EP3181743B1 - Schärmaschine - Google Patents

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EP3181743B1
EP3181743B1 EP15200308.3A EP15200308A EP3181743B1 EP 3181743 B1 EP3181743 B1 EP 3181743B1 EP 15200308 A EP15200308 A EP 15200308A EP 3181743 B1 EP3181743 B1 EP 3181743B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
image recording
warping
recording device
image
warping machine
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
EP15200308.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3181743A1 (de
Inventor
Martin Fuhr
Christian Ruis
Jens Stöckmann
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.)
Karl Mayer Stoll R&D GmbH
Original Assignee
Karl Mayer Stoll R&D GmbH
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 Karl Mayer Stoll R&D GmbH filed Critical Karl Mayer Stoll R&D GmbH
Priority to ES15200308T priority Critical patent/ES2898453T3/es
Priority to EP15200308.3A priority patent/EP3181743B1/de
Priority to CN201610170877.4A priority patent/CN106884243B/zh
Publication of EP3181743A1 publication Critical patent/EP3181743A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3181743B1 publication Critical patent/EP3181743B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02H—WARPING, BEAMING OR LEASING
    • D02H3/00—Warping machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02H—WARPING, BEAMING OR LEASING
    • D02H3/00—Warping machines
    • D02H3/02—Sectional warpers

Definitions

  • the invention relates to a warping machine which has a warping drum with a winding area, a thread sheet guide and a control device which controls a movement of the warping drum and thread sheet guide relative to one another, with an image recording device which is directed at at least a part of the winding area on which the Operation of the warping machine forms a lap to which the control device is connected.
  • Such a warping machine is off DE 20 2005 012 287 U1 known.
  • a first measuring device is provided here for recording the winding length of the chain.
  • a second measuring device is used to record the belt tension.
  • a third measuring device in the form of a laser or a camera is used to record the contour of the individual strips on the warping drum to determine the radial thickness of the strips.
  • Such a warping machine is used to produce a warp, as it is required later in the production of woven or warp knitted goods.
  • a thread sheet In the manufacture of a chain, a thread sheet is often pulled off a creel and wound onto the circumference of the warping drum.
  • the thread sheet is also known as a "ribbon".
  • the ribbon is much narrower than the desired width of the chain.
  • the ribbon When the ribbon has been wound with the desired length of the chain, it is offset by the width of the ribbon and the winding process begins again. This is repeated until the desired width of the chain has been achieved.
  • the warping drum In order to prevent threads from falling on the free end face of the winding that is being formed, the warping drum often has a conical diameter enlargement at one end.
  • the cone then has an angle of 15 °, for example.
  • the ribbon When the ribbon is wound up, the ribbon is slowly moved up the cone, so that on the side of the winding that is being formed that is remote from the cone, a similar, conical end face of the winding that is being formed is created. This lateral movement of the ribbon requires a relative movement between the thread sheet guide, which guides the threads of the ribbon, and the warping drum.
  • the control of this relative movement is intended to ensure that the circumferential surface of the winding that is being formed always remains parallel to the circumferential surface of the warping drum. If, for example, the ribbon is led up the cone too quickly, then a surface with an inclination will form, the sign of which corresponds to the inclination of the cone. If, on the other hand, the ribbon is moved sideways too slowly, the surface is inclined with the opposite sign.
  • DE 43 04 956 A1 shows a device for warping threads in which an electronic line camera or other video camera is used to determine the diameter of the lap being formed.
  • EP 2 169 098 A1 shows a cone warping machine in which a laser light sensor is provided as a measuring device with which the inclination of the roll can be determined in an area adjacent to the cone.
  • EP 0 344 115 A2 describes a device for regulating the thread band width in warping machines, in which a line camera is provided which continuously measures the band width of the thread band. The values determined serve as actual values for a control circuit that adjusts the width of a warping reed.
  • EP 0 043 368 A2 describes a winding machine for winding strand-shaped winding material onto a spool.
  • a television camera is provided in order to determine the position of the lateral turn flank of the last-mentioned turn of the winding material.
  • DE 43 04 955 A1 describes a method for rebanging threads onto a warp beam and an associated beaming machine, in which a measuring device in the form of a line camera is provided, with which the diameter of the lap being formed can be determined.
  • the image recording device having an image recording area, the width of which is greater than the width of the thread bundle guide, the image recording device generating several images of the lap one after the other and being connected to an image evaluation device which recognizes where a surface of the roll runs so that the image recording device (12) can capture an area which is formed from at least one already wound ribbon, and a further area which is formed by the surface of the warping drum, and determines an inclination of the surface of the roll .
  • An image recording device for example a camera arrangement, is used to monitor the build-up of the lap on the warping drum continuously or at short intervals.
  • the image recording device generates an image of the lap. This picture provides information about the structure of the coil at a specific point in time. Several successively recorded images then provide information about the course of the build-up of the lap.
  • the image recording device can be positioned at a certain distance from the warping drum so that there is no contact with the roll.
  • the image recording device is a "passive" element from which no radiation or the like emanates, so that it is not necessary to ensure that operators are protected.
  • the control device can use an image processing program, for example, to evaluate the image or images delivered by the image recording device.
  • such an image processing program only needs to recognize where the surface of the winding that is being formed runs. This is possible with simple means. So not only is the width of the thread sheet from which the lap is formed, but areas can also be detected which are arranged adjacent to it. If several ribbons have already been wound up, the image recording device can capture an area consisting of at least one already wound
  • Ribbon is formed, and another area that is formed by the surface of the warping drum.
