EP2883825A1

EP2883825A1 - Verfahren zum Betreiben einer Spulmaschine und Spulmaschine

Info

Publication number: EP2883825A1
Application number: EP14003960.3A
Authority: EP
Inventors: Stefan Bungter; Franz-Josef Flamm; Peter Hennig; Marc Küppenbender; Alexander Marx; Wolf-Michael Ruh
Original assignee: Saurer Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2013-12-16
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2034-11-25
Also published as: CN104709770B; JP2015117461A; CN104709770A; EP2883825B1; IN2014MU03852A; JP6385267B2; DE102013021316A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Spulmaschine (1) und eine Spulmaschine mit einer Vielzahl von Spulstellen (2) und einem Transportsystem (3) zum nachverfolgbaren Transport von Kopsen (9) zu den Spulstellen (2). Das Verfahren umfasst die Schritte Erstellen eines digitalen Bildes eines Referenzkopses (9A) mit bekannter Fadenlänge mittels eines bildgebenden Sensors (42, 42A), Ermittlung einer die Querschnittsfläche des Garnkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe, Ermittlung des Verhältnisses der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Garnkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe, Erstellen eines digitalen Bildes eines dem Transportsystem (3) zugeführten Kopses (9) mittels eines bildgebenden Sensors (42), Erfassung der während des Spulens von dem Kops (9) abgezogenen Fadenlänge, Verknüpfung von Informationen des digitalen Bildes des Kopses (9), der von dem Kops (9) abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Garnkörpers (48A) des Referenzkopses repräsentierenden Größe und Steuerung der Spulmaschine (1) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Verknüpfung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Spulmaschine und eine Spulmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
Die DE 39 42 304 A1 offenbart eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Gamvolumens eines Kopses. Diese Messeinrichtung weist eine Reihe von Einzelsensoren auf, die jeweils aus einem Lichtsender und einem gegenüberliegenden Lichtempfänger bestehen. Während der Kops an den Sensoren vorbeigeführt wird, werden mehrere Abtastungen mit den Sensoren durchgeführt. Auf diese Weise wird trotz der eindimensionalen Ausbildung der Einzelsensoren zumindest ein grobes zweidimensionales Abbild des Kopses erzeugt. Anhand dieses zweidimensionalen Abbildes wird das Garnvolumen des Kopses bestimmt. Aufgrund des Garnvolumens sollen definierte Steuervorgänge abgeleitet werden. Durch den Vergleich mit dem Garnvolumen eines fehlerfrei bewickelten Referenzkopses erfolgt eine Zuordnung des Kopses zu bestimmten Spulstellen und/oder Verfahrensschritten. Aufgrund der ermittelten Größe ist es zum Beispiel möglich, verschiedene Kopse unterschiedlichen Gampartien zuzuordnen. Es ist weiter möglich, zwischen vollbewickelten Kopsen und Kopsen mit Restgarnwickeln zu unterscheiden. Entsprechend der Bewicklung soll dann die Spulgeschwindigkeit und die Fadenspannung an den Spulstellen passend eingestellt werden. Die DE 39 42 304 A1 macht jedoch keine genauen Angaben dazu, wie die Spulgeschwindigkeit und die Fadenspannung während des Abspulprozesses angepasst wird.
Die EP 1 961 687 A2 betrifft die Verwendung einer digitalen Fotokamera zur Bewertung eines Kopses. Auf diese Weise wird die Gammenge auf der Hülse ermittelt, und anhand dieser Information wird entschieden, ob der Kops zu einer Kopsvorbereitungsstation oder zu einer Reinigungsstation zur Entfernung einer Restbewicklung auf der Hülse transportiert wird. Zur Erkennung des Garnkörpers wird das digitale Bild einer Kantenfilterung unterzogen. In ähnlicher Weise offenbart die DE 198 36 071 A1 die Erstellung eines digitalen Bildes zur Restfadenerkennung auf einer Kopshülse mittels einer CCD-Videokamera. In beiden Dokumenten wird also ein bildgebender Sensor verwendet.
Die DE 10 2007 058 857 A1 offenbart eine Spulstelle einer Spulmaschine. Auf der Spulstelle werden Kopse, die relativ wenig Garnvolumen enthalten, zu großvolumigen Kreuzspulen umgespult. Während des Umspulvorgangs, bei dem das Garn über Kopf unter Bildung eines sogenannten Fadenballons von den Kopsen abgezogen wird, ist das Garn Fadenzugkräften ausgesetzt, die die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens und damit die Spulgeschwindigkeit der Spulmaschine begrenzen. Diese Fadenzugkräfte können im Laufe einer Kopsreise, wenn keine wirksamen Gegenmaßnahmen ergriffen werden, auf ein mehrfaches der Anfangsfadenzugkraft ansteigen. Um die Fadenspannung zu begrenzen, sind sogenannte Ballonbegrenzer oder Abzugsbeschleuniger bekannt. Ein solcher Abzugsbeschleuniger weist ein rohrförmiges Element auf, das im Bereich seiner Unterkante konusartig ausgebildet ist und während des Spulprozesses so über dem Kops abgesenkt wird, dass der Konus stets im Bereich des so genannten Windungskegels des Kopses positioniert ist. Um eine optimale Nachführung des rohr-förmigen Elementes zu gewährleisten, ist ein optischer Sensor am konusförmigen Ende des rohrförmigen Elementes angeordnet, der den Abstand zu dem Windungskegel des Kopses misst. Eine präzise Absenkung des rohrförmigen Elements über dem Windungskegel ist für die zuverlässige Funktion des Abzugsbeschleunigers unerlässlich. Deshalb weisen die Abzugsbeschleuniger an jeder Spulstelle einen Sensor zur Erfassung des Windungskegels des Kopses auf.
