EP4737621A1

EP4737621A1 - Wartungsvorrichtung für eine ringspinnmaschine zur ermittlung von messwerten von spinnkomponenten, handhabungsmittel und verfahren zur erzeugung von messwerten

Info

Publication number: EP4737621A1
Application number: EP24210744.9A
Authority: EP
Inventors: Johannes Federer
Original assignee: Rieter Ag; Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Rieter Ag; Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2024-11-05
Filing date: 2024-11-05
Publication date: 2026-05-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wartungseinrichtung (1) für eine Ringspinnmaschine, wobei die Ringspinnmaschine eine Vielzahl an Spinnstellen umfasst und jede dieser Spinnstellen eine Vielzahl an unterschiedlichen Spinnkomponenten umfasst, und wobei die Wartungseinrichtung mindestens ein Handhabungsmittel (2) zur Ausführung einer Servicehandlung an einer definierten Spinnstelle der Ringspinnmaschine umfasst; und wobei die Wartungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie vor einer definierten Spinnstelle zur Durchführung einer Servicehandlung positionierbar ist; und wobei die Wartungseinrichtung eine Messvorrichtung (3) zur Ermittlung von mindestens einem Messwert bezüglich der räumlichen Position mindestens einer Spinnkomponente der definierten Spinnstelle der Ringspinnmasche umfasst. Weiter betrifft die Erfindung ein Handhabungsmittel sowie ein Verfahren zur Ermittlung vom mindestens einem Messwert bezüglich der räumlichen Position einer Spinnkomponente.

Description

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wartungseinrichtung für eine Ringspinnmaschine zur Ermittlung von Messwerten bezüglich der räumlichen Position der Spinnkomponenten einer Spinnstelle der Ringspinnmaschine. Ferner wird ein Verfahren zum Vermessen einer Spinnstelle der Ringspinnmaschine offenbart.

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND

Wartungsvorrichtungen kommen für jede Art von Spinnmaschine in modernen Spinnereien zum Einsatz und erfüllen Aufgaben wie beispielsweise das Beheben von Fadenbrüchen an zum Beispiel einer Ringspinnmaschine oder andere Wartungsarbeiten wie die Reinigung von Komponenten der Spinnmaschine. Dabei läuft die Wartungseinrichtung entlang einer Seite der Ringspinnmaschine und hält an der anormalen Spinnstelle, d. h. an der Spinnstelle, die nicht mehr in der gewünschten Qualität spinnt, weil z.B. der Faden gerissen ist oder eine Wartung von Nöten ist. Damit die Wartungseinrichtung den Fadenbruch an der anormalen Spinnstelle der Ringspinnmaschine beheben kann muss zum einen die Spindel gestoppt werden, ein Fadenende gesucht werden, ggf. ein Ersatzfaden auf die auf der Spindel befindlichen Hülse aufgewickelt werden, das Streckwerk bzw. der Hebel des Belastungsaggregats manipuliert werden, damit das Fadenende der Lunte zugeführt werden kann und weitere Handlungen/Operationen durchgeführt werden. Um dies zu tun, muss zum einen die Wartungseinrichtung an der richtigen Position vor/an der Spinnstelle halten (z. B. zentriert zur Spindelachse) und zum anderen müssen die Spinnkomponenten der Spinnstelle wie u. a. Spindel, Spinnring, Ringläufer, Fadenführer, Streckwerk etc. exakt ausgerichtet sein, damit die Bewegungsbahnen/Trajektorien der Handhabungsvorrichtung oder Handhabungsvorrichtungen der Wartungseinrichtung erfolgreich ausgeführt werden können und der z. B. Fadenbruch behoben werden kann. Im Stand der Technik wird dies beispielsweise von einer Handhabungseinrichtung gemäss EP 3 987 090 A1 wie folgt ausgeführt:
EP 3 987 090 A1 offenbart einen Serviceroboter für eine Ringspinnmaschine mit einem vertikalen Gestell, das mit einer ersten vertikalen Linearführung und einer zweiten vertikalen Linearführung versehen ist. An der ersten vertikalen Linearführung sind eine vertikal reversibel verschiebbare 3D-Fadenhandhabungseinrichtung und eine vertikal reversibel verschiebbare Fadeneinlegeeinrichtung angeordnet und mit einem steuerbaren Antrieb und einer Steuereinrichtung verbunden. An der zweiten vertikalen Linearführung sind eine vertikal reversibel verfahrbare Kops-Handhabungseinrichtung und eine vertikal reversibel verfahrbare Fadenende-Sucheinrichtung angeordnet und mit einem steuerbaren Antrieb und einer Steuereinrichtung verbunden. Die Verwendung eines Serviceroboters gemäss dieser Schrift setzt voraus, dass die Spinnkomponenten exakt ausgerichtet sind und der Serviceroboter exakt positioniert ist. Zur Positionierung wird beispielsweise die Spindel als Referenz für die Spinnstelle von der Wartungseinrichtung gesucht - so beispielsweise in der EP 3 461 939 A1 , die ein Verfahren zur Positionierung eines Wartungswagens einer Ringspinnmaschine zeigt. Der Wartungswagen bewegt sich entlang der Vielzahl der Spinnstellen an einer Seite der Ringspinnmaschine hin- und her und wird im Falle eines Fadenbruchs vor einer Spindel positioniert. Dabei wird der Abstand des Wartungswagens zur Spindel mit mindestens einem induktiven Sensor gemessen.
Selbst wenn die Wartungseinrichtung exakt vor der Spinnstelle positioniert wird, heisst es nicht, dass sich die Spinnkomponenten wie beispielsweise ein Balloneinengungsring, eine Fadenführer, eine Kompaktiereinheit etc. der Spinnstelle an ihrer Sollposition befinden. Durch die im Spinnbetrieb auftretenden Vibrationen und/oder Temperaturschwankungen, die mit der Zeit Auswirkungen auf die räumliche Position der Spinnkomponenten haben. Die exakte Position (Sollposition) der Spinnkomponenten kann nicht garantiert werden, was zu Kollisionen zwischen einem Handhabungsmittel einer Wartungseinrichtung und der entsprechenden Spinnkomponente führen kann.
Entsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Wartungseinrichtung bereitzustellen, die einen möglichst kollisionsfreien Betrieb an einer Ringspinnmaschine sicherstellt, zudem kostengünstig, effizient, akkurat in Bezug auf die Positionsermittlung - unabhängig von Sichtverhältnissen an der jeweiligen Spinnstelle und unabhängig vom Grad der Verschmutzung der jeweiligen Komponenten an der Spinnmaschine ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Wartungseinrichtung, einem Handhabungsmittel sowie einem Verfahren zum Ausmessen einer Spinnstelle der Ringspinnmaschine gemäss den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Das Wesen der Erfindung liegt in einer Wartungseinrichtung für eine Ringspinnmaschine, wobei die Ringspinnmaschine eine Vielzahl an Spinnstellen umfasst und jede dieser Spinnstellen eine Vielzahl an unterschiedliche Spinnkomponenten umfasst. Die Wartungseinrichtung umfasst mindestens ein Handhabungsmittel zur Ausführung einer Servicehandlung an einer definierten Spinnstelle der Ringspinnmaschine. Weiter ist die Wartungseinrichtung derart ausgestaltet, dass sie vor einer definierten Spinnstelle zur Durchführung einer Servicehandlung positionierbar ist und die Wartungseinrichtung eine Messvorrichtung zur Ermittlung von mindestens einem Messwert bezüglich der räumlichen Position mindestens einer Spinnkomponente der definierten Spinnstelle der Ringspinnmasche umfasst.
Unter einer Wartungseinrichtung ist im Rahmen der Erfindung ein Bedienwagen oder auch Serviceroboter zu verstehen, welche sich auf unterschiedliche Art und Weise in der Ringspinnerei bewegen und zur Ausführung von Servicehandlungen einer Spinnstelle nähern und davon positioniert werden. Sie dienen der Automatisierung einer Ringspinnerei und beheben beispielsweise einen Fadenbruch vollautomatisch.
Bekanntlich werden Ringspinnmaschinen in Doppelreihen mit bis zu gesamt 1 824 Spinnstellen und mehr, die sich aneinanderreihen, gebaut und genutzt. Dabei gibt es Bauteile, die sich über die gesamte Länge einer solchen Doppelreihe erstrecken wie beispielsweise eine Ringbank, eine Spindelbank und eine angetriebene Unterwalzen eines Walzenpaare eines Streckwerks oder das Fadenführerrohr. Je nach Länge der Ringspinnmaschine bzw. der Doppelreihen können auch Sektionen gebildet werden, wobei zusätzliche Antriebe und Steuerungen/Regelungen vorzusehen sind.
Oben beschriebene Bauteile, die über die gesamte Länge einer Ringspinnmaschine bzw. einer Doppelreihe einer Ringspinnmaschine verlaufen, stellen Spinnkomponenten einer Spinnstelle dar. Der Begriff Spinnkomponenten ist im Zusammenhang mit dieser Erfindung wie folgt zu definieren: alle Komponenten einer Spinnstelle die notwendig sind, um aus einem Faserverband, auch Vorgarn genannt, ein Garn an einer Ringspinnmaschine zu produzieren. Die über die gesamte Länge der Ringspinnmaschine oder einer Sektion davon verlaufende Ringbank im Bereich der entsprechenden Spinnstelle ist als einer der Spinnstelle zugehörige Spinnkomponente anzusehen. Weiter gehört zu den Spinnkomponenten der Spinnring, der auf einer Ringbank angeordnet ist und meist über einen Ringläufer verfügt. Alternativ ist der Spinnring schwebend gelagert und verfügt über keinen Ringläufer. Ein oder mehrere Fadenführer sowie ein oder mehrere Balloneinengungsringe zählen ebenfalls zu den Spinnkomponenten. Mindestens das Ausgangswalzenpaare, also Zylinder und Druckwalze, des Streckwerks wird auch als Spinnkomponente betrachtet. Ist diesem eine Kompaktiereinheit nachgeordnet (nachgeordnet im Sinne von entlang dem Faden-/Faserverlauf während dem Spinnvorgang) so zählt sie auch zu den Spinnkomponenten. Ebenfalls zählen alle weiteren Bestandteile eines Streckwerks, wie Eingangswalzenpaar, Mittelzylinder, Unterriemen und Oberriemen, Hebel am Belastungsaggregat, Belastungsaggregat etc. zu den Spinnkomponenten. Die Spindel, welche mit einer Hülse bestückbar ist, ist eine weitere Spinnkomponenten einer Spinnstelle einer Ringspinnmaschine. Diese Liste ist nicht abschliessend und umfasst zudem z. B. eine Putzwalze etc..
Unter einer definierten Spinnstelle, an/vor welcher die Wartungseinrichtung angehalten und positioniert wird, ist eine Spinnstelle der Ringspinnmaschine zu verstehen, welche einer Servicehandlung bedarf oder mit anderen Worten eine anormale Spinnstelle ist. Die Wartungseinrichtung wird an die definierte Spinnstelle gerufen. Dies erfolgt z. B. über die zentrale Maschinensteuerung. Alternativ kann eine definierte Spinnstelle auch eine Spinnstelle sein, die seit einer definierten Zeit keine Servicehandlung mehr erfahren hat und zu Zwecken des Nachjustierens der unterschiedlichen Spinnkomponenten vermessen werden soll respektive mindestens ein Messwert bezüglich der räumlichen Position mindestens einer der Spinnkomponenten ermittelt werden soll. Definiert werden kann diese Zeit z. B. in der Maschinensteuerung oder direkt in der Steuerung der Wartungseinrichtung oder in einem übergeordneten Leitsystem.
