EP1383949B1 - Vorrichtung und verfahren zur separierung von fäden aus einer fadenschicht - Google Patents
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- EP1383949B1 EP1383949B1 EP02717927A EP02717927A EP1383949B1 EP 1383949 B1 EP1383949 B1 EP 1383949B1 EP 02717927 A EP02717927 A EP 02717927A EP 02717927 A EP02717927 A EP 02717927A EP 1383949 B1 EP1383949 B1 EP 1383949B1
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- thread layer
- suction
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- D—TEXTILES; PAPER
- D03—WEAVING
- D03J—AUXILIARY WEAVING APPARATUS; WEAVERS' TOOLS; SHUTTLES
- D03J1/00—Auxiliary apparatus combined with or associated with looms
- D03J1/13—Auxiliary apparatus combined with or associated with looms for leasing warp
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- D03J—AUXILIARY WEAVING APPARATUS; WEAVERS' TOOLS; SHUTTLES
- D03J1/00—Auxiliary apparatus combined with or associated with looms
- D03J1/14—Apparatus for threading warp stop-motion droppers, healds, or reeds
Definitions
- the invention relates to a device for separating a predetermined number of threads from a thread layer in which the threads of the thread layer are clamped at at least two points, and by means of a separating means, a thread can be separated from the thread layer.
- the invention also relates to a method as described in the preamble of claim 12.
- Separation or separation of threads is a step that must be performed, for example, for drawing warp threads in harness elements of a loom.
- the warp threads are stretched in a frame, where they form a warp thread layer together.
- the individual threads are very close to each other.
- They should be separated from the layer, i. that they have to be separated from each other.
- the aim here is to provide a predetermined number of threads, in particular a single thread, for handling for subsequent operations.
- Another application results in the tying of warp threads of an old, already provided with weft yarn warp, to a new warp thread layer. Again, warp threads are clamped in a frame and must be separated from the layer before knotting by the knotting machine.
- the foremost thread is separated from a thread layer, for example with a separating needle.
- the Abteilnadel is hereby lowered with a running substantially perpendicular to the plane of the thread layer movement on the foremost thread of the layer and this detected with a matched to the cross section of the thread trough of the Abteilnadel.
- Unsatisfactory here is that the storage of a large number of different Abteilnadeln is required because the Abteilnadeln must be very closely matched to the respective yarn size.
- the separation process is not very reliable. For this reason, in particular in connection with filament yarns, a so-called crosshair is required as a separating aid.
- the crosshairs must be read into the thread layer beforehand, whereby two lines lying transversely to the warp threads are pulled or woven in between the warp threads. By reciprocating the cross cords, the respective foremost thread is separated from the rest and then separated with the Abteilnadel.
- a disadvantage of such known methods and devices is to be seen in particular in the fact that the separation with dividing needles at warp threads, which consist of so-called multifilaments, reaches its limits.
- Also in the method with the crosshairs must be performed for insertion of the cords, for example, by hand or by machine with needles, so that there also occur the problems just described.
- the warp threads are separated and stored by the crosshairs clean, the insertion of the separation cords an additional and often very expensive operation.
- EP-A-0 541 268 discloses a device and a method which, as a generic term to claim 1 and appendix 12, represent the closest prior art.
- the invention is therefore based on the object to provide a device and a method by which the separation of threads from a thread layer with as little effort and steps and still safely can be performed, even if the thread layer difficult to be separated threads, such as untwisted multifilaments.
- the solution according to the invention can also be used in separation-critical filaments such as, for example, spun-fiber yarns and multifilament yarns, as well as independently of the roughness or filamentiness of the surfaces of the yarns.
- a control of the device and a control of the sequence of the method according to the invention by a detection device which includes, for example, an image recognition system made.
- a detection device which includes, for example, an image recognition system made. This makes it possible, for example, to recognize when a thread is in the vicinity of the suction means, and then to regulate a further approach between the suction means and the thread.
- the detection device can also be determined whether the thread to be separated is detected by the suction and carried away. It can also be determined whether a single thread was actually separated (so-called double-thread recognition). If the detection device determines that the separating operation was unsuccessful, it can cause a control device to repeat the process.
- a control loop can be formed, which provides that the separating process is repeated until the detection device actually detects a separate thread separated from the suction nozzle. Since only a translational relative movement between the thread layer and the one separating agent is required to separate the threads, the separating process, even when using the control loop, can be done very quickly.
- the suction means may be provided with a gap, is sucked through the air, wherein the width is smaller than, but at most equal to, an extension of a cross-sectional area of the thread in the direction of the gap width. This can be achieved that a sucked thread is not drawn into the gap, but this closes. This increases on the one hand the suction force with which a thread is held. On the other hand, the gap can thereby be substantially closed, whereby no further threads of the layer are sucked.