Die DE 42 17 059 A1 offenbart ein Transportsystem zum nachverfolgbaren Transport von Kopsen zu den Spulstellen. Die Kopse werden auf Transporttellern angeordnet, die mit Strich- bzw. Barcodes versehen sind. Auf diese Weise ist jeder Kops individuell identifizierbar. Damit können jedem Kops mittels eines Rechners oder einer Steuer einheit Informationen bzw. Eigenschaften zugeordnet werden. Solche Informationen können zum Beispiel den Bewicklungsgrad der Kopse betreffen. In Abhängigkeit der Fadenmenge kann dann die Spulgeschwindigkeit gesteuert werden.
Die DE 43 19 173 A1 offenbart ein Transportband mit Mitnehmern für den formschlüssigen Transport von Transporttellern mit Kopsen oder Kopshülsen. Die Mitnehmer greifen dabei in Vertiefungen an den Transporttellern ein. Solche Transportsysteme, bei denen die Kopse an festen Positionen eines Transportbandes oder einer Transportkette geführt werden, lassen eine Nachverfolgung der Kopse innerhalb der Maschine zu. Das heißt, es ist möglich, nachzuvollziehen, wo sich ein bestimmter Kops innerhalb der Maschine befindet.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Steuerung einer Spulmaschine zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Verfahrensanspruches 1 sowie des Vorrichtungsanspruches 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Betreiben einer Spulmaschine mit einer Vielzahl von Spulstellen und einem Transportsystem zum nachverfolgbaren Transport von Spinnkopsen zu den Spulstellen vorgeschlagen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mittels eines bildgebenden Sensors, zum Beispiel ein CCD-oder CMOS-Sensor, ein digitales Bild eines Referenzkopses mit bekannter Fadenlänge erstellt und eine die Querschnittsfläche des Garnkörpers des Referenzkopses repräsentierende Größe ermittelt. Die Fadenlänge kann dabei aus dem vorgelagerten Spinnprozess bekannt sein, oder wird zur Durchführung des Verfahrens bestimmt. Zur Bestimmung der Fadenlänge auf dem Referenzkops kann der Referenzkops und die Hülse des Referenzkopses gewogen werden. Aus dem Gewicht des Gamkörpers des Referenzkopses und der Garnnummer kann die Fadenlänge bestimmt werden. Die Garnnummer kann ggf. aus einem Fadenstück definierter Länge ermittelt werden. Das er-findungsgemäße Verfahren beinhaltet weiter die Ermittlung des Verhältnisses der Fadenlänge des Referenzkopses und der die Querschnittsfläche des Garnkörpers des Referenzkopses repräsentierenden Größe.
Von den weiteren dem Transportsystem zugeführten Kopsen wird ein digitales Bild mittels eines bildgebenden Sensors erzeugt. Vorteilhafterweise wird für die Erstellung des digitalen Bildes des Referenzkopses und der digitalen Bilder der weiteren Kopse der gleiche bildgebende Sensor verwendet. Prinzipiell können aber auch verschiedene Sensoren verwendet werden. Weiterhin ist die Erfassung der während des Spulens von dem Kops abgezogenen Fadenlänge erforderlich. Erfindungsgemäß werden die Informationen des digitalen Bildes des Kopses, der von dem Kops abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses und der die Querschnittsfläche des Garnkörpers des Referenzkopses repräsentierenden Größe miteinander verknüpft, und die Spulmaschine wird in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Verknüpfung gesteuert.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird nicht nur der Zustand beim Einlaufen der Kopse in das Transportsystem bzw. bei der Zuführung zu der Spulmaschine erfasst, sondern der Zustand der Kopse kann während des gesamten Abspulprozesses erfasst werden. Die Kenntnisse über diese Zustände ermöglichen eine optimale Steuerung der Spulmaschine. Es sind keine zusätzlichen Sensoren an jeder Spulstelle erforderlich. Die abgezogene Fadenlänge wird grundsätzlich ohnehin an jeder Spulstelle in bekannter Weise ermittelt.
Vorteilhaftenweise wird auch ein digitales Bild einer Referenzhülse eines Kopses mittels eines bildgebenden Sensors erstellt.
