WO2020074321A1

WO2020074321A1 - Verfahren zum bedienen einer schmelzspinnvorrichtung sowie eine schmelzspinnvorrichtung

Info

Publication number: WO2020074321A1
Application number: PCT/EP2019/076573
Authority: WO
Inventors: Stefan Faulstich; Abdelati HAMID; Rainald Voss; Arnulf Sauer
Original assignee: Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2018-10-11
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2020-04-16
Also published as: CN112823220A; DE102018008062A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden sowie eine Schmelzspinnvorrichtung, bei welchem synthetische Fäden in eine Mehrzahl von Spinnstellen hergestellt werden. Hierbei werden die Bedienungsvorgänge an den Spinnstellen durch einen mobilen Bedienungsroboter ausgeführt, der der betreffenden Spinnstelle zugeführt wird. Um gezielte Bedienungsvorgänge an den Einrichtungen der Spinnstelle ausführen zu können, wird erfindungsgemäß vor einem Bedienen der Spinnstelle und / oder nach einem Bedienen der Spinnstelle ein Zustand zumindest einer der Einrichtungen der betreffenden Spinnstelle durch ein Objekterfassungsgerät optisch erfasst. Hierzu ist eine Objekterfassungseinrichtung mit zumindest einem Objekterfassungsgerät und mit einem Bildverarbeitungsmodul vorgesehen, wobei das Objekterfassungsgerät jeder Spinnstelle wahlweise zuführbar ist.

Description

Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvorrichtung sowie eine

Schmelzspinnvorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvor- richtung zur Herstellung von synthetischen Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspmchs 1 sowie eine Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Zur Herstellung von synthetischen Fäden werden Schmelzspinnvorrichtun- gen eingesetzt, die über eine Vielzahl von Spinnstellen verfügen. In jeder der Spinnstellen werden mehrere Fäden als eine Fadenschar parallel extru- diert, behandelt und zu Spulen aufgewickelt. Die Aufwicklung der Spulen erfolgt kontinuierlich abwechselnd an zwei an einem beweglichen Träger geführten Spulspindeln einer Aufwickeleinrichtung. Die an einer der Spul- spindein fertig gewickelten Spulen werden abgenommen und abtranspor- tiert. So erfordern die Einrichtungen innerhalb der Spinnstellen jeweils be- stimmte Bedienungsvorgänge während des Betriebes zum Prozessstart und nach einer Prozessunterbrechung. Diese Bedienungsvorgänge wurden bis- her durch ein Bedienungspersonal ausgeführt. Doch mit zunehmender Au- tomatisierung werden Bedienungsroboter genutzt, um die Bedienungsvor- gänge in den Spinnstellen durchzuführen.

Ein gattungsgemäßes Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvorrich- tung und eine gattungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden ist beispielsweise aus der EP 1 300 496 Al be- kannt. Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Schmelzspinnvor- richtung werden die Bedienungsvorgänge an einer der Spinnstellen durch zwei Bedienungsroboter ausgeführt. Um bei einem Prozessstart eine aus der Spinndüseneinrichtung erzeugte Fadenschar in der Galetteneinrichtung und der Aufwickeleinrichtung anzulegen, ist ein Anlegeroboter vorgesehen, der über eine Führungseinrichtung vertikal und horizontal bewegt wird. Zum Abnehmen und Abtransportieren der Spulen ist ein zusätzlicher Abräumro- boter vorgesehen, so dass alle wesentlichen Bedienungsvorgänge automati- siert in der Spinnstelle ausführbar sind. Somit lassen sich die standardmäßi- gen Bedienungsvorgänge automatisiert durch einen Bedienungsroboter aus- führen. Bei Prozess Störungen kommt es jedoch bei den Einrichtungen der Spinnstellen zu unerwünschten Betriebszuständen, die zusätzliche Bedie- nungsvorgänge erfordern. Derartige Bedienungsvorgänge, die durch Stö- rungen entstehen und den normalen Bedienungsvorgang behindern, werden üblicherweise durch Kontrollen und Tätigkeiten eines Operators ausgeführt. Insoweit stößt die Automatisierung beim Bedienen und Betreiben einer Schmelzspinnvorrichtung an ihre Grenzen.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvorrichtung sowie eine Schmelzspinnvorrichtung der gat- tungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, dass möglichst alle Bedie- nungsvorgänge an den Einrichtungen der Spinnstellen ohne Bedienungsper- sonal ausgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvorrichtung dadurch gelöst, dass vor einem Bedienen der Spinnstelle und / oder nach einem Bedienen der Spinnstelle ein Zustand zumindest einer der Einrichtungen der betreffenden Spinnstelle durch ein Objekterfassungsgerät optisch erfasst wird.