- the thread to be separated from a certain distance to Approach the suction medium by means of a deflection to the suction agent.
- the suction means with the further clamped between two points of a frame thread this leads away with its holding portion in the suction of the thread layer. This facilitates a transfer of the thread from the suction means to a subsequently used handling device.
- a thread layer 1 which has a plurality of substantially equal length and parallel threads 2, which are clamped at their ends 3, 4 each in a suitable holder, not shown.
- Successive threads 2 ideally each have the same distance to each other, but may also be spaced differently, without affecting the operability of the invention.
- the threads 2 are thus all in one plane, namely the thread layer plane.
- the thread layer 1 contains no crosshair.
- Fig. 1 also shows a arranged above the thread layer plane camera 5 and below the thread layer plane provided light source 6 (for example, a light emitting diode), both of which belong to an optical detection device.
- Camera 5 and light source 6 lie on the same optical axis 7, which is aligned at least substantially orthogonal to the yarn layer plane.
- a suction means 8 is provided, next to which a partition means, such as the Abteilstatt 9 shown in Fig. 1, is arranged. Both the suction means 8 and the Abteilstatt lie in the detection range of the camera. 5
- Camera 5, light source 6, suction means 8 and Abteilstatt 9 form in a manner not shown a structural unit, for example by arrangement on a common carrier. These elements can thus be moved parallel to the yarn layer plane with each other.
- drive means are also provided.
- the suction means 8 is additionally designed to be movable on the assembly, so that relative movements between the suction means 8 and the camera 5 are possible.
- the camera 8 may have a CMOS sensor with, for example, 640 x 480 pixels.
- the number of active picture elements, ie picture elements whose information is taken into account in the signal processing, may be variable in such sensors. Since fewer pixels are required for detail shots of the separation process than for overview shots, and the achievable frame rate increases with decreasing number of pixels, the frame rate can be significantly higher in detail shots than in overview shots. Thus, it is possible to capture very quickly changing situations during the actual Separiervorgang by detail shots and to respond to it.
- the camera has a first interface which is designed as a serial asynchronous interface, for example a standardized LVDS interface (Low Voltage Differential Signaling). Control signals, such as image size, exposure time, etc., are transmitted to the camera via this interface by a higher-level control device (not shown). The images taken by the camera can then be forwarded via another LVDS interface of the camera to a digital signal processor (DSP).
- DSP digital signal processor
- the digital signal processor is common image analysis software available, with which individual threads and their position relative to other threads and against the suction means and the Abteilstatt can be determined.
- the evaluation result of the digital signal processor is in turn supplied to the control unit, which controls the movements and functions of the suction means 8 and the Abteilstattes on this basis.
- FIG. 2 shows a cross section through the suction means 8 designed as a suction nozzle 12 as well as threads of the thread layer 1 close to the edge.
- the suction means 8 constructed symmetrically with respect to the thread layer plane 13 have a conical nozzle section 14 which has two nozzle surfaces 14a, 14b which are inclined towards each other in a funnel shape.
- An included by the two nozzle surfaces 14a, 14b opening angle ⁇ can be selected from an angular range of, for example, 30 ° to 130 °, preferably to 90 °.
- the nozzle section 14 opens into a suction gap 15, which is provided with a constant gap width h.
- the gap width h is smaller than the diameter D of the cross-sectional area of a thread 2.
- the gap height h is about half as large as the diameter D.
- a partially shown in Fig. 2 suction chamber 16 connects, in turn, a line 17 (Fig. 1) opens.
- a pressure p 1 In the suction chamber 16 there is a pressure p 1 , wherein p 1 is smaller than the ambient pressure p 0 .
- a difference between p 1 and p 0 may be, for example, 0.6 bar.
- a negative pressure pump or vacuum pump, not shown, or an ejector is connected with which negative pressure can be generated.
- the assembly with the suction nozzle 12 is approximated by a feed generated by the drive means feed to the foremost thread 2a until the camera 5, the foremost threads 2, at least the foremost thread 2a detecting layer 1.
- the feeding movement takes place here along the arrow 18, which is aligned within the thread layer plane 13 and substantially orthogonal to the longitudinal course of the threads 2. Since the distance of a thread detected at the outer edge of the detection area of the camera 5 from the suction nozzle 12 is known to a control device, the suction nozzle can now be approximated to the first thread 2a by a predetermined further travel in the feed direction (arrow 18).
- the nozzle 12 it would also be possible to approach the nozzle 12 to the yarn 2a by means of the control device by means of measurement results of the detection device.
- the suction nozzle is moved relative to the now stationary camera in the feed direction. The already traversed travel path of the suction means 8 and the respective remaining remaining distance to the yarn 2a can thus be determined with the camera. This condition is shown in FIG.
- the suction nozzle 12 is guided away from the thread layer 1 together with the thread section held by it in the direction opposite to the feed direction (arrow 18) (arrow 19).