Eine Servicehandlung ist im Rahmen der Erfindung zum einen das Beheben eines Fadenbruchs an der Spinnstelle, die Reinigung einer Spinnkomponente der Spinnstelle, der Ersatz einer Spinnkomponente der Spinnstelle oder die Kontrolle, ob sich alle Spinnkomponenten der Spinnstelle an ihrer Sollposition befinden, also das Vermessen der Spinnstelle. Die definierte Spinnstelle wird bspw. von der zentralen Maschinensteuerung der Ringspinnmaschine identifiziert, wobei die Daten eines Individual Spindle Monitoring Systems, eines Fadensensors, eines Ringläufersensors oder eines anderen Sensors, der den Bedarf einer Servicehandlung an der Spinnstelle zu erkennen vermag, auswertet werden. So können auch die von der Messvorrichtung ermittelten Messwerte dazu führen, dass eine Spinnstelle als eine definierte Spinnstelle klassifiziert wird - also beispielsweise, wenn während einer Servicehandlung festgestellt wird, dass sich basierend auf den Messwerten eine Spinnkomponente nicht an ihrer Sollposition befindet und daher kontrolliert werden soll, ob auch andere, unterschiedliche Spinnkomponenten sich in ihrer räumlichen Position vom Sollwert unterscheiden. Wird die definierte Zeit, seit welcher die Spinnstelle keine Servicehandlung mehr erfahren hat, überschritten, wird die Wartungseinrichtung über z. B. die Maschinensteuerung an die entsprechende Spinnstelle gerufen. Auch können Spinnstellen, die zu einer hohen Fehlerquoten neigen oder sich an besonders exponierteren Stellen für erhöhte Vibrationen oder Temperaturschwankungen befinden nach einer definierten Zeit vermessen werden.
Die erfindungsgemässe Wartungseinrichtung ist derart ausgestaltet, dass sie vor einer definierten Spinnstelle positionierbar ist und eine Servicehandlung an der definierten Spinnstelle durchführen kann. Zur Positionierung vor der definierten Spinnstelle ist beispielsweise mindestens ein induktiver Sensor oder ein anderer Sensor (z. B. LiDAR) vorgesehen, welcher sich an Referenzpunkten z. B. aus Metall orientiert und die Wartungseinrichtung entsprechend zentral vor der Spinnstelle positioniert. Auch sind eine Laser oder mechanische Mittel zur Positionierung der Wartungseinrichtung vorstellbar. In der Regel wird die Wartungseinrichtung zentriert zur Spindelachse positioniert.
Die Positionierung der Wartungseinrichtung vor der Spinnstelle bringt eine gewisse Ungenauigkeit/Toleranz mit sich und muss überwunden werden. Wird an der Spinnstelle ein Fixpunkt bestimmt, der an jeder Spinnstelle vorhanden ist, z.B. Zylinderbank oder noch besser zwei oder drei derartiger Fixpunkte so kann die Position vor der Spinnstelle genauer bestimmt werden und dadurch die Ungenauigkeit/Toleranz im Rahmen der Positionierung kompensiert werden.
Zur Ausführung einer Servicehandlung umfasst die Wartungseinrichtung mindestens ein Handhabungsmittel. Das Handhabungsmittel ist in bzw. an der Wartungseinrichtung angebracht und wird in der Regel von dieser gesteuert. Das Handhabungsmittel kann auf einer linearen Vertikalführung angebracht sein. Alternativ kann das Handhabungsmittel im oder am Rahmen der Wartungseinrichtung angebracht sein, so beispielsweise auf einer dem Spinnereiboden parallel angeordneten Grundfläche des Rahmens der Wartungseinrichtung. In einer beispielhaften Ausführung der Erfindung ist das Handhabungsmittel in Form einer Fadenhandhabungseinrichtung ausgestaltet. Dabei handelt es sich um eine Einrichtung, die den Faden (das Fadenende, welches auf die auf der Spindel befindlichen Hülse aufgewickelt ist, oder das Fadenende des Ersatzfadens) ausgehende von der Spindel bzw. der darauf befindlichen Hülse entlang der Spinnstelle durch Spinnkomponenten wie Ringläufer, Fadenführer, Balloneinengungsring und Streckwerk führt. Zu diesem Zweck wird das entsprechende Fadenende von der Fadenhandhabungseinrichtung angesaugt oder eingeklemmt. Das Handhabungsmittel in z. B. der Form einer Fadenhandhabungseinrichtung folgt dabei definierten Bewegungsbahnen/Trajektorien, die ein erfolgreiches Einfädeln ermöglichen. Es ist im Rahmen der Erfindung denkbar, dass Teile der Messvorrichtung, wie beispielsweise ein Sensor, am Handhabungsmittel, wie bspw. der Fadenhandhabungseinrichtung angebracht sind - so z. B. ein induktiver Sensor, ein Laser. LiDAR etc..
Wird ein LiDAR verwendet, so muss sich dieser nicht zwingend am Handhabungsmittel befinden, sondern kann auch fix an der Wartungseinrichtung, z. B. am Rahmen der Wartungseinrichtung angebracht werden. Ein 2D LiDAR könnte z.B. vertikal am Rahmen der Wartungseinrichtung angebracht werden. Während der Bewegung der Wartungseinrichtung entlang der Spinnstellen kann auf diese Weise eine 3D Punktwolke erstellt werden. Jedoch kann eine solche Wolke nur während dem Fahren, jedoch nicht während der Servicehandlung erstellt werden. Wird das LiDAR auf einer beweglichen Achse fixiert, also z. B. am Handhabungsmittel kann die Punktwolke auch während der Servicehandlung erstellt werden und z.B. feststellen, ob der Fadenführer geöffnet oder geschlossen ist oder ob eine Spinnhülse vorhanden ist, etc.