Die Lösung für die Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von syntheti- schen Fäden ist dadurch gegeben, dass eine Objekterfassungseinrichtung mit zumindest einem Objekterfassungsgerät und mit einem Bildverarbei- tungsmodul vorgesehen ist, wobei das Objekterfassungsgerät jeder Spinn- stelle wahlweise zuführbar ist.

Die Erfindung hat erkannt, dass die durch Störungen im Herstellungspro- zess verursachten Zustandsänderungen der Einrichtungen wie beispielswei- se ein Fadenwickel an einer Galette oder anhaftende Fadenreste an einer Spulspindel meist oberflächliche Veränderungen darstellen, die visuell in Erscheinung treten. Somit lässt sich aus einer optischen Erfassung die rea- len Zustände der Einrichtungen der Spinnstelle erfassen, so dass der Bedie- nungsroboter auf den jeweils nächsten erforderlichen Bedienungsvorgang vorbereitet ist. Zu diesem Zweck wird vor einem Bedienen der Spinnstelle ein Zustand zumindest einer der Einrichtungen der betreffenden Spinnstelle durch ein Objekterfassungsgerät optisch erfasst. So können beispielsweise nach einer Prozessunterbrechung die möglichen Störungen und Zustands- änderungen der Einrichtungen festgestellt werden. Ebenso lässt sich der Zustand zumindest einer der Einrichtungen der betreffenden Spinnstellen auch nach einem Bedienen der Spinnstelle optisch erfassen, um den Bedie- nungsvorgang erfolgreich abzuschließen.

Die Verfahrens Variante, bei welcher eine Bildaufnahme des Zustandes der Einrichtung mit einem gespeicherten Musterbild der Einrichtung verglichen wird, und bei welchem in Abhängigkeit einer Mustererkennung der Bedie- nungsroboter und / oder die Spinnstelle gesteuert wird, ist besonders vor- teilhaft, um die Bedienungsvorgänge vollständig automatisiert auszuführen und abzuschließen. So lassen sich sowohl im Betrieb als auch außer Betrieb von den Einrichtungen der Spinnstelle Musterbilder erstellen, die einen un- gestörten Betriebs verlauf gewährleisten. Durch einen Abgleich der Muster- bilder mit der jeweiligen Bildaufnahme des Zustands der Einrichtung kön- nen so Musterunterschiede direkt erkannt und Störungen festgestellt wer- den. Die Musterunterschiede können so nach einer Analyse zur Steuerung des Bedienungsroboters oder der Spinnstelle genutzt werden. So könnten z.B. Fadenwickel an Galetten oder Verschmutzungen von Verwirbelungs- einrichtungen erkannt und gezielt beseitigt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Verfahrens Variante kann die jeweils betref- fende Spinnstelle durch ein Erkennungsmuster in einfacher Art und Weise identifiziert werden. Allein die Bildaufnahme des Erkennungsmusters lässt sich beim Vergleich mit den hinterlegten Erkennungsmustern dazu nutzen, um die betreffende Spinnstelle zu identifizieren.

Damit das Objekterfassungsgerät möglichst flexibel mobil einsetzbar und jeder der Einrichtung der Spinnstelle zuführbar ist, wir die Verfahrensvari- ante ausgeführt, bei welcher das Objekterfassungsgerät durch den Bedie- nungsroboter oder durch eine Flugdrohne zu einer der Spinnstellen bewegt wird. Die Verknüpfung mit dem Bedienungsroboter ist besonders vorteil- haft, da in der Regel die Zustandsänderungen der Einrichtungen nur im Fall einer Prozessunterbrechung oder nach Abschluss eines Bedienungsvorgan- ges auftreten können.

Bei der erfmdungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung besteht die Objekter- fassungseinrichtung zumindest aus einem Objekterfassungsgerät und einem Bildverarbeitungsmodul, wobei das Objekterfassungsgerät jeder Spinnstelle wahlweise zuführbar ist. Hierbei können das Objekter fassungsgerät und das Bildverarbeitungsmodul als eine mobile Einheit ausgebildet sein. Bei gro- ßen Datenvolumen besteht auch die Möglichkeit, dass das mobile Objekter- fassungsgerät mit einem stationären Bildverarbeitungsmodul zusammen- wirkt.

