EP3309285A1 - Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut Download PDF

Info

Publication number
EP3309285A1
EP3309285A1 EP16193487.2A EP16193487A EP3309285A1 EP 3309285 A1 EP3309285 A1 EP 3309285A1 EP 16193487 A EP16193487 A EP 16193487A EP 3309285 A1 EP3309285 A1 EP 3309285A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drum
parameter
imbalance
process material
fixed point
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.)
Withdrawn
Application number
EP16193487.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yansong Liu
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.)
Schulthess Maschinen AG
Original Assignee
Schulthess Maschinen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schulthess Maschinen AG filed Critical Schulthess Maschinen AG
Priority to EP16193487.2A priority Critical patent/EP3309285A1/de
Publication of EP3309285A1 publication Critical patent/EP3309285A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F34/00—Details of control systems for washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F34/14—Arrangements for detecting or measuring specific parameters
    • D06F34/16—Imbalance
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F33/00—Control of operations performed in washing machines or washer-dryers 
    • D06F33/30—Control of washing machines characterised by the purpose or target of the control 
    • D06F33/48—Preventing or reducing imbalance or noise
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F2103/00—Parameters monitored or detected for the control of domestic laundry washing machines, washer-dryers or laundry dryers
    • D06F2103/26—Imbalance; Noise level

Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a device for the treatment of process material with a rotatable drum for the process material, in particular, the device may be a washing machine.
  • the invention also relates to such a device.
  • Treatment devices with rotating drums for the treatment of process goods for example. Washing machines for the treatment of textiles, are known.
  • the problem still arises that - depending on the loading of the drum and distribution of the process material - undesirable side effects during operation may occur.
  • Such effects may be, for example, striking of machine parts on other machine parts or strong vibrations, in particular wandering or hopping of the treatment device due to the rotational movement of the filled drum.
  • the device may in particular be a water-bearing household appliance such as a washing machine.
  • a method for operating a device for the treatment of process material proposed, wherein the device comprises a rotatable drum for the process material.
  • the device may in particular be a water-bearing domestic appliance, for example a washing machine, but also tumblers or other devices with rotatable drums can be operated according to the invention.
  • the device comprises a control device for carrying out a treatment process, at least one camera device for acquiring camera data, in particular video data, and an evaluation unit for evaluating the camera data.
  • the evaluation unit is in communication with the control device so that results of the evaluation can be communicated to the control device and used for controlling the device.
  • the evaluation unit can also be integrated directly into the control device or be an external unit such as a PC or a smartphone.
  • the camera device could also be mounted externally, that is to say in an environment of the device.
  • the rotational movement (ie the rotational movement) of the drum is part of the treatment process.
  • the camera data therefore includes information about the treatment process.
  • the rotational movement can be encompassed by direct reception of the at least one moving part of the device or by indirect recording of the at least one moving part of the device (eg part of a mirror image) in the camera data.
  • the at least one fixed point may be monitored by the camera device and the camera data then be used according to the invention.
  • the term "imbalance parameter” means a measure of the mass irregularity of the process material distribution on the circumference of the drum during a rotation.
  • a deflection or displacement of the moving part of the device can be taken as a measure of the unbalance, which then leads to the imbalance parameter via an independent, preferably previously established relationship between this variable and known imbalances.
  • camera data means the image data of the camera device, ie video and / or photo data.
  • the camera device is a sensor device for surface detection of preferably electromagnetic radiation, preferably visible light is used.
  • electromagnetic radiation preferably visible light is used.
  • other spectral ranges and imaging techniques are also conceivable.
  • the processing and evaluation of the camera data can be done by means of image processing software in the evaluation unit. For example, mechanical movements of the machine parts, in particular of the drum or of the door bellows, relative to other machine parts or to a still image (as the same machine part when the drum is stationary) or to the environment or the fixed points with respect to their rest position can be detected and evaluated. In particular, by means of known pattern recognition this camera data can be evaluated.
  • controlling means that the results of the evaluation of the camera data can be used to control commands, for example, to regulate the speed or to initiate countermeasures produce and implement.
  • the unbalance parameter currently measured by means of the camera device and determined by the evaluation unit or the specific displacement can be compared with a limit value.
  • This limit value comparison can be carried out in a speed-dependent manner, in particular in the case of the imbalance parameter; So limits adjusted to the speed.
  • a countermeasure as described below
  • the shift depends on the speed and the mass distribution of the filled drum, so in particular the imbalance of the drum. It can therefore be measured directly the displacement of the moving part and these are used as a control variable.
  • Exceeds the displacement of the predetermined and the device predetermined limit is, for example, for purely geometric reasons, a beating of the drum or the lye packet in the case of a washing machine to be feared, which is why a countermeasure must be initiated.
  • the shift is greater with the same imbalance with increasing speed up to the resonance speed (see Fig. 5 ). If the speed is low, so the shift is small.
  • the limit value for the displacement of the device is dependent on the speed and the treatment process provides for higher rotational speeds, the countermeasure can be initiated on the basis of the displacement measured at lower rotational speeds, that is to say controlled as part of a trend detection.
  • the imbalance ie the unbalance parameter
  • the imbalance itself can be determined, for example, by the measured displacement with knowledge of the dependence of the displacement of known imbalances by simple comparison via the independently determined relationship between displacement and known imbalances.
  • the fluctuation range of the correlation parameter as described herein, or another evaluation method can be used.
  • the imbalance parameter of the moving drum is determined, then this can be compared with a speed-dependent limit value. If the limit value is exceeded or, in the course of the treatment process, due to the selected rotational speeds, it is to be feared that the limit value will be exceeded, the countermeasure can be initiated at an early stage and damage avoided.
  • the control can therefore be carried out directly via the displacement and by comparison with an absolute or a speed-dependent limit value of the displacement or even more generally via a motion parameter (see below) or indirectly via the make determined unbalance parameters.
  • said at least one moving part of the device is at least a portion of the rotating drum filled with the process material, e.g. their door-rim-side edge in the case of a washing machine, or alternatively at least a portion of the door bellows, a lye packet or more generally a portion of a housing of the device, which is moved by the drum rotation.
  • the said moving part is thus in communication with the rotating drum and moves in time with the rotary motion of the drum.
  • the moving part can move, move or rotate along the direction of a rotation axis of the drum, and / or transversely thereto. This movement of the moving part can be recorded via the camera device and analyzed with the evaluation unit.
  • the door bellows, the housing and / or other machine parts of the device can be moved by the rotational movement of the drum and detected in their movement by the camera device and then further analyzed for the determination of the displacement or the unbalance parameter.
  • the camera data comprises a plurality of sections of said at least one moving part of the device (or of several such parts), in particular the drum and / or the door bellows, the lye packet and / or the housing.
  • a multiplicity of sections are detected by the camera device and camera data is provided for this purpose and used for the control by means of the evaluation unit.
  • a plurality of fixed points are recorded.
  • the displacement or the unbalance parameter is then determined by averaging from the at least one part of the respective movement of the individual sections or the movements of the individual fixed points or groups of fixed points. This increases the accuracy of the measurement.
  • the camera data comprise at least one still image of said at least one moving part of the device or at least one fixed point of the environment of the device with a stationary drum.
  • This still image can preferably be determined by averaging several still image recordings, wherein the evaluation unit determines the displacement or the imbalance parameter relative to the still image by making a comparison with camera data during drum rotation with the still image. Relative to this still image, the degree of displacement, the rotation or generally the change can then be determined. Previously, the change can be measured speed-dependent with known imbalances, so that a table or a relationship of these two sizes is possible. Additionally or alternatively, the evaluation can be carried out relative to other machine parts.
  • the term "still image” is thus to be understood as a camera data record which has been recorded independently, preferably before, ie before the current measurement, or just afterwards, while the drum is resting, preferably in the uncharged state. From the comparison with camera records with moving drum then the displacement and / or the unbalance parameters can be determined. For this purpose, a data record or a relationship can be provided which has been generated independently, preferably previously, and correlates known displacements or imbalances with movements of the drum with known unbalance, so that the unbalance parameter can be determined from a measured movement.
  • the camera data comprises several periods of the drum, from which the displacement and / or the at least one unbalance parameter are determined by averaging. Such a mean value formation further increases the measurement accuracy.
  • a rate of determination of the displacement or of the imbalance parameter in the time course of the treatment process is carried out as a function of the rotational speed of the drum.
  • the higher the speed the higher the rate of determination of the unbalance parameter. This is advantageous because on the one hand, the imbalance at higher speeds can show stronger effects and because the effects can occur or disappear at shorter intervals.
  • the rotational movement of the drum can be controlled, for example, via a stair profile: First, the drum accelerates to 50 revolutions per minute (also: rpm), holds 50 revolutions per minute for 10 seconds, then continues to increase to 90 revolutions per minute, the speed keeps constant for 15 seconds, and then further increases to 150, 400, 500, 700, 1000, 1300, 1500 and 1600 revolutions per minute.
  • the first camera measurement may take place at the 90-revolutions per minute stage by filmed a portion of the moving part, such as the door bellows, for several periods, eg, about 50 frames per period.
  • the deflection, ie the displacement and / or the correlation parameter can then be evaluated from these image data.
  • Powerful electronics and high computing power allow, for example, to monitor the entire spin cycle of a washing machine without a break.
  • the evaluation unit determines the displacement or the at least one unbalance parameter of the filled drum by means of pattern recognition from the camera data.
  • the unbalance parameter can be determined particularly accurately.
  • pattern recognition Based on the example of the washing machine, the term "pattern recognition” will be illustrated. It is known that a part of the door bellows as a moving part in the sense of the present invention moves periodically with the drum movement. This part is now picked up by the camera device in the resting state of the drum and the distinctive features of the surface structure that are present in it are recognized as patterns by pattern recognition and stored (eg a groove). You can also artificially attach features, such as embossing patterns or markers in the Mosbalg imprint, which can facilitate pattern recognition. During the rotation, for example, the spin, pictures are taken and then analyzed the areas in which this pattern can move, in particular experience has shown.
  • the software looks for the stored pattern and finds it, where the match does not have to be 100%, a predetermined probability is sufficient. Then the software or the control unit knows the new position of the pattern and can calculate the shift of the partial image. Here then is the geometric shift of the subpicture (a selected part of the door bellows) the measure of imbalance.
  • the dependence of the change on the imbalance can be determined in advance with known imbalances and the device can be provided.
  • the image section to be viewed is successively pushed farther and farther away from the rest position. If, for example, the reference part of the door bellows is now physically displaced from the rest position by, for example, 8 millimeters, at 8 millimeters the greatest correlation parameter, i. to find the greatest similarity with the reference image. Then the shift is 8 millimeters.
  • the term "displacement” means a deflection of the monitored portion away from the rest position or a middle position, respectively.
  • the drum is damped, thus allowing some movement of the drum axis away from the axis of rotation. For example, bumps and unbalance effects can be absorbed. Now if the forces are large, for example. Because the imbalance is large and / or because the speed is high, so large shifts and disturbances can occur (vibration, hopping, hiking, hitting, ).
  • twist movement is meant a rotational movement of the drum about an axis of rotation, which in addition to translational displacements changes its inclination angle in both the vertical and in the horizontal direction. These twist movements can also have translational displacements for a rotational movement.
  • distaltion of the at least one portion is meant a changed visual appearance due to a changed gaze of the camera apparatus and / or due to a mechanical, usually reversible warp or deformation of the moving member. This deformation is therefore usually elastic and occurs, for example, under the action of the centripetal force.
  • a profile of a correlation parameter of a correlation of the camera data of the rotating at least one moving part of the device relative to the still image of said part is determined at rest and used to control the device by means of the control device for processing the process material.
  • the fluctuation range of the correlation parameter is a measure of the imbalance.
  • individual periods can be evaluated or averages over several or all periods of the drum movement can be formed.
  • the term "correlation" will now be explained by way of example:
  • the camera apparatus and the software analyze a camera record in which the moving part of the apparatus is strongly moved and distorted (eg the door bellows).
  • the correlation parameter is 1 (or nearly 1 due to inaccuracy and sinking of the drum due to loading).
  • the correlation or similarity with the still image decreases, but some similarity is still noticeable.
  • the correlation is minimal, so the correlation parameter is minimal.
  • the similarity increases again.
  • the correlation is again 1 or maximum (but less than 1, if there are any distortion effects).
  • the fluctuation range of the correlation parameter that is the decency between maxima and minima of the time course, is a measure of the imbalance or the imbalance parameter. From the period you can also calculate the speed.
  • the imbalance parameter is determined from the motion parameter or the correlation parameter, specifically by comparison with predetermined standard values, that is to say comparative variables which previously exist were determined.
  • the motion parameter or the course of the correlation parameter or the fluctuation range of the correlation parameter can preferably be determined as a function of rotational speed.
  • the fluctuation range can then serve as a measure of the imbalance.
  • the movement parameter here is, for example, the amplitude of, for example, oscillating displacement and can serve as a measure of the imbalance.
  • Some machine parts are thus not only more displaced by increasing unbalance, but at the same time more distorted and twisted.
  • the image section with such a machine part then has less and less similarity with his idle state image, so his statue, also: Reference image, the further he moves away from the rest position and the more he is distorted.
  • the correlation parameter of the still image and the motion image decreases. If the machine part approaches the rest position again due to the periodic movement, the correlation parameter increases again.
  • the correlation parameter varies periodically with time, corresponding to the periodic movement of the machine part.
  • the fluctuation range of the correlation parameter can serve as a measure of the imbalance parameter.
  • the apparatus can in practice close the measured correlation parameter to the current imbalance quantity and react accordingly, e.g. if the fluctuation range is too large, initiate a countermeasure, for example, cancel the spin to prevent the machine from striking or moving.
  • the current period or the rotational speed can also be measured.
  • the similarity of their still images and motion images can be considered and analyzed for a plurality of such movable machine parts.
  • the decision criterion can then be an average value, for example a weighted average.
  • the comparison between certain unbalance parameter and unbalance limit may depend on the speed.
  • the imbalance limit which reproduces the limit from which disturbances are likely, can therefore be predetermined as a function of the rotational speed, ie change with the rotational speed, and can be determined, for example, by previous experiments in the laboratory with known imbalances and known rotational speeds.
  • the unbalance parameter can be determined, at the same time this or an equivalent parameter can be used to directly prevent disturbances such as striking, without to go over the imbalance parameter. It may, for example, be that the imbalance parameter from the displacement of the measurement object, for example the drum or the at least one fixed point, is determined and is below the corresponding predetermined limit value and yet a striking of the lye packet occurs on another machine part. If, at the same time, a limit value for the displacement is predetermined and monitored, and if it is exceeded, at least one of the said countermeasures is initiated, this impact can be prevented even better.
  • the imbalance parameter, the motion parameter and / or the correlation parameter are tracked in a trend detection and the at least one countermeasure is already initiated before reaching the limit value.
  • walking is meant a substantially horizontal gradual movement of the device in space, ie, transverse to the force of gravity.
  • hopping refers to a strong jerky vertical or horizontal movement, so to speak, a jumping away of the device. Both disturbances are caused by the drum movement.
  • tapping is the striking of moving machine parts, ie, for example, from the rotating drum or the tub package, other machine parts, eg. On the housing, meant by the glass.
  • a shift ie a drum movement with large imbalance, can thus lead to striking.
  • the method additionally comprises the step of using a predetermined first fixed point in an environment of the device or a first fixed point pattern in the vicinity of the device for detecting a movement of the device relative to the first fixed point or at least one fixed point of the fixed point pattern.
  • This movement of the device can be a hopping or a wandering of the device in space.
  • the environment may consist of the floor in front of the device, walls, furniture, etc. These objects can be considered as fixed points during the treatment process. From the movement of the device relative to the fixed point or to the fixed points of the imbalance parameter can be determined.
  • the device can associate captured image portions of the environment, for example.
  • Typical fixed patterns such as slab joints or even skirting edges, patterns of flooring, patterns or defects such as "cracks" in the concrete floor, paint margins, furniture, installations in the room and on the walls can serve as fixed points. It can be taken several times - at startup and later - the environmental image several times to recognize recurrent patterns as immovable and store, the machine is preferably dormant and the door should be closed.
  • the fixed point patterns are distributed as far as possible over the entire visible environment. This makes it possible to identify obstructions, such as a moving object (e.g., the detergent bottle that is in front of the machine and obscures some fixed points). Outside of the objects of disturbance, other fixed points are visible to the camera device when the environment is widely recorded.
  • a moving object e.g., the detergent bottle that is in front of the machine and obscures some fixed points.
  • the fixed points or fixed pattern of the soil are in many cases particularly well because the device (ie the machine) at then most known height of the camera device to the ground from the perspective or the position of the fixed point can calculate how far away the fixed point or fixed point pattern is from the camera device. From this distance information, the fluctuation of the respective fixed point can then be determined more accurately about its rest position.
  • the device may, for example, display numerous floor patterns (or photographs thereof). For example, Different fuses of the camera device are shown so that the software learns with artificial intelligence, what a fugue looks like and in practice recognizes a fugue.
  • the device is designed so that the user manually inputs the distance information to the fixed point or fixed point pattern, for example, at the request of the device.
  • the device may even select the fixed patterns (eg at or shortly after start-up), show them on a display to the user, and prompt the user for the distance information to the device enter.
  • the device may be further configured to discard inappropriate fixed patterns (e.g., those that do not remain fixed for a long time) by the user.
  • the device may then be further configured to make new suggestions.
  • a distance input can therefore be omitted if it can be determined by the known height of the camera device and the angle or position. The device should then reliably recognize the soil pattern.
  • a ceiling pattern such as a lamp, which is reflected in the example. Chromed door frame and is visible to the camera device. The device can therefore also work with mirror images or reflections.
  • a ceiling pattern has the advantage that it is rarely covered. If the user enters the distance information of the fixed point pattern at the request of the device, then it can almost always be used.
  • the device itself estimates the distance approximately.
  • the room height is fairly constant at about 3 meters and on the viewing angle of the camera device (ie on the position of the fixed point pattern in the image), the device may be designed to determine the angle at which the ceiling pattern to the device from which the device can then determine the distance to the fixed point pattern.
  • an object for example a laundry cart
  • covers all fixed points then it is usually close to the device because it also covers the floor immediately in front of the device.
  • the device may then be designed so that an approximate distance of the object (the object of disturbance) to the camera device is calculated with the known positions of the original fixing points.
  • a moving object such as a laundry basket, laundry cart
  • its image can be used as a provisional fix point or provisional fixed point pattern. If this object is moved during the treatment process, one or more original fix points may be released and made visible to the camera, which can then serve as a normal reference.
  • the machine housing vibrates the machine housing with increasing unbalance more and more.
  • the built-in housing camera device moves more and more to the ground and the environment. From the point of view of the camera apparatus, the fixed points of the environment are subject to an increasingly larger periodic shift, which is evaluated for each fixed point taking into account its respective distance to the camera. From this, the device can also determine the imbalance parameter.
  • the dependence of the displacement on the size of the unbalance parameter by means of known imbalances can be determined beforehand in the laboratory. From this context, which can be made available in a table or in a correlation function of the evaluation unit, the device can derive the current size of the unbalance parameter from the detected movement, in the whole relevant speed range during the treatment process, in particular during the spin operation. The currently measured displacement is converted to the distance in laboratory tests, thus creating a basis for comparison.
  • the device can use striking patterns of the object of disturbance as provisional fixed points.
  • a random object ie a moving object such as a laundry basket, car
  • the device can use striking patterns of the object of disturbance as provisional fixed points.
  • still images are taken before the beginning of the treatment process, in particular the spinning process, and in the stationary state (no drum movement). If the object of disturbance is moved during spinning and the original fix points become visible, these are recognized and from there as fixed points used. If the object of disturbance still hides all original fix points after a movement, it continues to serve as a fixed point or reference with its striking patterns.
  • a one-time movement of the object of disturbance does not disturb the measurement, because the software only evaluates periodic movements.
  • Particularly preferred only those periodic movements are evaluated, which have the periodicity of the corresponding rotational speed of the drum.
  • the device uses striking fixed points or fixed point patterns, which move during the evaluation periodically with the rotational speed about their respective mean position.
  • a one-time shift of the object of disturbance is not periodic and is not evaluated by the evaluation unit as a fixed-point oscillation.
  • the method thus comprises the step of checking before the start of the treatment process, whether the first fixed point or at least a first fixed point of the first fixed point pattern can be detected; and, if the first fixed point or the at least one first fixed point of the first fixed point pattern is not detectable, the method may comprise the following step: recording, before the beginning of the treatment process, a second fixed point or a second fixed point pattern, and evaluation of the movement of the device relative to second fixed point or at least one fixed point of the second fixed point pattern.
  • the treatment process may thus include all treatment steps of a washing machine, from washing, over spinning to aftertreatment.
  • a loading of the drum with textile material is measured by means of the camera device and used to control the device by means of the control device for the treatment of the process material.
  • This measurement may include, for example, that a shift of the stationary and loaded drum is evaluated by the load.
  • a still image of the empty drum can be recorded in advance and compared with an image during and after the loading. From the shift can be concluded on the weight of the current load. To draw this conclusion, the dependence of this shift on the load weight can be determined beforehand and stored in a memory unit of the control device for evaluation.
  • the loading information can also be obtained by evaluating how much process material the camera device sees. If the camera device sees a lot of process material in the drum or very little drum rear wall, as it is covered by the process material, a large load is present. This optical measurement can be combined with measuring sinking to obtain increased accuracy.
  • an effective rotational speed of the drum is determined by means of the evaluation unit from periodic fluctuations in the camera data. Periodic movements of drum sections and / or fixed points or fixed point patterns can be evaluated.
  • the camera device can preferably see directly or determine the control, if something is trapped, (eg pinching the laundry between drum edge and door bellows, in groove of the door bellows) and take countermeasures, for example. Cancel the process or redistribute the process material in the drum ,
  • the determined actual effective speed is compared with the set speed. If the device detects a greater deviation between the actual rotational speed and the target rotational speed, this may indicate a malfunction, for example a braking of the drum due to jammed objects or excessive foaming, etc. Corresponding countermeasures may be initiated.
  • a mechanical stress of the process material in particular its drop height or its concerns on the drum or whose loosening or loosening detected during the treatment process by means of the camera device, analyzed by means of the evaluation and controlled according to the specification of the camera data of the camera device.
  • This provides a particularly efficient use of the camera device. This optimized operation further optimizes the treatment process and further reduces the incidents of malfunction.
  • a device for the treatment of process material in particular a washing machine for the treatment of textiles, proposed, which is adapted to carry out a method according to any one of the preceding claims.
  • the control device is set up correspondingly to carry out the various method steps in accordance with the situation, that is to say a camera device for recording the camera data and an evaluation unit for evaluating the camera data, in particular for determining the unbalance parameter, are provided at the hands of the control device.
  • the device is designed as a washing machine and has a door bellows, wherein the camera device is preferably arranged in the door bellows, more preferably in an upper region of the door bellows or in a door frame, preferably in an upper region of the door frame.
  • camera devices can also be provided at several locations.
  • FIG. 1 shows a cross section through a washing machine 1 with a lye packet 2.
  • the lye packet 2 comprises a cylindrical drum 3, which is filled with laundry 7 as process material.
  • the drum 3 is cylindrical about a drum axis and rotatable about an axis of rotation mounted in the lye package.
  • drivers 4 are provided, which take the laundry items 7 each upwards.
  • a speed of the drum 3 is selected so that the laundry items 7 solve in the upper region of the drum 3 and fall over a drop height H down to an opposite drum section.
  • the fall direction of the laundry items 7 and the direction of rotation of the drum 3 are indicated by arrows.
  • water is supplied and mixed with detergent from a metering device 10.
  • a drainage system 11 the process water can be discharged again.
  • the washing program ie the treatment process, is ensured by a control device 8.
  • a camera device 6 is also installed, which receives at least a portion of the drum 3, a door bellows 12, a housing 5 and / or at least one fixed point P 1 to P 6 in accordance with the control device 8 and camera data provides.
  • the camera device 6 can also be mounted externally.
  • This camera data can then be evaluated by an evaluation unit 9, this evaluation comprising the determination of an unbalance parameter U.
  • image processing software can be used.
  • the unbalance parameter U is a parameter which is a measure of the imbalance of the drum 3. This imbalance of the drum 3 depends on the load and the distribution of the load.
  • the imbalance parameter U can in each case be determined from comparison with comparison data sets comprising camera data which were previously recorded for known imbalances. The software for image processing can then be used for this.
  • comparison data records each correlate the measurement parameter with the unbalance parameter.
  • the displacement and / or rotation (of drum or fixed point (s)) the twisting movement or distortion of the measurement object is measured by the rotation of the drum 3 and then determined via the comparison data set of the unbalance parameters. Since the measurement depends on the speed, curves such as in FIG. 5 shown to be taken. It is also possible to evaluate the evaluation directly by pattern recognition software or by evaluation of the correlation between still image (image of the measurement object at rest) and motion image (image of the measurement object with rotating drum) and determination of the correlation parameter K.
  • the imbalance parameter U can be determined on the basis of the displacement measured by means of the camera device 6.
  • spinning typically in the range of 0 to 400 revolutions per minute
  • the greater the imbalance the stronger the movement Machine parts relative to each other (such as the door bellows 12 to the edge of the drum or the housing 5) and to the environment (floor, walls), ie, the greater is the displacement, which varies due to the drum rotation periodically about a middle position.
  • image areas many small zones or cutouts
  • each having a typical feature are selected, which are meaningful for the movement of the machine parts (eg drum edge, housing front wall, joint pattern in the floor).
  • image acquisition can be performed several times to determine and then save the reference image parts by comparing the images.
  • images are analyzed at appropriate intervals depending on the current speed.
  • the subregions are recognized by means of pattern recognition and their new positions are determined in the image. So then the shift of the individual sub-areas can be calculated to reference image and gained a measure of the shift and a possible twist movement can be detected.
  • the machine 1 can in practice read the actual imbalance quantity on the basis of the displacement and Determine twist movement by means of the known relationship, and indeed throughout the relevant speed range of the treatment process, for example.
  • the spin operation If, in the laboratory, the dependence of the displacement or the twist movement strength on the imbalance variable and the speed on the basis of known imbalances is determined beforehand, and if this relationship of the machine 1 is made available, the machine 1 can in practice read the actual imbalance quantity on the basis of the displacement and Determine twist movement by means of the known relationship, and indeed throughout the relevant speed range of the treatment process, for example. The spin operation.
  • the displacement can be measured in several ways. One can e.g. measure the distance of the drum rim to its original position in the reference image, or its actual distance to the fixed housing 5, or to a fixed joint in the floor.
  • the machine 1 can detect an approaching danger (current unbalance parameter approaches or exceeds the limit G U ) and with a Fight countermeasures as described herein.
  • the machine 1 can, for example, record portions of the floor in front of the machine 1 or the walls (or in general: the surroundings).
  • Typical fixed patterns such as slab joints (as well as: skirting, paving patterns, strokes or "cracks" in the concrete floor, paint borders, furniture, installations in the room and on the walls) can serve as fixed points. It can at different times - at startup and / or later - the environmental image with the fixed points P 1 to P 6 are recorded once or several times to recognize and store recurring patterns as immovable pattern, the machine 1 then preferably rest and the door should be closed.
  • the fixed point patterns P 1 to P 6 are widely distributed over the entire visible environment, so that when a moving object (eg a detergent bottle) is in front of the machine 1 and some fixed points P 1 to P 6 hidden, still other patterns are visible for the camera device 6 and serve as fixed points.
  • a moving object eg a detergent bottle
  • a movable object eg a laundry basket, laundry trolley
  • its image can be used as a provisional fixed point pattern, in particular if the movable object remains stationary during the treatment process, for example the spinning.
  • one or more original fixing points P 1 to P 6 may be released and for the Camera device 6 visible, which then can act normally as a reference. If the moving object is completely removed from the camera field of view, even all the fixed points P 1 to P 6 are visible and available as a reference for the evaluation.
  • the imbalance parameter U can be measured at high speeds with the fixed relative to the camera device 6 fixed point or pattern P 1 to P 6 .
  • the machine housing 5 fluctuates more and more with increasing imbalance, thereby the built in the housing 5 camera device 6 moves more and more relative to the fixed points P 1 to P 6 of the environment.
  • the fixed points P 1 to P 6 of the surroundings make ever greater periodic displacement. From this, the machine 1 can determine the imbalance parameter U, taking into account the distance from the camera to fixed points P 1 to P 6.
  • the machine 1 can use striking patterns of the object as provisional fixed points. For this purpose, pictures are taken before the spin starts and in a dormant state. If the object is moved during the spin and original fix points visible, they can be used from there as fixed points P 1 to P 6 . If the object still hides all fixed points P 1 to P 6 after a movement, it continues to serve as a reference with its distinctive patterns.
  • the software In order for the one-time movement of the object (e.g., manually crazy) not to interfere with the measurement, the software preferably only evaluates periodic motions corresponding to the speed.
  • the machine 1 uses distinctive patterns that oscillate periodically about their respective center position.
  • the unbalance parameter U can also be measured directly (for example with or without measurement of the displacement).
  • Some machine parts are not only shifted more by increasing unbalance, but at the same time more distorted and twisted.
  • the image section with such a machine part then has an ever smaller similarity with his idle state image in the reference image, the further he moves away from the rest position and the more he is distorted.
  • the correlation parameter K of the two partial images decreases. If the machine part approaches the rest position again due to the periodic movement, the correlation parameter K increases.
  • the correlation parameter K (rises and falls) periodically fluctuates with time, corresponding to the periodic movement of the machine part.
  • the fluctuation range of the correlation parameter K is thus a measure of the imbalance quantity.
  • the machine 1 can in practice close the measured imbalance parameter K to the current imbalance quantity and react accordingly, eg if the fluctuation range is too large the treatment process (eg spin) stop to avoid striking or moving the machine.
  • the treatment process eg spin
  • the current period or speed can also be measured.
  • the similarity with their respective idle state image can be considered and analyzed for several such moving machine parts. As a result, then a weighted average can be used.
  • threshold values G U of this imbalance parameter U can then be predetermined as a function of the rotational speed.
  • Fig. 1 usually occur at lower speeds than in a sling after Fig. 2 , where the process material 7 already completely peripherally on an inner wall, ie the jacket, the drum 3 applies.
  • other G U values may possibly be tolerated than in the situation after FIG. 2 .
  • This limit value G U or these limit value curves of G U as a function of the rotational speed can then be matched to certain disturbances, such as walking, hopping or strong vibration of the washing machine 1. In particular, so that below the respective limit value G U the disorder does not occur.
  • FIG. 5 shows the relationship between a measured averaged displacement and the speed.
  • the curves 21 to 24 correspond to situations in which the drum 3 is loaded differently, so that there is a small imbalance for 21, an average imbalance for curve 22, a large imbalance for curve 23 and no imbalance for curve 24. In the case of large imbalance it comes with increasing speed in the Range of the maximum of the curve to a fault, namely for striking.
  • the hopping (jerky dislocation of the machine 1 at typical low speeds between 200 revolutions per minute and 300 revolutions per minute) should no longer occur. Should it exceptionally happen anyway, such as when the feet have loosened or the machine 1 is poorly aligned, the hopping can be detected by means of camera device 6, for example, as follows: With the beginning of the spinning process are constantly fixed points P 1 to P 6 in the Environment of the machine 1 with the camera device 1 observed. Moving or twisting the fixed points P 1 to P 6 , machine dislocation is detected and a countermeasure can be initiated.
  • a movable object eg laundry trolley
  • it is first attempted to find known fixed point patterns P 1 to P 6 in the uncovered residual image (by comparison with a stored reference image) and to observe them during the treatment process, for example the spin.
  • a false alarm is avoided when moving or removing the moving object during spin.
  • the movable object covers the whole environment, so that no fixed point P 1 to P 6 can be seen, the image of the object can be viewed. Since the hopping is usually a shift with rotation, the moving object will move when turning against the machine 1 and twist. This movement can be detected in the camera image and detected as a hopping.
  • the speed of movement can be analyzed as an additional criterion (in cm / s and in ° / s).
  • the speed of movement can be analyzed as an additional criterion (in cm / s and in ° / s).
  • the hopping (at low speeds) and the hiking (at high speeds) takes place at a speed that is in a typical range (about 1 to 4cm / s, 2 to 5 ° / s) and takes at least a few seconds .
  • Moving the object once by hand is faster and takes only a short time. So one can distinguish a manual moving of the object from a real hopping.
  • the washing machine door has reflecting parts (glass, chrome steel frame) reflecting fixed objects such as the ceiling of the room, lamps and lights.
  • the machine 1 can obtain reference patterns from these mirror images and track their position. Change these patterns (Position shifted or gradually removed completely from the mirror area), dislocation of the machine 1 is detected. Since these items are in the upper part of the room, they are certainly not all covered by a laundry cart in front of the machine 1.
  • the migration of the washing machine 1 can be avoided. Hiking usually occurs at high speeds. If the machine 1 despite unbalance monitoring, as described herein, wander, this can be detected from the observed by means of the camera device 6 shift and rotation of the fixed points P 1 to P 6 of the environment and a countermeasure can be initiated, for example, the speed can be reduced, the Items of laundry 7 redistributed, issued a warning or the treatment process, especially the spin, be canceled.
  • the residual image and / or the image of the object can again be regarded as a fixed point (see above).
  • a false alarm by a manual displacement of the movable object can be avoided by focusing on the periodicity of the movement of the fixed points P 1 to P 6 relative to the camera device 6. Hiking and hopping also happens at a speed that is within a limited range of values.
  • looking at the mirror images in the door area is an alternative, even if the environment is covered, it is still possible to see the wandering.
  • the evaluation unit 9 or the control device 8 is designed to compare the currently determined imbalance parameter U with a limit value G U. Alternatively, one or more external units can be switched on. If the limit value G U is exceeded, a countermeasure, as described above, can be initiated.
  • a trend analysis of the development of the current unbalance parameter can also be made in order to anticipate a fault and to initiate the countermeasure early.
  • the periodic movements of the measurement objects can be analyzed, in which case the periodicity can be directly linked to the actual speed.
  • the speed can be measured directly with the camera device 6 and for the determination of the unbalance parameter U be used.
  • FIG. 4 shows measurement results, which correlate the measured with the camera device 6 actual speed with the target speed.
  • the camera device 6 and the control device 8 determine from the periodic movement of the machine parts, for example, the current actual speed, with sufficient accuracy (s. Fig. 4 ).
  • the current actual speed may deviate from the setpoint speed in the event of faults. If the machine 1 detects a greater deviation indicating a disturbance (jamming of the drum by jammed objects, excessive foaming, etc.), it may take countermeasures (e.g., canceling and prompting the user to control the machine 1). The information of the current actual speed can therefore be used to control the washing process.
  • Movement parameters B such as the displacement, twist movement or distortion can also be evaluated directly from the camera data via pattern recognition and compared with predetermined limit values G B without ascertaining the unbalance parameter U.
  • the correlation parameter K can be compared directly with a predetermined limit value G K without determining the unbalance parameter U.
  • These limit values G B and G K can be speed-dependent or rotational speed-independent and determined in preliminary tests and provided to the machine 1.
  • the camera device 6 can directly optically pick up the laundry items 7 or mirror images thereof, which are formed by the door glass or other reflective surfaces. This results in a number of advantages.
  • the loading amount or the filling weight of the drum 3 is determined and taken into account in the evaluation.
  • the camera device 6 detects the laundry items 7 and their location in the drum 3.
  • the laundry image during and after loading and before wetting gives information about the amount of loading.
  • This image (or frame) may be evaluated by the software and the resulting laundry information used to control the treatment process. For example, For example, the displacement due to imbalance can be judged by taking the loading amount information into consideration.
  • the machine 1 can judge whether the desired strength of the mechanical stress is achieved. If, for example, a washing program requires a large drop height H of the laundry items 7 during washing, then the drop height H can be measured by means of the camera apparatus 6 and evaluated and adjusted by means of modified control via the control device 8, if necessary, the drop height via speed control. In the case of a too small actual drop height H, the washing speed is increased, at too high a height H (s. Fig. 1 ) the speed can be reduced.
  • the distribution of the items of laundry 7 or their concerns on the inner wall of the drum 3 can be evaluated and possibly, in unfavorable position (eg unilaterally distributed process material, which entails an increased unbalance), a redistribution of the laundry items 7 are initiated before the treatment process continues becomes.
  • a spin can be checked with the camera device 6, for example., Whether all laundry items 7 firmly abut the drum wall. If a laundry bale or a corner of a piece of laundry still dances freely in the inner region of the drum 3, the machine 1 can continue the laying process for a while and promote the application, for example by gradually increasing the speed. If all items of laundry 7 are fixed, the machine 1 can terminate the landing phase (also prematurely) and move on to the next step, thus controlling the spinning process in accordance with the situation (s. Fig.2 ).
  • the camera device 6 can also be used to ensure that the laundry items 7 are released or loosened. For example. results after the final spin (program end) usually a laundry cake that sticks to the drum wall, and which is to be solved and loosened by the drum is rotated for a while. With the camera device 6, the release and loosening process can be tracked and controlled. For example, if the laundry cake begins to loosen at one point, this can be detected by camera device and software and the drum rotation stopped so that the loosened point at standstill (Reversierpause) is at the top and so the further release by maximum use of gravity is favored ( please refer Fig. 3 ). If the laundry cake is completely dissolved, the washing machine 3 can apply another twist mechanism which is suitable for further loosening laundry items 7, smoothing out existing creases and avoiding new lying creases (the so-called lying creases).
  • the camera device 6 can also be used to detect disturbances such as jamming of objects (laundry, coins, utensils, etc.). For this one creates artificially a number of different Einklemmsituationen (clamping of laundry and utensils between drum edge and door bellows, in the door bellows, between the drum and door glass, etc.) and leaves them from the Record camera device 6 and process by the evaluation unit 9 or control 8.
  • the software in the evaluation unit 9 and control 8 have the necessary artificial intelligence to determine from the pinching images fed to them the typical features of trapping and store to detect in a real washing operation a possible trapping with high probability of hit and then countermeasure such as cancel and redistribution. In this way, laundry and machine damage can be avoided.
  • a mechanical stress on the process material 7, in particular its drop height H or its abutment on the drum 3 or its release or loosening, detected during the treatment process by means of the camera device 6, analyzed by the evaluation unit 9 and according to the specification of the camera data Camera device 6 are controlled with the controller 8 predetermined. So you can optimize the mechanical stress, for example, vote on the process material and store various programs in the controller, which the user can choose.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Control Of Washing Machine And Dryer (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zur Behandlung von Prozessgut (7) mit einer rotierbaren Trommel (3) für das Prozessgut (7), wobei die Vorrichtung (1) eine Steuervorrichtung (8), mindestens eine Kameravorrichtung (6) und eine Auswerteeinheit (9) zur Auswertung von Kameradaten umfasst. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: a) Erfassen der Kameradaten mit der mindestens einen Kameravorrichtung (6), derart, dass die Kameradaten mindestens einen sich aufgrund der Rotation der mit dem Prozessgut (7) befüllten Trommel (3) bewegenden Teil der Vorrichtung (1) und/oder mindestens einen Fixpunkt (P1-P6) einer Umgebung der Vorrichtung (1) umfassen; b) Bestimmung der Verschiebung der mit dem Prozessgut (7) befüllten rotierenden Trommel (3) und/oder des Unwuchtparameters (U) der mit dem Prozessgut (7) befüllten rotierenden Trommel (3) aus den Kameradaten mittels der Auswerteeinheit (9); und c) Verwenden der bestimmten Verschiebung und/oder des bestimmten Unwuchtparameters (U) zur Steuerung der Vorrichtung (1) mittels der Steuervorrichtung (8) zwecks Behandlung des Prozessguts (7).

