EP1870501A1 - Vorrichtung zum Separieren von Fäden aus einer Fadenschicht, Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung und Verwendung der Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung zum Separieren von Fäden aus einer Fadenschicht, Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung und Verwendung der Vorrichtung Download PDF

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EP1870501A1
EP1870501A1 EP06405270A EP06405270A EP1870501A1 EP 1870501 A1 EP1870501 A1 EP 1870501A1 EP 06405270 A EP06405270 A EP 06405270A EP 06405270 A EP06405270 A EP 06405270A EP 1870501 A1 EP1870501 A1 EP 1870501A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
threads
thread
movement
thread layer
separating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06405270A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Metzler
Martin Hunziker
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Staeubli AG
Original Assignee
Staeubli AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Staeubli AG filed Critical Staeubli AG
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Priority to JP2009515686A priority patent/JP2009541601A/ja
Priority to AT07720206T priority patent/ATE431449T1/de
Priority to PT07720206T priority patent/PT1943380E/pt
Priority to ES07720206T priority patent/ES2327292T3/es
Priority to CN2007800016370A priority patent/CN101360855B/zh
Priority to US12/304,319 priority patent/US8032995B2/en
Priority to EP07720206A priority patent/EP1943380B1/de
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Priority to DE502007000728T priority patent/DE502007000728D1/de
Publication of EP1870501A1 publication Critical patent/EP1870501A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • 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

  • An elementary method step for handling a thread layer is the separation of threads from the thread layer.
  • this process step is in each case a single Thread or a subset detected with a predetermined number of threads and separated from the other threads of the thread layer or separated (separated) to allow each individual further treatment of each separated threads (regardless of the other threads of the thread layer).
  • all threads of the thread layer can be sequentially separated and each subjected to a further individual treatment.
  • the device according to the invention for separating a subset of threads from a thread layer comprises a movable separating means, a moving device for moving the separating means relative to the thread layer, a control device for controlling the moving device and a recognition device for detecting threads.
  • At least one relative coordinate of the working position with respect to the reference position is a variable parameter of the control device and at least one value for this relative coordinate of the control device is available.
  • a value for the relative coordinate of the working position can be provided, the respectively provided value of the control device for controlling the movement device being made available and the moving device is controlled so that the separating means is moved to the working value corresponding to the provided value, if necessary, and performs the separating movement.
  • relative coordinate is understood to be any information which characterizes the position of the working position relative to the reference position. Depending on the number of degrees of freedom which movements of the separating means may have, it may also be expedient to specify the respective working position by a plurality of relative coordinates.
  • the recognition device only needs capture a reference position with respect to the thread layer with metrological means within predetermined tolerances. Since the respective working position is determined by specifying one or more relative coordinates in each case relative to the reference position, it is not necessary for the recognition device to be able to recognize the position on the thread layer at which the separating agent must strike the thread layer predetermined number of threads reliably and without damaging the threads to separate (ie the detection device need not be designed to directly recognize the respective working position).
  • the recognition device need not necessarily be able to distinguish adjacent threads within the thread layer.
  • the latter therefore simplifies the handling of thread layers in which threads lie side by side without gaps or at a small distance, and / or the handling of adjacent threads, which are difficult to distinguish for other reasons, for example threads of the same color, strong hairiness or lint and / or small diameter.
  • a distance between the working position and the reference position is selected as the relative coordinate.
  • control device is designed such that the value for the relative coordinate of the control device as a function of a thread thickness at least one of the threads and / or as a function of the mean value of the thread strengths of a plurality of the threads and / or as a function of a predetermined number of threads to be separated can be determined.
  • the control device is given values for the respective thread thicknesses or for the number of threads to be separated.
  • a further embodiment comprises a measuring device for determining the respective thread thickness and / or the mean value of the respective thread thicknesses.
  • the device according to the invention is capable of automatically determining the relative coordinates of the respective working position for each thread layer to be processed. This measure increases the degree of automation and simplifies the operation of the device.
  • a further embodiment additionally comprises a monitoring device for monitoring the number of threads which have been separated from the thread layer after the separation movement has been carried out.
  • the monitoring device makes it possible to determine whether at least one thread has been separated and, if so, whether several threads, for example a double thread (i.e., two adjacent threads) have been separated, if necessary.
  • the recognition device comprises a device for the contactless detection of threads.
  • the mechanical stress of the threads is kept low, unwanted side effects of mechanical stresses (for example, wear and tear of threads) are reduced.
  • Non-contact detection of threads can be realized for example by optical means.
  • An embodiment of the recognition device comprises, for example, a first optical system for producing a first image of the threads, a first light-sensitive detector for acquiring the first image and an image processing system.
  • the image processing system enables evaluation of signals of the first light-sensitive detector and / or processing of the first image.
  • the image processing system serves, for example, a determination of the respective reference position.
  • the image processing system can also be used to determine or estimate the number of threads that have actually been separated, optionally, after performing the separation movement. For this purpose, with the first optical system, respectively, before performing the separating movement and after the execution the Separier Gay images of the threads are detected. By comparing the images, it can be checked whether at least one thread has been separated after the separation movement has been carried out or not.
  • An embodiment variant which is improved compared with the above-mentioned recognition device comprises - in addition to the said first optical system and the first light-sensitive detector - a second optical system for generating a second image of the threads and a second light-sensitive detector for detecting the second image, wherein the first and the second image represent the respective threads from different perspectives and an image processing system is provided which allows an evaluation of the two images.
  • a comparison of the first and the second image provides information about the instantaneous arrangement of the threads in three spatial dimensions (provided the two images represent the threads at the same time).
  • This (quasi) three-dimensional representation of the threads offers the advantage that a recognition of double threads is facilitated. In this way, the number of yarns actually separated in performing the separating movement can be increased in reliability be determined. Accordingly, this embodiment also represents a realization of the function of the above-mentioned monitoring device.
  • the devices according to the invention can be used, for example, in a textile machine, in particular in a knotting machine or in a drawing-in machine or in a cross-reading machine, for separating threads.
  • Fig. 1 shows (schematically) a device 1 for separating a subset of threads from a thread layer.
  • the device 1 is ready for processing a thread layer 5.
  • the thread layer 5 consists of a plurality of threads arranged parallel to each other within a plane (FIG the threads may optionally be held by conventional means).
  • the direction of the longitudinal extension of the threads is perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 1.
  • the threads are each shown in a cross section.
  • the device 1 comprises a base part 2 and an upper part 3 arranged on the base part 2.
  • the base part 2 is arranged stationary.
  • the upper part 3 is movable relative to the base part 2 in order to be able to position the upper part 3 relative to the thread layer 5.
  • the device 1 further comprises a drive 4 for positioning the upper part 3 with respect to the base part 2 or the thread layer 5.
  • the upper part 3 is movable forward and backward in particular parallel to the thread layer 5 and perpendicular to the respective threads of the thread layer 5, as shown in FIG. 1 is indicated by a double arrow designated 4 '.
  • a control device 20 is further housed.
  • the control device 20 is u. a. for controlling the drive 4, the movement device 15 and the recognition device 25 and for this purpose is designed to communicate with the drive 4 via a connection 20.1 and with the movement device 15 via a connection 20.2 and with the recognition device 25 via a connection 20.3 ,
  • the movement device 15 comprises a movable, straight arm 16, at one end of which the separating means 10 is fastened.
  • the movement device 15 permits movements of the separating means 10 with at least two degrees of freedom (hereinafter referred to as "degrees of freedom of movement").
  • the movement device is designed in such a way that the arm 16-controlled by the control device 20-can be moved forwards or backwards in its longitudinal direction (in FIG Frame of a first degree of freedom of movement, which is indicated in each case by an arrow or double arrow 17 in Fig. 1-6) and on the other hand about its longitudinal direction is rotatable (in the context of a second degree of freedom of movement, in each case by an arrow or Double arrow 18 is indicated).
  • the movement device 15 has - for the realization of the first degree of freedom of movement - a (not in the figures shown) linear guide for the arm 16 and the separating means 10 and - to realize the second degree of freedom - a (not shown in the figures) pivot bearing, which allows rotation of the arm 16 and the separating means 10 about a rotational axis of the pivot bearing on ,
  • the image processing system 40 is controlled by the control device 20 and designed for this purpose, corresponding Control signals via the connection 20.3 with the control device 20 to exchange.
  • the first camera 30 is electronically controlled and connected via a connection 40.1 to the image processing system 40 in order to exchange control signals and signals of the first light-sensitive detector 30.4 or data representing the first image with the image processing system 40.
  • the second camera 35 is electronically controlled and connected via a connection 40.2 to the image processing system 40 to exchange control signals and signals of the second light-sensitive detector 35.4 or data representing the second image with the image processing system 40.
  • the first optical system 30.1 enables the visual inspection of the thread layer 5 or the surroundings of the thread layer 5 within a solid angle 30.3 (see FIGS. 2-6) in the vicinity of the optical axis 30.2, while the second optical system 35.1 enables the visual inspection of the thread layer 5 or the surroundings of the thread layer 5 within a solid angle 35.3 (see FIGS. 2-6) in the vicinity of the optical axis 35.2.
  • the optical axes 30.2 and 35.2 are not parallel, but rather overlap at an angle which, in principle, could be chosen arbitrarily in an angle range between 0 ° and 180 °, which in the present example is approximately 45 °.
  • the respective perspectives, from which the first image and the second image each show the thread layer 5, are accordingly different.
  • the optical axis 30.2 of the first optical system 30.1 is oriented perpendicular to the plane which spans the thread layer 5.
  • This orientation of the optical axis 30.2 is arbitrary, but useful in this context, since the upper part 3 is movable parallel to the thread layer 5 and under the present conditions, the positioning of the upper part 3 relative to the thread layer 5 and the sequence of a separation of threads relatively simple ( ie with relatively little effort) can be controlled exclusively with the help of the first camera 30 and the first optical system 30.1.
  • a reference position with respect to the thread layer 5 is first determined before separation and determines a working position of the separating means 10 with respect to the respective reference position.
  • the respective first image of the thread layer 5 produced by the first optical system 30.1 is analyzed by the image processing system 40 under the control of the control device 20 to determine if the Upper part already - as desired - is positioned so that the optical axis 30.2 the thread layer 5 on the edge 5 'forming thread 5.1 tangent; otherwise, the control device 20 controls the drive 4 such that the upper part 3 is brought into the desired position.
  • the upper part 3 can be positioned so reproducibly with respect to the thread layer 5.
