WO2006029768A1 - Vorrichtung und verfahren zum ablegen eines spinnkabels - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum ablegen eines spinnkabels Download PDF

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WO2006029768A1
WO2006029768A1 PCT/EP2005/009710 EP2005009710W WO2006029768A1 WO 2006029768 A1 WO2006029768 A1 WO 2006029768A1 EP 2005009710 W EP2005009710 W EP 2005009710W WO 2006029768 A1 WO2006029768 A1 WO 2006029768A1
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tow
movement
depositing
robot
conveyor
Prior art date
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PCT/EP2005/009710
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English (en)
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Inventor
Bernhard Schoennagel
Olaf Schwarz
Matthias Strebe
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Saurer Gmbh & Co. Kg
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/76Depositing materials in cans or receptacles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/76Depositing materials in cans or receptacles
    • B65H54/78Apparatus in which the depositing device or the receptacle is reciprocated
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/31Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a device for laying a spinning cable according to the preamble of claim 1 and a method for depositing a spinning cable according to the preamble of claim 9.
  • a spinnka bel is required by means of a conveying means in a jug.
  • the conveying means is reciprocated by means of a movement in an oscillating manner in several directions of movement.
  • the conveying means is held in a first pivotable carrier, which can be pivoted back and forth by a drive transversely to the conveying direction.
  • the pivot axis of the first carrier is formed on a second carrier, which performs a superimposed transverse pivoting movement, so that the conveyor can be guided in two orthogonal axes.
  • the carriers are arranged for this purpose in a machine frame above a jug, wherein the carrier can be guided by means of a linear guide between two storage positions.
  • the known device and the known method have the advantage that the can to be filled can be held fixedly in a storage position during the depositing of the tow.
  • the leadership of the tow for storage in the pot is done exclusively by the movement of the conveyor, so that the tow is required in response to the respective position of the conveyor targeted in the pot.
  • the object of the invention is to provide a device and a method in which each type of can is filled with a uniform and very high filling density.
  • a further object of the invention is to provide a device and a method for depositing a tow which can be installed in a simple manner, independently of the environment.
  • the object is erf ⁇ ndungshiel by a device having the features of claim 1 and by the method according to the features of claim 9 and 13 solved.
  • the device according to the invention turns away from the previously known in the prior art solutions completely. It is thus known that such depositing devices are held together with the upstream spinning devices in machine frames in order to obtain a defined yarn path of the spinning cable until it is deposited in the can.
  • the device according to the invention is released from the intent to arrange the conveyor in a machine frame above the can.
  • As a means of movement for the funding a multi-axis robot is used according to the invention, so that the funding is held at the free end of a robot arm.
  • movements of the conveying means for conveying and depositing the spinning cable into the jug can be carried out with a maximum degree of freedom.
  • the robot has at least three movement axes, by means of which the movements of the conveying means for depositing the spinning cable and filling the can are executable and controllable.
  • the movements of the conveying means for depositing the spinning cable and filling the can are executable and controllable.
  • at least three movements can thus be superimposed in order to obtain a uniform storage of the spinning cable over the cross section of the jug.
  • the robot In order to obtain a continuous flow of the tow in the storage, at least two cans are assigned to the funding, which are alternately filled.
  • the robot it is particularly advantageous for the robot to have at least five axes of motion in order to be able to position the conveying means alternately to the cans in addition to the filling of the individual cans.
  • the conveying means is preceded by a deflecting roller for guiding the spinning cable
  • the conveyor and the guide roller are preferably held on a support plate which is fixedly connected to the robot arm at the end of the robot arm.
  • the development of the device according to the invention is particularly preferred in which the movement of the robot arm is controlled such that the carrier plate executes a pivoting movement about a virtual pivot axis through the axis of the guide roller is formed.
  • the feed of the tow thus remains influenced by the pivotal movement of the conveyor.
  • a second pivoting movement is preferably initiated by the movement of the robot arm such that the carrier plate is pivotable about a second virtual pivot axis, which is formed tangentially to the deflection roller at the level of the incoming tow cable.
  • the conveying means is preferably formed by two driven halyard rollers, which cooperate to convey the spinning cable.
  • As cans rectangular cans or round cans can be used to accommodate the spun quilt.
  • the method according to the invention in which the direction of movement of the movements of the conveying means for depositing the tow is freely selected and adjusted, is characterized in particular by the fact that the tow can be deposited in arbitrarily shaped cans with a uniform filling density.
  • throws in the deflection points when storing the tow can be avoided.
  • the flexibility for forming storage patterns in the pot can be improved by changing and adjusting the movement amplitudes of the movements of the conveyor and / or the speeds of the movements of the conveyor for depositing the tow, depending on the geometry of the pot. In this case, maximum flexibility is achieved in that the movements of the conveying means are changed and set independently of one another in the direction of movement, the amplitude of movement and / or the speed.
  • the method according to the invention in which the movement sequence of the conveying means is predetermined by a control algorithm of a robot which guides the conveying means with its robot arm, is characterized by the fact that, in addition to the high flexibility in depositing the spinning cable, a very high reproducibility is achieved the filling of the cans is achieved.