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Behandlung von Prozessgut mit einer rotierbaren Trommel für das Prozessgut, insbesondere kann die Vorrichtung eine Waschmaschine sein. Die Erfindung betrifft auch eine solche Vorrichtung.
    • STAND DER TECHNIK
  • Behandlungsvorrichtungen mit rotierenden Trommeln zur Behandlung von Prozessgut, bspw. Waschmaschinen zur Behandlung von Textilien, sind bekannt. Bei herkömmlichen Behandlungsvorrichtung tritt nach wie vor das Problem auf, dass - je nach Beladung der Trommel und Verteilung des Prozessguts - unerwünschte Nebeneffekte im Betrieb auftreten können. Solche Effekte können etwa ein Anschlagen von Maschinenteilen an anderen Maschinenteilen oder starke Vibrationen, insbesondere ein Wandern oder Hüpfen der Behandlungsvorrichtung aufgrund der Drehbewegung der befüllten Trommel sein.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Behandlung von Prozessgut anzugeben, wobei die Vorrichtung eine rotierbare Trommel zur Behandlung des Prozessguts aufweist. Die Vorrichtung kann insbesondere eine wasserführende Haushaltsmaschine wie etwa eine Waschmaschine sein.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Demgemäss wird ein Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung zur Behandlung von Prozessgut vorgeschlagen, wobei die Vorrichtung eine rotierbare Trommel für das Prozessgut umfasst. Die Vorrichtung kann insbesondere eine wasserführende Haushaltsmaschine, etwa eine Waschmaschine sein, aber auch Tumbler oder andere Vorrichtungen mit rotierbaren Trommeln können erfindungsgemäss betrieben werden.
  • Die Vorrichtung umfasst eine Steuervorrichtung zur Durchführung eines Behandlungsvorganges, mindestens eine Kameravorrichtung zur Erfassung von Kameradaten, insbesondere von Videodaten, und eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Kameradaten. Die Auswerteeinheit steht in Kommunikation mit der Steuervorrichtung, sodass Resultate der Auswertung an die Steuervorrichtung kommunizierbar und für das Steuern der Vorrichtung verwendbar sind. Die Auswerteeinheit kann auch direkt in die Steuervorrichtung integriert oder eine externe Einheit wie ein PC oder ein Smartphone sein. Auch die Kameravorrichtung könnte extern, also in einer Umgebung der Vorrichtung angebracht sein.
  • Das Verfahren umfasst hierbei folgende Schritte:
    1. a) Erfassen der Kameradaten mit der mindestens einen Kameravorrichtung, derart, dass die Kameradaten mindestens einen sich aufgrund der Rotation der mit dem Prozessgut befüllten Trommel bewegenden Teil der Vorrichtung und/oder mindestens einen Fixpunkt einer Umgebung der Vorrichtung umfassen;
    2. b) Bestimmung einer Verschiebung des sich bewegenden Teils der Vorrichtung und/oder eines Unwuchtparameters der mit dem Prozessgut befüllten rotierenden Trommel aus den Kameradaten mittels der Auswerteeinheit; und
    3. c) Verwenden der bestimmten Verschiebung und/oder des bestimmten Unwuchtparameters zur Steuerung der Vorrichtung mittels der Steuervorrichtung zwecks Behandlung des Prozessguts.
  • Die Rotationsbewegung (d.h. die Drehbewegung) der Trommel ist Teil des Behandlungsvorganges. Die Kameradaten umfassen daher Information zum Behandlungsvorgang. Die Rotationsbewegung kann durch direkte Aufnahme des mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung oder durch indirekte Aufnahme des mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (z.B. Teil eines Spiegelbildes) in den Kameradaten umfasst sein. Wie hierin beschrieben, kann alternativ oder zusätzlich der mindestens eine Fixpunkt von der Kameravorrichtung überwacht und die Kameradaten dann erfindungsgemäss genutzt werden.
  • Es können auch mehrere Kameravorrichtungen vorgesehen sein, welche einen unterschiedlichen oder den gleichen Kamerawinkel aufweisen. Durch Mittelung der Resultate kann die Genauigkeit der Messungen erhöht werden oder es kann so auf unterschiedliche Situationen reagiert werden und die optional positionierte Kameravorrichtung bevorzugt werden.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff "Unwuchtparameter": ein Mass der massenmässigen Ungleichmässigkeit der Prozessgutverteilung am Trommelumfang während einer Rotation. Als Messgrösse der Unwucht kann bspw. eine Auslenkung oder Verschiebung des sich bewegenden Teils der Vorrichtung genommen werden, welche dann über eine unabhängig, vorzugsweise vorgängig erstellte Beziehung zwischen dieser Grösse und bekannten Unwuchten dann auf den Unwuchtparameter führt.
  • Es ist auch denkbar, eine Schwankungsbreite eines Korrelationsparameters (auch Korrelationskoeffizienten) zwischen einem Standbild des beobachteten Teils bei ruhender Trommel und den Bilddaten des sich bewegenden Teiles als Mass für die Unwucht zu nehmen, wobei wieder unabhängig, vorzugsweise vorgängig die Abhängigkeit dieser Schwankungsbreite von der Unwucht der Trommel im Labor mit bekannten Unwuchten ermittelt ist und über Vergleich der Unwuchtparameter bestimmt werden kann.
  • Der Begriff "Kameradaten" meint die Bilddaten der Kameravorrichtung, also Video- und/oder Fotodaten. Im Wesentlichen ist die Kameravorrichtung eine Sensorvorrichtung zur flächenmässigen Detektion von vorzugsweise elektromagnetischer Strahlung, vorzugsweise wird sichtbares Licht verwendet. Andere Spektralbereiche und Bildgebungsverfahren sind jedoch auch denkbar.
  • Die Verarbeitung und Auswertung der Kameradaten kann mittels Bildverarbeitungssoftware in der Auswerteeinheit geschehen. So können bspw. mechanische Bewegungen der Maschinenteile, insbesondere der Trommel oder des Türbalgs, relativ zu anderen Maschinenteilen oder zu einem Standbild (als demselben Maschinenteil bei ruhender Trommel) oder zur Umgebung oder der Fixpunkte bezüglich ihrer Ruheposition erfasst und ausgewertet werden. Insbesondere mittels bekannter Mustererkennung können diese Kameradaten ausgewertet werden.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff "Steuern", dass die Resultate der Auswertung der Kameradaten verwendet werden können, um Steuerbefehle, bspw. zur Regulierung der Drehzahl oder zur Einleitung von Gegenmassnahmen, zu erzeugen und umzusetzen. Insbesondere kann der aktuell mittels der Kameravorrichtung gemessene und mit der Auswerteeinheit ermittelte Unwuchtparameter oder die bestimmte Verschiebung mit einem Grenzwert verglichen werden. Dieser Grenzwertvergleich kann insbesondere im Falle des Unwuchtparameters drehzahlabhängig durchgeführt werden; also Grenzwerte angepasst auf die Drehzahl. Sobald der Grenzwert überschritten ist, kann eine Gegenmassnahme (wie unten beschrieben) eingeleitet werden.
  • Die Verschiebung hängt von der Drehzahl und der Massenverteilung der befüllten Trommel, also insbesondere der Unwucht der Trommel ab. Es kann also direkt die Verschiebung des sich bewegenden Teils gemessen werden und diese als Steuergrösse benutzt werden. Überschreitet die Verschiebung den vorbestimmten und der Vorrichtung vorgegebenen Grenzwert, ist bspw., aus rein geometrischen Gründen, ein Anschlagen der Trommel oder des Laugenpakets im Falle eine Waschmaschine zu befürchten, weshalb eine Gegenmassnahme einzuleiten ist. Im unteren Drehzahlbereich wird die Verschiebung bei gleicher Unwucht mit steigender Drehzahl bis zur Resonanzdrehzahl grösser (siehe Fig. 5). Ist die Drehzahl klein, so ist auch die Verschiebung klein. Liegt der Grenzwert zur Verschiebung der Vorrichtung drehzahlabhängig vor und sieht der Behandlungsvorgang höhere Drehzahlen vor, so kann die Gegenmassnahme aufgrund der bei tieferen Drehzahlen gemessenen Verschiebung eingeleitet werden, also im Rahmen einer Trenderkennung gesteuert werden.
  • Die Unwucht, also der Unwuchtparameter, selbst kann hingegen bspw. durch die gemessene Verschiebung unter Kenntnis der Abhängigkeit der Verschiebung von bekannten Unwuchten durch einfachen Vergleich über den unabhängig bestimmten Zusammenhang zwischen Verschiebung und bekannten Unwuchten bestimmt werden. Alternativ kann auch die Schwankungsbreite des Korrelationsparameters, wie hierin beschrieben, oder eine andere Auswertemethode genutzt werden.
  • Ist der Unwuchtparameter der bewegenden Trommel ermittelt, so kann dieser mit einem drehzahlabhängigen Grenzwert verglichen werden. Wird der Grenzwert überschritten oder ist im Laufe des Behandlungsvorganges aufgrund der gewählten Drehzahlen zu befürchten, dass der Grenzwert überschritten wird, kann die Gegenmassnahme frühzeitig eingeleitet und Schaden vermieden werden.
  • Man kann die Steuerung also direkt über die Verschiebung und durch Vergleich mit einem absoluten oder einem drehzahlabhängigen Grenzwert der Verschiebung oder noch allgemeiner über einen Bewegungsparameter (s. unten) vornehmen oder indirekt über den ermittelten Unwuchtparameter vornehmen.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist der besagte mindestens eine bewegende Teil der Vorrichtung zumindest ein Abschnitt der mit dem Prozessgut befüllten rotierenden Trommel, z.B. deren türbalgseitiger Rand im Falle einer Waschmaschine, oder alternativ mindestens ein Abschnitt des Türbalgs, eines Laugenpakets oder allgemeiner ein Abschnitt eines Gehäuses der Vorrichtung, welcher durch die Trommelrotation bewegt ist.
  • Der besagte bewegende Teil steht mit der rotierenden Trommel also in Verbindung und bewegt sich im Takt der Drehbewegung der Trommel. Dabei kann sich der bewegende Teil, je nach Ausgestaltung, entlang der Richtung einer Drehachse der Trommel bewegen, verschieben oder verdrehen, und/oder quer dazu. Diese Bewegung des bewegenden Teils kann über die Kameravorrichtung aufgenommen und mit der Auswerteeinheit analysiert werden.
  • Insbesondere der Türbalg, das Gehäuse und/oder weitere Maschinenteile der Vorrichtung können durch die Drehbewegung der Trommel bewegt und in ihrer Bewegung von der Kameravorrichtung erfasst und dann weiter analysiert für die Bestimmung der Verschiebung bzw. des Unwuchtparameters verwendet werden.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens umfassen die Kameradaten eine Vielzahl von Abschnitten des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (oder von mehreren solchen Teilen), insbesondere der Trommel und/oder des Türbalgs, Laugenpakets und/oder des Gehäuses. Es werden also eine Vielzahl von Abschnitten von der Kameravorrichtung erfasst und Kameradaten dazu bereitgestellt und mittels der Auswerteeinheit zur Steuerung verwendet.
  • Alternativ oder zusätzlich wird eine Vielzahl von Fixpunkten aufgenommen. Die Verschiebung oder der Unwuchtparameter wird dann durch Mittelwertbildung aus dem mindestens einen Teil der jeweiligen Bewegung der einzelnen Abschnitte bzw. der Bewegungen der einzelnen Fixpunkte oder Gruppen von Fixpunkten bestimmt. Dies erhöht die Genauigkeit der Messung.
  • Es kann natürlich auch ein einzelner zusammenhängender Abschnitt eines die Bewegung der Trommel zeigenden Abschnittes aufgenommen werden. Je grösser dieser Abschnitt ist, desto genauer die Bildauswertung und damit die Ermittlung des Unwuchtparameters.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens umfassen die Kameradaten mindestens ein Standbild des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung bzw. mindestens eines Fixpunktes der Umgebung der Vorrichtung bei ruhender Trommel. Dieses Standbild kann vorzugsweise durch Mittelung von mehreren Standbildaufnahmen bestimmt werden, wobei die Auswerteeinheit die Verschiebung bzw. den Unwuchtparameter relativ zum Standbild bestimmt, indem ein Vergleich mit Kameradaten bei Trommelrotation mit dem Standbild vorgenommen wird. Relativ zu diesem Standbild kann dann das Mass der Verschiebung, der Verdrehung oder allgemein der Veränderung bestimmt werden. Vorgängig kann die Veränderung drehzahlabhängig mit bekannten Unwuchten gemessen werden, damit eine Tabelle oder ein Zusammenhang dieser beiden Grössen möglich ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswertung relativ zu anderen Maschinenteilen erfolgen.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist unter dem Begriff "Standbild" also ein Kameradatensatz zu verstehen, welcher unabhängig, vorzugsweise vorgängig, also vor der aktuellen Messung, oder eben danach, aufgenommen wurde, während die Trommel ruhte, vorzugweise im ungeladenen Zustand. Aus dem Vergleich mit Kameradatensätzen bei bewegter Trommel kann dann die Verschiebung und/oder der Unwuchtparameter bestimmt werden. Hierzu kann ein Datensatz oder ein Zusammenhang vorgesehen sein, welcher unabhängig, vorzugsweise zuvor erzeugt wurde und bekannte Verschiebungen oder Unwuchten mit Bewegungen der Trommel mit bekannter Unwucht korreliert, sodass aus einer gemessenen Bewegung der Unwuchtparameter bestimmt werden kann.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens umfassen die Kameradaten mehrere Perioden der Trommel, aus welchen durch Mittelwertbildung die Verschiebung und/oder der mindestens eine Unwuchtparameter bestimmt werden. Durch eine solche Mittelwertbildung wird die Messgenauigkeit weiter erhöht.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird eine Rate der Bestimmung der Verschiebung oder des Unwuchtparameters im zeitlichen Verlauf des Behandlungsvorganges in Abhängigkeit der Drehzahl der Trommel durchgeführt. Vorzugsweise gilt: Je höher die Drehzahl, desto höher die Rate der Bestimmung des Unwuchtparameters. Dies ist vorteilhaft, da zum einen die Unwucht bei höheren Drehzahlen stärkere Effekte zeigen kann und da die Effekte auch in kürzeren Abständen auftreten oder verschwinden können.
  • Die Rotationsbewegung der Trommel kann bspw. über ein Treppenprofil gesteuert sein: Zuerst beschleunigt die Trommel auf 50 Umdrehungen pro Minute (auch: rpm), hält 50 Umdrehungen pro Minute 10 Sekunden lang, steigt dann weiter auf 90 Umdrehungen pro Minute, hält die Drehzahl 15 Sekunden konstant, und erhöht dann weiter auf 150, 400, 500, 700, 1000, 1300, 1500 und 1600 Umdrehungen pro Minute. Die erste Kameramessung kann z.B. auf der 90 Umdrehungen pro Minute -Stufe stattfinden, indem ein Abschnitt des bewegenden Teils, bspw. des Türbalgs, mehrere Perioden lang mit z.B. ca. 50 Bildern pro Periode gefilmt wird. Aus diesen Bilddaten kann dann die Auslenkung also die Verschiebung und/oder der Korrelationsparameter ausgewertet werden. Wenn die Unwucht nicht über dem situationsgerecht vorgegebenen Grenzwert liegt, geht es weiter auf die nächste Stufe 150 Umdrehungen pro Minute. Dort wird wieder gemessen. Es geht so weiter bis die max. Drehzahl von bspw. 1600 Umdrehungen pro Minute erreicht ist. Aufgrund von Resonanzphänomenen können kritische Drehzahlbereiche auftreten. Im kritischen Bereich, um bspw. 250 Umdrehungen pro Minute, können während der Beschleunigung ebenfalls Aufnahmen gemacht werden, vorzugsweise mit erhöhter Rate, um eine zu grosse Auslenkung sicher und Gefahr frühzeitig zu erkennen.
  • Leistungsstarke Elektronik und hohe Rechenleistung erlauben es bspw., den ganzen Schleudervorgang einer Waschmaschine ohne Pause zu überwachen.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens bestimmt die Auswerteeinheit die Verschiebung oder den mindestens einen Unwuchtparameter der befüllten Trommel mittels Mustererkennung aus den Kameradaten. Durch die bekannten Verfahren der Musterkennung kann der Unwuchtparameter besonders genau bestimmt werden.
  • Anhand des Beispiels der Waschmaschine soll der Begriff "Mustererkennung" noch veranschaulicht werden. Man weiss, dass ein Teil des Türbalgs als bewegender Teil im Sinne der vorliegenden Erfindung sich periodisch mit der Trommelbewegung bewegt. Dieser Teil wird nun von der Kameravorrichtung im Ruhezustand der Trommel aufgenommen und die drin vorhandenen markanten Merkmale der Oberflächenstruktur werden über Mustererkennung als Muster erkannt und gespeichert (z.B. eine Rille). Man kann auch künstlich Merkmale anbringen, z.B. Ziermuster oder Marker in den Türbalg einprägen, was die Mustererkennung erleichtern kann. Während des Rotierens, bspw. des Schleuderns, werden Bilder aufgenommen und dann die Bereiche analysiert, in welchen dieses Muster sich insbesondere erfahrungsgemäss hinbewegen kann. In diesen Bereichen sucht die Software das gespeicherte Muster und findet es, wobei die Übereinstimmung nicht 100% sein muss, es genügt eine vorbestimmte Wahrscheinlichkeit. Dann kennt die Software bzw. die Steuereinheit die neue Position des Musters und kann die Verschiebung des Teilbildes berechnen. Hier ist dann die geometrische Verschiebung des Teilbildes (ein ausgewählter Teil vom Türbalg) das Mass der Unwucht.
  • Es kann aber auch eine Verzerrung oder andere Veränderung verwendet werden.
  • Die Abhängigkeit der Änderung von der Unwucht kann im Vorfeld mit bekannten Unwuchten bestimmt und der Vorrichtung zur Verfügung gestellt werden.
  • Es ist auch denkbar mittels Korrelation das Mass der Verschiebung zu ermitteln. Dazu schiebt man den zu betrachtenden Bildausschnitt sukzessiv immer weiter von der Ruheposition weg. Ist der Referenzteil des Türbalgs bspw. nun physisch um bspw. 8 Millimeter aus der Ruheposition verschoben, wird man bei 8 Millimeter den grössten Korrelationsparameter, d.h. die grösste Ähnlichkeit mit dem Referenzbild finden. Dann ist die Verschiebung 8 Millimeter.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird mittels der Auswerteeinheit ein Bewegungsparameter des mindestens einen beobachteten Abschnitts und/oder mindestens eines Fixpunktes relativ zum Standbild bestimmt und zur Steuerung der Vorrichtung mittels der Steuervorrichtung zur Behandlung des Prozessguts verwendet, wobei der Bewegungsparameter ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