  • the point at which the optical axis 30.2 tangles the thread layer 5 on the edge 5 'or on the thread 5.1 defines a reference position R on the thread layer 5 with respect to which the respective spatial position of the separating means 10 can be determined.
  • the reference position R is therefore recognized by the recognition device 25 (as previously described by an evaluation of the first image with the aid of the image processing system 40).
  • the reference position R it is possible to dispense with positioning the upper part 3 in such a way that the optical axis 30.2 touches the thread layer 5 at the edge 5 '. Only the spatial arrangement of the thread layer 5 relative to the optical system 30.1 or to the optical axis 30.2 is detected by measurement.
  • a reference position R for example, the point on the thread layer 5 serve, which has the smallest distance from the optical axis 30.2.
  • This reference position R can be determined by an evaluation of the first image of the thread layer 5 produced by the first optical system 30.1 (preferably with transmitted light) with the aid of the image processing system 40.
  • the reference position R can be characterized, for example, by specifying its distance from the optical axis 30.2 or an indication of corresponding spatial coordinates. In this case, it is not necessary to position the upper part 3 with great accuracy relative to the thread layer 5 or to arrange or align the optical axis 30.2 precisely relative to the thread layer 5 before each separation movement is carried out (it is sufficient that the reference position R or an environment the reference position R is detected by the first optical system 30.1 and the image processing system 40, respectively, and the reference position is determined with the desired accuracy).
  • a working position A of the separating means 10 is specified by specifying a relative coordinate with respect to the reference position R:
  • the relative distance is expediently the distance ⁇ between the edge 5 'and the working position A.
  • the respective distance ⁇ is realized in each case by a suitable positioning of the arm 16, if necessary by a movement of the arm 16 in the longitudinal direction of the arm 16 (ie in the direction of the arrow or double arrow 17 in Fig. 1-6).
  • the respective working position A is determined so that the separating means 10 is introduced during a rotation of the arm 16 about its longitudinal direction (i.e., in the direction of the arrow or double arrow 18) between the respective thread to be separated and an adjacent thread.
  • the separating means 10 and the arm 16 are shown in a working position A, as a starting position for a separation of a single thread, d. H. of the thread 5.1, (the separating means 10 and the arm 16 are shown in dashed lines in the corresponding position).
  • the respective position of the separating means 10 relative to the upper part 3 or relative to the optical axis 30.2 of the control device 20 must be known or made known.
  • the data required for determining the position of the separating means 10 can be made available to the control device 20 during system initialization or system configuration (for example when the device 1 is put into operation).
  • FIG. 2 shows the device 1 in a state which can serve as a starting point for carrying out the method for separating a thread at the edge 5 '.
  • the upper part 3 is positioned under the control of the control device 20 so that the optical axis 30.2 the edge 5 'approximately tangent, wherein the distance between the edge 5 'and the optical axis 30.2 falls below a predetermined amount.
  • the arrangement of the upper part 3 with respect to the thread layer 5 is verified by means of the recognition device 25 (as described above).
  • the point at the edge 5 'of the thread layer 5 which has the smallest distance to the optical axis 30. 2 is regarded as the reference position R.
  • the reference position R is recognized by the recognition device 25 and is thus determined for the further course of the method.
  • the separating means 10 has in the present example - as can be seen in Figures 2-6 - the shape of a pointed wedge and is attached to one end of the arm 16 such that a pointed end of the separating means 10 at the periphery of the arm 16 projects radially.
  • the position of the arm 16 and thus the position of the separating means 10 is changed, taking advantage of the above-mentioned degrees of freedom of movement of the moving device 15 or of the arm 16: (i) the first degree of freedom of movement to change the position of the separating means 10 in the longitudinal direction of the arm 16 (ie, in the direction of the arrows 17), and (ii) the second degree of freedom of movement to rotate the arm 16 and the separating means 10, respectively, about the longitudinal direction of the arm 16 ( ie in the direction of the arrows 18) and thereby change the angular position of the separating means 10 with respect to the axis of rotation.
  • the separating means 10 is removed from the edge 5 'of the thread layer 5 at a predetermined starting position and is arranged at a distance from the reference position R.
  • the coordinates of the respective position of the separating means 10 are transmitted from the moving device 15 via the connection 20.2 transmitted to the control device 20.
  • a corresponding value for the relative coordinate ⁇ (distance between the working position A from the reference position R and from the edge 5 ') is provided and made available to the control device 20 for controlling the moving device 15. Accordingly, the control device 20 instructs the movement device 15 to move the separating means 10 from the starting position according to FIG. 2 to the working position A.
  • FIG. 4 shows the separating means 10 after the separating means 10 has carried out a separating movement by means of a corresponding control of the movement device 15 (in comparison with the situation according to FIG. 3) starting from the working position A:
  • the arm 16 has been moved in the direction of the arrow 18 rotated about its longitudinal direction (second degree of freedom of movement), wherein the pointed end of the separating means 10 between the thread 5.1 at the edge 5 'of the thread layer 5 and the adjacent thread was performed.
  • the thread 5.1 is separated (separated) after this separating movement by the separating means 10 from the adjacent thread.
  • the device 1 is equipped with a tensioning device 7, the threads of the thread layer 5 in the vicinity of the edge 5 'before separating and / or at least in the initial phase of the separation under defined conditions aligns or keeps aligned.
  • the tensioning device 7 comprises two supporting elements 8 arranged below the thread layer 5, which each have on their upper sides a flat bearing surface 8.1 for the thread layer 5, and two movable arms 9.1 and 9.2.
  • the support members 8 are fixed relative to the upper part 3 and arranged parallel to the thread layer 5 such that the threads of the thread layer 5 lie on the respective bearing surfaces 8.1 of the support members 8.
  • the movable arms 9.1 and 9.2 can be moved within a plane that is perpendicular to the thread layer 5 and perpendicular to the threads of the thread layer 5, relative to the thread layer 5 and relative to the bearing surfaces 8.1, wherein the movable arm 9.1 below the thread layer 5 and the movable arm 9.2 is arranged above the thread layer.
  • the two arms 9.1 and 9.2 Prior to separation (FIGS. 2 and 3) and / or in the initial phase of separation (FIG. 4), the two arms 9.1 and 9.2 are oriented approximately horizontally and are arranged close to one another such that the threads of the thread layer 5 are separated from the arms 9.1 and 9.2 are deflected.
  • the threads of the thread layer 5 can be additionally set under an increased tension by the thread layer 5 is pressed by a suitable positioning of the arms 9.1 and 9.2 down. This ensures that the thread layer 5 is pressed with an increased contact pressure on the bearing surfaces 8.1 (see Fig. 2-4).
  • the said measures cause the threads - if they are deflected by the arms 9.1 and 9.2 - lie within a single layer next to each other and aligned parallel to each other are. In this way it can be ensured that the threads are not twisted together in their longitudinal direction or are not stacked perpendicular to the horizontal plane when the separation is performed. The separation can thus be carried out under defined, reproducible conditions.
  • the thread 5.1 is now in a "test position" P (FIG. 5).
  • the thread 5.1 initially remains in the test position P during a predetermined period of time. During this period, it is examined whether the separating movement has led to the desired result in the situation according to FIG. 4 (ie if in this case a single thread is present at the edge of the thread layer 5) was separated).
  • This examination is carried out with the aid of the first camera 30 in conjunction with the image processing system 40 and optionally additionally with the aid of the second camera 35.
  • first with the first optical system 30.1 of the first Camera 30 generates a first image of the immediate vicinity of the separating agent 10 and evaluated using the image processing system 40.
  • the evaluation gives (as explained above) reliable information as to whether at least one thread has been separated.
  • a second image of the immediate vicinity of the separating means 10 can be generated with the aid of the second optical system 35.1 of the second camera 35 and evaluated with the aid of the image processing system 40.
  • the first and second images show the surroundings of the separating means 10 from two different perspectives.
  • the control device 20 constantly monitors the spatial position of the thread layer 5 or the respective reference position R with respect to the optical axis 30.2. If the distance of the edge of the thread layer 5 or the reference position R from the optical axis 30.2 exceeds a predetermined upper limit, the control device causes by means of appropriate, to be executed by the drive 4 control commands that the upper part 3 is positioned relative to the thread layer 5 such that the edge 5 'of the thread layer 5 lies on the first image in a predetermined region in the vicinity of the optical axis 30.2. Said area is chosen so that the separation of a predetermined minimum number of threads can be monitored with the camera 30, without moving the upper part 3 again relative to the thread layer 5.
  • the distance ⁇ of the working position A from the Reference position R can be selected in about ⁇ n D, where D is the diameter of the respective threads (assuming that all threads of the thread layer have the same diameter D).
  • D is the diameter of the respective threads (assuming that all threads of the thread layer have the same diameter D).
  • the detection device 25 could alternatively (instead of the cameras 30 or 35) also be equipped with other means for non-contact detection of threads in order to define the respective reference position and the number of threads separated after performing a separating movement with the separating means determine:
  • Such devices can be realized, for example, with ultrasonic transmitters and ultrasonic receivers, the thread layer 5 and the separated threads are detected by ultrasound.
  • the detection of the threads can also be made with touch-sensitive sensors (for example, piezoelectric sensors or other force sensors).

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Abstract

Die Vorrichtung (1) dient zum Separieren einer Teilmenge von Fäden (5.1) aus einer Fadenschicht (5) mit einem bewegbaren Separiermittel (10), wobei die Fadenschicht (5) aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Fäden gebildet ist. Die Vorrichtung umfasst eine Bewegungsvorrichtung (15, 4) zum Bewegen des Separiermittels (10) relativ zur Fadenschicht (5), eine Steuervorrichtung (20) zum Steuern der Bewegungsvorrichtung (15, 4) und eine Erkennungsvorrichtung (25) zum Erkennen von Fäden, wobei die Erkennungsvorrichtung (25) die Erkennung einer Referenzposition (R) bezüglich der Fadenschicht (5) ermöglicht und die Bewegungsvorrichtung (15, 4) derart steuerbar ist, dass das Separiermittel (10) an eine Arbeitsposition (A) bezüglich der Fadenschicht (5) bringbar ist und eine Separierbewegung (18), bei welcher das Separiermittel (10) zumindest teilweise zwischen zwei benachbarten Fäden eingeführt wird, ausführen kann. Mindestens eine Relativkoordinate (”) der Arbeitsposition (A) bezüglich der Referenzposition (R) ist ein variabler Parameter der Steuervorrichtung (20) und mindestens ein Wert für diese Relativkoordinate (”) kann der Steuervorrichtung (20) zur Verfügung gestellt werden.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Separieren einer Teilmenge von Fäden aus einer Fadenschicht mit einem bewegbaren Separiermittel, ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung und eine Verwendung der Vorrichtung.