Elm innerhalb der Spinnstelle in jeder Lage eine vernünftige optische Ob- jekterfassung ausführen zu können, ist zumindest ein Beleuchtungsmittel dem Objekterfassungsgerät zugeordnet. Somit lassen sich auch sehr schwa- che Musterdifferenzen, die beispielsweise durch Flusen verursacht werden, identifizieren.

Die Mobilität des Objekterfassungsgerätes und des Beleuchtungsmittels lassen sich entweder durch den Bedienungsroboter oder durch eine steuer- bare Flugdrohne gewährleisten. Wesentlich hierbei ist, dass das Objekter- fassungsgerät jedem der Einrichtungen in der Spinnstelle entsprechend der geforderten Objekterfassung zuführbar ist.

Um aus der Mustererkennung unmittelbar Steuerbefehle zur Ausführung bestimmter Bedienungsvorgänge durch den Bedienungsroboter oder um bestimmte Prozess Steuerungen ausführen zu können, ist das Bildverarbei- tungsmodul der Objekterfassungseinrichtung direkt mit einer Robotersteue- rung und / oder einer Maschinensteuerung verbunden.

Die zum Abgleich erforderlich hinterlegten Musterbilder sind vorzugsweise in einem Datenspeicher hinterlegt, der vorzugsweise mit dem Bildverarbei- tungsmodul kombiniert ist, um direkt eine Mustererkennung vornehmen zu können.

Um die Vielzahl der Spinnstellen zu adressieren, ist jeder der Spinnstellen eine von mehreren Erkennungsmarken zugeordnet, die einen der betreffen- den Spinnstellen zugeordnetes Erkennungsmuster beinhaltet und an einer der Einrichtungen befestigt ist. Damit lässt sich ebenfalls durch einen Mus- tervergleich eine klare Zuordnung der Spinnstellen erreichen.

Zur Objekterfassung wird das Objekterfassungsgerät bevorzugt durch eine 3D-Kamera gebildet. Grundsätzlich können auch einzelne Sensoren mit Photozellen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvor- richtung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfm- dungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Vorderansicht mehrerer Spinnstellen eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvor- richtung

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht einer der Spinnstellen des Ausfüh- rungsbeispiels aus Fig. 1

Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht einer Objekterfassungseinrichtung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 und 2

Fig. 4

und

Fig. 5 schematisch mehrere Ausführungsbeispiele von Bildaufnahmen des Zustands eines Galettenmantels

Fig. 6 schematisch eine Vorderansicht mehrerer Spinnstellen eines weite - ren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Schmelzspinn- vorrichtung

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung mit mehreren Spinnstellen in einer Vorderansicht und in einer Seitenansicht dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Figuren, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist. Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung weist eine Mehrzahl von Spinnstellen 1.1 bis 1.3 auf, die in einer reihen- formigen Anordnung nebeneinander aufgestellt sind und eine Maschinen- längsseite bilden. Die Anzahl der in Fig. 1 dargestellten Spinnstellen ist nur beispielhaft. Grundsätzlich enthalten derartige Schmelzspinnvorrichtungen eine Vielzahl von gleichartigen Spinnstellen.

Die in der Fig. 1 dargestellten Spinnstellen 1.1 bis 1.3 sind in ihrem Aufbau identisch ausgeführt und werden an der in Fig. 2 dargestellten Spinnstelle 1.1 näher erläutert.

Wie aus der Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, weist jede Spinnstelle 1.1 bis 1.3, in diesem Fall die Spinnstelle 1.1, eine Spinndüseneinrichtung 2 auf. Die Spinndüseneinrichtung 2 umfasst einen Spinnbalken 2.2, der an seiner Unterseite mehrere Spinndüsen 2.1 trägt. Die Spinndüsen 2.1 sind mit einer Spinnpumpe 2.3 gekoppelt, die vorzugsweise als Mehrfachpumpe ausgebildet ist und mit jeder der Spinndüsen 2.1 verbunden ist. Die Spinnpumpe 2.3 ist über einen Schmelzzulauf 2.4 mit einem Extruder oder einem anderen Schmelzeerzeuger (hier nicht dargestellt) verbunden.

