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Dokumentenidentifikation DE19545891A1 12.06.1997
Titel Verfahren zum Überwachen der Abtastverhältnisse beim Steuern einer Fadenliefervorrichtung
Anmelder Memminger-IRO GmbH, 72280 Dornstetten, DE
Erfinder Weber, Friedrich, 72285 Pfalzgrafenweiler, DE
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, Anwaltssozietät, 80538 München
DE-Anmeldedatum 08.12.1995
DE-Aktenzeichen 19545891
Offenlegungstag 12.06.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.06.1997
IPC-Hauptklasse B65H 51/20
IPC-Nebenklasse D03D 47/36   D04B 15/48   D01H 13/14   G01J 1/42   
Zusammenfassung Bei einem Verfahren zum Überwachen der Abtastverhältnisse beim Steuern einer Fadenliefervorrichtung, die eine Speicherfläche für den Faden, einen Antriebsmotor, eine mit wenigstens einem Sensor auf eine Abtastzone in der Fadenliefervorrichtung ausgerichtete Sensorvorrichtung und einem mit dieser verbundene Steuerschaltung aufweist, bei dem der Sensor in Abhängigkeit von der Bewegung bzw. der Ab- oder Anwesenheit eines Objekts in der Abtastzone ein Objekt-Ausgangssignal für Steuerungszwecke erzeugt, dessen Signalpegel von der Qualität der Abtastverhältnisse abhängt und bei dem bei Verschlechterung der Abtastverhältnisse ein Alarmsignal erzeugbar ist, wird aus dem Objekt-Ausgangssignal ein im wesentlichen synchrones Prüfsignal nachgebildet, der Signalpegel des Prüfsignals einem eine gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse repräsentierenden Alarm-Schwellwert gegenübergesetzt und schließlich das Alarmsignal bei einem Abfall des Signalpegels des Prüfsignals unter den Alarm-Schwellwert erzeugt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Fadenliefervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.

Bei einem aus US 4 865 085 (entsprechend EP-0 199 059 B1) bekannten Verfahren dieser Art arbeitet die Sensorvorrichtung mit einem die axiale Bewegung von Fadenwindungen auf einer stillstehenden Speichertrommel überwachenden Empfänger und einem zweiten, die Qualität der Lichtübertragung überwachenden, nur für diesen Zweck vorgesehenen Empfänger. Ein Ausgangssignal des zweiten Empfängers wird einem Schwellwert gegenübergesetzt, um ein zusätzliches Nutzsignal zu erhalten, mit dem die Lichtstärke für beide Empfänger bei Verschlechterung der Lichtübertragung gesteigert wird. Es kann auch ein Warnsignal für eine Bedienungsperson erzeugt werden, das auf die Notwendigkeit der Reinigung des Lichtübertragungsweges von die Lichtübertragung beeinträchtigenden Verschmutzungen hinweist.

Auch nach einem aus US-A-4 963 757 bekannten Verfahren speist eine Lichtquelle zwei Empfänger, von denen der eine einen Faden und der andere nur die Lichtübertragungsqualität abtastet, um die Relation zwischen den Ausgangssignalen der beiden Empfänger im wesentlichen konstant halten und eine Verschlechterung der Lichtübertragung kompensieren zu können.

Bei einem aus US-A-3 907 440 bekannten Verfahren werden mit zwei gepulsten Lichtquellen phasenverschobene Lichtimpulse für einen Empfänger erzeugt, wobei nur mit den Lichtimpulsen der einen Lichtquelle ein Faden abgetastet wird. Die Ausgangssignale aus den nicht für die Fadenabtastung benutzten Lichtimpulsen werden mit einem Nominalsignalwert verglichen, um eine bestimmte Relation zwischen den beiden Signalen einhalten und Störeinflüsse kompensieren zu können.