  • In vielen industriellen Prozessen, die auf einer Verarbeitung von Fäden beruhen (z. B. Verfahren zur Herstellung von Geweben, Textilien etc.), spielt die Handhabung von Fadenschichten, die aus einer Vielzahl von nebeneinander - beispielsweise parallel - angeordneten Fäden bestehen, eine zentrale Rolle.
  • Beispielsweise sind die Kettfäden einer Webkette, wie sie auf Webmaschinen verarbeitet werden, in der Regel mehr oder weniger dicht nebeneinander angeordnet und bilden somit eine meist ebene (Kett-) Fadenschicht. Dabei sind zwischen benachbarten Fäden der Fadenschicht üblicherweise mehr oder weniger grosse Lücken ausgebildet, wobei die Grösse dieser Lücken im Zusammenhang stehen einerseits mit der Fadenstärke (Durchmesser) der verwendeten Fäden, deren Beschaffenheit, wie beispielsweise Haarigkeit, und andererseits mit dem Grad der Feinheit, der Schwere oder der Dichte, welche das aus der Fadenschicht herzustellende Gewebe aufweisen soll.
  • Ein elementarer Verfahrensschritt zur Handhabung einer Fadenschicht ist das Separieren von Fäden aus der Fadenschicht. Beim diesem Verfahrensschritt wird jeweils ein einzelner Faden oder eine Teilmenge mit einer vorgegebenen Anzahl von Fäden erfasst und von den übrigen Fäden der Fadenschicht abgeteilt bzw. getrennt (separiert), um jeweils eine individuelle Weiterbehandlung der jeweils separierten Fäden (unabhängig von den übrigen Fäden der Fadenschicht) zu ermöglichen. Durch wiederholtes Anwenden des Verfahrensschritts können nacheinander alle Fäden der Fadenschicht separiert und jeweils einer weiteren individuellen Behandlung unterzogen werden.
  • Die vorstehend genannten Konzepte für Verfahren zum Separieren von Fäden aus einer Fadenschicht haben in der industriellen Produktion eine Reihe von Anwendungen gefunden.
  • Eine typische Anwendung betrifft beispielsweise die Vorbereitung einer Webmaschine für die Produktion von Geweben, wobei üblicherweise eine Vielzahl von (Kett-) Fäden einzeln durch verschiedene in einem Webgeschirr vorgesehene Öffnungen (beispielsweise die Öffnung für das Fadenauge in einer Weblitze) gezogen werden müssen. Zu diesem Zweck wird in der Regel aus einer vorbereiteten Fadenschicht jeweils der Faden, der an einer vorgegebenen Seite der Fadenschicht momentan den Rand bildet, separiert und anschliessend durch eine diesem Faden zugeordnete Öffnung im Webgeschirr gefädelt, wobei dieser Prozess so oft wiederholt wird, bis alle Fäden der Fadenschicht abgearbeitet sind.
  • Eine andere typische Anwendung betrifft beispielsweise Knüpfmaschinen, deren Aufgabe darin besteht, Fäden einer ersten Fadenschicht mit Fäden einer zweiten Fadenschicht zu verknüpfen (beispielsweise mittels Verknoten), um die erste Fadenschicht mit der zweiten Fadenschicht zu verbinden. Zu diesem Zweck separiert eine Knüpfmaschine in der Regel jeweils einen Faden am Rand der ersten Fadenschicht und einen Faden am Rand der zweiten Fadenschicht, verknüpft ein Ende des einen separierten Fadens mit einem Ende des anderen separierten Fadens und wiederholt diesen Prozess, bis jeder Faden der ersten Fadenschicht mit einem Faden der zweiten Fadenschicht verbunden ist.
  • Bei Vorrichtungen zum Separieren von Fäden aus einer Fadenschicht besteht ein wesentliches Erfordernis darin, die Anzahl der Fäden, die in einem einzelnen Arbeitsschritt separiert werden, genau zu kontrollieren: Sollte die Anzahl der in einem Arbeitsschritt separierten Fäden von einer vorgegebenen Soll-Anzahl abweichen, dann können bei folgenden Arbeitsschritten unkontrolliert Unregelmässigkeiten auftreten, die zu einer verminderten Qualität der herzustellenden Erzeugnisse und gegebenenfalls zu unbrauchbaren Erzeugnissen führen können.
  • Aus EP0206196 ist eine Vorrichtung zum Separieren eines einzelnen Fadens aus einer Fadenschicht mittels eines bewegbaren Separiermittels bekannt. Das Separiermittel dieser Vorrichtung ist als sogenannte Abteilnadel ausgebildet, welche eine Nadelspitze und eine an einer Seitenflanke der Nadelspitze angeordnete Kerbe aufweist. Zum Separieren (bzw. Abteilen) eines Fadens am Rande wird die Nadelspitze mit dem zu separierenden Faden in Kontakt gebracht und in ihrer Längsrichtung bewegt, bis der zu separierende Faden von der Kerbe erfasst wird, wobei die Abteilnadel im Bereich der Kerbe zumindest teilweise in eine Lücke zwischen dem zu separierenden Faden und einem benachbarten Faden eingeführt wird. Bei einer weiteren Bewegung der Abteilnadel wird der von der Kerbe erfasste Faden von den übrigen Fäden der Fadenschicht getrennt (separiert bzw. abgeteilt). Um zu erreichen, dass die Abteilnadel immer genau einen Faden erfasst und separiert, muss die Form der Kerbe innerhalb enger Toleranzen an die Querschnittsform des zu separierenden Fadens angepasst sein. Andernfalls besteht die Gefahr, dass entweder kein Faden von der jeweiligen Kerbe erfasst und separiert wird oder mehrere Fäden erfasst und separiert werden.
  • Demgemäss muss die Vorrichtung, um Fäden unterschiedlicher Stärke verarbeiten zu können, mit verschiedenen Abteilnadeln ausgerüstet sein, die gegebenenfalls ausgetauscht werden müssen, wenn Fäden mit unterschiedlichen Durchmessern verarbeitet werden sollen. Das Austauschen der Abteilnadeln ist gewöhnlich aufwändig. Weiterhin ist die Ausstattung der Vorrichtung mit einer Vielzahl von Abteilnadeln, die einen bestimmten Bereich von Fadenstärken abdecken, kostspielig. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass selbst die Herstellung einer einzelnen Abteilnadel mit hohen Kosten verbunden sein kann, wenn die Kerbe der jeweiligen Abteilnadel mit grosser Präzision gefertigt werden muss. Letzteres trifft insbesondere auf Abteilnadeln zu, die zum Separieren von verhältnismässig dünnen Fäden vorgesehen sind.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Separieren einer Teilmenge von Fäden aus einer Fadenschicht mit einem bewegbaren Separiermittel zu schaffen, welche die Handhabung von Fäden mit unterschiedlichen Fadenstärken vereinfacht. Weiterhin sollen ein Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung und Verwendungen der Vorrichtung spezifiziert werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und eine Verwendung gemäss Anspruch 18.
  • Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum Separieren einer Teilmenge von Fäden aus einer Fadenschicht umfasst ein bewegbares Separiermittel, eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Separiermittels relativ zu der Fadenschicht, eine Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegungsvorrichtung und eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Fäden.
  • Dabei ist vorausgesetzt, dass die Fadenschicht aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Fäden gebildet ist und die Teilmenge aus einem oder mehreren der an einem Rand der Fadenschicht angeordneten Fäden der Fadenschicht besteht, dass die Erkennungsvorrichtung die Erkennung einer Referenzposition bezüglich der Fadenschicht ermöglicht und dass die Bewegungsvorrichtung derart steuerbar ist, dass das Separiermittel (durch Bewegen des Separiermittels und/oder der Fadenschicht) an eine Arbeitsposition bezüglich der Fadenschicht bringbar ist und eine Separierbewegung, bei welcher das Separiermittel zumindest teilweise zwischen zwei benachbarten Fäden eingeführt wird, ausführen kann.
  • Gemäss der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Relativkoordinate der Arbeitsposition bezüglich der Referenzposition ein variabler Parameter der Steuervorrichtung ist und mindestens ein Wert für diese Relativkoordinate der Steuervorrichtung zur Verfügung stellbar ist.
  • Gemäss der Erfindung wird demnach ein einziges Separiermittel zum Separieren von Fäden verwendet. Zum Separieren eines Fadens mit einem vorgegebenen (beliebig grossen) Fadendurchmesser muss lediglich eine Arbeitsposition des Separiermittels bezüglich einer vorbestimmten Referenzposition geeignet gewählt werden, das Separiermittel gegebenenfalls an diese Arbeitsposition gebracht und anschliessend die Separierbewegung des Separiermittels ausgeführt werden. Die relative räumliche Lage der jeweiligen Arbeitsposition bezüglich der Referenzposition kann jeweils in einem vorbestimmten Rahmen variiert werden und vor dem Separieren - in Abhängigkeit von dem Durchmesser der jeweils zu separierenden Fäden - geeignet gewählt werden.
  • Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Wert für die Relativkoordinate der Arbeitsposition bereitgestellt werden, der jeweils bereitgestellte Wert der Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegungsvorrichtung zur Verfügung gestellt werden und die Bewegungsvorrichtung derart gesteuert werden, dass das Separiermittel gegebenenfalls an die dem bereitgestellten Wert entsprechende Arbeitsposition bewegt wird und die Separierbewegung ausführt.
  • Da die Relativkoordinate der Arbeitsposition ein variabler Parameter der Steuervorrichtung ist, können durch geeignete Vorgabe der jeweiligen Relativkoordinaten verschiedene Arbeitspositionen bezüglich einer vorgegebenen Referenzposition angesteuert werden und dadurch Fäden mit unterschiedlichen Fadendicken mit jeweils demselben Separiermittel separiert werden. Ein Austausch des Separiermittels kann deshalb unterbleiben.
  • Als Referenzposition ist jede Raumkoordinate geeignet, die die räumliche Lage der Fadenschicht bzw. eines Randes der Fadenschicht oder der jeweiligen zu separierenden Fäden definiert. Als Referenzposition kann beispielsweise ein bestimmter Ort an einem Rand der Fadenschicht oder an einem bestimmten Faden der Fadenschicht oder in einem vorgegebenen Abstand zur Fadenschicht bzw. zu einem bestimmten Faden der Fadenschicht vorgesehen sein. Vor dem Separieren wird jeweils nach einem vorgegebenen Kriterium die jeweilige Referenzposition ermittelt und anschliessend eine Relativkoordinate bestimmt, die die Arbeitsposition des Separiermittels bezüglich der Referenzposition definiert.