Die Ermittlung der die Querschnittsfläche des Garnkörpers des Referenzkopses repräsentierenden Größe kann aus Informationen des digitalen Bildes des Referenzkopses und des digitalen Bildes der Referenzhülse erfolgen. Durch das zusätzliche Bild einer Referenzhülse lässt sich der Garnkörper leichter von der Hülse abgrenzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden dem Garnkörper des Referenzkopses Bildpunkte des digitalen Bildes zugeordnet und die Anzahl dieser Bildpunkte wird als die Querschnittsfläche des Gamkörpers repräsentierende Größe verwendet. Wenn das digitale Bild des Referenzkopses vor einem kontrastreichen Hintergrund erstellt wird, lassen sich die Bildpunkte des Kopses leicht durch einen Helligkeits- oder Grauwertvergleich bestimmen. Analog können die Bildpunkte der Referenzhülse bestimmt werden. Vorteilhafterweise wird das Bild der Referenzhülse unter den gleichen Bedingungen erstellt, das heißt, mit gleichen Abständen, gleicher Auslösung und so weiter. Mit dieser Information können die Bildpunkte des Garnkörpers des Referenzkopses leicht von den Bildpunkten des Kopses unterschieden werden. Alternativ können zur Ermittlung des Gamkörpers natürlich auch bekannte Kantenfilteralgorithmen verwendet werden, wobei dies allerdings deutlich mehr Rechenleistung erfordert.
Entsprechend dem Referenzkops können auch dem Garnkörper der dem Transportsystem zugeführten Kopse zur weiteren Verarbeitung Bildpunkte des jeweiligen digitalen Bildes zugeordnet werden. Auch diese Bilder werden vorteilhafterweise unter den gleichen Bedingungen erstellt.
Aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers des Referenzkopses repräsentierenden Größe kann leicht die genaue Fadenlänge jedes dem Transportsystem zugeführten Kopses ermittelt werden. Dazu braucht nur die Anzahl der Bildpunkte des Gamkörpers des Kopses mit dem Verhältnis aus Fadenlänge und der Anzahl der Bildpunkte des Gamkörpers des Referenzkopses multipliziert zu werden.
Aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses kann vorteilhafterweise in Abhängigkeit von der Längsausdehnung des Kopses eine den Durchmesser des Kopses repräsentierende Größe ermittelt werden. Auf diese Weise kann die Lage und Form des Windungskegels des Kopses ermittelt werden. Weiterhin können Abweichungen von der regulären Kopsform, die durch Fehler beim Spinnen entstehen können, erkannt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses, der von dem Kops abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers des Referenzkopses repräsentierenden Größe die sich während des Abspulens ändernde Form des Kopses kontinuierlich ermittelt.
Dazu können dem Garnkörper des Kopses Bildpunkte des digitalen Bildes zugeordnet werden und während des Abspulens entsprechend dem Wickelschema des Kopses sukzessive Zuordnungen von Bildpunkten zu dem Garnkörper entfernt werden. Beim Spinnen werden die Garnlagen des Kopses entlang des Windungskegels aufgebaut. Beim Abspulen erfolgt der Abbau des Kopses entsprechend. Das heißt, der Abbau erfolgt entlang des Windungskegels, so dass die Zuordnung der Bildpunkte entlang des Windungskegels zu dem Garnkörper sukzessive entfernt wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann damit jederzeit die sich während des Ab-spulens ändernde Lage des Windungskegels bestimmt werden. Deshalb wird vorteilhafterweise an der Spulstelle ein Abzugsbeschleuniger in Abhängigkeit der sich ändernden Form des Kopses gesteuert. Erfindungsgemäß entfällt damit ein am Abzugsbeschleuniger gemäß dem Stand der Technik notwendiger Sensor. Die erfindungsgemäße Steuerung des Abzugsbeschleunigers funktioniert auch dann zuverlässig, wenn die Kopsform durch Fehler beim Spinnen von der normalen Kopsform abweicht.
Aufgrund der Kenntnis der sich ändernden Form des Kopses kann an der Spulstelle ein Fadenspanner und/oder die Spulgeschwindigkeit gesteuert werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist eine Anpassung an die sich während des Abspulens ändernden Bedingungen ohne weiteres möglich.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird während des Abspulens aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses, der von dem Kops abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers des Referenzkopses repräsentierenden Größe die Restfadenlänge auf dem Kops ermittelt. Damit kann die aktuelle Restfadenlänge auf den Kopsen einer Partie erfasst werden.
Vorteilhafterweise wird damit ein Partieauslauf in Abhängigkeit der erfassten Restfadenlänge gesteuert. Das heißt, es ist möglich, zum Ende einer Partie zu entscheiden, an welchen Spulstellen die verbleibenden Kopse einer Partie verarbeitet werden, damit volle Kreuzspulen gewickelt werden können.