Bei einem aus WO 95/16628 bekannten Verfahren zum Steuern des Antriebsmotors einer Strickmaschinen-Fadenliefervorrichtung, mit drehantreibbarer Speichertrommel und stationärer Sensorvorrichtung, werden in der Abtastzone in Umfangsrichtung versetzte Oberflächenbereiche der Speicherfläche mit mehreren Sensoren gleichzeitig opto-elektronisch abgetastet. Befindet sich Faden in der Abtastzone, dann geben die Sensoren gleichzeitig gleiche Ausgangssignale ab. Bei Abwesenheit des Fadens in der Abtastzone erzeugen die Sensoren hingegen gleichzeitig unterschiedliche Ausgangssignale. Durch Diskriminieren zwischen den Ausgangssignalen werden Steuersignale abgeleitet und wird der Antriebsmotor bei fadenfreier Abtastzone angetrieben, bis wieder Faden die Abtastzone erreicht. Beim Ergänzen des Fadenvorrats, d. h. bei angetriebenem Antriebsmotor, wird aus dem Ausgangssignal eines Sensors ein Drehzahlsignal für die Steuerschaltung abgeleitet. Eine bestimmte Qualität der Lichtübertragung ist für das Arbeiten der Sensorvorrichtung erforderlich. Verschmutzungen beim Verarbeiten von Faden unvermeidlicher Flusenanfall verschlechtern mit zunehmender Betriebsdauer die Lichtübertragungsqualität. Es kommt zum Ausfall der Sensorvorrichtung und zum Leeren der Speicherfläche. Dies kann zu einem Fehler im Produkt in der Textilmaschine führen, die von der Fadenliefervorrichtung mit Faden versorgt wird. Es ist deshalb üblich, daß eine Bedienungsperson in auf Erfahrungswerten basierenden Abständen eine Reinigung des Lichtübertragungswegs vornimmt, z. B. mit Druckluft oder durch Abwischen. Jedoch werden diese Reinigungsvorgänge entweder häufiger als nötig durchgeführt oder kommt es aufgrund mangelnder Sorgfalt der Bedienungsperson fallweise zu einer Störung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Fadenliefervorrichtung anzugeben, mit denen auf baulich und schaltungstechnisch einfache Weise und zuverlässig eine derartige Verschlechterung der Abtastverhältnisse festgestellt und angezeigt wird, die noch eine ordnungsgemäße Funktion der Sensorvorrichtung erlaubt und sich ohne Schaden für das Produkt der von der Fadenliefervorrichtung versorgten Textilmaschine beseitigen läßt.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.

Bei dem Verfahren wird das zu Steuerungszwecke erzeugte Objekt-Ausgangssignal auch zum Prüfen der Qualität der Abtastverhältnisse, z. B. der Lichtübertragungsqualität, eingesetzt. Dies erfordert keine nennenswerten zusätzlichen Komponenten in der Sensorvorrichtung bzw. an der Speicherfläche. Es werden die für die Funktion der Sensorvorrichtung entscheidenden Abtastverhältnisse, z. B. die Lichtübertragungsqualität, in der Abtastzone überprüft, d. h. exakt dort, wo sie für die Funktion der Sensorvorrichtung zur Steuerung, z. B. des Antriebsmotors, entscheidend sind, und nicht an einer von der Abtastzone entfernten Stelle. Durch eine Verschlechterung der Abtastverhältnisse ändert sich der Signalpegel des Ausgangssignals und auch des Prüfsignals, das dem auf eine gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse abgestimmten Schwellwert gegenübergesetzt wird und schließlich unter diesen abfällt. Dies führt zum Alarmsignal. Damit wird eine Bedienungsperson rechtzeitig, d. h. weder zu früh noch zu spät, alarmiert, den Arbeitsbereich der Sensorvorrichtung, d. h. beispielsweise den Lichtübertragungsweg, zu reinigen. Es kann das Alarmsignal jedoch in besonders zweckmäßiger Weise auch dazu verwendet werden, automatisch eine Reinigungsvorrichtung für die Sensorvorrichtung zu aktivieren, die selbständig den Reinigungsvorgang durchführt, z. B. durch Wegblasen oder Wegwischen von Verunreinigungen.

In der Fadenliefervorrichtung erfolgt die Überprüfung der Abtastverhältnisse exakt an dem Ort, an dem das Objekt abgetastet wird, d. h., dort, wo die Qualität des Abtastverhältnisses für das korrekte Arbeiten der Sensorvorrichtung entscheidende Bedeutung hat. Da das Objektausgangssignal selbst zusätzlich als Basis für das Prüfsignal benutzt wird, sind keine zusätzlichen Sensorteile oder Hilfsmittel an der Speicherfläche erforderlich. Es werden die ohnedies für die Objektabtastung vorhandenen Komponenten auch für die Prüfroutine benutzt. Damit wird ferner erreicht, daß das Abtastverhältnis nur während Arbeitsperioden überprüft und das das Bedienungspersonal zur Störungsbeseitigung auffordernde Alarmsignal erzeugt wird, in denen eine Verschlechterung des Abtastverhältnisses das Arbeiten der Sensorvorrichtung stören kann, und nicht permanent, d. h., nicht während unwichtiger Zeitperioden, in denen das Abtastverhältnis ohnedies keinen Einfluß auf das Arbeiten der Sensorvorrichtung hat. Die vorgesehenen baulichen Merkmale sind sowohl bei einer Fadenliefervorrichtung mit vom Antriebsmotor angetriebener Speicherfläche (drehangetriebener Speicherkörper) als auch für Fadenliefervorrichtungen mit im Betrieb stationärer Speicherfläche (stationärer Speichertrommel und drehangetriebenem Aufwickelelement) zweckmäßig, um zuverlässig feststellen zu können, wann eine Störungsbeseitigung erforderlich ist.

Bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 2 wird eine einfache logische Auswertung des Auftretens oder Nichtauftretens der beiden Signal durchgeführt, um das Alarmsignal zum richtigen Zeitpunkt und aufgrund der richtigen Abtastkondition zu erzeugen.

Bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 3 wird aus dem Objekt-Ausgangssignal sowohl das Prüfsignal als auch das für Steuerzwecke des Antriebsmotors brauchbare Drehzahlsignal gebildet. Es erfolgt die Überprüfung der Abtastverhältnisse nur dann, wenn auch der Antriebsmotor anzutreiben ist und die Gefahr des Leerens der Speicherfläche besteht. Obwohl aus dem Ausbleiben des Prüfsignals das Alarmsignal erzeugt wird, liegt das Drehzahlsignal weiterhin zur unbehinderten Nutzung an.

Bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 4 ist der Vergleich der Signale zuverlässig, weil das Ausgangssignal und das Prüfsignal jeweils einem Schwellwert gegenübergestellt werden. Der höhere Schwellwert repräsentiert die gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse. Das Ausgangssignal und das Prüfsignal sind nicht nur synchron, sondern auch in ihren für den Vergleich mit dem Schwellwert entscheidenden Signalpegel gleich. Da der Schwellwert für das Prüfsignal höher ist, bleibt das Prüfsignal aus, sobald die gerade noch zulässige Verschlechterung eingetreten ist. Das Ausgangssignal liegt weiterhin an und läßt sich für Steuerungszwecke der vorbestimmten Weise nutzen. Beim Ausbleiben des Prüfsignals wird jedoch das Alarmsignal erzeugt. Der niedrige Schwellwert kann zweckmäßigerweise auf eine stärkere Verschlechterung der Abtastverhältnisse eingestellt sein, bei der eine ordnungsgemäße Funktion der Sensorvorrichtung nicht mehr gewährleistet ist. Sollte auf das Alarmsignal nicht reagiert werden, dann kann die Fadenliefervorrichtung, und zweckmäßigerweise auch die davon mit Faden versorgte Textilmaschine, beim Ausbleiben auch des Ausgangs- oder Drehzahlsignals abgestellt werden, um ein Leeren der Speicherfläche zu vermeiden.

Alternativ werden bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 5 beide Signale mit gleichem Schwellwert verglichen, zuvor jedoch der Signalpegel des Prüfsignals so verändert, daß aus dessen Vergleich mit dem Alarmschwellwert eine präzise Aussage zur Notwendigkeit des Alarmsignals gewonnen wird.

Das Verfahren läßt sich besonders zweckmäßig bei optoelektronischer und berührungsloser Abtastung in einer mit einer opto-elektronischen Sensorvorrichtung ausgestatteten Fadenliefervorrichtung anwenden, gemäß den Ansprüchen 6 und 9, weil zwischen dem Signalpegel und der Lichtübertragungsqualität ein gut vorhersehbares Verhältnis vorliegt.

Dabei ist die Anwendbarkeit dieses Verfahrens und der baulichen Merkmale zum Durchführen des Verfahrens nicht auf eine opto-elektronische Abtastung beschränkt, sondern es ist auch möglich, das Prinzip, ein ohnedies für einen bestimmten Steuerungszweck erzeugtes Ausgangssignal für eine Prüfroutine zu verwenden, bei anderen berührungslosen Abtastarten (Schall, Induktion etc.) und sogar bei Berühren der Fadenabtastung zu realisieren. Entscheidend ist, daß das für die Prüfroutine verwendete Ausgangssignal von der Abtastung des Objekts in der Abtastzone stammt und einen gut auszuwertenden Signalpegel besitzt, der sich bei Verschlechterung der Abtastverhältnisse, z. B. durch abgelagerte Verschmutzungen, entsprechend verändert. Das Prinzip ist auch für Fadenliefervorrichtungen brauchbar, die eine stationäre Speicherfläche für den Faden besitzen. Das Ausgangssignal braucht nicht unbedingt eine Signalkette zu sein, obwohl dies in manchen Fällen günstig ist.