Unterhalb der Spinndüseneinrichtung 2 ist eine Abkühleinrichtung 3 ange ordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel einen Kühlschacht 3.1 mit gas- durchlässiger Wandung innerhalb einer Blaskammer aufweist. Zu jeder der Spinndüsen 2.1 dient der Kühlschacht 3.1 zur Aufnahme und Kühlung der Filamente. Unterhalb des Kühlschachtes 3.1 folgt ein Fallschacht 3.2.

Unterhalb des Fallschachtes 3.2 ist eine Sammeleinrichtung 4 angeordnet, die mehrere Fadenführer 4.1 aufweist. Die Fadenführer 4.1 sind den Spinn- düsen 2.1 zugeordnet und führen die Filamente zu einem Faden zusammen. In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt die Spinndüseneinrichtung 2 vier Fäden. Die Anzahl der Fäden ist beispielhaft. So können derartige Spinndü- seneinrichtungen 2 pro Spinnstelle bis zu 32 Fäden gleichzeitig erzeugen.

Der Sammeleinrichtung 4 ist eine Präparationseinrichtung 5 zugeordnet, durch welche die einzelnen Fäden einer Fadenschar 8 benetzt werden. Die Fäden werden als eine Fadenschar 8 durch eine Galetteneinrichtung 6 abge- zogen und einer Aufwickeleinrichtung 7 zugeführt. In diesem Ausfüh- rungsbeispiel ist die Galetteneinrichtung 6 durch zwei angetriebene Galet- ten 6.1 gebildet. Zwischen den Galetten 6.1 ist eine Verwirbelungseinrich- tung 6.2 angeordnet, um die Fäden der Fadenschar 8 separat zu verwirbeln.

Die Aufwickeleinrichtung 7 weist pro Faden der Fadenschar 8 jeweils eine Wickelstelle 7.4 auf. Die insgesamt vier Wickelstellen 7.4 erstrecken sich entlang einer Spulspindel 7.1, die auskragend an einem Spulrevolver 7.2 gehalten ist. Der Spulrevolver 7.2 trägt zwei Spulspindeln 7.1, die abwech- selnd in einen Wechselbereich und einen Wickelbereich geführt werden. Jeder der Wickelstellen 7.4 ist zur Aufteilung und Separierung der Faden- schar 8 jeweils eine von mehreren Umlenkmitteln zugeordnet, die der Ga- letteneinrichtung 6 unmittelbar nachgeordnet sind. Zum Wickeln und Ver- legen der Fäden zu Spulen weist jede der Wickelstellen 7.4 eine Changie- reinheit 7.3 auf. Die Changiereinheiten 7.3 wirken mit einer Andrückwalze 7.5 zusammen, die parallel zu den Spulspindeln 7.1 angeordnet ist und drehbar an einem Maschinengestell gelagert ist. Während des Aufwickelns der Fäden 8 zu Spulen liegt die Andrückwalze 7.5 an der Oberfläche der Spule 22 an.

In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Situation befinden sich die Spinnstellen 1.1 bis 1.3 in ihrem normalen Betrieb, in welcher in jeder Spinnstelle 1.1 bis 1.3 eine aus mehreren Fäden bestehende Fadenschar 8 extrudiert, abge- zogen und kontinuierlich zu Spulen 22 gewickelt wird. Um die Spinnstellen 1.1 bis 1.3 bei einem Prozessstart oder einer Prozess- unterbrechung bedienen zu können, ist den Spinnstellen 1.1 bis 1.3 ein Be- dienungsroboter 9 zugeordnet. Der Bedienungsroboter 9 ist in diesem Aus- führungsbeispiel durch einen Anlegeroboter 10 ausgeführt, der in Fig. 1 in einer Warteposition dargestellt ist. Der Anlegeroboter 10 ist durch ein Fahrgestell 15 an einer Hängebahn 14 geführt. Dem Fahrgestell 15 ist ein hier nicht näher dargestelltes Fördermittel zugeordnet, durch welches der Anlegeroboter 10 in der Hängebahn 14 verfahrbar ist. Die Hängebahn 14 weist hierzu zwei Führungsschienen 14.1 und 14.2 auf.

