EP1292728B1

EP1292728B1 - Vorrichtung und verfahren zur einführung von kettfäden in ein webblatt

Info

Publication number: EP1292728B1
Application number: EP01937909A
Authority: EP
Inventors: Stefan Ackermann; Armin Ackermann; Hanspeter Romagna
Original assignee: Staeubli AG
Current assignee: Staeubli AG
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: EP1292728A1; DE50111691D1; WO2001098571A1; AU6369601A; ES2278746T3; ATE348907T1; PT1292728E

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einführung von Kettfäden zwischen Rietstäben eines Webblattes, welche eine mit einer Steuerung verbundene und mit einem Antrieb versehene Transporteinrichtung zur relativen. Positionierung des Webblattes längs eines Verfahrweges in vorbestimmbaren Positionen gegenüber einer Einzieheinrichtung für Kettfäden aufweist, wobei mit der Einzieheinrichtung jeweils zumindest ein Kettfaden durch eine von zwei Rietstäben ausgebildete Blattlücke hindurchführbar ist.
In der Webereivorbereitung werden mit sogenannten Kettfaden-Einziehmaschinen in Webgeschirrelemente wie Litzen, Lamellen und Webblätter, Kettfäden angeordnet. Dazu werden in der Regel die Webgeschirrelemente in eine vorbestimmte Position gebracht und die Kettfäden mit einer geeigneten Einrichtung, beispielsweise: mit einem Fadengreifer, in die Webgeschirrelemente eingeführt. Das Webblatt wird hierzu entsprechend der Lückenbreite schrittweise verschoben. Die Schrittweite und damit der Fahrweg des Blattes von einer Einzugsposition zur nächsten hängt von den Soll-Abständen der Rietstäbe eines bestimmten Webblattes ab. Bisher war es üblich, dass dieser Soll-Abstand manuell in einem Eingabeterminal der Kettfaden-Einziehmaschine eingegeben wurde, worauf die Steuerung den jeweiligen Verfahrweg bestimmt hat.
Trotzdem hat sich die korrekte automatisierte Einführung der Kettfäden in die Webblattlücken als besonders schwierig erwiesen. Dies ergibt sich zum einen aus dem Umstand, dass die Webblattlücken sehr schmal sein können. So hat beispielsweise ein Webblatt mit 350 Zähnen pro Dezimeter eine Lückenbreite von etwa 0,15 mm. Zum anderen weisen Webblätter, insbesondere solche, die bereits mehrmals benutzt worden sind, oftmals Ungenauigkeiten auf, wie beispielsweise einen Versatz, Neigung, Verformung oder Verdrehung der Rietstäbe, zwischen denen die Lücken ausgebildet sind. Die Einführung der Kettfäden kann aber auch durch andere Einflüsse, beispielsweise durch von einer Sollgeometrie abweichende Rietstäbe, erschwert werden. Deshalb muss das Webblatt sehr genau vor die Kettfaden-Transporteinrichtung positioniert werden, um eine korrekte Einführung erreichen zu können. In der Praxis hat sich nun gezeigt, dass es aber selbst mit hochgenauen Schrittmotoren als Antriebseinrichtung für ein Webblatt, immer noch zu Fehleinzügen kommen kann. In der WO-A-97/17484 wird bereits vorgeschlagen, einen optischen Sensor für den genannten Zweck einzusetzen, ohne aber die Massnahmen der Erfindung zu erfassen. Aus der EP-A-0 421 943 dagegen sind Massnahmen zur Positionierung eines Webkammes bekannt, die in diesem Zusammenhang als Hintergrundinformation dienlich sein mögen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde mit möglichst geringem maschinentechnischen Aufwand die Genauigkeit des Einzugs von Kettfäden in ein Webblatt zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine mit der Steuerung verbundene Detektionseinrichtung zur Detektierung einer oder mehrerer Rietstäbe und/oder Blattlücken vorhanden ist, wobei die Detektionseinrichtung ein von der jeweiligen Position der zumindest einen Lücke und/oder der Rietstäbe abhängiges Signal erzeugt, Übertragungsmittel vorgesehen sind, welche der Steuerung das Signal zur Verfügung stellen, dass die Steuerung die Positionierung des Webblattes durch Verschiebung des Webblattes in Verfahrrichtung entlang einer zu bestimmenden Fahrstrecke zu einer Sollposition veranlasst, und die Fahrstrecke in Abhängigkeit von dem Signal bestimmbar ist.
Bei der Erfindung kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass zur relativen Positionierung des Webblattes gegenüber einem Einstechmittel, zum Einstechen in eine Lücke zwischen zwei Rietstäben, das Webblatt durch eine Transporteinrichtung verfahrbar ist. Bei Kettfaden-Einziehmaschinen muss üblicherweise ausser dem Einstechmittel auch ein Einzugsmittel mit einem Kettfaden in die Lücke eingeführt werden. Zudem müssen die Kettfäden auch in weitere Webgeschirrelemente (Litzen und Lamellen) eingezogen werden, wozu diese Webgeschirrelemente in der Regel unmittelbar vor oder hinter der jeweiligen Webblattlücke positioniert werden. Durch die Lösung, dass zum Einzug eines Kettfadens und der hierfür vorzunehmenden Relativpositionierung des Webblattes gegenüber den involvierten anderen Teilen einer Kettfaden-Einziehmaschine vorzugsweise nur das Webblatt verfahrbar ist, kann der konstruktive. Aufwand in einer Kettfaden-Einziehmaschine gering gehalten werden.