  • the image evaluation device for example, it can be determined which part of the image depicts the roll and which part does not. The desired information about the lap can then be obtained from this information.
  • the image evaluation device can be part of the control device.
  • the image recording device preferably has an optical axis which is directed parallel to a tangent to the warping drum.
  • the term "parallel to a tangent” is not to be understood strictly in a mathematical sense. Deviations of the order of magnitude of ⁇ 25 ° from the tangent are quite possible.
  • the optical axis of the image recording device should, however, be aligned in such a way that the image recording device, on the one hand, detects the lap that forms on the warping drum and, on the other hand, a "background", which then advantageously differs from the lap, so that one can easily can see in which area of the image the coil is shown and in which area of the image it is not.
  • the image evaluation device is preferably connected to an image storage device. From time to time or continuously, images can then be stored in the image storage device which show the progress in building the lap.
  • the image evaluation device preferably determines an application height of the roll. In this way, the image recording device and the image evaluation device take over the task that was previously performed by a touch sensor or a laser sensor. However, the image evaluation device can determine the application height of the roll not only selectively, i.e. on a small area of the width of the ribbon, but practically across the entire width of the ribbon.
  • the image evaluation device determines an inclination of the surface of the roll. Since the image evaluation device is able to detect the entire width of the ribbon, it is also able to determine whether individual areas of the surface of the winding being formed are at a greater distance from the surface of the warping drum than other areas. If this is the case, the surface of the winding that is being formed is inclined and the speed of the relative movement between the thread sheet guide and the warping drum must be changed.
  • the image evaluation device preferably has a comparison device which compares a line representing the surface of the roll with a reference line.
  • the reference line can be formed, for example, by a row of pixels in a recording area of the image recording device.
  • the image evaluation device can then determine in a simple manner whether the line representing the surface of the roll runs parallel to this reference line or not. If it is not parallel to the reference line, it means that the surface of the roll is inclined. In this case, a correction of the feed movement, that is to say the relative movement between the thread sheet guide and the warping drum, is necessary.
  • the image evaluation device determines the width of the chain. This can be done in several ways. On the one hand, it is possible for the image recording device to be able to capture the entire width of the chain. It is also possible, however, for the image evaluation device to put several images together and to determine the width of the chain therefrom. These images can have been stored in the image storage device mentioned above. For example, you can proceed in such a way that at the end of the winding of each ribbon an image is generated and these images are then later arranged overlapping so that they represent the complete wound chain.
  • the image recording device and the thread sheet guide are preferably mounted on a warping table.
  • the image recording device and the thread cluster guide are therefore moved together. This makes it possible to ensure in a simple manner that the image recording device can always record the currently wound ribbon.
  • the image recording device is directed towards the top of the drum.
  • the top of the drum is the area that lies in the direction of gravity above the axis of rotation of the warping drum.
  • the image recording device “sees” the warping drum, so to speak, from above or obliquely from above and can thereby capture the chain that is being formed.
  • a background device is arranged on a side of the warping drum facing away from the image recording device, at least in the field of view of the image recording device.
  • the background device can, for example, have a single-colored, flat surface which forms a good contrast to the threads of the warp. This facilitates a later evaluation by the image evaluation device.
  • the image recording device can also be directed towards the underside of the drum.
  • the drum underside is the area of the warping drum in the direction of gravity below the axis of rotation of the warping drum.
  • the image recording device can be arranged, for example, below the flock table, so that the area above the flock table remains free.
  • the underside of the drum are in the Usually defined optical conditions are available, ie the background does not usually change.
  • a lighting device is preferably provided which is directed at the winding area.
  • the lighting device illuminates the "field of view” of the image recording device and therefore enables high-quality images to be obtained.
  • the lighting device and the image recording device are coupled to one another. So when the image recording device is moved, the lighting device moves with it.
  • Fig. 1 shows in a highly schematic form a warping machine 1 with a warping drum 2 which is rotatably driven about an axis of rotation 3.
  • the warping drum 2 has at one axial end a conical section 4 which encloses an angle of 15 ° with the axis of rotation 3, for example.
  • the warping machine 1 can also be referred to as a "conical warping machine”.
  • the invention is also applicable to other warping machines, for example sample warping machines.
  • a thread sheet 5 is pulled off a gate, not shown in detail, and guided onto the warping drum 2 in the direction of an arrow 6.
  • the thread sheet 5 can also be referred to as a "ribbon".
  • the thread sheet 5 is guided through a thread sheet guide 7 which is arranged on a warping table 8.
  • the thread sheet 5 is then guided over a deflection roller 9 and directed onto the surface of the warping drum 2.
  • the sheet guide 7 is moved relative to the warping drum 2, parallel to the axis of rotation 3.
  • This movement is brought about by a drive 10, which is connected to a control device 11.
  • the control device 11 controls the drive 10 and thus the movement of the warping table 8.
  • This movement should ideally take place in such a way that the thread sheet 5 is guided up the cone while the surface of the winding being formed remains parallel to the circumferential surface of the warping drum 2, more precisely the area the warping drum 2, which connects to the conical section 4.
  • the increase in diameter from the The thread sheet 5 forming winding and the relative speed between the thread sheet guide 7 and the warping drum 2 must be coordinated so that the end of the thread sheet 5 adjacent to the cone section 4 exactly follows the course of the cone section 4.