Die Erfindung betrifft ferner eine Spulmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Vielzahl von Spulstellen und einem Transportsystem zum nachverfolgbaren Transport von Spinnkopsen zu den Spulstellen, wobei am Eingang des Transportsystems ein bildgebender Sensor zum Erstellen digitaler Bilder von dem Transportsystem zugeführten Kopsen angeordnet ist und Mittel zur Erfassung der während des Spulens von einem Kops abgezogenen Fadenlänge vorhanden sind. Weiter sind Steuer- und Auswertemittel vorhanden, die dazu ausgebildet sind, mittels eines digitalen Bildes eines Referenzkopses eine die Querschnittsfläche des Garnkörpers des Referenzkopses repräsentierende Größe und mittels der vorgegebenen Fadenlänge des Referenzkopses das Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers des Referenzkopses repräsentierende Größe zu ermitteln, die Informationen eines digitalen Bildes eines Kopses, der von dem Kops abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers des Referenzkopses repräsentierenden Größe zu verknüpfen und die Spulmaschine in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Verknüpfung zu steuern.
Vorteilhafterweise kann gegenüber dem bildgebenden Sensor ein reflektierender Hintergrund so angeordnet sein, dass die digitalen Bilder der Kopse vor dem Hintergrund erstellt werden können, und es kann eine Lichtquelle vorhanden sein, die so angeordnet ist, dass sich bei der Erstellung der digitalen Bilder der Kopse die Lichtquelle und der Hintergrund auf gegenüberliegenden Seiten des Kopses befinden. Die Kopse schatten das Licht der Lichtquelle auf dem Hintergrund ab. Das Licht, das außerhalb des Kopsbereiches auf den Hintergrund trifft, wird reflektiert. Auf dem Bild erscheint der nicht oder zumindest wenig reflektierende Kops dunkel und der reflektierende Hintergrund hell. Damit wird ein starker Kontrast erzeugt, der es ermöglicht, die dunklen Bildpunkte ohne aufwendige Kantenfilterung dem Kops zuzuordnen. Vorteilhafterweise wird als reflektierender Hintergrund eine Reflexfolie verwendet, die besonders stark reflektiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: eine erfindungsgemäße Spulmaschine;
Fig. 2: eine Spulstelle einer erfindungsgemäßen Spulmaschine;
Fig. 3: eine Einrichtung der Spulmaschine zum Erstellen eine digitalen Bildes eines Kopses;
Fig. 4: eine Einrichtung zum Erstellen eines digitalen Bildes eines Referenzkopses;
Fig. 5: den Querschnitt eines Kopses;
Fig. 6: den Querschnitt eines Kopses mit teilweise abgewickelter Fadenlänge;
Fig. 7: den Querschnitt eines fehlerhaften Kopses.

Die Fig. 1 zeigt eine Spulmaschine 1 mit einer Vielzahl von Spulstellen 2, die zwischen den Endgestellen 55, 56 der Spulmaschine 1 angeordnet sind. Die Spulmaschine weist eine zentrale Steuereinheit 50 auf, die über ein Bussystem 60 mit den Spulstellensteuerungen 40 verbunden ist. Die zentrale Steuereinheit 50 weist zur Bedienung und Anzeige eine Tastatur 52 und ein Display 51 auf.
In Fig. 2 ist in Seitenansicht schematisch eine Spulstelle 2 während des Spulprozesses dargestellt. Auf diesen Spulstellen 2 werden, wie bekannt und daher nicht näher erläutert, Vorlagespulen, in der Regel auf Ringspinnmaschinen produzierte Spinnkopse 9, die nur relativ wenig Garnmaterial aufweisen, zu großvolumigen Kreuzspulen 11 umgespult. Die fertigen Kreuzspulen 11 werden anschließend mittels eines selbsttätig arbeitenden Serviceaggregates 57, beispielsweise eines Kreuzspulenwechslers, auf eine maschinenlange Kreuzspulentransporteinrichtung 21 übergeben und zu einer maschinenendseitig angeordneten Spulenverladestation oder dergleichen transportiert.
Die Spulmaschine 1 ist außerdem mit einer Logistikeinrichtung in Form eines Spulen-und Hülsentransportsystems 3 ausgestattet. In einem solchen Spulen- und Hülsentransportsystem 3 laufen dann Spinnkopse 9 beziehungsweise Leerhülsen 34 um, die in vertikaler Ausrichtung auf Transporttellern 8 angeordnet sind. Von diesem Hülsentransportsystem 3 sind lediglich die Kopszuführstrecke 4, die reversierend antreibbare Speicherstrecke 5, eine der zu den Spulstellen 2 führenden Quertransportstrecken 6 sowie die Hülsenrückführstrecke 7 dargestellt. Die Strecken weisen Transportbänder mit nicht dargestellten Haltevorrichtungen für die Transportteller 8 auf. Aufgrund der Kenntnis der Bewegung der Transportbänder und der Position der Haltevorrichtungen an den Transportbändern lässt sich jederzeit die Position eines bestimmten Kopses innerhalb der Maschine ermitteln. Wie angedeutet, werden die angelieferten Spinnkopse 9 dabei zunächst in einer Abspulstellung 10, die sich im Bereich der Quertransportstrecken 6 an den Spulstellen 2 befindet, positioniert und anschließend umgespult.