    1. i) Verschiebung des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung oder des mindestens einen Fixpunktes;
    2. ii) Twistbewegung des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung; und
    3. iii) Verzerrung des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung ist mit dem Begriff "Verschiebung" eine Auslenkung des überwachten Abschnitts weg von der Ruheposition bzw. einer mittleren Position gemeint. In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist die Trommel bspw. gedämpft gelagert, lässt also eine gewisse Bewegung der Trommelachse weg von der Rotationsachse zu. So können bspw. Stösse und Unwuchteffekte aufgefangen werden. Werden nun die Kräfte gross, bspw. weil die Unwucht gross ist und/oder weil die Drehzahl hoch ist, so können grosse Verschiebungen und gar Störungen auftreten (Vibrationen, Hüpfen, Wandern, Anschlagen, ...).
  • Unter dem Begriff "Twistbewegung" ist eine Drehbewegung der Trommel um eine Drehachse gemeint, welche neben translatorischen Verschiebungen ihren Neigungswinkel sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung verändert. Diese Twistbewegungen können zu einer Drehbewegung auch translatorische Verschiebungen aufweisen.
  • Unter dem Begriff "Verzerrung des mindestens einen Abschnitts" ist ein geändertes optisches Erscheinungsbild aufgrund eines geänderten Blickwickels der Kameravorrichtung und/oder aufgrund eines mechanischen, in der Regel reversiblen Verziehens oder Deformierens des sich bewegenden Teils gemeint. Diese Deformation ist also meistens elastisch und tritt bspw. unter Wirkung der Zentripetalkraft auf.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird ein Verlauf eines Korrelationsparameters einer Korrelation der bei rotierender Trommel erfassten Kameradaten des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung relativ zum Standbild des besagten Teils in Ruhe bestimmt und zur Steuerung der Vorrichtung mittels der Steuervorrichtung zur Behandlung des Prozessguts verwendet. Die Schwankungsbreite des Korrelationsparameters ist ein Mass für die Unwucht. Hierbei können wiederum einzelne Perioden ausgewertet oder Mittelwerte über mehrere oder alle Perioden der Trommelbewegung gebildet werden.
  • Der Begriff "Korrelation" wird nun anhand eines Beispiels erläutert: Die Kameravorrichtung und die Software analysieren einen Kameradatensatz, in dem der sich bewegende Teil der Vorrichtung stark bewegt und verzerrt wird (z.B. der Türbalg). Man macht nun Aufnahmen diesem bewegenden Teil zeitlich hintereinander und korreliert die Aufnahmen mit dem Referenzbild (dem Standbild des sich bewegenden Teils der Vorrichtung). Steht die Trommel, so ist der Korrelationsparameter 1 (oder nahezu 1, wegen Ungenauigkeit und Sinken der Trommel durch Beladung). Wird der sich bewegende Teil bewegt und verzerrt, sinkt die Korrelation bzw. die Ähnlichkeit mit dem Standbild, aber gewisse Ähnlichkeit ist noch feststellbar. Bei maximaler Unähnlichkeit des sich bewegenden Teils mit seinem Standbild ist die Korrelation minimal, der Korrelationsparameter also minimal. Wenn der sich bewegende Teil sich wieder in Richtung Ruheposition oder mittlere Position bewegt, steigt die Ähnlichkeit wieder. Wenn er gerade die Ruheposition passiert, ist die Korrelation wieder 1 bzw. maximal (aber kleiner 1, sollten dort noch Verzerrungseffekte auftreten). So ist die Schwankungsbreite des Korrelationsparameters, also der Anstand zwischen Maxima und Minima des zeitlichen Verlaufs, ein Mass für die Unwucht bzw. den Unwuchtparameter. Aus der Periode kann man auch die Drehzahl berechnen.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Unwuchtparameter aus dem Bewegungsparamater bzw. dem Korrelationsparameter bestimmt und zwar durch Vergleich mit vorbestimmten Standardwerten, also Vergleichsgrössen, welche vorgängig bestimmt wurden. Es kann also im Labor mit bekannter Unwucht der Bewegungsparameter bzw. der Verlauf des Korrelationsparameters bzw. die Schwankungsbreite des Korrelationsparameters vorzugsweise drehzahlabhängig bestimmt werden. Die Schwankungsbreite kann dann als Mass für die Unwucht dienen. Der Bewegungsparameter ist hier bspw. die Amplitude der bspw. oszillierenden Verschiebung und kann als Mass für die Unwucht dienen. Der Zusammenhang des Unwuchtparameters mit diesem Mass (Schwankungsbreite und/oder Amplitude) kann dann vorgängig in Laborversuchen mit bekannten Unwuchten und in Abhängigkeit der Drehzahl bestimmt werden und die Standardwerte liefern, über welche durch Vergleich aus der Messgrösse dann auf die Unwucht zurückgeschlossen werden kann. Es ist auch denkbar, dass beide Parameter gleichzeitig verwendet werden, um die Genauigkeit zu erhöhen.
  • Manche Maschinenteile werden durch zunehmende Unwucht also nicht nur stärker verschoben, sondern gleichzeitig auch stärker verzerrt und verdreht. Der Bildausschnitt mit einem solchen Maschinenteil hat dann eine immer geringere Ähnlichkeit mit seinem Ruhezustand-Bild, also seinem Standbild, auch: Referenzbild, je weiter er sich von der Ruheposition entfernt und je stärker er verzerrt wird. Der Korrelationsparameter des Standbildes und des Bewegungsbildes sinkt. Nähert sich der Maschinenteil aufgrund der periodischen Bewegung wieder der Ruheposition, steigt der Korrelationsparameter wieder. So schwankt der Korrelationsparameter periodisch mit der Zeit, entsprechend der periodischen Bewegung des Maschinenteils. Die Schwankungsbreite des Korrelationsparameters kann als Mass für den Unwuchtparameter dienen.
  • Ermittelt man vorher im Labor die Schwankungsbreite des Korrelationsparameters in Anhängigkeit von Unwuchten mit bekannten Grössen , so kann die Vorrichtung in der Praxis vom gemessenen Korrelationsparameter auf die aktuelle Unwuchtgrösse schliessen und entsprechend reagieren, z.B. bei zu grosser Schwankungsbreite eine Gegenmassnahme einleiten, bspw. das Schleudern abbrechen, um ein Anschlagen oder Wandern der Maschine zu vermeiden.
  • Aus dem schwankenden Verlauf des Korrelationsparameters kann ebenfalls die aktuelle Periode respektive die Drehzahl gemessen werden. Zur Erhöhung der Messungssicherheit können für mehrere solche beweglichen Maschinenteile die Ähnlichkeit ihrer Standbilder und Bewegungsbilder betrachtet und analysiert werden. Als Entscheidungskriterium kann dann ein Mittelwert, bspw. ein gewichteter Mittelwert, dienen.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Vorrichtung mittels der Steuervorrichtung zur Behandlung des Prozessguts so gesteuert, dass ein aktueller (also ein gemessener, d.h. ein bestimmter) Unwuchtparameter mit einem vorbestimmten Unwuchtgrenzwert verglichen wird, und
    dass, wenn der aktuelle Unwuchtparameter den mindestens einen vorbestimmten Unwuchtgrenzwert überschreitet, mindestens eine Gegenmassnahme eingeleitet wird, wobei die Gegenmassnahme vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    1. i) Begrenzung der Drehzahl der Trommel;
    2. ii) Neuverteilung des Prozessguts in der Trommel und vorzugsweise Fortsetzung des Behandlungsvorganges;
    3. iii) Abbruch des Behandlungsvorganges; und
    4. iv) Ausgabe einer Warnung für den Benutzer.
  • Der Vergleich zwischen bestimmtem Unwuchtparameter und Unwuchtgrenzwert kann von der Drehzahl abhängen. Der Unwuchtgrenzwert, der die Grenze wiedergibt, ab welcher Störungen wahrscheinlich werden, kann also in Abhängigkeit der Drehzahl vorbestimmt sein, sich also mit der Drehzahl ändern, und bspw. durch vorgängige Experimente im Labor mit bekannten Unwuchten und bekannten Drehzahlen ermittelt werden.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Vorrichtung mittels der Steuervorrichtung zur Behandlung des Prozessguts weiter so gesteuert, dass der bestimmte Bewegungsparameter bzw. der bestimmte Korrelationsparameter mit mindestens einem vorbestimmten vorzugsweise drehzahlunabhängigen Grenzwert verglichen wird, und
    dass, wenn der Grenzwert überschritten ist, mindestens eine Gegenmassnahme eingeleitet wird, wobei die Gegenmassnahme vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    1. i) Begrenzung der Drehzahl der Trommel;
    2. ii) Neuverteilung des Prozessguts in der Trommel und vorzugsweise Fortsetzung des Behandlungsvorganges;
    3. iii) Abbruch des Behandlungsvorganges; und
    4. iv) Ausgabe einer Warnung an einen Benutzer.
  • Aus dem Bewegungsparameter bzw. dem Korrelationsparameter kann der Unwuchtparameter bestimmt werden, gleichzeitig kann dieser oder ein äquivalenter Parameter genutzt werden um direkt Störungen wie bspw. Anschlagen zu verhindern, ohne über den Unwuchtparameter zu gehen. Es kann bspw. sein, dass der Unwuchtparameter aus der Verschiebung des Messobjekts, bspw. der Trommel oder des mindestens eines Fixpunktes, bestimmt wird und unterhalb des entsprechenden vorbestimmten Grenzwertes liegt und trotzdem ein Anschlagen des Laugenpakets an einem anderen Maschinenteil auftritt. Wenn nun gleichzeitig ein Grenzwert für die Verschiebung vorgegeben und überwacht ist, und bei dessen Überschreiten mindestens eine der genannten Gegenmassnahmen eingeleitet wird, kann dieses Anschlagen noch besser verhindert werden.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird der Unwuchtparameter, der Bewegungsparameter und/oder der Korrelationsparameter in einer Trenderkennung verfolgt und die mindestens eine Gegenmassnahme bereits vor Erreichen des Grenzwerts eingeleitet.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist der vorbestimmte Unwuchtgrenzwert bzw. der vorbestimmte Grenzwert derart vorbestimmt, dass unterhalb des Unwuchtgrenzwerts bzw. des vorbestimmten Grenzwerts mindestens eine Störung der Gruppe von Störungen bestehend aus:
    1. i) Wandern insbesondere bei 1 cm/s bis 4 cm/s und/oder 2°/s bis 5 °/s;
    2. ii) Hüpfen, insbesondere bei Drehzahlen der Trommel zwischen 100 Umdrehungen pro Minute bis 400 Umdrehungen pro Minute, bevorzugt bei 200 Umdrehungen pro Minute bis 300 Umdrehungen pro Minute; und
    3. iii) Anschlagen der Trommel oder des Laugenpakets an anderen Maschinenteilen;
    vermieden ist. Unter Punkt iii) kann im Falle einer Waschmaschine insbesondere auch das Anschlagen des Laugenpakets vermieden werden. Das Laugenpaket umfasst insbesondere einen Laugenbehälter und die Trommel.
  • Unter dem Begriff "Wandern" ist eine im Wesentlichen horizontale allmähliche Bewegung der Vorrichtung im Raum, also quer zur Schwerkraftwirkung, gemeint. Der Begriff "Hüpfen" bezeichnet eine starke ruckartige Vertikal- oder auch Horizontalbewegung, sozusagen ein Wegspringen der Vorrichtung. Beide Störungen werden durch die Trommelbewegung verursacht.
  • Unter dem Begriff "Anschlagen" ist das Anschlagen von sich bewegenden Maschinenteilen, also bspw. von der rotierenden Trommel oder vom Laugenpaket, an anderen Maschinenteilen, bspw. am Gehäuse, am Glas gemeint. Eine Verschiebung, also eine Trommelbewegung bei grosser Unwucht, kann somit zum Anschlagen führen.
  • Nach einer Weiterbildung umfasst das Verfahren zusätzlich den Schritt der Verwendung eines vorbestimmten ersten Fixpunktes in einer Umgebung der Vorrichtung oder eines ersten Fixpunktmusters in der Umgebung der Vorrichtung zur Detektion einer Bewegung der Vorrichtung relativ zum ersten Fixpunkt bzw. zu mindestens einem Fixpunkt des Fixpunktmusters. Diese Bewegung der Vorrichtung kann ein Hüpfen oder ein Wandern der Vorrichtung im Raum sein. Die Umgebung kann aus dem Boden vor der Vorrichtung, Wänden, Möbeln usw. bestehen. Diese Objekte können als Fixpunkte während des Behandlungsvorganges angesehen werden. Aus der Bewegung der Vorrichtung relativ zum Fixpunkt oder zu den Fixpunkten kann der Unwuchtparameter ermittelt werden.
  • Aufgrund der geometrischen Anordnung und der Kameraeinstellung kann die Vorrichtung aufgenommene Bildabschnitte der Umgebung, bspw. dem Boden, der Decke, der Wand oder einem Objekt vor der Vorrichtung zuordnen. Typische feststehende Muster wie Plattenfugen oder auch Sockelkanten, Muster des Bodenbelags, Muster oder Defekte wie "Risse" im Betonboden, Lackränder, Möbel, Installationen im Raum und an den Wänden können als Fixpunkte dienen. Es kann zu verschiedenen Zeitpunkten - bei der Inbetriebnahme und später - das Umgebungsbild mehrmals aufgenommen werden, um immer wiederkehrende Muster als unbeweglich zu erkennen und zu speichern, wobei die Maschine vorzugweise ruhend und die Tür geschlossen sein soll.
  • Vorzugsweise sind die Fixpunktmuster möglichst weiträumig über die ganze sichtbare Umgebung verteilt. Dies erlaubt es, Störgegenstände, wie bspw. ein beweglicher Gegenstand (z.B. die Waschmittelflasche, die vor der Maschine steht und einige Fixpunkte verdeckt), zu identifizieren. Ausserhalb der Störgegenstände sind bei weiträumiger Aufnahme der Umgebung noch andere Fixpunkte sichtbar für die Kameravorrichtung.
  • Wie stark ein Fixpunkt aus der Sicht der Kameravorrichtung absolut schwankt (also: wie viele Millimeter der Auslenkung), hängt von der Distanz vom Fixpunkt zur Kameravorrichtung ab. Ein fernerer Punkt schwankt optisch weniger (die Auslenkung scheint kleiner). Diese Distanz ist im Labor bekannt, in der Praxis bspw. im Waschraum jedoch nicht unbedingt. Mit der Distanzinformation kann die Vorrichtung die beobachtete Schwankung in den Kameradaten in ihrer Heftigkeit also genauer bewerten.
  • Die Fixpunkte bzw. Fixmuster des Bodens eignen sich in vielen Fällen besonders gut, da die Vorrichtung (also die Maschine) bei dann meist bekannter Höhe der Kameravorrichtung zum Boden aus dem Blickwinkel bzw. der Position des Fixpunktes berechnen kann, wie weit der Fixpunkt- oder das Fixpunktmuster von der Kameravorrichtung entfernt ist. Aus dieser Distanzinformation kann dann die Schwankung des betreffenden Fixpunktes um dessen Ruheposition genauer bestimmt werden.
  • Damit die Vorrichtung typische Bodenmuster erkennt, können ihr bspw. zahlreiche Bodenmuster (oder Fotos davon) gezeigt werden. Z.B. werden verschiedene Fugen der Kameravorrichtung gezeigt, damit die Software mit künstlicher Intelligenz lernt, wie eine Fuge aussieht und in der Praxis eine Fuge erkennt.
  • Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass der Benutzer die Distanzinformation zum Fixpunkt- bzw. Fixpunktmuster manuell eingibt, bspw. auf Aufforderung der Vorrichtung hin. Bei Fixpunktmuster bspw. auf Wänden oder sonst in der höheren Umgebung kann die Vorrichtung bspw. selbst die Fixmuster auswählen (bspw. bei oder kurz nach der Inbetriebnahme), diese auf einem Display dem Benutzer zeigen und den Benutzer auf fordern, jeweils die Distanzinformation zur Vorrichtung einzugeben.
  • Die Vorrichtung kann weiter so ausgebildet sein, dass ungeeignete Fixmuster (z.B. solche die nicht lang fix bleiben) vom Benutzer verworfen werden können. Die Vorrichtung kann dann weiter so ausgebildet sein, dass sie neue Vorschläge unterbreitet.
  • Für Bodenfixmuster kann eine Distanzeingabe also wegfallen, falls sie durch die bekannte Höhe der Kameravorrichtung und den Winkel bzw. Position bestimmbar ist. Die Vorrichtung sollte das Bodenmuster dann zuverlässig erkennen.
  • Geeignet kann auch ein Deckenmuster wie eine Lampe sein, das sich im bspw. verchromten Türrahmen widerspiegelt und für die Kameravorrichtung sichtbar ist. Die Vorrichtung kann also auch mit Spiegelbildern oder Reflektionen arbeiten. Ein Deckenmuster hat den Vorteil, dass es selten verdeckt wird. Gibt der Benutzer, allenfalls auf Aufforderung der Vorrichtung, die Distanzinformation des Fixpunktmusters ein, dann kann man es also fast immer benutzen.
  • Es ist weiter denkbar, dass wenn keine Distanzinformation vorliegt, die Vorrichtung selber eine ungefähr die Distanz abschätzt. Hierzu kann man bspw. benützen, dass die Raumhöhe ziemlich konstant bei ca. 3 Meter liegt und über den Blickwinkel der Kameravorrichtung (d.h. über die Position des Fixpunktmusters im Bild) kann die Vorrichtung ausgebildet sein zu ermitteln, in welchem Winkel das Deckenmuster zur Vorrichtung steht, woraus die Vorrichtung dann die Distanz zum Fixpunktmuster ermitteln kann.
  • Verdeckt ein Objekt, bspw. ein Wäschewagen, alle Fixpunkte, so ist er in der Regel nahe an der Vorrichtung, denn es verdeckt auch den Boden unmittelbar vor der Vorrichtung. Die Vorrichtung kann dann so ausgebildet sein, dass mit den bekannten Positionen der Originalfixpunkte eine ungefähre Distanz des Objekts (des Störgegenstands) zur Kameravorrichtung berechnet wird.
  • Verdeckt ein beweglicher Störgegenstand (z.B. ein Wäschekorb, Wäschewagen) ausnahmeweise alle Fixpunkte, kann dessen Bild als provisorischer Fixpunkt oder provisorisches Fixpunktmuster verwendet werden. Wird dieser Störgegenstand während des Behandlungsvorganges bewegt, werden möglicherweise ein oder mehrere Originalfixpunkte freigegeben und für die Kamera sichtbar, welche dann normal als Referenz dienen können.
  • Insbesondere bei hohen Drehzahlen (400 Umdrehungen pro Minute bis ca. 1800 Umdrehungen pro Minute) vibriert das Maschinengehäuse mit zunehmender Unwucht immer stärker. Dadurch bewegt sich die in Gehäuse eingebaute Kameravorrichtung auch immer stärker zum Boden und zur der Umgebung. Aus der Sicht der Kameravorrichtung unterliegen die Fixpunkte der Umgebung einer zunehmend grösseren periodischen Verschiebung, welche für jeden Fixpunkt mit Berücksichtigung seiner jeweiligen Entfernung zur Kamera ausgewertet wird. Daraus kann die Vorrichtung ebenfalls den Unwuchtparameter ermitteln.