Bei der Fadenliefervorrichtung gemäß Anspruch 8 wird das die Drehgeschwindigkeit der Trommel repräsentierende Objekt- Ausgangssignal für die Prüfroutine benutzt, das nur bei aufgrund der Abwesenheit des Fadens in der Abtastzone angetriebener Trommel anliegt. Mittels des nachgebildeten Prüfsignals läßt sich das Alarmsignal einfach und zuverlässig dann erzeugen, wenn sich die Abtastverhältnisse entsprechend verschlechtert haben. Besonders zweckmäßig ist, daß die Betriebssicherheit nur überprüft wird, wenn der Antriebsmotor angetrieben wird und den Fadenvorrat ergänzt. Denn dann besteht die Gefahr einer Leerung der Speicherfläche, weil die Grenze des Fadenvorrats verbrauchsabhängig hinter die Abtastzone zurückgegangen ist. Wird der Antriebsmotor hingegen nicht angetrieben, wird auch keine Überprüfung durchgeführt. Dies ist unerheblich, weil sich dann ohnedies ein großer Fadenvorrat auf der Speicherfläche befindet, der bis in die Abtastzone reicht. Die Störungsbeseitigung bzw. Reinigung erfolgt zweckmäßigerweise bei gerade stehendem Antriebsmotor, so daß die Fadenliefervorrichtung nicht abgeschaltet zu werden braucht und der Produktionsprozeß der Textilmaschine nicht unterbrochen werden muß, die von der Fadenliefervorrichtung mit Faden versorgt wird.

Bei der Ausführungsform der Fadenliefervorrichtung gemäß Anspruch 10 wird das bei Ausbleiben des Prüfsignals nach wie vor anliegende Ausgangssignal als Drehzahlsignal zur Steuerung berücksichtigt und getrennt davon das Alarmsignal erzeugt. Dabei ist es zweckmäßig, den ohnedies zumeist vorhandenen Mikroprozessor der Steuerung der Fadenliefervorrichtung als Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung zu benutzen, weil der Mikroprozessor in der Regel eine für diese zusätzliche Programmroutine ausreichende Kapazität aufweist und nur eine software-seitige Anpassung benötigt.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 11 schaltet die Einrichtung über das Abschaltglied die Fadenliefervorrichtung und zweckmäßigerweise auch auf die davon versorgte Textilmaschine ab, sobald auch das dem Schwellwert gegenübergesetzte Drehzahlsignal ausbleibt, weil aus irgendwelchen Gründen nach Auftreten des Alarmsignals die Störung nicht behoben wurde. Dies ist eine doppelte Sicherheitsfunktion.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 12 erzeugt der Spannungsteiler den gleichen Signalpegel für das Ausgangssignal und das Prüfsignal. Die beiden Komparatoren setzen die beiden Signalpegel zwei unterschiedlichen Schwellwerten gegenüber. Dadurch wird das für die Steuerung gegebenenfalls benötigte Drehzahlsignal auch bei Erreichen einer gerade noch zulässigen Verschlechterung der Abtastverhältnisse weiterhin anliegen, obwohl das Prüfsignal abgefallen ist und das Alarmsignal erzeugt wird.

Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Anspruch 13 wird hingegen bereits im Spannungsteiler der Signalpegel für das Prüfsignal gegenüber dem Signalpegel des Ausgangssignals verändert. Aus dem Ausgangssignal kann nach wie vor das gegebenenfalls zur Steuerung benötigte Drehzahlsignal abgeleitet werden, während bei Erreichen einer gerade noch zulässigen Verschlechterung der Abtastverhältnisse das Prüfsignal abfällt und das Alarmsignal erzeugt wird.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 14 wird eine sehr zuverlässige, vorzugsweise opto-elektronische, Fadenabtastung mit präziser Steuerung des Antriebsmotors durch die mehreren Einzelsensoren erreicht, wobei nur das Ausgangssignal eines Einzelsensors für die Prüfroutine herangezogen wird.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Fadenliefervorrichtung,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt in der Ebene II-II von Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung,

Fig. 4 eine Detailvariante zu Fig. 3,

Fig. 5, 5A, 5B, 5C schematische U/t-Signaldiagramme.