Die einzelnen Spulstellen 2 verfügen zu diesem Zweck, wie bekannt und daher nur angedeutet, über verschiedene Fadenüberwachungs- und -behandlungseinrichtungen, die nicht nur gewährleisten, dass die Spinnkopse 9 zu großvolumigen Kreuzspulen 11 umgespult werden können, sondern die auch sicherstellen, dass der Faden 30 während des Umspulvorganges auf Fadenfehler hin überwacht wird und detektierte Fadenfehler ausgereinigt werden. Jede Spulstelle 2 verfügt über eine Spulstellensteuerung 40, die über die nur angedeuteten Steuerleitungen mit den Fadenüberwachungs- und -behand-lungseinrichtungen verbunden ist und über das Bussystem 60 mit der zentralen Steuereinheit 50 und der Steuereinrichtung 58 des Serviceaggregates 57 verbunden ist.
Die Arbeitsstellen 2 verfügen beispielsweise jeweils über eine Spulvorrichtung 24, die einen Spulenrahmen 18 aufweist, der um eine Schwenkachse 19 beweglich gelagert ist und mit einer Spulenantriebseinrichtung 26 sowie einer Fadenchangiereinrichtung 28 ausgestattet ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Kreuzspule 11 während des Spulprozesses mit ihrer Oberfläche auf einer Antriebswalze 26 und wird von dieser über Reibschluss mitgenommen. Die Antriebswalze 26 wird dabei über eine drehzahlregelbare, reversierbare (nicht dargestellte) Antriebseinrichtung beaufschlagt. Die Changierung des Fadens 30 beim Auflaufen auf die Kreuzspule 11 erfolgt mittels einer Fadenchangiereinrichtung 28, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel einen Fingerfadenführer 29 aufweist.
Die Spulstellen 2 verfügen des Weiteren über eine Fadenverbindungseinrichtung, vorzugsweise eine pneumatisch arbeitende Spleißeinrichtung 13 mit einer Schneideinrichtung 43, einen Unterfadensensor 22, einen Fadenspanner 14, einen Fadenreiniger 15 mit einer Fadenschneideinrichtung 17 sowie eine Paraffiniereinrichtung 16. Die in Fig. 2 dargestellte Spulstelle 2 weist außerdem einen Fadenzugkraftsensor 20 auf.
Außerdem ist die Spulstelle 2 mit einer Saugdüse 12 sowie mit einem Greiferrohr 25 ausgestattet, die beide definiert mit Unterdruck beaufschlagbar sind. Die Saugdüse 12 und das Greiferrohr 25 sind dabei an eine maschinenlange Unterdrucktraverse 32 angeschlossen, die ihrerseits mit einer Unterdruckquelle 33 in Verbindung steht.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerdem im Bereich der Paraffiniereinrichtung 16 eine bezüglich des Fadenlaufweges etwas nach hinten versetzt angeordnete Fadenfangdüse 23 so positioniert, dass der Faden 30 während des Spulprozesses vor ihrer Mündung 42 läuft. Die Fadenfangdüse 23 ist über eine Luftweiche 27 ebenfalls an die Unterdrucktraverse 32 angeschlossen. Die Luftweiche 27 weist dabei einen Anschlussstutzen 35 für die Fadenfangdüse 23 sowie einen relativ voluminösen Entlastungsstutzen 36 auf, dessen Mündung während des regulären Spulbetriebes durch die in Wartestellung P positionierte Saugdüse 12 luftdicht verschlossen ist. Ein Öffnen des Entlastungsstutzens 36 durch Hochschwenken der Saugdüse 12 sorgt dafür, dass der an der Fadenfangdüse 23 anstehende Unterdruck zusammenbricht.
Des Weiteren sind die Spulstellen 2 mit einem Abzugsbeschleuniger 37 ausgestattet, der während des Spulprozesses dafür sorgt, dass der Fadenballon, der beim Ablaufen des Fadens vom Spinnkops 9 entsteht, im Sinne einer Senkung der Fadenspannung positiv beeinflusst wird. Der Abzugsbeschleuniger 37 ist über einen Antrieb 38 definiert in vertikaler Richtung R so verstellbar, dass er während des Spulprozesses, dem Abspulfortschritt des Spinnkopses 9 folgend, nach unten verfahren werden kann. Dabei befindet sich die Unterkante des Abzugsbeschleunigers 37 stets etwa in Höhe des Windungskegels 39 des in Abspulstellung 10 positionierten Spinnkopses 9.