  • In der Praxis kann man vorher im Labor die Abhängigkeit der Verschiebung von der Grösse des Unwuchtparameters mittels bekannter Unwuchten ermitteln. Aus diesem Zusammenhang, der in einer Tabelle oder in einer Korrelationsfunktion der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt werden kann, kann die Vorrichtung die aktuelle Grösse des Unwuchtparameters aus der detektierten Bewegung ableiten, und zwar im ganzen relevanten Drehzahlbereich während des Behandlungsvorganges, insbesondere während des Schleudervorgangs. Dabei wird die aktuell gemessene Verschiebung auf die Entfernung bei Laborversuchen umgerechnet, damit eine Vergleichsbasis geschaffen.
  • Steht zufällig ein Störgegenstand, also ein beweglicher Gegenstand wie ein Wäschekorb, -wagen, vor der Vorrichtung und verdeckt alle Fixpunkte, kann die Vorrichtung markante Muster des Störgegenstandes als provisorische Fixpunkte verwenden. Dazu werden Standbilder vor Beginn des Behandlungsvorganges, insbesondere des Schleudervorganges, und im ruhenden Zustand (keine Trommelbewegung) aufgenommen. Wird der Störgegenstand während des Schleuderns bewegt und Originalfixpunkte sichtbar, werden diese erkannt und ab da als Fixpunkte verwendet. Verdeckt der Störgegenstand nach einer Bewegung immer noch alle Originalfixpunkte, dient er mit seinen markanten Mustern weiter als Fixpunkt bzw. Referenz.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn nur periodische Bewegungen ausgewertet werden. So stört eine einmalige Bewegung des Störgegenstandes (z.B. durch manuelles Verrücken) die Messung nicht, denn die Software wertet nur periodische Bewegungen aus. Besonders bevorzugt werden lediglich jene periodischen Bewegungen ausgewertet, welche die Periodizität der entsprechenden Drehzahl der Trommel aufweisen. Die Vorrichtung verwendet also markante Fixpunkte oder Fixpunktmuster, die sich während der Auswertung periodisch mit der Drehzahl um ihre jeweilige mittlere Position bewegen. Eine einmalige Verschiebung des Störgegenstandes ist nicht periodisch und wird von der Auswerteeinheit entsprechend nicht als Fixpunktschwingung ausgewertet.
  • Nach einer Weiterbildung umfasst das Verfahren also den Schritt des Abprüfens vor dem Beginn des Behandlungsvorganges, ob der erste Fixpunkt oder zumindest ein erster Fixpunkt des ersten Fixpunktmusters erfassbar ist;
    und, falls der erste Fixpunkt bzw. der zumindest eine erste Fixpunkt des ersten Fixpunktmusters nicht erfassbar ist, kann das Verfahren folgenden Schritt umfassen: Aufnahme, vor Beginn des Behandlungsvorganges, eines zweiten Fixpunktes oder eines zweiten Fixpunktmusters, und Auswertung der Bewegung der Vorrichtung relativ zum zweiten Fixpunkt bzw. zum mindestens einen Fixpunkt des zweiten Fixpunktmusters.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens ist die Vorrichtung eine Waschmaschine und der Behandlungsvorgang ist Teil eines Waschvorgangs von Textilien als Prozessgut, wobei der Behandlungsvorgang:
    • ein Schleudervorgang bei Drehzahlen der Trommel von vorzugsweise 400 Umdrehungen pro Minute bis 1800 Umdrehungen pro Minute ist; oder
    • ein Vorgang des Anschleuderns bei Drehzahlen der Trommel von 0 bis vorzugsweise bis zu 400 Umdrehungen pro Minute ist; oder
    • eine Vorbereitung für das Schleudern, wie Prozessgut neu verteilen, bspw. mit Reversieren der Trommel ist; oder
      • eine Nachbehandlung nach dem Schleudern, z.B. Lösen des Prozessguts, bspw. des Wäschekuchens, und Auflockern nach dem Schleudern ist; oder
      • ein Waschen des Prozessguts ist, insbesondere, wenn die Vorrichtung eine Waschmaschine ist.
  • Der Behandlungsvorgang kann also sämtliche Behandlungsschritte einer Waschmaschine umfassen, vom Waschen, übers Schleudern zum Nachbehandeln.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird eine Beladung der Trommel mit Textilgut mittels der Kameravorrichtung gemessen und zur Steuerung der Vorrichtung mittels der Steuervorrichtung zur Behandlung des Prozessguts verwendet. Diese Messung kann bspw. beinhalten, dass eine Verschiebung der stehenden und beladenen Trommel durch die Beladung ausgewertet wird. Hierzu kann vorgängig ein Standbild der leeren Trommel aufgenommen werden und mit einem Bild während und nach der Beladung verglichen werden. Aus der Verschiebung kann auf das Gewicht der aktuellen Beladung geschlossen werden. Um diesen Schluss zu ziehen, kann vorgängig die Abhängigkeit dieser Verschiebung vom Beladungsgewicht bestimmt werden und in einer Speichereinheit der Steuervorrichtung zur Auswertung abrufbar hinterlegt werden.
  • In einigen Ausführungsbeispielen kann man neben dem Sinken der Trommel bzw. des Laugenpakets die Beladungsinformation auch gewinnen, indem man auswertet, wie viel Prozessgut die Kameravorrichtung sieht. Sieht die Kameravorrichtung viel Prozessgut in der Trommel bzw. sehr wenig Trommelrückwand, da diese durch das Prozessgut verdeckt ist, ist eine grosse Beladung vorhanden. Diese optische Messung kann man mit dem Messen des Sinkens kombinieren um eine erhöhte Genauigkeit zu erhalten.
  • In einer Weiterbildung des Verfahrens wird eine effektive Drehzahl der Trommel mittels der Auswerteeinheit aus periodischen Schwankungen in den Kameradaten bestimmt. Es können periodische Bewegungen von Trommelabschnitten und/oder von Fixpunkten oder Fixpunktmuster ausgewertet werden. Zusätzlich kann die Kameravorrichtung vorzugsweise direkt sehen bzw. die Steuerung feststellen, ob etwas eingeklemmt ist, (Z.B. Einklemmen der Wäsche zwischen Trommelrand und Türbalg, in Rille des Türbalgs) und Gegenmassnahmen einleiten, bspw. den Vorgang abbrechen oder das Prozessgut neu in der Trommel verteilen.
  • Die ermittelte aktuelle effektive Drehzahl wird mit der Soll-Drehzahl verglichen. Stellt die Vorrichtung eine grössere Abweichung zwischen Ist-Drehzahl und Soll-Drehzahl fest, kann dies auf eine Störung hindeuten, bspw. auf eine Bremsung der Trommel durch eingeklemmte Gegenstände oder zu starker Schaumbildung, usw. Entsprechende Gegenmassnahmen können eingeleitet werden.
  • Nach einer Weiterbildung des Verfahrens wird eine mechanische Beanspruchung des Prozessguts, insbesondere dessen Fallhöhe oder dessen Anliegen an der Trommel oder dessen Lösen oder Auflockern, während des Behandlungsvorgangs mittels der Kameravorrichtung erfasst, mittels der Auswerteeinheit analysiert und nach der Massgabe der Kameradaten der Kameravorrichtung gesteuert. Damit ist ein besonders effizienter Einsatz der Kameravorrichtung bereitgestellt. Durch diesen optimierten Betrieb können der Behandlungsprozess weiter optimiert und die Störungsfälle weiter reduziert werden.
  • In einer Weiterbildung ist die Auswerteeinheit weiter ausgebildet, die Kameradaten auf mindestens einen weiteren Defekt zu analysieren, wobei der Defekt vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    1. i) Undichtigkeit;
    2. ii) Einklemmen von Prozessgut in beweglichen Maschinenteilen; und
    im Fall eines Defekts über die Steuervorrichtung mindestens eine vorbestimmte Gegenmassnahme eingeleitet wird, wobei die Gegenmassnahme vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    1. i) Begrenzung der Drehzahl der Trommel;
    2. ii) Neuverteilung des Prozessguts in der Trommel und vorzugsweise Fortsetzung des Behandlungsvorganges;
    3. iii) Abbruch des Behandlungsvorganges; und
    4. iv) Ausgabe einer Warnung an einen Benutzer.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des hierin beschriebenen Verfahrens bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 22 gelöst. Demgemäss wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Prozessgut, insbesondere eine Waschmaschine zur Behandlung von Textilien, vorgeschlagen, welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist. Die Steuervorrichtung ist entsprechend eingerichtet, die verschiedenen Verfahrensschritte situationsgerecht durchzuführen, es ist also eine Kameravorrichtung zur Aufnahme der Kameradaten und eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Kameradaten, insbesondere zur Bestimmung des Unwuchtparameters, zu Handen der Steuervorrichtung vorgesehen.
  • In einer Weiterbildung ist die Vorrichtung als Waschmaschine ausgebildet und weist einen Türbalg auf, wobei die Kameravorrichtung vorzugsweise im Türbalg, besonders bevorzugt in einem oberen Bereich des Türbalgs oder in einem Türrahmen, vorzugsweise in einem oberen Bereich des Türrahmens, angeordnet ist. Es können natürlich auch an mehreren Orten Kameravorrichtungen vorgesehen sein.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    in schematischer Weise einen Querschnitt durch eine Waschmaschine mit einem Laugenpaket mit einer befüllten Trommel in einer ersten Situation und einer Kameravorrichtung;
    Fig. 2
    das Laugenpaket nach Fig. 1 in einer zweiten Situation;
    Fig. 3
    das Laugenpaket nach Fig. 1 in einer dritten Situation;
    Fig. 4
    zeigt eine experimentelle Kurve zwischen der mit der Kameravorrichtung gemessenen Ist-Drehzahl der Waschmaschine nach Fig. 1 in Abhängigkeit der eingestellten Soll-Drehzahl; und
    Fig. 5
    eine Vielzahl von experimentellen Korrelationskurven zwischen einem gewichteten Mittelwert der gemessenen Verschiebung der Trommel in Abhängigkeit der Schleuderdrehzahl, wobei die verschiedenen Korrelationskurven für die Trommel in verschiedenen Unwuchtsituationen aufgenommen wurden.
    BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Waschmaschine 1 mit einem Laugenpaket 2. Das Laugenpaket 2 umfasst eine zylindrische Trommel 3, welche mit Wäschestücken 7 als Prozessgut befüllt ist. Die Trommel 3 ist zylindrisch um eine Trommelachse geformt und um eine im Laugenpaket gelagerte Rotationsachse rotierbar. In der Trommel 3 sind Mitnehmer 4 vorgesehen, welche die Wäschestücke 7 jeweils nach oben mitnehmen. In der Waschsituation nach Fig. 1 ist eine Drehzahl der Trommel 3 so gewählt, dass die Wäschestücke 7 sich im oberen Bereich der Trommel 3 lösen und über eine Fallhöhe H nach unten auf einen gegenüberliegenden Trommelabschnitt fallen. Die Fallrichtung der Wäschestücke 7 und die Drehrichtung der Trommel 3 sind mit Pfeilen angedeutet. Wasser wird zugeführt und mit Waschmittel aus einer Dosiervorrichtung 10 versetzt. Über ein Ablaufsystem 11 kann das Prozesswasser wieder abgeführt werden. Das Waschprogramm, d.h. der Behandlungsvorgang, wird über eine Steuervorrichtung 8 sichergestellt. Im Gehäuse 5 ist überdies eine Kameravorrichtung 6 eingebaut, welche zumindest einen Abschnitt der Trommel 3, eines Türbalgs 12, eines Gehäuses 5 und/oder mindestens einen Fixpunkt P1 bis P6 nach Massgabe der Steuervorrichtung 8 aufnimmt und Kameradaten dazu bereitstellt.
  • Die Kameravorrichtung 6 kann auch extern angebracht sein.
  • Es können auch mehrere interne und/oder externe Kameravorrichtung 6 vorgesehen sein.
  • Diese Kameradaten können dann von einer Auswerteeinheit 9 ausgewertet werden, wobei diese Auswertung die Bestimmung eines Unwuchtparameters U umfasst. Hierzu kann Bildverarbeitungssoftware genutzt werden.
  • Der Unwuchtparameter U ist ein Parameter, welcher ein Mass für die Unwucht der Trommel 3 ist. Diese Unwucht der Trommel 3 hängt von der Beladung und der Verteilung der Beladung ab. Der Unwuchtparameter U kann jeweils aus Vergleich mit Vergleichsdatensätzen umfassend Kameradaten, welche für bekannte Unwuchten vorgängig aufgenommen wurden, bestimmt werden. Hierzu kann dann die Software für die Bildverarbeitung verwendet werden.
  • Diese Vergleichsdatensätze korrelieren jeweils den Messparameter mit dem Unwuchtparameter. Bspw. wird die Verschiebung und/oder Verdrehung (von Trommel oder Fixpunkt(en)), die Twistbewegung oder Verzerrung des Messobjekts durch die Rotation der Trommel 3 gemessen und dann über den Vergleichsdatensatz der Unwuchtparameter bestimmt. Da die Messung von der Drehzahl abhängt, können jeweils Kurven, wie in Figur 5 gezeigt, aufgenommen werden. Auch ist es möglich, die Auswertung direkt durch Mustererkennungssoftware oder durch Auswertung der Korrelation zwischen Standbild (Bild des Messobjekts in Ruhe) und Bewegungsbild (Bild des Messobjekts bei rotierender Trommel) und Bestimmung des Korrelationsparameters K auszuwerten.
  • Der Unwuchtparameter U kann anhand der mittels der Kameravorrichtung 6 gemessenen Verschiebung bestimmt werden. Nachfolgend ein Beispiel. Während des Anschleuderns (typisch im Bereich von 0 bis 400 Umdrehungen pro Minute) gilt der folgende Zusammenhang: Je grösser die Unwucht, desto stärker bewegen sich die Maschinenteile relativ zueinander (wie bspw. der Türbalg 12 zum Trommelrand oder zum Gehäuse 5) und zu der Umgebung (Boden, Wände), d.h. desto grösser ist die Verschiebung, welche aufgrund der Trommelrotation periodisch um eine mittlere Position schwankt. Im Kamerabild wird eine grosse Anzahl von Bildbereichen (viele kleine Zonen bzw. Ausschnitte) mit jeweils typischem Merkmal ausgewählt, die für die Bewegung der Maschinenteile aussagekräftig sind (z.B. Trommelrand, Gehäuse-Frontwand, Fugenmuster im Boden). Es wird zuerst in ruhendem Zustand und mit geschlossener Tür ein Bild aufgenommen und als Referenz gespeichert. Um die Genauigkeit zu erhöhen, kann mehrmals eine Bildaufnahme vorgenommen werden, um durch Vergleich der Aufnahmen die als Referenz dienenden Bildteile festzustellen und dann zu speichern. Während des Schleuderns werden pro Bewegungsperiode genügend Bilder aufgenommen und abhängig von der aktuellen Drehzahl Bilder in entsprechenden Zeitabständen analysiert. Dabei werden in dem zu analysierenden Bild die Teilbereiche mittels Mustererkennung erkannt und deren neuen Positionen im Bild bestimmt. So dann kann die Verschiebung der einzelnen Teilbereiche zu Referenzbild berechnet und ein Mass für die Verschiebung gewonnen sowie eine eventuelle Twistbewegung erkannt werden.
  • Ermittelt man nun vorher im Labor die Abhängigkeit der Verschiebung bzw. der Twistbewegungsstärke von der Unwuchtgrösse und der Drehzahl mittels bekannter Unwuchten, und stellte man diesen Zusammenhang der Maschine 1 zur Verfügung, so kann die Maschine 1 in der Praxis die aktuelle Unwuchtgrösse anhand der Verschiebung und Twistbewegung mittels des bekannten Zusammenhangs ermitteln, und zwar im ganzen relevanten Drehzahlbereich des Behandlungsvorgangs, bspw. des Schleudervorgangs.
  • Die Verschiebung kann auf verschiedene Arten gemessen werden. Man kann z.B. die Distanz des Trommelrands zu seiner ursprünglichen Position im Referenzbild messen, oder seine aktuelle Distanz zum feststehenden Gehäuse 5, oder zu einer feststehenden Fuge im Boden.
  • Durch Vergleich mit voreingestellten und vorzugweise drehzahlabhängig vorliegenden Unwuchtgrenzwerten GU, bei deren Überschreiten Störungen und Schäden wie Anschlagen, Wandern und starke Vibration drohen, kann die Maschine 1 eine nahende Gefahr erkennen (aktueller Unwuchtparameter nähert sich oder überschreitet den Grenzwert GU) und mit einer Gegenmassnahme, wie hierin beschrieben, bekämpfen.
  • Mit der Verschiebungs- und/oder Twistbewegungsmessung kann auch direkt ein Anschlagen überwacht und vermieden werden, denn: Ausnahmeweise kann trotz zulässiger Unwucht (d.h. kleiner als Grenzwerte GU) das Laugenpaket anschlagen: am Gehäuse 5, am Türglas oder an anderen Maschinenteilen. Diese Störung kann ebenfalls anhand der Verschiebung bzw. der Stärke von Twistbewegung erkannt und vermieden werden. Die freien Distanzen der Maschinenteile zueinander sind bekannt. Werden die Verschiebungen oder Twistbewegungen so gross, dass eine Distanz zwischen zwei Maschinenteilen geometrisch gegen Null geht, können sich die beiden berühren (Anschlagen). Nähert sich in der Praxis die Verschiebung oder Twistbewegung diesem kritischen Wert an, kann die Maschine 1 rechtzeitig das nahende Anschlagen erkennen und Gegenmassnahmen einleiten. D.h. neben der Unwuchtgrösse kann ein drohendes Anschlagen zusätzlich durch die Verschiebungsmessung erkannt werden. Die benötigen Grössen und Zusammenhänge können ebenfalls vorab im Labor ermittelt werden.
  • Hiermit ist eine doppelte Sicherheit gewährleistet, denn in der Unwuchtmessung und -auswertung kann auch mal ein Fehler auftreten.
  • Aufgrund der geometrischen Anordnung und der Kameraeinstellung kann die Maschine 1 bspw. Abschnitte des Bodens vor der Maschine 1 oder der Wände (oder allgemein: der Umgebung) aufnehmen. Typische feststehende Muster wie Plattenfugen (wie auch: Sockelkante, Muster des Belags, Striche oder "Risse" im Betonboden, Lackränder, Möbel, Installationen im Raum und an den Wänden) können als Fixpunkte dienen. Es kann zu verschiedenen Zeitpunkten - bei der Inbetriebnahme und/oder später - das Umgebungsbild mit den Fixpunkten P1 bis P6 einmal oder mehrmals aufgenommen werden, um wiederkehrende Muster als unbewegliche Muster zu erkennen und zu speichern, wobei die Maschine 1 dann vorzugweise ruhen und die Tür geschlossen sein soll.
  • Vorteilhafterweise sind die Fixpunkt-Muster P1 bis P6 weiträumig über die ganze sichtbare Umgebung verteilt, damit wenn ein beweglicher Gegenstand (z.B. eine Waschmittelflasche) vor der Maschine 1 steht und einige Fixpunkte P1 bis P6 verdeckt, immer noch andere Muster sichtbar sind für die Kameravorrichtung 6 und als Fixpunkte dienen können. Verdeckt ein beweglicher Gegenstand (z.B. ein Wäschekorb, Wäschewagen) ausnahmeweise alle eigentlichen Fixpunkte, kann dessen Bild als provisorisches Fixpunktmuster verwendet werden, insbesondere wenn der bewegliche Gegenstand während des Behandlungsvorgangs, bspw. des Schleuderns, unbewegt bleibt. Wird der bewegliche Gegenstand während des Behandlungsvorganges bewegt, werden möglicherweise ein oder mehrere Originalfixpunkte P1 bis P6 freigegeben und für die Kameravorrichtung 6 sichtbar, welche dann normal als Referenz fungieren können. Wird der bewegliche Gegenstand ganz aus dem Kamerablickfeld entfernt, sind sogar alle Fixpunkte P1 bis P6 sichtbar und als Referenz für die Auswertung verfügbar.