Da sehr viele Webblätter eine Lückenbreite haben, bei der ein Durchführen eines Kettfadens mittels eines Greifers oder ähnlichem schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist, ist oftmals ein mechanisches Einstechmittel vorgesehen. Mit diesem wird durch Einstechen in die Blattlücke letztere reversibel geweitet, um anschliessend einen Kettfaden einzuführen. Nach erfolgtem Kettfadeneinzug wird das Einstechmittel wieder aus der Blattlücke zurückgezogen. Mit der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich, auch zu überprüfen, ob der Einziehvorgang an der richtigen Blattlücke stattfindet. Hierzu kann beispielsweise noch vor einem Eintreffen des Einstechmittels in der Blattlücke überprüft werden, in welche Lücke das Einstechmittel einstechen wird. Ebenso kann durch eine nach erfolgtem Einstich durchgeführte Messung überprüft werden, in welche Lücke das Einstechmittel eingestochen hat. Alternativ oder zusätzlich könnte auch detektiert werden, in welche Lücke der Kettfaden eingezogen wird bzw. worden ist.
Es kann zweckmässig sein, dass eine Wirkverbindung zwischen dem Webblatt und der zu seinem Transport vorgesehenen Antriebs- bzw. Transporteinrichtung während dem Einstechvorgang aufgehoben und danach zum nächsten Transportvorgang wieder hergestellt wird. Dadurch kann sich das Webblatt, beispielsweise aufgrund des Eindringens des Einstechmittels in das Webblatt, entlang seines Verfahrweges verschieben. Diese Verschiebung, die durch eine solche "schwimmende Lage"rung" des Webblattes ermöglicht wird, ist in dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gewollt, da sich das Webblatt mit Hilfe des Einstechmittels dadurch während des Einstechvorganges selbst ausrichten kann. Allerdings hat danach das Webblatt eine andere Position als von der Steuerung angenommen. Für die Bestimmung des nachfolgenden Einziehvorganges ist es deshalb vorteilhaft, wenn diese Verschiebung, der sogenannte Teilungsausgleich, durch die Detektionseinrichtung gemessen und in die Berechnung des nachfolgenden Fahrweges eingeht.
Der Erfindung liegt somit unter anderem der Gedanke zugrunde, bei der Bestimmung der jeweiligen Einzugsposition nicht nur von der Soll-Blattteilung auszugehen, sondern die Blattlücke, vorzugsweise jede Blattlücke eines Webblattes, zu detektieren und anhand des Detektionsergebnisses den sich daraus ergebenden Fahrweg des Webblattes zu bestimmen. Im einfachsten Ausführungsbeispiel kann dies in Form einer Steuerung des Vorganges erfolgen. Dies heisst, dass aufgrund zumindest einer Messung der Verfahrweg zu einer Soll-Position des Webblattes bestimmt wird, ohne eine Nachführung des Webblattes aufgrund einer Überprüfung vorzunehmen, ob die Soll- Position oder auf dem Weg dahin eine bestimmte Zwischenposition erreicht wird. Aber bereits hiermit lässt sich eine erhebliche Reduzierung der Anzahl an Fehleinzügen erreichen.
Bevorzugt ist jedoch, eine Regelung der Positionierung des Webblattes vorzusehen, d.h., dass nach der ersten Messung und Bestimmung des Vefahrweges für einen Kettfadeneinzug zumindest eine weitere Messung stattfindet. Auf Basis dieser weiteren Messungen kann dann eine Überprüfung des bereits zurückgelegten Teilfahrweges und gegebenenfalls eine Korrektur der Grösse des Restfahrweges bis zur Erreichung der Einzugsposition vorgenommen werden. Mit einer Erhöhung der Anzahl der Messungen und Überprüfungen geht auch eine Erhöhung der Positioniergenauigkeit einher. Im Idealfall kann eine unterbrechungsfreie kontinuierliche Positionsüberprüfung in Echtzeit stattfinden.
Zu einer erheblichen Verringerung der Zeit, die für die Abarbeitung eines gesamten Webblattes benötigt wird, kann beitragen, dass das Einstechmittel bereits in Richtung auf das Webblatt in Bewegung gesetzt wird, bevor dieses die jeweilige Einstechposition für eine bestimmte Blattlücke erreicht hat.
Im Zusammenhang mit der Erfindung kann - unabhängig vom Messprinzip - als Detektionseinrichtung jeder Sensor zum Einsatz kommen, mit dem sich Webblattlücken detektieren lassen. Hierzu eignen sich beispielsweise optische, kapazitive oder auch induktive Sensoren, mit denen sich aufgrund der konstruktiven Gestaltung des Webblattes oder dessen Bewegung eine Signaländerung erzeugen lässt. Ferner könnten druckempfindliche Sensoren eingesetzt werden, über die die Rietstäbe hinweggeführt werden. Ein Beispiel hierfür sind piezoelektrische Sensoren.