  • Als "Relativkoordinate" wird in diesem Zusammenhang jede Angabe verstanden, die die Lage der Arbeitsposition relativ zur Referenzposition charakterisiert. Je nach Anzahl der Freiheitsgrade, die Bewegungen des Separiermittels aufweisen können, kann es auch zweckmässig sein, die jeweilige Arbeitsposition durch mehrere Relativkoordinaten zu spezifizieren.
  • Gemäss der Erfindung muss die Erkennungsvorrichtung lediglich eine Referenzposition bezüglich der Fadenschicht mit messtechnischen Mitteln innerhalb vorgegebener Toleranzen erfassen. Da die jeweilige Arbeitsposition durch Angabe einer oder mehrerer Relativkoordinaten jeweils relativ zur Referenzposition festgelegt wird, ist es nicht notwendig, dass die Erkennungsvorrichtung in der Lage ist, die Position auf der Fadenschicht zu erkennen, an der das Separiermittel auf die Fadenschicht treffen muss, um eine vorgegebene Anzahl von Fäden zuverlässig und ohne Beschädigung der Fäden zu separieren (d. h. die Erkennungsvorrichtung muss nicht dazu ausgelegt sein, die jeweilige Arbeitsposition direkt zu erkennen).
  • Letzteres ist vorteilhaft insbesondere im Hinblick auf die Anforderungen, die die Erkennungsvorrichtung erfüllen muss. Die Erkennungsvorrichtung muss beispielsweise benachbarte Fäden innerhalb der Fadenschicht nicht unbedingt unterscheiden können. Letzteres vereinfacht deshalb die Handhabung von Fadenschichten, in denen Fäden lückenlos bzw. mit geringem Abstand nebeneinander liegen, und/oder die Handhabung von nebeneinander liegenden Fäden, die aus anderen Gründen schwer zu unterscheiden sind, beispielsweise Fäden mit gleicher Farbe, starker Haarigkeit oder mit Flusen und/oder mit geringem Durchmesser.
  • In einer Ausführungsform ist als Relativkoordinate ein Abstand zwischen der Arbeitsposition und der Referenzposition gewählt. Diese Art, die Arbeitsposition zu spezifizieren, ist mit einfachen Mitteln realisierbar und beispielsweise dann besonders gut geeignet, wenn die Bewegungsvorrichtung das Separiermittel ausschliesslich mit geradlinigen (linearen) Bewegungen zur jeweiligen Arbeitsposition bewegt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Steuervorrichtung derart ausgelegt, dass der Wert für die Relativkoordinate von der Steuervorrichtung als Funktion einer Fadenstärke mindestens eines der Fäden und/oder als Funktion des Mittelwerts der Fadenstärken einer Mehrzahl der Fäden und/oder als Funktion einer vorgegebenen Anzahl von zu separierenden Fäden ermittelbar ist. In diesem Fall werden der Steuervorrichtung Werte für die jeweiligen Fadenstärken bzw. für die Anzahl der zu separierenden Fäden vorgegeben. Eine derartige Auslegung der Steuervorrichtung vereinfacht das Separieren von Fäden mit unterschiedlichem Durchmesser und erlaubt es auf einfache Weise, die Anzahl der jeweils mit einer Separierbewegung zu separierenden Fäden zu variieren.
  • Eine weitere Ausführungsform umfasst eine Messvorrichtung zum Bestimmen der jeweiligen Fadenstärke und/oder des Mittelwerts der jeweiligen Fadenstärken. Dadurch ist die erfindungsgemässe Vorrichtung in der Lage, die Relativkoordinaten der jeweiligen Arbeitsposition für jede zu bearbeitende Fadenschicht selbsttätig zu ermitteln. Diese Massnahme erhöht den Automatisierungsgrad und vereinfacht die Bedienung der Vorrichtung.
  • Eine weitere Ausführungsform umfasst zusätzlich eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Anzahl der Fäden, die nach einem Ausführen der Separierbewegung aus der Fadenschicht separiert worden sind. Die Überwachungseinrichtung ermöglicht die Feststellung, ob mindestens ein Faden separiert wurde und, falls ja, ob gegebenenfalls mehrere Fäden, beispielsweise ein Doppelfaden (d. h. zwei nebeneinander liegende Fäden), separiert wurden.
  • In einer Weiterbildung der vorstehend genannten Ausführungsformen ist vorgesehen, die Fadenstärke der Fäden der Fadenschicht vor dem Separieren mit Hilfe der Bewegungsvorrichtung und der vorstehend genannten Überwachungseinrichtung jeweils experimentell zu bestimmen. Zu diesem Zweck wird - beispielsweise durch Probieren, z. B. durch Ausführen der Separierbewegung an verschiedenen Arbeitspositionen mit jeweils verschiedenen Relativkoordinaten - die Relativkoordinate einer Arbeitsposition derart gewählt, dass ein oder mehrere Fäden separiert werden, wenn das Separiermittel an diese Arbeitsposition gebracht wird und anschliessend die Separierbewegung ausgeführt wird. Nach dem Ausführen der Separierbewegung wird die Anzahl der separierten Fäden ermittelt und die jeweilige Fadenstärke oder der Mittelwert der Fadenstärken der jeweils separierten Fäden aus der gewählten Relativkoordinate der Arbeitsposition und der ermittelten Anzahl der separierten Fäden bestimmt.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Erkennungsvorrichtung eine Einrichtung zum berührungslosen Detektieren von Fäden umfasst. Dadurch wird die mechanische Beanspruchung der Fäden gering gehalten, unerwünschte Begleiterscheinungen von mechanischen Beanspruchungen (beispielsweise Abnutzung bzw. Verschleiss von Fäden) werden reduziert.
  • Ein berührungsloses Detektieren von Fäden kann beispielsweise mit optischen Mitteln realisiert werden.
  • Eine Ausführungsform der Erkennungsvorrichtung umfasst beispielsweise ein erstes optisches System zur Erzeugung eines ersten Bildes der Fäden, einen ersten lichtsensitiven Detektor zum Erfassen des ersten Bildes und ein Bildverarbeitungssystem. Das Bildverarbeitungssystem ermöglicht eine Auswertung von Signalen des ersten lichtsensitiven Detektors und/oder eine Verarbeitung des ersten Bildes. Das Bildverarbeitungssystem dient beispielsweise einer Bestimmung der jeweiligen Referenzposition. Das Bildverarbeitungssystem kann auch dazu verwendet werden, die Anzahl der Fäden zu bestimmen oder zu schätzen, die gegebenenfalls nach einer Ausführung der Separierbewegung tatsächlich separiert wurden. Zu diesem Zweck können mit dem ersten optischen System jeweils vor einem Ausführen der Separierbewegung und nach dem Ausführen der Separierbewegung Bilder der Fäden erfasst werden. Durch Vergleich der Bilder kann kontrolliert werden, ob nach dem Ausführen der Separierbewegung mindestens ein Faden separiert wurde oder nicht. Falls die Auswertung der Bilder ergibt, dass mindestens ein Faden separiert wurde, kann durch eine genauere Auswertung der Bilder untersucht werden, ob gegebenenfalls mehrere Fäden separiert wurden. Demnach ermöglicht diese Auswertung auch eine Realisierung der Funktion der oben genannten Überwachungseinrichtung. Die Zuverlässigkeit dieser Auswertung kann allerdings dann limitiert sein, wenn mehrere separierte Fäden derart übereinander liegen (in der Richtung der optischen Abbildung des optischen Systems), dass sie bei einer Auswertung der Bilder mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems nicht unterschieden werden können. In diesem Fall kann gegebenenfalls nicht unterschieden werden, ob ein einzelner Faden separiert wurde oder mehre Fäden (beispielsweise ein Doppelfaden) separiert wurden.
  • Eine gegenüber der vorstehend genannten Erkennungsvorrichtung verbesserte Ausführungsvariante umfasst - zusätzlich zu dem genannten ersten optischen System und dem genannten ersten lichtsensitiven Detektor - ein zweites optisches System zur Erzeugung eines zweiten Bildes der Fäden und einen zweiten lichtsensitiven Detektor zum Erfassen des zweiten Bildes, wobei das erste und das zweite Bild die jeweiligen Fäden aus verschiedenen Perspektiven darstellen und ein Bildverarbeitungssystem vorgesehen ist, das eine Auswertung der beiden Bilder gestattet. Ein Vergleich des ersten und des zweiten Bildes liefert eine Information über die momentane Anordnung der Fäden in drei Raumdimensionen (vorausgesetzt, die beiden Bilder stellen die Fäden jeweils zum gleichen Zeitpunkt dar). Diese (quasi-) dreidimensionale Darstellung der Fäden bietet den Vorteil, dass eine Erkennung von Doppelfäden erleichtert wird. Auf diese Weise kann die Anzahl der Fäden, die beim Ausführen der Separierbewegung tatsächlich separiert werden, mit einer erhöhten Zuverlässigkeit bestimmt werden. Demnach stellt diese Ausführungsvariante auch eine Realisierung der Funktion der oben genannten Überwachungseinrichtung dar.
  • Die erfindungsgemässen Vorrichtungen können beispielsweise in einer Textilmaschine, insbesondere in einer Knüpfmaschine oder in einer Einziehmaschine oder in einer Kreuzeinlesemaschine, zum Separieren von Fäden verwendet werden.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung und insbesondere beispielhafte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung und des erfindungsgemässen Verfahrens werden im Folgenden anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Separieren von Fäden aus einer Fadenschicht mit einem bewegbaren Separiermittel, einer Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Separiermittels relativ zur Fadenschicht, einer Steuervorrichtung zum Steuern der Bewegungsvorrichtung und einer Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Fäden;
    Fig. 2-6
    jeweils einen Teil der Vorrichtung gemäss Fig. 1, wobei das Separiermittel in verschiedenen Stellungen dargestellt ist, die das Separiermittel beim Separieren von Fäden nacheinander einnimmt.
  • Fig. 1 zeigt (schematisch) eine Vorrichtung 1 zum Separieren einer Teilmenge von Fäden aus einer Fadenschicht.
