EP0650915B1 - Device for testing the quality of the winding of yarn bobbins and use of the device in a winding and spinning machine - Google Patents

Device for testing the quality of the winding of yarn bobbins and use of the device in a winding and spinning machine Download PDF

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EP0650915B1
EP0650915B1 EP94116148A EP94116148A EP0650915B1 EP 0650915 B1 EP0650915 B1 EP 0650915B1 EP 94116148 A EP94116148 A EP 94116148A EP 94116148 A EP94116148 A EP 94116148A EP 0650915 B1 EP0650915 B1 EP 0650915B1
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EP
European Patent Office
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winding
yarn
bobbin
sensor
detector
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EP94116148A
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EP0650915A1 (en
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Alfred Aschmann
Rolf Hensel
Hans Dr. Wampfler
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Zellweger Luwa AG
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Zellweger Luwa AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65H63/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/006—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package quality control of the package
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H63/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/02—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material
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    • B65H63/028—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element
    • B65H63/032—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic
    • B65H63/0321—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic using electronic actuators
    • B65H63/0324—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to reduction in material tension, failure of supply, or breakage, of material responsive to breakage of materials characterised by the detecting or sensing element electrical or pneumatic using electronic actuators using photo-electric sensing means, i.e. the defect signal is a variation of light energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a device for checking the winding quality of yarn packages, with a sensor that a light source for illuminating part of the surface of a Spool of thread, means for imaging the illuminated part a detector, and an evaluation circuit for the detector generated signals.
  • a device of this type known from DE-A-42 16 729 is designed as a test chamber, inside of that by CCD cameras formed surface or image sensors are arranged. The too The examining coil rests on a stand during the examination and is illuminated by two light sources like headlights. How DE-A-41 12 073 shows that the test chamber is central arranged for an entire spinning mill in the area of an interim storage facility. That means the coil test at a time takes place where an insufficient winding quality is no longer corrected can be, but the coil in question as a reject must be eliminated. Apart from that, can be known with this Device only the state of the outermost thread layer of the Coil are checked and there are no statements about the winding quality inside the spool is possible. It is therefore not exclude and it is even likely that of this Device rated as good spools of poor winding quality can have.
  • the invention is now intended to provide a coil testing device with which the winding quality of the whole, but at least a large part of the coil in question is monitored can be.
  • the coil device should be like this be trained that bad winding quality is not necessarily causes the coil in question to be unusable is eliminated, but that corrective interventions in the Coil are possible.
  • test device there is therefore not one in the test device according to the invention single, central test chamber provided, the time after the Spinning or winding process is loaded with the finished bobbins, but there are many decentralized sensors on the spinning or Winding machine available, which the winding quality during manufacture monitor the coils. That means the winding quality is also monitored inside the coil, and that corrective Interventions in the manufacturing process are possible. If considering that rotor spinning and winding machines on everyone Have an electronic yarn cleaner in the spinning or winding position, then there is also the possibility of a connection the testing device according to the invention for the winding quality with the yarn cleaning system, which results in additional quality statements can result.
  • the invention further relates to a use of the device mentioned on one with an electronic yarn cleaning system equipped winding or spinning machine.
  • This use is characterized in that the signals of the device for Checking the winding quality and those of the yarn cleaning system evaluated with mutual consideration and a functional relationship between the two institutions will be produced.
  • Fig. 1 with the reference numeral 1 is a ring spinning machine and with the reference numeral 2 denotes an automatic winder.
  • the spinning mill are several, for example 40 spinning machines 1 and Automatic winder 2 provided, and each spinning machine 1 and each Automatic winder 2 each comprises a number of spinning or winding positions.
  • Spinning bobbins 3 are produced on the spinning machines 1, through a transport system to the automatic winder 2 are transported where the spinning bobbins 3 rewound to 4 packages become. If it is not a ring, but one Rotor spinning mill, then the spinning machines produce directly Cross-wound bobbins and no automatic winder are required.
  • the full packages 4 are replaced by a package changer 5 removed from the automatic winder 2 and from a loading device 6 of a transport device shown in dashed lines 7 passed.
  • the transport device 7 conveys the packages 4 in the direction of the arrow up to an unloading device 8 which the packages from the transport device 7 takes over and feeds a test station 9.
  • the state is in the test station 9 the surface of the thread layers of the winding visually from a machine guard and an optical test facility. Coils with unacceptable faults are sorted out and get into a suitable container 10 for rejects, and the coils of suitable quality are made with one Label E, sort and go to an interim storage facility 11.
  • This type of control of packages in a production process subordinate, central test station is the state of the Technology and described for example in DE-A-41 12 073.
  • a suitable optical test device is from DE-A-42 16 729 known.
  • the package winding test system according to the present patent application differs from the mentioned prior art among others in that the control of the packages is no longer in one test station downstream of the production process, but during the production process and preferably in Cross-coil changer area 5. With regard to minimization of costs, it is recommended to use a hiking sensor which serves several winding positions.
  • the hiking sensor can either on the package changer, or if there is none, on a suitable hiking facility be mounted. There is a on a winder Cross-wound bobbin changer for 30 or 60 bobbin positions, on a rotor spinning machine for about 120 spinning positions. If one assumes that a winding machine for production a bobbin takes about 90 minutes, then, depending on Speed of the package changer, each bobbin during checked their manufacture about 50 to 90 times. For rotor spinning machines is due to the lower production speed the test frequency is two to three times higher. This is even in the worst case, by orders of magnitude more than in the prior art, where practically only the outermost thread layer is checked. Of course, everyone can A separate sensor is provided for the winding or rotor spinning position his.
  • Fig. 2 three cross-wound bobbins 4 are shown, the straight with Yarn G are spooled.
  • the representation of the cheese 4 is greatly simplified.
  • a groove drum arranged through which the respective Cheese is driven.
  • One of the signals from the two sensors can be Desired speed of the yarn G are derived.
  • the yarn passes through the measuring heads 12 in a known manner
  • Yarn cleaning system for example of the USTER POLYMATIC type (USTER - registered trademark of Zellweger Uster AG).
  • Such a yarn cleaning system contains a central control device 13 and one per measuring head 12 with the respective measuring head 12 and evaluation unit 14 connected to control unit 13 the central control device 13 are up to 84 evaluation units 14 connected.
  • This sensor which will be explained later with reference to FIGS. 3 to 5 to be illuminated, the cross-wound bobbins 4 and forms them a detector.
  • Whose signals are corresponding Evaluation circuit 16 supplied.
  • the evaluation circuit 16 in the manner of the evaluation unit 14 trained of the yarn cleaning system and on the Cross-wound bobbin changer 5 mounted.
  • the output of the evaluation circuit 16 is with a central control unit, as shown connected to the control unit 13 of the yarn cleaning system.
  • the check of the winding quality of the packages 4 has Goal, winding errors of the packages and thus faulty production sites to recognize. This can result in a coil fault classification the cross-wound bobbins 4 and the bobbins can with corresponding quality data are marked.
  • the mark is preferably done by contactless entry of the quality data in a arranged on the coil, by a machine writable and readable electronic memory chip formed Information carrier, the label E of that shown in Fig. 1 would complement or replace 4 bobbin.
  • the coil testing system also offers the possibility upon detection of an error directly in the production process intervene and cut out the incorrectly wound thread (Winding machine) or production on the concerned Interrupt rotor position (rotor spinning machine).
  • Winding machine incorrectly wound thread
  • rotor spinning machine production on the concerned Interrupt rotor position
  • Defective pieces of yarn are identified by specifying the Yarn cleaner or the bobbin inspection system through the on the bobbin and existing suction devices on the rotor spinning machine away.
  • the coil testing device shown in principle an autonomous test facility that does not conform to the Presence of a yarn washer, and that too completely independent of the type or measuring principle of the thread cleaner is.
  • the coil tester does not need one formed on the cross-coil changer 5 arranged hiking sensor 15, but there could also be a corresponding one at each production site Sensor should be provided.
  • Prerequisite for using the in Figs. 3 to 5 sensors shown in a central test station would be one Device for rotating the coils.
  • the package changer 5 can take on further control tasks. For example each package 4 weighed by the bobbin changer 5 and from the Weight with known thread number the length of the wound thread be determined.
  • the bobbin error rate is made up of the yarn errors (Yarn cleaner) and from the errors of the winding (bobbin inspection system) together. Both types of error together provide a measure of all Fault or the quality of a coil.
  • the control the coil density is known to be done by a machine Thread tensioning device, by balloon control or by regulation the winding speed depending on the unwinding condition the cop.
  • Basic sizes for the mentioned control the bobbin density is the exact bobbin length (determined from various speed measurements), thread laying, the absolute thread number and the bobbin diameter.
  • the coil density and their course within the coil is also a measure of the thread tension and can be used to control this if there is control of the thread laying.
  • the coil testing device from Fig. 2 can be easily recognized.
  • the high rotation speed of the coils cause either stroboscopic lighting and as Detector a camera with image processing or an evaluation circuit 16 with a correspondingly fast signal processing is used.
  • the one common sensor 15 monitored coils 4 generally different Have diameters, what with a possible illustration the coil surface on the receiver got to. This can be done by the sensor either one sufficiently large depth of field or an auto focus system has, because of the relative size of the distance differences practically only an autofocus system comes into question. there can use the autofocus setting signal as a distance measurement signal used and derived from this the coil diameter become.
  • sensor 15 mounted on the package changer 5 can only view certain parts of the package, in particular the end faces thereof, at an oblique angle.
  • the well-known Scheimpflug principle can be used for the image, for example.
  • image distortion must be compensated for by what appropriate shaping of the sensor elements, or mathematically can be done.
  • the latter means that the detector is for one straight line is calibrated and that deviations from this be compensated arithmetically.
  • a light gap 17 is formed in this sensor from a light source 18, for example a light emitting diode (LED) projected onto the area to be examined. It is this area around the outer surface, then the light gap 17 preferably projected parallel to the coil axis (arrangement according to Fig. 3a), if it is an end face, then the Projection radial to the coil axis.
  • a light source 18 for example a light emitting diode (LED) projected onto the area to be examined. It is this area around the outer surface, then the light gap 17 preferably projected parallel to the coil axis (arrangement according to Fig. 3a), if it is an end face, then the Projection radial to the coil axis.
  • the surface to be checked is placed on a with the light gap Detector line 19 shown, the direction of illumination and imaging have to be different.
  • the individual elements the detector row are on lateral shifts in the light distribution sensitive.
  • PSD position sensitive detector
  • a double wedge detector 3b can be used.
  • the latter exists a number of double wedges, each of which is a detector element forms.
  • the output signals of the two double wedges each Detector elements are linked together, and the result Va of this connection is zero volts if the image 17 'of the Light gap 17 is in the middle of the detector element.
  • With off-center Position is Va proportional to the deflection of the image 17 'in the one designated by an arrow in FIGS. 3a and 3b Direction.
  • FIGS. 3a and 3b is a modified one Triangulation method for distance measurement; in Fig. 4a shows a real triangulation process.
  • a light gap 17 is not projected onto the coil surface, but a pinhole 20, so a point of light, where the projection plane is oriented in the direction of the coil axis.
  • the point of light projected obliquely onto the coil surface becomes imaged on a detector 19 (diode row, double wedge, PSD), the deflection is in turn a measure of the distance.
  • a detector 19 diode row, double wedge, PSD
  • Image interference on the outer surface of the coil 4 can with a Height profile measurement according to 4b, taking a sufficiently large one Local resolution is a prerequisite for this procedure.
  • Difference to the wrap which is an increase in the form of a on the Forms circumferential thickness ring
  • an image disturbance manifests itself as an increase in the thread laying track, this increase in the rotating spool in synchronism with the rotation period hikes up and down. If the on the coil surface projected light beam hits such an elevation, then the point of impact of the light beam shifts to the Detector by the amount ⁇ x.
  • Fig. 3a and 4b where both wrap and image disturbance shift of the light beam impinging on the detector 19, can wrap and image disturbance by appropriate evaluation of the time and position dependent signal become.
  • 5a and 5b show examples of the detection of discounts or threads that are known to stretch on the End faces.
  • an oblique or grazing lighting chosen so that the threads through the long shadow cast a stronger contrast.
  • a section of the end faces is placed on a line sensor 21 shown, which is either off-center (Fig. 5a) or radial (Fig. 5b) is arranged to the coil axis.
  • the individual elements the line sensor consist of narrow light receivers, for example Photodiodes, the width of which is that of the shadow corresponds.
  • An existing tension thread 22 is whether it is stretched (Fig. 5b) or deflected (Fig. 5a) while each revolution exactly once or twice those 1 to 2 photodiodes cover that correspond to its distance from the turning center. At this moment, one is on the detector element in question clear signal and the tension thread 22 can be based on the Falling below a threshold value can be detected.
  • the each Area outside the image of the coil face of the line sensor 21 is not taken into account in the evaluation. With an interconnected multiple arrangement of lines you can relate to the coil diameter to a certain extent to adjust.
  • one relative to one compared to the coil face small line sensor behind a transparent LCD screen use arranged large-area detector, or one maps the LCD screen to a smaller detector.
  • the obliquely illuminated face is on the LCD screen, which is, for example, a display without a backplane mirror and the screen is controlled so that only one at a time narrow line is transparent.
  • This line traverses across the Screen, the measurement time per line position at least one Coil revolution is.
  • This arrangement has the advantage that The length and width of the lines are easy to program and that the line length is optimally adapted to the coil size can.
  • Another variant of a measuring arrangement could consist of the area to be checked (coil jacket and / or end faces) to illuminate at an angle and on a parallel to the coil axis Map photodiode array.
  • the one from the oblique lighting resulting long shadow cast at the exit gives the Photodiodes a waveform from which a variety of winding errors is recognizable.
  • This method will not all Detect winding faults, but it is simple and also inexpensive. And it will, like all described online methods the well-known system under the central test chamber with respect to the meaningfulness of the measurement results by orders of magnitude surpass.
  • the so-called ambiguity is determined by means of a color analysis of the yarn measured on the outer surface, either different Waves of light radiated in and the reflection light analyzed with a detector or illuminated with white light and the reflection light with multiple detectors with different Color filtering is analyzed. You can also use infrared or work with fluorescence radiation. In any case, with everyone Passing the bobbin changer measured the color value for each bobbin and saved and compared with previous measurements, where above a certain deviation between the values Alarm is triggered.
  • the coil diameter can also be measured, using standard methods such as triangulation or correction signal of the autofocus.
  • the general rule is that the sensors and evaluations of the yarn cleaning system included in the coil test as an online early warning system are, and that the actual coil testing system one enables precise qualification of the errors.