- the still stationary camera 5 and the associated with her evaluation of the controller in the form of the digital signal processor determines whether the suction nozzle 12 has ever detected a thread 2 and indeed only the foremost thread 2a. As soon as a single detected thread is detected by the camera, the backward movement is stopped due to a corresponding signal of the control device. If this can not be ascertained, the negative pressure is released, any threads that have been seized thereby are released, subsequently a negative pressure is built up again and the above-described thread detection process is repeated until the evaluation unit detects a correct thread detection.
- the evaluation unit detects a correctly detected front thread 2a, then the compartment pin 9 pierces the enlarged one Gap between the foremost thread 2a and the following thread 2b.
- the foremost thread 2a is thereby separated or separated from the thread layer 1 unambiguously and is available for further processing or handling. In this way, all the threads 2 of the layer 1 can be separated one after the other.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Separierung einer vorbestimmten Anzahl von Fäden aus einer Fadenschicht, bei der die Fäden der Fadenschicht an zumindest zwei Stellen eingespannt sind, und mittels eines Separiermittels ein Faden von der Fadenschicht abteilbar ist. Die Erfindung betrifft ausserdem ein Verfahren, wie es im Oberbegriff von Anspruch 12 beschrieben ist.
- Abteilen bzw. Separieren von Fäden ist ein Arbeitsschritt, der beispielsweise für das Einziehen von Kettfäden in Geschirrelemente einer Webmaschine vorgenommen werden muss. In diesem Fall liegen die Kettfäden in einem Rahmen aufgespannt vor, wo sie zusammen eine Kettfadenschicht bilden. Dabei liegen die einzelnen Fäden sehr nahe beieinander. Vor dem Einziehen sollen sie von der Schicht abgeteilt werden, d.h. dass sie voneinander getrennt werden müssen. Ziel ist es hierbei, eine vorbestimmte Anzahl an Fäden, insbesondere einen einzelnen Faden, zur Handhabung für nachfolgende Arbeitsschritte bereitzustellen. Eine weitere Anwendung ergibt sich beim Anknüpfen von Kettfäden einer alten, bereits mit Schussfäden versehene Kettfadenschicht, an eine neue Kettfadenschicht. Auch hier sind Kettfäden in einen Rahmen eingespannt und müssen vor dem Verknoten durch die Knüpfmaschine von der Schicht abgetrennt werden.
- Bei den meisten der bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Abteilen solcher Fäden wird z.B. mit einer Abteilnadel der vorderste Faden aus einer Fadenschicht separiert. Die Abteilnadel wird hierbei mit einer im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Fadenschicht verlaufenden Bewegung auf den vordersten Faden der Schicht abgesenkt und dieser mit einer an den Querschnitt des Fadens angepassten Mulde der Abteilnadel erfasst. Nicht zufrieden stellen kann hierbei, dass die Bevorratung von einer grossen Anzahl unterschiedlicher Abteilnadeln erforderlich ist, da die Abteilnadeln sehr genau auf die jeweilige Garngrösse abgestimmt sein müssen. Zudem ist der Separiervorgang nicht besonders zuverlässig. Aus diesem Grund ist insbesondere im Zusammenhang mit Filamentgarnen ein sog. Fadenkreuz als Separierhilfe erforderlich. Das Fadenkreuz muss vorgängig in die Fadenschicht eingelesen werden, wobei zwei, zu den Kettfäden quer liegende Schnüre zwischen die Kettfäden eingezogen oder eingewoben werden. Durch Hin- und Herbewegen der Kreuzschnüre wird der jeweils vorderste Faden von den übrigen abgetrennt und anschliessend mit der Abteilnadel separiert.
- Ein Nachteil solcher bekannter Verfahren und Vorrichtungen ist insbesondere darin zu sehen, dass das Separieren mit Abteilnadeln bei Kettfäden, die aus sogenannten Multifilamenten bestehen, an Grenzen stösst. Hier ist es schwierig, ohne Verwendung eines Fadenkreuzes einen einzelnen Faden zum einen mit sämtlichen Filamenten und zum anderen ohne Filamente benachbarter Fäden zu erfassen. Dies gilt insbesondere dann, wenn diese Multifilamente ungedreht sind, kleine Titer aufweisen, oder wenn die Dichte der Fadenschicht sehr unregelmässig ist. Auch bei dem Verfahren mit dem Fadenkreuz muss zum Einlegen der Schnüre ein Abteilen beispielsweise von Hand oder maschinell mit Nadeln durchgeführt werden, so dass dort die eben beschriebenen Probleme ebenfalls auftreten. Obwohl die Kettfäden durch das Fadenkreuz sauber abgeteilt und magaziniert sind, bedeutet das Einlegen der Trennschnüre einen zusätzlichen und oft sehr aufwendigen Arbeitsgang. Unsauber abgeteilte Kettfäden führen aber beim Weben oder schon beim Anknüpfen der Webketten zu Unterbrüchen und damit zu ungenügender Produktivität. Dies auch dann, wenn eine Doppelfadenerkennung vorgesehen ist, wie sie beispielsweise bei Knüpfmaschinen angewendet wird.