Wie im Falle der Positionierung weist auch jedes Handhabungsmittel eine gewisse Ungenauigkeit/Toleranz auf, welche einen direkten Einfluss auf die Position der Messeinrichtung vor der entsprechenden Spinnkomponente und somit auf das Messergebnis hat. Der Grad der Ungenauigkeit/Toleranz ist in den meisten Fällen bekannt und kann vom System/genauer der Datenverarbeitungseinheit bei der Auswertung der Messwerte berücksichtigt werden. Dies trifft auch bei ggf. bekannten Ungenauigkeiten/Toleranzen bei der Positionierung der Wartungseinrichtung zu.
Ist nun das Handhabungsmittel mit einem Sensor versehen, so gelangt der Sensor in Kontakt mit den für das Anspinnen/die Behebung eines Fadenbruchs relevanten Spinnkomponenten (z. B. mit einer Hülse bestückte Spindel, Spinnring, Ringläufer, Fadenführer und Walzen des Streckwerks sowie evtl. Balloneinengungsring und Kompaktiereinheit) und kann während der Servicehandlung Messdaten zur Ermittlung mindestens eines Messwertes erfassen. Insbesondere bei der Verwendung eines induktiven Sensors ist die Nähe zur Spinnkomponente ausschlaggebend.
Aufgrund der Nähe zu den jeweiligen Komponenten sind die so generierten Messdaten sehr präzise - und noch präziser wenn die oben beschriebenen Ungenauigkeiten/Toleranzen berücksichtig werden. Je nach Sensortyp wie z. B einem induktiven Sensor erfolgt die Ermittlung von Messwerten unabhängig vom Grad der Verschmutzung der jeweiligen Spinnkomponenten und unabhängig von den herrschenden Licht- bzw. Sichtverhältnissen an der definierten Spinnstelle.
Die Messvorrichtung zur Ermittlung von Messwerten bezüglich der räumlichen Position der Spinnkomponenten erfasst unterschiedlicher Merkmale einer Spinnkomponente bzw. die Spinnkomponente selbst bezüglich ihrer räumlichen Position innerhalb der Spinnstelle. Mit der räumlichen Position ist die Positionierung eines oder mehrerer Merkmale einer Spinnkomponenten bzw. der Spinnkomponente selbst im dreidimensionalen Raum gemeint, insbesondere der Abstand zum Sensor und/oder die Lage in einem dreidimensionalen Koordinatensystem.
Ist nun ein Teil der Messvorrichtung, nämlich ein Sensor, am Handhabungsmittel der Wartungseinrichtung angebracht, gelangt der Sensor, wie bereits beschrieben, während der Servicehandlung (z. B. das Beheben eines Fadenbruchs) in die unmittelbare Nähe sämtlicher Spinnkomponenten und kann diese vermessen, also räumliche Messdaten erfassen. Die darauf basierende Ermittlung der Messwerte erfolgt in einem anderen Teil der Messvorrichtung, z. B. in einer Messelektronik. Der gesamte Prozess der Erfassung von Messdaten und die darauf basierende Ermittlung von Messwerten kann kurz auch Vermessung genannt werden.
Der ermittelte Messwert gibt Auskunft über die relative Position der Spinnkomponente im Vergleich zum zur Erfassung von Messdaten vorgesehenen Sensor oder alternativ über die absolute Position der Spinnkomponente im dreidimensionalen Raum.
Durch die Vermessung kann erkannt werden, ob sich z. B. der Fadenführer in geöffneter Position in der dreidimensionalen Sollposition befindet. Weiter kann z. B. ermittelt werden, ob die Ringbank horizontal richtig ausgerichtet ist und demzufolge auch der auf der Ringbank angeordnete Ring. Auf diese Art und Weise können während der Servicehandlung Zusammenstösse mit Spinnkomponenten, welche sich nicht in ihrer Sollposition befinden vermieden werden. Diese Art der Vermessung kann auch durchgeführt werden, wenn die Wartungseinrichtung keine Servicehandlung im Sinne einer Fadenbruchbehebung, Reinigung oder Reparatur durchführt, sondern eine Kontrolle der korrekten Ausrichtung der Spinnkomponenten der Spinnstelle.
Die räumliche Position einer Spinnkomponente, also die Lage der Spinnkomponenten im dreidimensionalen Raum, ist u. a. deshalb relevant, weil sich die, insbesondere das Handhabungsmittel an der Spinnstelle zurecht findet muss, um eine Servicehandlung durchführen zu können - das Handhabungsmittel folgt bspw. Trajektorien, was für eine erfolgreiche Servicehandlung voraussetzt, dass sich die Spinnkomponenten an ihrer räumlichen Sollposition befinden und es zu keiner Kollision oder Verfehlung zwischen Handhandhabungsmittel und Spinnkomponente kommt. Abgesehen von einer zu vermeidenden Kollision muss das Handhabungsmittel der Wartungseinrichtung z. B. wissen, wo sich der Fadenführer befinden, um den Faden im Rahmen einer Behebung eines Fadenbruchs in den Fadenführer einfädeln zu können. Kurz gesagt müssen die von der Wartungseinrichtung durchgeführten Servicehandlungen mit den Spinnkomponenten an der Spinnstelle koordiniert werden. Somit ist für die Ansteuerung, sei dies über Trajektorien oder auf andere Art und Weise, die exakte Position der Spinnkomponenten von zentraler Bedeutung. So können Schäden an der oder den Handhabungsmittel/n als auch an der oder den Spinnkomponente/n vermieden werden.
Dass sich ein Teil der Messvorrichtung direkt am mindestens einen Handhabungsmittel befindet, ist insofern von Vorteil, als dass sich die mindestens eine Handhabungseinrichtung entlang der gesamten Spinnstelle bewegt und so die genau Position der Spinnkomponente bzw. des Merkmals der Spinnkomponente im dreidimensionalen Raum vermessen kann.