Abstract

The device contains a number of sensors (15) which are arranged decentrally on a spinning or winding machine and which are provided for the on-line monitoring of the winding quality during the production of the bobbins (4). Each sensor (15) contains a light source, illuminating and imaging optics and a detector. The sensors (15) are preferably mounted on the bobbin changers (5). Use on spinning or winding machines equipped with an electronic yarn-cleaning system (12, 13, 14), with an interlinking of the measurement signals. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung der Wickelqualität von Garnspulen, mit einem Sensor, der eine Lichtquelle zur Beleuchtung eines Teils der Oberfläche einer Garnspule, Mittel zur Abbildung des beleuchteten Teils auf einen Detektor, und eine Auswerteschaltung für die vom Detektor erzeugten Signale aufweist.The present invention relates to a device for checking the winding quality of yarn packages, with a sensor that a light source for illuminating part of the surface of a Spool of thread, means for imaging the illuminated part a detector, and an evaluation circuit for the detector generated signals.

Eine aus der DE-A-42 16 729 bekannte Vorrichtung dieser Art ist als Prüfkammer ausgebildet, innerhalb von der durch CCD Kameras gebildete Flächen- oder Bildsensoren angeordnet sind. Die zu untersuchende Spule ruht bei der Untersuchung auf einem Ständer und wird von zwei Lichtquellen scheinwerferartig beleuchtet. Wie der DE-A-41 12 073 zu entnehmen ist, ist die Prüfkammer zentral für eine ganze Spinnerei im Bereich eines Zwischenlagers angeordnet. Das bedeutet, dass die Spulenprüfung zu einem Zeitpunkt erfolgt, wo eine unzureichende Wickelqualität nicht mehr korrigiert werden kann, sondern die betreffende Spule als Ausschuss ausgeschieden werden muss. Abgesehen davon kann mit dieser bekannten Vorrichtung nur der Zustand der äussersten Fadenlage der Spule kontrolliert werden und es sind keinerlei Aussagen über die Wickelqualität im Spuleninnern möglich. Es ist daher nicht auszuschliessen und es ist sogar wahrscheinlich, dass von dieser Vorrichtung als gut bewertete Garnspulen eine schlechte Wickelqualität aufweisen können. A device of this type known from DE-A-42 16 729 is designed as a test chamber, inside of that by CCD cameras formed surface or image sensors are arranged. The too The examining coil rests on a stand during the examination and is illuminated by two light sources like headlights. How DE-A-41 12 073 shows that the test chamber is central arranged for an entire spinning mill in the area of an interim storage facility. That means the coil test at a time takes place where an insufficient winding quality is no longer corrected can be, but the coil in question as a reject must be eliminated. Apart from that, can be known with this Device only the state of the outermost thread layer of the Coil are checked and there are no statements about the winding quality inside the spool is possible. It is therefore not exclude and it is even likely that of this Device rated as good spools of poor winding quality can have.

