EP2092100B1 - Verfahren und vorrichtung zur nadel überwachung - Google Patents

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EP2092100B1
EP2092100B1 EP06829013A EP06829013A EP2092100B1 EP 2092100 B1 EP2092100 B1 EP 2092100B1 EP 06829013 A EP06829013 A EP 06829013A EP 06829013 A EP06829013 A EP 06829013A EP 2092100 B1 EP2092100 B1 EP 2092100B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
needles
time interval
pulses
pulse
Prior art date
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Active
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EP06829013A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2092100A1 (de
Inventor
Andreas Lutters
Filipo Oneda
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.)
Memminger IRO GmbH
Original Assignee
Memminger IRO GmbH
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Publication date
Application filed by Memminger IRO GmbH filed Critical Memminger IRO GmbH
Publication of EP2092100A1 publication Critical patent/EP2092100A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2092100B1 publication Critical patent/EP2092100B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B35/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, knitting machines, not otherwise provided for
    • D04B35/10—Indicating, warning, or safety devices, e.g. stop motions
    • D04B35/18—Indicating, warning, or safety devices, e.g. stop motions responsive to breakage, misplacement, or malfunctioning of knitting instruments

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring needles on knitting machines and a corresponding device.
  • Knitting machines have a large number of knitting needles, which are subject to wear and in particular can break off. Often knitting machines, in particular circular knitting machines are used for the ongoing production of large quantities of goods. If a needle breaks, the result is a defect in the goods produced. There is produced rejects. However, needle breaks can occur again and again. It is therefore important to monitor the needles of the running knitting machine. For this purpose, various efforts have already been made.
  • the U.S. Patent 3,577,750 discloses a monitoring arrangement with an optical sensor in the form of a light barrier, run through the measuring path, the needle heads.
  • the pulses generated during the passage of the needle heads through the light path of the light barrier are converted into rectangular pulses.
  • the length of such a pulse is relatively large in intact needles, while it is significantly lower in broken needles. If the pulse length is shorter than expected, an alarm signal is given.
  • This monitoring method is based on the requirement of constant engine speed. If it is to be adjusted so sensitively that even needle bends or only fractures of parts of the hooks can be recognized, there are false alarms in case of speed fluctuations of the knitting machine.
  • the hooks of the needles run through the focal point of a lens for optical needle monitoring. It is optically generated a signal containing a periodic component in which individual pulses are visible. When a needle is bent, a single pulse will appear a little earlier or a little later. As a result, the time interval to the one neighboring pulse is shortened and increased to the other neighboring pulse. If a needle is missing, the time interval between two successive pulses is doubled from the normal value. In this way, the monitoring of the needles is attributed to a time measurement. This is done, for example, by comparing the actual pulses obtained with a sequence of desired pulses, wherein an error signal is triggered when the actually obtained pulse deviates from the desired pulse.
  • the beats DD 274 455 A1 The needle monitoring ago by derived from the individual needles signal pulses and converted into digital signals. For each needle, a comparison is made between a stored and a current signal value. If the signals are outside a predetermined value range, an error signal is generated.
  • a preset counter is used, which is preset to the desired number of needles. He counts the needle pulses backwards. If the preselection counter does not reach the desired value (zero) after one or more machine revolutions, an alarm signal is generated.
  • the latter method is insensitive to variations in engine speed. Also, needle vibrations that shorten or lengthen the interval between successive needle pulses during one machine revolution can hardly result in machine shutdowns.
  • the method is only applicable if the needle number of the machine is known. Also, a missing or bent needle is detected only after a complete machine revolution. In the worst case, multiple machine revolutions are required to capture. However, the goal is to capture errors as quickly as possible.
  • the DE 19 924 924 A1 discloses a method and an apparatus according to the preamble of claims 1 and 14.
  • Bent or broken needles are thus reliably detectable regardless of the insensitivity of the method according to the invention against fluctuations in speed. Furthermore, a failed needle is immediately detectable. There is no need to wait for a machine cycle.
  • the mentioned limit factors can be determined depending on the operating state of the knitting machine. For example, they can be changed when starting the machine by increasing the upper limit factor and decreasing the lower limit factor. This increases the permissible tolerance for the time intervals. In stationary operation, the differences between the two limiting factors can be reduced, which narrows the tolerance interval. This allows bent needles to be detected at a very early stage of their deformation and wear.
  • the cutoff factors can be set symmetrically (e.g., 0.8 and 1.2, which equals ⁇ 20%) or also asymmetrically (e.g., 0.9 and 1.3, which equals -10% and + 30%, respectively).
  • the desired number is determined in a test run. It is neither necessary nor appropriate to register the signal pattern generated by the needles.
  • the signal pattern may vary from cycle to cycle as a result of needle vibrations and as a result of the thread moving from the needles. However, it may not be the number of detected needles, i. the number of detected signal pulses varies, which is reliably monitored by the present method.
  • the switching thresholds for the signal conversion from the analog signal dynamically adapt to the digital signal. For example, an optionally weighted average of the average amplitude value of one or more preceding signal pulses can be used to form an average value to be expected for the next signal pulse.
  • the lower trigger threshold for signal shaping can be determined by subtracting a fixed amount from this expected mean value.
  • the upper trigger threshold for signal shaping can be determined by adding a fixed amount to the expected average.
  • FIG. 1 is schematized to the extreme schematized a knitting machine 1 in the form of a circular knitting machine with needles 2 on a needle cylinder 3.
  • the needles 2 is associated with an optical monitoring device 4, to which an optical head 5 and an evaluation device 6 belong.
