einfädeln kann.
Eine Einrichtung nach dem Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung (142), welche programmiert ist, um den Fadenführungsteil (136) des Handhabungsgerätes (124) gemäß einem Steuerprogramm zu bewegen, wobei
- eine erste Bewegung der Aufnahme der Fadenlänge (144) dient,

- eine letzte Bewegung dem Anbringen des Hilfsfadens an einen vom Vorgarnlieferaggregat (110) gelieferten Faserstrom dient und mindestens eine zwischen der ersten und der letzten Bewegung durchgeführte Bewegung vorgesehen ist, welche die Einfädelung von zwischen dem Aufwindeaggregat (101) und dem Vorgarnlieferaggregat (110) angeordneten Führungselementen (118, 120) umfaßt.
Eine Einrichtung nach dem Anspruch 2, gekennzeichnet durch
- eine Liefereinrichtung (126) zur Lieferung einer Länge des Hilfsfadens (144) von einem Hilfsfadenvorrat (122),

- einen Fadenspeicher (130) zur Aufnahme vom, von der Liefereinrichtung (126) kommenden Hilfsfaden (144), wobei der Fadenspeicher (130) den Fadenführungsteil (136) aufweist, welcher der Mündungsteil des Fadenspeichers (130) ist,

- eine Klemmvorrichtung (152) für den Hilfsfaden (144),

- eine Trennvorrichtung zum Ablängen des Hilfsfadens (144) zwischen der Liefereinrichtung (126) und der Klemmvorrichtung (152), wobei das vom Fadenspeicher (130) gehaltene Fadenstück vom Handhabungsgerät bewegt werden kann,

- wobei das programmgesteuerte Handhabungsgerät (124) weitergebildet ist, um ferner den Fadenführungsteil (136) zu manipulieren, um
a) ein Endteil des Fadenstückes (144) mit dem Garnaufwindeaggregat (101) zu verbinden,

b) ein Zwischenteil des Fadenstückes in Fadenführungselemente (108, 120, 118) einzufädeln, und

c) den anderen Endteil des Fadenstückes (144) mit dem Faserstrom am Lieferwalzenpaar (111) des Vorgarnlieferaggregates (110) zu verbinden,

- und wobei die gesamte vorbestimmte Länge des Hilfsfadens (144) kürzer ist als die Länge des Fadens, welcher in einem nachfolgenden Umspulvorgang eliminiert wird (2 m).
Eine Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Handhabungsgerät mit:
- einer senkrechten Schwenkachse (178),

- einer ersten waagerechten Schwenkachse (174),

- einer zweiten waagerechten Schwenkachse (188),

- einem jeweiligen, unabhängig steuerbaren Servoantrieb für jede solche Schwenkachse,

- einem Fadenspeicher (130) dessen Mündungsteil den Fadenführungsteil (136) darstellt, wobei der Führungsteil (136) derart am Handhabungsgerät (124) befestigt ist, daß eine gesteuerte Operation der jeweiligen Servoantriebe zu einer entsprechenden Bewegung des genannten Führungsteils (136) führt, und

- einer programmierbaren Steuerung (142) für die genannten Servoantriebe, um eine festgelegte Reihenfolge von durch die Operation der genannten Antriebe ausgeführten Fahraufträgen zu bewirken und um den Fadenführungsteil (136) entlang eines vorgegebenen Bewegungspfades vom Garnaufwindeaggregat (101) zum Vorgarnlieferaggregat (110) zu bewegen.
Ein Verfahren zur Fadenbruchbehebung in einer Ringspinnmaschine bei dem ein Fadenstück (144) mittels eines ein Fadenführungsteil aufweisenden Handhabungsgerätes (124) von einer Spindel (102) einer Spinnstelle der Ringspinnmaschine in Berührung mit einem im Streckwerk (110) erzeugten Faserstrom gebracht wird, wobei das Handhabungsgerät (124) auch zur Einfädelung des Fadenstückes (144) in ein zwischen einem Ringläufer (108) der Spinnstelle und dem Streckwerk angeordnetes Fadenführungselement (118 bzw. 120) benutzt wird, und der Fadenführungsteil (136) das Fadenstück (144) an dem Fadenführungselement (118 bzw. 120) vorbeiführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Handhabungsgerät (124) die Einfädelung des Fadenstückes (144) in das Fadenführungselement (118 bzw. 120) durch gezielte Bewegungen des Fadenführungsteiles (136) durchführt und bei der Führung des Fadens (144) an dem Fadenführungselement (118 bzw. 120) vorbei der Fadenführungsteil (136) das Fadenstück (144) mit einem Teil (156 bzw. 161) des Fadenführungselementes (118 bzw. 120) in Berührung bringt, wonach der Fadenführungsteil (136) eine weitere Bewegung ausführt, um den Faden von dieser Berührung aus in eine eingefädelte Lage zu verlegen.
Ein Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenführungselement ein Antiballonring (120) und die weitere Bewegung eine seitliche Verschiebung ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenführungselement eine Oese (118) ist, daß die erste Berührung mit einem Glied (156) stattfindet, welches die Oese mit einer Halterung (154) verbindet, und daß die weitere Bewegung eine Kreisbewegung um das freie Ende (160) der Oese ist.