  • the uniformity of the filling levels of the individual cans in particular has an advantageous effect in the further processing process since, as a rule, a plurality of spinning cables are withdrawn simultaneously from a plurality of cans and combined to form a tow. Due to the uniform filling and a uniform deduction of the tow is guaranteed.
  • fiber type and can can be deposited advantageously several control algorithms for the robot, which are available to an operator for selection, so that one adapted to the process and Optimized filling of the pot is guaranteed.
  • the device according to the invention and the method according to the invention are particularly suitable for continuously depositing the synthetic fiber bundles which have been brought together in a two-stage staple fiber process into cans.
  • the device according to the invention is directly one Spinning device assigned by which one or more fiber bundles are spun from a polymer melt.
  • FIG. 2 shows schematically several views of a first exemplary embodiment of the device according to the invention with an upstream spinning device
  • FIG. 4 shows schematically several views of the device according to the invention according to FIG. 1 and FIG. 2
  • FIG. 1 shows a front view of the complete system
  • FIG. 2 shows a partial view of the depositing device.
  • a spinning device 1 In the first embodiment, a spinning device 1, a withdrawal unit 7, a storage device 18 and a can station 19 are shown to form a tow in a process step of melt-spun fibers and place in a pot.
  • the spinning device 1 has a plurality of spinnerets 2.1, 2.2 and 2.3, to which a polymer melt is supplied under pressure. Melt preparation and melt feed are not described in more detail in this embodiment.
  • a cooling device 3.1, 3.2 and 3.3 are respectively arranged below the spinnerets 2.1, 2.2 and 2.3, in order to cool the freshly spun fibers.
  • the cooling devices 3.1, 3.2 and 3.3 are preferably formed by blow molding, in which a generated cooling air flow flows through the fibers from the inside to the outside.
  • one or more preparation rollers 5.1, 5.2 and 5.3 are provided to form the fibers to the fiber bundles 4.1, 4.2 and 4.3.
  • the fiber bundles 4.1, 4.2 and 4.3 are combined to form a tow 6 and withdrawn through the withdrawal unit 7 from the spinning device 1.
  • the draw-off unit 7 has a plurality of draw-off rollers 8, which are partially wound by the tow 6.
  • the take-off rolls 7 are driven and drive the tow 6 to the depositing device 18th
  • the depositing device 18 has a conveying means 10, which is formed from two cooperatively driven winder rollers 11.1 and 11.2.
  • the reel rollers 11.1 and 11.2 are preceded by a deflection roller 9 through which the tow 6 guided by the withdrawal unit 7 is guided.
  • the guide roller 9 is cantilevered on a support plate 13. On the back of the support plate 13, the guide roller 9 is coupled to a roller motor 14. Below the guide roller 9, the reel rollers 11.1 and 11.2 cantilevered on the solicit ⁇ plate 13 are mounted. Each of the reel rollers 11.1 and 11.2 is driven by a arranged on the back of the support plate 13 reel drive 15.
  • the support plate 13 is fixedly connected at the upper area laterally in the deflection roller 9 with a robot arm 16 of a multi-axis robot 12.
  • the robot 12 can be formed here by a commercial industrial robot, for example, type KR500 Kuka.
  • the carrier plate 13 can be guided and held by the robot arm 16 in several directions of movement.
  • the robot 12 is arranged above the can station 19.
  • the can station 19 contains two juxtaposed cans 17.1 and 17.2, which are available alternately for receiving the tow 6.
  • the cans 17.1 and 17.2 are designed as rectangular cans.
  • the robot 12 is preferably arranged between the cans 17.1 and 17.2, wherein for storing a tow 6 of the robot arm 16 with the support plate 13 is optionally performed above the can 17.1 or above the can 17.2.
  • the position of the robot arm 16 and the support plate 13 above the can 17.2 is shown in dashed lines in Fig. 1.
  • the fiber bundles 4.1, 4.2 and 4.3 produced in the spinning device 1 are combined to form a tow 6 and withdrawn through the withdrawal unit 7 from the spinning device 1 and fed to the depositing device 18.
  • the tow cable 6 is required after deflection over the deflection roller 9 by the reel rollers 11.1 and 11.2.
  • the carrier plate 13 is guided with the guide roller 9 and the coiler 11 and 11.2 by the robot arm 16 in several directions of movement.
  • the imprinted by the robot 12 movement on the support plate 13 can be carried out horizontally in several axes or vertically or as a pivoting movement junk ⁇ .
  • the drives of the robot 12 are preferably controlled by a control algorithm.
  • the tow 6 could also be taken up by a round can.
  • the storage movement of the robot 12 are controlled by an optionally stored control algorithm.
  • FIG. 3 shows a side view of the depositing device 18 with can station 19
  • FIG. 4 shows a front view of the depositing device 18 with the gun station 19.
  • the storage device 18 is identical to the previous glassessbei- executed game, with a guide roller 9 and two reel rollers 11.1 and 11.2 are held on a support plate 13 with its drives 14 and 15.
  • the Carrier plate 13 is guided by the robot arm 16. Below the depositing device 19, the can 17.1 is held.
  • the distance between the carrier plate 13 and the upper edge of the pot 17.1 is marked here with the capital letter H ge.