  • the warping machine 1 has an image recording device 12, which can also be referred to as a "camera arrangement".
  • the image recording device 12 has optics 13.
  • the optics 13 have an optical axis 14 which is directed parallel to a tangent on the circumference of the warping drum 2.
  • the term “circumference” means the circumference of the warping drum 2 outside the conical section 4.
  • the term “tangential” is not to be understood here in a strictly mathematical sense. Deviations of ⁇ 25 ° are permissible. It is also permissible if the optical axis 14 does not affect the warping drum 2, but is arranged parallel to the tangent.
  • the image recording device 12 can generate an image in which, on the one hand, the lap forming from the thread sheet and, on the other hand, a background can be seen, the background being intended to differ from the lap.
  • a “viewing area” 15 which fulfills this requirement is shown schematically by dashed lines.
  • the thread sheet 5 When the thread sheet 5 has been wound onto the warping drum 2 in such a way that the desired length of the chain to be produced is obtained, the thread sheet 5 is offset by its width and the winding process starts again.
  • the thread sheet now referred to as the "new thread sheet” then immediately adjoins the thread sheet that has already been wound up. In any case, the image recording device 12 detects the currently wound thread sheet.
  • a background device 16 can be used on the side facing away from the image recording device 12 Warping drum 2 is arranged.
  • the background device 16 can, for example, have a surface 17 with a uniform color, for example gray or white, so that there is sufficient contrast to the roll.
  • the image recording device 12 is mounted on the sharpening table 8 via a holder 18.
  • the image recording device 12 is therefore moved together with the warping table 8. In this way it can be ensured in a simple manner that the image recording device 12 can always capture the thread sheet 5 and thus the lap formed from the thread sheet 5.
  • the image recording device 12 has an image recording area, the width of which is greater than the width of the thread sheet guide 7. The width is therefore always greater than the width of the thread sheet 5.
  • the image recording device 12 can thus also record areas that are to the left and right of the thread sheet 5 or are arranged next to the winding formed from the thread sheet 5.
  • the image recording device 12 is connected to an image evaluation device 19.
  • the image evaluation device 19 can be part of the control device 11. It is also possible to use a separate image evaluation device 19.
  • the image evaluation device 19 can be connected to an image storage device 20.
  • the images recorded by the image recording device 12 can be stored continuously or from time to time in the image storage device 20. For example, at the end of the winding process of each thread sheet 5, an image can be generated and this image can be stored in the image storage device 20.
  • a winding 21 is shown schematically, which has been wound onto the circumference 22 of the warping drum 2 and in the process has been guided up the conical section 4.
  • the course of the surface of the warping drum 2 is shown by a dashed line 23.
  • the image evaluation device can now determine a line 24 which forms the surface of the roll 21. A distance between this line 24 and the circumference 22 results in an application height H. This application height H can be used by the control device 11 to control the drive 10.
  • Fig. 4 is shown schematically how to determine a width B of a chain which is formed from a plurality of coils 21.
  • the image recording device 12 can either capture the entire width of the chain if the optics 13 allow this.
  • One can also proceed in such a way that the images recorded in the image storage device 20 at the end of the winding process are combined and the width B of the chain is then determined from the combined image.
  • a further option is shown as to how one can work with the image recording device 12.
  • a winding 21 is shown in which the thread sheet 5 has been led up the conical section 4 too quickly. Accordingly, there is an inclined surface, as shown by a line 24. This line can be detected by the image evaluation device 19. If such a case occurs, the control device 11 must change the permissible speed between the warping drum 2 and the warping table 8.
  • the inclination of the line 24 is shown here in an exaggerated manner.
  • the image evaluation device 19 can already detect an inclination when it is in the order of magnitude of 1 °. Accordingly, the control device 11 can promptly change the Effect the relative speed between the thread sheet guide 7 and the warping drum 2 in order to align the line horizontally again, that is, parallel to the circumference 22 of the warping drum 2.
  • a lighting device 25 can also be provided, which is directed onto the winding area of the warping drum 2, that is to say onto the area in which the image recording device 12 is to acquire the corresponding image.
  • the lighting device 25 and the image recording device 12 are expediently coupled to one another.
  • the lighting device generates a light cone 26 which illuminates this area to a sufficient extent.
  • the image recording device 12 shown With the image recording device 12 shown, a lot of information can be obtained that can be used to control the warping machine 1. In addition to measuring the application height H and measuring the width B of the chain, a quality evaluation can also be carried out. With the help of the images supplied by the image recording device 12, for example, individual parameters, such as the inclination of the surface, can be recorded for each ribbon and the roll wound therefrom, and this can also be recorded.
  • the image recording device 12 it is possible to set up the image recording device 12 to be connected to a service station via a remote query.
  • the current warp belt can then be displayed to a service technician so that he can get an impression of the chain in the event of problems.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Warping, Beaming, Or Leasing (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schärmaschine, die eine Schärtrommel mit einem Wickelbereich, eine Fadenscharführung und eine Steuereinrichtung, die eine Bewegung von Schärtrommel und Fadenscharführung relativ zueinander steuert, aufweist, wobei eine Bildaufnahmeeinrichtung, die zumindest auf einen Teil des Wickelbereichs gerichtet ist, auf dem sich im Betrieb der Schärmaschine ein Wickel bildet, mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
  • Eine derartige Schärmaschine ist aus DE 20 2005 012 287 U1 bekannt. Hier ist eine erste Messeinrichtung zur Erfassung der Wickellänge der Kette vorgesehen. Eine zweite Messeinrichtung dient zur Erfassung der Bandspannung. Eine dritte Messeinrichtung in Form eines Lasers oder einer Kamera dient zur Erfassung der Kontur der einzelnen Bänder auf der Schärtrommel zur Bestimmung der radialen Dicke der Bänder.