  • Im vorliegenden Fall ist die Vorrichtung 1 zum Bearbeiten einer Fadenschicht 5 bereit. Es ist angenommen, dass die Fadenschicht 5 aus einer Vielzahl von Fäden besteht, die parallel zueinander innerhalb einer Ebene angeordnet sind (wobei die Fäden gegebenenfalls mit konventionellen Mitteln gehalten werden können). Die Richtung der Längserstreckung der Fäden ist senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1. Die Fäden sind jeweils in einem Querschnitt dargestellt.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst einen Basisteil 2 und einen auf dem Basisteil 2 angeordneten Oberteil 3. Im vorliegenden Fall ist der Basisteil 2 ortsfest angeordnet. Der Oberteil 3 ist relativ zum Basisteil 2 bewegbar, um den Oberteil 3 relativ zur Fadenschicht 5 positionieren zu können.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Antrieb 4 zur Positionierung des Oberteils 3 bezüglich des Basisteils 2 bzw. der Fadenschicht 5. Der Oberteil 3 ist insbesondere parallel zur Fadenschicht 5 und senkrecht zu den jeweiligen Fäden der Fadenschicht 5 vorwärts und rückwärts bewegbar, wie in Fig. 1 durch einen mit 4' bezeichneten Doppelpfeil angedeutet ist.
  • Im Rahmen der Erfindung wäre es natürlich eine gleichwertige Alternative, die Fadenschicht 5 bezüglich des Oberteils 3 bewegbar anzuordnen.
  • Der Oberteil 3 ist als Träger für mehrere Komponenten ausgebildet, die durch Bewegen des Oberteils 3 bezüglich der Fadenschicht 5 positioniert werden können. Zu diesen Komponenten gehören:
    • Ein Separiermittel 10,
    • eine Bewegungsvorrichtung 15 zum Bewegen des Separiermittels 10 (relativ zum Oberteil 3) und
    • eine Erkennungsvorrichtung 25 zum Erkennen von Fäden der Fadenschicht 5.
  • Die Bewegungsvorrichtung 15 und/oder der Antrieb 4 realisieren (jeweils für sich betrachtet oder in Verbindung miteinander) eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des Separiermittels 10 relativ zur Fadenschicht 5.
  • Im Oberteil 3 ist weiterhin eine Steuervorrichtung 20 untergebracht. Die Steuervorrichtung 20 ist u. a. zum Steuern des Antriebs 4, der Bewegungsvorrichtung 15 und der Erkennungsvorrichtung 25 vorgesehen und ist zu diesem Zweck dazu ausgebildet, über eine Verbindung 20.1 mit dem Antrieb 4 und über eine Verbindung 20.2 mit der Bewegungsvorrichtung 15 und über eine Verbindung 20.3 mit der Erkennungsvorrichtung 25 zu kommunizieren.
  • Die Steuervorrichtung ist bevorzugt mit elektronischen Mitteln realisiert. Die Verbindungen 20.1, 20.2 und 20.3 sind Kommunikationsverbindungen üblicher Art und dementsprechend mit verschiedenen Technologien realisierbar (beispielsweise über Verbindungsleitungen oder drahtlos).
  • Die Bewegungsvorrichtung 15 umfasst einen bewegbaren, geraden Arm 16, an dessen einem Ende das Separiermittel 10 befestigt ist. Die Bewegungsvorrichtung 15 ermöglicht Bewegungen des Separiermittels 10 mit mindestens zwei Freiheitsgraden (im Folgenden "Bewegungsfreiheitsgrade" genannt): Die Bewegungsvorrichtung ist derart ausgelegt, dass der Arm 16 - gesteuert von der Steuervorrichtung 20 - einerseits in seiner Längsrichtung vorwärts bzw. rückwärts bewegbar ist (im Rahmen eines ersten Bewegungsfreiheitsgrads, der in Fig. 1-6 jeweils durch einen Pfeil bzw. Doppelpfeil 17 angedeutet ist) und andererseits um seine Längsrichtung drehbar ist (im Rahmen eines zweiten Bewegungsfreiheitsgrads, der in Fig. 1-6 jeweils durch einen Pfeil bzw. Doppelpfeil 18 angedeutet ist).
  • Die Bewegungsvorrichtung 15 weist - zur Realisierung des ersten Bewegungsfreiheitsgrads - eine (in den Figuren nicht dargestellte) lineare Führung für den Arm 16 bzw. das Separiermittel 10 und - zur Realisierung des zweiten Bewegungsfreiheitsgrads - eine (in den Figuren nicht dargestellte) Drehlagerung, die eine Rotation des Arms 16 bzw. des Separiermittels 10 um eine Drehachse der Drehlagerung ermöglicht, auf.
  • Ein Verfahren, gemäss dem die genannten Bewegungsfreiheitsgrade zum Separieren von Fäden aus der Fadenschicht 5 genutzt werden können, wird weiter unten u. a. im Zusammenhang mit den Fig. 2-6 erläutert.
  • Die Erkennungsvorrichtung 25 ist zum Erkennen von Fäden der Fadenschicht 5 ausgebildet und umfasst zu diesem Zweck:
    • Eine erste Kamera 30 mit einem ersten optischen System 30.1 zur Erzeugung eines ersten Bildes der Fäden der Fadenschicht 5 und einen ersten lichtsensitiven Detektor 30.4 zum Erfassen des ersten Bildes, wobei dieses erste Bild die Fadenschicht 5 oder einen Teil der Fadenschicht 5 aus einer ersten Perspektive entlang einer optischen Achse 30.2 des ersten optischen Systems 30.1 zeigt,
    • eine zweite Kamera 35 mit einem zweiten optischen System 35.1 zur Erzeugung eines zweiten Bildes der Fäden der Fadenschicht 5 und einen zweiten lichtsensitiven Detektor 35.4 zum Erfassen des zweiten Bildes, wobei dieses zweite Bild die Fadenschicht 5 oder einen Teil der Fadenschicht 5 aus einer zweiten Perspektive entlang einer optischen Achse 35.2 des zweiten optischen Systems 35.1 zeigt, und
    • ein Bildverarbeitungssystem 40, welches zur Verarbeitung des ersten und des zweiten Bildes bestimmt ist.
  • Das Bildverarbeitungssystem 40 ist von der Steuervorrichtung 20 gesteuert und zu diesem Zweck dazu ausgebildet, entsprechende Steuersignale über die Verbindung 20.3 mit der Steuervorrichtung 20 auszutauschen.
  • Die erste Kamera 30 ist elektronisch gesteuert und über eine Verbindung 40.1 mit dem Bildverarbeitungssystem 40 verbunden, um Steuersignale und Signale des ersten lichtsensitiven Detektors 30.4 bzw. Daten, die das erste Bild repräsentieren, mit dem Bildverarbeitungssystem 40 auszutauschen.
  • Entsprechend ist die zweite Kamera 35 elektronisch gesteuert und über eine Verbindung 40.2 mit dem Bildverarbeitungssystem 40 verbunden, um Steuersignale und Signale des zweiten lichtsensitiven Detektors 35.4 bzw. Daten, die das zweite Bild repräsentieren, mit dem Bildverarbeitungssystem 40 auszutauschen.
  • Das erste optische System 30.1 ermöglicht die visuelle Inspektion der Fadenschicht 5 bzw. der Umgebung der Fadenschicht 5 innerhalb eines Raumwinkels 30.3 (siehe Fig. 2-6) in der Umgebung der optischen Achse 30.2, während das zweite optische System 35.1 die visuelle Inspektion der Fadenschicht 5 bzw. der Umgebung der Fadenschicht 5 innerhalb eines Raumwinkels 35.3 (siehe Fig. 2-6) in der Umgebung der optischen Achse 35.2 gewährleistet.
  • Wie Fig. 1 zeigt, sind die optischen Achsen 30.2 und 35.2 nicht parallel, sie überschneiden sich vielmehr in einem Winkel, der prinzipiell in einem Winkelbereich zwischen 0° und 180° beliebig gewählt werden könnte, im vorliegenden Beispiel ca. 45° beträgt. Die jeweiligen Perspektiven, aus denen das erste Bild und das zweite Bild die Fadenschicht 5 jeweils zeigen, sind demnach verschieden.
  • Um eine visuelle Inspektion der Fadenschicht 5 mit der Kamera 30 oder der Kamera 35 unter definierten Bedingungen zu ermöglichen, ist eine Beleuchtung der Fadenschicht 5 mittels einer Lichtquelle 23 zum Beleuchten der Fadenschicht 5 auf der von den Kameras 30 und 35 abgewandten Seite (d. h. zur Inspektion mit Durchlicht) und einer Lichtquelle 24 zum Beleuchten der Fadenschicht 5 auf der den Kameras 30 und 35 zugewandten Seite (d. h. zur Inspektion mit Auflicht) vorgesehen (das von der Lichtquelle 24 ausgehende Licht ist in Fig. 1 durch einen Pfeil 24' angedeutet). Die Lichtquellen 23 und 24 sind jeweils am Oberteil 3 befestigt und auf die Fadenschicht 5 ausgerichtet. Die Lichtquelle 23 wird vornehmlich für die Erkennung von Doppelfäden oder einer Referenzposition am Rand der Fadenschicht 5 verwendet, die Lichtquelle 24 für das Erkennen von Farben.
  • Im vorliegenden Fall ist die optische Achse 30.2 des ersten optischen Systems 30.1 senkrecht zu der Ebene ausgerichtet, die die Fadenschicht 5 aufspannt. Diese Ausrichtung der optischen Achse 30.2 ist willkürlich, aber in diesem Zusammenhang zweckmässig, da voraussetzungsgemäss der Oberteil 3 parallel zur Fadenschicht 5 bewegbar ist und unter den vorliegenden Bedingungen die Positionierung des Oberteils 3 bezüglich der Fadenschicht 5 und der Ablauf einer Separierung von Fäden verhältnismässig einfach (d. h. mit verhältnismässig geringem Aufwand) ausschliesslich mit Hilfe der ersten Kamera 30 bzw. des ersten optischen Systems 30.1 kontrolliert werden kann.
  • Die Vorrichtung 1 ist dafür vorgesehen, eine vorgegebene Anzahl von Fäden aus der Fadenschicht 5 an einem Rand 5' (siehe Fig. 1-4) der Fadenschicht 5 mit Hilfe des Separiermittels 10 zu separieren.
  • Gemäss der Erfindung wird vor dem Separieren zunächst eine Referenzposition bezüglich der Fadenschicht 5 festgelegt und eine Arbeitsposition des Separiermittels 10 bezüglich der jeweiligen Referenzposition bestimmt.