  • the carrier plate 13 is displaced by the robot arm 16 in two superimposed pivoting movements.
  • Fig. 3 the movement amplitudes of a first pivoting movement through the Schenkwinkel Ot 1 and ß t are shown.
  • the filling of the pot 17.1 is performed by the tow 6 over unchanged distance H.
  • the support plate 13 is guided with the conveying means 10 in a pivoting angle ⁇ 1 .
  • the movements of the robot arm 16 are controlled such that the support plate 13 pivotal about the
  • Swivel axis 20 executes.
  • the virtual pivot axis 20 is here gleichge ⁇ aligned with the axis of the guide roller 9. With increasing filling level of the pot 17.1 increases the amplitude of movement of the pivoting movement to the maximum tilt angle ßi. The movement amplitude, which increases as the degree of filling increases, is deposited in the control algorithm of the robot 12, so that automated filing of the tow is possible. Due to the displacement of the virtual first pivot axis 20 in the axis of the Umlenkwal ⁇ ze 9, the supply of the tow 6 remains unaffected, so that no remind ⁇ effects on the upstream deduction 7 are possible.
  • the filing of the tow can be carried out with a constant pivoting angle.
  • the second superimposed pivotal movement of the support plate 13 is darge.
  • the conveying means 10 is pivoted about a second pivot axis 21, which is formed tangentially to the deflection roller at the level of the tapered spinning cable 6. For a maximum smoothness of the tow 6 is guaranteed in the feed.
  • the amplitude of movement changes from a first swivel angle ⁇ 2 to a maximum swivel angle ⁇ 2 , assuming that the distance H between the upper edge of the jug 17.1 and the conveyor 10 is kept constant.
  • the possibility applies that with a changed distance H, a filling with a constant drop height of the spinning cable and a constant pivoting angle of the pivoting movement would be possible.
  • the movements of the conveying means were controlled by a six-axis robot.
  • the Zu ⁇ leadership of the spinning rod to the conveyor 10 could be ensured exclusively by the illustrated guide roller 9, without additional aids.
  • FIGS. 1 to 4 are exemplary in their construction. Rollers or conveyor belts which can be combined with an industrial robot to execute depositing movements are also generally suitable as conveying means. To fill a jug, commercially available industrial machines are suitable, which have at least three movement axes and preferably five axes of movement and a corresponding load.

Landscapes

  • Coiling Of Filamentary Materials In General (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Forwarding And Storing Of Filamentary Material (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ablegen eines Spinnkabels (6). Hierbei wird das Spinnkabel durch ein Fördermittel (10) in eine Kanne (17.1) gefördert, wobei zur Ablage des Spinnkabels in die Kanne das Fördermittel oszillierend in mehrere Bewegungsrichtungen zum Ablegen des Spinnkabels bewegbar ist. Um eine möglichst hohe Flexibilität bei der Ablage des Spinnkabels in die Kanne zu erhalten, wird die Bewegung des Fördermittels erfindungsgemäß durch einen mehrachsigen Roboter bewegt, welcher am freien Ende eines Roboterarmes (16) das Fördermittel trägt.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Ablegen eines Spinnkabels
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ablegen eines Spinnkabels gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Ablegen eines Spinn- kabeis gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren sind aus der DE 102 32 745 Al bekannt.
Bei der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren wird ein Spinnka¬ bel mittels eines Fördermittels in eine Kanne gefordert. Um dabei die Ablage des Spinnkabels in die Kanne zu steuern, wird das Fördermittel durch ein Bewe¬ gungsmittel oszillierend in mehreren Bewegungsrichtungen hin- und hergeführt. Hierzu ist das Fördermittel in einem ersten schwenkbaren Träger gehalten, wel- eher durch einen Antrieb quer zur Förderrichtung hin und her verschwenkt wer¬ den kann. Die Schwenkachse des ersten Trägers ist dabei an einem zweiten Träger ausgebildet, welcher eine überlagerte quergerichtete Schwenkbewegung ausführt, so dass das Fördermittel in zwei orthogonalen Achsen führbar ist. Die Träger sind hierzu in einem Maschinengestell oberhalb einer Kanne angeordnet, wobei die Träger mittels einer Linearführung zwischen zwei Ablagepositionen führbar sind. Die bekannte Vorrichtung und das bekannte Verfahren besitzen insbesondere den Vorteil, dass die zu befüllende Kanne während der Ablage des Spinnkabels orts¬ fest in einer Ablageposition gehalten werden kann. Die Führung des Spinnkabels zur Ablage in die Kanne erfolgt ausschließlich durch die Bewegung des Förder- mittels, so dass das Spinnkabel in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Fördermittels zielgerichtet in die Kanne gefordert wird.
Zur Optimierung der Befüllung der Kannen unabhängig von ihrer Formgebung wird in Praxis eine möglichst hohe Flexibilität bei der Ablage des Spinnkabels gewünscht. Insbesondere besteht der Wunsch nach hohen und gleichmäßigen Be- füllungsdichten unter Berücksichtigung einer guten Abzugseigenschaft des Spinnkabels aus der Kanne im nachfolgenden Weiterverarbeitungsprozess. Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, die gattungsgemäße Vorrichtung sowie das gattungsgemäße Verfahren derart zu verbessern, dass eine hohe Flexibilität bei der Ablage des Spinnkabels erreicht wird.