  • Eine derartige Schärmaschine wird verwendet, um eine Kette zu erzeugen, wie sie später bei der Produktion von Web- oder Kettenwirkwaren benötigt wird.
  • Bei der Herstellung einer Kette wird vielfach eine Fadenschar aus einem Gatter abgezogen und auf den Umfang der Schärtrommel aufgewickelt. Die Fadenschar wird auch als "Bändchen" bezeichnet. Das Bändchen ist wesentlich schmaler als die gewünschte Breite der Kette. Wenn das Bändchen mit der gewünschten Länge der Kette aufgewickelt worden ist, dann wird es um die Breite des Bändchens versetzt und der Wickelvorgang beginnt erneut. Dies wiederholt sich so oft, bis die gewünschte Breite der Kette erreicht worden ist.
  • Um ein Herabfallen von Fäden an der freien Stirnseite des sich bildenden Wickels zu verhindern, weist die Schärtrommel vielfach an einem Ende eine konusartige Durchmesservergrößerung auf. Der Konus hat dann beispielsweise einen Winkel von 15°. Beim Aufwickeln des Bändchens wird das Bändchen langsam den Konus hinauf bewegt, so dass auf der vom Konus abgewandten Seite des sich bildenden Wickels eine gleichartige konusartige Stirnseite des sich bildenden Wickels entsteht. Für diese seitliche Bewegung des Bändchens ist eine Relativbewegung zwischen der Fadenscharführung, die die Fäden des Bändchens führt, und der Schärtrommel erforderlich.
  • Die Steuerung dieser Relativbewegung soll sicherstellen, dass die Umfangsfläche des sich bildenden Wickels immer parallel zur Umfangsfläche der Schärtrommel bleibt. Wenn beispielsweise das Bändchen zu schnell den Konus hinaufgeführt wird, dann wird sich eine Oberfläche mit einer Neigung ausbilden, deren Vorzeichen der Neigung des Konus entspricht. Wird hingegen das Bändchen zu langsam seitwärts bewegt, dann ergibt sich eine Neigung der Oberfläche mit entgegengesetztem Vorzeichen.
  • Es ist bekannt, den Durchmesser des sich bildenden Wickels durch eine Abtastrolle oder durch einen Lasersensor zu ermitteln und in Abhängigkeit von dem so ermittelten Durchmesser den Vorschub des Bändchens zu steuern. Eine Abtastrolle oder andere Berührungssensoren begrenzen jedoch die Geschwindigkeit und damit die Produktivität der Schärmaschine. Lasersensoren sind nicht überall verwendbar.
  • DE 43 04 956 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Schären von Fäden, bei der eine elektronische Zeilenkamera oder eine andere Videokamera zur Ermittlung des Durchmessers des sich bildenden Wickels verwendet wird.
  • EP 2 169 098 A1 zeigt eine Konusschärmaschine, bei der ein Laserlichtsensor als Messeinrichtung vorgesehen ist, mit der die Neigung des Wickels an einem dem Konus benachbarten Bereich ermittelt werden kann.
  • EP 0 344 115 A2 beschreibt eine Vorrichtung zum Regeln der Fadenbandbreite bei Schärmaschinen, bei der eine Zeilenkamera vorgesehen ist, die kontinuierlich die Bandbreite des Fadenbandes misst. Die ermittelten Werte dienen als Ist-Werte für einen Regelkreis, der die Breite eines Schärriets verstellt.
  • EP 0 043 368 A2 beschreibt eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von strangförmigem Wickelgut auf eine Spule. Eine Fernsehkamera ist vorgesehen, um die Position der seitlichen Windungsflanke der letztgenannten Windung des Wickelguts zu ermitteln.
  • DE 43 04 955 A1 beschreibt ein Verfahren zum Umbäumen von Fäden auf einen Kettbaum und eine zugehörige Bäummaschine, bei der eine Messvorrichtung in Form einer Zeilenkamera vorgesehen ist, mit der der Durchmesser des sich bildenden Wickels ermittelt werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine allgemein verwendbare Schärmaschine mit hoher Produktivität bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit einer Schärmaschine gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung einen Bilderfassungsbereich aufweist, dessen Breite größer als die Breite der Fadenscharführung ist, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung mehrere Bilder des Wickels nacheinander erzeugt und mit einer Bildauswerteeinrichtung verbunden ist, die erkennt, wo eine Oberfläche des Wickels verläuft, sodass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) einen Bereich erfassen kann, der aus mindestens einem bereits aufgewickelten Bändchen gebildet ist, und einen weiteren Bereich, der durch die Oberfläche der Schärtrommel gebildet wird, und eine Neigung der Oberfläche des Wickels ermittelt.