Das Handhabungsmittel der Wartungseinrichtung ist vorteilhafterweise mehrachsig ausgestaltet. Eine derartige Ausgestaltung des Handhabungsmittel bietet die Möglichkeit, dass das Handhabungsmittel eine Vielzahl unterschiedlicher Servicehandlungen durchführen kann und ggf. kein weiteres Handhabungsmittel benötigt wird. Beispielsweise ist das Handhabungsmittel 3-6-achsig ausgestaltet und in allen drei Dimensionen und Rotationen beweglich. Dies erlaubt eine vielseitige Positionierung des Handhabungsmittel in der Wartungseinrichtung.
Vorteilhafterweise umfasst die Messvorrichtung der Wartungseinrichtung einen Sensor. Es kann dies beispielweise ein Tastsensor, ein Wirbelstromsensor, ein induktiver Sensor, ein optischer Sensor, ein Laser, ein Ultraschallsensor oder ein LiDar sein. Es ist im Rahmen der Erfindung auch denkbar, dass ein Handhabungsmittel mit einer Art Sensor ausgerüstet und ein weiteres Handhabungsmittel mit einer zweiten Art Sensor ausgerüstet ist. Besonders vorteilhaft zeigt sich die Verwendung eines induktiven Sensors, welcher sich durch seine Leistungsstärke, kompakte Bauweise und hochpräzise Messung bis in den Mikrometerbereich auszeichnet. Ausserdem sind induktive Sensoren auch in widrigen Umgebungen, wie diese in einem Spinnereibetrieb in Form von Verschmutzung der Spinnkomponente, schlechte Sichtverhältnisse etc. äussert zuverlässig.
Vorteilhafterweise ist der Sensor der Messvorrichtung am Handhabungsmittel der Wartungseinrichtung angeordnet. Die sich daraus ergebenden Vorteile sind insbesondere, dass die Vermessung der Spinnstellen bzw. derer Komponenten gleichzeitig mit der Durchführung der Servicehandlung erfolgt und der Sensor, z. B. der induktive Sensor in unmittelbare Nähe der Spinnkomponenten gelangt. Die Vermessung kann auch während einer Servicehandlung erfolgen, bei welcher der Faden nicht entlang der gesamten Spinnstelle geführt werden muss - also z. B. während der Reinigung der Spindel oder des Spinnrings mit und ohne Ringläufer oder einer anderen Spinnkomponente.
Alternativ kann der Sensor der Messvorrichtung, wie oben beschrieben, an der Wartungseinrichtung selbst angebracht sein. So kann sie beispielsweise am Rahmen der Wartungseinrichtung angebracht sein.
Die Messvorrichtung der Wartungseinrichtung umfasst vorteilhafterweise eine Messelektronik, welche in Kommunikationsverbindung sowohl mit dem Sensor der Messvorrichtung als auch mit einer Datenverarbeitungseinheit zur Auswertung der Messwerte steht, umfasst. Dabei kann die Messelektronik im Sensor oder in der Wartungseinrichtung, z. B. in einer Halterung, untergebracht sein. Ebenso kann die Messelektronik im Handhabungsmittel der Wartungseinrichtung untergebracht sein - z. B. wenn das Handhabungsmittel ein mehrachsiger Schwenkarm ist. Basierend auf die vom Sensor erfassten Messdaten ermittelt die Messelektronik Messwerte. Diese Messwerte werden an eine Datenverarbeitungseinheit in z. B. der Steuerung der Wartungseinrichtung und/oder der zentralen Maschinensteuerung weitergeleitet, um dort mit Sollwerten verglichen zu werden. Die Datenverarbeitungseinheit kann zudem Teil eines übergeordneten Leitsystems sein. Zur Übermittlung der Messdaten respektive der Messwerte sind Kommunikationsverbindungen in Form von z. B. Datenübertragungsleitungen zwischen Sensor und Messelektronik sowie zwischen Messelektronik und Datenverarbeitungseinheit vorgesehen. Je kürzer die Kommunikationsverbindung ausfällt, um so geringer ist der Materialaufwand für die Datenübertragung. Alternativ können die Daten auch über W-LAN übertragen werden.
Vorteilhafterweise ermittelt die Messvorrichtung der Wartungseinrichtung Messwerte spinnkomponentenspezifischer Referenzpunkte. Die spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkte sind von der Art des Sensors der Messvorrichtung abhängig. So ist zum Beispiel für einen induktiven Sensor das Vorhandensein einer metallischen Komponente an der Spinnkomponente notwendig. Im Falle eines Lasers ist ein lichtreflektierender Marker auf einer Spinnkomponente notwendig. Für einen LiDAR Sensor dient die gesamte Spinnkomponente als Referenzpunkt, wobei die Spinnkomponente als 2D oder 3D Punktwolke erfasst und die Messwerte bezüglich der räumlichen Position der Spinnkomponente errechnet werden können.
Weiter liegt das Wesen der Erfindung in einem Handhabungsmittel zur Verwendung in einer Wartungseinrichtung wie oben beschrieben. So umfasst das Handhabungsmittel mindestens einen Sensor zur Erfassung von räumlichen Messdaten der Spinnkomponenten sowie, je nach Ausführungsform, eine Messelektronik, welche mit dem Sensor und weiter mit der Datenverarbeitungseinheit in Kommunikationsverbindung steht. Ganz allgemein ist das Handhabungsmittel derart ausgestaltet, dass es neben der Ermittlung räumlicher Messwerte eine Servicehandlung oder einen Teilschritt der Servicehandlung ausführen kann. Ein Teilschritt der Servicehandlung ist beispielsweise das Suchen des Fadenendes auf dem Kops (= mit Garn befüllte Hülse, welche sich auf der Spindel befindet), oder das Einfädeln des Fadenendes in die einzelnen an der Spinnstelle vorhandenen Spinnkomponenten, oder lediglich das Bremsen der Spindel oder das Öffnen und ggf. Offenhalten des Fadenführers etc. Das heisst, wenn für die Durchführung der Servicehandlung mehrere Handhabungsmittel notwendig sind, führt jedes Handhabungsmittel einen Teilschritt davon aus.