Insbesondere ist es Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit¬ zustellen, bei welcher bzw. welchem jede Art von Kannen mit gleichmäßiger und möglichst hoher Befüllungsdichte befüllbar sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung und ein Verfah¬ ren zum Ablegen eines Spinnkabels bereitzustellen, das unabhängig von der Um¬ gebung auf einfache Art und Weise installierbar ist.
Die Aufgabe wird erfϊndungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch die Verfahren nach den Merkmalen nach Anspruch 9 und 13 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wendet sich von dem bisher im Stand der Technik bekannten Lösungen völlig ab. So ist es bekannt, dass derartige Ablege- Vorrichtungen gemeinsam mit den vorgeordneten Spinneinrichtungen in Maschi¬ nengestellen gehalten sind, um einen definierten Fadenlauf des Spinnkabels bis zur Ablage in die Kanne zu erhalten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst sich von dem Vorsatz, das Fördermittel in einem Maschinengestell oberhalb der Kanne anzuordnen. Als Bewegungsmittel für das Fördermittel wird erfindungsgemäß ein mehrachsiger Roboter eingesetzt, so dass das Fördermittel am freien Ende eines Roboterarmes gehalten ist. Somit lassen sich Bewegungen des Fördermittels zum Fördern und Ablegen des Spinnkabels in die Kanne mit einem maximalen Frei¬ heitsgrad ausführen. Besonders vorteilhaft ist hierbei die Möglichkeit, den Ab¬ stand zwischen der Füllhöhe innerhalb der Kanne und dem Fördermittel während der Befüllung der Kanne zu verändern. So lässt sich vorteilhaft das Spinnkabel mit konstanter Fallhöhe in die Kanne einbringen, was zu einer Vergleichmäßi¬ gung der Ablage führt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Roboter zumindest drei Bewegungsachsen auf, durch welche die Bewe¬ gungen des Fördermittels zum Ablegen des Spinnkabels und Füllen der Kanne ausführbar und steuerbar sind. Zum Befallen der Kanne lassen sich somit mindes¬ tens drei Bewegungen überlagert ausführen, um eine über den Querschnitt der Kanne gleichmäßige Ablage des Spinnkabels zu erhalten.
Um einen kontinuierlichen Fluss des Spinnkabels bei der Ablage zu erhalten, sind dem Fördermittel zumindest zwei Kannen zugeordnet, die abwechselnd befüllbar sind. Li diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn der Roboter zumindest fünf Bewegungsachsen aufweist, um neben der Befüllung der einzelnen Kannen auch eine Positionierung der Fördermittel abwechselnd zu den Kannen vornehmen zu können.
Die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei welcher dem För¬ dermittel eine Umlenkwalze zur Führung des Spinnkabels vorgeordnet ist, zeich- net sich besonders dadurch aus, dass eine kontinuierliche und gleichmäßige Zu¬ führung des Spinnkabels aus den vorgeschalteten Behandlungseinrichtungen her¬ aus erfolgt. Das Fördermittel und die Umlenkwalze sind dabei vorzugsweise an einer Trägerplatte gehalten, die am Ende des Roboterarmes mit dem Roboterarm fest verbunden ist.
Um bei der Zuführung des Spinnkabels keine unzulässigen Rückwirkungen aus der Bewegung des Fördermittels zu erhalten, ist die Weiterbildung der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung besonders bevorzugt, bei welcher die Bewegung des Roboterarmes derart gesteuert sind, dass die Trägerplatte eine Schwenkbewegung um eine virtuelle Schwenkachse ausführt, die durch die Achse der Umlenkwalze gebildet ist. Der Zulauf des Spinnkabels bleibt somit uribeeinflusst von der Schwenkbewegung des Fördermittels.
Eine zweite Schwenkbewegung wird dabei vorzugsweise durch die Bewegung des Roboterarmes derart eingeleitet, dass die Trägerplatte um eine zweite virtuelle Schwenkachse schwenkbar ist, die tangential an der Umlenkwalze in Höhe des zulaufenden Spinnkabels gebildet ist. Somit sind keine zusätzlichen Mittel erfor¬ derlich, um ein Abfallen des Spinnkäbels von der Umlenkwalze zu verhindern. Der Zulauf des Spinnkabels zum Umlenkwalze bleibt im wesentlichen unbeein- flusst von der Ablagebewegung des Fördermittels.
Um bei höheren Geschwindigkeiten eine gleichmäßige Förderung des Spinnka¬ bels zu erhalten, wird das Fördermittel bevorzugt durch zwei angetriebene Has¬ pelwalzen ausgebildet, die zur Förderung des Spinnkabels zusammenwirken.
Grundsätzlich sind jedoch andere Fördermittel wie beispielsweise Walzen mit Abstreifer oder Förderbändern möglich.