Durch die Erfindung soll nun eine Spulenprüfvorrichtung angegeben werden, mit welcher die Wickelqualität möglichst der ganzen, zumindest aber eines grossen Teils der betreffenden Spule überwacht werden kann. Ausserdem sollte die Spulenvorrichtung so ausgebildet sein, dass eine schlechte Wickelqualität nicht unbedingt dazu führt, dass die betreffende Spule als unbrauchbar ausgeschieden wird, sondern dass korrigierende Eingriffe in die Spule möglich sind.The invention is now intended to provide a coil testing device with which the winding quality of the whole, but at least a large part of the coil in question is monitored can be. In addition, the coil device should be like this be trained that bad winding quality is not necessarily causes the coil in question to be unusable is eliminated, but that corrective interventions in the Coil are possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1 solved.

Bei der erfindungsgemässen Prüfvorrichtung ist also nicht eine einzelne, zentrale Prüfkammer vorgesehen, die zeitlich nach dem Spinn- oder Spulprozess mit den fertigen Spulen beschickt wird, sondern es sind viele dezentrale Sensoren an der Spinn- oder Spulmaschine vorhanden, die die Wickelqualität während der Herstellung der Spulen überwachen. Das bedeutet, dass die Wickelqualität auch im Spuleninnern überwacht wird, und dass korrigierende Eingriffe in den Herstellungsprozess möglich sind. Wenn man bedenkt, dass Rotorspinnmaschinen und Spulmaschinen an jeder Spinn- bzw. Spulposition einen elektronischen Garnreiniger aufweisen, dann eröffnet sich auch die Möglichkeit einer Verbindung der erfindungsgemässen Prüfvorrichtung für die Wickelqualität mit der Garnreinigungsanlage, woraus sich zusätzliche Qualitätsaussagen ergeben können. There is therefore not one in the test device according to the invention single, central test chamber provided, the time after the Spinning or winding process is loaded with the finished bobbins, but there are many decentralized sensors on the spinning or Winding machine available, which the winding quality during manufacture monitor the coils. That means the winding quality is also monitored inside the coil, and that corrective Interventions in the manufacturing process are possible. If considering that rotor spinning and winding machines on everyone Have an electronic yarn cleaner in the spinning or winding position, then there is also the possibility of a connection the testing device according to the invention for the winding quality with the yarn cleaning system, which results in additional quality statements can result.

Die Erfindung betrifft weiter eine Verwendung der genannten Vorrichtung an einer mit einer elektronischen Garnreinigungsanlage ausgerüsteten Spul- oder Spinnmaschine. Diese Verwendung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Signale der Vorrichtung zur Überprüfung der Wickelqualität und diejenigen der Garnreinigungsanlage unter gegenseitiger Berücksichtigung ausgewertet werden und ein funktioneller Zusammenhang zwischen beiden Einrichtungen hergestellt wird.The invention further relates to a use of the device mentioned on one with an electronic yarn cleaning system equipped winding or spinning machine. This use is characterized in that the signals of the device for Checking the winding quality and those of the yarn cleaning system evaluated with mutual consideration and a functional relationship between the two institutions will be produced.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1
eine schematische Darstellung einer Spinnerei/Spulerei, die mit einer Spulenprüfvorrichtung nach dem Stand der Technik ausgerüstet ist,
Fig. 2
eine schematische Darstellung eines Teils einer erfindungsgemässen Spulenprüfvorrichtung und von deren Positionierung im Spinn-/Spulprozess,
Fig. 3a, 3b
schematische Darstellungen eines ersten Ausführungsbeispiels des Sensors der Vorrichtung von Fig. 2,
Fig. 4a, 4b
schematische Darstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels des Sensors der Vorrichtung von Fig. 2;
Fig. 5a, 5b
zwei Varianten eines dritten Ausführungsbeispiels des Sensors der Vorrichtung von Fig. 2.
The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments and the drawings; show it:
Fig. 1
1 shows a schematic illustration of a spinning / winding plant which is equipped with a bobbin testing device according to the prior art,
Fig. 2
1 shows a schematic representation of part of a bobbin testing device according to the invention and of its positioning in the spinning / winding process,
3a, 3b
schematic representations of a first embodiment of the sensor of the device of FIG. 2,
4a, 4b
schematic representations of a second embodiment of the sensor of the device of Fig. 2;
5a, 5b
two variants of a third exemplary embodiment of the sensor of the device from FIG. 2.

In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Ringspinnmaschine und mit dem Bezugszeichen 2 ein Spulautomat bezeichnet. In der Spinnerei sind mehrere, beispielsweise je 40, Spinnmaschinen 1 und Spulautomaten 2 vorgesehen, und jede Spinnmaschine 1 und jeder Spulautomat 2 umfasst jeweils eine Anzahl von Spinn- bzw. Spulstellen. Auf den Spinnmaschinen 1 werden Spinnspulen 3 produziert, die durch ein Transportsystem zu den Spulautomaten 2 transportiert werden, wo die Spinnspulen 3 zu Kreuzspulen 4 umgespult werden. Wenn es sich nicht um eine Ring- sondern um eine Rotorspinnerei handelt, dann produzieren die Spinnmaschinen direkt Kreuzspulen und es sind keine Spulautomaten erforderlich.In Fig. 1 with the reference numeral 1 is a ring spinning machine and with the reference numeral 2 denotes an automatic winder. In the spinning mill are several, for example 40 spinning machines 1 and Automatic winder 2 provided, and each spinning machine 1 and each Automatic winder 2 each comprises a number of spinning or winding positions. Spinning bobbins 3 are produced on the spinning machines 1, through a transport system to the automatic winder 2 are transported where the spinning bobbins 3 rewound to 4 packages become. If it is not a ring, but one Rotor spinning mill, then the spinning machines produce directly Cross-wound bobbins and no automatic winder are required.

Die vollen Kreuzspulen 4 werden durch einen Kreuzspulenwechsler 5 von den Spulautomaten 2 abgenommen und von einer Beladeeinrichtung 6 einer gestrichelt eingezeichneten Transporteinrichtung 7 übergeben. Die Transporteinrichtung 7 fördert die Kreuzspulen 4 in Pfeilrichtung bis zu einer Entladeeinrichtung 8, die die Kreuzspulen von der Transporteinrichtung 7 übernimmt und einer Prüfstation 9 zuführt. In der Prüfstation 9 wird der Zustand der Oberfläche der Fadenlagen der Wicklung visuell von einem Maschinenwächter und einer optischen Prüfeinrichtung geprüft. Spulen mit nicht akzeptierbaren Fehlern werden aussortiert und gelangen in einen geeigneten Behälter 10 für Ausschussware, und die Spulen geeigneter Qualität werden mit einem Etikett E versehen, sortiert und gelangen in ein Zwischenlager 11.The full packages 4 are replaced by a package changer 5 removed from the automatic winder 2 and from a loading device 6 of a transport device shown in dashed lines 7 passed. The transport device 7 conveys the packages 4 in the direction of the arrow up to an unloading device 8 which the packages from the transport device 7 takes over and feeds a test station 9. The state is in the test station 9 the surface of the thread layers of the winding visually from a machine guard and an optical test facility. Coils with unacceptable faults are sorted out and get into a suitable container 10 for rejects, and the coils of suitable quality are made with one Label E, sort and go to an interim storage facility 11.

Diese Art der Kontrolle von Kreuzspulen in einer dem Produktionsprozess nachgeordneten, zentralen Prüfstation ist Stand der Technik und beispielsweise in der DE-A-41 12 073 beschrieben. Eine geeignete optische Prüfeinrichtung ist aus der DE-A-42 16 729 bekannt. This type of control of packages in a production process subordinate, central test station is the state of the Technology and described for example in DE-A-41 12 073. A suitable optical test device is from DE-A-42 16 729 known.

Das Kreuzspulprüfsystem nach der vorliegenden Patentanmeldung unterschiedet sich vom genannten Stand der Technik unter anderem dadurch, dass die Kontrolle der Kreuzspulen nicht mehr in einer dem Produktionsprozess nachgeordneten Prüfstation erfolgt, sondern während des Produktionsprozesses und zwar vorzugsweise im Bereich des Kreuzspulenwechslers 5. Im Hinblick auf die Minimierung der Kosten empfiehlt es sich, einen Wandersensor zu verwenden, der mehrere Spulpositionen bedient.The package winding test system according to the present patent application differs from the mentioned prior art among others in that the control of the packages is no longer in one test station downstream of the production process, but during the production process and preferably in Cross-coil changer area 5. With regard to minimization of costs, it is recommended to use a hiking sensor which serves several winding positions.

