WO2000073565A1 - Lichtabtastkopf für nadeln in strickmaschinen, zugehöriges lichtabtastsystem und verfahren zum überprüfen von nadeln in strickmaschinen mit dem lichtabtastsystem - Google Patents

Lichtabtastkopf für nadeln in strickmaschinen, zugehöriges lichtabtastsystem und verfahren zum überprüfen von nadeln in strickmaschinen mit dem lichtabtastsystem Download PDF

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WO2000073565A1
WO2000073565A1 PCT/EP2000/004316 EP0004316W WO0073565A1 WO 2000073565 A1 WO2000073565 A1 WO 2000073565A1 EP 0004316 W EP0004316 W EP 0004316W WO 0073565 A1 WO0073565 A1 WO 0073565A1
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WO
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light
signal sequence
optical waveguide
needles
needle
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Application number
PCT/EP2000/004316
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French (fr)
Inventor
Michael Schönauer
Rainer Bongratz
Torsten Schöne
Original Assignee
Protechna Herbst Gmbh & Co. Kg
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B35/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, knitting machines, not otherwise provided for
    • D04B35/10—Indicating, warning, or safety devices, e.g. stop motions
    • D04B35/18—Indicating, warning, or safety devices, e.g. stop motions responsive to breakage, misplacement, or malfunctioning of knitting instruments

Definitions

  • Light scanning head for needles in knitting machines, associated light scanning system and method for checking needles in knitting machines with the light scanning system.
  • the invention relates to a light scanning head for needles in knitting machines, in particular in circular knitting machines, an associated light scanning system and a method for checking needles in knitting machines with the light scanning system.
  • the invention proposes a light scanning head for needles in knitting machines, with a first optical waveguide that has a first end for feeding in light radiation and a second end for emitting light onto a needle, and a second optical waveguide that has a first End that is so close to the second end of the first optical waveguide that radiation reflected by the needle enters the second optical waveguide and that has a second end which the reflected radiation exits to be fed to an evaluation unit.
  • the second end of the first optical waveguide and the first end of the second optical waveguide are guided as close as possible (close) to the needle.
  • the optical waveguides preferably consist of optical fibers, particularly preferably of two monofilament conductors whose cross sections, which are preferably circular, touch.
  • the optical waveguides can consist of optical fibers, the optical fibers of the second optical waveguide being able to be arranged between the optical fibers of the first optical waveguide, so that they together form a combined optical waveguide, part of which uses the fibers for emitting the light radiation and another part to return the light reflected by the needle.
  • a light scanning system for needles in knitting machines with a control unit which comprises at least one light source and an evaluation unit with a receiver, at least a first and a second optical waveguide, the first optical waveguide having a first end which is connected to the light source is connected to feed light into the first optical fiber and has a second end arranged to emit the light onto a needle, and the second optical fiber has a first end so attached to the second end of the optical fiber that radiation reflected by the needle enters the second optical waveguide and has a second end which is connected to the evaluation unit, so that the reflected radiation is fed to the receiver.
  • a method for checking needles in knitting machines with a light scanning system in which first optical fibers are arranged in such a way that the needles reflect light emitted by a first optical waveguide and light reflected by the needles enters the second optical waveguide, then with intact, correct arranged needles, a basic signal sequence of the signals detected by the receiver is recorded over one or more passes of the knitting machine or one or more revolutions of the circular knitting machine and / or a basic signal sequence defined for the specified machine is stored in a memory of the control unit, and then before or during operation of the machine, a signal sequence of the signals detected by the receiver is recorded over one or more passes or revolutions of the machine, which is compared with the basic signal sequence, an error message being issued if the signal sequence is not correct can be brought into sufficient agreement with the basic signal sequence.
  • the measured signals are preferably digitized using a threshold value criterion, so that the digitized signals represent the time interval when the needles pass.
  • the procedure can then preferably be as follows: from the known running speed of the knitting machine (for example, the rotational speed in the circular knitting machine) and the positions of the receptacles for the needles, which are also known for a given machine, depending on the knitted pattern, more or less are equipped with needles, there is the time interval at which the individual reflected light signals of the needles actually present can appear by means of the measurement according to the invention.
  • reflection signals can only occur at time intervals that correspond to the distance between the needle receptacles of the machine, i.e. the reflection signals can only occur after time periods that correspond to an integer multiple of the distance between adjacent needle receptacles. It can therefore be specified for the evaluation electronics a sequence of very short time windows, the distance of which corresponds to the time that neighboring needles need to get into the light beam, with a specific value then being able to be specified for the time window, so that in practice due to the given measurement tolerances ensures that the reflected light of each needle is measured. This can be used to eliminate false signals caused by interference between the individual needles, e.g. B. Fluen or other.
  • the invention also teaches a particularly preferred method for evaluating the signal sequences recorded during the monitoring of the knitting machine, which, as explained above, are compared with the basic signal sequence.
  • the signal sequence is the measurement result with respect to the light reflected by the needles during operation (or possibly during a break in operation), that is to say the monitoring signal.
  • the basic signal sequence corresponds to the ideal "target" state of the needles (that is, the state with intact needles that are correctly inserted).
  • the comparison of the signal sequence with the basic signal sequence is time-consuming. This means that a certain period of time arises between the measurement of the signal sequence and the receipt of the result with regard to the comparison of the signal sequence with the basic signal sequence.
  • a preferred development of the method according to the invention therefore provides that possible arrangement patterns of the needles are defined in accordance with basic signal sequence types and stored in a computer, that a basic signal sequence recorded with intact, correctly arranged needles is assigned to one of the basic signal sequence types, and that the comparison of the recorded signal sequence with the basic signal sequence depending on the assigned basic signal sequence type.
  • a further preferred embodiment of the method according to the invention provides that adjustable time windows ( ⁇ ⁇ t) are provided when the basic signal sequence and / or the signal sequence are recorded for the temporal occurrence of the signals of the reflected light.
  • adjustable time windows ⁇ ⁇ t
  • This development of the invention has the advantage that the measurement accuracy when determining the signal sequence can be set by the user of the method, which is carried out using a suitably programmed computer, depending on the desired quality requirements. If the time window is set relatively short (narrow), the needle must be in its intended location with a relatively small tolerance, otherwise an error is determined. If, on the other hand, the time window is specified to be relatively long, this means that the measurement is relatively tolerant of bending the needle.
  • Figure la a needle, the hook of which is scanned by a light beam
  • Figure lb shows a needle, the closer and / or foot of which is scanned by a light beam
  • FIG. 2 shows a light scanning head according to the invention for a measuring distance of 20 mm
  • FIG. 3a shows the structure of the optical waveguides in the light scanning head from FIG. 2,
  • FIG. 3b shows an alternative construction of the optical waveguides in the light scanning head from FIG. 2,
  • 4A, 4B show further exemplary embodiments for the construction of the optical waveguides on the light scanning head
  • FIG. 5 shows a light scanning head for a measuring distance of a few millimeters between the end of the optical waveguide and the needles
  • FIG. 6a shows an example of a signal of the light reflected by the needles received by a receiver
  • FIG. 6b shows a signal sequence corresponding to FIG. 6a after digitization;
  • Figure 7a - 7f different basic signal sequence types, and
  • Figure la shows a needle 10, as used in circular knitting machines.
  • the needle 10 has a hook 12 at the top and a closer 14, which is shown in FIG. 1 a in the open position, in FIG. 1 b in the closed position. Both the hook 12 and the closer 14 can break off. If the hook 12 is to be monitored, a light beam 16 is radiated onto it from the front as in FIG.
  • a light beam 16 ' is directed towards the foot 15 accordingly.
  • the light beam 16 is directed at the closer when it is in the closed position.
  • FIG. 2 now shows a first embodiment of a light scanning head 18 with a sleeve 20, in which a first optical waveguide 22 and a second optical waveguide 24 are accommodated.
  • the first end 22a of the optical waveguide 22 is fastened in a control unit R such that the light from a light source is fed into the optical waveguide 22.
  • the light emerges at the second end 26 of the optical waveguide and is at least approximately focused on the needle via a lens 28.
  • the light reflected by the needle partially passes through the lens into the first end 30 of the second optical waveguide 24.
  • Its second end 24a is fixed in the control unit R so that the light passed through it strikes a receiver, not shown, in the control unit and the signal is evaluated by an evaluation unit.
  • the structure of the optical waveguide can be seen in section in FIG. 3a.
  • the first optical waveguide 26 consists of 16 individual optical fibers 32, each with a diameter of 250 ⁇ .
  • the fibers 32 are arranged side by side in pairs.
  • the second optical waveguide 30 is also composed of 16 optical fibers 34 arranged in pairs next to one another.