Eine bevorzugte, konstruktiv einfache, Ausführungsform sieht jedoch eine optische Detektionseinrichtung vor, die eine CCD-Zeilenkamera mit mehreren, in einer Reihe angeordneten CCD-Elementen, aufweist. Derartige Zeilenkameras sind seit langem an sich vorbekannt und werden in vielfacher Form angeboten. Eines der CCD-Elemente (Sensorelement) kann in Bezug auf die Einzugsposition als Referenz- oder Nullagen-Sensorelement benutzt werden. Dies bedeutet, dass die IstPosition mit der Soll-Position der zu positionierenden Lücke übereinstimmt, wenn durch das Nullagen-Sensorelement eine Mitte einer entsprechenden Lücke innerhalb eines vorgegebenen Messbereiches detektiert wird. Es kann deshalb zweckmässig sein, auch die Fahrwege aufgrund eines momentanen Abstandes (in Verfahrrichtung) der jeweiligen Lücke vom Nullagen-Sensorelement zu bestimmen bzw. zu berechnen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung wird anhand den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1: eine perspektivische Ansicht einer Kettfadeneinziehmaschine, gemäss CH 682 577;
Fig. 2: ein Beispiel für eine Einzieheinrichtung einer Kettfadeneinziehmaschine;
Fig. 3: eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 4: eine nach dem Prinzip einer telezentrischen Abbildung aufgebaute stark schematisierte Detektionseinrichtung;
Fig. 5: eine Lichtquellen-Einrichtung in einer Schnittdarstellung;
Fig. 6: eine Empfänger-Einrichtung in einer Schnittdarstellung;
Fig. 7: ein in ein Webblatt eingestochenes Blattmesser;
Fig. 8: Der Amplitudenverlauf eines von einer Empfänger-Einrichtung erzeugten Signals über eine Teilstrecke des Webblattes;
Fig. 9: ein Ausschnitt des Webblattes aus Fig. 7
Fig. 10: den zeitlichen Ablauf eines Transportvorgangs.

Figur 1 zeigt einen prinzipiellen Aufbau einer Kettfadeneinziehmaschine, wie ihn auch erfindungsgemässe Kettfadeneinziehmaschinen aufweisen können. Eine solche Maschine kann aus einem Grundgestell 1 und aus verschiedenen, in diesem angeordneten Baugruppen bestehen, welche je ein Funktionsmodul bilden. Vor dem Grundgestell 1 ist ein Kettbaumwagen 2 mit einem auf diesem angeordneten Kettbaum 3 zu erkennen. Der Kettbaumwagen 2 enthält ausserdem eine Hebevorrichtung 4 zur Halterung eines Rahmens 5, auf welchem die Kettfäden KF aufgespannt sind. Für das Einziehen wird der Kettbaumwagen 2 mit dem Kettbaum 3 der Hebevorrichtung 4 an die sogenannte Aufrüstseite der Einziehmaschine gefahren und der Rahmen 5 wird von der Hebevorrichtung 4 nach oben gehoben und eingehängt, wo er dann die dargestellte Lage einnimmt.
Der Rahmen 5 und der Kettbaum 3 werden in Längsrichtung des Grundgestells 1 verschoben. Bei dieser Verschiebung werden die Kettfäden KF an einer Fadentrennstufe 6 vorbeigeführt und dabei separiert und abgeteilt. Nach dem Abteilen werden die Kettfäden abgeschnitten und einer Einziehnadel 7 präsentiert, welche einen Bestandteil einer Einzieheinrichtung bildet.
Neben der Einziehnadel 7 ist ein Bildschirm 8 zu erkennen, welcher zu einer Bedienungsstation gehört und zur Anzeige von Maschinenfunktionen und Maschinenfehlfunktionen sowie zur Dateneingabe dient. Die Bedienungsstation ist Teil eines sogenannten Programmiermoduls und umfasst zudem eine Eingabestufe für die manuelle Eingabe gewisser Funktionen und Abläufe. Die Steuerung der Einziehmaschine erfolgt durch ein Steuermodul, welches einen Steuerrechner umfasst und in einem Steuerkasten 9 angeordnet ist. Dieser Steuerrechner umfasst vorzugsweise für jedes Funktionsmodul einen individuellen Modulrechner, welcher vom Steuerrechner gesteuert und überwacht wird. Zu den Hauptmodulen einer Einziehmaschine gehören neben den schon erwähnten Modulen auch das Litzen-, Lamellen- und das Blattmodul.
Die Fadentrennstufe 6, welche der Einziehnadel 7 die einzuziehenden Kettfäden KF präsentiert und die Bewegungsbahn der Einziehnadel 7, welche vertikal zur Ebene der aufgespannten Kettfäden KF verläuft, bestimmen eine Ebene, welche die schon erwähnte Aufrüstseite von der sogenannten Abrüstseite der Einziehmaschine trennt. An der Aufrüstseite werden die Kettfäden und die einzelnen Geschirrelemente, d.h. die Litzen bzw. Lamellen, in welche die Kettfäden einzuziehen sind, zugeführt. An der Abrüstseite kann das sogenannte Geschirr (Litzen, Lamellen und Blatt) mit den eingezogenen Kettfäden entnommen werden. Unmittelbar hinter der Ebene der Kettfäden KF sind die Kettfadenwächterlamellen LA angeordnet, hinter diesen die Weblitzen LI und noch weiter hinten das Webblatt 13. Die Lamellen werden in Handmagazinen aufgestapelt und an eine Zuführeinrichtung übergeben. Nach erfolgtem Einzug auf einen Kettfaden gelangen die Lamellen auf der Abrüstseite auf Lamellentragschienen 12.
Die Litzen LI werden in einer weiteren Zuführeinrichtung aufgereiht und automatisch zu einer Separiereinrichtung verschoben. Hier werden die Litzen einzeln in ihre Einzugsposition gebracht und nach erfolgtem Kettfadeneinzug auf die entsprechenden, Webschäfte 14 auf der Abrüstseite verteilt.
Das Webblatt 13 wird ebenfalls schrittweise an der Einziehnadel vorbeibewegt, wobei der entsprechende Blattzahn bzw. Rietstab für den Einzug geöffnet wird. Nach erfolgtem Einzug befindet sich das Webblatt 13 (rechts neben den Webschäften 14 teilweise dargestellt) ebenfalls auf der Abrüstseite.