Die Spulmaschine 1 weist außerdem eine am Eingang des Transportsystems 3 angeordnete Bilderfassungseinrichtung 41 auf, die in Fig. 3 genauer darstellt ist. Ein Kops 9 wird mittels des Transportsystems 3 zwischen einem bildgebenden Sensor 42 und einem Hintergrund 46 positioniert. Weiter sind zwei Infrarotdioden 44 und 45 zur Beleuchtung des Kopses 9 vor dem Hintergrund 46 vorhanden. Das heißt, die Infrarotdioden 44 und 45 sind im Bereich des bildgebenden Sensors 42 ebenfalls so angeordnet, dass der Kops 9 zwischen den Infrarotdioden 44 und 45 und dem Hintergrund 46 positioniert ist. Dem bildgebenden Sensor 42 ist eine Bildverarbeitungseinheit 47 zugeordnet. Die Bildverarbeitungseinheit 47 wiederum ist über das Bussystem 60 zur Steuerung der Spulmaschine mit den Spulstellensteuerungen 40 und der zentralen Steuereinheit 50 verbunden. Der Hintergrund 46 ist mit einer Reflexfolie versehen. Die Reflexfolie sorgt für eine verstärkte Reflektion des von den Infrarotdioden 44 und 45 ausgesendeten Lichtes. Nur der von dem Kops 9 abgeschattete Bereich des Hintergrundes 46 bleibt dunkel. Damit wird auf dem digitalen Bild ein starker Kontrast zwischen dem Kops und dem Hintergrund erreicht. Dadurch ist es einfach, die zu dem Kops gehörenden Bildpunkte zu erfassen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein digitales Bild eines Referenzkopses erforderlich. Dieses digitale Bild kann mit der Bilderfassungseinrichtung 41 der Spulmaschine erstellt werden. Es ist aber auch möglich, dafür eine separate Bilderfassungseinrichtung 41A, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, zu verwenden. Um ohne aufwendige Weiterverarbeitung der erstellten Bilder die digitalen Bilder des Kopses 9 und des Referenzkopses 9A miteinander vergleichen zu können, ist die Bilderfassungseinrichtung 41A im Wesentlichen genauso wie die Bilderfassungseinrichtung 41 der Spulmaschine aufgebaut. Dementsprechend weist die Bilderfassungseinrichtung 41A einen bildgebenden Sensor 42A zur Erstellung eines digitalen Bildes vor dem Hinter grund 46A auf. Zur Beleuchtung sind entsprechend Infrarotdioden 44A und 45A vorhanden. Mittels der Bildverarbeitungseinheit 47A kann das digitale Bild des Referenzkopses gespeichert werden. Das digitale Bild des Referenzkopses wird zur Steuerung der Spulmaschine an diese übertragen. Dies kann beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Busverbindung oder eine Speicherkarte passieren.
Um sowohl den Garnköper 48 des Kopses 9 als auch den Garnkörper 48A des Referenzkopses 9A besser von der Hülse 34 bzw. 34A abgrenzen zu können, wird vorzugsweise ein digitales Bild einer Referenzhülse 34A erstellt. Falls eine separate Bilderfassungseinrichtung 41A vorhanden ist, wird das digitale Bild der Referenzhülse vorzugsweise mittels dieser Einrichtung erstellt. Alternativ kann natürlich auch die Bilderfassungseinrichtung 41 der Spulmaschine 1 verwendet werden.
Nach dem Erstellen der genannten digitalen Bilder können dem Garnkörper 48A des Referenzkopses 9A und dem Garnkörper 48 des Kopses 9 Bildpunkte des digitalen Bildes zugeordnet werden. Alle dunklen Bildpunkte gehören zu einem Kops 9 oder 9A. Die so selektierten Bildpunkte umfassen neben dem Garnkörper 48 beziehungsweise dem Garnkörper 48A auch die Bildpunkte der jeweiligen Hülse 34 beziehungswiese 34A. Durch einen Vergleich des digitalen Bildes der Referenzhülse 34A mit den digitalen Bildern des Kopses 9 beziehungsweise des Referenzkopses 9 können die in diesen Bildern der Hülse 34, 34A zugeordneten Bildpunkte ermittelt werden. Die verbleibenden dunklen Bildpunkte können dann dem Garnkörper 48, 48A zugeordnet werden. Die Verteilung der Querschnittsflächen von Garnkörper 48 und Hülse 34 kann der Fig. 5 entnommen werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiterhin die Kenntnis der genauen auf dem Referenzkopf befindlichen Fadenlänge erforderlich. Dazu kann der Referenzkops 9A und nach Abwickeln des Referenzkopses 9A die Hülse 34A des Referenzkopses 9A gewogen werden. Mit Hilfe der Garnnummer kann dann die Fadenlänge berechnet werden. Bei Bedarf kann die Gamummer auch aus einem kurzen Referenzfadenstück vorgegebener Länge bestimmt werden.
Zur Ermittlung der an den Spulstellen 2 von den Kopsen 9 abgezogenen Fadenlänge sind keine besonderen Einrichtungen an den Spulstellen 2 erforderlich. Die abgezogene Fadenlänge kann zum Beispiel durch Integration der Drehzahl der Spulantriebseinrichtung 26 ermittelt werden.
Aus den digitalen Bildern der Kopse 9 kann der Durchmesserverlauf der Kopse 9 in Längsrichtung ermittelt werden. Dadurch können Lage und Form des Windungskegels 39 der Kopse 9 als auch Fehler im Kopsaufbau erkannt werden.
Die oben beschriebenen Informationen können vorteilhaft als Grundlage für verschiedene Steuerungsvorgänge verwendet werden.