  • the two optical fibers are separated from one another by a black film 36. The two optical fibers are thus so close to one another that the light that is emitted by the first optical fiber 26 and reflected back by a needle 10 and / or a closer 14 reaches the second optical fiber 30.
  • FIG. 3b shows another arrangement of the optical fibers of the first and the second optical waveguide. Between the optical fibers 38 drawn as black rings, the optical fibers 40 of the second optical waveguide drawn as black circular surfaces are arranged, resulting in a combined optical waveguide, the individual fibers of which perform different functions.
  • FIGS. 4A and 4B show two preferred designs of optical fibers, each of a variety of individual fine optical fibers are assembled.
  • FIGS. 4A and 4B each show a top view of the end of the optical waveguide with the individual optical fibers, which are each represented as circles. As can be seen, the optical fibers are packed as close as possible to one another, ie the spaces between the optical fibers are as small as possible. Those fiber ends from which light emerges are labeled "S" (for transmitters), those fiber ends into which light enters are labeled "E” (for entry).
  • S for transmitters
  • E for entry
  • the arrangement of the optical fibers is such that in each case one glass fiber end (S) from which light emerges is surrounded by the largest possible number of glass fiber ends (E) into which reflected light enters.
  • rows a, b, c, d of glass fiber ends are alternately switched in such a way that one row (viewed from top to bottom in FIG. 4A) acts as light receiver "E" while the the following row acts as a light transmitter "S” etc.
  • FIGS. 4A and 4B not all glass fiber ends are shown, but only a few as examples.
  • a typical arrangement is 8 to 40 optical fibers per optical fiber.
  • the arrangement of the optical fibers is such that receiving "E" and transmitting "S" optical fibers alternate in a row.
  • this alternation of the functions between adjacent glass fiber ends applies not only in the rows from top to bottom, but also in rows of adjacent optical fibers running at an angle to them.
  • the signal yield can also be further promoted by using a lens (FIGS. 2, 28) to slightly defocus the image. This blurring of the optical image causes light emitted by a transmitting glass fiber S to reach the neighboring receiving optical fibers E after reflection on the needle.
  • Figure 5 there is shown a second embodiment of a light scanning head for e.g. Needles are shown in circular knitting machines, in which a first optical waveguide 42 and a second optical waveguide 44 are guided up to the vicinity of the needle in a guide sleeve 46 which protrudes from a sleeve 48.
  • the distance between the light scanning head and the needle can be reduced in this way to less than 3 mm, preferably less than 2 mm and particularly preferably less than 1 mm.
  • the optical fibers have sufficient mechanical stability to maintain an adjustment once they have been made.
  • the two optical fibers can be fastened to one another along their line of contact (for example by gluing or the like).
  • FIG. 5a shows an exemplary embodiment of optical fibers 26 ', 30' which is modified compared to the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 5 and which open into a homogenizer H.
  • the homogenizer H can be, for example, a solid block made of light-conducting material. It has the effect that the radiation emerges homogeneously (ie largely uniformly distributed) at its exit end 27 and is thus directed onto the needle 10 by means of the lens 28. The radiation reflected by the needle 10 and imaged via the lens 28 also passes through the homogenizer into the light guide. ter 30 'to the receiver E.
  • This arrangement has the advantage that the measurement signal is not dependent on the local position of the respective effective light guide when emitting the radiation to the needle and also when receiving reflected radiation.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of optical fibers 26 ', 30' which is modified compared to the exemplary embodiments according to FIGS. 2 to 5 and which open into a homogenizer H.
  • the homogenizer H can be,
  • FIG. 5b schematically shows a view of the homogenizer H in FIG. 5a from the right, where the optical waveguides 26 ', 30' open into the homogenizer. As shown, the cross sections of the optical waveguides are dimensioned such that they extend side by side over the entire diameter of the homogenizer.
  • FIG. 5c shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 5a, a large number of optical waveguides being arranged between the transmitter Se and the homogenizer or between the receiver Em and the homogenizer H. The exemplary embodiment according to FIG. 5c is modified compared to the exemplary embodiment according to FIG.
  • FIG. 6a shows a sequence of signals as it is recorded as a function of time, when needles 50, which are imaged over the signals, pass through the light beam emitted by the light scanning head and the reflected light is measured.
  • Each needle 50 corresponds to a pulse 52 in the signal sequence.
  • the needles 50 are not evenly spaced from one another, but a few needles are missing so that a pattern is formed. Needle receptacles are therefore provided equidistantly in the knitting machine, although not all needle receptacles are necessarily equipped with one needle each, depending on the knitting pattern to be produced.
  • a needle Recording not occupied between two occupied recordings The time sequence of the signals shown in FIG. 6 corresponds to the speed of the knitting machine, ie the time interval t between two signals is the quotient of the geometric distance between two hole recordings and the speed of movement of the knitting machine (and thus also the speed of movement of the needles).
  • FIG. 6b the signal heights are plotted one above the other on the time scale t on the ordinate, ie the height of the electrical signal generated at the receiver due to the reflected light. Furthermore, FIG. 6b shows a threshold value SW shown in dashed lines in its upper figure.
  • the pulses 52 are digitized using a threshold value criterion and rectangular pulses 54 are output.
  • the mean distance between two pulses is either t or an integer multiple thereof.
  • the result is a digital pattern that can be represented as a sequence of numbers, as can be seen in the lower part of FIG. 6b. This pattern represents the knitting pattern.
  • This basic signal sequence is preferably an averaging of the signals received by the receiver in the control unit over several revolutions of the circular knitting machine.
  • it is also possible to measure the signal sequence until it is reproduced that is, with a circular knitting machine, so many rounds can be measured until the previously measured signal sequence is repeated, or with a linear machine, so many periodic runs can be measured in succession until the same signal sequence occurs with sufficient reproducibility.
  • several revolutions or passes can be evaluated.
  • a reference signal sequence is now recorded, likewise ideally as averaging over several revolutions of the circular knitting machine.
  • the continuously recorded signal sequence is compared with the reference signal sequence during operation of the circular knitting machine.
  • the reference signal sequence provides information about the target distance to the next needle in units of t.
  • the criterion for a deviation is that the time interval between two pulses from the target distance is exceeded by a certain threshold value between two pulses. The machine is then switched off when this deviation occurs over one or more revolutions of the circular knitting machine.
  • FIGS. 7a to 7f show possible basic signal sequence types, namely a total of five types, FIGS. 7e and 7f being interpreted as essentially the same type.
  • FIGS. 7a to 7f thus correspond to possible arrangement patterns of needles in the knitting machine, specifically the intact needles of the arrangement provided.
  • FIGS. 7a to 7f can be understood both as a direct arrangement of the needles or as the temporal occurrence of the radiation reflected on the needles at the receiver. In this context, both are equivalent information.
  • a round of a circular knitting machine or a run in a linearly operating machine is shown in FIGS. 7a to 7f.
  • FIG. 7a shows a circular knitting machine in which all the needle positions are occupied, ie the knitted fabric is produced with all the needles.
  • This is the first basic signal sequence type. It is immediately clear that the evaluation of a signal sequence measured when the machine is in operation is extremely simple with this basic signal sequence type. If a single needle is missing, the error arises immediately according to a simple evaluation algorithm by finding a single defect or several defects. In this case, ie with this basic signal sequence type according to FIG. 7a, it is fundamentally not necessary to shift the measured signal sequence until it coincides with the basic signal sequence. In this measuring method, as shown in FIGS.
  • the basic signal sequence with intact, correctly arranged needles is recorded by the user of the system with appropriately programmed software in advance of the knitting machine being put into operation (or this information is stored in another way in the computer entered) and the computer then determines which basic signal sequence type (according to FIGS. 7a to 7f) corresponds to this specific basic signal sequence.
  • the signal sequences later measured during operation of the machine are then evaluated in accordance with selected algorithms, different algorithms being able to be used for the different basic signal sequence types so that the evaluation time can be reduced as much as possible.
  • this method makes use of the knowledge that all needle arrangement patterns occurring in the knitting machines in question can be classified into a specific, finite number of classes, according to the basic signal sequence types.
  • "tailor-made" evaluation algorithms can then be used for comparing the signal sequences measured during operation of the machine with the respective basic signal sequences, which considerably shortens the required computing times and therefore means that the machine can be shut down relatively quickly if an error occurs .
  • FIG. 7b shows a second basic signal sequence type in which only one needle is missing.
  • there is a simple evaluation algorithm when comparing a signal sequence measured during operation of the machine with the basic signal sequence for example, it only needs to be determined whether more than one needle is missing. Shifting the signal sequence up to the However, equality with the basic signal sequence would require considerably more time.