  • the head 5 is connected, for example via an optical fiber 6 to a light source 7 to send a light beam to the passing needles or their hooks or heads.
  • the light beam can be light with a particular frequency, the light receiver is then set to this frequency, to avoid stray light interference. It is also possible to use pulsed and / or modulated light to avoid external light interference. Only the received light, which corresponds to the transmitted light, is then evaluated.
  • optical fibers and a head 5 having a front outer diameter of, for example, only 1 to 2 mm it is possible to position the sensor in inaccessible places of the knitting machine.
  • a sensor head in which the two optical fibers together have a diameter of only about 0.5 mm. This makes the monitored area very small. Even with very small needles, this ensures that only a single needle head is monitored.
  • the sensor heads are brought very close to the needle heads.
  • the distance is for example only 0.2 to 0.5 mm. This gives a high received signal strength.
  • another sensor at a distance of e.g. to provide ten needles on the circumference of the knitting machine.
  • Other sensors may be provided at further intervals. Are e.g. If two sensors are provided, past which the needles pass in succession, it can be provided that the machine only stops if both sensors transmit the same error message one after the other.
  • the signal pulse S i qualifies as a valid signal pulse and no alarm signal is generated. This pulse is counted, for example.
  • corresponding error signals can be derived from a plurality of sensors which are arranged at different points of the circumference of the knitting machine, wherein a valid error signal is only generated if all sensors for the same needle position generate an error signal.
  • an alarm signal is only generated when the signal pulse that is outside the time window or repeats itself at the same position or needle position during the following machine revolution.
  • time interval T i-1 used for the comparison
  • a different reference time value which is calculated, for example, from a plurality of preceding time intervals.
  • the calculation can be carried out, for example, by calculating an arithmetic mean, a weighted mean or another comparison value.
  • the alarm signal can be displayed on the display 10 of the evaluation device 6. It is also possible to relay this alarm signal. For example, network connections can serve this purpose. It can also be passed to the knitting machine 1 to shut down this.
  • FIG. 3 This illustrates a needle sequence 2 'in which a needle 2a is partially damaged, eg broken off.
  • the corresponding analog signal AS falls below an upper threshold in this case.
  • a corresponding digital signal pulse is not generated.
  • the time interval T 5 is twice as large as the time interval T 4 . This large deviation is no longer tolerated.
  • the limit p o is exceeded and an alarm signal is generated.
  • the evaluation device 6 may have a sensor, which is not further illustrated, or may be connected to such a sensor, which in each case delivers a pulse at each rotation of the needle cylinder 3 at a defined point. This can be one pulse per revolution or even several pulses per revolution of the knitting cylinder. If the number of pulses counted per revolution deviates from a desired number Z, an alarm signal can be generated. This can in turn be displayed on a display of the evaluation device 6 or forwarded for further processing in a network wired or wireless.
  • the desired number Z can be entered by the operator, for example via the keypad 11. However, it is also possible to start a learning mode of the evaluation device 6 via the keypad 11, in which the evaluation device 6 the Number of needles automatically detected. This can happen, for example, in a test run over one or more revolutions. The number of needles detected in the test run with an intact machine is then stored as a setpoint Z.
  • the needle cylinder 3 is not completely populated with needles or there are intentionally larger gaps between individual needles.
  • the evaluation device 6 may be modified so that it interrupts the needle monitoring at the predetermined selected location.
  • FIG. 4 An illustration of the appropriate procedure is in FIG. 4 given.
  • the sequence of needles 2 has two gaps L 1 , L 2 .
  • the needles and the associated analog signals AS, as well as the signal pulses S are designated merely by their index positions 1, 2, 3, etc.
  • the needles are missing at the index positions 3 and 6. Accordingly, no signal pulses S are present at the index positions 3 and 6.
  • the failure of these pulses would be in accordance with the FIG. 2 given description for the generation of alarm signals. However, this is avoided in an extended embodiment.
  • the index positions at which no needles 2 are present, in the present embodiment, the index positions 3 and 6, are either entered via the keypad 11 in the evaluation device 6 or registered in the test run.
  • the corresponding time interval extending from the signal pulse S 2 to the signal pulse S 4 is thus excluded from the test described above. The same applies to the time interval preceding the signal pulse S 7 .
  • the evaluator described so far has several advantages. For one, it is insensitive to speed fluctuations of the knitting machine. On the other hand, it is largely insensitive to influences of the thread and needle vibrations. Furthermore, bent or broken needles can be reliably detected. It is not necessary to store an entire needle pattern. Irregular needle sequences can be monitored by pre-storing the positions of missing needles. This comes with very little storage space. Here, the fact is exploited that needles can be present on the knitting cylinder only according to the predetermined pitch. It is therefore sufficient to store the index position of non-existent needles in order to suppress generation of the alarm signal at this point.
  • the amplitude of the signals generated by the sensor is monitored. This is based on FIG. 5 illustrated.
  • the signal thresholds T1, Tb used for triggering these analog signals are calculated from the signal thresholds and signal average values Tm of preceding pulses. In this way, trends in long-wave signal amplitude fluctuations can be detected and rendered harmless.
  • the lower trigger limits Tl can be approximated by the two mean signal values Tm of the preceding pulses. This can be done by averaging, for example. For example, the averages of several previous pulses can be added by weight and divided by a factor.
  • the lower trigger threshold for shaping the next pulse can be determined by subtracting a fixed amount from this expected average.