Der Anlegeroboter 10 weist einen steuerbaren Roboterarm 10.1 auf, dessen hier nicht näher dargestellte Aktoren und Sensoren mit einer Robotersteue- rung 12 verbunden sind. Der Roboterarm 10.1 trägt an einem freien auskra- genden Führungsende einen Sauginjektor 10.2 und eine hier nicht näher dargestellte Schneideinrichtung. Der auskragende mehrgliedrige Roboter- arm 10.1 ist durch die Aktoren und Sensoren frei beweglich, wobei der Be- wegungsablauf des Roboterarmes 10.1 durch die Robotersteuerung 12 ge- steuert wird. Die Energieversorgung des Anlegeroboters 10 erfolgt vor- zugsweise durch eine Stromschiene oder alternativ über eine Energiekette.

Der Sauginjektor 10.2 ist über Leitungen mit einem Garnbehälter 10.3 ver- bunden. Der Garnbehälter 10.3 lässt sich über einen Anschlussadapter 17 mit jeweils einer von mehreren Anschlussstationen 16 verbinden, wobei die Anschlussstationen 16 den Spinnstellen 1.1 bis 1.3 zugeordnet sind. Die Anschlussstationen 16 sind mit einer Druckluftleitung 18 verbunden, so dass die für den Sauginjektor 10.2 erforderliche Druckluft über die An- schlussstationen 16 dem Anlegeroboter 10 zuführbar ist. Neben dem Roboter arm 10.1 weist der Anlegeroboter 1 einen verstellbaren Objektträger 10.4 auf. Der Objektträger 10.4 ist vertikal und horizontal ver- fahrbar ausgefuhrt und trägt an seinem freien Ende eine Obj ekterfassungs- einrichtung 1 1.

Zur Erläuterung der Obj ekterfassungseinrichtung 11 wird zusätzlich zu der Fig. 3 Bezug genommen. In der Fig. 3 ist die Obj ekterfassungseinrichtung 1 1 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Die Obj ekterfassungsein- richtung 11 umfasst ein Obj ekterfassungsger ät 11.1. Als Obj ekterfassungs- gerät 11.1 könnte eine Fotozellenanordnung, ein 3D-Sensor oder eine 3D- Kamera verwendet werden. Die Ausbildung des Objekterfassungsgerätes

11.1 hängt von der jeweiligen Anforderung der zu erfassenden Bildaufnah men ab. Dem Obj ekterfassungsgerät 1 1.1 ist ein B eleuchtungsmittel 11.3 zugeordnet, die beispielsweise durch LED's gebildet sind. Darüberhinaus ist das Obj ekterfassungsgerät 11.1 direkt mit einem Bildverarbeitungsmo- dul 1 1.2 gekoppelt. Das Bildverarbeitungsmodul 11.2 enthält ein Bildverar- beitungsprogramm sowie einen Datenspeicher zur Speicherung von Mus terbildern.

Wie aus der Darstellung in Fig. 1 und 2 hervorgeht, lässt sich die Objekter- fassungseinrichtung 11 durch den mit dem Bedienungsroboter 9 gekoppel- ten Objektträger 10.4 in verschiedene Positionen innerhalb einer Spinnstelle fuhren. So ist das Obj ekterfassungsgerät 11.1 in der Lage, an jeder Galet- teneinrichtung und Aufwickeleinrichtung die Aggregatzustände optisch zu erfassen. So könnte beispielsweise nach einem Fadenbruch in einer der Spinnstellen 1.1 bis 1.3 der Anlegeroboter 10 mit der Obj ekterfassungsein- richtung 1 1 der betreffenden Spinnstelle zugefuhrt werden. Zur Identifizie- rung der Spinnstelle ist jede der Spinnstellen mit einer Erkennungsmarke

19.1 bis 19.3 ausgefuhrt. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Erkennungs marken 19.1 bis 19.3 an den Stirnseiten der Aufwickeleinrichtungen 7 an- geordnet. Zum Identifizieren wird nun das Obj ekterfassungsgerät 11.1 in Höhe der Erkennungsmarke 19.1 bis 19.3 geführt, um eine optische Erfas- sung der Erkennungsmarke durchführen zu können. Innerhalb des Bildver- arbeitungsmoduls 11.2 wird die Bildaufnahme der Erkennungsmarke 19., 19.2 oder 19.3 mit den hinterlegten Erkennungsmustem der Spinnstellen

1.1, 1.2 der 1.3 verglichen, um dann anhand der Mustererkennung die Spinnstelle 1.1, 1.2 oder 1.3 zu identifizieren.