  • Man verwendet also eine Bildaufnahmeeinrichtung, beispielsweise eine Kameraanordnung, um den Aufbau des Wickels auf der Schärtrommel fortlaufend oder in kurzen Abständen zu überwachen. Die Bildaufnahmeeinrichtung erzeugt ein Bild des Wickels. Dieses Bild gibt Aufschluss über den Aufbau des Wickels zu einem bestimmten Zeitpunkt. Mehrere nacheinander aufgenommene Bilder ergeben dann eine Information über den Verlauf des Aufbaus des Wickels. Die Bildaufnahmeeinrichtung kann in einer gewissen Entfernung von der Schärtrommel positioniert werden, so dass eine Berührung mit dem Wickel nicht erfolgt. Die Bildaufnahmeeinrichtung ist ein "passives" Element, von dem keine Strahlung oder dergleichen ausgeht, so dass man nicht für einen Schutz von Bedienungspersonen Sorge tragen muss. Die Steuereinrichtung kann zur Auswertung des von der Bildaufnahmeeinrichtung gelieferten Bilds oder der gelieferten Bilder beispielsweise ein Bildverarbeitungsprogramm verwenden. Im einfachsten Fall muss ein derartiges Bildverarbeitungsprogramm nur erkennen, wo die Oberfläche des sich bildenden Wickels verläuft. Dies ist mit einfachen Mitteln möglich. Man erfasst also nicht nur die Breite der Fadenschar, aus der der Wickel gebildet wird, sondern kann auch Bereiche erfassen, die benachbart dazu angeordnet sind. Wenn bereits mehrere Bändchen aufgewickelt worden sind, kann die Bildaufnahmeeinrichtung also einen Bereich erfassen, der aus mindestens einem bereits aufgewickelten
  • Bändchen gebildet ist, und einen weiteren Bereich, der durch die Oberfläche der Schärtrommel gebildet wird. In der Bildauswerteeinrichtung lässt sich beispielsweise feststellen, welcher Teil des Bildes den Wickel abbildet und welcher Teil nicht. Aus dieser Information lässt sich dann die gewünschte Information über den Wickel gewinnen. Die Bildauswerteeinrichtung kann Bestandteil der Steuereinrichtung sein.
  • Vorzugsweise weist die Bildaufnahmeeinrichtung eine optische Achse auf, die parallel zu einer Tangente an die Schärtrommel gerichtet ist. Der Begriff "parallel zu einer Tangente" ist nicht streng im mathematischen Sinn zu verstehen. Abweichungen in der Größenordnung von ± 25° von der Tangente sind durchaus möglich. Die optische Achse der Bildaufnahmeeinrichtung sollte allerdings so ausgerichtet sein, dass die Bildaufnahmeeinrichtung zum einen den Wickel, der sich auf der Schärtrommel bildet, erfasst und zum anderen einen "Hintergrund", der sich dann vorteilhaft von dem Wickel unterscheidet, so dass man auf einfache Weise erkennen kann, in welchem Bereich des Bildes der Wickel dargestellt ist und in welchem Bereich des Bildes nicht.
  • Vorzugsweise ist die Bildauswerteeinrichtung mit einer Bildspeichereinrichtung verbunden. In der Bildspeichereinrichtung lassen sich dann von Zeit zu Zeit oder fortlaufend Bilder abspeichern, die den Fortschritt beim Aufbau des Wickels zeigen.
  • Vorzugsweise ermittelt die Bildauswerteeinrichtung eine Auftragshöhe des Wickels. Damit übernimmt die Bildaufnahmeeinrichtung mit der Bildauswerteeinrichtung zusammen die Aufgabe, die bislang von einem Berührungssensor oder von einem Lasersensor übernommen worden ist. Allerdings kann die Bildauswerteeinrichtung die Auftragshöhe des Wickels nicht nur punktuell, also an einem kleinen Bereich der Breite des Bändchens ermitteln, sondern praktisch über die komplette Breite des Bändchens.
  • Erfinungsgemäß ermittelt die Bildauswerteeinrichtung eine Neigung der Oberfläche des Wickels. Da die Bildauswerteeinrichtung in der Lage ist, die gesamte Breite des Bändchens zu erfassen, ist sie auch in der Lage, festzustellen, ob einzelne Bereiche der Oberfläche des sich bildenden Wickels eine größere Entfernung von der Oberfläche der Schärtrommel haben als andere Bereiche. Sollte dies der Fall sein, ist die Oberfläche des sich bildenden Wickels geneigt und die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen der Fadenscharführung und der Schärtrommel muss geändert werden.
  • Vorzugsweise weist die Bildauswerteeinrichtung eine Vergleichseinrichtung auf, die eine die Oberfläche des Wickels darstellende Linie mit einer Referenzlinie vergleicht. Die Referenzlinie kann beispielsweise durch eine Reihe von Pixeln in einem Aufnahmebereich der Bildaufnahmeeinrichtung gebildet sein. Die Bildauswerteeinrichtung kann dann auf einfache Weise feststellen, ob die die Oberfläche des Wickels darstellende Linie parallel zu dieser Referenzlinie verläuft oder nicht. Sollte sie nicht parallel zur Referenzlinie verlaufen, bedeutet dies, dass die Oberfläche des Wickels geneigt ist. In diesem Fall ist eine Korrektur der Vorschubbewegung, also der Relativbewegung zwischen der Fadenscharführung und der Schärtrommel, erforderlich.