  • the upper trigger threshold for signal shaping This next pulse can be determined by adding a fixed amount to the expected average. This results in a hysteresis method.
  • the switching thresholds T1 and Th are thus set dynamically as a function of the signal amplitude of the preceding pulses. In a circulation of the knitting cylinder regularly occurring fluctuations of the signal amplitudes are thus made ineffective as a disturbance factor.
  • the inventive method for monitoring needles of a knitting machine is based on a dynamic definition of the monitored time intervals between individual needle pulses.
  • the duration of at least one or more preceding periods between individual signal pulses is taken as a measure of the time interval currently to be evaluated.
  • a dynamic determination of the switching thresholds for generating the signal pulses can be made. Again, the amplitude of preceding pulses is analyzed, a trend is determined, and the switching thresholds for generating the current signal pulse are determined from this trend.
  • This method can be used to evaluate the pulses generated at all needle positions. If the needle cylinder is intentionally only partially loaded, individual needle positions can be indexed accordingly and excluded from the evaluation. This provides a reliable robust and reliable monitoring method.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Knitting Machines (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Nadeln an Strickmaschinen und eine entsprechende Vorrichtung.
  • Strickmaschinen weisen eine große Anzahl von Stricknadeln auf, die einem gewissen Verschleiß unterliegen und insbesondere abbrechen können. Häufig werden Strickmaschinen, insbesondere Rundstrickmaschinen zur laufenden Produktion großer Warenmengen eingesetzt. Bricht eine Nadel, hat das Fehler in der erzeugten Ware zur Folge. Es wird Ausschuss produziert. Nadelbrüche können jedoch immer wieder vorkommen. Es ist deshalb ein Anliegen, die Nadeln der laufenden Strickmaschine zu überwachen. Dazu sind bereits verschiedene Anstrengungen unternommen worden.
  • Die US-PS 3,577,750 offenbart eine Überwachungsanordnung mit einem optischen Sensor in Form einer Lichtschranke, durch deren Messstrecke die Nadelköpfe laufen. Die bei den Durchgängen der Nadelköpfe durch die Lichtstrecke der Lichtschranke erzeugten Impulse werden zu Rechteckimpulsen umgeformt. Die Länge eines solchen Impulses ist bei intakten Nadeln relativ groß, während sie bei abgebrochenen Nadeln deutlich geringer ist. Ist die Impulslänge kürzer als erwartet, wird ein Alarmsignal gegeben.
  • Dieses Überwachungsverfahren beruht auf der Voraussetzung konstanter Maschinendrehzahl. Soll es so feinfühlig eingestellt werden, dass auch schon Nadelverbiegungen oder nur Brüche von Teilen der Haken zu erkennen sind, gibt es bei Drehzahlschwankungen der Strickmaschine Fehlalarm.
  • Gleiches gilt für das aus der DE-OS 1 915 362 ersichtliche Verfahren. Dabei laufen die Haken der Nadeln durch den Fokuspunkt eines Objektivs zur optischen Nadelüberwachung. Es wird optisch ein Signal erzeugt, das eine periodische Komponente enthält, in der Einzelimpulse sichtbar sind. Wenn eine Nadel verbogen ist, tritt ein Einzelimpuls etwas früher oder etwas später auf. Infolgedessen wird der Zeitabstand zu dem einen Nachbarimpuls hin verkürzt und zu dem anderen Nachbarimpuls hin vergrößert. Wenn eine Nadel fehlt, wird der Zeitabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Impulsen gegenüber dem Normalwert verdoppelt. Auf diese Weise wird die Überwachung der Nadeln auf eine Zeitmessung zurückgeführt. Dies erfolgt beispielsweise durch Vergleich der tatsächlich gewonnenen Impulse mit einer Folge von Sollimpulsen, wobei ein Fehlersignal ausgelöst wird, wenn der tatsächlich gewonnene Impuls von dem Sollimpuls abweicht.
  • Des Weiteren schlägt die DD 274 455 A1 die Nadelüberwachung vor, indem von den einzelnen Nadeln Signalimpulse abgeleitet und in Digitalsignale umgesetzt werden. Für jede Nadel wird.ein Vergleich zwischen einem gespeicherten und einem aktuellen Signalwert vorgenommen. Liegen die Signale außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs, wird ein Fehlersignal erzeugt.
  • Weiter schlägt die DE-OS 20 40 515 vor, die Nadeln mit fotoelektrischen Tastköpfen abzutasten und die Anzahl der sich ergebenden Impulse zu überprüfen. Dazu wird ein Vorwahlzähler eingesetzt, der auf die Sollzahl der Nadeln voreingestellt ist. Er zählt die Nadelimpulse rückwärts. Erreicht der Vorwahlzähler nach einer oder mehreren Maschinenumdrehungen nicht den gewünschten Wert (Null) wird ein Alarmsignal erzeugt.
  • Das letztgenannte Verfahren ist unempfindlich gegen Schwankungen der Maschinendrehzahl. Auch können Nadelvibrationen, die den Zeitabstand zwischen aufeinander folgenden Nadelimpulsen während einer Maschinenumdrehung verkürzen oder verlängern, kaum zu Maschinenabschaltungen führen. Jedoch ist das Verfahren nur anwendbar, wenn die Nadelzahl der Maschine bekannt ist. Auch wird eine fehlende oder verbogene Nadel erst nach einer ganzen Maschinenumdrehung erfasst. Im ungünstigsten Falle sind zur Erfassung mehrere Maschinenumdrehungen erforderlich. Es ist jedoch das Ziel, Fehler jedoch möglichst zügig zu erfassen.