Eine Fadenliefervorrichtung F gemäß Fig. 1, insbesondere eine Fadenliefervorrichtung für eine Strickmaschine, weist ein Gehäuse 13 für einen elektrischen Antriebsmotor 15 auf, mit dem über eine Welle 16 eine Trommel 1 drehantreibbar ist. In einem gehäusefesten Ausleger 13&min; ist eine opto-elektronische Sensorvorrichtung 7 mit (Fig. 2) mehreren in Umfangsrichtung mit Zwischenabständen angeordneten, auf eine Abtastzone 12 (strichpunktiert angedeutet) ausgerichteten Sensoren S, z. B. parallel zur Trommelachse verstellbar, angeordnet. Die Sensorvorrichtung 7 ist über eine Steuerschaltung L mit einer Steuerung C des Antriebsmotors 15 verbunden. Jeder Sensor kann beispielsweise aus einer eigenen Lichtquelle, z. B. für infrarotes Licht, und einem Empfänger, z. B. einer Fotodiode, bestehen, die auf Reflektionslicht anspricht.

Die Trommel 1 definiert eine Speicherfläche 2 für einen Fadenvorrat 5, der aus Windungen 6 eines Fadens Y besteht, der von der nicht dargestellten Textilmaschine (z. B. Strickmaschine) bedarfsabhängig überkopf der Trommel 1 abgezogen wird. Der Faden Y wird in einem oberen Bereich der Trommel 1 in Fig. 1 zugeführt und durch die Drehung der Trommel 1 aufgewickelt, wobei der Antriebsmotor 15 so gesteuert wird, daß er trotz variierenden Verbrauchs des Fadens Y den Fadenvorrat 5 in einer Größe aufrechtzuhalten versucht, mit der der Fadenvorrat 5 in die Abtastzone 12 reicht. Liegt in der Abtastzone 12 Faden vor, so wird der Antriebsmotor 15 angehalten oder verzögert. Liegt kein Faden in der Abtastzone 12 vor, dann wird der Antriebsmotor 15 angetrieben oder beschleunigt. Über die Steuerung C wird die Antriebsgeschwindigkeit des Antriebsmotors 15 annähernd dem Fadenverbrauch angepaßt.

Die Trommel 1 kann als Stabkäfig ausgebildet sein mit längsverlaufenden Stäben R, die durch Zwischenräume Z voneinander getrennt sind. Anstelle durchgehender Zwischenräume Z könnten auch nach außen offene Längsnuten in der Trommel 1vorgesehen sein. Ferner ist es denkbar, eine Trommel 1 mit glatter Oberfläche zu benutzen, die in Umfangsrichtung abwechselnde Oberflächenbereiche A, B mit voneinander deutlich verschiedenen, z. B. optischen, Abtasteigenschaften aufweist. Bei der gezeigten Ausführungsform definieren die Stäbe R und die Zwischenräume Z erste und zweite Umfangsabschnitte 8, 9 mit voneinander klar verschiedenen Abtasteigenschaften für die Sensoren S der Sensorvorrichtung 7. Die Verteilung der Oberflächenbereiche A, B sollte in Umfangsrichtung regelmäßig sein. In der Sensorvorrichtung sind bei dieser Ausführungsform drei Sensoren S in Umfangsrichtung derart beabstandet, daß zumindest ein Sensor S einen ersten Umfangsabschnitt 8 und wenigstens ein zweiter Sensor S gleichzeitig einen zweiten Umfangsabschnitt 9 abtastet.

In der Trommel 1 ist ein Speichenstern 19 als Vorschubelement G angeordnet, dessen Speichen 18 sich durch die Zwischenräume Z bis zu einer Drehlagerung 17 auf der Welle 16 erstrecken. Die Drehlagerung 17 und der Speichenstern 19 stehen schräg zur Achse 3 der Trommel 1. Da die Drehlagerung 17 auf einer Hülse 17a angeordnet ist, die an einer Drehbewegung mit der Welle 16 gehindert ist, schiebt der Speichenstern 19 den Fadenvorrat 5 axial in Richtung zur Abtastzone 12 vorwärts. Eine Vorschubwirkung könnte alternativ auch durch eine konische Ausbildung der Trommel 1 an der Fadenzulaufseite erzielt werden.

Die Sensoren S sind gemeinsam in einem Gehäuse 30 untergebracht. Lichtdurchlässige Abdeckscheiben 31 oder ein für alle Sensoren S gemeinsames Abdeckfenster schützen die Sensoren S gegen eine direkte Verschmutzung. Auf oder vor diesen Abdeckscheiben 31 bzw. auf dem Abdeckfenster und/oder in der Abtastzone der Trommel 1 können sich Verschmutzungen ablagern.

Fig. 3 verdeutlicht schematisch als Blockschaltbild eine mögliche Ausführungsform der Steuerschaltung L, mit der Antriebssteuersignale für den Antriebsmotor 15 aus dem Ausgangssignal der Sensorvorrichtung 7 bzw. den Ausgangssignalen der Sensoren S erzeugt werden.