Die digitalen Bilder der Kopse 9 können für die Steuerung des Abzugsbeschleunigers 37 verwendet werden. Die Anzahl der Bildpunkte des Garnkörpers 48A des Referenzkopses 9A ist ein Maß für die Querschnittsfläche des Gamkörpers 48A. Aus der bekannten Fadenlänge des Referenzkopses 9A kann ein Verhältnis von Fadenlänge und Querschnittsfläche ermittelt werden. Dieses Verhältnis ermöglicht es gemeinsam mit der von dem Kops 9 abgezogenen Fadenlänge, die sich ändernde Querschnittsfläche des Garnkörpers 48 und damit die Form des Gamkörpers laufend genau zu bestimmen. Die Fig. 6 zeigt den Kops 9 der Fig. 5, nachdem eine bestimmte Fadenlänge von dem Kops 9 abgezogen wurde. Die abgezogene Fadenlänge korrespondiert dabei über das oben beschriebene Verhältnis mit der Fläche 49. Es verbleibt dann der Restgamkörper 48B. Aufgrund des Wickelprinzips der Kopse 9 wird die Querschnittsfläche beziehungsweise der Garnkörper 48 immer entlang des Windungskegels 39 abgebaut. Auf diese Weise können die Fläche beziehungsweise die Bildpunkte, die nicht mehr dem Garnkörper zugeordnet werden, leicht gestimmt werden.
Die Fig. 7 zeigt einen fehlerhaften Kops 9C mit einer Einschnürung des Gamkörpers 48C. Solche Kopse 9C werden auch als "Coca-Cola"-Kopse bezeichnet. Mit dem oben beschriebenen Verfahren lässt sich auch bei solchen Kopsen während des gesamten Abspulvorganges immer die konkrete Form des Kopses bestimmen.
Der Abzugsbeschleuniger 37 kann dann ohne einen zusätzlichen Sensor immer so gesteuert beziehungsweise abgesenkt werden, dass sich die Unterkante des Abzugsbeschleunigers 37 stets etwa in Höhe des Windungskegels 39 des in Abspulstellung 10 positionierten Spinnkopses 9 befindet.
Wie bekannt, steigt die Fadenspannung beziehungsweise die Fadenzugkraft trotz ordnungsgemäßer Absenkung des Abzugsbeschleunigers 37 mit abnehmender Gammenge auf dem Kops an. Deshalb wird die Fadenspannung durch einen Fadenspanner 14 und gegebenenfalls durch Änderung der Spulgeschwindigkeit angepasst. Um eine optimale Einstellung zu gewährleisten, ist es im Stand der Technik bekannt, die Fadenspannung beziehungsweise Fadenzugkraft an jeder Spulstelle mittels eines Fadenzugkraftsensors 20 zu ermitteln. Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun, den Fadenspanner 14 und/oder die Spulgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Position des Windungskegels 39 des Kopses 9 oder -allgemeiner ausgedrückt- in Abhängigkeit von der sich ändernden Form des Kopses 9 einzustellen, ohne dass an jeder Spulstelle ein Fadenzugkraftsensor 20 angeordnet ist. Es ist jedoch von Vorteil, einzelne Spulstellen 2 mit einem Fadenzugkraftsensor 20 zur Ermittlung einer Referenzkurve auszustatten.
Auf Spulmaschinen 1 werden Kopse 9 mit verschiedenen Garnen und teilweise auch mit verschiedenen Hülsen 34 verarbeitet. Man spricht hier von verschiedenen Partien. Verschiedene Partien können dabei gleichzeitig oder nacheinander verarbeitet werden, da auf den Kreuzspulen 11 deutlich mehr Garn aufgewickelt ist als auf den Kopsen 9. Damit entsteht bei einem Partiewechsel oder einem Partieauslauf das Problem, die Kopse 9 so auf die Spulstellen 2 aufzuteilen, dass die Kreuzspulen 11 vollständig bewickelt werden können. Zur Lösung des Problems wird anhand der digitalen Bilder der Kopse 9 und anhand des aus dem digitalen Bild des Referenzkopses 9A ermittelten Verhältnisses von Querschnittsfläche und Fadenlänge die Fadenlänge auf den Kopsen 9 bestimmt. Während des Abspulens wird die von den Kopsen 9 abgezogene Fadenlänge erfasst und damit jederzeit die Restfadenlänge auf dem Kops 9 ermittelt. Mit diesen Informationen kann jederzeit die Gesamtfadenlänge aller im System befindlichen Kopse 9 einer Partie ermittelt werden. Anhand der bekannten Fadenlänge einer vollen Kreuzspule und anhand der bereits auf die vorhanden Kreuzspulen gewickelten Fadenlänge kann bestimmt werden, auf welchen Spulen bei einen Partieauslauf die auslaufenden Partie noch verarbeitet wird, damit die Kreuzspulen noch vollständig gefüllt werden können.