  • Die DE 19 924 924 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 14.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Überwachung von Nadeln an Strickmaschinen zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst:
    • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden durch optische Überwachung einzelne Signalimpulse immer dann erzeugt, wenn eine Nadel bzw. ein Haken durch das Sichtfeld des optischen Sensors wandert. Die Zeitabstände zwischen den einzelnen aufeinander folgenden Signalimpulsen werden registriert. Ist der Zeitabstand zwischen zwei aktuellen Signalimpulsen wesentlich größer oder wesentlich geringer als der Zeitabstand zwischen zwei zuvor aufgetretenen Nadelimpulsen wird ein Alarmsignal erzeugt. Mit anderen Worten - es wird überwacht, ob ein aktueller Zeitabstand nicht wesentlich größer oder kleiner ist, als einer (oder mehrere) der vorigen Zeitabstände. Die zeitliche Abweichung der Zeitabstände voneinander darf somit ein gewisses Grenzmaß nicht übersteigen. Zur Festlegung des Grenzmaßes können zwei Grenzfaktoren po und pu festgelegt werden, die beispielsweise bei 1,2 bzw. 0,8 (d.h. 120% und 80%) liegen. Damit können Geschwindigkeitsschwankungen der Strickmaschine toleriert werden. Wird eine Strickmaschine beispielsweise langsam hochgefahren, ändern sich die Zeitabstände zwischen den Signalimpulsen, indem sie immer kleiner werden. Die Abnahme der Zeitabstände von Signalimpuls zu Signalimpuls ist jedoch relativ überschaubar und übersteigt meist das Maß von, z.B. 20% nicht. Bricht jedoch eine Nadel oder verbiegt sie sich stark, tritt bei jeder Drehzahl eine große Abweichung zwischen dem entsprechenden von der verbogenen Nadel hervorgerufenen Zeitabstand und dem vorigen Zeitabstand auf. Dies kann zur Generierung eines Alarmsignals genutzt werden. Bricht eine Nadel, wird erst durch die darauf folgende Nadel wieder ein Signalimpuls erzeugt. Durch den Ausfall eines Impulses ist somit ein Zeitabstand verdoppelt, was klar oberhalb der oben genannten, z.B. auf 20% Zeitabweichung festgelegten Grenze liegt.
  • Verbogene oder gebrochene Nadeln sind somit unabhängig von der Unempfindlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens gegen Drehzahlschwankungen sicher erfassbar. Des Weiteren ist eine ausgefallene Nadel sofort erfassbar. Es muss kein Maschinenumlauf abgewartet werden.
  • Die genannten Grenzfaktoren können in Abhängigkeit von dem Betriebszustand der Strickmaschine festgelegt werden. Beispielsweise können sie beim Anfahren der Maschine verändert werden, indem der obere Grenzfaktor erhöht und der untere Grenzfaktor vermindert wird. Dies erhöht die zulässige Toleranz für die Zeitabstände. Im stationären Betrieb können die Unterschiede zwischen den beiden Grenzfaktoren vermindert werden, wodurch das Toleranzintervall verengt wird. Damit lassen sich verbogene Nadeln in einem sehr frühen Stadium ihrer Verformung und ihres Verschleißes erfassen.
  • Die Grenzfaktoren können symmetrisch (z.B. 0,8 und 1,2, was ±20% entspricht) oder auch asymmetrisch (z.B. 0,9 und 1,3, was -10% und +30% entspricht) festgelegt werden.
  • Es ist des Weiteren zweckmäßig die Anzahl der pro Maschinenumdrehung auftretenden Signalimpulse zu registrieren, beispielsweise zu zählen. Die Anzahl kann mit einer vorgegebenen Sollzahl verglichen werden. Tritt eine Abweichung auf, kann ein Alarmsignal erzeugt werden. Es ist auch möglich, das Alarmsignal erst zu erzeugen, wenn die Abweichung über mehrere Maschinenumdrehungen fortbesteht.
  • Vorteilhafterweise wird die Sollzahl in einem Testlauf bestimmt. Dabei ist es weder erforderlich noch zweckmäßig, das von den Nadeln erzeugte Signalmuster zu registrieren. Das Signalmuster kann infolge von Nadelschwingungen und infolge von Einflüssen des von den Nadeln bewegten Fadens von Umlauf zu Umlauf variieren. Es darf jedoch nicht die Anzahl der erfassten Nadeln, d.h. die Anzahl der erfassten Signalimpulse variieren, was mit dem vorliegenden Verfahren zuverlässig überwacht wird.
  • Des Weiteren ist es zweckmäßig, bei Strickmaschinen, die in ihrer Nadelfolge gewünschterweise Lücken aufweisen, die Nummer (d.h. den Index) des dadurch wegfallenden Signalimpulses zu registrieren. Für diesen Impuls der Signalfolge wird die Generierung eines Alarmsignals unterdrückt. Gewissermaßen wird die Alarmsignalerzeugungseinrichtung für diesen Impuls willkürlich kurzzeitig deaktiviert.
  • Es ist zweckmäßig, nicht nur die Anzahl der pro Umdrehung erfassten Signalimpulse sondern ggf. auch deren Amplitude zu erfassen. Sie kann bei Bedarf angezeigt werden. Dabei kann die Amplitude für jeden Impuls einzeln angezeigt werden, was beim Einrichten der Maschine, wenn der Strickzylinder sehr langsam dreht, für den Einrichter eine nützliche Information ist. Es ist auch möglich, bei schnell laufender Maschine lediglich den höchsten und/oder den niedrigsten Spitzenamplitudenwert der Signalimpulse anzuzeigen. Des Weiteren ist es möglich, eine mittlere Signalamplitude anzuzeigen, um dem Bediener zu signalisieren, ob die Überwachungseinrichtung richtig positioniert ist.