  • Im Beispiel gemäss Fig. 1 ist vorgesehen, dass vor dem Separieren der Oberteil 3 bezüglich der Fadenschicht 5 so positioniert wird (durch geeignete Steuerung des Antriebs 4 mittels der Steuervorrichtung 20), dass die optische Achse 30.2 die Fadenschicht 5 an dem den Rand 5' bildenden Faden 5.1 tangiert (in Fig. 1 ist der Rand 5' der Fadenschicht 5 durch einen mit 5' bezeichneten Pfeil markiert). Die jeweilige Positionierung des Oberteils 3 bezüglich der Fadenschicht 5 kann mittels der ersten Kamera 30 kontrolliert werden: Das jeweilige von dem ersten optischen System 30.1 erzeugte erste Bild der Fadenschicht 5 wird unter Kontrolle der Steuervorrichtung 20 von dem Bildverarbeitungssystem 40 analysiert, um festzustellen, ob das Oberteil bereits - wie erwünscht - so positioniert ist, dass die optische Achse 30.2 die Fadenschicht 5 an dem den Rand 5' bildenden Faden 5.1 tangiert; andernfalls steuert die Steuervorrichtung 20 den Antrieb 4 derart, dass der Oberteil 3 in die gewünschte Position gebracht wird. Der Oberteil 3 kann so reproduzierbar bezüglich der Fadenschicht 5 positioniert werden.
  • Im vorliegenden Beispiel definiert der Punkt, an dem die optische Achse 30.2 die Fadenschicht 5 am Rand 5' bzw. am Faden 5.1 tangiert, eine Referenzposition R an der Fadenschicht 5, bezüglich der die jeweilige räumliche Lage des Separiermittels 10 festgelegt werden kann.
  • Die Referenzposition R wird demnach von der Erkennungsvorrichtung 25 erkannt (wie vorbestehend beschrieben durch eine Auswertung des ersten Bildes mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems 40).
  • In einer Alternative zur Bestimmung der Referenzposition R kann darauf verzichtet werden, den Oberteil 3 so zu positionieren, dass die optische Achse 30.2 die Fadenschicht 5 am Rand 5' tangiert. Es wird lediglich die räumliche Anordnung der Fadenschicht 5 relativ zum optischen System 30.1 bzw. zur optischen Achse 30.2 messtechnisch erfasst. Als Referenzposition R kann beispielsweise der Punkt auf der Fadenschicht 5 dienen, der den geringsten Abstand von der optischen Achse 30.2 aufweist. Diese Referenzposition R kann durch eine Auswertung des mit dem ersten optischen System 30.1 (bevorzugt mit Durchlicht) erzeugten ersten Bildes der Fadenschicht 5 mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems 40 ermittelt werden. Dies kann mit einer Genauigkeit erfolgen, die durch das räumliche Auflösungsvermögen des ersten optischen Systems 30.1, des ersten lichtsensitiven Detektors 30.4 und des Bildverarbeitungssystems 40 bestimmt ist. Die Referenzposition R kann beispielsweise durch die Angabe ihres Abstands von der optischen Achse 30.2 oder eine Angabe entsprechender räumlicher Koordinaten charakterisiert werden. In diesem Fall ist es nicht notwendig, den Oberteil 3 mit grosser Genauigkeit relativ zur Fadenschicht 5 zu positionieren oder die optische Achse 30.2 vor jedem Ausführen einer Separierbewegung präzise relativ zur Fadenschicht 5 anzuordnen oder auszurichten (es genügt, dass die Referenzposition R bzw. eine Umgebung der Referenzposition R mittels des ersten optischen Systems 30.1 bzw. des Bildverarbeitungssystems 40 erfasst und die Referenzposition mit der erwünschten Genauigkeit bestimmt wird).
  • Eine Arbeitsposition A des Separiermittels 10 wird spezifiziert durch Angabe einer Relativkoordinate bezüglich der Referenzposition R: Als Relativkoordinate dient zweckmässigerweise der Abstand Δ zwischen dem Rand 5' und der Arbeitsposition A. Der jeweilige Abstand Δ wird jeweils realisiert durch eine geeignete Positionierung des Arms 16, gegebenenfalls durch eine Bewegung des Arms 16 in der Längsrichtung des Arms 16 (d. h. in Richtung des Pfeils bzw. Doppelpfeils 17 in Fig. 1-6).
  • Die jeweilige Arbeitsposition A wird so bestimmt, dass das Separiermittel 10 bei einer Drehung des Arms 16 um dessen Längsrichtung (d. h. in Richtung des Pfeils bzw. Doppelpfeils 18) zwischen dem jeweils zu separierenden Faden und einem benachbarten Faden eingeführt wird. In Fig. 1 sind das Separiermittel 10 und der Arm 16 in einer Arbeitsposition A gezeigt, die als Ausgangsposition für eine Separierung eines einzigen Fadens, d. h. des Fadens 5.1, geeignet ist (das Separiermittel 10 und der Arm 16 sind in der entsprechenden Stellung mit gestrichelten Linien dargestellt).
  • Um eine zuverlässige Positionierung des Separiermittels 10 relativ zur Fadenschicht 5 zu gewährleisten, muss die jeweilige Position des Separiermittels 10 relativ zum Oberteil 3 bzw. relativ zur optischen Achse 30.2 der Steuervorrichtung 20 bekannt sein oder bekannt gemacht werden. Die zur Bestimmung der Position des Separiermittels 10 benötigten Daten können der Steuervorrichtung 20 bei einer Systeminitialisierung bzw. Systemkonfigurierung (beispielsweise bei einer Inbetriebnahme der Vorrichtung 1) zur Verfügung gestellt werden.
  • Im Folgenden wird anhand der Figuren 2-6 ein Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung 1 zum Separieren einer Teilmenge von Fäden aus der Fadenschicht 5 erläutert. Das Verfahren wird exemplarisch für den Fall diskutiert, dass lediglich der Faden 5.1 am Rand 5' der Fadenschicht 5 von den übrigen Fäden der Fadenschicht 5 separiert werden soll.
  • Fig. 2 zeigt die Vorrichtung 1 in einem Zustand, der als Ausgangspunkt für die Durchführung des Verfahrens zum Separieren eines Fadens am Rand 5' dienen kann. Der Oberteil 3 ist unter der Kontrolle der Steuervorrichtung 20 derart positioniert, dass die optische Achse 30.2 den Rand 5' ungefähr tangiert, wobei der Abstand zwischen dem Rand 5' und der optischen Achse 30.2 ein vorgegebenes Mass unterschreitet. Die Anordnung des Oberteils 3 bezüglich der Fadenschicht 5 wird mittels der Erkennungsvorrichtung 25 (wie oben beschrieben) verifiziert. Als Referenzposition R wird im Folgenden derjenige Punkt am Rand 5' der Fadenschicht 5 angesehen, der den geringsten Abstand zur optischen Achse 30.2 aufweist. Die Referenzposition R wird von der Erkennungsvorrichtung 25 erkannt und ist somit für den weiteren Verlauf des Verfahrens festgelegt.
  • Das Separiermittel 10 hat im vorliegenden Beispiel - wie den Figuren 2-6 zu entnehmen ist - die Form eines spitzen Keils und ist an einem Ende des Arms 16 derart angebracht, dass ein spitzes Ende des Separiermittels 10 an der Peripherie des Arms 16 radial absteht.
  • Im Verlauf des Verfahrens (siehe Fig. 2-6) wird die Stellung des Arms 16 und somit die Stellung des Separiermittels 10 verändert, wobei die beiden oben erwähnten Bewegungsfreiheitsgrade der Bewegungsvorrichtung 15 bzw. des Arms 16 ausgenutzt werden: (i) der erste Bewegungsfreiheitsgrad, um die Position des Separiermittels 10 in der Längsrichtung des Arms 16 (d. h. in Richtung der Pfeile 17) zu verändern, und (ii) der zweite Bewegungsfreiheitsgrad, um den Arm 16 bzw. das Separiermittel 10 um die Längsrichtung des Arms 16 zu drehen (d. h. in Richtung der Pfeile 18) und dabei die Winkelstellung des Separiermittels 10 bezüglich der Drehachse zu ändern.
  • In der Situation gemäss Fig. 2 (Ausgangspunkt) ist das Separiermittel 10 an einer vorgegebenen Ausgangsposition vom Rand 5' der Fadenschicht 5 entfernt und in einem Abstand von der Referenzposition R angeordnet. Die Koordinaten der jeweiligen Stellung des Separiermittels 10 (relativ zum Oberteil 3) werden von der Bewegungsvorrichtung 15 über die Verbindung 20.2 an die Steuervorrichtung 20 übermittelt.
  • Die Fig. 3 zeigt das Separiermittel 10 in einer Arbeitsposition A. Das Separiermittel 10 wurde (im Vergleich zu der Situation gemäss Fig. 2) in Richtung des Pfeils 17 (erster Bewegungsfreiheitsgrad) bewegt und in eine Stellung gebracht, in der das spitze Ende des Separiermittels 10 oberhalb der Fadenschicht 5 angeordnet ist und aus der das spitze Ende des Separiermittels 10 durch Drehung des Arms 16 um dessen Längsrichtung (zweiter Bewegungsfreiheitsgrad) zwischen den Faden 5.1 und den benachbarten Faden bewegt werden kann (Separierbewegung).
  • Um das Separiermittel 10 in die Arbeitsposition A zu bringen, wird ein entsprechender Wert für die Relativkoordinate Δ (Abstand zwischen der Arbeitsposition A von der Referenzposition R bzw. vom Rand 5') bereitgestellt und der Steuervorrichtung 20 zum Steuern der Bewegungsvorrichtung 15 zur Verfügung gestellt. Die Steuervorrichtung 20 gibt dementsprechend der Bewegungsvorrichtung 15 den Befehl, das Separiermittel 10 aus der Ausgangsposition gemäss Fig. 2 an die Arbeitsposition A zu bewegen.
  • Die Fig. 4 zeigt das Separiermittel 10, nachdem das Separiermittel 10 durch eine entsprechende Steuerung der Bewegungsvorrichtung 15 (im Vergleich zur Situation gemäss Fig. 3) - ausgehend von der Arbeitsposition A - eine Separierbewegung durchgeführt hat: Der Arm 16 wurde in Richtung des Pfeils 18 um seine Längsrichtung gedreht (zweiter Bewegungsfreiheitsgrad), wobei das spitze Ende des Separiermittels 10 zwischen den Faden 5.1 am Rand 5' der Fadenschicht 5 und den benachbarten Faden geführt wurde. Der Faden 5.1 ist nach dieser Separierbewegung durch das Separiermittel 10 vom benachbarten Faden getrennt (separiert).