Der Wandersensor kann entweder auf dem Kreuzspulenwechsler, oder falls ein solcher nicht vorhanden ist, auf einer geeigneten Wandereinrichtung montiert sein. Auf einer Spulmaschine ist ein Kreuzspulenwechsler für 30 oder 60 Spulpositionen vorgesehen, auf einer Rotorspinnmaschine für circa 120 Spinnpositionen. Wenn man davon ausgeht, dass eine Spulmaschine für die Produktion einer Kreuzspule etwa 90 Minuten benötigt, dann wird, je nach Geschwindigkeit des Kreuzspulenwechslers, jede Spule während ihrer Herstellung etwa 50 bis 90 mal geprüft. Bei Rotorspinnmaschinen ist aufgrund der niedrigeren Produktionsgeschwindigkeit die Prüfhäufigkeit um das Zwei- bis Dreifache höher. Das ist auch im ungünstigsten Fall immer noch um Grössenordnungen mehr als beim Stand der Technik, wo praktisch nur die äusserste Fadenlage kontrolliert wird. Selbstverständlich kann auch auf jeder Spul- oder Rotorspinnposition ein eigener Sensor vorgesehen sein.The hiking sensor can either on the package changer, or if there is none, on a suitable hiking facility be mounted. There is a on a winder Cross-wound bobbin changer for 30 or 60 bobbin positions, on a rotor spinning machine for about 120 spinning positions. If one assumes that a winding machine for production a bobbin takes about 90 minutes, then, depending on Speed of the package changer, each bobbin during checked their manufacture about 50 to 90 times. For rotor spinning machines is due to the lower production speed the test frequency is two to three times higher. This is even in the worst case, by orders of magnitude more than in the prior art, where practically only the outermost thread layer is checked. Of course, everyone can A separate sensor is provided for the winding or rotor spinning position his.

In Fig. 2 sind drei Kreuzspulen 4 dargestellt, die gerade mit Garn G bespult werden. Die Darstellung der Kreuzspulen 4 ist stark vereinfacht. Selbstverständlich ist an jeder Produktionsstelle eine Nutentrommel angeordnet, durch welche die jeweilige Kreuzspule angetrieben wird. Ausserdem ist vorzugsweise ein Sensor zur Bestimmung der Geschwindigkeit der Nutentrommel und ein Sensor zur Bestimmung der Fadenverlagerung auf der Kreuzspule vorgesehen. Aus den Signalen der beiden Sensoren kann eine Sollgeschwindigkeit des Garns G abgeleitet werden. Die genannten Komponenten werden hier nicht näher erläutert; es wird in diesem Zusammenhang auf die US-A-5 074 480 verwiesen, auf deren Offenbarung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.In Fig. 2 three cross-wound bobbins 4 are shown, the straight with Yarn G are spooled. The representation of the cheese 4 is greatly simplified. Of course is at every production site a groove drum arranged through which the respective Cheese is driven. In addition, there is preferably a sensor to determine the speed of the grooved drum and a Sensor for determining the thread displacement on the package intended. One of the signals from the two sensors can be Desired speed of the yarn G are derived. The above Components are not explained in detail here; it will be in this Reference to US-A-5 074 480, on the disclosure thereof reference is hereby expressly made.

Das Garn durchläuft in bekannter Weise die Messköpfe 12 einer Garnreinigungsanlage, beispielsweise des Typs USTER POLYMATIC (USTER - eingetragenes Warenzeichen der Zellweger Uster AG). Eine derartige Garnreinigungsanlage enthält ein zentrales Steuergerät 13 und pro Messkopf 12 eine mit dem jeweiligen Messkopf 12 und mit dem Steuergerät 13 verbundene Auswerteeinheit 14. An das zentrale Steuergerät 13 sind bis zu 84 Auswerteeinheiten 14 angeschlossen.The yarn passes through the measuring heads 12 in a known manner Yarn cleaning system, for example of the USTER POLYMATIC type (USTER - registered trademark of Zellweger Uster AG). Such a yarn cleaning system contains a central control device 13 and one per measuring head 12 with the respective measuring head 12 and evaluation unit 14 connected to control unit 13 the central control device 13 are up to 84 evaluation units 14 connected.

Im Bereich der Spulstellen ist ein wandernder Kreuzspulenwechsler 5 angeordnet, der ständig neben einer bestimmten Anzahl von beispielsweise dreissig oder sechzig Spulstellen hin- und herwandert und die vollen Kreuzspulen 4 von der Spulmaschine 2 abnimmt und der Beladeeinrichtung 6 (Fig. 1) übergibt. Kreuzspulenwechsler dieser Art sind bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden. Wesentlich für den in Fig. 2 dargestellten Kreuzspulenwechsler 5 ist der Umstand, dass dieser neben der bekannten Mechanik für das Spulenhandling einen Sensor 15 zur Überprüfung der Wickelqualität der Kreuzspulen 5 enthält. There is a moving package changer in the area of the winding units 5 arranged, which is constantly next to a certain number of for example, thirty or sixty bobbins and the full cheese 4 takes off from the winding machine 2 and the loading device 6 (Fig. 1) passes. Cross-wound bobbin changer of this type are known and are not intended to be discussed in more detail here are explained. Essential for that shown in Fig. 2 Cross-wound bobbin changer 5 is the fact that this is in addition to the Known mechanics for coil handling a sensor 15 Checks the winding quality of the packages 5 contains.

Dieser Sensor, der später anhand der Figuren 3 bis 5 erläutert werden soll, beleuchtet die Kreuzspulen 4 und bildet diese auf einen Detektor ab. Dessen Signale werden einer entsprechenden Auswerteschaltung 16 zugeführt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Auswerteschaltung 16 in der Art der Auswerteeinheit 14 der Garnreinigungsanlage ausgebildet und auf dem Kreuzspulenwechsler 5 montiert. Der Ausgang der Auswerteschaltung 16 ist mit einem zentralen Steuergerät, darstellungsgemäss mit dem Steuergerät 13 der Garnreinigungsanlage, verbunden.This sensor, which will be explained later with reference to FIGS. 3 to 5 to be illuminated, the cross-wound bobbins 4 and forms them a detector. Whose signals are corresponding Evaluation circuit 16 supplied. In the illustrated embodiment is the evaluation circuit 16 in the manner of the evaluation unit 14 trained of the yarn cleaning system and on the Cross-wound bobbin changer 5 mounted. The output of the evaluation circuit 16 is with a central control unit, as shown connected to the control unit 13 of the yarn cleaning system.

Die Überprüfung der Wickelqualität der Kreuzspulen 4 hat zum Ziel, Wickelfehler der Kreuzspulen und damit fehlerhafte Produktionsstellen zu erkennen. Dadurch kann eine Spulenfehlerklassierung der Kreuzspulen 4 vorgenommen und die Spulen können mit entsprechenden Qualitätsdaten markiert werden. Die Markierung erfolgt vorzugsweise durch berührungslose Eingabe der Qualitätsdaten in einem an der Spule angeordneten, durch einen maschinell beschreib- und lesbaren elektronischen Speicherchip gebildeten Informationsträger, der das Etikett E der in Fig. 1 dargestellten Kreuzspule 4 ergänzen oder ersetzen würde.The check of the winding quality of the packages 4 has Goal, winding errors of the packages and thus faulty production sites to recognize. This can result in a coil fault classification the cross-wound bobbins 4 and the bobbins can with corresponding quality data are marked. The mark is preferably done by contactless entry of the quality data in a arranged on the coil, by a machine writable and readable electronic memory chip formed Information carrier, the label E of that shown in Fig. 1 Would complement or replace 4 bobbin.

Andererseits bietet das Spulenprüfsystem auch die Möglichkeit, bei Detektion eines Fehlers direkt in den Produktionsprozess einzugreifen und das fehlerhaft aufgespulte Garnstück herauszuschneiden (Spulmaschine) oder die Produktion an der betreffenden Rotorstelle zu unterbrechen (Rotorspinnmaschine). Für diese Zwecke ist es besonders vorteilhaft, wenn an der Spinn- oder Spulmaschine eine elektronische Garnreinigungsanlage vorhanden ist, weil dann die Eingriffe in den Produktionsprozess mit den entsprechenden Mitteln der Garnreinigungsanlage vorgenommen werden können. Fehlerhafte Garnstücke werden durch Vorgabe des Garnreinigers oder des Spulenprüfsystems durch die auf der Spul- und auf der Rotorspinnmaschine vorhandenen Absaugvorrichtungen entfernt.On the other hand, the coil testing system also offers the possibility upon detection of an error directly in the production process intervene and cut out the incorrectly wound thread (Winding machine) or production on the concerned Interrupt rotor position (rotor spinning machine). For this For purposes it is particularly advantageous if at the spinning or Electronic yarn cleaning system available is because then the interventions in the production process with the appropriate means of the yarn cleaning system can be made can. Defective pieces of yarn are identified by specifying the Yarn cleaner or the bobbin inspection system through the on the bobbin and existing suction devices on the rotor spinning machine away.