Die Sensoren S bestehen aus Sendern D7, D8 und D9 und Empfängerelementen T1, T2 und T3, die, vorzugsweise, mit infrarotem Licht arbeiten. Die Sensoren, die Empfänger und mit diesen zusammenarbeitende Operationsverstärker 20, 21 und 22 sind gemeinsam an eine Konstantspannungsquelle angeschlossen. Die empfangene Infrarotstrahlung erzeugt einen Fotostrom, der die Spannung an den Arbeitswiderständen beeinflußt. Die Spannungen werden in den Operationsverstärkern 20, 21 und 22 verstärkt. Die Ausgänge der Operationsverstärker 20, 21 und 22 sind über ein Diodennetzwerk mit einem zentralen Arbeitswiderstand 40 verbunden. Die Dioden sind so polarisiert verschaltet, daß die positiv wirkenden Spannungen am oberen Punkt des Arbeitswiderstandes 40 und die negativ wirkenden Spannungen am Fußpunkt des Arbeitswiderstandes 40 ankommen. So bildet sich am Arbeitswiderstand 40 eine maximale Differenzspannung zwischen der maximal höchsten positiven Spannung und der maximal niedrigsten negativen Spannung aus. Der positive Wert wird über einen Verstärker 38, der negative Wert hingegen über einen Verstärker 39 zu einem Differenzverstärker 40 geleitet. Die Spannung am Ausgang des Differenzverstärkers 41 entspricht dem proportionalen Anteil des Fadenvorrats auf der Speicherfläche. Die Spannung am Ausgang des Differenzverstärkers 41 wird über eine Diode und ein Widerstandsnetzwerk einem Komparator 43 zugeleitet. An einem Potentiometer 44 läßt sich der Sollwert des Fadenvorrats einstellen. Der Komparator 43 liefert der Steuerung des Antriebsmotors 15 die Kommandos: Laufen oder Anhalten. Detailinformationen hierzu sind in WO 95/16628 zu finden.

Das Ausgangssignal eines Sensorelements S (D1, T1) wird am Operationsverstärker 20 zusätzlich über 14 abgegriffen und einem Schaltungsteil D sowie einem Parallelschaltungsteil E zugeführt.

Vom Punkt 23 führt eine Leitung 24 zu einem Eingang eines Komparators 26, dessen anderer Eingang an ein einstellbares Schwellwertglied 27 angeschlossen ist. Der Ausgang des Komparators 26 ist an eine Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung V angeschlossen, die vorzugsweise in einen Mikroprozessor M integriert ist. Daran angeschlossen ist ein Warnsignalgeber 4 und gegebenenfalls ein Abschaltglied 11. Der Parallelschaltungsteil E zweigt am Punkt 23 mit einer Leitung 25 ab, die an einen Eingang eines zweiten Komparators 28 angeschlossen ist, dessen anderer Eingang mit einem zweiten Schwellwertglied 29 verbunden ist. Der Ausgang des zweiten Komparators 28 ist ebenfalls an die Einrichtung V angeschlossen. Das Schwellwertglied 27 ist auf einen niedrigen Schwellwert eingestellt, der, z. B., einem Signalpegel entspricht, unterhalb dessen, z. B. aufgrund verschlechterter Lichtübertragungsqualität, die Sensorvorrichtung 7 nicht mehr funktionsfähig ist. Das Schwellwertglied 29 ist hingegen auf einen höheren Schwellwert eingestellt, der eine gerade noch zulässige Verschlechterung der Lichtübertragungsqualität repräsentiert, bei der die Sensorvorrichtung noch ordnungsgemäß arbeiten kann, eine Beseitigung der die Lichtübertragungsqualität beeinträchtigenden Verschmutzungen jedoch schon angeraten ist.

In dem Schaltungsteil D wird aus dem Ausgangssignal ein die Geschwindigkeit der Trommel 1 repräsentierendes Drehzahlsignal erzeugt, das über die Einrichtung V im Mikroprozessor M anliegt und zur Auswertung herangezogen werden kann. Der Mikroprozessor vergleicht in einer Äquivalenzlogik das Vorhandensein beider Signale aus den Komparatoren 28 und 26. Werden beide Signale ungleich bzw. bleibt eines der Signale aus, so ist Alarm zu geben.