  • Der Unwuchtparameter U kann mit dem relativ zur Kameravorrichtung 6 schwankenden Fixpunkt oder -muster P1 bis P6 bei hohen Drehzahlen gemessen werden. Bei hohen Drehzahlen (400 bis ca. 1800 Umdrehungen pro Minute) schwankt das Maschinengehäuse 5 mit zunehmender Unwucht immer stärker, dadurch bewegt sich die im Gehäuse 5 eingebaute Kameravorrichtung 6 auch immer stärker relativ zu den Fixpunkten P1 bis P6 der Umgebung. Aus der Sicht der Kameravorrichtung 6 machen die Fixpunkte P1 bis P6 der Umgebung immer grössere periodische Verschiebung. Daraus kann die Maschine 1 den Unwuchtparameter U ermitteln, unter Berücksichtigung der Entfernung von Kamera zu Fixpunkten P1 bis P6.
  • Hierzu ermittelt man also vorher im Labor die Abhängigkeit der Verschiebung des oder der Fixpunkte P1 bis P6 von der tatsächlichen Unwuchtgrösse mittels bekannter Unwuchten abhängig von bekannten Drehzahlen. Diesen Zusammenhang stellt man der Auswerteeinheit 9 zur Verfügung, welche dann in der Praxis die aktuelle Unwuchtgrösse aus der Verschiebung ableiten kann, und zwar im ganzen relevanten Drehzahlbereich während des Schleudervorgangs.
  • Steht zufällig ein beweglicher Gegenstand (Wäschekorb, -wagen) vor der Maschine 1 und verdeckt alle Fixpunkte P1 bis P6, kann die Maschine 1 markante Muster des Gegenstands als provisorische Fixpunkte verwenden. Dazu werden Bilder vor Beginn des Schleuderns und in ruhenden Zustand aufgenommen. Wird der Gegenstand während des Schleuderns bewegt und Originalfixpunkte sichtbar, können diese ab da als Fixpunkte P1 bis P6 verwendet werden. Verdeckt der Gegenstand nach einer Bewegung immer noch alle Fixpunkte P1 bis P6, dient er mit seinen markanten Mustern weiter als Referenz.
  • Damit die einmalige Bewegung des Gegenstands (z.B. manuell verrückt) die Messung nicht stört, wertet die Software vorzugweise nur periodische Bewegungen aus, welche der Drehzahl entsprechen. Die Maschine 1 verwendet also markante Muster, die sich periodisch um ihre jeweilige mittlere Position schwingen.
  • Mit Korrelationsanalysen kann der Unwuchtparameter U auch direkt gemessen werden (bspw. mit oder ohne Messung der Verschiebung). Manche Maschinenteile werden durch zunehmende Unwucht nicht nur stärker verschoben, sondern gleichzeitig auch stärker verzerrt und verdreht. Der Bildausschnitt mit einem solchen Maschinenteil hat dann eine immer geringere Ähnlichkeit mit seinem Ruhezustand-Bild im Referenzbild, je weiter er sich von der Ruheposition entfernt und je stärker er verzerrt wird. Der Korrelationsparameter K der zwei Teilbilder sinkt. Nähert sich der Maschinenteil aufgrund der periodischen Bewegung wieder der Ruheposition, steigt der Korrelationsparameter K. So schwankt der Korrelationsparameter K (steigt und sinkt) periodisch mit der Zeit, entsprechend der periodischen Bewegung des Maschinenteils. Die Schwankungsbreite des Korrelationsparameter K ist somit ein Mass für die Unwuchtgrösse. Ermittelt man vorher im Labor die Schwankungsbreite des Korrelationsparameters K in Anhängigkeit von Unwucht mit bekannten Unwuchtgrössen, so kann die Maschine 1 in der Praxis vom gemessenen Korrelationsparameter K auf die aktuelle Unwuchtgrösse schliessen und entsprechend reagieren, z.B. bei zu grosser Schwankungsbreite den Behandlungsvorgang (z.B. Schleudern) abbrechen, um ein Anschlagen oder Wandern der Maschine zu vermeiden.
  • Aus dem schwankenden Verlauf des Korrelationsparameters K kann ebenfalls die aktuelle Periode respektive Drehzahl gemessen werden. Zur Erhöhung der Messungssicherheit können für mehrere solche beweglichen Maschinenteile die Ähnlichkeit mit ihrem jeweiligen Ruhezustand-Bild betrachtet und analysiert werden. Als Resultat kann dann ein gewichteter Mittelwert verwendet werden.
  • Je nach Behandlungsvorgang können dann Grenzwerte GU dieses Unwuchtparameters U in Abhängigkeit von der Drehzahl vorgegeben sein. Im Waschvorgang nach Fig. 1 treten in der Regel kleinere Drehzahlen auf als in einem Vorschleudergang nach Fig. 2, wo sich das Prozessgut 7 bereits vollständig umfangseitig an einer Innenwand, d.h. am Mantel, der Trommel 3 anlegt. Im Waschgang können daher u.U. andere GU-Werte toleriert werden als in der Situation nach Figur 2 . Dieser Grenzwert GU bzw. diese Grenzwertkurven von GU in Abhängigkeit der Drehzahl können dann auf bestimmte Störungen, etwa Wandern, Hüpfen oder starkes Vibrieren der Waschmaschine 1 abgestimmt sein. Insbesondere so, dass unterhalb des jeweiligen Grenzwerts GU die Störung nicht auftritt.
  • Figur 5 zeigt den Zusammenhang zwischen einer gemessenen gemittelten Verschiebung und der Drehzahl. Die Kurven 21 bis 24 entsprechen Situationen, in welchen die Trommel 3 unterschiedlich beladen ist, sodass für 21 eine kleine Unwucht, für Kurve 22 eine mittlere Unwucht, für Kurve 23 eine grosse Unwucht und für Kurve 24 keine Unwucht vorliegt. Im Falle der grossen Unwucht kommt es bei zunehmender Drehzahl im Bereich des Maximums der Kurve zu einer Störung, nämlich zum Anschlagen.
  • Mit der Überwachung vom Unwuchtparameter und Überwachung der maximal zulässigen Verschiebung sollte das Hüpfen (ruckartiges Verrücken der Maschine 1 bei typischen niedrigen Drehzahlen zwischen 200 Umdrehungen pro Minute und 300 Umdrehungen pro Minute) nicht mehr auftreten. Sollte es aber ausnahmeweise trotzdem passieren, etwa wenn die Stellfüsse sich gelockert haben oder die Maschine 1 schlecht ausgerichtet ist, kann das Hüpfen mittels Kameravorrichtung 6 bspw. wie folgt erkannt werden: Mit Beginn des Schleudervorgangs werden ständig die Fixpunkte P1 bis P6 in der Umgebung der Maschine 1 mit der Kameravorrichtung 1 beobachtet. Verschieben oder verdrehen sich die Fixpunkte P1 bis P6, wird Maschinenverrücken erkannt und eine Gegenmassnahme kann eingeleitet werden.
  • Steht ein beweglicher Gegenstand (z.B. Wäschewagen) im Blickfeld der Kamera, wird zuerst versucht, im nicht abgedeckten Restbild bekannte Fixpunktmuster P1 bis P6 zu finden (durch Vergleich mit gespeichertem Referenzbild) und diese während Behandlungsvorgangs, bspw. des Schleuderns, zu beobachten. Somit wird ein Fehlalarm vermieden, wenn man den beweglichen Gegenstand während des Schleuderns bewegt oder entfernt. Deckt der bewegliche Gegenstand die ganze Umgebung ab, sodass kein Fixpunkt P1 bis P6 zu sehen ist, kann das Bild des Gegenstands betrachtet werden. Da das Hüpfen meistens eine Verschiebung mit Drehung ist, wird sich der bewegliche Gegenstand beim Hüpfen gegenüber der Maschine 1 verschieben und verdrehen. Diese Bewegung kann im Kamerabild detektiert und als Hüpfen festgestellt werden. Um den Fall eines Falschalarms zu vermeiden, in dem jemand den Gegenstand bewegt, kann als zusätzliches Kriterium die Bewegungsgeschwindigkeit analysiert werden (in cm/s und in °/s). Denn sowohl das Hüpfen (bei niedrigen Drehzahlen) als auch das Wandern (bei hohen Drehzahlen) erfolgt mit einer Geschwindigkeit, die in einem typischen Bereich liegt (etwa 1 bis 4cm/s, 2 bis 5°/s) und dauert mindestens ein paar Sekunden. Ein einmaliges Verschieben des Gegenstands von Hand geschieht schneller und dauert nur kurz. So kann man ein manuelles Verschieben des Gegenstands von einem wirklichen Hüpfen unterscheiden.
  • Eine weitere Möglichkeit, das Hüpfen der Maschine 1 zu erkennen, ist die Betrachtung der Spiegelbilder im Türbereich. Die Waschmaschinentür hat spiegelnde Teile (Glas, Chromstahlrahmen), worin sich feststehende Gegenstände wie die Decke des Raumes, Lampen und Leuchten spiegeln. Die Maschine 1 kann aus diesen Spiegelbildern Referenzmuster gewinnen und deren Position verfolgen. Ändern sich diese Muster (Position verschoben oder sich allmählich ganz aus dem Spiegelungsbereich entfernt), wird Verrücken der Maschine 1 erkannt. Da diese Gegenstände im oberen Teil des Raumes sich befinden, werden sie sicher nicht alle von einem Wäschewagen vor der Maschine 1 verdeckt.
  • Aus der Unwuchtüberwachung per Kameravorrichtung 6 und dem dazugehörigen Grenzwert GU oder Grenzwertverlauf kann das Wandern der Waschmaschine 1 vermieden werden. Wandern tritt in der Regel bei hohen Drehzahlen auf. Sollte die Maschine 1 trotz Unwuchtüberwachung, wie hierin beschrieben, wandern, kann dies aus der mittels der Kameravorrichtung 6 beobachteten Verschiebung und Verdrehung der Fixpunkte P1 bis P6 der Umgebung erkannt werden und eine Gegenmassnahme eingeleitet werden, bspw. die Drehzahl verringert werden, die Wäschestücke 7 neu verteilt, ein Warnsignal ausgegeben werden oder der Behandlungsvorgang, insbesondere das Schleudern, abgebrochen werden.
  • Deckt ein beweglicher Gegenstand die Umgebung und damit den Fixpunkt P1 bis P6 oder das Fixpunktmuster P1 bis P6 vollständig oder teileweise ab, kann wieder das Restbild und/oder das Bild des Gegenstandes als Fixpunkt betrachtet werden (s. oben). Ein Falschalarm durch ein manuelles Verschieben des beweglichen Gegenstands kann dadurch vermieden werden, indem auf die Periodizität der Bewegung der Fixpunkte P1 bis P6 relativ zur Kameravorrichtung 6 abgestellt wird. Wandern und Hüpfen geschieht ebenfalls mit einer Geschwindigkeit, die in einem begrenzten Wertebereich liegt.
  • Im Allgemeinen und insbesondere hier bietet sich die Betrachtung der Spiegelbilder im Türbereich als eine Alternative an, bei verdeckter Umgebung trotzdem das Wandern zu erkennen.
  • Die Auswerteeinheit 9 oder die Steuervorrichtung 8 ist ausgebildet, den aktuell ermittelten Unwuchtparameter U mit einem Grenzwert GU zu vergleichen. Alternativ können auch eine oder mehrere externe Einheit zugeschaltet sein. Wird der Grenzwert GU überschritten, kann eine Gegenmassnahme, wie oben beschrieben, eingeleitet werden.
  • Es kann auch eine Trendanalyse der Entwicklung des aktuellen Unwuchtparameters vorgenommen werden, um eine Störung vorherzusehen und die Gegenmassnahme früh einzuleiten.
  • Es können hierbei die periodischen Bewegungen der Messobjekte (Abschnitte der Trommel 3 oder Fixpunkte P1 bis P6) analysiert werden, wobei dann die Periodizität direkt auf die Ist-Drehzahl schliessen lässt. So kann die Drehzahl direkt mit der Kameravorrichtung 6 gemessen werden und für die Bestimmung des Unwuchtparameters U genutzt werden. Figur 4 zeigt Messresultate, welche die mit der Kameravorrichtung 6 gemessene Ist-Drehzahl mit der Soll-Drehzahl korrelieren. Die Kameravorrichtung 6 und die Steuervorrichtung 8 ermitteln aus der periodischen Bewegung der Maschinenteile bspw. die aktuelle Ist-Drehzahl, und zwar mit ausreichender Genauigkeit (s. Fig. 4).
  • Die aktuelle Ist-Drehzahl kann bei Störungen von der Soll-Drehzahl abweichen. Stellt die Maschine 1 eine grössere Abweichung fest, welche auf eine Störung hindeutet (Bremsung der Trommel durch eingeklemmte Gegenstände, zu starker Schaumbildung usw.), kann sie Gegenmassnahmen einleiten (z.B. Abbrechen und Benutzer auffordern, die Maschine 1 zu kontrollieren). Die Information der aktuellen Ist-Drehzahl kann also verwendet werden, um den Waschprozess zu steuern.
  • Vorzugsweise können auch Bewegungsparameter B wie etwa die Verschiebung, Twistbewegung oder Verzerrung direkt über Mustererkennung aus den Kameradaten ausgewertet und mit vorgegebenen Grenzwerten GB verglichen werden, ohne den Unwuchtparameter U zu ermitteln. Auch der Korrelationsparameter K kann direkt mit einem vorgegebenen Grenzwert GK verglichen werden, ohne den Unwuchtparameter U zu ermitteln. Diese Grenzwerte GB und GK können drehzahlabhängig oder drehzahlunabhängig und in Vorversuchen bestimmt und der Maschine 1 zur Verfügung gestellt sein.
  • Vorzugsweise kann die Kameravorrichtung 6 direkt optisch die Wäschestücke 7 oder Spiegelbilder davon, welche durch das Türglas oder andere spiegelnde Oberflächen entstehen, aufnehmen. Daraus ergibt sich eine Reihe von Vorteilen.
  • Vorteilhafterweise wird mittels der Kameravorrichtung 6 und der Auswerteeinheit 9 die Beladungsmenge bzw. das Füllgewicht der Trommel 3 bestimmt und bei der Auswertung berücksichtigt. Die Kameravorrichtung 6 erfasst die Wäschestücke 7 und deren Lage in der Trommel 3. Das Wäschebild während und nach der Beladung und vor der Benetzung gibt Information über die Beladungsmenge. Dieses Bild (oder der Bildausschnitt) kann von der Software ausgewertet und die daraus resultierende Wäschemengen-Information zur Steuerung des Behandlungsvorganges verwendet werden. Z.B. kann die Verschiebung durch Unwucht unter Einbezug der Beladungsmengen-Information beurteilt werden.
  • Anhand der Kameradaten der Wäschestücke 7 in der Trommel 3 kann die Maschine 1 beurteilen, ob die gewünschte Stärke der mechanischen Beanspruchung erzielt wird. Erfordert z.B. ein Waschprogramm eine grosse Fallhöhe H der Wäschestücke 7 während des Waschens, so kann die Fallhöhe H mittels der Kameravorrichtung 6 gemessen und ausgewertet und durch modifizierte Steuerung über die Steuervorrichtung 8 ggf. die Fallhöhe über Drehzahlregulierung angepasst werden. Im Fall einer zu kleinen aktuellen Fallhöhe H wird die Waschdrehzahl erhöht, bei zu grosser Höhe H (s. Fig. 1) kann die Drehzahl verringert werden.
  • Die Verteilung der Wäschestücke 7 bzw. deren Anliegen an der Innenwand der Trommel 3 kann ausgewertet und allenfalls, bei ungünstiger Lage (z.B. Prozessgut einseitig verteilt, was eine erhöhte Unwucht mit sich bringt), eine Neuverteilung der Wäschestücke 7 eingeleitet werden, bevor der Behandlungsvorgang weitergeführt wird. Zu Beginn eines Schleuderns kann mit der Kameravorrichtung 6 bspw. geprüft werden, ob alle Wäschestücke 7 fest an Trommelwand anliegen. Tänzelt ein Wäscheballen oder ein Zipfel eines Wäschestücks noch frei im inneren Bereich der Trommel 3, kann die Maschine 1 den Anlegevorgang eine Weile fortführen und das Anlegen begünstigen, z.B. durch graduelle Erhöhung der Drehzahl. Sind alle Wäschestücke 7 fest angelegt, kann die Maschine 1 die Anlegephase beenden (auch vorzeitig) und zum nächsten Schritt übergehen und so den Schleuderprozess situationsgerecht steuern (s. Fig.2).
  • Die Kameravorrichtung 6 kann auch dazu verwendet werden, um sicherzustellen, dass sich die Wäschestücke 7 lösen oder aufgelockert werden. Bspw. resultiert nach dem Endschleudern (Programmende) in der Regel ein Wäschekuchen, der an der Trommelwand klebt, und welcher gelöst und aufgelockert werden soll, indem die Trommel eine Zeitlang gedreht wird. Mit der Kameravorrichtung 6 kann der Löse- und Lockerungsvorgang verfolgt und gesteuert werden. Beginnt z.B. der Wäschekuchen sich an einer Stelle zu lösen, kann dies mittels Kameravorrichtung und Software erkannt und die Trommeldrehung so gestoppt werden, dass die angelöste Stelle im Stillstand (Reversierpause) sich oben befindet und so das weitere Lösen durch maximale Nutzung der Schwerkraft begünstigt wird (siehe Fig. 3). Ist der Wäschekuchen vollständig gelöst, kann die Waschmaschine 3 eine andere Drehmechanik anwenden, die geeignet ist, um Wäschestücke 7 weiter aufzulockern, bestehende Knitter zu glätten und neue Liegeknitter (die sogenannten Liegefalten) zu vermeiden.
  • Die Kameravorrichtung 6 kann auch dazu verwendet werden, um Störungen oder Defekt wie das Einklemmen von Gegenständen (Wäsche, Münzen, Utensilien usw.) festzustellen. Dazu erzeugt man z.B. künstlich eine Reihe von verschiedenen Einklemmsituationen (Einklemmen von Wäsche und Utensilien zwischen Trommelrand und Türbalg, im Türbalg, zwischen Trommel und Türglas usw.) und lässt diese von der Kameravorrichtung 6 aufnehmen und von der Auswerteeinheit 9 bzw. Steuerung 8 verarbeiten. Die Software in der Auswerteeinheit 9 und Steuerung 8 besitzen die nötige künstliche Intelligenz, um aus den ihr gefütterten Einklemmbildern die typischen Merkmale eines Einklemmens zu ermitteln und zu speichern, um in einem reellen Waschbetrieb ein allfälliges Einklemmen mit hoher Trefferwahrscheinlichkeit zu erkennen und dann Gegenmassnahme wie Abbrechen und Neuverteilung einzuleiten. Auf diese Weise können Wäsche- und Maschinenschäden vermieden werden.
  • Überdies kann mittels der Kameravorrichtung eine mechanische Beanspruchung des Prozessguts 7, insbesondere dessen Fallhöhe H oder dessen Anliegen an der Trommel 3 oder dessen Lösen oder Auflockern, während des Behandlungsvorgangs mittels der Kameravorrichtung 6 erfasst, mittels der Auswerteeinheit 9 analysiert und nach der Massgabe der Kameradaten der Kameravorrichtung 6 mit der Steuerung 8 vorbestimmt gesteuert werden. Man kann also die mechanische Beanspruchung optimieren, bspw. auf das Prozessgut abstimmen und verschiedene Programme in der Steuerung einspeichern, welche der Benutzer wählen kann. BEZUGSZEICHENLISTE
    1 Vorrichtung, Waschmaschine gegen die Drehzahl bei befüllter Trommel mit mittlerer Unwucht
    2 Laugenbehälter bzw. - Laugenpaket
    3 Trommel 23 Kurve der Verschiebung gegen die Drehzahl bei befüllter Trommel mit grosser Unwucht
    4 Mitnehmer
    5 Gehäuse
    6 Kameravorrichtung
    7 Prozessgut, Wäsche 24 Kurve der Verschiebung gegen die Drehzahl bei befüllter Trommel ohne Unwucht
    8 Steuervorrichtung
    9 Auswerteeinheit
    10 Dosiersystem
    11 Abflusssystem
    12 Türbalg B Bewegungsparameter
    20 Kurve der mit der Kameravorrichtung gemessenen Drehzahl gegen die eingestellte Soll-Drehzahl K Korrelationsparameter
    U Unwuchtparameter
    GB Grenzwert von B
    GK Grenzwert von K
    21 Kurve der Verschiebung gegen die Drehzahl bei befüllter Trommel mit kleiner Unwucht GU Grenzwert von U
    H Fallhöhe von 7
    P1 bis P6 Fixpunkt in einer Umgebung von 1
    22 Kurve der Verschiebung