Selbstverständlich ist die dargestellte Spulenprüfvorrichtung vom Prinzip her eine autonome Prüfeinrichtung, die nicht an das Vorhandensein einer Garnreinigungsanlage gebunden, und die auch vom Typ oder Messprinzip des Garnreinigers völlig unabhängig ist. Ebenso braucht die Spulenprüfvorrichtung nicht durch einen am Kreuzspulenwechsler 5 angeordneten Wandersensor 15 gebildet, sondern es könnte auch an jeder Produktionsstelle ein entsprechender Sensor vorgesehen sein. Man könnte sogar einen Sensor der in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Art auch in einer zentralen Prüfstation 9 (Fig. 1) verwenden. Man hätte dann zwar keine online Überwachung und würde keine Wickeldaten aus dem Inneren der Spule und damit sehr viel weniger Qualitätsdaten erhalten und man könnte auch nicht in den Produktionsprozess eingreifen, aber das System wäre gleich leistungsfähig wie die heute bekannten Systeme. Voraussetzung für die Verwendung der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Sensoren in einer zentralen Prüfstation wäre eine Einrichtung zur Rotation der Spulen.Of course, the coil testing device shown in principle an autonomous test facility that does not conform to the Presence of a yarn washer, and that too completely independent of the type or measuring principle of the thread cleaner is. Likewise, the coil tester does not need one formed on the cross-coil changer 5 arranged hiking sensor 15, but there could also be a corresponding one at each production site Sensor should be provided. You could even use a sensor of the type shown in Figures 3 to 5 also in a central Use test station 9 (Fig. 1). You wouldn't have one online Monitoring and would no winding data from inside the Coil and thus much less quality data received and you couldn't intervene in the production process either, but the system would be as powerful as the ones known today Systems. Prerequisite for using the in Figs. 3 to 5 sensors shown in a central test station would be one Device for rotating the coils.

Unter Eingriff in den Produktionsprozess ist nicht nur Fehlerbehebung durch Entfernung zu verstehen, sondern auch Fehlervermeidung durch Steuerung. Das bedeutet, dass beispielsweise die Spul- oder die Spinngeschwindigkeit in Abhängigkeit von der gemessenen Fehlerrate reguliert wird. Eine weitere Möglichkeit ist die Regulierung der Spulendichte. Der Kreuzspulenwechsler 5 kann noch weitere Kontrollaufgaben übernehmen. So könnte beispielsweise jede Kreuzspule 4 vom Spulenwechsler 5 gewogen und aus dem Gewicht bei bekannter Garnnummer die Länge des aufgespulten Fadens bestimmt werden.Interfering with the production process is not just troubleshooting to understand by distance, but also to avoid mistakes through control. That means, for example, that Winding or spinning speed depending on the measured Error rate is regulated. Another option is the regulation of the coil density. The package changer 5 can take on further control tasks. For example each package 4 weighed by the bobbin changer 5 and from the Weight with known thread number the length of the wound thread be determined.

Die Fehlerrate der Spule setzt sich aus den Fehlern des Garns (Garnreiniger) und aus den Fehlern des Wickels (Spulenprüfsystem) zusammen. Beide Fehlerarten zusammen liefern ein Mass aller Fehler oder der Qualität einer Spule. Durch gemeinsame Signalverarbeitung des Spulenprüfsystems und der Garnreinigungsanlage kann die Spulendichte kontrolliert werden. Die Steuerung der Spulendichte erfolgt maschinenseitig bekanntlich durch eine Fadenspannungsvorrichtung, durch Ballonkontrolle oder durch Regulierung der Spulgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Abwicklungszustand des Kops. Basisgrössen für die genannte Kontrolle der Spulendichte sind die exakte gespulte Länge (ermittelt aus verschiedenen Geschwindigkeitsmessungen), die Fadenverlegung, die absolute Garnnummer und der Spulendurchmesser. Die Spulendichte und ihr Verlauf innerhalb der Spule ist auch ein Mass für die Fadenspannung und kann zur Kontrolle von dieser verwendet werden, sofern eine Kontrolle der Fadenverlegung vorhanden ist.The bobbin error rate is made up of the yarn errors (Yarn cleaner) and from the errors of the winding (bobbin inspection system) together. Both types of error together provide a measure of all Fault or the quality of a coil. Through common signal processing of the bobbin inspection system and the yarn cleaning system the coil density can be checked. The control the coil density is known to be done by a machine Thread tensioning device, by balloon control or by regulation the winding speed depending on the unwinding condition the cop. Basic sizes for the mentioned control the bobbin density is the exact bobbin length (determined from various speed measurements), thread laying, the absolute thread number and the bobbin diameter. The coil density and their course within the coil is also a measure of the thread tension and can be used to control this if there is control of the thread laying.

Im Unterschied zu den Garnfehlern gibt es für Spulenfehler keine Bewertungskriterien und es gibt auch keine allgemein anerkannte Liste von Spulenfehlern. Wenn man davon ausgeht, dass unter einem Fehler in der Kreuzspule alles das zu verstehen ist, was den Weiterverarbeitungsprozess beeinträchtigt und/oder die Qualität des Endprodukts vermindert, dann könnte eine Aufstellung der wichtigsten Spulenfehler folgendermassen aussehen:

  • Abschläge (Spannfäden an einer der beiden Stirnseiten)
  • Bildwicklungen
  • Blumenkohl (Deformationsfehler)
  • Restfäden, Beifäden
  • Wirrlagen
  • Deformation radial (Bildstörung auf der Stirnfläche)
  • Deformation axial (Bildstörung auf der Mantelfläche, sogenannte Trommelwickel)
  • Zweischeinigkeit (Farbveränderungen auf der Spule, die durch Aenderungen des Rohmaterials oder Kopsverwechslung verursacht sind)
  • Putzringe in der Rotorspinnerei
  • Fadenreserve (unten, oben)
  • Spulendichte
  • Hülsenfarbe
  • Spulendurchmesser
In contrast to yarn defects, there are no evaluation criteria for bobbin defects and there is no generally recognized list of bobbin defects. If one assumes that a fault in the package is everything that affects the further processing process and / or reduces the quality of the end product, then a list of the most important bobbin defects could look like this:
  • Haircuts (tension threads on one of the two end faces)
  • Image windings
  • Cauliflower (deformation error)
  • Remaining threads, by-threads
  • Confusion
  • Radial deformation (image disturbance on the face)
  • Axial deformation (image disturbance on the lateral surface, so-called drum wrap)
  • Ambiguity (color changes on the spool caused by changes in the raw material or mix-ups)
  • Cleaning rings in the rotor spinning mill
  • Thread reserve (bottom, top)
  • Coil density
  • Sleeve color
  • Coil diameter

Alle diese Spulenfehler können mit der Spulenprüfeinrichtung von Fig. 2 problemlos erkannt werden. Bei der Anwendung auf Spulmaschinen wird die hohe Rotationsgeschwindigkeit der Spulen dazu führen, dass entweder eine stroboskopische Beleuchtung und als Detektor eine Kamera mit Bildverarbeitung oder eine Auswerteschaltung 16 mit einer entsprechend schnellen Signalverarbeitung verwendet wird. Ausserdem ist zu beachten, dass die von einem gemeinsamen Sensor 15 überwachten Spulen 4 in der Regel verschiedene Durchmesser haben, was bei einer allfälligen Abbildung der Spulenoberfläche auf den Empfänger berücksichtigt werden muss. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Sensor entweder einen genügend grossen Schärfentiefebereich oder ein Autofokussystem aufweist, wobei wegen der relativen Grösse der Distanzunterschiede praktisch nur ein Autofokussystem in Frage kommt. Dabei kann das Signal für die Autofokuseinstellung als Distanzmesssignal verwendet und aus diesem der Spulendurchmesser abgeleitet werden.All these coil faults can be checked with the coil testing device from Fig. 2 can be easily recognized. When used on winding machines the high rotation speed of the coils cause either stroboscopic lighting and as Detector a camera with image processing or an evaluation circuit 16 with a correspondingly fast signal processing is used. It should also be noted that the one common sensor 15 monitored coils 4 generally different Have diameters, what with a possible illustration the coil surface on the receiver got to. This can be done by the sensor either one sufficiently large depth of field or an auto focus system has, because of the relative size of the distance differences practically only an autofocus system comes into question. there can use the autofocus setting signal as a distance measurement signal used and derived from this the coil diameter become.