Auf der Abrüstseite ist ein sogenannter Geschirrwagen 15 vorgesehen. Dieser wird zusammen mit den darauf befestigten Tragorganen - den Lamellentragschienen 12, Webschäften 14 und einer Halterung für das Webblatt - in die dargestellte Position in das Grundgestell eingeschoben und trägt nach dem Einziehen das Geschirr mit den Kettfäden.
Die beschriebenen Funktionen sind auf mehrere Module verteilt, welche praktisch autonome Maschinen oder Anlagen darstellen, die vom gemeinsamen Steuerrechner gesteuert sind. Die schon genannten Hauptmodule der Einziehmaschine sind vorzugsweise selbst wieder modular aufgebaut und umfassen Teilmodule. Dieser modulare Aufbau ist im Schweizer Patent Nr. CH 679 871 beschrieben, dessen Offenbarung hiermit durch Bezugnahme ausdrücklich aufgenommen wird.
Die Figur 1 ist rein illustrativ zu verstehen. Die Kettfadeneinziehmaschine, in welcher die erfindungsgemässe Vorrichtung enthalten ist, kann im Ganzen oder auch im Detail erheblich von der in Fig. 1 dargestellten Maschine abweichen.
Wie Figur 2 entnommen werden kann, kann die Einziehnadel 7, welche den Hauptbestandteil der Einzieheinrichtung bildet, ein Greiferband 16 und einen von diesem getragenen Klemmgreifer 17 umfassen. Die Einziehnadel 7 ist in Hubrichtung (Pfeil P) in einer kanalartigen Führung 18 geführt, welche sich vom Rahmen 5 in gerader Richtung bis zu einem bogenförmigen Endteil 19 erstreckt. Die Führung 18 durchsetzt die Einziehmaschine und ist im Bereich der Geschirrelemente (Lamellen LA, Litzen LI) und des Webblatts 13 jeweils unterbrochen, um die Zuführung der Geschirrelemente an die Einzugsposition und deren Weitertransport nach erfolgtem Einzug bis zur Übergabe an die Tragorgane (Lamellentragschienen 12 bzw. Webschäfte 14) sowie das Einziehen der Kettfäden ins Webblatt 13 (das sogenannte Blattstechen) zu ermöglichen.
Die Zuführung der Lamellen LA bzw. der Litzen LI an deren Einzugsposition sowie deren Weitertransport bis zur Übergabe an die jeweiligen Tragorgane erfolgt durch ein Teilmodul Lamellenverteilung LD bzw. Litzenverteilung HD. Um eine sichere Funktion der beiden Teilmodule zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass diesen die jeweiligen Webgeschirrelemente einzeln und zum richtigen Zeitpunkt zugeführt werden. Beide Teilmodule LD bzw. HD führen die prinzipiell gleichen Funktionen aus, indem sie die ihnen sequentiell bzw. schrittweise angebotenen Geschirrelemente übernehmen, diese an die Einzugsstelle transportieren und nach erfolgtem Kettfadeneinzug an eine Übergabestelle weitertransportieren, wo die Übergabe an die Tragorgane, d.h. die Lamellentragschienen 12 bzw. Webschäfte 14 erfolgt.
In Fig. 3 ist ein Ausschnitt der Kettfaden-Einziehmaschine gezeigt, in der das Webblatt 13 in einer nicht näher dargestellten Führung angeordnet ist. Das Webblatt 13 ist orthogonal zur Zeichenebene orientiert, wobei dessen zwischen zwei Blattbünde 21, 22 angeordneten Rietstäbe 23 vertikal ausgerichtet sind. Die Vorschubrichtung für den durch eine nicht näher dargestellte Führung vorgegebenen Fahrweg des Webblattes 13 verläuft somit ebenso senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 3. Zur Positionierung des Webblattes 13 längs des Fahrweges in jeweils zu bestimmenden Positionen vor die (in Fig. 3 nicht gezeigte) Einzieheinrichtung für Kettfäden, weist die Kettfaden-Einziehmaschine eine Antriebseinrichtung 26 auf. Diese ist mit einem hydraulisch/pneumatisch betätigbaren Klemmmechanismus 27 versehen, der mit einem Klemmkolben 28 den oberen Blattbund 22 klemmen kann. Der Klemmkolben 28 ist mit einem nicht gezeigten Schrittmotor wirkverbunden, durch den dieser entlang eines Abschnittes des Fahrweges in beide Richtungen verfahrbar ist. Hierbei ist eine Richtung die Vorschubrichtung des Webblattes 13 und die andere Richtung der Rücktransport der Klemmkolbens 28, während dem der Klemmkolben vom Webblatt gelöst ist.
Die Einziehmaschine ist mit einem als Einstechmittel ausgebildeten Blattmesser 29 versehen, das im wesentlichen parallel zur Zeichenebene und damit orthogonal zu einer durch die hintereinander befindlichen Rietstäbe 23 aufgespannten Blattebene beweglich ist. Wie in Fig. 3 durch einen Doppelpfeil 30 angedeutet ist, kann das Blattmesser 29 zwischen zwei Endlagen verfahren werden, wobei sich in der einen Endlage eine Blattmesserspitze 31 vor der Blattebene und in der anderen Endlage (Einstechendlage) hinter der Blattebene befindet. Das Blattmesser 29 weist einen im wesentlichen dreiekkigen Querschnitt auf.