  • Auch ist von Vorteil, wenn die Bildauswerteeinrichtung die Breite der Kette ermittelt. Dies kann auf mehrere Arten erfolgen. Es ist zum einen möglich, dass die Bildaufnahmeeinrichtung die komplette Breite der Kette erfassen kann. Es ist aber auch möglich, dass die Bildauswerteeinrichtung mehrere Bilder zusammensetzt und daraus die Breite der Kette ermittelt. Diese Bilder können in der oben erwähnten Bildspeichereinrichtung abgelegt worden sein. So kann man beispielsweise so vorgehen, dass am Ende des Wickelns eines jeden Bändchens ein Bild erzeugt wird und diese Bilder dann später überlappend so angeordnet werden, dass sie die komplette gewickelte Kette darstellen.
  • Vorzugsweise sind die Bildaufnahmeeinrichtung und die Fadenscharführung an einem Schärtisch montiert. Die Bildaufnahmeeinrichtung und die Fadenscharführung werden also gemeinsam bewegt. Damit lässt sich auf einfache Weise sicherstellen, dass die Bildaufnahmeeinrichtung immer das aktuelle gewickelte Bändchen erfassen kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bildaufnahmeeinrichtung auf eine Trommeloberseite gerichtet. Die Trommeloberseite ist der Bereich, der in Schwerkraftrichtung oberhalb der Rotationsachse der Schärtrommel liegt. Die Bildaufnahmeeinrichtung "sieht" also sozusagen von oben oder von schräg oben auf die Schärtrommel und kann dadurch die sich bildende Kette erfassen.
  • Hierbei ist bevorzugt, dass auf einer von der Bildaufnahmeeinrichtung abgewandten Seite der Schärtrommel zumindest im Sichtfeld der Bildaufnahmeeinrichtung eine Hintergrundeinrichtung angeordnet ist. Die Hintergrundeinrichtung kann beispielsweise eine einfarbige ebene Fläche aufweisen, die einen guten Kontrast zu den Fäden der Kette bildet. Dies erleichtert eine spätere Auswertung durch die Bildauswerteeinrichtung.
  • Alternativ dazu kann die Bildaufnahmeeinrichtung auch auf eine Trommelunterseite gerichtet sein. Die Trommelunterseite ist der Bereich der Schärtrommel in Schwerkraftrichtung unterhalb der Rotationsachse der Schärtrommel. In diesem Fall kann man die Bildaufnahmeeinrichtung beispielsweise unterhalb des Schärtischs anordnen, so dass der Bereich oberhalb des Schärtischs frei bleibt. An der Trommelunterseite stehen in der Regel definierte optische Bedingungen zur Verfügung, d.h. der Hintergrund wechselt in der Regel nicht.
  • Vorzugsweise ist eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen, die auf den Wickelbereich gerichtet ist. Die Beleuchtungseinrichtung leuchtet das "Sichtfeld" der Bildaufnahmeeinrichtung aus und ermöglicht daher die Gewinnung von hochwertigen Bildern.
  • Hierbei ist bevorzugt, dass die Beleuchtungseinrichtung und die Bildaufnahmeeinrichtung miteinander gekoppelt sind. Wenn also die Bildaufnahmeeinrichtung bewegt wird, bewegt sich die Beleuchtungseinrichtung mit.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
    • Fig. 1
    eine stark schematisierte Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Schärmaschine,
    Fig. 2
    eine stark schematisierte Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Schärmaschine,
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung der Auftragshöhe,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung der Breite einer Kette und
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Ermittlung einer Neigung einer Oberfläche.
  • In allen Figuren sind gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Fig. 1 zeigt in stark schematisierter Form eine Schärmaschine 1 mit einer Schärtrommel 2, die um eine Rotationsachse 3 drehbar angetrieben ist. Wie man aus den Fig. 3 bis 5 erkennen kann, weist die Schärtrommel 2 an einem axialen Ende einen Konusabschnitt 4 auf, der mit der Rotationsachse 3 beispielsweise einen Winkel von 15° einschließt. Die Schärmaschine 1 kann auch als "Konusschärmaschine" bezeichnet werden. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen Schärmaschinen, beispielsweise Musterkettenschärmaschine, anwendbar.
  • Von einem nicht näher dargestellten Gatter wird eine Fadenschar 5 abgezogen und in Richtung eines Pfeils 6 auf die Schärtrommel 2 geführt. Die Fadenschar 5 kann auch als "Bändchen" bezeichnet werden. Die Fadenschar 5 wird durch eine Fadenscharführung 7 geführt, die auf einem Schärtisch 8 angeordnet ist. Die Fadenschar 5 wird dann über eine Umlenkrolle 9 geführt und auf die Oberfläche der Schärtrommel 2 geleitet.
  • Wenn sich die Schärtrommel 2 dreht und dadurch die Fadenschar 5 auf sich zieht, wodurch ein Wickel aus der Fadenschar 5 gebildet wird, wird die Fadenscharführung 7 relativ zur Schärtrommel 2 bewegt und zwar parallel zur Rotationsachse 3. Diese Bewegung wird durch einen Antrieb 10 bewirkt, der mit einer Steuereinrichtung 11 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 11 steuert den Antrieb 10 und damit die Bewegung des Schärtischs 8. Diese Bewegung sollte idealerweise so erfolgen, dass die Fadenschar 5 den Konus hinaufgeführt wird und dabei die Oberfläche des sich bildenden Wickels parallel zur Umfangsfläche der Schärtrommel 2 bleibt, genauer gesagt des Bereichs der Schärtrommel 2, der sich an den Konusabschnitt 4 anschließt. Mit anderen Worten müssen der Durchmesserzuwachs des sich aus der Fadenschar 5 bildenden Wickels und die Relativgeschwindigkeit zwischen der Fadenscharführung 7 und der Schärtrommel 2 so aufeinander abgestimmt sein, dass das das dem Konusabschnitt 4 benachbarte Ende der Fadenschar 5 genau dem Verlauf des Konusabschnitts 4 folgt.