Sobald die betreffende Spinnstelle, in welcher ein Fadenbruch gemeldet wurde, erreicht ist, wird das Obj ekterfassungsgerät 11.1 zu den Einrichtun gen 2, 4, 4, 5, 6 oder 7 geführt, um deren Zustand optisch zu erfassen.

In Fig. 4.1 und 4.2 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel einer Bildaufnahme eines Galettenmantels der Galetteneinrichtung 6 sowie das zum Musterver- gleich zugehörige Musterbild dargestellt. In der Fig. 4.1 ist ein Galetten mantel einer Galette 6.1 der Galetteneinrichtung 6 dargestellt, welche am Umfang ein Fadenwickel trägt. Die Fig. 4.2 zeigt dagegen den Galettenmantel der Galette 6.1 der Galetteneinrichtung ohne einen Fadenwickel, in dem Zustand, indem ein Neuanlegen der Fadenschar möglich ist. Insoweit würde die Bildaufnahme gemäß Fig. 4.1 dazu führen, dass zunächst ein Be dienungsvorgang zum Entfernen des Fadenwickels am Mantel der Galette 6.1 eingeleitet wird. So könnte beispielsweise der Roboterarm 10.1 mit ei ner Messereinrichtung zunächst den Fadenwickel entfernen. Zu Kontrolle des B edienungs Vorgangs wird die optische Erfassung des Galettenmantels der Galette 6.1 durch das Obj ekterfassungsgerät 11.1 wiederholt, um den einwandfreien Zustand des Galettenmantels durch die Mustererkennung zu signalisieren. Erst in dem Zustand ist das Anlegen der Fäden durch den Be dienungsroboter 9 in der Galetteneinrichtung 6 möglich. Um das Anlegen der Fadenschar in der Spinnstelle 1.1 bis 1.3 und im Be- trieb zur Herstellung der synthetischen Fäden zu kontrollieren, ist in Fig.

5.1 und 5.2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Bildaufnahme des Zu stands der Galetteneinrichtung 6 und ein Musterbild der Galetteneinrich- tung 6 gezeigt. Die Fig. 5.1 stellt eine Bildaufnahme eines momentanen Zustands des Galettenmantels der Galette 6.1 der Galetteneinrichtung 6 dar. Demgegenüber ist das gespeicherte Musterbild zur Auswertung und Erken- nung in Fig. 5.2 gezeigt. Das Musterbild in Fig. 5.2 lässt ein Muster mit insgesamt zehn am Galettenmantel geführten Fäden erkennen. Demgegen- über zeigt die Bildaufnahme des momentanen Zustandes des Galettenman- tels der Galette 6.1 ein unregelmäßiges Muster, indem einer der Fäden fehlt. Insoweit liegt eine Stömng vor, die in der Spinnstelle zu einem Abbruch führt.

Um die aus der Mustererkennung resultierenden Ergebnisse unmittelbar in Steuerbefehle umwandeln zu können, ist das Bildverarbeitungsmodul 11.2 direkt mit der Robotersteuerung 12 und der Maschinensteuerung 13 ver- bunden. In dem letzten genannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5.1 und

5.2 würde zunächst über die Maschinensteuerung die betreffende Spinnstel- le unterbrochen, um danach ein Neuanlegen der Fadenschar durch den Be- dienungsroboter 9 zu starten.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Bildaufnahmen und Musterbilder vom Zustand eines Galettenmantels einer Galette 6.1 der Galetteneinrichtung 6 ist nur beispielhaft. Grundsätzlich lassen sich alle Einrichtungen 2, 3, 4, 5, 6 und 7, in denen die Fadenschar geführt und behandelt wird, optisch erfas- sen. Durch den Abgleich mit gespeicherten Musterbildern der Einrichtun- gen 4, 5,6 und 7 können somit Störungen und Fehlverhalten durch die Ob- jekterfassungseinrichtung 11 schnell erkannt und zu entsprechenden Steue- rungen umgewandelt werden, damit der jeweilige Bedienungsvorgang au- tomatisiert durch den Bedienungsroboter 9 ausführbar ist. Als Bedienungs- roboter ist in den Fig. 1 und 2 bespielhaft ein Anlegeroboter 10 dargestellt. Diese Anlegeroboter werden bevorzugt für das Handling der Fadenschar bei Prozessbeginn und Prozessunterbrechung eingesetzt, um die Fadenschar nach dem Extrudieren aufzunehmen und in die Einrichtungen einzulegen. Neben dem Anlegeroboter werden jedoch auch derartige Bedienungsroboter eingesetzt, die während des Betriebes eine kontinuierliche Herstellung der Fäden ermöglichen. So werden beispielsweise Abräumroboter genutzt, um die in der Aufwickeleinrichtung 7 kontinuierlich anfallenden gewickelten Spulen aufzunehmen und abzutransportieren. In der Fig. 6 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schmelzspinnvorrichtung dar- gestellt.