Oberhalb des Blattmessers 29 ist als Bestandteil einer optischen Detektionseinrichtung 32 eine Lichtquellen-Einrichtung 33 zur Erzeugung von parallelem Licht angeordnet, die in Fig.4 stark schematisiert dargestellt ist. Die Lichtquellen-Einrichtung 33 weist als Lichtquelle 34 beispielsweise eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode sowie eine im Abstand ihrer Brennweite dahinter angeordnete Linse 35 auf. Ausserdem ist sie mit einem nur in Fig. 5 dargestellten Umlenkspiegel 38 versehen, der das von der Linse 35 parallel ausgerichtete Licht um ca. 100° umlenkt. Das aus der Lichtquellen-Einrichtung 33 austretende Licht ist dadurch unter einem Winkel von ca. 80° auf das Webblatt 13 gerichtet, wie dies in Fig. 3 durch die optischen Achsen 36, 37 angedeutet ist.
Auf der anderen Seite des Webblattes 13 ist auf der optischen Achse 37 des ausgestrahlten Lichtes eine Empfänger-Einrichtung 40 angeordnet. Zusammen mit der Lichtquellen-Einrichtung 33 kann durch die Empfänger-Einrichtung 40 eine sogenannte telezentrische Abbildung vorgenommen werden, wie sie an sich vorbekannt ist und in Fig. 4 prinzipiell dargestellt ist.
Die Empfänger-Einrichtung 40 (vgl. Fig. 3, 4 und 6) weist in dieser Reihenfolge entlang der optischen Achse 37 ein Umlenkprisma, zur Umlenkung 41 des einfallenden Lichtes, eine Abbildungslinse 42, eine im Abstand der Brennweite der Abbildungslinse 42 angeordnete Blende 43, sowie eine CCD-Zeile 44 auf. Das in die Empfänger-Einrichtung 40 einfallende Licht wird durch das Umlenkprisma um ca. 90° in eine Richtung parallel zur Webblattebene, d.h. senkrecht in die Zeichenebene von Fig. 3 hinein, umgelenkt. Die beispielsweise 1024 Sensorelemente 45 der CCD-Zeile sind deshalb hintereinander in einer Reihe angeordnet, die orthogonal zur optischen Achse 37 verläuft. Die Anzahl und Anordnung der Sensorelemente 45 ist so gewählt, dass selbst bei dem Webblatt mit der grössten zu erwarteten Blattlücke zumindest zwei Rietstäbe auf der CCD-Zeile 44 abgebildet und von dieser erfasst werden. Die von den Sensorelementen (CCD-Elementen) erzeugten Signale werden einer elektronischen Schaltung 46 zugeführt, in der diese ein resultierendes Signal zur Weiterleitung an eine Schnittstelle 47 aufbereitet. Die Schnittstelle 47 ist mit Übertragungsmittel, nämlich einem Stecker 48 und einer Leitung 49, mit der im Steuerkasten 9 angeordneten Steuerung verbindbar.
Zu Beginn einer Abarbeitung eines Webblattes 13 sollte zunächst ermittelt werden, welches CCD-Sensorelement 45 das sogenannte Nulllagen-Sensorelement 45' ist. Hierzu wird - noch ohne Webblatt - das Blattmesser 29 in seine vordere, eigentliche Einstechendlage verfahren und festgestellt, welches Sensorelement 45 die Blattmesserspitze 31 in Form einer Signalamplitude erfasst. Das entsprechende Sensorelement ist das Nulllagen-Sensorelement 45'. Erzeugen mehrere Sensorelemente Signale so ist dasjenige Element das Nullagen-Sensorelement 45', das die grösste Signalamplitude erzeugt. Das auf diese Weise ermittelte Nullagen-Sensorelement 45' gibt somit die Soll-Position für die Mitte der Blattlücken und damit die jeweilige Einzugsposition vor, die mit der Einstechposition des Blattmessers 29 identisch ist.
Zu Beginn einer Abarbeitung ist das Webblatt im Bereich eines Endes des oberen Blattbundes 22 vom Klemmkolben 28 erfasst. Der Schrittmotor der Antriebseinrichtung 26 bewegt nun den Klemmmechanismus und das mit diesem wirkverbundene Webblatt 13 in Verfahrrichtung 49 (Fig. 7). Die ersten Elemente 45 der CCD-Zeile 44 erfassen nun die ersten Rietstäbe und Blattlücken 50. Das dadurch an der Schnittstelle 47 der Empfänger-Einrichtung 40 anstehende resultierende Signal 53 hat in etwa eine Form wie es in Fig. 8 schematisch dargestellt ist. Die Amplitudenhöhen 51 bedeuten Dunkelheit und damit einen Rietstab 23. Die Amplitudensenken 52 sind hingegen jeweils Helligkeit und entsprechen einer Blattlücke 50. Das Webblatt 13 wird zu Beginn solange weitertransportiert, bis das Nullagen-Sensorelement 45' den ersten Rietstab 23 erfasst und in der Mitte der Blattlücke zwischen dem ersten und dem zweiten Rietstab angeordnet ist.
Auf Basis dieses Signals kann noch vor dem ersten Einstechvorgang eine Blattfeinheit, d.h. die Anzahl an Rietstäben pro Längeneinheit, von der Steuerung bestimmt werden.