- Aus FR 698 064 bzw. GB 2 117 419 sind weitere Verfahren bekannt, bei denen - ohne Verwendung eines Fadenkreuzes - das Abteilen der Fäden aus der Fadenschicht allein durch einen Drehkörper vorgenommen wird, der am Umfang ein gewindeartiges Profil aufweist. Doch diese Verfahren eignen sich nur zum Abteilen von Stapelgarnen oder gedrehten Multifilamenten. Bei ungedrehten Garnen, die aus mehreren Filamenten bestehen, werden die Garne lediglich in die einzelnen Filamente aufgeteilt. So ist ein sauberes Abteilen kaum mehr möglich.
- In der US 4,723,346 ist schliesslich eine Vorrichtung gezeigt, bei der in eine Fadenschicht ein Fadenkreuz eingelesen ist. Die beiden Enden der Fadenkreuzschnüre sind im wesentlichen quer zu ihrer Längserstreckung jeweils gegenläufig beweglich angeordnet. Hierdurch kann jede einzelne ihrer Verkreuzung aufgehoben und der jeweils vorderste Faden einer Fadenschicht zur Entnahme freigegeben werden. Der somit jeweils bereits von der Fadenschicht separierte vorderste Faden wird durch eine Saugdüse erfasst und von der Fadenschicht weggeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch der eigentliche Separiervorgang, nämlich das Vereinzeln eines Fadens aus der Fadenschicht, durch ein in vielfacher Weise vorbekanntes Fadenkreuz bereits erfolgt. Die Saugdüse dient nur zum Wegtransport des vereinzelten Fadens. An dieser Vorrichtung kann nicht zufrieden stellen, dass ein Fadenkreuz vorhanden sein muss, das mit einem relativ grossen Aufwand in die Fadenschicht ein- und auszuarbeiten ist.
- Aus der EP-0 541 268 A sind eine Vorrichtung und ein Verfahren bekannt, die als Oberbegriff zu Anspruch 1 und Anspurch 12 den nächstliegenden Stand der Technik darstellen.
- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren vorzuschlagen, mit denen das Abteilen von Fäden aus einer Fadenschicht mit möglichst wenig Aufwand und Arbeitsschritten und trotzdem sicher durchgeführt werden kann, und zwar auch dann, wenn die Fadenschicht schwer zu separierende Fäden, wie beispielsweise ungedrehte Multifilamente, aufweist.
- Diese Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Vorrichtung erfindungsgemäss durch ein Saugmittel gelöst, mit dem ein Unterdruck erzeugbar ist, sowie durch Antriebsmittel, mit denen das Saugmittel gegenüber der Fadenschicht relativ bewegbar ist, wobei bei einer relativen Annäherung des Saugmittels an die Fadenschicht aufgrund des Unterdrucks eine Auslenkung von zumindest einem Faden in Richtung des Saugmittels erzeugbar ist. Die Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 12 gelöst.
- Erfindungsgemäss ist demnach vorgesehen, vorzugsweise alleine durch Ansaugen von einem oder mehreren Fäden diesen bzw. diese von der aufgespannten Fadenschicht zu separieren. Wesentliche Vorteile der Erfindung können darin gesehen werden, dass zur Separierung eines Fadens aus der Schicht der eingespannten Fäden weder ein Fadenkreuz zu einer Vorseparierung, wie im Stand der Technik, zwingend erforderlich ist noch mit dem Separiermittel in die Schicht eingegriffen werden muss. Vor allem das Eingreifen in die Schicht, bzw. zwischen zwei Fäden, führte bei vorbekannten gattungsgemässen Vorrichtungen zu Separierungsfehlern. Erfindungsgemäss ist ein Eingreifen nicht erforderlich, da der zu separierende Faden durch eine Zugkraft von der Schicht separiert wird, die von ausserhalb der Fadenschicht auf den Faden aufgebracht wird. Insbesondere ist ein Hintergreifen des zu separierenden Fadens nicht erforderlich. Ebenso kann ein "Verhaken" des Separierorgans mit Filamenten von einem oder sogar mehreren anderen Fäden ausgeschlossen werden, weshalb sich die Erfindung in besonderem Masse für Separierung derartiger Fäden eignet. Die erfindungsgemässe Lösung kann deshalb auch bei separierungskritischen Fäden wie beispielsweise Spinnfasergarne und Multifilamentgarne, sowie unabhängig von der Rauhigkeit oder Faserigkeit der Oberflächen der Garne eingesetzt werden.