  • Um dies zu gewährleisten, weist die Schärmaschine 1 eine Bildaufnahmeeinrichtung 12 auf, die auch als "Kameraanordnung" bezeichnet werden kann. Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 weist eine Optik 13 auf. Die Optik 13 weist eine optische Achse 14 auf, die parallel zu einer Tangente am Umfang der Schärtrommel 2 gerichtet ist. Mit "Umfang" ist im Folgenden der Umfang der Schärtrommel 2 außerhalb des Konusabschnitts 4 gemeint. Der Begriff "tangential" ist hier nicht im streng mathematischen Sinne zu verstehen. Abweichungen von ± 25° sind zulässig. Auch ist es zulässig, wenn die optische Achse 14 die Schärtrommel 2 nicht tangiert, sondern parallel zur Tangente angeordnet ist. Es muss allerdings gewährleistet sein, dass die Bildaufnahmeeinrichtung 12 ein Bild erzeugen kann, bei dem einerseits der sich aus der Fadenschar bildende Wickel und andererseits ein Hintergrund ersichtlich ist, wobei sich der Hintergrund vom Wickel unterscheiden soll. Durch gestrichelte Linien ist schematisch ein "Sichtbereich" 15 dargestellt, der diese Anforderung erfüllt.
  • Wenn die Fadenschar 5 so auf die Schärtrommel 2 aufgewickelt worden ist, dass sich die gewünschte Länge der zu erzeugenden Kette ergibt, dann wird die Fadenschar 5 um ihre Breite versetzt und der Wickelvorgang startet erneut. Die jetzt als "neue Fadenschar" bezeichnete Fadenschar schließt sich dann unmittelbar an die bereits aufgewickelte Fadenschar an. Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 erfasst auf jeden Fall die aktuell gewickelte Fadenschar.
  • Falls erforderlich, kann man eine Hintergrundeinrichtung 16 verwenden, die auf der der Bildaufnahmeeinrichtung 12 abgewandten Seite der Schärtrommel 2 angeordnet ist. Die Hintergrundeinrichtung 16 kann beispielsweise eine Fläche 17 mit einer einheitlichen Farbe, beispielsweise grau oder weiß, aufweisen, so dass ein ausreichender Kontrast zum Wickel gegeben ist.
  • Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 ist über eine Halterung 18 am Schärtisch 8 montiert. Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 wird also gemeinsam mit dem Schärtisch 8 bewegt. Damit lässt sich auf einfache Weise sicherstellen, dass die Bildaufnahmeeinrichtung 12 immer die Fadenschar 5 erfassen kann und damit den sich aus der Fadenschar 5 bildenden Wickel.
  • Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 hat einen Bilderfassungsbereich, dessen Breite größer ist als die Breite der Fadenscharführung 7. Die Breite ist damit in jedem Fall größer als die Breite der Fadenschar 5. Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 kann damit auch Bereiche erfassen, die links und rechts neben der Fadenschar 5 bzw. neben dem sich aus der Fadenschar 5 bildenden Wickels angeordnet sind.
  • Die Bildaufnahmeeinrichtung 12 ist mit einer Bildauswerteeinrichtung 19 verbunden. Die Bildauswerteeinrichtung 19 kann Bestandteil der Steuereinrichtung 11 sein. Es ist auch möglich, eine getrennte Bildauswerteeinrichtung 19 zu verwenden.
  • Die Bildauswerteeinrichtung 19 kann mit einer Bildspeichereinrichtung 20 verbunden sein. In der Bildspeichereinrichtung 20 kann man kontinuierlich oder von Zeit zu Zeit die von der Bildaufnahmeeinrichtung 12 aufgenommenen Bilder abspeichern. Beispielsweise kann man am Ende des Wickelvorgangs einer jeden Fadenschar 5 ein Bild erzeugen und dieses Bild in der Bildspeichereinrichtung 20 abspeichern.
  • In Fig. 3 ist schematisch ein Wickel 21 dargestellt, der auf den Umfang 22 der Schärtrommel 2 aufgewickelt worden ist und dabei den Konusabschnitt 4 hinaufgeführt worden ist. Der Verlauf der Oberfläche der Schärtrommel 2 ist durch eine gestrichelte Linie 23 dargestellt.
  • Die Bildauswerteeinrichtung kann nun eine Linie 24 ermitteln, die die Oberfläche des Wickels 21 bildet. Ein Abstand dieser Linie 24 zum Umfang 22 ergibt eine Auftragshöhe H. Diese Auftragshöhe H kann von der Steuereinrichtung 11 verwendet werden, um den Antrieb 10 zu steuern.
  • In Fig. 4 ist schematisch dargestellt, wie man eine Breite B einer Kette ermittelt, die aus einer Vielzahl von Wickeln 21 gebildet ist. Hierzu kann die Bildaufnahmeeinrichtung 12 entweder die gesamte Breite der Kette erfassen, wenn die Optik 13 dies zulässt. Man kann auch so vorgehen, dass man die in der Bildspeichereinrichtung 20 jeweils am Ende des Wickelvorgangs aufgenommenen Bilder zusammensetzt und aus dem zusammengesetzten Bild dann die Breite B der Kette ermittelt.