Zur exakten Anordnung der ersten zu positionierenden Blattlücke vor dem Nulllagen-Sensorelement wird mit einer bestimmten Frequenz, beispielsweise alle 5 bis 10 Millisekunden, mit der CCD-Zeilenkamera eine Messung erstellt. Anhand dieser Messung und der bekannten Geschwindigkeit und Bremsbeschleunigung des Webblattes 13 kann der jeweils noch zurückzulegende Fahrweg bestimmt werden. Anhand einer letzten Messung wird der Restverfahrweg bestimmt, nach dessen Erreichen das Webblatt 13 gestoppt wird. Es handelt sich hierbei um eine Lösung, der eine Steuerung der Verfahrbewegung zugrundeliegt, da nach der letzten Messung, deren Zeitpunkt der Durchführung fest vorgegeben ist, keine weitere Messung vorgenommen wird, die den Verfahrweg beeinflussen könnte. Vorzugsweise wird jedoch mit der CCD-Kamera kontrolliert, ob die Fahrrichtung des Webblattes korrekt ist. In einer anderen Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens könnte jedoch auch eine Regelung des Verfahrweges vorgesehen sein. Hierbei wird solange das Webblatt anhand jeweils vorausgegangen Messungen verfahren, bis sich die zu positionierende Blattlücke in der Sollposition vor der CCD-Kamera befindet. Für einen nachfolgend noch näher erläuterten Zweck kann bei Stillstand des Webblattes und vor einem Einstechen des Blattmessers 29 nochmals eine weitere Messung erfolgen.
Nun sticht das Blattmesser 29 in die Lücke zwischen dem ersten und zweiten Rietstab 23 ein, um die Lücke 50 im Einstichsbereich zu weiten und der den Kettfaden transportierenden Einziehnadel 7 einen grösseren Durchtrittsbereich zu schaffen. Die elastischen metallischen Rietstäbe 23 biegen sich dadurch in der Blattebene durch. Nachdem das Blattmesser 29 seine Einstechendlage erreicht hat, wird der Klemmkolben vom Webblatt gelöst und wieder in seine Ausgangslage zurückgefahren. Das Webblatt wird somit bezüglich der Verfahrrichtung nur noch durch das Blattmesser 29 gehalten und ausgerichtet. Nun erfolgt der Kettfadeneinzug im Webblatt. Hierzu fährt die Einziehnadel 7 unmittelbar unterhalb des Blattmessers 29 in die Lücke 50, holt den Kettfaden ab und zieht ihn auf ihrem Rückweg durch die Lücke ein, und führt den Kettfaden ein. Dieser Zustand ist in Fig. 7 beispielhaft für eine Lücke 50 im Bereich der Mitte des Webblattes 13 dargestellt.
Die CCD-Zeile 44 hat noch vor dem Einstechen des Blattmessers 29 zumindest eine weitere Messung durchgeführt. Vorzugsweise führt sie zusätzlich nach Herausziehen des Blattmessers und vorzugsweise unmittelbar nach dem Zurücksetzen des Klemmmechanismus und erneutem Klemmen des Webblattes jeweils eine weitere Messung durch. Durch die letzte Messung vor dem Einstechen des Blattmessers und durch zumindest eine der Messungen nach dem erneuten Klemmen kann die Grösse der eventuell zwischenzeitlich erfolgten Bewegung entlang des Verfahrweges des Blattes, nämlich dem Teilungsaüsgleich ±Δx, gemessen werden. Ein Teilungsausgleich kann stattfinden, wenn die Rückstellkräfte der links und rechts vom Messer gebogenen Rietstäbe unterschiedlich gross sind, was durch Toleranzen bzw. Blattunregelmässigkeiten, Verschmutzungen oder Beschädigungen des Blattes, etc. hervorgerufen werden kann. Der Teilungsausgleich ±Δx bestimmt sich aus der Differenz zwischen dem errechneten und damit auch zurückgelegtem Verfahrweg einerseits und der tatsächlichen Weglänge zwischen der Position vor dem letzten Blatttransport und der jetztigen Position, die sich nach dem Einstechen des Blattmessers aufgrund einer dadurch erfolgten Ausgleichsbewegung ergibt, andererseits. Um den Teilungsausgleich zu bestimmen sollten nur Positionen von Rietstäben ausserhalb des Verformungsbereiches herangezogen werden.
Für die Bestimmung der nachfolgenden Fahrwege wird der Teilungsausgleich berücksichtigt. Als neuer Sollfahrweg des Webblattes 13 kann zunächst entweder von der zuvor bestimmten Blatteilung oder einer oder mehrerer zuvor erfolgten Messungen ausgegangen werden, bei der die Rietstäbe, zwischen denen nun ein Kettfaden einzuführen ist, nicht gebogen waren. Hierzu wird deshalb bevorzugt ein Messergebnis herangezogen, das von Sensorelementen stammt, die am Rande der CCD-Kamera angeordnet sind. Diese Sensorelemente erfassen nämlich stets ungebogene Rietstäbe. Durch eine Auswertung von einer oder mehrerer diese Messungen kann der Abstand der Mitte der sich jetzt noch in der Einzugsposition 55 befindlichen Blattlücke von der Mitte der sich in Verfahrrichtung als nächste daran anschliessende Blattlücke ermittelt werden. Ein geeigneter Zeitpunkt für diese Messung ist kurz vor dem Einstechen des Blattmessers in eine der benachbarten Blattlücken, vorzugsweise in die unmittelbar benachbarte Blattlücke, für einen der zuvor erfolgten Kettfadeneinzüge. Diese Messung sollte jeweils bei im wesentlichen ruhenden Rietstäben erfolgen. Durch diese Messung erfährt die Steuerung die relevanten tatsächlichen Längenwerte und nicht nur den durch die Blattteilung gegebenen Idealwert.