  • FIG. 7c shows a third basic signal sequence type in which several needles are missing and no periodic order can be found within the round. This is, so to speak, the "most difficult type" with regard to the evaluation. Here the evaluation z. B. be done so that the shifting of the signal sequence is carried out until congruence. For the other basic signal sequence types, however, there is a considerable saving in computing time.
  • the basic signal sequence type according to FIG. 7c covers all needle sequences which cannot be classified into one of the other types (FIG. 7a, b, d, e, f). In practice it occurs relatively rarely.
  • Figure 7d shows a basic signal sequence type in which the pattern is strictly periodic, i. H. Within the round shown, a given sequence of occupied needle positions and free needle positions is repeated several times. If a needle pattern according to FIG. 7d is present in the knitting machine provided with needles, it is sufficient to determine the periodicity of the pattern and to base this periodicity on the comparison of the signal sequence with the basic signal sequence.
  • FIGS. 7e and 7f show two basic signal sequence types with a similar evaluation structure, namely 7e a pattern in which one or more "negative” disturbances are present within one period, i. H. a complete periodicity with a deviation ("disturbance”) in a single period.
  • FIG. 7f shows a pattern with a structure analogous to FIG. 7e, one or more "positive” disturbances occurring within a single period, ie it lies over one Round a periodicity with repeating microstructures as far as possible, whereby one or more needles are additionally inserted, which mean a more or less slight disturbance of this pure periodicity.
  • the "faults” mentioned above are not defects in the needles, but the desired needle pattern. Only one "fault” is shown in FIGS. 7e and 7f.
  • an algorithm is used which leads relatively quickly to a result when the signal sequence is compared with the basic signal sequence. For example, the area in which the defects are located can be determined and the signal sequence can be shifted immediately by such a time period that these areas lie one above the other, so that a deviation between the signal sequence and the basic signal sequence can then be determined relatively easily.
  • FIG. 8 shows a fineness when performing all of the methods described above, which relates to the temporal occurrence of the signals of the reflected light.
  • the needles are set according to a desired arrangement pattern in the knitting machine or they are activated according to this pattern.
  • the methods described above are based on a measurement of the light reflected by the needles.
  • the needles can deviate from their ideal target position during operation, without this necessarily meaning an error. For example, the needles can bend more or less.
  • the needles When producing high-quality fabrics, the needles must be relatively exactly in the target position. With lower qualities there may be less requirements regarding the conformity of the actual position of the needles be accepted with their target position.
  • the variant of the method now explained with reference to FIG. 8 meets these different requirements.
  • Figure 8 shows an example of two successive signals of a signal sequence over time.
  • the time period between two successive signals (corresponding to two adjacent needles) is t.
  • the measured light reflected by the needles has e.g. B. the course shown schematically in Figure 8 (ie the pulse shape shown).
  • a signal from reflected light must occur after time periods of t or an integer multiple of t, the latter applies if one or more needle positions are not occupied.
  • the method according to the invention in accordance with this variant provides that time windows are specified for the temporal occurrence of the measurement signals, which are shown in FIG. 8 with - ⁇ t and + ⁇ t.
  • the tolerance with regard to the occurrence of the measurement signal is relatively small, ie the quality of the product is relatively high. If the time window is set relatively large, relatively lower qualities are also accepted. This adjustability is taken into account in the programming of the computer provided, ie the user of the machine can optionally specify different values for the ratio (the quotient) ⁇ t / t, for. B. Values from 5% to 40%.
  • the devices and methods described above can also be used advantageously in a special type of knitting machine which, for example, produces tights or the like.
  • needles electromagnetically or conventionally mechanically
  • this advancement is carried out by the control computer, which lenoid controls.
  • the method can nevertheless be carried out if the light scanning system with its evaluation computer (R) is informed of the occurrence of a repetitive, monitorable state by a control signal derived from the machine.

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Abstract

Ein Lichtabtastsystem für Nadeln in Strickmaschinen, insbesondere in Rundstrickmaschinen hat eine Steuereinheit, die mindestens eine Lichtquelle und eine Auswerteeinheit mit einem Empfänger umfasst, mindestens einen ersten (22, 42) und einen zweiten (24, 44) Lichtwellenleiter, wobei der erste Lichtwellenleiter (22, 42) ein erstes Ende hat, das mit der Lichtquelle verbunden ist, um Licht in den ersten Lichtwellenleiter einzuspeisen und ein zweites Ende (26) hat, das zum Abstrahlen des Lichts auf eine Nadel in einer Hülse (20, 46) befestigt ist, und wobei der zweite Lichtwellenleiter (24, 44) ein erstes Ende (30) hat, das in der Hülse (20, 48) so nahe an dem zweiten Ende (26) des ersten Lichtwellenleiters (22, 42) befestigt ist, dass von der Nadel reflektierte Strahlung in den zweiten Lichtwellenleiter (24, 44) eintritt, und ein zweites Ende hat, das mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so dass die reflektierte Strahlung dem Empfänger zugeführt wird.

Description

Lichtabtastkopf für Nadeln in Strickmaschinen, zugehöriges Lichtabtastsystem und Verfahren zum Überprüfen von Nadeln in Strickmaschinen mit dem Lichtabtastsystem.
Die Erfindung betrifft einen Lichtabtastkopf für Nadeln in Strickmaschinen, insbesondere in Rundstrickmaschinen, ein zugehöriges Lichtabtastsystem und ein Verfahren zum Überprüfen von Nadeln in Strickmaschinen mit dem Lichtabtastsystem.
Aufgrund der sehr hohen Belastungen, denen Nadeln in Strickmaschinen wie z. B. Single-, Feinripp-, Jacquart- und Interlock-Rundstrickmaschinen ausgesetzt sind, kommt es häufiger zum Bruch solcher Nadeln. Um die Produktion von Ausschuß in größeren Mengen zu verhindern, sollte eine Rundstrickmaschine bei Brechen eines Nadelhakens oder eines Nadelfußes so schnell wie möglich abgeschaltet werden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Überprü ungssystem bereitzustellen, das leicht gehandhabt werden kann und zuverlässig und rechtzeitig eine gebrochene Nadel erkennt.
Gemäß einem ersten Aspekt schlägt die Erfindung hierzu einen Lichtabtastkopf für Nadeln in Strickmaschinen vor, mit einem ersten Lichtwellenleiter, der ein erstes Ende zum Einspeisen von Lichtstrahlung und ein zweites Ende zum Abstrahlen des Lichts auf eine Nadel hat, und einem zweiten Lichtwellenleiter, der ein erstes Ende hat, das so nahe an dem zweiten Ende des ersten Lichtwellenleiters liegt, daß von der Nadel reflektierte Strahlung in den zweiten Lichtwellenleiter eintritt, und der ein zweites Ende hat, aus dem die reflektierte Strahlung austritt, um einer Auswerteeinheit zugeführt zu werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung werden das zweite Ende des ersten Lichtwellenleiters und das erste Ende des zweiten Lichtwellenleiters möglichst dicht (nahe) an die Nadel geführt. In diesem Falle bestehen die Lichtwellenleiter bevorzugt aus optischen Fasern, besonders bevorzugt aus zwei monofilen Leitern, deren Querschnitte, die bevorzugt kreisförmig sind, sich berühren.
Die Lichtwellenleiter können bei beiden Ausführungsformen aus optischen Fasern bestehen, wobei die optischen Fasern des zweiten Lichtwellenleiters zwischen den optischen Fasern des ersten Lichtwellenleiters angeordnet sein können, so daß sie zusammen einen kombinierten Lichtwellenleiter bilden, von dem ein Teil der Fasern für das Abstrahlen der Lichtstrahlung verwendet wird und ein anderer Teil dazu, das von der Nadel reflektierte Licht zurückzuleiten.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Lichtabtastsystem für Nadeln in Strickmaschinen vorgeschlagen, mit einer Steuereinheit, die mindestens eine Lichtquelle und eine Auswerteeinheit mit einem Empfänger umfaßt, mindestens einem ersten und einem zweiten Lichtwellenleiter, wobei der erste Lichtwellenleiter ein erstes Ende hat, das mit der Lichtquelle verbunden ist, um Licht in den ersten Lichtwellenleiter einzuspeisen und ein zweites Ende hat, das zum Abstrahlen des Lichts auf eine Nadel angeordnet ist, und wobei der zweite Lichtwellenleiter ein erstes Ende hat, das so nahe an dem zweiten Ende des Lichtwellenleiters befestigt ist, daß von der Nadel reflektierte Strahlung in den zweiten Lichtwellenleiter eintritt, und ein zweites Ende hat, das mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so daß die reflektierte Strahlung dem Empfänger zugeführt wird. Weiterhin wird ein Verfahren zum Überprüfen von Nadeln in Strickmaschinen mit einem Lichtabtastsystem vorgeschlagen, bei dem zunächst Lichtwellenleiter so angeordnet werden, daß die Nadeln von einem ersten Lichtwellenleiter abgestrahltes Licht reflektieren und von den Nadeln reflektiertes Licht in den zweiten Lichtwellenleiter gelangt, dann mit intakten, richtig angeordneten Nadeln eine Grundsignal- folge der von den vom Empfänger erfaßten Signale über einen oder mehrere Durchläufe der Strickmaschine bzw. eine oder mehrere Umdrehungen der Rundstrickmaschine aufgenommen und/oder eine für die vorgegebene Maschine festgelegte Grundsignalfolge in einem Speicher der Steuereinheit abgelegt wird, und dann vor oder im Betrieb der Maschine eine Signalfolge der vom Empfänger erfaßten Signale über einen oder mehrere Durchläufe bzw. Umdrehungen der Maschine aufgenommen wird, die mit der Grundsignalfolge verglichen wird, wobei eine Fehlermeldung erfolgt, wenn sich die Signalfolge nicht mit der Grundsignalfolge hinreichend in Übereinstimmung bringen läßt.