Ein Prüfsignal wird synchron und im wesentlichen zeitgleich und mit gleichem Signalpegel gebildet wie das Ausgangssignal. Da jedoch das Schwellwertglied 29 auf einen höheren Schwellwert eingestellt ist als das Schwellwertglied 27, bleibt das Prüfsignal an der Einrichtung V aus, sobald sein Pegel unter den Schwellwert abfällt. Mittels des Mikroprozessors M wird der Signalgeber 4 aktiviert, um, vorzugsweise, ein optisches oder akustisches Signal abzugeben. Werden die Verschmutzungen nicht beseitigt, dann kann der Mikroprozessor M bei Ausbleiben auch des Drehzahlsignals das Abschaltglied 11 aktivieren und die Fadenliefervorrichtung und die Textilmaschine abstellen, um ggf. ein Leeren der Trommel 1 zu vermeiden.

Fig. 4 verdeutlicht eine Variation des Schaltungsteils D und des Parallelschaltungsteils E. In der Leitung 14 ist ein Spannungsteiler aus Widerständen 32, 33, 34 vorgesehen. Im Punkt 35 zwischen den Widerständen 32 und 33 zweigt die Leitung 24 zu einem Eingang des Komparators 26 ab. Vom Punkt 37 zwischen den Widerständen 33 und 34 zweigt hingegen die Leitung 25 zu einem Eingang des zweiten Komparators 28 ab. Der Signalpegel (Spannungspegel) aus dem Ausgangssignal am Punkt 37 (Prüfsignal) ist niedriger als am Punkt 35. Der jeweils andere Eingang des ersten und des zweiten Komperators 26, 28 ist an ein gemeinsames Schwellwertglied 36 angeschlossen, das auf einen bestimmten Schwellwert eingestellt ist (eine Referenz-Spannung). Der Schwellwert 36 ist genau auf den Punkt eingestellt, an welchem die Verschmutzung einen gerade noch zulässigen, für den Signalpegel des Prüfsignals aber zu hohen Grenzwert erreicht. Durch den Spannungsteiler 32, 33 und 34 schaltet der Komparator 28 bei einer höheren Schwelle als der Komparator 26. Ist die Sensorvorrichtung entsprechend verschmutzt, so kann der Komparator 28 nicht mehr durchschalten. Durch die Äquivalenzprüfung der Ausgangsspannungen der Komparatoren 26, 28 wird im Mikroprozessor M festgestellt, daß ein Warnsignal auszugeben ist. Der Warnsignalgeber 4 wird aktiviert.

Zum besseren Verständnis dieser Prüfroutine ist auf die Fig. 5, 5A, 5B und 5C verwiesen. Fig. 5 verdeutlicht in einem U/t-Diagramm das Ausgangssignal 38 in der Leitung 14, wie es durch den Sensor S, T1 in Abhängigkeit vom Durchgang der Umfangsabschnitte 8, 9 bzw. der voneinander verschiedenen Oberflächenbereiche A, B erzeugt wird. Bei den beiden ersten Signalpegeln ist die Lichtübertragungsqualität noch einwandfrei. Ab dem dritten Signalpegel nimmt in Fig. 5 die Qualität der Lichtübertragung ab. In der Steuerschaltung L gemäß Fig. 3 liegt - wie in dem Diagramm der Fig. 5A dargestellt - das Ausgangssignal 39 an. Der am Schwellwertglied 27 eingestellte Schwellwert ist mit U1 angedeutet. Am Ausgang des Komparators 26 ergibt sich eine Signalfolge c gemäß Fig. 5C. Am Ausgang des Komparators 28 ergibt sich hingegen eine Signalfolge G gemäß Fig. 5C. Ab dem Zeitpunkt X ist die Signalfolge G nicht mehr vorhanden. Eine Prüfung auf Gleichheit der Signalfolgen ergibt eine logische Signalfolge H in Fig. 5C. Zum Zeitpunkt x aktiviert der Mikroprozessor M das Warnsignalglied 4.

Der Schwellwert U2 repräsentiert eine gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse, d. h. der Lichtübertragungsqualität, bei der die Sensorvorrichtung 7 noch ordnungsgemäß arbeitet, wie durch das in Fig. 5A unten angedeutete, auch nach dem Zeitpunkt X noch anliegende Ausgangssignal 39 und die Signalfolge C in Fig. 5C verdeutlicht ist. Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Lichtübertragungsqualität sich normalerweise innerhalb einer wesentlichen längeren Zeitspanne verschlechtert, als sie aus den Fig. 5, 5A, 5B, 5C ableitbar ist. Diese Figuren sind bezüglich der Zeitspanne zum besseren Gesamtverständnis zur als schematisch anzusehen.