  • Durch die laufende Amplitudenerfassung ist es möglich, die Schaltschwellen für die Signalumformung vom Analogsignal zum Digitalsignal dynamisch anzupassen. Z.B. kann durch gegebenenfalls gewichtete Mittelung des mittleren Amplitudenwertes einer oder mehrerer vorausgegangener Signalimpulse ein für den nächsten Signalimpuls zu erwartender Mittelwert gebildet werden. Die untere Triggerschwelle zur Signalformung kann ermittelt werden, indem von diesem erwarteten Mittelwert ein Festbetrag subtrahiert wird. Die obere Triggerschwelle zur Signalformung kann ermittelt werden, indem zu dem erwarteten Mittelwert ein Festbetrag addiert wird.
  • Die entsprechenden Vorzüge gelten für die Vorrichtung gemäß Anspruch 14 zur Umsetzung des Verfahrens.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens veranschaulicht. Die Beschreibung beschränkt sich dabei auf die Erläuterung wesentlicher Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Kleinere Abwandlungen sind möglich. Nicht beschriebene Details kann der Fachmann in gewohnter Weise der Zeichnung entnehmen, die insoweit die Figurenbeschreibung ergänzt. Es zeigen: In
    • Figur 1
    ist eine Gruppe Nadeln einer Strickmaschine mit einer zugehörigen Überwachungseinrichtung aufs Äußerste schematisiert, veranschaulicht,
    Figur 2
    veranschaulicht eine Folge von Nadeln sowie die von ihnen abgeleiteten Impulse,
    Figur 3
    eine Folge von Nadeln mit einer gebrochenen Nadel sowie die daraus abgeleiteten Impulse,
    Figur 4
    eine Folge von Nadeln mit fehlenden Nadeln und die daraus abgeleiteten Impulse und
    Figur 5
    eine Folge von Nadeln und die von ihnen erzeugten Analogsignale.
  • In Figur 1 ist aufs äußerste schematisiert eine Strickmaschine 1 in Form einer Rundstrickmaschine mit Nadeln 2 an einem Nadelzylinder 3 veranschaulicht. Den Nadeln 2 ist eine optische Überwachungseinrichtung 4 zugeordnet, zu der ein optischer Kopf 5 und ein Auswertegerät 6 gehören. Der Kopf 5 ist z.B. über eine Lichtleitfaser 6 an eine Lichtquelle 7 angeschlossen, um einen Lichtstrahl zu den vorbeilaufenden Nadeln oder deren Haken oder Köpfen zu senden. Der Lichtstrahl kann Licht mit einer besonderen Frequenz sein, wobei der Lichtempfänger dann auf diese Frequenz eingestellt ist, um Fremdlichtstörungen zu vermeiden. Auch kann zur Vermeidung von Fremdlichtstörungen gepulstes und/oder moduliertes Licht verwendet werden. Nur das empfangene Licht, das dem gesendeten Licht entspricht, wird dann ausgewertet.
  • Durch die Verwendung von Lichtleitern und einem Kopf 5 mit einem vorderen Außendurchmesser von beispielsweise lediglich 1 bis 2 mm ist es möglich, den Sensor an unzugänglichen Stellen der Strickmaschine zu positionieren. Z.B. ist es möglich, einen Sensorkopf vorzusehen, bei dem die beiden Lichtleiter zusammen einen Durchmesser von nur ca. 0,5 mm haben. Dadurch wird die überwachte Fläche sehr klein. Auch bei sehr kleinen Nadeln wird so sichergestellt, dass nur ein einziger Nadelkopf überwacht wird.
  • Vorzugsweise werden die Sensorköpfe sehr nahe an die Nadelköpfe herangebracht. Der Abstand beträgt beispielsweise lediglich 0,2 bis 0,5 mm. Dies ergibt eine hohe empfangene Signalstärke.
  • Bei Jacquardstrickmaschinen, bei denen einzelne Nadeln wahlweise nicht vollständig ausgefahren werden, ist es möglich, pro Nadel zwei Sensoren vorzusehen. Während die Nadel, wenn sie vollständig ausgetrieben wird, von beiden Sensoren erfasst wird, wird die Nadel, wenn sie nicht vollständig ausgetrieben wird, lediglich von dem zweiten etwas tiefer sitzenden Sensor erfasst. Dies eröffnet die Möglichkeit weiterer Auswertungen der Funktion der Strickmaschine.
  • Zur Steigerung der Zuverlässigkeit der Nadelüberwachung ist es möglich, an der Strickmaschine einen weiteren Sensor im Abstand von z.B. zehn Nadeln am Umfang der Strickmaschine vorzusehen. Weitere Sensoren können in weiteren Abständen vorgesehen sein. Sind z.B. zwei Sensoren vorgesehen, an denen die Nadeln nacheinander vorbeilaufen, kann vorgesehen werden, dass die Maschine nur stoppt, wenn beide Sensoren nacheinander die gleiche Fehlermeldung übermitteln.