Bevorzugt werden die gemessenen Signale mittels eines Schwellwertkriteriums digitalisiert, so daß die digitalisierten Signale den zeitlichen Abstand des Vorbeilaufens der Nadeln repräsentieren. Zur Ermittlung von möglichen Nadelbrüchen kann dann bevorzugt wie folgt vorgegangen werden: Aus der bekannten Laufgeschwindigkeit der Strickmaschine (also z.B. der Drehgeschwindigkeit bei der Rundstrickmaschine) und den ebenfalls für eine gegebene Maschine bekannten Positionen der Aufnahmen für die Nadeln, die je nach dem gestrickten Muster mehr oder weniger mit Nadeln bestückt sind, ergibt sich der zeitliche Abstand, bei dem mittels der erfindungsgemäßen Messung die einzelnen reflektierten Lichtsignale der tatsächlich vorhandenen Nadeln auftauchen können. Da die Aufnahmen für die Nadeln in der Maschine einen gleichbleibenden (äquidistanten) Abstand haben, können Reflextionssignale immer nur nach zeitlichen Intervallen auftreten, die dem Abstand der Nadel-Aufnahmen der Maschine entsprechen, d. h. die Reflexionssignale können nur nach Zeitspannen auftreten, die einem ganzzahligen Vielfachen des Abstandes benachbarter Nadel-Aufnahmen entsprechen. Es kann also für die Auswerteelektronik eine Folge sehr kurzer Zeitfenster vorgegeben werden, deren Abstand der Zeit entspricht, die benachbarte Nadeln brauchen, um in den Lichtstrahl zu gelangen, wobei für das Zeitfenster dann jeweils ein bestimmter Wert vorgegeben kann, so daß in Praxis aufgrund der gegebenen Meßtoleranzen gewährleistet ist, daß das reflektierte Licht jeder Nadel gemessen wird. Hiermit lassen sich Fehlsignale eliminieren, die durch Störungen zwischen den einzelnen Nadeln bedingt sind, z. B. Flu- sen oder anderes.
Die Erfindung lehrt auch ein besonders bevorzugtes Verfahren zur Auswertung der während der Überwachung der Strickmaschine aufgenommenen Signalfolgen, die, wie oben erläutert ist, mit der Grundsignalfolge verglichen werden. Die Signalfolge ist, wie oben definiert, das Meßergebnis bezüglich des von den Nadeln während des Betriebs (oder gegebenenfalls in einer Betriebspause) reflektierten Lichtes, also das Überwachungssignal. Die Grundsignalfolge entspricht dem idealen "Soll"-Zustand der Nadeln (also dem Zustand mit intakten Nadeln, die richtig eingesetzt sind) . Der Vergleich der Signalfolge mit der Grundsignalfolge ist zeitaufwendig. Dies bedeutet, daß eine gewisse Zeitspanne entsteht zwischen der Messung der Signalfolge und dem Erhalt des Ergebnisses bezüglich des Vergleichs der Signalfolge mit der Grundsignalfolge. Diese Zeitspanne soll möglichst kurz sein, damit die Maschine bei Auftreten eines Fehlers möglichst schnell abgeschaltet werden kann. Läuft die Maschine bei Auftreten eines Fehlers zu lange weiter, geht nicht nur unnötig Material verloren, es können auch ernstere Beschädigungen in der Maschine auftreten, z. B. durch die abgebrochene Nadel. Deshalb sieht eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemaßen Verfahrens vor, daß möglichen Anordnungsmustern der Nadeln entsprechende Grundsi- gnalfolgentypen definiert und in einem Rechner abgespeichert werden, daß eine mit intakten, richtig angeordneten Nadeln aufgenommene Grundsignalfolge einer der Grundsignal- folgentypen zugeordnet wird, und daß der Vergleich der aufgenommenen Signalfolge mit der Grundsignalfolge in Abhängigkeit vom zugeordneten Grundsignalfolgentyp erfolgt.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemaßen Verfahrens sieht vor, daß bei der Aufnahme der Grundsignalfolge und/oder der Signalfolge für das zeitliche Auftreten der Signale des reflektierten Lichts einstellbare Zeitfenster (± Δt) vorgesehen sind. Diese Weiterbildung der Erfindung hat den Vorteil, daß vom Benutzer des Verfahrens, das mittels eines entsprechend programmierten Computers ausgeführt wird, die Meßgenauigkeit bei der Ermittlung der Signalfolge je nach den gewünschten Qualitätsansprüchen einstellbar ist. Wird das Zeitfenster relativ kurz (eng) eingestellt, muß die Nadel mit relativ geringer Toleranz an ihrem vorgesehenen Ort sein, ansonsten wird ein Fehler ermittelt. Wird das Zeitfenster hingegen relativ lang vorgegeben, bedeutet dies, daß die Messung gegenüber Verbiegun- gen der Nadel relativ tolerant ist. Für den Quotienten aus dem genannten Zeitfenster und der Zeitspanne, die zwischen dem Vorbeilaufen zweier unmittelbar benachbarter Nadeln (mit geringstmöglichem Abstand) am Lichtabtastkopf vergeht, wird z. B. ein Wert von 20 % vorgegeben. Dieser Wert ist dann, je nach den Qualitätsanforderungen bei der Überwachung der Maschine, einstellbar. Die Erfindung wird nun ausführlicher anhand von schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
Figur la eine Nadel, deren Haken von einem Lichtstrahl abgetastet wird,
Figur lb eine Nadel, deren Schließer und/oder Fuß von einem Lichtstrahl abgetastet wird,
Figur 2 einen erfindungsgemäßen Lichtabtastkopf für einen Meßabstand von 20 mm,
Figur 3a den Aufbau der Lichtwellenleiter in dem Lichtabtastkopf von Figur 2 ,
Figur 3b einen alternativen Aufbau der Lichtwellenleiter in dem Lichtabtastkopf von Figur 2 ,
Figur 4A, 4B weitere Ausfuhrungsbeispiele für den Aufbau der Lichtwellenleiter am Lichtabtastkopf;
Figur 5 einen Lichtabtastkopf für einen Meßabstand von wenigen Millimetern zwischen dem Ende der Lichtwellenleiter und den Nadeln;
Figur 5a,b,c eine Abwandlung des Aufbaus von Lichtwellenleiter und Lichtabtastkopf;
Figur 6a ein Beispiel für ein von einem Empfänger aufgenommenes Signal des von den Nadeln reflektierten Lichts,
Figur 6b eine Signalfolge entsprechend Figur 6a nach einer Digitalisierung; Figur 7a - 7f verschiedene Grundsignalfolgetypen, und
Figur 8 den zeitlichen Verlauf von Signalen des von den Nadeln reflektierten Lichts mit einem vorgebbaren Zeitfenster.
Figur la zeigt eine Nadel 10, wie sie in Rundstrickmaschinen verwendet wird. Die Nadel 10 hat oben einen Haken 12 und einen Schließer 14, der in Figur la in offener Stellung, in Figur lb in geschlossener Stellung gezeigt ist. Sowohl der Haken 12 als auch der Schließer 14 können abbrechen. Soll der Haken 12 überwacht werden, so wird ein Lichtstrahl 16 wie in Figur la von vorne auf ihn gestrahlt.
Weiterhin kann vorgesehen sein, auch den Fuß 15 der Nadel zu überwachen. Hierzu wird ein Lichtstrahl 16' entsprechend auf den Fuß 15 gerichtet.