- Eine Steuerung der Vorrichtung und eine Kontrolle des Ablaufs des Verfahrens wird erfindungsgemass durch eine Detektionseinrichtung, die beispielsweise ein Bilderkennungssystem umfasst, vorgenommen. Hiermit ist es beispielsweise möglich zu erkennen, ab wann sich ein Faden in der Nähe des Saugmittels befindet, um dann eine weitere Annäherung zwischen dem Saugmittel und dem Faden zu regeln. Mit der Detektionseinrichtung kann auch festgestellt werden, ob der zu separierende Faden vom Saugmittel erfasst und weggeführt wird. Ebenso kann festgestellt werden, ob tatsächlich ein einzelner Faden separiert wurde (sog. Doppelfadenerkennung). Stellt die Detektionseinrichtung fest, dass der Separiervorgang nicht erfolgreich war, kann sie eine Steuereinrichtung veranlassen, den Vorgang zu wiederholen. Hierdurch kann in einer bevorzugten Ausführungsform ein Regelkreis ausgebildet sein, der vorsieht, dass der Separiervorgang so lange wiederholt wird, bis die Detektionseinrichtung tatsächlich einen von der Saugdüse separierten einzelnen Faden feststellt. Da zur Separierung der Fäden lediglich eine translatorische Relativbewegung zwischen der Fadenschicht und dem einen Separiermittel erforderlich ist, kann der Separiervorgang, selbst bei Benutzung des Regelkreises, sehr schnell erfolgen.
- Aufgrund des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips, auf den zwischen Einspannstellen eingespannten Faden eine Zugkraft auszuüben, die zumindest eine Komponente quer zur Längserstreckung des Fadens aufweist, ist es auch grundsätzlich möglich, aus der Fadenschicht beliebige Fäden zu separieren. Bis anhin konnte stets nur der in der Fadenschicht vorderste Faden abgeteilt werden, indem dieser durch eine Bewegung, die im wesentlichen innerhalb der durch die Fadenschicht gebildeten Ebene von der Fadenschicht verläuft, entfernt wird. Mit der Erfindung ist es hingegen auch möglich, einen anderen als einen der beiden äusseren Fäden zu erfassen, indem das Saugmittel und die Fadenschicht in einer Zuführbewegung, die im wesentlichen quer zur Fadenschicht verläuft, an diesen Faden herangeführt, angesaugt und anschliessend der Faden in einer der Zuführbewegung entgegengesetzten Richtung separiert wird.
- Zwar ist in der Regel vorgesehen, nur jeweils einen einzelnen Faden von der Fadenschicht abzuteilen. Durch eine geeignete Grösse des Unterdruckes bzw. der Saugkraft und/oder eine geeignete Gestaltung einer Saugdüse ist es an sich auch möglich, im wesentlichen gleichzeitig mehrere Fäden von der Fadenschicht zu separieren.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Saugmittel mit einem Spalt versehen sein, durch den Luft angesaugt wird, wobei dessen Breite kleiner als, höchstens jedoch gleich gross ist wie, eine Erstreckung einer Querschnittsfläche des Fadens in Richtung der Spaltbreite. Hierdurch kann erreicht werden, dass ein angesaugter Faden nicht in den Spalt hineingezogen wird, sondern diesen verschliesst. Dies erhöht zum einen die Saugkraft, mit der ein Faden gehalten wird. Zum anderen kann der Spalt hierdurch im wesentlichen verschlossen werden, wodurch keine weiteren Fäden der Schicht angesogen werden.
- In Abhängigkeit von der Grösse des Unterdruckes kann sich der zu separierende Faden ab einem gewissen Abstand zum Saugmittel durch eine Auslenkung dem Saugmittel annähern. Um die weitere Handhabung des Fadens zusätzlich zu erleichtern, kann ergänzend vorgesehen sein, dass das Saugmittel mit dem weiterhin zwischen zwei Stellen eines Rahmens eingespannten Faden diesen mit seinem Halteabschnitt im Saugmittel von der Fadenschicht wegführt. Dies erleichtert eine Übergabe des Fadens vom Saugmittel an eine nachfolgend zum Einsatz kommende Handhabungseinrichtung.
- Alternativ zu einer optischen Detektionseinrichtung könnte auch mit einer kapazitiven oder piezoelektrischen Detektionseinrichtung eine Messung der auf den Faden aufgebrachten Spannung durchgeführt werden. Eine Auslenkung durch die Saugdüse erhöht die Fadenspannung, wobei das Erreichen eines vorgegebenen Wertes für eine Fadenspannung ein Kriterium für eine erfolgreiche Separierung eines Fadens darstellen könnte.
- Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.