  • Um eine hohe Zuverlässigkeit beim Separieren zu erreichen, beispielsweise auch dann, wenn Fäden der Fadenschicht 5 teilweise übereinanderliegen, ist die Vorrichtung 1 mit einer Spannvorrichtung 7 ausgestattet, die Fäden der Fadenschicht 5 in der Nähe des Randes 5' vor dem Separieren und/oder zumindest in der Anfangsphase des Separierens unter definierten Bedingungen ausrichtet bzw. ausgerichtet hält. Die Spannvorrichtung 7 umfasst zwei unterhalb der Fadenschicht 5 angeordnete Stützorgane 8, die an ihren oberen Seiten jeweils eine ebene Auflagefläche 8.1 für die Fadenschicht 5 aufweisen, und zwei bewegbare Arme 9.1 und 9.2. Die Stützorgane 8 sind ortsfest relativ zum Oberteil 3 und parallel zur Fadenschicht 5 derart angeordnet, dass die Fäden der Fadenschicht 5 auf den jeweiligen Auflageflächen 8.1 der Stützorgane 8 liegen.
  • Die bewegbaren Arme 9.1 und 9.2 können innerhalb einer Ebene, die senkrecht zur Fadenschicht 5 und senkrecht zu den Fäden der Fadenschicht 5 angeordnet ist, relativ zur Fadenschicht 5 und relativ zu den Auflageflächen 8.1 bewegt werden, wobei der bewegbare Arm 9.1 unterhalb der Fadenschicht 5 und der bewegbare Arm 9.2 oberhalb der Fadenschicht angeordnet ist. Vor dem Separieren (Fig.2 und 3) und/oder in der Anfangsphase des Separierens (Fig. 4) sind die beiden Arme 9.1 und 9.2 etwa horizontal ausgerichtet und derart nahe beieinander angeordnet, dass die Fäden der Fadenschicht 5 von den Armen 9.1 und 9.2 umgelenkt sind. Weiterhin können die Fäden der Fadenschicht 5 zusätzlich unter eine erhöhte Zugspannung gesetzt werden, indem die Fadenschicht 5 durch eine geeignete Positionierung der Arme 9.1 und 9.2 nach unten gedrückt wird. Dadurch wird erreicht, dass die Fadenschicht 5 mit einer erhöhten Anpresskraft auf die Auflageflächen 8.1 gedrückt wird (siehe Fig. 2-4). Die genannten Massnahmen bewirken, dass die Fäden - wenn sie von den Armen 9.1 und 9.2 umgelenkt sind - innerhalb einer einzigen Schicht nebeneinander liegen und parallel zueinander ausgerichtet sind. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Fäden in ihrer Längsrichtung nicht miteinander verdreht sind bzw. nicht senkrecht zur horizontalen Ebene übereinander geschichtet sind, wenn das Separieren durchgeführt wird. Das Separieren kann so unter definierten, reproduzierbaren Bedingungen durchgeführt werden.
  • Die Fig. 5 zeigt den nächsten Schritt des Verfahrens: Unter der Kontrolle der Steuervorrichtung 20 werden die bewegbaren Arme 9.1 und 9.2 in entgegengesetzten Richtungen relativ zu einander aufwärts bzw. abwärts bewegt (wie in Fig. 5 durch entsprechende Pfeile angedeutet ist), bis die Arme 9.1 bzw. 9.2 nicht mehr mit der Fadenschicht 5 in Kontakt stehen. Anschliessend wird die Bewegungsvorrichtung 15 derart angesteuert, dass der Arm 16 in seiner Längsrichtung (erster Bewegungsfreiheitsgrad) in Richtung des Pfeils 17 von der Fadenschicht 5 wegbewegt wird. Dabei wird der Faden 5.1, der in den Situationen gemäss Fig. 2-4 den Rand 5' der Fadenschicht 5 gebildet hat, von dem Separiermittel 10 gehalten und ebenfalls in Richtung des Pfeils 17 bewegt. Dadurch entsteht eine in Fig. 5 deutlich erkennbare Lücke zwischen dem Faden 5.1 und den übrigen Fäden der Fadenschicht 5: Der Faden 5.1 ist auf seiner gesamten Länge von den übrigen Fäden der Fadenschicht 5 separiert.
  • Der Faden 5.1 befindet sich nun in einer "Prüfposition" P (Fig. 5). Der Faden 5.1 verbleibt zunächst während einer vorbestimmten Zeitspanne in der Prüfposition P. Während dieser Zeitspanne wird untersucht, ob die Separierbewegung in der Situation gemäss Fig. 4 zu dem erwünschten Resultat geführt hat (d. h. ob in diesem Fall ein einziger Faden am Rand der Fadenschicht 5 separiert wurde). Diese Untersuchung wird mit Hilfe der ersten Kamera 30 in Verbindung mit dem Bildverarbeitungssystem 40 und gegebenenfalls zusätzlich mit Hilfe der zweiten Kamera 35 durchgeführt. Zu diesem Zweck wird zunächst mit dem ersten optischen System 30.1 der ersten Kamera 30 ein erstes Bild der unmittelbaren Umgebung des Separiermittels 10 erzeugt und mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems 40 ausgewertet. Die Auswertung ergibt (wie oben erläutert) zuverlässig Auskunft darüber, ob mindestens ein Faden separiert wurde. Um sicherzustellen, ob ein oder mehrere Fäden separiert wurden, kann ein zweites Bild der unmittelbaren Umgebung des Separiermittels 10 mit Hilfe des zweiten optischen Systems 35.1 der zweiten Kamera 35 erzeugt und mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems 40 ausgewertet werden. Das erste und das zweite Bild zeigen die Umgebung des Separiermittels 10 aus zwei verschiedenen Perspektiven. Folglich kann durch Vergleich des ersten und des zweiten Bildes mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems 40 die genaue Anzahl der Fäden, die bei der Ausführung der Separierbewegung gemäss Fig. 4 separiert wurden, bestimmt werden (wie oben erläutert).
  • Falls die vorstehend genannte Untersuchung zu dem Resultat führt, dass weniger Fäden als erwünscht beim Ausführen der Separierbewegung separiert wurden (d. h. dass im vorliegenden Beispiel kein Faden separiert wurde), dann legt dies den Schluss nahe, dass der Abstand Δ der Arbeitsposition A von der Referenzposition R zu gering gewählt wurde. In diesem Fall können die in den Fig. 2-4 dargestellten Verfahrensschritte mit einem um ein geeignetes Mass vergrösserten Wert für den Abstand Δ wiederholt werden.
  • Falls die vorstehend genannte Untersuchung zu dem Resultat führt, dass mehr Fäden als erwünscht beim Ausführen der Separierbewegung separiert wurden (d. h. dass im vorliegenden Beispiel zwei Fäden oder mehr als zwei Fäden separiert wurden), dann legt dies den Schluss nahe, dass der Abstand Δ der Arbeitsposition A von der Referenzposition R zu gross gewählt wurde. In diesem Fall müssen bei einer Fortsetzung des Verfahrens die in den Fig. 2-4 dargestellten Verfahrensschritte nacheinander mit einem um ein geeignetes Mass verringerten Wert für den Abstand Δ ausgeführt werden.
  • Falls die vorstehend genannte Untersuchung zu dem Resultat führt, dass beim Ausführen der Separierbewegung die gewünschte Anzahl von Fäden separiert wurden, dann legt dies den Schluss nahe, dass der Wert für den Abstand Δ der Arbeitsposition A von der Referenzposition R geeignet gewählt wurde. In diesem Fall kann die weitere Verarbeitung der jeweils separierten Fäden fortgesetzt werden, beispielsweise gemäss Fig. 6: In Fig. 6 wird der Arm 16 in seiner Längsrichtung (erster Bewegungsfreiheitsgrad) in Richtung des Pfeils 17 bewegt und dementsprechend die Distanz zwischen dem separierten Faden 5.1 und den übrigen Fäden der Fadenschicht 5 mit Hilfe des Separiermittels 10 weiter vergrössert. An dieser Stelle kann der separierte Faden von einem anderen, hier nicht gezeigten Mittel zur Weiterverarbeitung abgeholt werden. Anschliessend können die vorstehend genannten Verfahrensschritte entsprechend auf die übrigen Fäden der Fadenschicht 5 angewendet werden, bis alle Fäden nacheinander separiert sind. Dabei werden nach jeder Separierung eines Fadens jeweils die neuen Koordinaten der Referenzposition R bestimmt und die neuen Koordinaten der Arbeitsposition A, die das Separiermittel 10 zum Separieren des nächsten Fadens einnehmen soll, ermittelt.
  • Während der Durchführung des Verfahrens überwacht die Steuervorrichtung 20 ständig die räumliche Lage der Fadenschicht 5 bzw. der jeweiligen Referenzposition R bezüglich der optischen Achse 30.2. Falls der Abstand des Randes der Fadenschicht 5 bzw. der Referenzposition R von der optischen Achse 30.2 eine vorgegebene Obergrenze überschreitet, veranlasst die Steuervorrichtung mittels entsprechender, von dem Antrieb 4 auszuführender Steuerbefehle, dass der Oberteil 3 bezüglich der Fadenschicht 5 derart positioniert wird, dass der Rand 5' der Fadenschicht 5 auf dem ersten Bild in einem vorgegebenen Bereich in der Nähe der optischen Achse 30.2 liegt. Der genannte Bereich wird so gewählt, dass das Separieren einer vorgegebenen Mindestanzahl von Fäden mit der Kamera 30 überwacht werden kann, ohne den Oberteil 3 erneut relativ zur Fadenschicht 5 zu bewegen.
  • Um in den Beispielen gemäss Fig. 1-6 zu erreichen, dass das Separiermittel 10 eine vorgegebene Anzahl n von Fäden der Fadenschicht 5 durch einmaliges Ausführen der Separierbewegung gemäss Fig. 4 (zweiter Bewegungsfreiheitsgrad) separiert, muss der Abstand Δ der Arbeitsposition A von der Referenzposition R in etwa Δ≈ n D gewählt werden, wobei D der Durchmesser der jeweiligen Fäden ist (unter der Annahme, dass alle Fäden der Fadenschicht denselben Durchmesser D haben). Der vorstehend genannte Wert für Δ muss dabei mit einer Genauigkeit von ungefähr ±D/2 eingehalten werden.