Als Kannen können Rechteckkannen oder auch Rundkannen verwendet werden, um das Spinnkäbel aufzunehmen.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei welcher die Bewegungsrichtung der Bewe¬ gungen des Fördermittels zur Ablage des Spinnkabels frei gewählt und eingestellt werden, zeichnet sich besonders dadurch aus, dass das Spinnkabel in beliebig ge- formte Kannen mit gleichmäßiger Verfüllungsdichte abgelegt werden kann. Ins¬ besondere lassen sich damit Ablagemüster innerhalb der Kanne erzeugen, die zu einer verbesserten Masseverteilung des Spinnkäbels innerhalb der Kanne führen. Dabei können insbesondere Aufwürfe in den Umlenkpunkten bei Ablage des Spinnkabels vermieden werden. Die Flexibilität zur Bildung von Ablagemustern in der Kanne lässt sich dadurch verbessern, dass die Bewegungsamplituden der Bewegungen des Fördermittels und / oder die Geschwindigkeiten der Bewegungen des Fördermittels zur Ablage des Spinnkabels in Abhängigkeit von der Geometrie der Kanne geändert und ein- gestellt werden. Hierbei wird eine maximale Flexibilität dadurch erreicht, dass die Bewegungen des Fördermittels unabhängig voneinander in der Bewegungsrich¬ tung, der Bewegungsamplitude und / oder der Geschwindigkeit geändert und ein¬ gestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem der Bewegungsablauf des För¬ dermittels durch einen Steueralgorithmus eines Roboters vorgegeben wird, wel¬ cher mit seinem Roboterarm das Fördermittel führt, zeichnet sich dadurch aus, dass neben der hohen Flexibilität bei Ablage des Spinnkabels gleichzeitig eine sehr hohe Reproduzierbarkeit bei der Befüllung der Kannen erzielt wird. Die Gleichmäßigkeit der Befüllungsgrade der einzelnen Kannen wirkt sich insbeson¬ dere im Weiterverarbeitungsprozess vorteilhaft aus, da in der Regel eine Mehrzahl von Spinnkabeln gleichzeitig aus einer Mehrzahl von Kannen abgezogen und zu einem Tow zusarnmengefiϊhrt werden. Aufgrund der gleichmäßigen Befüllung wird auch ein gleichmäßiger Abzug des Spinnkabels garantiert.
Um in Abhängigkeit vom Prozess, Fasertyp und Kannentyp eine optimierte Abla¬ ge des Spinnkabels in der Kanne vornehmen zu können, lassen sich vorteilhaft mehrere Steueralgorithmen für den Roboter hinterlegen, die einem Operator zur Auswahl zur Verfügung stehen, so dass eine an den Prozess angepasste und opti- mierte Befüllung der Kanne gewährleistet ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere geeignet, um in einem zweistufigen Stapelfaserprozess die zu einem Spinnkabel zusammengeführten synthetischen Faserbündel kontinuierlich in Kan- nen abzulegen. Hierzu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung unmittelbar einer Spinneinrichtung zugeordnet, durch welche ein oder mehrere Faserbündel aus einer Polymerschmelze gesponnen werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren sind nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen anhand einiger Aus¬ fuhrungsbeispiele näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 und
Fig. 2 schematisch mehrere Ansichten ein erstes Ausfuhrungsbeispiel der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung mit einer vorgeordneten Spinneinrichtung Fig. 3 und
Fig. 4 schematisch mehrere Ansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2
In den Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch in mehreren Ansichten dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht der kom¬ pletten Anlage und Fig. 2 eine Teilansicht der Ablageeinrichtung. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Be¬ schreibung für alle Figuren.
In dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Spinneinrichtung 1, ein Abzugswerk 7, eine Ablageeinrichtung 18 sowie eine Kannenstation 19 dargestellt, um in einem Prozessschritt aus schmelzgesponnenen Fasern ein Spinnkabel zu bilden und in einer Kanne abzulegen. Die Spinneinrichtung 1 weist hierzu mehrere Spinndüsen 2.1 , 2.2 und 2.3 auf, denen eine Polymerschmelze unter Druck zugeführt wird. Die Schmelzeaufbereitung und Schmelzezuführung ist in diesem AusfÜhrungsbei- spiel nicht näher beschrieben.
Aus jeder Spinndüse 2.1, 2.2 und 2.3 werden eine Vielzahl von synthetischen Fa- sern extrudiert und jeweils zu einem Faserbündel 4.1 , 4.2 und 4.3 zusammenge¬ führt. Hierzu sind unterhalb der Spinndüsen 2.1, 2.2 und 2.3 jeweils eine Kühlein¬ richtung 3.1, 3.2 und 3.3 angeordnet, um die frisch gesponnenen Fasern abzuküh¬ len. Die Kühleinrichtungen 3.1, 3.2 und 3.3 werden vorzugsweise durch Blasker¬ zen gebildet, bei welcher ein erzeugter Kühlluftstrom die Fasern von innen nach außen durchströmt. Unterhalb der Kühleinrichtungen 3.1, 3.2 und 3.3 sind ein oder mehrere Präparationswalzen 5.1, 5.2 und 5.3 vorgesehen, um die Fasern zu den Faserbündeln 4.1, 4.2 und 4.3 zu bilden.