Der nächste Fahrweg s bestimmt sich unter Berücksichtigung von Fig. 9 dann wie folgt: $s = A / 2 + X \pm Δx$
mit:

A =: Abstand der beiden Rietstäbe der zu positionierenden nächsten Blattlücke;
X =: Versatz des in Verfahrrichtung jeweils nächsten Rietstabes 23' zur Einzugsposition;
±Δx =: Teilungsausgleich der sich derzeit noch in Einzugspositon befindlichen Blattlücke.

Um die nächste Lücke des Webblattes 13 zur Einzugsposition zu verfahren, wird zunächst der wieder in seiner Ausgangslage befindliche Klemmkolben 28 betätigt und das Webblatt vom Klemmmechanismus abgeklemmt. Anschliessend setzt die Steuerung den Schrittmotor in Gang, um den Fahrweg s zurückzulegen. Damit eine möglichst hohe Einzugsleistung erreicht werden kann, wird aufgrund der Trägheit des Blattmessers und des Antriebs, das Blattmesser 29 bereits zu einem Zeitpunkt betätigt, zu dem die Blattlücke in die eingestochene werden soll noch von ihrer Einzugsposition entfernt ist. Zur Bestimmung dieses Zeitpunktes wird eine weitere Messung das Nulllagen-Sensorelementes 45' benutzt, nachdem dieser bereits den ersten Rietstab 23' der zu positionierenden Lücke 50' erkannt hat. Aufgrund der Verfahrgeschwindigkeit und der bekannten Bremsbeschleunigung des Schrittmotors kann der Zeitpunkt, zu dem As erreicht ist, von der Steuerung vorbestimmt werden. Dies hat zur Folge, dass das Blattmesser bei Erreichen der Einzugsposition des Webblättes die Distanz zwischen der Webblattebene und seiner Endlage nahezu zurückgelegt hat und sofort in die Blattlücke einstechen kann. Es ist auch denkbar, dass das Blattmesser mit seiner Spitze bereits vor Erreichen der Einzugsposition zwischen die Rietstäbe einsticht.
Es hat sich gezeigt, dass in etwa zu dem Zeitpunkt, zu dem der Motor zur Positionierung des Webblattes zu bremsen beginnt, die zumindest eine Messung durchgeführt werden kann, anhand der der Zeitpunkt bestimmt wird, wann das Webblatt 13 noch Δs von der Einzugsposition entfernt ist. Die CCD-Zeile 44 hat vorzugsweise vor dieser Messung bereits weitere Messungen vor dem eigentlichen Einstechvorgang des Blattmessers 29 in die Webblattlücke 50' ausgeführt. Anhand dieser Bilder soll erkannt werden, ob das Blattmesser die Blattlücke 50' trifft. Wird aufgrund der vorbekannten Beschleunigung des Blattmessers - und dem damit vorbekannten Zeitpunkt des Erreichens der Webblattebene - sowie dem vorausberechneten Zeitpunkt, zu dem die Lücke die Einzugsposition erreichen wird, festgestellt, dass das Blattmesser die Lücke 50' nicht treffen würde, wird der Einstechvorgang verhindert. Hierzu wird das Blattmesser erst gar nicht ausgelöst oder der bereits erfolgte Vorschub des Blattmessers wird gestoppt. In einem solchen Fall wird das Blattmesser erst dann (wieder) in Bewegung gesetzt, nachdem die Lücke 50' ihre Einzugsposition erreicht hat. Der Zeitpunkt, zu dem letztmalig zu dem Zweck eine Bildaufnahme gemacht wird, die korrekte Koordination der Bewegung des Blattmessers und des Webblattes zu überprüfen und gegebenenfalls das Blattmesser noch stoppen zu können, hängt vor allem von der Kommunikationszeit zwischen der CCD-Zeile und der Steuerung einschliesslich der Rechenzeit und der Zeit, bis der ein von der Steuerung ausgegebenes Stoppsignal von dem Blattmesser tausgeführt wird, ab. Der Zeitpunkt kann somit bei erfindungsgemässen Ausführungsformen variieren. Das Resultat der Auswertung sollte vorzugsweise vor der Aktivierung des Blattmessers für den Einstechvorgang beim Rechner der Steuerung anliegen.
Wie bereits angesprochen wurde, könnte trotz dieser Überwachung das Blattmesser 29 in eine falsche Lücke einstechen, beispielsweise wegen einem Blattfehler, Schwingungen des Webblattes 13, Transportüberschwingungen oder andere Störeinflüsse. Dieser Fehler kann jedoch in einer frühen Phase des Einstechvorgangens erkannt und die Maschine gestoppt werden, um manuell eine Korrektur vorzunehmen. Derartige Fehler können beispielsweise anhand typischer Verformungen der Rietstäbe detektiert werden.
Mit der CCD-Zeile findet auch eine Überwachung des Transports des Webblattes 13 von einer Blattlücke 50 zur nächsten Blattlücke 50' statt. Hierzu werden während dieser Zeit mehrere Bilder aufgenommen. Je schneller der Antrieb des Webblattes ist und je kleiner die Blattteilung ist, umso mehr Bildaufnahmen sollten erzeugt und ausgewertet werden. Üblicherweise werden mindestens vier Aufnahmen durchgeführt. Durch die Auswertung kann zunächst einmal festgestellt werden, ob überhaupt ein Transport und in welche Richtung dieser stattfindet. Dies kann anhand einer Verschiebung von einem oder mehreren signifikanten Signalübergängen (vgl. Fig. 8) erkannt werden. Hierzu bieten sich in erster Linie die sich im Signal 53 als Rampen 54 niederschlagenden Hell-Dunkel Übergänge an, also jene Signalübergänge, die im Bereich der Kanten der Rietstäbe 23 entstehen. Es hat sich gezeigt, dass dies am besten anhand nicht verformter Rietstäbe festgestellt wird. Ausserdem kann auch der korrekte Transport überprüft werden, indem die Steuerung die jeweils für bestimmte Zeiten vorbestimmten Soll-Positionen mit den enstsprechenden Ist-Positionen des Webblattes vergleicht und gegebenenfalls den Antrieb des Webblattes nachregelt. Hierzu kann die Steuerung eine Stellgrösse, beispielsweise Spannung oder Strom des Antriebsmotors, im Sinne einer Regelung nachführen.