Im folgenden sollen nun einige Ausführungsbeispiele des Sensors 15 beschrieben werden:
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass ein auf dem Kreuzspulenwechsler 5 montierter Sensor 15 bestimmte Partien der Kreuzspulen, insbesondere deren Stirnflächen, nur schiefwinkelig einsehen kann. Um hier bei der Abblidung eine gleichmässige Bildschärfe über die untersuchte Fläche zu garantieren, kann beispielsweise für die Abbildung das bekannte Scheimpflug-Prinzip verwendet werden.Some exemplary embodiments of sensor 15 will now be described below:
It can be seen from FIG. 2 that a sensor 15 mounted on the package changer 5 can only view certain parts of the package, in particular the end faces thereof, at an oblique angle. In order to guarantee a uniform sharpness of the image over the area under investigation, the well-known Scheimpflug principle can be used for the image, for example.

Ausserdem müssen Bildverzerrungen kompensiert werden, was durch entsprechende Formgebung der Sensorelemente, oder rechnerisch erfolgen kann. Letzteres bedeutet, dass der Detektor für eine gerade Linie geeicht wird, und dass Abweichungen von dieser rechnerisch kompensiert werden.In addition, image distortion must be compensated for by what appropriate shaping of the sensor elements, or mathematically can be done. The latter means that the detector is for one straight line is calibrated and that deviations from this be compensated arithmetically.

Da Bildverarbeitung relativ teuer ist, wird diese Lösung in der Regel ausscheiden und man wird spezialisierte, integrierte, optische Sensoren, beispielsweise Photo-ASICs verwenden, die problemangepasste optische Detektoren enthalten und bei denen eventuell die Auswerteelektronik oder Teile von dieser Bestandteil des ASICs sind. Letzteres würde selbstverständlich eine entsprechende Reduktion der Auswerteschaltung 16 (Fig. 2) mit sich bringen.Since image processing is relatively expensive, this solution is used in the Rule out and you become specialized, integrated, optical Sensors, such as Photo ASICs, use the most customized contain optical detectors and where possible the evaluation electronics or parts of this component of the ASIC. The latter would of course be a corresponding one Reduction of the evaluation circuit 16 (Fig. 2) with itself bring.

Die Fig. 3a und 3b zeigen schematisch einen Sensor, der besonders gut für die Detektion von Wickeln an der Mantelfläche der Spulen (Entstehung beispielsweise durch Herausspringen des Fadens aus der Changierung) und von Versätzen an den Stirnflächen und zur Messung von Wölbungen der Stirnflächen und der Wickelfläche geeignet ist. Bei diesem Sensor wird ein Lichtspalt 17 von einer Lichtquelle 18, beispielsweise einer Leuchtdiode (LED) auf die zu untersuchende Fläche projiziert. Handelt es sich bei dieser Fläche um die Mantelfläche, dann wird der Lichtspalt 17 bevorzugt parallel zur Spulenachse projiziert (Anordnung gemäss Fig. 3a), handelt es sich um eine Stirnfläche, dann erfolgt die Projektion radial zur Spulenachse.3a and 3b schematically show a sensor that is special good for the detection of wraps on the outer surface of the Coils (caused, for example, by the thread jumping out from the traversing) and offsets on the end faces and for measuring curvatures of the end faces and the winding surface suitable is. A light gap 17 is formed in this sensor from a light source 18, for example a light emitting diode (LED) projected onto the area to be examined. It is this area around the outer surface, then the light gap 17 preferably projected parallel to the coil axis (arrangement according to Fig. 3a), if it is an end face, then the Projection radial to the coil axis.

Die zu überprüfende Oberfläche wird mit dem Leuchtspalt auf eine Detektorzeile 19 abgebildet, wobei die Beleuchtungs- und Abbildungsrichtung verschieden sein müssen. Die einzelnen Elemente der Detektorzeile sind auf Lateralverschiebungen der Lichtverteilung empfindlich. Als Detektor kann entweder ein eindimensionaler PSD (= positionssensitiver Detektor) oder ein Doppelkeildetektor gemäss Fig. 3b verwendet werden. Der letztere besteht aus einer Anzahl von Doppelkeilen, von denen jeder ein Detektorelement bildet. Die Ausgangssignale der beiden Doppelkeile jedes Detektorelements werden miteinander verknüpft, und das Ergebnis Va dieser Verknüpfung beträgt null Volt, wenn das Bild 17' des Lichtspalts 17 in der Mitte des Detektorelements liegt. Bei aussermittiger Lage ist Va proportional zur Auslenkung des Bildes 17' in der in den Fig. 3a und 3b mit einem Pfeil bezeichneten Richtung.The surface to be checked is placed on a with the light gap Detector line 19 shown, the direction of illumination and imaging have to be different. The individual elements the detector row are on lateral shifts in the light distribution sensitive. Either a one-dimensional detector can be used PSD (= position sensitive detector) or a double wedge detector 3b can be used. The latter exists a number of double wedges, each of which is a detector element forms. The output signals of the two double wedges each Detector elements are linked together, and the result Va of this connection is zero volts if the image 17 'of the Light gap 17 is in the middle of the detector element. With off-center Position is Va proportional to the deflection of the image 17 'in the one designated by an arrow in FIGS. 3a and 3b Direction.

Das in den Fig. 3a und 3b dargestellte Verfahren ist ein abgewandeltes Triangulationsverfahren zur Distanzmessung; in Fig. 4a ist ein echtes Triangulationsverfahren dargestellt. Bei diesem wird nicht ein Lichtspalt 17 auf die Spulenoberfläche projiziert, sondern eine Lochblende 20, also ein Lichtpunkt, wobei die Projektionsebene in Richtung der Spulenachse orientiert ist. Der schräg auf die Spulenoberfläche projizierte Lichtpunkt wird auf einen Detektor 19 (Diodenzeile, Doppelkeil, PSD) abgebildet, wobei die Auslenkung wiederum ein Mass für die Distanz ist. Da Lichtsender 18 und Detektor 19 auf dem in Richtung des Pfeiles A beweglichen Spulenwechsler 5 angeordnet sind, wird bei der Hin- und Herbewegung des Spulenwechslers 5 die gesamte Spulen-Oberfläche abgetastet.The method shown in FIGS. 3a and 3b is a modified one Triangulation method for distance measurement; in Fig. 4a shows a real triangulation process. With this a light gap 17 is not projected onto the coil surface, but a pinhole 20, so a point of light, where the projection plane is oriented in the direction of the coil axis. The point of light projected obliquely onto the coil surface becomes imaged on a detector 19 (diode row, double wedge, PSD), the deflection is in turn a measure of the distance. There Light transmitter 18 and detector 19 on the in the direction of arrow A movable bobbin changer 5 are arranged, and moving the bobbin changer 5 over the entire bobbin surface scanned.

Bildstörungen auf der Mantelfläche der Spule 4 können mit einer Höhenprofilmessung gemäss 4b erfolgen, wobei eine genügend grosse örtliche Auflösung Voraussetzung für dieses Verfahren ist. Im Unterschied zum Wickel, der eine Erhöhung in Form eines auf dem Umfang liegenden Dickenrings bildet, äussert sich eine Bildstörung als Erhöhung der Fadenlegespur, wobei diese Erhöhung bei der rotierenden Spule synchron mit der Rotationsperiode die Spule hinauf- und hinunterwandert. Wenn der auf die Spulenoberfläche projizierte Lichtstrahl auf eine solche Erhöhung trifft, dann verschiebt sich der Auftreffpunkt des Lichtstrahls auf den Detektor um den Betrag Δx. Bei einer Anordnung nach den Fig. 3a und 4b, wo sowohl Wickel als auch Bildstörung eine Verschiebung des auf den Detektor 19 auftreffenden Lichtstrahls bewirken, können Wickel und Bildstörung durch eine entsprechende Auswertung des zeit- und positionsabhängigen Signals unterschieden werden.Image interference on the outer surface of the coil 4 can with a Height profile measurement according to 4b, taking a sufficiently large one Local resolution is a prerequisite for this procedure. in the Difference to the wrap, which is an increase in the form of a on the Forms circumferential thickness ring, an image disturbance manifests itself as an increase in the thread laying track, this increase in the rotating spool in synchronism with the rotation period hikes up and down. If the on the coil surface projected light beam hits such an elevation, then the point of impact of the light beam shifts to the Detector by the amount Δx. In an arrangement according to Fig. 3a and 4b, where both wrap and image disturbance shift of the light beam impinging on the detector 19, can wrap and image disturbance by appropriate evaluation of the time and position dependent signal become.

Die Fig. 5a und 5b zeigen Beispiele für die Detektion von Abschlägen oder Spannfäden, die bekanntlich gestreckt auf den Stirnflächen liegen. Hier wird vorzugsweise eine schräge oder streifende Beleuchtung gewählt, damit die Spannfäden durch den langen Schattenwurf einen stärkeren Kontrast ergeben. Durch die Rotation der Kreuzspule 4 wiederholt sich das Signal periodisch, was bei einer Ausdehnung der Messzeit auf mehrere Umdrehungen zur Erhöhung der Sicherheit der Messung ausgenützt werden kann.5a and 5b show examples of the detection of discounts or threads that are known to stretch on the End faces. Here is preferably an oblique or grazing lighting chosen so that the threads through the long shadow cast a stronger contrast. Through the Rotation of the cheese 4 repeats the signal periodically, what if the measuring time was extended to several revolutions can be used to increase the security of the measurement.