  • Das Auswertegerät 6 ist über eine Lichtleitfaser 9 mit dem Kopf 5 verbunden. Das Auswertegerät 6 enthält ein oder mehrere Displays 10 sowie ein oder mehrere Eingabemittel, beispielsweise in Form eines Tastenfelds 11. Außerdem enthält es nicht weiter veranschaulichte elektronische Verarbeitungsmittel, beispielsweise in Form von Hardware und Software, ein oder mehrere Prozessoren, Signalformer und dgl. Mittel, wie sie der Fachmann zur Umsetzung der nachfolgend beschriebenen Funktionen vorsehen kann:
    • In Figur 2 ist eine Folge intakter Nadeln 2 veranschaulicht. Diese erzeugen an dem Kopf 5 ein Analogsignal AS, das beispielsweise aus der von dem Kopf 5 aufgenommenen Lichtintensität abgeleitet werden kann. Jeder Lichtreflex der Nadeln 2 erzeugt dann eine entsprechende Signalspitze. Diese wird durch einen Signalformer zu den weiter unten veranschaulichten Signalimpulsen S1 bis Sn umgeformt. Die Zeitabstände T1 bis Tn zwischen den einzelnen Signalimpulsen S1 bis Sn sind, wenn der Strickzylinder 3 mit gleichmäßiger Drehzahl dreht und die Nadeln 2 vollkommen in Takt sind, untereinander vollständig gleich. Das Auswertegerät überwacht nun die Zeitabstände T1 bis Tn fortwährend. Es qualifiziert einen empfangenen Signalimpuls Si dann als einen gültigen Folgeimpuls Si für einen vorangegangenen Signalimpuls Si-1, wenn der Zeitabstand Ti im Wesentlichen so groß ist, wie der Zeitabstand Ti-1. Dies ist dann der Fall, wenn gilt: p u ⋅ T i - 1 < T i < p o ⋅ T i - 1
      Figure imgb0001
      wobei po und pu einen unteren Grenzfaktor für eine untere Zeitdauerabweichung darstellt. Beispielsweise kann pu 0,8 betragen. po kann 1,2 betragen. Damit gilt, dass der Zeitabstand Ti wenigstens 80% des Zeitabstands Ti-1 und höchstens 120% des Zeitabstands Ti-1 betragen kann.
  • Fällt der oben genannte Test positiv aus, d.h. liegt jedes Ti in dem Intervall von 80% bis 120% von Ti-1 wird der Signalimpuls Si als gültiger Signalimpuls qualifiziert und es wird kein Alarmsignal erzeugt. Dieser Impuls wird beispielsweise gezählt.
  • Liegt der Signalimpuls Si jedoch außerhalb des genannten Zeitintervalls, d.h. weicht er um mehr als 20% von dem vorherigen Zeitabstand Ti-1 ab, wird er nicht als gültiger Signalimpuls qualifiziert. Damit liegt im erwarteten Intervall kein gültiger Impuls vor und es wird ein Alarmsignal erzeugt. Eine gebrochene Nadel oder eine stark verbogene Nadel wird somit sofort bei ihrem ersten Vorbeigang vor dem Kopf 5 erfasst. Zur Verbesserung der Sicherheit der Fehlererkennung können von mehreren Sensoren, die an unterschiedlichen Stellen des Umfangs der Strickmaschine angeordnet sind, entsprechende Fehlersignale hergeleitet werden, wobei ein gültiges Fehlersignal nur dann erzeugt wird, wenn alle Sensoren für die gleiche Nadelposition ein Fehlersignal erzeugen.
  • Wird lediglich ein einziger Sensor zur Überwachung eingesetzt, kann vorgesehen werden, dass ein Alarmsignal erst dann erzeugt wird, wenn sich der außerhalb des Zeitfensters befindende oder fehlende Signalimpuls bei der folgenden Maschinenumdrehung an der gleichen Stelle bzw. Nadelposition wiederholt.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass an Stelle des zum Vergleich herangezogenen Zeitabstands Ti-1 auch ein anderer Referenzzeitwert herangezogen werden kann, der sich beispielsweise aus mehreren vorausgegangenen Zeitabständen berechnet. Die Berechnung kann beispielsweise durch Berechnung eines arithmetischen Mittels, eines gewichteten Mittels oder eines anderen Vergleichswerts erfolgen.
  • Andererseits können langsame Geschwindigkeitsvariationen der Drehzahl des Strickzylinders 3 nicht zur Erzeugung eines Alarmsignals führen. Das Alarmsignal kann an dem Display 10 des Auswertegerätes 6 angezeigt werden. Es ist außerdem möglich, dieses Alarmsignal weiterzuleiten. Dazu können beispielsweise Netzwerkverbindungen dienen. Es kann auch an die Strickmaschine 1 geleitet werden, um diese stillzusetzen.
  • Es wird auf Figur 3 verwiesen. Diese veranschaulicht eine Nadelfolge 2', bei der eine Nadel 2a teilweise beschädigt, z.B. abgebrochen ist. Das entsprechende Analogsignal AS unterschreitet in diesem Fall eine obere Schwelle. Ein entsprechender digitaler Signalimpuls wird nicht erzeugt. In Figur 3 unten ist die entsprechend große Lücke zwischen den von den benachbarten Nadeln 2b, 2c erzeugten Signalimpulsen sichtbar. Entsprechend ist der Zeitabstand T5 doppelt so groß wie der Zeitabstand T4. Diese große Abweichung wird nicht mehr toleriert. Die Grenze po ist überschritten und es wird ein Alarmsignal erzeugt.