Da der Abstand der Rietstäbe 23 für jede Einstechposition berechnet wird, kann auch durch die Steuerung durch Vergleich der sukzessive gemessenen Blatteilungen ein Wechsel der Blattteilung erkannt und automatisch korrigiert werden. Das in Fig. 7 gezeigte Webblatt 13 ist mit zwei unterschliedlichen Blattteilungen und damit auch unterschiedlich grossen Blattlücken 50 versehen. Um Fehlinterpretationen aufgrund von Blattfehlern oder Verschmutzungen zu vermeiden, sollten für eine Feststellung eines Blatteilungswechsels eine relativ grosse Anzahl an CCD-Elementen und mehrere Aufnahmen benutzt werden, um stets mehrere Blattlücken 50 gleichzeitig detektieren zu können. Nur wenn bei einer bestimmten Anzahl an bereits detektierten, jedoch noch nicht beim Nullagen-Sensorelement angelangten Blattlücken ein Teilungswechsel erkannt wird, wird die Steuerung tatsächlich von einer anderen Teilung ausgehen und die Berechnung der Verfahrwege auf diese abstimmen.
In Fig. 10 ist schliesslich der zuvor beschriebene zeitliche Ablauf des Transports eines Webblattes von einer Einzugsposition zur nächsten bildlich dargestellt.

Claims

Vorrichtung zur Einführung von Kettfäden zwischen Rietstäben (23, 23') eines Webblattes (13), welche eine mit einer Steuerung verbundene und mit einem Antrieb (26) versehene Transporteinrichtung zur relativen Positionierung des Webblattes längs eines Verfahrweges in vorbestimmbaren Positionen gegenüber einer Einzieheinrichtung für Kettfäden aufweist, wobei mit der Einzieheinrichtung jeweils ein Kettfaden durch eine von zwei Rietstäben ausgebildete Blattlücke (50,50') hindurchführbar ist, wobei eine mittels Übertragungsmittel mit der Steuerung verbundene Detektionseinrichtung (32) zur Detektierung einer oder mehrerer Rietstäbe (23, 23') und/oder Blattlücken (50, 50') vorhanden ist, wobei die Detektionseinrichtung (32) ein von der jeweiligen Position der zumindest einen Lücke (50, 50') und/oder der Rietstäbe (23, 23') abhängiges Signal (53) erzeugt, die Übertragungsmittel der Steuerung das Signal zur Verfügung stellen, dass die Steuerung die Positionierung des Webblattes durch Verschiebung des Webblattes in Verfahrrichtung entlang einer zu bestimmenden Fahrstrecke zu einer Sollposition veranlasst, und die Fahrstrecke in Abhängigkeit von dem Signal bestimmbar ist und wobei die Detektionseinrichtung (32) mehrere Sensorelemente (45) aufweist, mit denen das Webblatt (13) entlang des Verfahrweges über eine Länge detektierbar ist, die grösser ist als der Abstand von zwei, vorzugsweise von drei, aufeinanderfolgenden Rietstäben (23, 23') der zu positionierenden nächsten Blattlücke,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei der Detektionseinrichtung (32) durch Auswahl aus mehreren Sensorelementen ein Nulllagen-Sensorelement (45') bestimmt wird, dessen Messbereich eine Einstechposition eines auf das Webblatt (13) zu und von ihm weg bewegbares Einstechmittel (29) zur Weitung von jeweils einer Blattlücke (50, 50'), erfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Bestimmung einer Fahrstrecke (s) durch die Steuerung die Position einer Lücke (50, 50') gegenüber dem Nullagen-Sensorelementes (45') in bezug auf die Verfahrrichtung (49) berücksichtigt wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (32) einen optischen Sensor umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, dass der optische Sensor zumindest eine CCD-Zeile (44) mit mehreren CCD-Elementen (45) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Webblatt (13) zwischen einer Empfänger- (40) und einer Lichtquellen-Einrichtung (33) der Detektionseinrichtung (32) hindurchgeführt wird.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5 gekennzeichnet durch eine Detektionseinrichtung (32), die mit optischen Elementen versehen ist, durch die eine telezentrische Abbildung erreichbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkverbindung der Transporteinrichtung (26) mit dem Webblatt (13) zur Erzielung einer Positionsveränderung des Webblattes nach Erreichen der vorgegebenen Sollposition vom Webblatt (13) lösbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung einen Klemmmechanismus (27) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch die Steuerung, die veranlasst, dass ein Einstechmittel zu einem Zeitpunkt in eine Blattlücke zwischen zwei nebeneinander angeordneten Rietstäben einsticht, zu dem das Webblatt von der Transporteinrichtung gelöst und in Transportrichtung frei verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf das Webblatt zu und von ihm wegbewegbares Einstechmittel vor Erreichen der Einstechposition des Webblattes bereits auf das Webblatt zubewegbar ist.
Kettfaden-Einziehmaschine, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung gemäss einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10.