Ein Ausschnitt der Stirnflächen wird auf einen Zeilensensor 21 abgebildet, welcher entweder aussermittig (Fig. 5a) oder radial (Fig. 5b) zur Spulenachse angeordnet ist. Die einzelnen Elemente des Zeilensensors bestehen aus schmalen Lichtempfängern, beispielsweise Photodioden, deren Breite derjenigen des Schattenwurfs entspricht. Ein vorhandener Spannfaden 22 wird je nachdem, ob er gestreckt (Fig. 5b) oder umgelenkt (Fig. 5a) ist, während jeder Umdrehung genau einmal bzw. zweimal jene 1 bis 2 Photodioden überdecken, die seinem Abstand vom Drehzentrum entsprechen. In diesem Moment wird auf dem betreffenden Detektorelement ein deutliches Signal anliegen und der Spannfaden 22 kann anhand der Unterschreitung eines Schwellwerts detektiert werden. Der jeweils ausserhalb des Bildes der Spulen-Stirnfläche liegende Bereich des Zeilensensors 21 wird bei der Auswertung nicht berücksichtigt. Mit einer beschalteten Mehrfachanordnung von Zeilen kann man sich bis zu einem gewissen Grad auf den Spulendurchmesser einstellen.A section of the end faces is placed on a line sensor 21 shown, which is either off-center (Fig. 5a) or radial (Fig. 5b) is arranged to the coil axis. The individual elements the line sensor consist of narrow light receivers, for example Photodiodes, the width of which is that of the shadow corresponds. An existing tension thread 22 is whether it is stretched (Fig. 5b) or deflected (Fig. 5a) while each revolution exactly once or twice those 1 to 2 photodiodes cover that correspond to its distance from the turning center. At this moment, one is on the detector element in question clear signal and the tension thread 22 can be based on the Falling below a threshold value can be detected. The each Area outside the image of the coil face of the line sensor 21 is not taken into account in the evaluation. With an interconnected multiple arrangement of lines you can relate to the coil diameter to a certain extent to adjust.

In Abwandlung der Messanordnung nach den Figuren 5a und 5b kann man anstatt eines verglichen mit der Spulen-Stirnfläche relativ kleinen Zeilensensors einen hinter einem transparenten LCD-Schirm angeordneten grossflächigen Detektor verwenden, oder man bildet den LCD-Schirm auf einen kleineren Detektor ab. In jedem Fall wird die schräg beleuchtete Stirnfläche auf den LCD-Schirm, der beispielsweise ein Display ohne Backplane-Mirror ist, abgebildet und der Schirm wird so angesteuert, dass jeweils nur eine schmale Zeile transparent ist. Diese Zeile wandert quer über den Schirm, wobei die Messzeit pro Zeilenposition mindestens eine Spulenumdrehung beträgt. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass Länge und Breite der Zeilen einfach zu programmieren sind und dass die Zeilenlänge optimal an die Spulengrösse angepasst werden kann.In a modification of the measuring arrangement according to FIGS. 5a and 5b one relative to one compared to the coil face small line sensor behind a transparent LCD screen use arranged large-area detector, or one maps the LCD screen to a smaller detector. In each Case, the obliquely illuminated face is on the LCD screen, which is, for example, a display without a backplane mirror and the screen is controlled so that only one at a time narrow line is transparent. This line traverses across the Screen, the measurement time per line position at least one Coil revolution is. This arrangement has the advantage that The length and width of the lines are easy to program and that the line length is optimally adapted to the coil size can.

Eine andere Variante einer Messanordnung könnte darin bestehen, die zu überprüfende Fläche (Spulenmantel und/oder -stirnflächen) schräg zu beleuchten und auf ein parallel zur Spulenachse angeordnetes Photodiodenarray abzubilden. Der aus der schrägen Beleuchtung resultierende lange Schattenwurf ergibt am Ausgang der Photodioden einen Signalverlauf, aus dem eine Vielzahl von Wicklungsfehlern erkennbar ist. Diese Methode wird zwar nicht alle Wicklungsfehler erkennen können, dafür ist sie aber einfach und auch kostengünstig. Und sie wird, ebenso wie alle beschriebenen online-Methoden das bekannte System unter der zentralen Prüfkammer hinsichtlich der Aussagekraft der Messergebnisse um Grössenordnungen übertreffen.Another variant of a measuring arrangement could consist of the area to be checked (coil jacket and / or end faces) to illuminate at an angle and on a parallel to the coil axis Map photodiode array. The one from the oblique lighting resulting long shadow cast at the exit gives the Photodiodes a waveform from which a variety of winding errors is recognizable. This method will not all Detect winding faults, but it is simple and also inexpensive. And it will, like all described online methods the well-known system under the central test chamber with respect to the meaningfulness of the measurement results by orders of magnitude surpass.

Die sogenannte Zweischeinigkeit wird mittels einer Farbanalyse des Garns auf der Mantelfläche gemessen, wobei entweder verschiedene Lichtwellenlängen eingestrahlt und das Reflexionslicht mit einem Detektor analysiert, oder mit weissem Licht beleuchtet und das Reflexionslicht mit mehreren Detektoren mit verschiedenen Farbfiltern analysiert wird. Man kann auch mit Infrarot oder mit Fluoresenzstrahlung arbeiten. In jedem Fall wird bei jedem Durchgang des Spulenwechslers für jede Spule der Farbwert gemessen und abgespeichert und mit früheren Messungen verglichen, wobei oberhalb einer gewissen Abweichung zwischen den Werten ein Alarm ausgelöst wird.The so-called ambiguity is determined by means of a color analysis of the yarn measured on the outer surface, either different Waves of light radiated in and the reflection light analyzed with a detector or illuminated with white light and the reflection light with multiple detectors with different Color filtering is analyzed. You can also use infrared or work with fluorescence radiation. In any case, with everyone Passing the bobbin changer measured the color value for each bobbin and saved and compared with previous measurements, where above a certain deviation between the values Alarm is triggered.

Selbstverständlich kann auch der Spulendurchmesser gemessen werden, was mittels Standardverfahren, wie beispielsweise Triangulation oder Korrektursignal des Autofocus erfolgen kann.Of course, the coil diameter can also be measured, using standard methods such as triangulation or correction signal of the autofocus.

Nachfolgend werden noch einige Beispiele für das Zusammenwirken zwischen der Garnreinigunganlage und der Spulenüberwachung angegeben:

  • Bei einem Reinigermesskopf der in Figur 3 der EP-A-0 401 600 beschriebenen Art mit einem optischen und einem kapazitiven Messorgan, die voneinander beabstandet angeordnet sind und räumlich getrennte Messzonen aufweisen, kann man mit einem Korrelationsverfahren die Garngeschwindigkeit messen und dadurch in der Auswerteeinheit einen auf dem Korrelationsprinzip basierenden Geschwindigkeitssenor realisieren. Während beim Aufwickeln die Fadengeschwindigkeit beträchtlich schwankt (um 30 bis 50%), bleibt bei einem Wickel, wo der Faden bekanntlich aus der Changierung der Nutentrommel springt, die Fadengeschwindigkeit ungefähr konstant. Der Geschwindigkeitssensor erkennt dieses abnormale Geschwindigkeitsverhalten und kann eine Wickelwarnung abgeben. Oder er aktiviert den am Spulenwechsler montierten Sensor, der den Zustand der betreffenden Spule überprüft und gegebenenfalls die Wickelwarnung bestätigt.
  • Im Fall der soeben beschriebenen Geschwindigkeitsmessung mit dem Garnreiniger kann in dessen Auswerteeinheit die Garngeschwindigkeit laufend zeitlich integriert werden. Der Sensor auf dem Spulenwechsler misst bei jedem Durchgang den Durchmesser der Spule. Diese beiden Signale werden im Steuergerät 13 (Fig. 2) miteinander verknüpft und die Verknüpfung ergibt den Profilverlauf der Dichte über die ganze Spule.
  • An der Spulstelle können verschiedene Geschwindigkeiten gemessen werden, aus denen durch arithmetische Verknüpfung Aussagen über den Wickelvorgang abgeleitet werden können. Diese Geschwindigkeiten sind insbesondere die Rotationsgeschwindigkeit der Nutentrommel, die horizontale Fadenverlegungsgeschwindigkeit auf der Nutentrommel, die anhand der Nutentrommel und der Fadenverlegungsgeschwindigkeit abgeleitete Sollgeschwindigkeit des Garns (siehe dazu die US-A-5 074 480) und die mit dem optisch-kapazitiven Messkopf der Garnreinigungsanlage ermittelte momentane Garngeschwindigkeit.
Below are some examples of the interaction between the yarn cleaning system and the bobbin monitoring:
  • In the case of a cleaner measuring head of the type described in FIG. 3 of EP-A-0 401 600 with an optical and a capacitive measuring element, which are arranged at a distance from one another and have spatially separated measuring zones, the yarn speed can be measured with a correlation method and thereby one in the evaluation unit implement a speed sensor based on the correlation principle. While the thread speed fluctuates considerably during winding (by 30 to 50%), with a winding where the thread jumps out of the traversing of the grooved drum, the thread speed remains approximately constant. The speed sensor detects this abnormal speed behavior and can issue a winding warning. Or it activates the sensor mounted on the bobbin changer, which checks the condition of the bobbin in question and, if necessary, confirms the winding warning.
  • In the case of the speed measurement just described with the yarn cleaner, the yarn speed can be continuously integrated in time in its evaluation unit. The sensor on the spool changer measures the diameter of the spool with each pass. These two signals are linked to one another in the control device 13 (FIG. 2) and the combination results in the profile profile of the density over the entire coil.
  • Various speeds can be measured at the winding point, from which statements about the winding process can be derived by arithmetic linking. These speeds are, in particular, the rotational speed of the grooving drum, the horizontal thread laying speed on the grooving drum, the target speed of the yarn derived from the grooving drum and the thread laying speed (see US-A-5 074 480 in this regard) and that determined with the optical-capacitive measuring head of the yarn cleaning system current yarn speed.