Soll der Schließer 14 überprüft werden, wird der Lichtstrahl 16 auf den Schließer gerichtet, wenn er in der Schließposi- tion ist.
Figur 2 zeigt nun eine erste Ausführungsform eines Lichtabtastkopfes 18 mit einer Hülse 20, in der ein erster Lichtwellenleiter 22 und ein zweiter Lichtwellenleiter 24 aufgenommen sind. Das erste Ende 22a des Lichtwellenleiters 22 ist in einer Steuereinheit R so befestigt, daß das Licht einer Lichtquelle in den Lichtwellenleiter 22 eingespeist wird. Das Licht tritt an dem zweiten Ende 26 des Lichtwellenleiters aus und wird über eine Linse 28 zumindest annähernd auf die Nadel fokussiert. Das von der Nadel reflektierte Licht gelangt durch die Linse teilweise in das erste Ende 30 des zweiten Lichtwellenleiters 24. Dessen zweites Ende 24a ist in der Steuereinheit R so befestigt, daß das durch ihn hindurchgeleitete Licht auf einen nicht gezeigten Empfänger in der Steuereinheit auftrifft und das Signal durch eine Auswerteeinheit ausgewertet wird.
In Figur 3a ist der Aufbau der Lichtwellenleiter im Schnitt zu sehen. Der erste Lichtwellenleiter 26 besteht aus 16 einzelnen Lichtleitfasern 32 mit jeweils 250 μ Durchmesser. Die Fasern 32 sind paarweise nebeneinander angeordnet. Genauso ist auch der zweite Lichtwellenleiter 30 aus 16 paarweise nebeneinander angeordneten Lichtleitfasern 34 zusammengesetzt. Die beiden Lichtwellenleiter sind durch eine schwarze Folie 36 voneinander getrennt. Damit sind die beiden Lichtwellenleiter so nahe beieinander, daß das Licht, das von dem ersten Lichtwellenleiter 26 abgestrahlt wird und von einer Nadel 10 und/oder einem Schließer 14 rückreflektiert wird, in den zweiten Lichtwellenleiter 30 gelangt.
Figur 3b zeigt eine andere Anordnung der Lichtleitfasern des ersten und des zweiten Lichtwellenleiters. Zwischen den als schwarze Ringe gezeichneten Lichtleitfasern 38 sind die als schwarze Kreisflächen gezeichneten Lichtleitfasern 40 des zweiten Lichtwellenleiters angeordnet, wobei sich daraus ein kombinierter Lichtwellenleiter ergibt, dessen einzelne Fasern unterschiedliche Funktionen ausüben.
Beide möglichen Anordnungen der Lichtleitfasern sind im Schnitt länglich (vgl. Fig. 3a) , da bei einem typischen Abstand von 20 mm zwischen der Linse und der Nadel die Justierung so erfolgen muß, daß die ebenfalls längliche Nadel von einem Lichtfleck getroffen wird, eine benachbarte Nadel aber nicht.
Die Figuren 4A und 4B zeigen zwei bevorzugte Gestaltungen von Lichtwellenleitern, die jeweils aus einer Vielzahl von einzelnen feinen Lichtleitfasern zusammengefügt sind. Die Figuren 4A und 4B zeigen jeweils eine stirnseitige Draufsicht auf das Ende der Lichtwellenleiter mit den einzelnen Lichtleitfasern, die jeweils als Kreise dargestellt sind. Wie zu erkennen ist, sind die Lichtleitfasern möglichst dicht aneinander gepackt, d. h. die Zwischenräume zwischen den Lichtleitfasern sind möglichst gering. Diejenigen Glasfaserenden, aus denen Licht austritt, sind mit "S" (für Sender) bezeichnet, diejenigen Glasfaserenden, in die Licht eintritt, sind mit "E" (für Eintritt) bezeichnet.
Wie den Figuren 4A und 4B zu entnehmen ist, ist die Anordnung der Lichtleitfasern so, daß jeweils ein Glasfaserende (S) , aus dem Licht austritt, von einer möglichst großen Anzahl von Glasfaserenden (E) umgeben ist, in die reflektiertes Licht eintritt.
Bei der Variante gemäß Figur 4A wird dies dadurch erreicht, daß jeweils Reihen a, b, c, d von Glasfaserenden abwechselnd so geschaltet sind, daß eine Reihe (in Figur 4A von oben nach unten gesehen) als Lichtempfänger "E" wirkt, während die nachfolgende Reihe als Lichtsender "S" wirkt usw. In den Figuren 4A und 4B sind nicht alle Glasfaserenden dargestellt, sondern nur beispielhaft einige. Eine typischer Anordnung sind 8 bis 40 Lichtleitfasern pro Lichtwellenleiter.
Bei der Variante gemäß Figur 4B ist die Anordnung der Lichtleitfasern so, daß sich jeweils in einer Reihe empfangende "E" und sendende "S" Lichtleitfasern abwechseln. Wie Figur 4B zu entnehmen ist, gilt dieses Abwechseln der Funktionen zwischen benachbarten Glasfaserenden nicht nur in den Reihen von oben nach unten, sondern auch in schräg dazu verlaufenden Reihen von einander benachbarten Lichtleitfasern. Es hat sich gezeigt, daß bei den Ausfuhrungsbeispielen gemäß den Figuren 4A und 4B eine erheblich bessere Signalausbeute erreichbar ist. Die Signalausbeute läßt sich auch dadurch weiter fördern, daß bei Verwendung einer Linse (Figur 2, 28) die Abbildung geringfügig unscharf gestellt wird. Diese Unscharfe der optischen Abbildung bewirkt, daß von einer sendenden Glasfaser S ausgesandtes Licht nach Reflexion an der Nadel in die benachbarten, empfangenden Lichtleitfasern E gelangt.
In Figur 5 ist eine zweite Ausführungsform eines Lichtabtastkopfs für z.B. Nadeln in Rundstrickmaschinen gezeigt, bei dem ein erster Lichtwellenleiter 42 und ein zweiter Lichtwellenleiter 44 in einer Führungshülse 46, die aus einer Hülse 48 hervorragt, bis in die Nähe der Nadel geführt werden. Der Abstand zwischen dem Lichtabtastkopf und der Nadel kann auf diese Weise bis auf weniger als 3 mm, bevorzugt weniger als 2 mm und besonders bevorzugt weniger als 1 mm reduziert werden. Die Lichtwellenleiter haben dabei hinreichende mechanische Stabilität, um eine einmal eingestellte Justierung beizubehalten. Entlang ihrer Berührungslinie können die beiden Lichtwellenleiter aneinander befestigt sein (z. B. durch Klebung oder dergleichen).
Figur 5a zeigt ein gegenüber den Ausfuhrungsbeispielen nach den Figuren 2 bis 5 abgewandeltes Ausführungsbeispiel aus Lichtleitfasern 26 ' , 30 ', die in einen Homogenisierer H münden. Der Homogenisierer H kann z.B. ein massiver Block aus lichtleitendem Material sein. Er hat die Wirkung, daß die Strahlung an seinem Austrittende 27 homogen (d.h. weitgehend gleichmäßig verteilt) austritt und so mittels der Linse 28 auf die Nadel 10 gerichtet wird. Auch die von der Nadel 10 reflektierte und über die Linse 28 abgebildete Strahlung gelangt über den Homogenisierer in den Lichtlei- ter 30' zum Empfänger E. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das Meßsignal nicht abhängig ist von der örtlichen Lage der jeweils wirksamen Lichtleiter beim Aussenden der Strahlung auf die Nadel und auch beim Empfang reflektierter Strahlung. Die Figur 5b zeigt schematisch eine Ansicht auf den Homogenisierer H in Figur 5a von rechts, dort wo die Lichtwellenleiter 26', 30' in den Homogenisierer münden. Wie dargestellt ist, sind die Querschnitte der Lichtwellenleiter etwa so bemessen, daß sie nebeneinander sich über den gesamten Durchmesser des Homogenisierers erstrecken. Figur 5c zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Figur 5a, wobei eine Vielzahl von Lichtwellenleitern zwischen dem Sender Se und dem Homogenisierer bzw. zwischen dem Empfänger Em und dem Homogenisierer H angeordnet sind. Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5c ist gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Figur 5b dahingehend abgewandelt, daß die zwei Lichtwellenleiter ersetzt sind durch eine Vielzahl von Lichtwellenleiter, von denen eine Gruppe (S) das Licht vom Sender Se zum Homogenisierer H führt und eine andere Gruppe (E) das Licht vom Homogenisierer H zum Empfänger Em.