Die Faserbündel 4.1, 4.2 und 4.3 werden zu einem Spinnkabel 6 zusammengefasst und durch das Abzugswerk 7 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen. Das Ab¬ zugswerk 7 weist mehrere Abzugswalzen 8 auf, die von dem Spinnkabel 6 teilum¬ schlungen sind. Die Abzugswalzen 7 sind angetrieben und fuhren das Spinnkabel 6 zur Ablegeeinrichtung 18.
Die Ablegeeinrichtung 18 weist ein Fördermittel 10 auf, das aus zwei zusammen¬ wirkend angetriebenen Haspelwalzen 11.1 und 11.2 gebildet ist. Den Haspelwal¬ zen 11.1 und 11.2 ist eine Umlenkwalze 9 vorgeordnet, durch welche das von dem Abzugswerk 7 geführte Spinnkabel 6 geführt wird. Die Umlenkwalze 9 ist auskragend an einer Trägerplatte 13 gelagert. Auf der Rückseite der Trägerplatte 13 ist die Umlenkwalze 9 mit einem Walzenmotor 14 gekoppelt. Unterhalb der Umlenkwalze 9 sind die Haspelwalzen 11.1 und 11.2 auskragend an der Träger¬ platte 13 gelagert. Jede der Haspelwalzen 11.1 und 11.2 wird durch einen auf der Rückseite der Trägerplatte 13 angeordneten Haspelantrieb 15 angetrieben.
Die Trägerplatte 13 ist am oberen Bereich seitlich in der Umlenkwalze 9 fest mit einem Roboterarm 16 eines mehrachsigen Roboters 12 verbunden. Der Roboter 12 lässt sich hierbei durch einen handelüblichen Industrieroboter beispielsweise vom Typ KR500 der Firma Kuka bilden. Die Trägerplatte 13 lässt sich durch den Roboterarm 16 in mehreren Bewegungsrichtungen fuhren und halten.
Der Roboter 12 ist oberhalb der Kannenstation 19 angeordnet. Die Kannenstation 19 enthält zwei nebeneinander angeordnete Kannen 17.1 und 17.2, die abwech¬ selnd zur Aufnahme des Spinnkabels 6 bereitstehen. Die Kannen 17.1 und 17.2 sind dabei als Rechteckkannen ausgebildet.
Der Roboter 12 ist vorzugsweise zwischen den Kannen 17.1 und 17.2 angeordnet, wobei zur Ablage eines Spinnkabels 6 der Roboterarm 16 mit der Trägerplatte 13 wahlweise oberhalb der Kanne 17.1 oder oberhalb der Kanne 17.2 geführt wird. Die Position des Roboterarmes 16 und der Trägerplatte 13 oberhalb der Kanne 17.2 ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt.
Im Betrieb werden die in der Spinneinrichtung 1 erzeugten Faserbündel 4.1, 4,2 und 4.3 zu einem Spinnkabel 6 zusammengeführt und durch das Abzugswerk 7 aus der Spinneinrichtung 1 abgezogen und der Ablageeinrichtung 18 zugeführt. In der Ablageeinrichtung 18 wird das Spinnkabel 6 nach Umlenkung über die Um- lenkwalze 9 durch die Haspelwalzen 11.1 und 11.2 gefordert. Um während der Förderung des Spinnkabels 6 die in der Kannenstation 19 gehaltene Kanne 17.1 zu füllen, wird die Trägerplatte 13 mit der Umlenkwalze 9 und den Haspelwalzen 11. und 11.2 durch den Roboterarm 16 in mehrere Bewegungsrichtungen geführt. Die durch den Roboter 12 aufgeprägte Bewegung an der Trägerplatte 13 können horizontal in mehreren Achsen oder vertikal oder als Schwenkbewegung ausge¬ führt werden. Die Antriebe des Roboters 12 werden dabei vorzugsweise durch ein Steueralgorithmus angesteuert. Es ist jedoch auch möglich, durch individuelle Eingriffe die Bewegungen in der Bewegungsrichtung, der Amplitude oder der Geschwindigkeit dem jeweiligen Prozess oder der jeweiligen vorliegenden Kanne anzupassen. Hierzu sind Einstellungen und Änderungen der Bewegungsrichtung, der Bewegungsamplituden und der Geschwindigkeiten möglich. Sobald die Kanne 17.1 gefüllt ist, erfolgt ein Stellungswechsel des Roboterarmes 16 in die gestrichelt dargestellte Position. Der Roboter 12 wird zur Positionierung des Fördermittels 10 oberhalb der Kanne 17.2 aktiviert. Sobald eine Ausgangspo- sition oberhalb der Kanne 17.2 durch das Fördermittel 10 erreicht ist, erfolgt eine Umstellung in dem Roboter 12 zur Aktivierung der Ablagebewegungen. Nun wird das Spinnkabel 6 in die Kanne 17.2 abgelegt. Während die Kanne 17.2 mit dem Spinnkabel 6 gefüllt wird, wird die volle Kanne 17.1 in der Kannenstation 19 ge¬ gen eine leere Kanne ausgetauscht.
Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel lassen sich auch vor¬ teilhaft unterschiedliche Formgebungen von Kannen in der Kannenstation 19 ein¬ setzen. So könnte beispielsweise das Spinnkabel 6 auch durch eine Rundkanne aufgenommen werden. Die Ablagebewegung des Roboters 12 werden dabei durch ein wahlweise hinterlegten Steueralgorithmus gesteuert.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Bewegung des Fördermittels zur Förderung und Ablage des Spinnkabels 6 im wesentlichen in horizontaler Ebene. Um während des Ablegen des Spinnkabels keine Längenver- änderungen zwischen der Umlenkwalze 9 und dem Abzugswerk 7 erhalten, ist in den Fig. 3 und 4 eine weitere Verfahrensvariante zur Ablage des Spinnkabels 6 in die Spinnkanne 17.1 dargestellt.
Fig. 3 zeigt hierbei eine Seitenansicht der Ablageeinrichtung 18 mit Kannenstati- on 19 und in Fig. 4 ist eine Vorderansicht der Ablageeinrichtung 18 mit der Kan¬ nenstation 19 gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt insoweit kein aus¬ drücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist für beide Figuren.
Die Ablageeinrichtung 18 ist identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbei- spiel ausgeführt, wobei eine Umlenkwalze 9 und zwei Haspelwalzen 11.1 und 11.2 an einer Trägerplatte 13 mit ihren Antrieben 14 und 15 gehalten sind. Die Trägerplatte 13 wird durch den Roboterarm 16 geführt. Unterhalb der Ablageein¬ richtung 19 ist die Kanne 17.1 gehalten. Der Abstand zwischen der Trägerplatte 13 und der Oberkante der Kanne 17.1 ist hierbei mit dem Großbuchstaben H ge¬ kennzeichnet.
Um die durch einen Rechteckquerschnitt gebildete Kanne 17.1 gleichmäßig mit dem Spinnkabel 6 zu fuhren, wird die Trägerplatte 13 durch den Roboterarm 16 in zwei überlagerte Schwenkbewegungen versetzt.
In Fig. 3 sind die Bewegungsamplituden einer ersten Schwenkbewegung durch die Schenkwinkel Ot1 und ßt dargestellt. Hierbei wird die Füllung der Kanne 17.1 durch das Spinnkabel 6 über unverändertem Abstand H ausgeführt. In diesem Fall ist zu Beginn der Füllung die Trägerplatte 13 mit dem Fördermittel 10 in einem Schwenkungswinkel α1 geführt. Die Bewegungen des Roboterarmes 16 sind dabei derart gesteuert, dass die Trägerplatte 13 eine Schwenkbewegung um die
Schwenkachse 20 ausführt. Die virtuelle Schwenkachse 20 ist hierbei gleichge¬ richtet mit der Achse der Umlenkwalze 9. Mit zunehmendem Füllgrad der Kanne 17.1 vergrößert sich die Bewegungsamplitude der Schwenkbewegung bis zum maximalen Schwenkwinkel ßi. Die mit zunehmendem Füllungsgrad sich vergrö- ßernde Bewegungsamplitude ist in dem Steueralgorithmus des Roboters 12 hinter¬ legt, so dass eine automatisierte Ablage des Spinnkabels möglich ist. Durch die Verlagerung der virtuellen ersten Schwenkachse 20 in die Achse der Umlenkwal¬ ze 9 bleibt die Zuführung des Spinnkabels 6 unbeeinflusst, so dass keine Rück¬ wirkungen auf das vorgeordnete Abzugswerk 7 möglich sind.
Für den Fall, dass der Abstand H sich im Verhältnis zum Füllungsgrad verändert wird, so dass eine möglichst gleichmäßige Fallhöhe des Spinnkabels erhalten wird, lässt sich die Ablage des Spinnkabels mit konstantem Schwenkungswinkel ausfuhren. In Fig. 4 ist die zweite überlagerte Schwenkbewegung der Trägerplatte 13 darge¬ stellt. Hierbei wird das Fördermittel 10 um eine zweite Schwenkachse 21 ge¬ schwenkt, die tangential zur Umlenkwalze in Höhe des zulaufenden Spinnkabels 6 ausgebildet ist. Damit ist eine maximale Laufruhe des Spinnkabels 6 bei der Zuführung gewährleistet. Auch hierbei ändert sich die Beweguhgsamplitude von einem ersten Schwenkwinkel α2 bis zu einem maximalen Schwenkwinkel ß2, wo¬ bei vorausgesetzt ist, dass der Abstand H zwischen der Oberkante der Kanne 17.1 und dem Fördermittel 10 konstant gehalten wird. Auch hier gilt die Möglichkeit, dass bei verändertem Abstand H eine Füllung mit konstanter Fallhöhe des Spinn- kabeis und konstantem Schwenkwinkel der Schwenkbewegung möglich wäre.
Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel wurden die Bewe¬ gungen des Fördermittels durch einen sechsachsigen Roboter gesteuert. Die Zu¬ führung des Spinnkäbels zu dem Fördermittel 10 konnte ausschließlich durch die dargestellte Umlenkwalze 9 sichergestellt werden, ohne zusätzliche Hilfsmittel.