- Die Erfindung wird anhand den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung zusammen mit einer Fadenschicht;
- Fig. 2
- eine Schnittdarstellung durch eine Saugdüse, die sich am Rand einer Fadenschicht befindet;
- Fig. 3
- eine Darstellung der Vorrichtung gemäss Fig. 1 mit einem separierten Faden;
- In Fig. 1 ist eine Fadenschicht 1 gezeigt, die eine Vielzahl von im wesentlichen gleich langen und parallel zueinander verlaufenden Fäden 2 aufweist, die an ihren Enden 3, 4 jeweils in einer geeigneten, nicht dargestellten Halterung geklemmt sind. Aufeinanderfolgende Fäden 2 weisen idealerweise jeweils den gleichen Abstand zueinander auf, können aber auch unterschiedlich beabstandet sein, ohne dass dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung beeinträchtigt. Die Fäden 2 liegen somit alle in einer Ebene, nämlich der Fadenschichtebene. Die Fadenschicht 1 enthält kein Fadenkreuz.
- Fig. 1 zeigt ausserdem eine oberhalb der Fadenschichtebene angeordnete Kamera 5 und eine unterhalb der Fadenschichtebene vorgesehene Lichtquelle 6 (beispielsweise eine Leuchtdiode), die beide zu einer optischen Detektionseinrichtung gehören. Kamera 5 und Lichtquelle 6 liegen auf der gleichen optischen Achse 7, die zumindest im wesentlichen orthogonal zur Fadenschichtebene ausgerichtet ist.
- Zwischen der Kamera 5 und der Lichtquelle 6 ist ein Saugmittel 8 vorgesehen, neben dem ein Abteilmittel, wie beispielsweise der in Fig. 1 gezeigte Abteilstift 9, angeordnet ist. Sowohl das Saugmittel 8 als auch der Abteilstift liegen im Erfassungsbereich der Kamera 5.
- Kamera 5, Lichtquelle 6, Saugmittel 8 und Abteilstift 9 bilden in nicht näher dargestellter Weise eine Baueinheit, beispielsweise durch Anordnung an einem gemeinsamen Träger. Diese Elemente können somit miteinander parallel zur Fadenschichtebene verfahren werden. Hierzu sind ebenfalls nicht näher dargestellte Antriebsmittel vorgesehen. Das Saugmittel 8 ist zusätzlich an der Baueinheit verfahrbar ausgestaltet, so dass Relativbewegungen zwischen dem Saugmittel 8 und der Kamera 5 möglich sind.
- Die Kamera 8 kann einen CMOS-Sensor mit beispielsweise 640 x 480 Bildpunkten aufweisen. Die Anzahl von aktiven Bildelementen, d.h. von Bildelementen, deren Information bei der Signalverarbeitung berücksichtigt wird, kann bei solchen Sensoren veränderlich sein. Da für Detailaufnahmen des Separiervorganges weniger Bildpunkte benötigt werden als für Übersichtsaufnahmen, und die erzielbare Bildfrequenz mit abnehmender Anzahl an Bildpunkten steigt, kann bei Detailaufnahmen die Bildfrequenz deutlich höher ausfallen als bei Übersichtsaufnahmen. Somit ist es möglich, beim eigentlichen Separiervorgang durch Detailaufnahmen besonders schnell sich verändernde Situationen zu erfassen und darauf zu reagieren.
- Die Kamera weist eine erste Schnittstelle auf, die als serielle asynchrone Schnittstelle ausgebildet ist, beispielsweise eine genormte LVDS-Schnittstelle (Low Voltage Differential Signaling). Über diese Schnittstelle werden der Kamera Steuerungssignale, wie Bildgrösse, Belichtungszeit, etc., von einer übergeordneten, nicht dargestellten, Steuereinrichtung übermittelt. Die von der Kamera aufgenommenen Bilder können dann über eine weitere LVDS-Schnittstelle der Kamera an einen digitalen Signalprozessor (DSP) weitergegeben werden. Dem digitalen Signalprozessor steht gängige Bild-Auswertesoftware zur Verfügung, mit welcher einzelne Fäden und ihre Position gegenüber anderen Fäden sowie gegenüber dem Saugmittel und dem Abteilstift festgestellt werden können.
- Das Auswerteergebnis des digitalen Signalprozessors wird wiederum der Steuerungseinheit zugeleitet, die auf dieser Basis die Bewegungen und Funktionen des Saugmittels 8 und des Abteilstiftes steuert.
- In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch das als Saugdüse 12 ausgebildete Saugmittel 8 sowie durch randnahe Fäden der Fadenschicht 1 gezeigt. Wie dort zu erkennen ist, weist das bezüglich der Fadenschichtebene 13 symmetrisch aufgebaute Saugmittel 8 einen konischen Düsenabschnitt 14 auf, der zwei trichterförmig zueinander geneigte Düsenflächen 14a, 14b aufweist. Ein von den beiden Düsenflächen 14a, 14b eingeschlossener Öffnungswinkel α kann aus einem Winkelbereich von beispielsweise 30° bis 130°, vorzugsweise bis 90°, gewählt sein. Der Düsenabschnitt 14 mündet in einen Saugspalt 15, der mit einer konstanten Spaltbreite h versehen ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Spaltbreite h kleiner als der Durchmesser D der Querschnittsfläche eines Fadens 2. Im Ausführungsbeispiel ist die Spalthöhe h etwa halb so gross wie der Durchmesser D.