In Figur 6a ist nun eine Folge von Signalen gezeigt, wie sie in Abhängigkeit von der Zeit aufgenommen wird, wenn Nadeln 50, die über den Signalen abgebildet sind, durch den von dem Lichtabtastkopf ausgestrahlten Lichtstrahl laufen und das reflektierte Licht gemessen wird. Jeder Nadel 50 entspricht ein Puls 52 in der Signalfolge. Im gezeigten Beispiel sind die Nadeln 50 nicht gleichmäßig voneinander beabstandet, sondern es fehlen einige Nadeln, damit ein Muster gebildet wird. In der Strickmaschine sind also Nadel- Aufnahmen äquidistant vorgesehen, wobei nicht notwendig alle Nadel-Aufnahmen mit jeweils einer Nadel bestückt sind, je nach dem herzustellenden Strick-Muster. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6a ist jeweils eine Nadel- Aufnahme zwischen zwei besetzten Aufnahmen nicht bestückt. Die in Figur 6 gezeigte Zeitfolge der Signale entspricht der Geschwindigkeit der Strickmaschine, d. h. der zeitliche Abstand t zweier Signale ist der Quotient aus dem geometrischen Abstand zweier Loch-Aufnahmen und der Bewegungsgeschwindigkeit der Strickmaschine (und damit auch der Bewegungsgeschwindigkeit der Nadeln) .
In Figur 6b sind übereinander über der Zeitskala t jeweils auf der Ordinate die Signalhöhen aufgetragen, d. h. die Höhe des aufgrund des reflektierten Lichtes am Emfpänger erzeugten elektrischen Signals. Weiterhin zeigt die Figur 6b in ihrer oberen Abbildung einen gestrichelt dargestellten Schwellenwert SW. Über ein Schwellwertkriterium werden die Pulse 52 digitalisiert, und es werden Rechteckpulse 54 ausgegeben. Der mittlere Abstand zwischen zwei Pulsen beträgt entweder t oder ein ganzzahliges Vielfaches davon. Es ergibt sich ein digitales Muster, das als Zahlenfolge dargestellt werden kann, wie im unteren Teil von Figur 6b zu sehen ist. Dieses Muster repräsentiert das Strickmuster. Bei Installation des Lichtabtastsystems wird mit intakten, richtig angeordneten Nadeln eine Grundsignalfolge aufgenommen. Bevorzugt ist diese Grund- signalfolge eine Mittelung der von dem vom Empfänger in der Steuereinheit aufgenommenen Signale über mehrere Umdrehungen der Rundstrickmaschine. Es ist andererseits auch möglich, die Signalfolge solange zu messen, bis sie sich reproduziert, d. h. bei einer Rundstrickmaschine können so viele Runden gemessen werden, bis die zuvorgemessene Signalfolge sich wiederholt, bzw. bei einer linear arbeitenden Maschine können so viele periodische Durchläufe hintereinander gemessen werden, bis die gleiche Signalfolge mit hinreichender Reproduzierbarkeit auftritt. Allgemein gesprochen, können also mehrere Umdrehungen bzw. Durchläufe ausgewertet werden. Bei jeder Inbetriebnahme der Rundstrickmaschine wird nun eine Referenzsignalfolge aufgenommen, ebenfalls idealerweise als Mittelung über mehrere Umdrehungen der Rundstrickmaschine. Es ist klar, daß, da die Referenzsignalfolge wahrscheinlich mit einer anderen Nadel beginnt als die Grundsignalfolge, sich diese Signalfolgen nicht direkt decken, sondern eine Signalfolge zeitlich in bezug auf die andere verschoben werden muß bis zur Deckung. Dies ist auch der Grund für die Aufnahme der Referenzsignalfolge zusätzlich zur Grundsignalfolge. Stimmt die Referenzsignalfolge auch bei allen möglichen Verschiebungen des Nullpunkts nicht mit der Grundsignalfolge überein, wird die Rundstricknahme nicht in Betrieb genommen.
Ansonsten wird im Betrieb der Rundstrickmaschine die fortlaufend erfaßte Signalfolge mit der Referenzsignalfolge verglichen. Die Referenzsignalfolge gibt Auskunft über den Sollabstand zur jeweils nächsten Nadel in Einheiten von t. Als Kriterium für eine Abweichung gilt, daß der zeitliche Abstand zwischen zwei Pulsen von dem Sollabstand um einen bestimmten Schwellwert zwischen zwei Pulsen überschritten wird. Die Maschine wird dann abgeschaltet, wenn diese Abweichung über eine oder mehrere Umdrehungen der Rundstrickmaschine auftritt.
Bei dem Vergleich der Grundsignalfolge mit den während des Betriebs der Maschine oder gegebenenfalls während einer Betriebspause aufgenommenen Signalfolgen muß der Computer bei Anwendung der vorstehend genannten Methode, also dem zeitlichen Verschieben der beiden Signalfolgen bis zur Deckung (Übereinstimmung) einen erheblichen Rechenaufwand leisten, was in ungünstigen Fällen durchaus Zeit kosten kann. Es ist aber höchst erwünscht, eine defekte oder gebrochene Nadel möglichst ohne Zeitverzögerung festzustellen, um die Maschine möglichst kurzzeitig nach Auftreten des Fehlers ab- stellen zu können. Hierzu wird ein besonderes Verfahren vorgeschlagen, das anhand der Figur 7a bis 7f erläutert wird.
Die Figuren 7a bis 7f zeigen mögliche Grundsignalfolgentypen, nämlich insgesamt fünf Typen, wobei die Figuren 7e und 7f als im wesentlichen der gleiche Typ aufgefaßt werden. Die Figuren 7a bis 7f entsprechen also möglichen Anordnungsmustern von Nadeln in der Strickmaschine, und zwar der intakten Nadeln der vorgesehenen Anordnung. Man kann also, mit anderen Worten, die Figuren 7a bis 7f sowohl als direkte Anordnung der Nadeln verstehen oder auch als das zeitliche Auftreten der an den Nadeln reflektierten Strahlung am Empfänger. Beides sind in diesem Kontext äquivalente Informationen. Dargestellt ist in den Figuren 7a bis 7f jeweils eine Runde einer Rundstrickmaschine bzw. ein Durchlauf bei einer linear arbeitenden Maschine.
Es versteht sich, daß in den Figuren 7a bis 7f die besetzten Nadelstellen immer mit einem Strich gekennzeichnet sind und die unbesetzten Nadelstellen mit dem Symbol "0".
Figur 7a zeigt eine Rundstrickmaschine, bei der alle Nadelpositionen besetzt sind, d. h. das Strickgut wird mit allen Nadeln hergestellt. Dies ist der erste Grundsignalfolgen- typ. Es ist unmittelbar einsichtig, daß die Auswertung einer beim Betrieb der Maschine gemessenen Signalfolge mit diesem Grundsignalfolgetyp höchst einfach ist. Fehlt eine einzige Nadel, ergibt sich der Fehler sofort gemäß einem einfachen Auswertealgorithmus durch Feststellen einer einzigen Fehlstelle oder mehrere Fehlstellen. Es braucht in diesem Falle, d. h. bei diesem Grundsignalfolgetyp gemäß Figur 7a, grundsätzlich auch kein Verschieben der gemessenen Signalfolge bis zur Deckung mit der Grundsignalfolge durchgeführt zu werden. Es wird also bei diesem Meßverfahren gemäß der Darstellung in den Figuren 7a bis 7f vom Benutzer des Systems mit entsprechend programmierter Software vorab vor dem Inbe- triebnehmen der Strickmaschine die Grundsignalfolge mit intakten, richtig angeordneten Nadeln aufgenommen (oder diese Information auf andere Weise in den Rechner eingegeben) und der Rechner stellt dann fest, welchem Grundsignalfolgetyp (gemäß den Fig. 7a bis 7f) diese konkrete Grundsignalfolge entspricht. Gemäß dieser Zuordnung der tatsächlichen Grundsignalfolge zu einem Grundsignalfolgetyp erfolgt dann die Auswertung der später während des Betriebs der Maschine gemessenen Signalfolgen entsprechend ausgewählten Algorithmen, wobei für die unterschiedlichen Grundsignalfolgetypen jeweils unterschiedliche Algorithmen verwendet werden können, damit die Auswertezeit möglichst reduziert werden kann. Mit anderen Worten: Dieses Verfahren macht sich die Erkenntnis zu Nutze, daß alle bei den hier in Rede stehenden Strickmaschinen auftretenden Na- delanordnungsmuster in eine bestimmte, endliche Anzahl von Klassen, entsprechend den Grundsignalfolgetypen, eingeordnet werden können. Für diese Klassen können dann "maßgeschneiderte" Auswertealgorithmen für den Vergleich der beim Betrieb der Maschine gemessenen Signalfolgen mit den jeweiligen Grundsignalfolgen eingesetzt werden, was die erforderlichen Rechenzeiten ganz beträchtlich verkürzt und somit dazu führt, daß bei Auftreten eines Fehlers die Maschine relativ schnell abgestellt werden kann.