Weiter ist entsprechend dem Wesen der Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem Messwert bezüglich der räumlichen Position von mindestens einer Spinnkomponente einer Spinnstelle einer Ringspinnmaschine vorgesehen, wobei die Ermittlung des mindestens einen Messwertes durch eine oben beschriebene bzw. erfindungsgemässe Wartungseinrichtung erfolgt, wobei die Wartungseinrichtung an einer definierten Spinnstelle positioniert wird und wobei mindestens eine in der Wartungseinrichtung angebrachte Messeinrichtung den mindestens einen Messwert bezüglich der räumlichen Position der mindestens einen Spinnkomponente der definierten Spinnstelle ermittelt.
Die Wartungseinrichtung wird mittels eigens dafür angebrachter Sensoren (z. B. induktiv, LiDAR, Laser) zentral vor einer definierten Spinnstelle positioniert. Ausgehend von dieser Position führt das mindestens eine Handhabungsmittel die Servicehandlung durch. Während der Servicehandlung, sofern es sich nicht um die Servicehandlung selber handelt, erfasst die Messvorrichtung räumliche Messdaten, basierend auf welche Messwerte bezüglich der räumlichen Position der mindestens einen Spinnkomponente der definierten Spinnstelle ermittelt werden.
Vorteilhafterweise wird der mindestens eine Messwert von einer Messelektronik aus Messdaten eines Sensors der Messvorrichtung ermittelt und an eine mit der Messelektronik der Messvorrichtung verbundene Datenverarbeitungseinheit weitergeleitet, um dort mit einem Sollwert verglichen zu werden. Entsprechend umfasst die Messvorrichtung einen Sensor zur Erfassung von Messdaten und eine Messelektronik zu Ermittlung von Messwerten. Beide Teile der Messvorrichtung stehen in einer Kommunikationsverbindung, wodurch Daten übertragen werden können. Der Messwert wird an eine Datenverarbeitungseinheit übermittelt - ebenfalls über eine entsprechende Kommunikationsverbindung zur Datenübertragung.
Vorteilhafterweise werden bei Inbetriebnahme der Wartungseinrichtung Messwerte von sämtlichen Spinnkomponenten sämtlicher Spinnstellen erfasst, wobei diese Messwerte die Sollwerte darstellen. Sie werden z. B. in der Datenverarbeitungseinheit hinterlegt. Hier dienen sie dem Vergleich der später ermittelten Messwerten. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass die Wartungseinrichtung auf die Spinnkomponenten abgestimmt werden kann, also die z. B. Trajektorien der Handhabungsmittel exakt ausgeführt werden können. Gegebenenfalls kann schon vor der Inbetriebnahme ein Nachjustieren der Spinnkomponenten vorgenommen werden, um Kollisionen oder Verfehlungen des Handhabungsmittel mit der mindestens einen Spinnkomponente zu vermeiden. Nicht jede Wartungseinrichtung wird an einer neuen Ringspinnmaschine in Betrieb genommen, sondern auch an bereits seit mehreren Jahren in Betrieb stehende Ringmaschinen. Gerade an bereits in Betreib stehenden Ringspinnmaschinen ist das Vermessen der Spinnkomponenten für den kollisions- und verfehlungsfreien Betrieb der Wartungseinrichtung von hoher Relevanz.
Vorteilhafterweise wird die Differenz zwischen Messwert und Sollwert auf einer Anzeige ausgegeben. Zu diesem Zweck ist eine entsprechende Anzeige an der entsprechenden Spinnstelle selbst, an der Wartungseinrichtung oder der Maschinensteuerung angebracht oder die Differenz wird über WLAN an ein mobiles Gerät wie bspw. ein Mobiltelefon, eine Smartwatch der Bedienperson übertragen und dort angezeigt oder im übergeordneten Leitsystem oder einem zentralen Monitoring System angezeigt. Die Anzeige kann somit also auch ein mobiles Gerät oder der Bildschirm eines Nutzers des übergeordneten Leitsystems/zentralen Monitoring Systems sein.
Vorteilhafterweise wird der mindestens eine Messwert bezüglich der räumlichen Position der mindestens einen Spinnkomponente der definierten Spinnstelle während der Durchführung einer Servicehandlung an der definierten Spinnstelle ermittelt. Diese Vorgehensweise erweist sich als effizient, da die Wartungseinrichtung nur einmal vor einer definierten Spinnstelle positioniert werden muss und zwei Handlungen, nämlich die Servicehandlung sowie das Vermessen durchgeführt werden können. Auch erlaubt diese Vorgehensweise, dass die Messvorrichtung an allen, im Rahmen der Servicehandlung beteiligten, tangierten Spinnkomponenten Messdaten erfassen kann. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ermittelt die Wartungseinrichtung an einer Spinnstelle, welche seit einer zu definierenden Zeit keine Servicehandlung mehr erfuhr, mindestens einen Messwert bezüglich der räumlichen Position mindestens einer Spinnkomponenten der Spinnstelle ermittelt. Die zu definierende Zeit kann in der zentralen Steuerung der Ringspinnmaschine oder in einem übergeordneten Leitsystem definiert werden. Je nach Ausführungsform kann sie direkt in der Steuerung der Wartungseinrichtung erfasst werden. Die genannten Steuerungen bzw. das Leitsystem überwachen, ob die zu definierende Zeit überschritten ist und informiert die Wartungseinrichtung entsprechend.
Vorteilhafterweise dient die Differenz zwischen Messwert und Sollwert der Nachjustierung der mindestens einen Spinnkomponente der definierten Spinnstelle. Das heisst, basierend auf der Differenz wird die entsprechende Spinnkomponente nachjustiert, um dem Sollwert zu entsprechen. Das Nachjustieren wird für gewöhnlich von einer Bedienperson durchgeführt, kann aber auch von der Wartungsvorrichtung als eine Servicehandlung durchgeführt werden.