Die gezeigten Ausführungsbeispiele in den Fig. 1 bis 4, sind in ihrem Aufbau bei¬ spielhaft. Als Fördermittel sind grundsätzlich auch Walzen oder Förderbänder geeignet, die zur Ausführung von Ablegebewegungen mit einem Industrieroboter kombinierbar sind. Zur Befüllung einer Kanne sind handelsübliche Industrierobo¬ ter geeignet, die zumindest über drei Bewegungsachsen vorzugsweise fünf Bewe¬ gungsachsen und eine entsprechende Traglast verfügen.
Bezugszeichenliste
1 Spinneinrichtung
2.1, 2.2, 2.3 Spinndüse
3.1, 3.2, 3.3 Kühleinrichtung
4.1, 4.2, 4.3 Faserbündel
5.1, 5.2, 5.3 Präparationswalzen
6 Spinnkabel
7 Abzugswerk
10 8 Abzugswalzen
9 Umlenkwalze
10 Fördermittel
11.1, 11.2 Haspelwalzen
12 Roboter
- 15 13 Trägerplatte
14 Walzenmotor
15 Haspelantrieb
16 Roboterarm
17.1 Kanne
20 17.2 Kanne
18 Ablegeeinrichtung
19 Kannenstation
20 erste Schwenkachse
21 zweite Schenkachse

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Ablegen eines Spinnkabels (6) mit einem För¬ dermittel (10) und einer Kanne (12.1), wobei das Spinnkabel (6) durch das Fördermittel (10) in die Kanne (17.1) gefördert wird und wobei zur Ablage des Spinnkabels (6) in die Kanne (17.1) das För¬ dermittel (10) während des Förderns durch ein Bewegungsmittel bewegbar ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewe¬ gungsmittel durch einen mehrachsigen Roboter (12) gebildet ist, welcher Roboter (12) am freien Ende eines Roboterarmes (16) das
Fördermittel (10) trägt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (12) zumindest drei Bewegungsachsen aufweist, durch welche die Bewegungen des Fördermittels (10) zum Ablegen des
Spinnkabels (6) und Füllen der Kanne (17.1) ausfuhrbar und steu¬ erbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fördermittel (10) mehrere Kannen (17.1, 17.2) zugeordnet sind, die abwechselnd befullbar sind, und dass der Roboter (12) zumindest fünf Bewegungsachsen aufweist, durch welche die Be¬ wegungen des Fördermittels (10) zum Ablegen des Spinnkabels (6) und Füllen der Kannen (17.1, 17.2) ausführbar und steuerbar sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass dem Fördermittel (10) eine Umlenkwalze (9) zur Führung des Spinnkabels (6) vorgeordnet ist, dass das Fördermittel (10) und die Umlenkwalze (9) an einer Trägerplatte (13) gehalten sind, und dass die Trägerplatte (13) am Ende des Roboterarms (16) mit dem Roboterarm (16) fest verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wäh¬ rend des Fördern und Ablegen des Spinnkabels (6) die Bewegun¬ gen des Roboterarm (16) derart steuerbar sind, dass die Trägerplat- te (13) eine Schwenkbewegung um eine virtuelle Schwenkachse
(10) ausfuhrt, die durch die Achse der Umlenkwalze (9) gebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Roboterarms (16) derart steuerbar sind, dass die
Trägerplatte (13) eine zweite Schwenkbewegung um eine zweite virtuelle Schwenkachse (21) ausfuhrt, die tangential an der Um¬ lenkwalze (9) in Höhe des zulaufenden Spinnkabels (6) gebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördermittel (10) durch zwei angetriebe¬ ne Haspelwalzen (11.1, 11.2) gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Kanne (17.1) als eine Rechteckkanne oder eine
Rundkanne ausgebildet ist.
9. Verfahren zum Ablegen eines Spinnkabels in eine Kanne, bei wel¬ chem das Spinnkabel durch ein Fördermittel gefördert wird und bei welchem das Fördermittel oszillierend in mehreren Bewegungs¬ richtungen zum Ablegen des Spinnkabels bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsrichtungen der Bewegungen des Fördermittels zur Ablage des Spinnkabels frei gewählt und ein¬ gestellt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Be¬ wegungsamplituden der Bewegungen des Fördermittels zur Ablage des Spinnkabels in Abhängigkeit von der Geometrie der Kanne ge¬ ändert und eingestellt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeiten der Bewegungen des Fördermittels zur Ab¬ lage des Spinnkabels in Abhängigkeit von der Geometrie der Kan¬ ne geändert und eingestellt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Bewegungen des Fördermittels unabhängig von¬ einander in der Bewegungsrichtung, der Bewegungsamplitude und/oder der Geschwindigkeit geändert und eingestellt werden.
13. Verfahren zum Ablegen eines Spinnkabels in eine Kanne, bei wel¬ chem das Spinnkabel durch ein Fördermittel gefordert wird und bei welchem das Fördermittel oszillierend in mehreren Bewegungs¬ richtungen zum Ablegen des Spinnkabels bewegt wird oder nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der
Bewegungsablauf des Fördermittels durch einen Steueralgorithmus eines Roboters vorgegeben wird, welcher Roboter mit seinem Ro¬ boterarm das Fördermittel führt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ablage des Spinnkabels in die Kanne mehrere Steueralgorith¬ men für den Roboter zur Auswahl vorgegeben sind.
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