Zur Verbesserung des Wickelverhaltens wird die Spulgeschwindigkeit laufend variiert. Diese Variation, die maschinenseitig eingestellt wird, wird als Bildstörung bezeichnet. Ausserdem entsteht durch die Fadenverlegung der Nutentrommel eine überlagerte Geschwindigkeitsänderung, so dass sich die momentane Garngeschwindigkeit nach verschiedenen Frequenzen ändert. Diese Frequenzen sind die Geschwindigkeitsänderungsfrequenz durch die Bildstörung und diejenige durch die Fadenverlegung sowie die Frequenzkomponenten der Soll- und der Momentangeschwindigkeit. Aus einem Vergleich der beiden Frequenzkomponenten lassen sich Wickelfehler ermitteln, die dann durch das Spulenprüfsystem genauer qualifiziert werden können. Die Betrachtung der Geschwindigkeiten im Frequenzbereich ist zwar sehr rechenintensiv, ist aber mit den heutigen technischen Hilfsmitteln wie beispielsweise digitalen Signalprozessoren (DSP) problemlos möglich.

  • Ein Garnreiniger, der einen Fremdfasersensor der in der WO-A-93/19359 beschriebenen Art enthält, misst laufend den Weissheitsgrad des Garns. Sobald der Fremdfasersensor eine Abweichung fesstellt, aktiviert er den Sensor auf dem Spulenwechsler, der dann mit seiner Sensorik den Farbwert oder die Fluoreszenz des Garns überprüft und entscheidet, ob der betreffende Kops zu eliminieren ist. Der Vorteil dieser Kombination des Reinigers und der Spulenprüfung besteht darin, dass die im Aussagewert eher beschränkte und daher nicht ganz zuverlässige Farberkennung beim Reiniger nur zur Vorselektion und nicht als Abstellsignal eingesetzt wird. Dieses Beispiel macht deutlich, dass durch die beschriebene online-Spulenprüfung die Funktionstüchtigkeit und Zuverlässigkeit des Reinigers erheblich unterstützt werden kann.
To improve the winding behavior, the winding speed is continuously varied. This variation, which is set on the machine side, is called image disturbance. In addition, the thread laying of the grooved drum creates a superimposed speed change, so that the current yarn speed changes according to different frequencies. These frequencies are the speed change frequency due to the image disturbance and that due to the thread laying as well as the frequency components of the target and the instantaneous speed. From a comparison of the two frequency components, winding errors can be determined, which can then be more precisely qualified by the coil testing system. The observation of the speeds in the frequency domain is very computationally intensive, but is easily possible with today's technical aids such as digital signal processors (DSP).
  • A yarn cleaner that contains a foreign fiber sensor of the type described in WO-A-93/19359 continuously measures the degree of whiteness of the yarn. As soon as the foreign fiber sensor detects a deviation, it activates the sensor on the bobbin changer, which then checks the color value or the fluorescence of the yarn with its sensor system and decides whether the bobbin in question should be eliminated. The advantage of this combination of the cleaner and the coil test is that the color detection of the cleaner, which is rather limited and therefore not entirely reliable, is only used for preselection and not as a shutdown signal. This example makes it clear that the functionality and reliability of the cleaner can be significantly supported by the online coil test described.

Allgemein gilt, dass die Sensorik und Auswertungen der Garnreinigungsanlge als online-Frühwarnsystem in die Spulenprüfung miteinbezogen sind, und dass das eigentliche Spulenprüfsystem eine genaue Qualifizierung der Fehler ermöglicht.The general rule is that the sensors and evaluations of the yarn cleaning system included in the coil test as an online early warning system are, and that the actual coil testing system one enables precise qualification of the errors.

Claims (16)

  1. Apparatus for checking the winding quality of yarn bobbins (4), with a sensor (15) which has a light source (18) for illuminating part of the surface of a yarn bobbin (4), means for imaging the illuminated part of the surface on a detector and an evaluation circuit for the signals generated by the detector, characterized in that at least one sensor (15) of the said type for the spinning or winding stations is arranged decentrally on a spinning or winding machine, in that the sensor is directed towards an outer surface of the yarn bobbins (4), and these yarn bobbins (4) are thereby also monitored in the bobbin interior.
  2. Apparatus according to Claim 1, characterized in that a sensor (15) is arranged at each spinning or winding station.
  3. Apparatus according to Claim 1, with bobbin changers, respectively serving a plurality of production stations, for the removal of the full bobbins, characterized in that the sensors (15) are mounted on the bobbin changers (5) and are respectively assigned in the manner of a travelling sensor to a plurality of production stations.
  4. Apparatus according to Claim 2 or 3, characterized in that the light source (18) of the sensor (15) is arranged in such a way that an oblique or glancing illumination of the surface of the yarn bobbin (4) takes place.
  5. Apparatus according to Claim 4, characterized in that the surface of the yarn bobbin (4) is illuminated by means of a light gap (17), and the image (17') of this light gap is imaged on the detector (19).
  6. Apparatus according to Claim 4, characterized in that the surface of the yarn bobbin (4) is illuminated in spot form by means of a perforated diaphragm (20), and in that this light spot is imaged on the detector (19).
  7. Apparatus according to Claim 5 or 6, characterized in that the detector (19) is formed by a sensor row, preferably by a double-wedge sensor.
  8. Apparatus according to Claim 5 or 6, characterized in that the detector (19) is a position-sensitive detector (PSD).
  9. Apparatus according to Claim 4, characterized in that, for the detection of tight ends (22), a radial cutout of the end faces of the bobbins (4) is imaged on a detector (21) which consists of photoreceivers in the form of a linear array or which can be illuminated in linear-array form, the width of the linear arrays corresponding approximately to the width of the shadow cast by a tight end.
  10. Apparatus according to Claim 4, characterized in that the detector (19) is formed by a photodiode array arranged parallel to the axis of the bobbin (4).
  11. Use of the apparatus according to Claim 1 on a winding or spinning machine equipped with an electronic yarn-cleaning system, characterized in that the signals from the apparatus for checking the winding quality and those from the yarn-cleaning system (12, 13, 14) are evaluated in consideration of one another and a functional relation between the two devices is made.
  12. Use according to Claim 11, characterized in that the yarn speed is measured and checked for fluctuations by the yarn-cleaning system (12, 13, 14), and in that abnormal fluctuations are interpreted as an indication of a winding fault and preferably activate the associated sensor (15) of the apparatus for checking the winding quality.
  13. Use according to Claim 12, characterized in that the yarn speed is measured and integrated continuously by the yarn-cleaning system (12, 13, 14) and the diameter of the bobbins (4) is measured by the apparatus for checking the winding quality, and in that the two measured values are interlinked in order to obtain the profile trend of the density over the bobbin.
  14. Use according to Claim 11, characterized in that the instantaneous yarn speed is measured and is examined for frequency changes by spectral analysis, in that the frequency components located outside a given limit are classed as winding faults, and in that the qualification of the faults takes place by means of the apparatus for checking the winding quality.
  15. Use according to Claim 14, characterized in that digital signal processors are used for the spectral analysis.
  16. Use according to Claim 14 or 15, characterized in that, in addition to the instantaneous yarn speed, other speeds, especially the rotational speed and the thread-laying speed of the grooved drum driving the cross-wound bobbin (4), are also measured, and in that these speeds are subjected to a spectral analysis.
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