KURZE ERLÄUTERUNGEN ZU DEN FIGUREN

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:

Figur 1: eine Ansicht einer erfindungsgemässen Wartungseinrichtung;
Figur 2: eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Handhabungsmittel mit Messvorrichtung vor einer Spinnstelle der Ringspinnmaschine;
Figur 3: eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Handhabungsmittel mit Messvorrichtung;
Figur 4: ein Detail einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wartungseinrichtung die eine Handhabungsmittel mit einer Messvorrichtung zeigt
Figur 5: Flowchart mit Verfahrensschritten für ein mögliches Verfahren gemäss einer Ausführungsform der Erfindung

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Figur 1 zeigt eine Ansicht einer Ausführung einer erfindungsgemässen Wartungseinrichtung 1, wobei die Wartungseinrichtung 1 vor einer definierten Spinnstelle einer Ringspinnmaschine positionierbar ist. Zu diesem Zweck zeigt die abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemässen Wartungseinrichtung einen Sensor 1.1, wobei mehrere Sensoren, z. B. 3 induktive Sensoren, denkbar sind. Der bzw. die Sensoren - hier induktiv - erfassen z. B. die Spindel als Referenz und positionieren so die Wartungseinrichtung 1 exakt vor der Spinnstelle.
Weiter zeigt die Wartungseinrichtung mehrere Handhabungsmittel 2, die optional auf vertikalen Führungsstangen 4 angebracht sind, insbesondere das Handhabungsmittel 2, welches das Fadenende ansaugt oder einklemmt und sich entlang der Spinnstelle (z. B. gemäss vorgegebenen Bewegungsbahnen/Trajektorien) bewegt und dabei den angesaugten bzw. eingeklemmten Faden in die relevanten Spinnkomponenten wie z. B. den Läufer, den Fadenführer und das Streckwerk einfädelt respektive einlegt. Das Handhabungsmittel 2 ist mehrachsig ausgestaltet und kann in der abgebildeten Ausführungsform vertikale, wie horizontale Bewegungen ausführen. Je nach Ausführungsform sind Kipp- und Rotationsbewegungen ebenfalls möglich. Die Messvorrichtung 3 umfasst einen Sensor 3.1 - hier: induktiv - und eine Messelektronik 3.2. Beide Elemente der Messvorrichtung 3 stehen in einer Kommunikationsverbindung. Der Sensor 3.1 ist derart auf der Handhabungsmittel 2 positioniert, dass mindestens eine Spinnkomponente der Spinnstelle der Ringspinnmaschine wie beispielsweise Ring, Läufer, mit Hülse bestückte Spindel, Balloneinengungsring, etc. oder entsprechende spinnkomponentenspezifische Referenzpunkte vom Sensor 3.1 erfasst werden kann/können und Messdaten zur räumlichen Position der entsprechenden Spinnkomponente oder des spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkt erfasst werden können. Ein spinnkomponentenspezifischer Referenzpunkt kann z. B. die Öse oder der Führungsschlitz eines Fadenführers sein. Der Fadenführer an und für sich ist gross im Vergleich zum Sensor 3.1 und kann nicht als Ganzes davon erfasst werden. Für das möglichst fehlerfreie Betreiben der Spinnstelle ist die Position der Öse oder des Führungsschlitzes ausschlaggeben - insofern ist dies als spinnkomponentenspezifischer Referenzpunkt anzusehen und wird vom Sensor 3.1 erfasst.
Für einen hier gezeigten induktiven Sensor 3.1 ist der Referenzpunkt metallisch auszugestalten. Ist die Spinnkomponente metallisch, kann die Spinnkomponente selbst der spinnkomponentenspezifische Referenzpunkt sein.
Figur 2 zeigt die Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Handhabungsmittel 2 mit einer Messvorrichtung 3, genauer einem induktiven Sensor 3.1 vor einer Spinnstelle der Ringspinnmaschine.
Der Sensor 3.1 ist an einer Halterung 3.3 am Handhabungsmittel 2 angebracht und kommt während der Ausführung der Servicehandlung durch das Handhabungsmittel 2 in die Nähe der jeweiligen Spinnkomponenten 0. Der Begriff in der Nähe ist so zu verstehen, dass der Sensor nahe genug an die Spinnkomponente bzw. den spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkt 0 herangeführt wird, um Messdaten zur räumlichen Position derselben/desselben erfassen zu können. In der gezeigten Abbildung ist der Ring, welcher metallisch ausgestaltet ist, die Spinnkomponente 0, von welcher Messdaten durch den Sensor 3.1 erfasst werden. Die Messelektronik (nicht abgebildet) kann sich in der Halterung 3.3 oder dem Handhabungsmittel 2 befinden.
Figur 3 zeigt eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Handhabungsmittel 2, hier in Form eines Saugrohrs zum Einsagen des Fadenendes, mit Messvorrichtung 3 vor einer Spinnstelle einer Ringspinnmaschine. Abgebildet ist als Spinnkomponente 0 eine Fadenführer in geöffneter Position, wobei der Senor 3.1 der Messvorrichtung 3 von der Fadenführerklappe als spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkt Messdaten zur räumlichen Position erfasst. Wie bereits erwähnt könnte der spinnkomponentenspezifische Referenzpunkt auch die Öse bzw. der Führungsschlitz des Fadenführers sein. In der abgebildeten Ausführungsform der Erfindung ist der Sensor 3.1 an einer Halterung 3.3 angebracht und die Messelektronik der Messvorrichtung 3 ist nicht ersichtlich.