Das Ausführungsbeispiel der Schmelzspinnvorrichtung nach Fig. 6 ist im wesentlichen identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Schmelzspinnvor- richtung werden die Bedienungsvorgänge in den Spinnstellen 1.1 bis 1.3, die identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ausgeführt sind, durch zwei Bedienungsroboter 9.1 und 9.2 durchgeführt. Der Bedienungs- roboter 9.1 ist als Anlegeroboter 10 ausgeführt und in diesem Fall identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 ausgebildet. Der zweite Be- dienungsroboter 9.2 ist ein Abräumroboter 20. Der Abräumroboter 20 ist in einem Bedienungsgang 23 verfahrbar geführt und lässt sich jedem der Aufwickeleinrichtung 7 der Spinnstellen 1.1 bis 1.3 wahlweise zuführen. Der Abräumroboter 20 weist einen hier nicht näher dargestellten Aufnah- medorn 24 auf, um die in dem Wechselbereich gehaltenen Spulen von den jeweiligen Spulspindeln 7.1 der Aufwickeleinrichtung 7 aufnehmen zu können. Darüberhinaus sind Hilfseinrichtungen vorgesehen, um Leerhülsen auf die Spulspindel 7.1 aufzuschieben.

Zur Objekterfassung der Einrichtungen der Spinnstellen 1.1 bis 1.3 ist die Objekterfassungseinrichtung 11 in diesem Ausführungsbeispiel mit einem mobilen Objekterfassungsgerät 11.1 und einem stationären Bildverarbei- tungsmodul 11.2 ausgebildet. Das Bildverarbeitungsmodul 11.2 ist in einer Kamerasteuereinheit 24 integriert. Das Objekterfassungsgerät 11.1 ist durch eine Flugdrohne 21 geführt. Die Steuerung der Flugdrohne 21 erfolgt über die Kamerasteuereinheit 24. Darüberhinaus ist die Kamerasteuereinheit 24 mit der Maschinensteuerung 13 sowie den Robotersteuerungen 12.1 und 12.2 über eine Funkverbindung verbunden.

Im Betrieb wird bei Feststellung einer Störung in einer der Spinnstellen 1.1 bis 1.3 ein Steuerbefehl durch die Maschinensteuerung 13 ausgelöst und der Kamerasteuereinheit 24 zugeführt. Die Kamerasteuereinheit 24 aktiviert die Objekterfassungseinrichtung 11, in dem die Flugdrohne 21 sich der betref- fenden Spinnstelle 1.1 bis 1.3 nähert, in welcher eine Störung aufgetreten ist. Nun führt die Flugdrohne 21 eine vordefinierte Flugbahn aus, um das Objekterfassungsgerät 11.1 in mehreren Positionen zu positionieren, um den momentanen Zustand der Einrichtungen 4, 5, 6 und 7 zu erfassen und jeweils als eine Bildaufnahme der Kamerasteuereinheit 24 zuzuführen. Durch das Bildverarbeitungsmodul 11.2 innerhalb der Kamerasteuereinheit 24 werden die übermittelten Bildaufnahmen mit hinterlegten Musterbildern verglichen, um die nächsten Bedienungsvorgänge auslösen zu können. So lassen sich über die Kamerasteuereinheit 24 direkt die Rotorsteuerung 12.1 und 12.2 ansprechen, um bestimmte Bedienungsvorgänge durch die Bedie- nungsroboter 9.1 und 9.2 ausführen zu können. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird über die Flug- drohne 21 eine hohe Flexibilität in der mobilen Fühmng des Objekterfas- sungsgerätes 11.1 erreicht. Als Objekterfassungsgerät 11.1 sind alle zur Bilderfassung geeigneten Sensoren und Kameras geeignet. Insbesondere werden 3D-Kameras verwendet, um räumliche Strukturen der Aggregate in den Spinnstellen zu erfassen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvor- richtung sowie die erfindungsgemäße Schmelzspinnvorrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass der Herstellungsprozess synthetischer Fäden im we sentlichen ohne Bedienungspersonal ausführbar ist. Durch die optische Er- fassung der jeweiligen Betriebszustände der fadenführenden und fadenbe- handelnden Einrichtungen ermöglichen die Ausführungen individueller Be- dienungsvorgänge. Damit können vor einem Prozessbeginn auftretende Fa- denwickel, Verschmutzungen durch Flusen oder Verschleißerscheinungen erkannt und abgestellt werden.