  • Über die Überwachung der Einzelimpulse hinaus ist es möglich, in dem Auswertegerät 6 eine Zähleinrichtung vorzusehen, die die erzeugten Signalimpulse S1 bis Sn zählt. Der Zählwert kann für jede Umdrehung des Strickzylinders 3 neu bestimmt werden. Dazu kann das Auswertegerät 6 über einen nicht weiter veranschaulichten Sensor verfügen oder mit einem solchen verbunden sein, der jeweils bei jeder Umdrehung des Nadelzylinders 3 an einer definierten Stelle einen Impuls liefert. Dabei kann es sich um einen Impuls pro Umdrehung oder auch um mehrere Impulse pro Umdrehung des Strickzylinders handeln. Weicht die pro Umdrehung gezählte Anzahl von Impulsen von einer Sollzahl Z ab, kann ein Alarmsignal erzeugt werden. Dies kann wiederum an einem Display des Auswertegerätes 6 angezeigt oder zur Weiterverarbeitung in einem Netzwerk drahtgebunden oder drahtlos weitergeleitet werden.
  • Die Sollzahl Z kann vom Bediener beispielsweise über das Tastenfeld 11 eingegeben werden. Es ist jedoch auch möglich, über das Tastenfeld 11 eine Lernbetriebsart des Auswertegeräts 6 zu starten, in der das Auswertegerät 6 die Anzahl der Nadeln automatisch erfasst. Dies kann beispielsweise in einem Testlauf über ein oder mehrere Umdrehungen hinweg geschehen. Die im Testlauf bei intakter Maschine erfasste Anzahl der Nadeln wird dann als Sollzahl Z abgespeichert.
  • Bei einigen Strickmaschinen ist der Nadelzylinder 3 nicht vollständig mit Nadeln bestückt oder zwischen einzelnen Nadeln sind absichtlich größere Lücken vorhanden. In diesem Fall kann das Auswertegerät 6 dahingehend modifiziert sein, dass es die Nadelüberwachung an der vorgegebenen ausgewählten Stelle unterbricht. Eine Veranschaulichung der entsprechenden Vorgehensweise ist in Figur 4 gegeben. Die Folge der Nadeln 2 weist zwei Lücken L1, L2 auf. In Figur 4 sind die Nadeln und die zugehörigen Analogsignale AS, sowie die Signalimpulse S lediglich anhand ihrer Indexpositionen 1, 2, 3 usw. bezeichnet. Wie ersichtlich, fehlen die Nadeln an den Indexpositionen 3 und 6. Entsprechend sind an den Indexpositionen 3 und 6 auch keine Signalimpulse S vorhanden. Der Ausfall dieser Impulse würde gemäß der im Zusammenhang mit Figur 2 gegebenen Beschreibung zur Erzeugung von Alarmsignalen führen. Dies wird bei einer erweiterten Ausführungsform jedoch vermieden. Die Indexpositionen, an denen keine Nadeln 2 vorhanden sind, im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Indexpositionen 3 und 6, werden entweder über das Tastenfeld 11 in das Auswertegerät 6 eingegeben oder im Testlauf registriert. Der entsprechende sich von dem Signalimpuls S2 zu dem Signalimpuls S4 erstreckende Zeitabstand wird somit von dem vorstehend beschriebenen Test ausgenommen. Gleiches gilt für den dem Signalimpuls S7 vorausgegangenen Zeitabstand.
  • Das insoweit beschriebene Auswertegerät hat mehrere Vorzüge. Zum einen ist es unempfindlich gegen Drehzahlschwankungen der Strickmaschine. Zum anderen ist es weitgehend unempfindlich gegen Einflüsse des Fadens und von Nadelschwingungen. Des Weiteren können verbogene oder gebrochene Nadeln zuverlässig erkannt werden. Ein Abspeichern eines gesamten Nadelmusters ist nicht erforderlich. Unregelmäßige Nadelfolgen können überwacht werden, indem die Positionen fehlender Nadeln vorab abgespeichert werden. Dies kommt mit sehr wenig Speicherplatz aus. Hier wird die Tatsache ausgenutzt, dass Nadeln an dem Strickzylinder nur entsprechend der vorgegebenen Teilung vorhanden sein können. Es genügt demnach die Indexposition nicht vorhandener Nadeln abzuspeichern, um eine Erzeugung des Alarmsignals an dieser Stelle zu unterdrücken.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Amplitude der von dem Sensor erzeugten Signale überwacht. Dies ist anhand von Figur 5 veranschaulicht. Die zum Triggern dieser Analogsignale genutzten Signalschwellen Tl, Tb berechnen sich aus den Signalschwellen und Signalmittelwerten Tm vorausgehender Impulse. Auf diese Weise können Trends hinsichtlich langwelliger Signalamplitudenschwankungen erfasst und unschädlich gemacht werden. Beispielsweise können die unteren Triggergrenzen Tl durch die beiden mittleren Signalwerte Tm der vorausgegangenen Impulse approximiert werden. Dazu kann eine Mittelwertbildung z.B. dienen. Z.B. können die Mittelwerte mehrerer vorausgegangener Impulse gewichtet addiert und durch einen Faktor dividiert werden. Die untere Triggerschwelle zur Signalformung des nächsten Impulses kann ermittelt werden, indem von diesem erwarteten Mittelwert ein Festbetrag subtrahiert wird. Die obere Triggerschwelle zur Signalformung dieses nächsten Impulses kann ermittelt werden, indem zu dem erwarteten Mittelwert ein Festbetrag addiert wird. Dies ergibt ein Hysterese-Verfahren. Die Schaltschwellen Tl und Th werden somit abhängig von der Signalamplitude der vorausgegangenen Impulse dynamisch festgelegt. Bei einem Umlauf des Strickzylinders regelmäßig auftretende Schwankungen der Signalamplituden werden somit als Störfaktor unwirksam gemacht.