  • In Fig. 5 ist eine weitere Option dargestellt, wie man mit der Bildaufnahmeeinrichtung 12 arbeiten kann. Hier ist ein Wickel 21 gezeigt, bei dem die Fadenschar 5 zu schnell den Konusabschnitt 4 hinaufgeführt worden ist. Dementsprechend ergibt sich eine geneigte Oberfläche, wie dies durch eine Linie 24 dargestellt ist. Diese Linie kann von der Bildauswerteeinrichtung 19 erfasst werden. Wenn ein derartiger Fall auftritt, dann muss die Steuereinrichtung 11 die zulässige Geschwindigkeit zwischen der Schärtrommel 2 und dem Schärtisch 8 verändern.
  • Die Neigung der Linie 24 ist hier übertrieben groß dargestellt. Die Bildauswerteeinrichtung 19 kann in der Regel eine Neigung bereits dann erfassen, wenn sie in der Größenordnung von 1° liegt. Dementsprechend kann die Steuereinrichtung 11 frühzeitig eine Veränderung der Relativgeschwindigkeit zwischen der Fadenscharführung 7 und der Schärtrommel 2 bewirken, um die Linie wieder horizontal auszurichten, also parallel zum Umfang 22 der Schärtrommel 2.
  • Wenn die Lichtverhältnisse es erfordern, kann auch eine Beleuchtungseinrichtung 25 vorgesehen sein, die auf den Wickelbereich der Schärtrommel 2 gerichtet ist, also auf den Bereich, in dem die Bildaufnahmeeinrichtung 12 das entsprechende Bild gewinnen soll. Zweckmäßigerweise sind die Beleuchtungseinrichtung 25 und die Bildaufnahmeeinrichtung 12 miteinander gekoppelt. Die Beleuchtungseinrichtung erzeugt einen Lichtkegel 26, der diesen Bereich in ausreichendem Maße ausleuchtet.
  • Mit der dargestellten Bildaufnahmeeinrichtung 12 lassen sich viele Informationen gewinnen, die man zum Steuern der Schärmaschine 1 verwenden kann. Neben der Messung der Auftragshöhe H und der Messung der Breite B der Kette lässt sich auch eine Qualitätsauswertung durchführen. Mit Hilfe der von der Bildaufnahmeeinrichtung 12 gelieferten Bilder kann man beispielsweise bei jedem Bändchen und dem daraus gewickelten Wickel einzelne Parameter, wie die Neigung der Oberfläche, erfassen und dies auch protokollieren.
  • Darüber hinaus kann man einrichten, dass die Bildaufnahmeeinrichtung 12 über eine Fernabfrage mit einer Servicestation verbunden ist. Einem Servicetechniker kann dann das aktuelle Schärband angezeigt werden , so dass er sich bei Problemen einen Eindruck von der Kette verschaffen kann.

Claims (12)

  1. Schärmaschine (1), die eine Schärtrommel (2) mit einem Wickelbereich, eine Fadenscharführung (7) und eine Steuereinrichtung (11), die eine Bewegung von Schärtrommel (2) und Fadenscharführung (7) relativ zueinander steuert, aufweist, wobei eine Bildaufnahmeeinrichtung (12), die zumindest auf einen Teil des Wickelbereichs gerichtet ist, auf dem sich im Betrieb der Schärmaschine ein Wickel (21) bildet, mit der Steuereinrichtung (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) einen Bilderfassungsbereich aufweist, dessen Breite größer als die Breite der Fadenscharführung (7) ist, wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (12) mehrere Bilder des Wickels nacheinander erzeugt und mit einer Bildauswerteeinrichtung (19) verbunden ist, die erkennt, wo die Oberfläche des Wickels (21) verläuft, sodass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) einen Bereich erfassen kann, der aus mindestens einem bereits aufgewickelten Bändchen gebildet ist, und einen weiteren Bereich, der durch die Oberfläche der Schärtrommel (2) gebildet wird, und eine Neigung der Oberfläche des Wickels (21) ermittelt
  2. Schärmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) eine optische Achse (14) aufweist, die parallel zu einer Tangente an die Schärtrommel (2) gerichtet ist.
  3. Schärmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinrichtung (19) mit einer Bildspeichereinrichtung (20) verbunden ist.
  4. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinrichtung (19) eine Auftragshöhe des Wickels (21) ermittelt.
  5. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinrichtung (19) eine Vergleichseinrichtung aufweist, die eine die Oberfläche des Wickels (21) darstellenden Linie (24) mit einer Referenzlinie (22) vergleicht.
  6. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildauswerteeinrichtung (19) die Breite der Kette ermittelt.
  7. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) und die Fadenscharführung (7) an einem Schärtisch (8) montiert sind.
  8. Schärmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) auf eine Trommeloberseite gerichtet ist.
  9. Schärmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer von der Bildaufnahmeeinrichtung (12) abgewandten Seite der Schärtrommel (2) zumindest im Sichtfeld der Bildaufnahmeeinrichtung (12) eine Hintergrundeinrichtung (16) angeordnet ist.
  10. Schärmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (12) auf eine Trommelunterseite gerichtet ist.
  11. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungseinrichtung (25) vorgesehen ist, die auf den Wickelbereich gerichtet ist.
  12. Schärmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (25) und die Bildaufnahmeeinrichtung (12) miteinander gekoppelt sind.
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