  • Um den einzuhaltenden Abstand Δ präzise angeben zu können, muss der Durchmesser D möglichtst präzise bekannt sein. Die Vorrichtung 1 bietet mehrere Möglichkeiten, den Durchmesser D der Fäden der Fadenschicht 5 automatisch (unter Kontrolle der Steuervorrichtung 20) zu bestimmen:
    • Ein Bild der Fadenschicht 5 kann mittels der ersten Kamera 30 oder der zweiten Kamera 35 erzeugt und mittels der Bildverarbeitungsvorrichtung 40 ausgewertet werden. Sofern einzelne Fäden der Fadenschicht 5 im genannten Bild unterscheidbar sind, kann die Dicke der jeweiligen Fäden durch eine entsprechende Auswertung des Bildes bestimmt werden. Die Genauigkeit dieser Methode kann verbessert werden, wenn die Fäden unterschiedliche Farbe haben und bei der Bildverarbeitung Farbinformationen berücksichtigt werden: Die zusätzliche Farbinformation erleichtert es, verschiedene Fäden mit unterschiedlicher Farbe voneinander zu unterscheiden. Die Ortsauflösung der Methode wird dadurch verbessert.
    • Das Separiermittel 10 kann gegebenenfalls an verschiedene Arbeitspositionen A mit unterschiedlichen Abständen Δ von der Referenzposition R gebracht werden. An jeder Arbeitsposition A wird eine Separierbewegung des Separiermittels 10 veranlasst und jeweils mit Hilfe der Erkennungsvorrichtung 25 (wie oben beschrieben) die Anzahl n der Fäden bestimmt, die bei der jeweiligen Separierbewegung separiert werden. Der mittlere Durchmesser D der jeweiligen Fäden kann bestimmt werden als Quotient Δ/n (für n>0).
  • Die Erkennungsvorrichtung 25 könnte alternativ (anstelle der Kameras 30 bzw. 35) auch mit anderen Einrichtungen zum berührungslosen Detektieren von Fäden ausgestattet werden, um die jeweilige Referenzposition festzulegen und die Zahl der Fäden, die nach dem Ausführen einer Separierbewegung mit dem Separiermittel separiert wurden, zu bestimmen: Derartige Einrichtungen können beispielsweise auch mit Ultraschallgebern und Ultraschallempfängern realisiert werden, wobei die Fadenschicht 5 und die separierten Fäden mit Ultraschall detektiert werden. Alternativ kann das Detektieren der Fäden auch mit berührungssensitiven Sensoren (beispielsweise piezoelektrischen Sensoren oder anderen Kraftsensoren) vorgenommen werden.

Claims (18)

  1. Vorrichtung (1) zum Separieren einer Teilmenge von Fäden (5.1) aus einer Fadenschicht (5) mit einem bewegbaren Separiermittel (10),
    wobei die Fadenschicht (5) aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Fäden gebildet ist und die Teilmenge aus einem oder mehreren der an einem Rand (5') der Fadenschicht angeordneten Fäden (5.1) besteht,
    mit einer Bewegungsvorrichtung (15, 4) zum Bewegen des Separiermittels (10) relativ zu der Fadenschicht (5), mit einer Steuervorrichtung (20) zum Steuern der Bewegungsvorrichtung (15, 4),
    und mit einer Erkennungsvorrichtung (25) zum Erkennen von Fäden,
    wobei die Erkennungsvorrichtung (25) die Erkennung einer Referenzposition (R) bezüglich der Fadenschicht (5) ermöglicht und
    wobei die Bewegungsvorrichtung (15, 4) derart steuerbar ist, dass das Separiermittel (10) an eine Arbeitsposition (A) bezüglich der Fadenschicht (5) bringbar ist und eine Separierbewegung (18), bei welcher das Separiermittel (10) zumindest teilweise zwischen zwei benachbarten Fäden eingeführt wird, ausführen kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    mindestens eine Relativkoordinate (Δ) der Arbeitsposition (A) bezüglich der Referenzposition (R) ein variabler Parameter der Steuervorrichtung (20) ist und mindestens ein Wert für diese Relativkoordinate (Δ) der Steuervorrichtung (20) zur Verfügung stellbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Referenzposition (R) ein Ort an einem Rand (5') der Fadenschicht (5) oder an einem Faden (5.1) der Fadenschicht (5) oder in einem vorgegebenen Abstand zur Fadenschicht (5) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativkoordinate ein Abstand (Δ) zwischen der Arbeitsposition (A) und der Referenzposition (R) ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert für die Relativkoordinate (Δ) als Funktion einer Fadenstärke mindestens eines der Fäden und/oder als Funktion des Mittelwerts der Fadenstärken einer Mehrzahl der Fäden der Fadenschicht (5) und/oder als Funktion einer vorgegebenen Anzahl von zu separierenden Fäden vorgebbar ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Anzahl der Fäden (5.1), die nach einem Ausführen der Separierbewegung aus der Fadenschicht (5) separiert wurden, vorgesehen ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungsvorrichtung (25) eine Einrichtung zum berührungslosen Detektieren von Fäden (5.1) umfasst.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein erstes optisches System (30.1) zur Erzeugung eines ersten Bildes der Fäden, einen ersten lichtsensitiven Detektor (30.4) zum Erfassen des ersten Bildes und ein Bildverarbeitungssystem (40) zur Bestimmung der Referenzposition (R) aus Signalen des ersten lichtsensitiven Detektors (30.4) umfasst.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein zweites optisches System (35.1) zur Erzeugung eines zweiten Bildes der Fäden und einen zweiten lichtsensitiven Detektor (35.4) zum Erfassen des zweiten Bildes umfasst, wobei die beiden Bilder die jeweiligen Fäden aus verschiedenen Perspektiven (30.2, 35.2) darstellen und ein Bildverarbeitungssystem (40) zur Bestimmung der Anzahl der separierten Fäden aus Signalen der jeweiligen lichtsensitiven Detektoren (30.4, 35.4) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (15, 4) einen ersten Bewegungsfreiheitsgrad (17), der eine Bewegung des Separiermittels (10) relativ zur Fadenschicht (5) zur Arbeitsposition (A) ermöglicht, und einen zweiten Bewegungsfreiheitsgrad (18), der ein Ausführen der Separierbewegung ermöglicht, aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (15)
    - zur Realisierung des ersten Bewegungsfreiheitsgrads (17) -
    eine lineare Führung für das Separiermittel (10) aufweist und - zur Realisierung des zweiten Bewegungsfreiheitsgrads (18) - eine Drehlagerung, die eine Rotation des Separiermittels (10) um eine Drehachse der Drehlagerung ermöglicht, aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung zum Bestimmen der jeweiligen Fadenstärke und/oder des Mittelwerts der jeweiligen Fadenstärken vorgesehen ist.
  12. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (1) zum Separieren einer Teilmenge von Fäden (5.1) aus einer Fadenschicht (5) mit einem bewegbaren Separiermittel (10) nach einem der Ansprüche 1-11,
    wobei die Fadenschicht (5) aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Fäden gebildet ist und die Teilmenge aus einem oder mehreren der an einem Rand (5') der Fadenschicht (5) angeordneten Fäden besteht,
    und wobei die Vorrichtung (1) umfasst:
    Eine Bewegungsvorrichtung (15, 4) zum Bewegen des Separiermittels (10) relativ zu der Fadenschicht (5),
    eine Steuervorrichtung (20) zum Steuern der Bewegungsvorrichtung (15, 4),
    eine Erkennungsvorrichtung (25) zum Erkennen von Fäden (5.1),
    wobei die Erkennungsvorrichtung (25) die Erkennung einer Referenzposition (R) bezüglich der Fadenschicht (5) ermöglicht und
    wobei die Bewegungsvorrichtung (15, 4) derart steuerbar ist, dass das Separiermittel (10) an eine Arbeitsposition (A) bezüglich der Fadenschicht (5) bringbar ist und eine Separierbewegung (18), bei welcher das Separiermittel zumindest teilweise zwischen zwei benachbarten Fäden eingeführt wird, ausführen kann,
    und wobei mindestens eine Relativkoordinate (Δ) der Arbeitsposition (A) bezüglich der Referenzposition (R) ein variabler Parameter der Steuervorrichtung (20) ist,
    welches Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    Erkennen einer Referenzposition (R) bezüglich der Fadenschicht (5),
    Bereitstellen eines Wertes für die Relativkoordinate (Δ) der Arbeitsposition (A), wobei der jeweils bereitgestellte Wert der Steuervorrichtung (20)zum Steuern der Bewegungsvorrichtung (15) zur Verfügung gestellt wird,
    Steuern der Bewegungsvorrichtung (15) derart, dass das Separiermittel (10) die dem bereitgestellten Wert entsprechende Arbeitsposition (A) einnimmt und die Separierbewegung (18) ausführt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei als die Relativkoordinate ein Abstand (Δ) zwischen der Arbeitsposition (A) und der Referenzposition (R) gewählt ist und ein Wert für diesen Abstand der Steuervorrichtung (20) zum Steuern der Bewegungsvorrichtung (15) zur Verfügung gestellt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der bereitgestellte Wert als Funktion einer Fadenstärke mindestens eines der Fäden (5.1) und/oder als Funktion des Mittelwerts der Fadenstärken einer Mehrzahl von Fäden der Fadenschicht (5) und/oder als Funktion einer vorgegebenen Anzahl von zu separierenden Fäden ermittelt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die jeweilige Fadenstärke oder der Mittelwert vor dem Separieren der Teilmenge der Fäden vorgegeben oder gemessen wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei mit einem optischen System (30, 35, 30.1, 35.1) ein Bild von einem oder mehreren Fäden (5.1) erzeugt wird und die jeweilige Fadenstärke oder der Mittelwert durch eine Verarbeitung des Bildes ermittelt wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Relativkoordinate (Δ) derart gewählt wird, dass ein oder mehrere Fäden durch Ausführen der Separierbewegung (18) separiert werden, nach Ausführen der Separierbewegung (18) die Anzahl der separierten Fäden ermittelt und die jeweilige Fadenstärke oder der Mittelwert aus der gewählten Relativkoordinate (Δ) und der ermittelten Anzahl der separierten Fäden bestimmt wird.
  18. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-11 in einer Textilmaschine, insbesondere einer Knüpfmaschine oder einer Einziehmaschine oder einer Kreuzeinlesemaschine.
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