Figur 7b zeigt einen zweiten Grundsignalfolgentyp, bei dem nur eine Nadel fehlt. Auch hier ergibt sich ein einfacher Auswerte-Algorithmus beim Vergleich einer beim Betrieb der Maschine gemessenen Signalfolge mit der Grundsignalfolge, z.B. braucht nur ermittelt zu werden, ob mehr als eine Nadel fehlt. Ein Verschieben der Signalfolge bis zur Dek- kungsgleichheit mit der Grundsignalfolge würde hingegen wesentlich mehr Zeit erfordern.
Figur 7c zeigt einen dritten Grundsignalfolgentyp, bei dem mehrere Nadeln fehlen und keine periodische Ordnung innerhalb der Runde festgestellt werden kann. Dies ist sozusagen der "schwierigste Typ" hinsichtlich der Auswertung. Hier kann die Auswertung z. B. so erfolgen, daß das Verschieben der Signalfolge bis zur Deckungsgleichheit durchgeführt wird. Für die anderen Grundsignalfolgetypen ergibt sich aber eine beträchtliche Einsparung an Rechenzeit. Der Grundsignalfolgentyp nach Figur 7c erfaßt alle Nadelfolgen, die nicht in eine der anderen Typen (Figur 7a,b,d,e,f) eingeordnet werden können. Er tritt in Praxis relativ selten auf.
Figur 7d zeigt einen Grundsignalfolgetyp, bei dem das Muster streng periodisch ist, d. h. innerhalb der dargestellten Runde wiederholt sich mehrfach eine vorgegebene Folge von besetzten Nadelstellen und freigebliebenen Nadelstel- len. Liegt bei der mit Nadeln versehenen Strickmaschine ein Nadelmuster gemäß Figur 7d vor, genügt es, die Periodizitat des Musters festzustellen und bei dem Vergleich der Signalfolge mit der Grundsignalfolge auf diese Periodizitat abzustellen.
Die Figuren 7e und 7f zeigen zwei Grundsignalfolgentypen mit ähnlicher Auswertestruktur, nämlich 7e ein Muster, bei dem eine oder mehrere "negative" Störungen innerhalb einer Periode vorliegen, d. h. eine vollständige Periodizitat mit einer Abweichung ("Störung") in einer einzigen Periode.
Figur 7f zeigt ein Muster mit zu Figur 7e analoger Struktur, wobei eine oder mehrere "positive" Störungen innerhalb einer einzigen Periode auftreten, d. h. es liegt über eine Runde weitestgehend eine Periodizitat mit sich wiederholenden MikroStrukturen vor, wobei eine oder mehrere Nadeln zusätzlich eingesetzt sind, die eine mehr oder weniger geringe Störung dieser reinen Periodizitat bedeuten. Die vorstehend genannten "Störungen" sind keine Fehler der Nadeln, sondern das gewünschte Nadelmuster. In den Figuren 7e und 7f ist jeweils nur eine "Störung" gezeichnet.
Bei der Auswertung einer Signalfolge bei einer Strickmaschine, deren Nadeln entsprechend den Grundsignalfolgetypen gemäß den Figuren 7e oder 7f gesetzt sind, wird ein Algorithmus eingesetzt, der relativ schnell zu einem Ergebnis beim Vergleich der Signalfolge mit der Grundsignalfolge führt. Z.B. kann der Bereich ermittelt werden, in dem die Störstellen liegen und die Signalfolge kann sofort um eine solche Zeitspanne verschoben werden, daß diese Bereiche übereinander liegen, so daß dann bei dem Vergleich eine Abweichung zwischen Signalfolge und Grundsignalfolge relativ leicht feststellbar ist.
Figur 8 zeigt eine Feinheit bei Durchführung aller vorstehend beschriebenen Verfahren, die sich auf das zeitliche Auftreten der Signale des reflektierten Lichts bezieht. Wie oben erläutert ist, sind die Nadeln gemäß einem gewünschten Anordnungsmuster in der Strickmaschine gesetzt oder sie werden gemäß diesem Muster aktiviert. Die vorstehend beschriebenen Verfahren beruhen auf einer Messung des von den Nadeln reflektierten Lichts. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Nadeln im Betrieb von ihrer idealen Soll-Stellung abweichen können, ohne daß dies unbedingt einen Fehler zu bedeuten braucht. Z.B. können die Nadeln mehr oder weniger verbiegen. Bei Herstellung hochwertiger Qualitäten müssen die Nadeln relativ exakt in der Soll-Stellung stehen. Bei geringeren Qualitäten können geringere Anforderungen hinsichtlich der Übereinstimmung der Ist-Stellung der Nadeln mit ihrer Soll-Stellung hingenommen werden. Diesen unterschiedlichen Anforderungen wird die anhand der Figur 8 nun erläuterte Variante der Verfahren gerecht. Figur 8 zeigt beispielhaft über der Zeit zwei aufeinanderfolgende Signale einer Signalfolge. Die Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Signalen (entsprechend zwei benachbarten Nadeln) ist t. Das gemessene, von den Nadeln reflektierte Licht hat z. B. den in Figur 8 schematisch gezeigten Verlauf (also die gezeigte Pulsform) . Entsprechend dem Abstand der Nadeln muß also jeweils ein Signal aus reflektiertem Licht nach jeweils Zeitspannen von t oder einem ganzzahligen Vielfachen von t auftreten, letzteres gilt, wenn eine oder mehrere Nadelstellen nicht besetzt sind. Das erfin- dungsgemäße Verfahren gemäß dieser Variante sieht vor, daß für das zeitliche Auftreten der Meßsignale Zeitfenster vorgegeben werden, die in Figur 8 mit -Δt und +Δt dargestellt sind. Wird die Zeitspanne Δt relativ klein gewählt, ist die hingenommene Toleranz hinsichtlich des Auftretens des Meß- signals relativ klein, d. h. die Qualität des Produktes relativ hoch. Wird das Zeitfenster relativ groß eingestellt, werden auch relativ geringere Qualitäten hingenommen. Diese Einstellbarkeit wird in der Programmierung des vorgesehenen Rechners berücksichtigt, d. h. der Benutzer der Maschine kann wahlweise unterschiedliche Werte für das Verhältnis (den Quotienten) Δt/t vorgeben, z. B. Werte von 5 % bis 40 %.
Die vorstehend beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren lassen sich auch bei einem speziellen Typ von Strickmaschinen vorteilhaft einsetzen, der z.B. Strumpfhosen oder dergleichen erzeugt. Dabei werden Nadeln (elektromagnetisch oder auch herkömmlicherweise mechanisch) zeitabhängig mehr oder weniger in Funktionsstellungen vorgeschoben. Dieses Vorschieben erfolgt bei moderneren Systemen durch den Steuerungsrechner, der jeweils den Nadeln zugeordnete So- lenoide steuert. Bei solchen Systemen ist die Durchführung der oben beschriebenen Verfahren im Betrieb nicht möglich, weil die Nadeln nicht ständig in ihrer Betriebsstellung sind. Allerdings kann das Verfahren gleichwohl durchgeführt werden, wenn nämlich dem Lichtabtastsystem mit seinem Auswerterechner (R) das Auftreten eines sich wiederholenden überwachbaren Zustandes durch ein von der Maschine abgeleitetes Steuersignal mitgeteilt wird. Dies gilt z.B. in Pausen zwischen zwei Arbeitsgängen, d. h. in denjenigen Zeitspannen, in denen die Maschine nicht tatsächlich strickt, also auf das nächste herzustellende Strickgut wartet. In diesen "Pausen" ist z.B. eine Anwendung der oben beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren möglich, nämlich derart, daß die Rechnersteuerung einen Befehl an alle Nadeln gibt, in ihre vorgesehene Betriebsstellung zu gehen. Damit haben die Nadeln dann das vorgesehene Anordnungsmuster und erzeugen somit eine entsprechende Signalfolge, die vom Lichtabtastkopf ermittelt werden kann, wie oben beschrieben ist. Die ermittelte Grundsignalfolge kann dann z.B. in die Klassifizierung der Grundsignalfolgentypen eingeordnet werden und das oben erläuterte Verfahren kann durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Lichtabtastkopf für Nadeln in Strickmaschinen, insbesondere Rundstrickmaschinen, mit einem ersten Lichtwellenleiter (22, 24), der ein erstes Ende zum Einspeisen von Lichtstrahlung und ein zweites Ende (26) zum Abstrahlen des Lichts auf eine Nadel hat, und einem zweiten Lichtwellenleiter (22, 24), der ein erstes Ende (30) hat, das so nahe an dem zweiten Ende des ersten Lichtwellenleiters liegt, daß von der Nadel reflektierte Strahlung in den zweiten Lichtwellenleiter eintritt, und der ein zweites Ende hat, aus dem die reflektierte Strahlung austritt, um einer Auswerteeinheit zugeführt zu werden.