Figur 4 zeigt ein Detail einer Ausführungsform der erfindungsgemässen Wartungseinrichtung 1 mit Handhabungsmittel 2 mit einer Messvorrichtung 3, genauer einem Sensor 3.1 in Form eines Lasers vor einer Spinnstelle der Ringspinnmaschine. Das Handhabungsmittel 2 unterscheidet sich nicht vom Handhabungsmittel aus Fig. 3. Das Handhabungsmittel 2 ist an einer vertikalen Führungsstange 4 angebracht und weist einen Lasersensor 3.1 mit integrierter Messelektronik (hier nicht sichtbar) auf. Der Lasersensor ermittelt die Entfernung zur Spinnkomponente an dem Punkt, an dem der Laser 3.1' auf die Spinnkomponente 0 trifft, hier auf den Federverschluss der Kompaktiereinheit.
Figur 5 zeigt ein Flowchart mit Verfahrensschritten einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens. Gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Wartungseinrichtung 1 vor der definierten Spinnstelle positioniert und je nach Ausführungsform wird mit der Servicehandlung begonnen - dies kann das Beheben eines Fadenbruchs sein oder das Vermessen der Spinnstelle. Nun werden Messwerte zur räumlichen Position mindestens einer Spinnkomponente oder eines spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkt ermittelt. Diese Ermittlung kann auch vor und/oder nach der Durchführung der Servicehandlung erfolgen. Zum Zweck der Ermittlung von Messwerten zur räumlichen Position mindestens einer Spinnkomponente oder eines spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkt werden Messdaten bezüglich der räumlichen Position der Spinnkomponente (oder eines spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkt) vom Sensor 3.1 der Messvorrichtung 3 erfasst, welche über eine Kommunikationsverbindung an die Messelektronik 3.2 zur Ermittlung des Messwerts weitergeleitet werden. Der Messwert zur räumlichen Position der Spinnkomponente (ggf. des spinnkomponentenspezifischen Referenzpunktes) werden über einen Kommunikationsverbindung an eine Datenverarbeitungseinheit zum Abgleich mit einem Sollwert weitergeleitet. Anschliessend erfolgt die Ausgabe der Differenz zwischen Messwert und Sollwert.

Claims

Wartungseinrichtung(1) für eine Ringspinnmaschine, wobei die Ringspinnmaschine eine Vielzahl an Spinnstellen umfasst und jede dieser Spinnstellen eine Vielzahl an unterschiedlichen Spinnkomponenten umfasst, wobei die Wartungseinrichtung (1) mindestens ein Handhabungsmittel zur Ausführung einer Servicehandlung an einer definierten Spinnstelle der Ringspinnmaschine umfasst; und wobei die Wartungseinrichtung (1) derart ausgestaltet ist, dass sie vor einer definierten Spinnstelle zur Durchführung einer Servicehandlung positionierbar ist; und wobei die Wartungseinrichtung (1) eine Messvorrichtung zur Ermittlung von mindestens einem Messwert bezüglich der räumlichen Position mindestens einer Spinnkomponente der definierten Spinnstelle der Ringspinnmasche umfasst.
Wartungseinrichtung (1) gemäss Anspruch 1, wobei das Handhabungsmittel mehrachsig ausgestaltet ist.
Wartungseinrichtung (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Messvorrichtung (3) einen Sensor (3.1) umfasst.
Wartungseinrichtung (1) gemäss Anspruch 3, wobei der Sensor (3.1) der Messvorrichtung (3) am Handhabungsmittel (2) der Wartungseinrichtung angeordnet ist.
Wartungseinrichtung (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Messvorrichtung (3) eine Messelektronik (3.2), welche in Kommunikationsverbindung sowohl mit dem Sensor (3.1) der Messvorrichtung als auch mit einer Datenverarbeitungseinheit zur Auswertung der Messwerte steht, umfasst.
Wartungseinrichtung (1) gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Messvorrichtung (3) Messwerte von spinnkomponentenspezifischen Referenzpunkten ermittelt.
Handhabungsmittel zur Verwendung in einer Wartungseinrichtung gemäss einem der vorangegangenen Ansprüche.
Verfahren zur Ermittlung von mindestens einem Messwert bezüglich der räumlichen Position von mindestens einer Spinnkomponente einer Spinnstelle einer Ringspinnmaschine, wobei die Ermittlung des mindestens einen Messwertes durch eine gemäss der Ansprüche 1-6 beanspruchte Wartungseinrichtung erfolgt, und wobei die Wartungseinrichtung an einer definierten Spinnstelle positioniert wird; und wobei mindestens eine in der Wartungseinrichtung angebrachte Messvorrichtung den mindestens einen Messwert bezüglich der räumlichen Position der mindestens einen Spinnkomponente der definierten Spinnstelle ermittelt.
Verfahren gemäss Anspruch 8, wobei der mindestens ein Messwert von einer Messelektronik aus Messdaten eines Sensors (3.1) der Messvorrichtung (3) ermittelt und an eine mit der Messelektronik (3.2) der Messvorrichtung verbundene Datenverarbeitungseinheit weitergeleitet, um dort mit einem Sollwert verglichen zu werden.
Verfahren gemäss Anspruch 9, wobei bei Inbetriebnahme der Wartungseinrichtung (1) Messwerte von sämtlichen Spinnkomponenten sämtlicher Spinnstellen erfasst werden und diese Messwerte die Sollwerte darstellen.
Verfahren gemäss Anspruch 10, wobei eine Differenz zwischen Messwert und Sollwert auf einer Anzeige ausgegeben wird.
Verfahren gemäss Anspruch 11, wobei der mindestens eine Messwert bezüglich der räumlichen Position der mindestens einen Spinnkomponente der definierten Spinnstelle während der Durchführung einer Servicehandlung an der definierten Spinnstelle ermittelt wird.
Verfahren gemäss Anspruch 11, wobei mindestens einen Messwert bezüglich der räumlichen Position mindestens einer Spinnkomponenten einer Spinnstelle, welche seit einer zu definierenden Zeit keine Servicehandlung mehr erfuhr, ermittelt wird.
Verfahren gemäss einem der Ansprüche 8 - 13, wobei die Differenz zwischen Messwert und Sollwert zur Nachjustierung der mindestens einen Spinnkomponente der definierten Spinnstelle dient.