Claims (16)

  1. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung (1) zur Behandlung von Prozessgut (7) mit einer rotierbaren Trommel (3) für das Prozessgut (7), insbesondere zum Betrieb einer Waschmaschine,
    wobei die Vorrichtung (1) eine Steuervorrichtung (8) zur Durchführung eines Behandlungsvorganges, mindestens eine Kameravorrichtung (6) zur Erfassung von Kameradaten, und eine Auswerteeinheit (9) zur Auswertung der Kameradaten umfasst,
    wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    a) Erfassen der Kameradaten mit der mindestens einen Kameravorrichtung (6), derart, dass die Kameradaten mindestens einen sich aufgrund der Rotation der mit dem Prozessgut (7) befüllten Trommel (3) bewegenden Teil der Vorrichtung (1) und/oder mindestens einen Fixpunkt (P1-P6) einer Umgebung der Vorrichtung (1) umfassen;
    b) Bestimmung einer Verschiebung des sich bewegenden Teils der Vorrichtung (1) und/oder eines Unwuchtparameters (U) der mit dem Prozessgut (7) befüllten rotierenden Trommel (3) aus den Kameradaten mittels der Auswerteeinheit (9); und
    c) Verwenden der bestimmten Verschiebung und/oder des bestimmten Unwuchtparameters (U) zur Steuerung der Vorrichtung (1) mittels der Steuervorrichtung (8) zwecks Behandlung des Prozessguts (7).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der besagte mindestens eine bewegende Teil der Vorrichtung (1) zumindest ein Abschnitt der mit dem Prozessgut (7) befüllten und rotierenden Trommel (3), mindestens ein Abschnitt eines Türbalgs (12) oder mindestens ein Abschnitt eines Gehäuses (5) der Vorrichtung (1) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kameradaten eine Vielzahl von Abschnitten des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (1) und/oder eine Vielzahl von Fixpunkten (P1-P6) umfassen, wobei die Verschiebung oder der Unwuchtparameter (U) durch Mittelwertbildung aus dem mindestens einen Teil der jeweiligen Bewegung der/des bewegenden Teile/Teils der Vorrichtung (1), insbesondere des Türbalgs (12) bzw. der Vielzahl von Fixpunkten (P1-P6) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kameradaten mindestens ein Standbild des mindestens eines Abschnitts des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (1) bzw. des Fixpunktes (P1-P6) bei ruhender Trommel (3) umfassen, wobei dieses Standbild vorzugsweise durch Mittelung von mehreren Standbildaufnahmen bestimmt wird, wobei die Auswerteeinheit (9) die Verschiebung oder den Unwuchtparameter (U) relativ zum Standbild bestimmt.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (9) die Verschiebung bzw. den Unwuchtparameter (U) mittels Mustererkennung aus den Kameradaten bestimmt.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche und nach Anspruch 4, wobei mittels der Auswerteeinheit (9) ein Bewegungsparameter (B) des mindestens einen Abschnitts des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (1) und/oder mindestens eines Fixpunktes (P1-P6) relativ zum entsprechenden Standbild bestimmt und zur Steuerung der Vorrichtung (1) mittels der Steuervorrichtung (8) zur Behandlung des Prozessguts (7) verwendet wird, wobei der Bewegungsparameter (B) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
    i) Verschiebung des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (1) oder des mindestens einen Fixpunktes (P1-P6);
    ii) Twistbewegung des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (1); und
    iii) Verzerrung des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (1).
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 6, wobei ein zeitlicher Verlauf eines Korrelationsparameters (K) einer Korrelation der bei rotierender Trommel (3) erfassten Kameradaten des besagten mindestens einen bewegenden Teils der Vorrichtung (1) relativ zum entsprechenden Standbild bestimmt wird und daraus der Unwuchtparameter (U) bestimmt und zur Steuerung der Vorrichtung (1) mittels der Steuervorrichtung (8) zur Behandlung des Prozessguts (7) verwendet wird.
  8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei der Unwuchtparameter (U) aus dem Bewegungsparamater (B) und/oder dem Korrelationsparameter (K) durch Vergleich mit vorbestimmten Standardwerten bestimmt wird, wobei dieser Vergleich vorzugweise in Abhängigkeit der Drehzahl vorgenommen wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) mittels der Steuervorrichtung (8) zur Behandlung des Prozessguts (7) so gesteuert wird,
    dass ein bestimmter Unwuchtparameter (U) mit einem vorbestimmten Unwuchtgrenzwert (GU) verglichen wird, wobei dieser Vergleich vorzugweise in Abhängigkeit der Drehzahl der Trommel (3) gemacht wird, und
    dass, wenn der bestimmte Unwuchtparameter (U) den mindestens einen vorbestimmten Unwuchtgrenzwert (GU) überschreitet, mindestens eine Gegenmassnahme eingeleitet wird, wobei die Gegenmassnahme vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    i) Begrenzung der Drehzahl der Trommel (3);
    ii) Neuverteilung des Prozessguts (7) in der Trommel (3) und vorzugsweise Fortsetzung des Behandlungsvorganges;
    iii) Abbruch des Behandlungsvorganges; und
    iv) Ausgabe einer Warnung für den Benutzer.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche und nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Vorrichtung (1) mittels der Steuervorrichtung (8) zur Behandlung des Prozessguts (7) weiter so gesteuert wird,
    dass der bestimmte Bewegungsparameter (B) bzw. der bestimmte Korrelationsparameter (K) mit mindestens einem vorbestimmten Grenzwert (G) verglichen wird, und
    dass, wenn der Grenzwert (G) überschritten ist, mindestens eine Gegenmassnahme eingeleitet wird, wobei die Gegenmassnahme vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    i) Begrenzung der Drehzahl der Trommel (3);
    ii) Neuverteilung des Prozessguts (7) in der Trommel (3) und vorzugsweise Fortsetzung des Behandlungsvorganges;
    iii) Abbruch des Behandlungsvorganges; und
    iv) Ausgabe einer Warnung an einen Benutzer.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei der vorbestimmte Unwuchtgrenzwert (GU) bzw. der vorbestimmte Grenzwert (G) derart vorbestimmt ist, dass unterhalb des Unwuchtgrenzwerts (GU) bzw. des vorbestimmten Grenzwerts (G) mindestens eine Störung der Gruppe von Störungen bestehend aus:
    i) Wandern, insbesondere bei 1 cm/s bis 4 cm/s und/oder 2 °/s bis 5 °/s;
    ii) Hüpfen, insbesondere bei Drehzahlen der Trommel (3) zwischen 200 Umdrehungen pro Minute bis 300 Umdrehungen pro Minute; und
    iii) Anschlagen der Trommel (3) oder eines Laugenpakets an anderen Maschinenteilen;
    vermieden ist.
  12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiter umfassend den Schritt der Verwendung eines vorbestimmten ersten Fixpunktes (P1;P2;P3) in der Umgebung der Vorrichtung (1) oder eines ersten Fixpunktmusters (P1-P3) in der Umgebung der Vorrichtung (1), und Detektion einer Bewegung der Vorrichtung (1) relativ zum ersten Fixpunkt (P1;P2;P3) bzw. zu mindestens einem Fixpunkt (P1;P2;P3) des Fixpunktmusters (P1-P3), wobei der Unwuchtparameter (U) aus der Bewegung der Vorrichtung (1) relativ zum ersten Fixpunkt (P1;P2;P3) bzw. zu mindestens einem Fixpunkt (P1;P2;P3) des Fixpunktmusters (P1-P3) ermittelt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (1) eine Waschmaschine ist und der Behandlungsvorgang Teil eines Waschvorgangs von Textilien als Prozessgut (7) ist, und wobei der Behandlungsvorgang:
    ein Schleudervorgang bei Drehzahlen der Trommel (3) von vorzugsweise 400 Umdrehungen pro Minute bis 1800 Umdrehungen pro Minute ist; oder
    ein Vorgang des Anschlenderns bei Drehzahlen der Trommel (3) von vorzugsweise von 0 bis zu 400 Umdrehungen pro Minute ist; oder
    eine Vorbereitung für das Schleudern ist; oder
    eine Nachbehandlung nach dem Schleudern ist; oder
    ein Waschen ist.
  14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine effektive Drehzahl der Trommel (3) mittels der Auswerteeinheit (9) aus periodischen Schwankungen in den Kameradaten bestimmt wird.
  15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (9) die Kameradaten auf mindestens einen weiteren Defekt analysiert, wobei der Defekt vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    i) Undichtigkeit;
    ii) Einklemmen von Prozessgut (7) in beweglichen Maschinenteilen; und
    im Fall eines Defekts über die Steuervorrichtung (8) mindestens eine vorbestimmte Gegenmassnahme eingeleitet wird, wobei die Gegenmassnahme vorzugweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
    i) Begrenzung der Drehzahl der Trommel (3);
    ii) Neuverteilung des Prozessguts (7) in der Trommel (3) und vorzugsweise Fortsetzung des Behandlungsvorganges;
    iii) Abbruch des Behandlungsvorganges; und
    iv) Ausgabe einer Warnung an einen Benutzer.
  16. Vorrichtung (1) zur Behandlung von Prozessgut (7), insbesondere eine Waschmaschine, welche zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist, wobei, wenn die Vorrichtung als Waschmaschine ausgebildet ist, die Waschmaschine einen Türbalg (12) aufweist, wobei die Kameravorrichtung (6) im Türbalg (12), vorzugsweise in einem oberen Bereich des Türbalgs (12), oder in einem Türrahmen, vorzugsweise in einem oberen Bereich des Türrahmens, angeordnet ist.
EP16193487.2A 2016-10-12 2016-10-12 Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut Withdrawn EP3309285A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16193487.2A EP3309285A1 (de) 2016-10-12 2016-10-12 Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16193487.2A EP3309285A1 (de) 2016-10-12 2016-10-12 Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3309285A1 true EP3309285A1 (de) 2018-04-18