- An den Saugspalt 15 schliesst sich eine in Fig. 2 teilweise dargestellte Saugkammer 16 an, in die wiederum eine Leitung 17 (Fig. 1) mündet. In der Saugkammer 16 herrscht ein Druck p1, wobei p1 kleiner ist als der Umgebungsdruck p0. Eine Differenz zwischen p1 und p0 kann beispielsweise 0,6 bar betragen. An die Leitung 17 ist eine nicht dargestellte Unterdruckpumpe (bzw. Vakuumpumpe) oder ein Ejektor angeschlossen, mit denen Unterdruck erzeugbar ist.
- Um mit dieser Vorrichtung den vordersten Faden 2a von der fadenkreuzfreien Schicht zu separieren, wird die Baueinheit mit der Saugdüse 12 durch eine von der Antriebseinrichtung generierte Zuführbewegung an den vordersten Faden 2a angenähert, bis die Kamera 5 die vordersten Fäden 2, zumindest den vordersten Faden 2a, der Schicht 1 detektiert. Die Zuführbewegung erfolgt hierbei entlang dem Pfeil 18, der innerhalb der Faden-schichtebene 13 und im wesentlichen orthogonal zum Längsverlauf der Fäden 2 ausgerichtet ist. Da einer Steuereinrichtung der Abstand eines am äusseren Rand des Erfassungsbereiches der Kamera 5 detektierten Fadens von der Saugdüse 12 bekannt ist, kann die Saugdüse nun durch einen vorbestimmten weiteren Verfahrweg in Zuführrichtung (Pfeil 18) dem ersten Faden 2a angenähert werden. Alternativ könnte auch eine von der Steuereinrichtung mittels Messergebnissen der Detektionseinrichtung geregelte Annäherung der Düse 12 an den Faden 2a erfolgen. Bei dieser weiteren Annäherung der Saugdüse an den Faden wird die Saugdüse gegenüber der nun ortsfesten Kamera in Zuführrichtung verfahren. Mit der Kamera kann somit der bereits zurückgelegte Verfahrweg des Saugmittels 8 und der jeweils noch verbleibende Restabstand zum Faden 2a festgestellt werden. Dieser Zustand ist in Fig. 1 gezeigt.
- Bei der Annäherung an den in der Fadenschicht befindlichen, noch nicht unausgelenkten Faden 2a wird dieser aufgrund des in und vor der Saugdüse herrschenden Unterdrucks und der dadurch hervorgerufenen Luftströmung zum Saugspalt 15 hin immer stärker an die Saugdüse 12 angesogen. Infolgedessen wird der Faden 2a mit seinem der Saugdüse 12 gegenüberliegenden Abschnitt zum Saugspalt 15 hin ausgelenkt. Um eine möglichst grosse Auslenkung zu erhalten, sollte die Saugdüse 12 in etwa in der Mitte zwischen den Fadenenden 3, 4 zugeführt werden.
- Die Zuführbewegung und die Auslenkung des Fadens 2a haben zur Folge, dass der Faden 2 mit einem Abschnitt im Saugabschnitt gegen den Saugspalt 15 anliegt und diesen verschliesst, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Da hierdurch die Druckdifferenz beidseits des Fadens (d.h. zwischen dem Spalt 15 und einem Bereich im Düsenabschnitt 14 unmittelbar hinter dem Faden 2a) ansteigt, steigt auch die Haltekraft, mit welcher der Faden 2a in der Saugdüse 12 gehalten wird.
- Nun wird die Saugdüse 12 zusammen mit dem durch sie gehaltenen Fadenabschnitt in zur Zuführrichtung (Pfeil 18) entgegengesetzter Richtung (Pfeil 19) von der Fadenschicht 1 weggeführt. Die weiterhin ortsfeste Kamera 5 und die mit ihr verbundene Auswerteeinheit der Steuereinrichtung in Form des digitalen Signalprozessors stellt dabei fest, ob die Saugdüse 12 überhaupt einen Faden 2 und tatsächlich nur den vordersten Faden 2a erfasst hat. Sobald von der Kamera ein einzelner erfasster Faden festgestellt wird, wird aufgrund eines entsprechenden Signals der Steuereinrichtung die Rückwärtsbewegung gestoppt. Kann dies nicht festgestellt werden, wird der Unterdruck aufgehoben, eventuell erfasste Fäden dadurch losgelassen, nachfolgend wieder ein Unterdruck aufgebaut und der vorstehend beschriebene Fadenerfassungsvorgang so oft wiederholt, bis die Auswerteeinheit eine korrekte Fadenerfassung detektiert.