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung von Nadeln einer Strickmaschine beruht auf einer dynamischen Festlegung der überwachten Zeitintervalle zwischen einzelnen Nadelimpulsen. Die Zeitdauer wenigstens eines oder mehrerer vorausgegangener Zeiträume zwischen einzelnen Signalimpulsen wird als Maß für den aktuell zu bewertenden Zeitabstand genommen. Ebenso kann eine dynamische Festlegung der Schaltschwellen zur Erzeugung der Signalimpulse vorgenommen werden. Wiederum wird die Amplitude vorausgegangener Impulse analysiert, ein Trend bestimmt und aus diesem Trend die Schaltschwellen zur Erzeugung des aktuellen Signalimpulses festgelegt. Mit diesem Verfahren lassen sich die an allen Nadelpositionen erzeugten Impulse bewerten. Ist der Nadelzylinder bewusst nur teilweise bestückt, können einzelne Nadelpositionen entsprechend indiziert und von der Bewertung ausgenommen werden. Dies ergibt ein zuverlässiges robustes und verlässliches Überwachungsverfahren.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Strickmaschine
    2
    Nadeln, 2a, 2b, 2c
    3
    Strickzylinder
    4
    Überwachungseinrichtung
    5
    Kopf
    6
    Auswertegerät
    7
    Lichtleitfaser
    8
    Lichtquelle
    9
    Lichtleitfaser
    10
    Display
    11
    Tastenfeld

Claims (14)

  1. Verfahren zur Überwachung von Nadeln an Strickmaschinen, wobei zwischen den Nadeln und einem optischen Sensor eine Relativgeschwindigkeit besteht und sich die Nadeln durch das Sichtfeld des Sensors bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Verfahren zumindest bei einigen Nadeln:
    mittels des Sensors jedes Mal, wenn sich eine Nadel durch sein Sichtfeld bewegt, ein Signalimpuls (S1, S2, S3, ... , Sn) erzeugt wird,
    der Zeitabstand (T1, T2, T3, ... , Tn) zwischen aufeinander folgenden Signalimpulsen (S1, S2, S3, ... , Sn) bestimmt und ein Signalimpuls (Si) nur dann als gültiger Folgeimpuls (Si) des vorausgegangenen Signalimpulses (Si-1) registriert wird, wenn der Zeitabstand (Ti) kleiner als das Produkt (po·Ti-1) aus einem oberer Grenzfaktor (po) und einem Referenz-Zeitabstand (Ti-1) sowie größer als das Produkt (pu·Ti-1) aus einem unteren Grenzfaktor (pu) und dem Referenz-Zeitabstand (Ti-1) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenz-Zeitabstand ein früherer Zeitabstand (Ti-1) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenz-Zeitabstand ein aus einem oder mehreren früheren Zeitabständen (Ti-1 ... Ti-n) berechneter Referenzwert ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude (A1, A2, A3, ... , An) der einzelnen Signalimpulse (S1, S2, S3, ... , Sn) registriert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Signalimpulse aus den Amplituden (A1, A2, A3, ... , An) ermittelte variable Triggerschwellen genutzt werden.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alarmsignal erzeugt wird, wenn ein Signalimpuls (Si) außerhalb eines Zeitfensters (ΔTi = pu·Ti-1 - po·Ti-1) liegt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der pro Hub oder Umdrehung der Strickmaschine registrierten Signalimpulse (S1, S2, S3, ... , Sn) mit einer Sollzahl (Z) verglichen und ein Alarmsignal erzeugt wird, wenn eine Abweichung auftritt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollzahl (Z) in einem Testlauf bestimmt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Testlauf Leerpositionen bestimmt werden, an denen keine Nadeln vorgesehen sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 9 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Generierung eines Alarmsignals unterdrückt wird, wenn der Signalimpuls an einer Leerposition fehlt und somit innerhalb des Zeitfensters (ΔTi = pu·Ti-1 - Po·Ti-1) nicht auftritt.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführung des Verfahrens beim Starten einer Strickmaschine unterbrochen wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Display die Anzahl der pro Umdrehung oder Hub erfassten Signalimpulse (S1, S2, S3, ... , Sn) angezeigt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Display die Amplitude (A1, A2, A3, ... , An) der jeweils erfassten Signalimpulse (S1, S2, S3, ... , Sn) angezeigt wird.
  14. Vorrichtung zur Überwachung von Nadeln an Strickmaschinen, wobei zwischen den Nadeln und einem optischen Sensor eine Relativgeschwindigkeit besteht und sich die Nadeln durch das Sichtfeld des Sensors bewegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, die:
    jedes Mal, wenn sich eine Nadel durch sein Sichtfeld bewegt, einen mittels des Sensors erzeugten Signalimpuls (S1, S2, S3, ... , Sn) erfasst und
    den Zeitabstand (T1, T2, T3, ... , Tn) zwischen aufeinander folgenden Signalimpulsen (S1, S2, S3, ... , Sn) bestimmt und dabei ein Signalimpuls (Si) nur dann als gültigen Folgeimpuls (Si) registriert, wenn der Zeitabstand (Ti) kleiner als das Produkt (po·Ti-1) aus einem oberer Grenzfaktor (po) und einem früheren Zeitabstand (Ti-1) sowie größer als das Produkt (pu·Ti-1) aus einem unteren Grenzfaktor (pu) und einem früheren Zeitabstand (Ti-1) ist.
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