2. Lichtabtastkopf für Nadeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem zweiten Ende (26) des ersten Lichtwellenleiters und dem ersten Ende (30) des zweiten Lichtwellenleiters eine Linse (28) und/oder ein Homogenisierer (H) angeordnet ist.
3. Lichtabtastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (26) des ersten Lichtwellenleiters (22) und das erste Ende (30) des zweiten Lichtwellenleiters (24) direkt in die Nähe der Nadel geführt sind.
4. Lichtabtastkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den genannten Enden (26, 30) und der Nadel im Bereich von 0 , 5 mm bis 4 mm, insbesondere im Bereich von 1 bis 2 mm liegt.
5. Lichtabtastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (22, 24) aus optischen Fasern (32, 34) bestehen, die im Querschnitt zusammen eine längliche Anordnung bilden, wobei die Fasern (32) des ersten Lichtwellenleiters (22) von den Fasern (34) des zweiten Lichtwellenleiters (24) entlang der längeren Richtung durch eine Folie (36) getrennt sind.
6. Lichtabstastkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Nadel (10) und der Linse (28) im Bereich von 5 bis 30 mm, insbesondere im Bereich von 10 bis 20 mm liegt.
7. Lichtabtastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (42, 44) aus einer Vielzahl von optischen Fasern bestehen, die zumindest an ihren der Nadel zugekehrten Enden dicht aneinander gepackt sind, wobei lichtabstrahlende Enden (S) und lichtempfangende Enden (E) der einzelnen Fasern so angeordnet sind, daß in unmittelbarer Nähe jedes abstrahlenden Faserendes (S) eine maximale Anzahl von empfangenden Faserenden (E) liegt.
8. Lichtabtastkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß lichtabstrahlende Faserenden (S) und lichtempfangende Faserenden (E) in dichter Reihung jeweils abwechselnd angeordnet sind.
9. Lichtabtastsystem für Nadeln in Strickmaschinen, insbesondere Rundstrickmaschinen, mit einer Steuereinheit, die mindestens eine Lichtquelle und eine Auswerteeinheit mit einem Empfänger umfaßt, mindestens einem ersten (22, 42) und einem zweiten (24, 44) Lichtwellenleiter, wobei der erste Lichtwellenleiter (22, 42) ein erstes Ende hat, das mit der Lichtquelle verbunden ist, um Licht in den ersten Lichtwellenleiter (22, 42) einzuspeisen, und ein zweites Ende (26) hat, das zum Abstrahlen des Lichts auf eine Nadel angeordnet ist, und wobei der zweite Lichtwellenleiter (24, 44) ein erstes Ende (30) hat, das so nahe an dem zweiten Ende des ersten Lichtwellenleiters (22, 42) befestigt ist, daß von der Nadel reflektierte Strahlung in den zweiten Lichtwellenleiter (24, 44) eintritt, und ein zweites Ende hat, das mit der Auswerteeinheit verbunden ist, so daß die reflektierte Strahlung dem Empfänger zugeführt wird.
10. Lichtabtastsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem zweiten Ende (26) des ersten Lichtwellenleiters und dem ersten Ende (30) des zweiten Lichtwellenleiters eine Linse (28) und/oder ein Homogenisierer (H) angeordnet ist.
11. Lichtabtastsysten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (26) des ersten Lichtwellenleiters (22) und das erste Ende (30) des zweiten Lichtwellenleiters (24) direkt in die Nähe der Nadel geführt sind.
12. Lichtabtastsysten nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den genannten Enden (26, 30) und der Nadel im Bereich von 0 , 5 mm bis 4 mm, insbesondere im Bereich von 1 bis 2 mm liegt.
13. Lichtabtastsystem nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (22, 24) aus optischen Fasern (32, 34) bestehen, die im Querschnitt zusammen eine längliche Anordnung bilden, wobei die Fasern (32) des ersten Lichtwellenleiters (22) von den Fasern (34) des zweiten Lichtwellenleiters (24) entlang der längeren Richtung durch eine Folie (36) getrennt sind.
14. Lichtabtastsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Nadel (10) und der Linse (28) im Bereich von 5 bis 30 mm, insbesondere im Bereich von 10 bis 20 mm liegt.
15. Lichtabtastsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (42, 44) aus einer Vielzahl von optischen Fasern bestehen, die zumindest an ihren der Nadel zugekehrten Enden dicht aneinander gepackt sind, wobei lichtabstrahlende Enden (S) und lichtempfangende Enden (E) der einzelnen Fasern so angeordnet sind, daß in unmittelbarer Nähe jedes abstrahlenden Faserendes (S) eine maximale Anzahl von empfangenden Faserenden (E) liegt.
16. Lichtabtastsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß lichtabstrahlende Faserenden (S) und lichtempfangende Faserenden (E) in dichter Reihung jeweils abwechselnd angeordnet sind.
17. Verfahren zum Überprüfen von Nadeln in Strickmaschinen, insbesondere Rundstrickmaschinen, mit einem Lichtabtastsystem, bei dem
Lichtwellenleiter so angeordnet werden, daß an ihnen vorbeilaufende Nadeln von einem ersten Lichtwellenleiter (22, 42) abgestrahltes Licht reflektieren und von den Nadeln reflektiertes Licht in einen zweiten Lichtwellenleiter (24, 44) gelangt, um mi einem Empfänger Signalfolgen bezüglich des reflektierten Lichtes aufzunehmen, und mit intakten, richtig angeordneten Nadeln eine Grundsignalfolge der von den vom Empfänger erfaßten Signale über einen oder mehrere Durchläufe der Strickmaschine bzw. eine oder mehrere Umdrehungen der Rundstrickmaschine aufgenommen und/oder eine den vorgesehenen Positionen der Nadeln zugeordnete Grundsignalfolge in einem Speicher der Steuereinheit abgelegt wird, vor oder im Betrieb der Maschine eine Signalfolge der von dem vom Empfänger erfaßten Signale über einen oder mehrere Durchläufe bzw. Umdrehungen der Maschine aufgenommen wird, - die aufgenommene Signalfolge mit der Grundsignal- folge verglichen wird, wobei eine Fehlermeldung erfolgt, wenn sich die Signalfolge nicht mit der Grundsignalfolge hinreichend in Übereinstimmung bringen läßt oder eine Abweichung zwischen Grundsignalfolge und Signalfolge ermittelt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale mittels eines Schwellwertkriteriums digitalisiert werden, so daß die digitalisierten Signale den zeitlichen Abstand des Vorbeilaufens der Nadeln repräsentieren.
19. Verfahren nach Anspruch 17 , dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium dafür, daß die Übereinstimmung nicht hinreichend ist, eine Abweichung des zeitlichen Abstands der Signale von der Grundsignalfolge ermittelt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung über ein zeitliches Schwellwertkriterium ermittelt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für die zeitlichen Abstände der vom Empfänger erfaßten Signale der Signalfolge ein Wert vorgegeben oder vom Gerät ermittelt wird, der der Bewegungsgeschwindigkeit der Strickmaschine und dem vorgegebenen Abstand der möglichen Positionen von Nadeln entspricht, wobei beim genannten Vergleich ermittelt wird, ob die Signale einen zeitlichen Abstand haben, der einem ganzzahligen Vielfachen des kleinsten Abstandes zweier benachbarter Nadeln entspricht.
22. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß möglichen Anordnungsmustern der Nadeln entsprechende Grundsignalfolgentypen (7a - 7f) definiert und in einem Rechner (R) abgespeichert werden, daß eine mit intakten, richtig angeordneten Nadeln aufgenommene Grundsignalfolge einer der Grundsignalfolgentypen (7a - 7f) zugeordnet wird, und daß der Vergleich der aufgenommenen Signalfolge mit der Grundsignalfolge in Abhängigkeit vom zugeordneten Grundsignalfolgentyp erfolgt.
23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme der Grundsignalfolge und/oder der Signalfolge für das zeitliche Auftreten der Signale des reflektierten Lichts Zeitfenster (± Δt) einstellbar sind.
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