- Detektiert die Auswerteeinheit einen korrekt erfassten vorderen Faden 2a, sticht nun der Abteilstift 9 in die vergrösserte Lücke zwischen dem vordersten Faden 2a und dem nachfolgenden Faden 2b ein. Der vorderste Faden 2a ist dadurch eindeutig von der Fadenschicht 1 abgetrennt bzw. vereinzelt und steht zur Weiterverarbeitung bzw. -handhabung zur Verfügung. Auf diese Weise können sämtliche Fäden 2 der Schicht 1 nacheinander separiert werden.
Claims (16)
- Vorrichtung zur Separierung einer vorbestimmten Anzahl von Fäden (2) aus einer Fadenschicht (1), bei der die Fäden (2) der Fadenschicht (1) an zumindest zwei Stellen eingespannt sind, und mittels eines Separiermittels zumindest ein Faden von der Fadenschicht (1) abteilbar ist, mit einem Saugmittel (8), mit dem ein Unterdruck erzeugbar ist, sowie mit Antriebsmittel, mit denen das Saugmittel (8) gegenüber der Fadenschicht (1) relativ bewegbar ist, wobei bei einer relativen Annäherung des Saugmittels (8) an die Fadenschicht (1) aufgrund des Unterdrucks eine Auslenkung von zumindest einem Faden in Richtung des Saugmittels (8) erzeugbar ist,
gekennzeichnet durch
eine Detektionseinrichtung (5), mit der eine Überprüfung eines Separierungsergebnisses durchführbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmittel (8) eine Saugdüse (12) aufweist, die mit einer Fadenaufnahme und einem Saugspalt (15) versehen ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erstreckung des Spaltes (15) im wesentlichen parallel zu einem zu separierenden Faden ausgerichtet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite eines Spaltes (15) des Saugmittels (8) kleiner ist als eine Längserstreckung einer Querschnittsfläche eines zu separierenden Fadens.
- Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite eines Spaltes (15) des Saugmittels (8) einstellbar ist.
- Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenaufnahme trichterförmig zueinander geneigte Düsenflächen (14a, 14b) aufweist.
- Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Antriebsmittel für das Saugmittel (8), mit denen das Saugmittel (8) auf die Fadenschicht zu- und wieder wegbewegbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Detektionseinrichtung (5), mit der eine Vorschubbewegung des Saugmittels (8) oder der Fadenschicht (1) überprüfbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (5) eine Bildverarbeitungseinrichtung umfasst.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung Bestandteil eines Regelkreises ist, der so lange eine relative Separierbewegung der Saugdüse (12) in Richtung auf die Fadenschicht (1) und eine anschliessende relative Entnahmebewegung der Saugdüse (12) weg von der Fadenschicht (1) wiederholen lässt, bis die Detektionseinrichtung (5) einen von der Saugdüse (12) separierten Faden feststellt.
- Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugdüse (12) das einzige Separiermittel ist, mit dem jeweils ein Faden separiert wird.
- Verfahren zur Separierung einer vorbestimmten Anzahl von Fäden (2) aus einer Fadenschicht (1), bei der die Fäden (2) der Fadenschicht (1) an zumindest zwei Stellen eingespannt sind, wobei im Bereich der Fadenschicht (1) mit einem Saugmittel (8) ein Unterdruck erzeugt wird, durch den ein oder mehrere Fäden zumindest entlang eines Abschnitts ihrer Längserstreckung an ein Saugmittel (8) angesaugt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels einer Detektionseinrichtung (5) der Separiervorgang überwacht und Informationen zu seiner Steuerung ermittelt werden. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein angesaugter Faden in dem Saugmittel (8) gehalten und hierbei ein Abstand zwischen dem Saugmittel (8) und der Fadenschicht (1) vergrössert wird.
- Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sobald mittels der Detektionseinrichtung (5) eine Separierung der vorbestimmten Anzahl an Fäden festgestellt ist, ein Abteilmittel in der Lücke zwischen dem mindestens einen separierten Faden und dem ersten Faden der verbleibenden Fadenschicht (1) angeordnet wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund eines Messergebnisses der Separiervorgang so lange wiederholt wird, bis die Detektionseinrichtung (5) einen oder mehrere korrekt separierte Fäden detektiert.
- Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmittel unmittelbar vor einem vordersten Faden (2a) einer Fadenschicht (1) positioniert wird, der vorderste Faden durch den Unterdruck des Saugmittels (8) angesogen wird, das Saugmittel (8) so lange von der Fadenschicht (1) entfernt wird, bis die Detektionseinrichtung (5) genau einen einzelnen Faden detektiert.
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