Die in den Figuren 1, 2 und 6 dargestellten Bedienungsroboter zur Durch- fühmng verschiedener Bedienungsvorgänge sind nur beispielhaft. So ist es auch bekannt, dass die Unterseiten der Spinndüsen der Spinndüseneinrich- tung regelmäßig gereinigt werden müssen. Um den Bedienungsvorgang eines sogenannten Schaberoboters zu starten, besteht auch die Möglichkeit, dass die Spinndüsen der Spinndüseneinrichtung optisch erfasst werden. Somit ist eine vielfältige Nutzung der Erfindung zur Ausführung von Be- dienungsvorgängen in Schmelzspinnvorrichtungen möglich.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Bedienen einer Schmelzspinnvorrichtung zur Herstel- lung von synthetischen Fäden in einer Mehrzahl von Spinnstellen, bei welchem zumindest ein Bedienungsvorgang an einer der Spinnstellen durch einen mobilen Bedienungsroboter durchgeführt wird, der der be- treffenden Spinnstelle zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor einem Bedienen der Spinnstelle und/oder nach einem Bedienen der Spinnstelle ein Zustand zumindest einer der Einrichtungen der betref- fenden Spinnstellen durch ein Objekterfassungsgerät optisch erfasst wird.

2. Verfahren nach Anspmch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bild- aufnahme des Zustands der Einrichtung mit einem gespeicherten Mus- terbild der Einrichtung verglichen wird und dass in Abhängigkeit einer Mustererkennung der Bedienungsroboter und/oder die Spinnstelle ge- steuert wird.

3. Verfahren nach Anspmch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die betref- fende Spinnstelle durch die Bildaufnahme eines Erkennungsmustern identifiziert wird, wobei die Spinnstelle unterschiedliche Erkennungs- muster aufweisen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekterfassungsgerät durch den Bedienungsroboter oder durch eine Flugdrohne zu einer der Spinnstellen bewegt wird.

5. Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden mit einer Mehrzahl von Spinnstellen (1.1, 1.2, 1.3), die jeweils eine Spinn- düseneinrichtung (2), eine Kühleinrichtung (3), eine Galetteneinrich- tung (6) und eine Aufwickeleinrichtung (7) aufweisen, und mit einem Bedienungsroboter (9) zum Bedienen der Spinnstellen (1.1, 1.2, 1.3), der parallel zu den in einer Reihe angeordneten Spinnstellen (1.1, 1.2, 1.3) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Objekterfassungs- einrichtung (11) mit zumindest einem Objekterfassungsgerät (11.1) und mit einem Bildverarbeitungsmodul (11.2) vorgesehen ist, wobei das Objekterfassungsgerät (11.1) jeder Spinnstellen (1.1, 1.2, 1.3) wahlwei- se zuführbar ist.

6. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspmch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Beleuchtungsmittel (11.3) dem Objekterfassungsge- rät (11) zugeordnet ist.

7. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, das Objekterfassungsgerät (11.1) und das Beleuchtungsmittel (11.3) durch den Bedienungsroboter oder durch eine steuerbare Flug- drohne führbar sind.

8. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bildverarbeitungsmodul (11.2) der Objekter- fassungseinrichtung (11) mit einer Robotersteuerung (12) und/oder ei- ner Maschinensteuerung (13) verbunden ist.

9. Schmelzspinnvorrichtung nach Anspmch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenspeicher zur Speichemng mehrere Musterbilder der Ein- richtungen der Spinnstellen vorgesehen ist.

10. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Spinnstellen (1.1 - 1.3) eine von mehre - ren Erkennungsmarken (19.1 - 19.3) zugeordnet ist, die ein der betref- fenden Spinnstelle (1.1 - 1.3) zugeordnetes Erkennungsmuster beinhal- ten und an einer der Einrichtungen (7) befestigt sind.

11. Schmelzspinnvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekterfassungsgerät (11.1) durch eine 3D- Kamera gebildet ist.