Family

ID=57199902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP16193487.2A Withdrawn EP3309285A1 (de) 2016-10-12 2016-10-12 Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP3309285A1 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112144223A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 滚筒洗衣机的洗涤控制方法及滚筒洗衣机
CN112144229A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 滚筒洗衣机的脱水振动检测方法及滚筒洗衣机
CN113774177A (zh) * 2021-09-13 2021-12-10 内蒙古科技大学 一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法及装置
EP3969651A4 (de) * 2019-07-26 2022-08-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Waschmaschine und steuerungsverfahren dafür
US11629445B2 (en) 2021-01-22 2023-04-18 Haier Us Appliance Solutions, Inc. System and method for measuring laundry appliance air flow using a camera and artificial intelligence
US11686030B2 (en) 2021-02-17 2023-06-27 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Method for detecting and correcting out of balance conditions in a washing machine appliance
US11851799B2 (en) 2021-03-25 2023-12-26 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Systems and methods of operating a washing machine appliance to detect and mitigate out-of-balance conditions
EP4368764A1 (de) * 2022-11-14 2024-05-15 Miele & Cie. KG Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines waschautomaten und waschautomatensystem mit einer vorrichtung

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3117106A1 (de) * 1981-04-30 1982-11-18 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt "einrichtung zum verhindern von schaedlichen schwingungen bei einer trommelwaschmaschine"
DE3938822A1 (de) * 1989-11-23 1991-05-29 Miele & Cie Trommelwaschmaschine
CN202247394U (zh) * 2011-08-08 2012-05-30 南京乐金熊猫电器有限公司 具有图像捕捉自适应减振系统的洗衣机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3117106A1 (de) * 1981-04-30 1982-11-18 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt "einrichtung zum verhindern von schaedlichen schwingungen bei einer trommelwaschmaschine"
DE3938822A1 (de) * 1989-11-23 1991-05-29 Miele & Cie Trommelwaschmaschine
CN202247394U (zh) * 2011-08-08 2012-05-30 南京乐金熊猫电器有限公司 具有图像捕捉自适应减振系统的洗衣机

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112144229B (zh) * 2019-06-28 2023-08-25 青岛海尔洗涤电器有限公司 滚筒洗衣机的脱水振动检测方法及滚筒洗衣机
CN112144229A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 滚筒洗衣机的脱水振动检测方法及滚筒洗衣机
CN112144223A (zh) * 2019-06-28 2020-12-29 青岛海尔滚筒洗衣机有限公司 滚筒洗衣机的洗涤控制方法及滚筒洗衣机
CN112144223B (zh) * 2019-06-28 2023-08-22 青岛海尔洗涤电器有限公司 滚筒洗衣机的洗涤控制方法及滚筒洗衣机
US11959216B2 (en) 2019-07-26 2024-04-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Washing machine and control method thereof
EP3969651A4 (de) * 2019-07-26 2022-08-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Waschmaschine und steuerungsverfahren dafür
US11629445B2 (en) 2021-01-22 2023-04-18 Haier Us Appliance Solutions, Inc. System and method for measuring laundry appliance air flow using a camera and artificial intelligence
US11686030B2 (en) 2021-02-17 2023-06-27 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Method for detecting and correcting out of balance conditions in a washing machine appliance
US11851799B2 (en) 2021-03-25 2023-12-26 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Systems and methods of operating a washing machine appliance to detect and mitigate out-of-balance conditions
CN113774177B (zh) * 2021-09-13 2022-08-16 内蒙古科技大学 一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法及装置
CN113774177A (zh) * 2021-09-13 2021-12-10 内蒙古科技大学 一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法及装置
EP4368764A1 (de) * 2022-11-14 2024-05-15 Miele & Cie. KG Verfahren und vorrichtung zum betreiben eines waschautomaten und waschautomatensystem mit einer vorrichtung
DE102022129967A1 (de) 2022-11-14 2024-05-16 Miele & Cie. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Waschautomaten und Waschautomatensystem mit einer Vorrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3309285A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung von prozessgut
EP1861537B1 (de) Benetzungsprozess für die wäsche in einer programmgesteuerten waschmaschine, und waschmaschine
DE69714102T2 (de) Schleuder
DE602006000888T2 (de) Methode und Vorrichtung zur Unwuchtüberwachung in einer horizontalachsigen Waschmaschine
EP2985381B1 (de) Wasserführende Vorrichtung mit selbst regulierender Dosierung
WO2004015189A1 (de) Verfahren zum beseitigen von schaum im laugenbehälter einer trommelwaschmaschine
DE19812682B4 (de) Trockenschleuderverfahren und Trockenschleuder
DE102007036041A1 (de) Verfahren zum Beseitigen von Schaum in einer Trommelwaschmaschine und hierzu geeignete Trommelwaschmaschine
EP2113603A1 (de) Wäschetrocknungsgerät und Verfahren zur Steuerung eines Trocknungsvorgangs des Wäschetrocknungsgeräts
DE19841245A1 (de) Schleudervorrichtung
EP1734168A2 (de) Vorrichtung zur Erfassung der Unwucht einer drehbaren Komponente eines Haushaltsgeräts
DE19614721A1 (de) Vorrichtung zum Schleudern von textilen Materialien
WO2009068391A1 (de) Verfahren zur regelung eines spülgangs in einem wasserführenden haushaltsgerät
EP2133455A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen von Schaum in einer Waschmaschine
DE102012100709A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Auswuchten des Behandlungsguts in einem Washgutbehandlungsgerät
WO2016156069A1 (de) Verfahren zum betrieb einer waschmaschine mit schaumdetektion durch eine motorstromauswertung sowie hierzu geeignete waschmaschine
DE102016212490A1 (de) Wäschepflegegerät mit einer Steuerung
EP2623661A1 (de) Verfahren zur Nassbehandlung von insbesondere Wäsche
EP2044252B1 (de) Verfahren zur behandlung von wäsche sowie hierzu geeignete programmgesteuerte waschmaschine
WO2015024764A1 (de) Wäschepflegegerät
DE102012021747B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Umwucht in einem Wäschebehandlungsgerät
WO2016156068A1 (de) Verfahren zum betrieb einer waschmaschine mit schaumdetektion durch eine trommeldrehzahlauswertung sowie hierzu geeignete waschmaschine
DE102011052619A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines überschäumzustands
DE102009027933A1 (de) Erkennen von Schaum für eine programmgesteuerte Wäschebehandlungsmaschine
DE102014107695A1 (de) Verfahren zum betreiben einer wäschebehandlungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20180828

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: D06F 103/26 20200101ALN20210614BHEP

Ipc: D06F 34/16 20200101ALI20210614BHEP

Ipc: D06F 33/48 20200101AFI20210614BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: D06F 103/26 20200101ALN20210716BHEP

Ipc: D06F 34/16 20200101ALI20210716BHEP

Ipc: D06F 33/48 20200101AFI20210716BHEP

17Q First examination report despatched

Effective date: 20210819

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN WITHDRAWN

18W Application withdrawn

Effective date: 20211028