Das Erstellen von digitalen Bildern der dem Transportsystem 3 zugeführten Kopse 9 ermöglicht außerdem eine Partieunterscheidung. Das heißt, unterschiedliche Kopse können verschiedenen Partien zugeordnet werden. Außerdem geben die Bilder die Möglichkeit, die vorgelagerten Spinnprozesse zu überwachen und hinsichtlich ihrer Qualität zu beurteilen. So kann zum Beispiel eine Häufung von fehlerhaften Kopsen registriert werden.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Spulmaschine (1) mit einer Vielzahl von Spulstellen (2) und einem Transportsystem (3) zum nachverfolgbaren Transport von Kopsen (9) zu den Spulstellen (2), aufweisend die Schritte
Erstellen eines digitalen Bildes eines Referenzkopses (9A) mit bekannter Fadenlänge mittels eines bildgebenden Sensors (42, 42A),
Ermittlung einer die Querschnittsfläche des Gamkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe,
Ermittlung des Verhältnisses der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe,
Erstellen eines digitalen Bildes eines dem Transportsystem (3) zugeführten Kopses (9) mittels eines bildgebenden Sensors (42),
Erfassung der während des Spulens von dem Kops (9) abgezogenen Fadenlänge,
Verknüpfung von Informationen des digitalen Bildes des Kopses (9), der von dem Kops (9) abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers (48A) des Referenzkopses repräsentierenden Größe und
Steuerung der Spulmaschine (1) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Verknüpfung.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein digitales Bild einer Referenzhülse (34, 34A) eines Kopses (9, 9A) mittels eines bildgebenden Sensors (42, 42A) erstellt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der die Querschnittsfläche des Garnkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe aus Informationen des digitalen Bildes des Referenzkopses (9A) und des digitalen Bildes der Referenzhülse (34, 34A) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Garnkörper (48A) des Referenzkopses (9A) Bildpunkte des digitalen Bildes zugeordnet werden und die Anzahl dieser Bildpunkte als die Querschnittsfläche des Gamkörpers (48A) repräsentierende Größe verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Garnkörper (48) des dem Transportsystem (3) zugeführten Kopses (9) Bildpunkte des digitalen Bildes zugeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenlänge des dem Transportsystem (3) zugeführten Kopses (9) aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses (9) und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe ermittelt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses (9) in Abhängigkeit von der Längsausdehnung des Kopses (9) eine den Durchmesser des Kopses (9) repräsentierende Größe ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses (9), der von dem Kops abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe die sich ändernde Form des Kopses (9) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Garnkörper (48) des Kopses (9) Bildpunkte des digitalen Bildes zugeordnet werden und dass während des Abspulens entsprechend dem Wickelschema des Kopses (9) sukzessive Zuordnungen von Bildpunkten zu dem Garnkörper (48) entfernt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spulstelle (1) ein Abzugsbeschleuniger (37) in Abhängigkeit von der sich ändernden Form des Kopses (9) gesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spulstelle (2) ein Fadenspanner (14) und/oder die Spulgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der sich ändernden Form des Kopses gesteuert wird
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Informationen des digitalen Bildes des Kopses (9), der von dem Kops (9) abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Garnkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe die Restfadenlänge auf dem Kops (9) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die aktuelle Restfadenlänge auf den Kopsen (9) einer Partie erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Partieauslauf in Abhängigkeit von der erfassten Restfadenlänge gesteuert wird.
Spulmaschine (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einer Vielzahl von Spulstellen (2) und einem Transportsystem (3) zum nachverfolgbaren Transport von Kopsen (9) zu den Spulstellen (2),
wobei am Eingang des Transportsystems (3) ein bildgebender Sensor (42) zum Erstellen digitaler Bilder von dem Transportsystem (3) zugeführten Kopsen (9) angeordnet ist,
Mittel zur Erfassung der während des Spulens von einem Kops (9) abgezogenen Fadenlänge vorhanden sind,
und Steuer- und Auswertemittel (40, 47, 50) vorhanden sind, die dazu ausgebildet sind,
mittels eines digitalen Bildes eines Referenzkopses (9A) eine die Querschnittsfläche des Garnkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierende Größe und
mittels der vorgegebenen Fadenlänge des Referenzkopses (9A) das Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Garnkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe zu ermitteln,
die Informationen eines digitalen Bildes eines Kopses (9), der von dem Kops (9) abgezogenen Fadenlänge und dem ermittelten Verhältnis der Fadenlänge des Referenzkopses (9A) und der die Querschnittsfläche des Gamkörpers (48A) des Referenzkopses (9A) repräsentierenden Größe zu verknüpfen und
die Spulmaschine (1) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Verknüpfung zu steuern.
Spulmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass gegenüber dem bildgebenden Sensor (42) ein reflektierender Hintergrund (46) so angeordnet ist, dass die digitalen Bilder der Kopse (9) vor dem Hintergrund 46) erstellt werden können und dass eine Lichtquelle (44, 45) vorhanden ist, die so angeordnet ist, dass sich bei der Erstellung der digitalen Bilder der Kopse (9) die Lichtquelle (44, 45) und der Hintergrund (46) auf gegenüberliegenden Seiten des Kopses befinden.