Das Diagramm gemäß Fig. 5B gehört zur Variante gemäß Fig. 4. Unten in Fig. 5B ist das Ausgangssignal 39 identisch mit dem Ausgangssignal 39 der Fig. 5A. Der Schwellwert U1 entspricht dem Schwellwert U1 der Fig. 5A. Oben in Fig. 5B ist erkennbar, wie aufgrund des Spannungsteilers die Signalpegel des aus dem Ausgangssignal abgeleiteten Prüfsignals 40&min; jeweils entsprechend niedriger sind als die Signalpegel des Ausgangssignals 39, wobei jedoch für das Prüfsignal 40&min; derselbe Schwellwert U1 berücksichtigt wird, wie für das Ausgangssignal 39. Die ersten drei Signalpegel des Prüfsignals 40&min; sind noch ausreichend hoch, um den zweiten Komperator 28 zu passieren. Der vierte Signalpegel ist jedoch niedriger als der Schwellwert U1, so daß dann an der Verknüpfungseinrichtung V das Prüfsignal 40&min; ausbleibt und das Warnsignal erzeugt wird.

Mittels des Schaltungsteils D und des Parallelschaltungsteils E und den darin angeordneten Komponenten wird eine Antivalenz-Kontrolleinrichtung zum Auswerten des Übereinstimmens des Prüfsignals mit dem Drehzahlsignal geschaffen. Diese Antivalenz-Kontrolleinrichtung ist software-seitig einfach im Mikroprozessor M zu verwirklichen. Die Überprüfung der Qualität der Lichtübertragung wird nur dann durchgeführt, wenn der Antriebsmotor zum Ergänzen des Fadenvorrates angetrieben wird, weil bei stillstehender Trommel ohnedies die Sensorvorrichtung nur den Faden abtastet und die reflektierenden Stäbe R nicht sieht bzw. die Qualität der Reflektionslichtübertragung nicht zuverlässig beurteilen kann.

Das Verfahren läßt sich auch bei anderen physikalischen Abtastprinzipien verwenden, z. B. bei einer Abtastung mittels Schall, Induktion, Magnetismus, Kapazität oder dgl.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Überwachen der Abtastverhältnisse beim Steuern einer Fadenliefervorrichtung, die eine Speicherfläche für den in Windungen in einem Fadenvorrat zum Liefern gespeicherten Faden, einen Antriebsmotor zum ergänzenden Aufwickeln des Fadens, eine mit wenigstens einem Sensor auf eine Abtastzone in der Fadenliefervorrichtung ausgerichtete Sensorvorrichtung und eine mit der Sensorvorrichtung verbundene Steuerschaltung aufweist, bei dem der Sensor in Abhängigkeit von der Bewegung bzw. der Ab- oder Anwesenheit eines Objekts in der Abtastzone ein Objekt-Ausgangssignal für Steuerungszwecke erzeugt, dessen Signalpegel von der Qualität der Abtastverhältnisse abhängt, und bei dem bei Verschlechterung der Abtastverhältnisse ein Alarmsignal erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Objekt-Ausgangssignal ein im wesentlichen synchrones Prüfsignal nachgebildet wird, daß der Signalpegel des Prüfsignals einem eine gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse repräsentierenden Alarm-Schwellwert verglichen wird, und daß das Alarmsignal bei einem Abfall des Signalpegels des Prüfsignals unter den Alarm-Schwellwert erzeugt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alarmsignal aufgrund des Resultats einer Überwachung des dem Schwellwert gegenübergesetzten Prüfsignals und des Objekt- Ausgangssignals gebildet wird, vorzugsweise bei als Überwachungsresultat festgestelltem Ausbleiben des dem Alarmschwellwert gegenübergesetzten Prüfsignals bei weiterhin anliegendem Objekt-Ausgangssignal.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherfläche bei mittels der Sensorvorrichtung festgestellter Abwesenheit des Fadens in der von der Sensorvorrichtung betrachteten Abtastzone durch den Drehantriebsmotor drehangetrieben wird, und daß aus dem Objekt- Ausgangssignal des Sensors der Sensorvorrichtung ein der Drehgeschwindigkeit der Speicherfläche entsprechendes Drehzahlsignal und das Prüfsignal gebildet werden.
  4. 4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei in etwa gleichen Signalpegeln des Objekt-Ausgangssignals und des Prüfsignals der Signalpegel des Prüfsignals einem höheren, die gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse repräsentierenden Schwellwert und der Signalpegel des Objekt-Ausgangssignals bzw. des Drehzahlsignals einem niedrigen Schwellwert gegenübergestellt wird, vorzugsweise einem eine nicht mehr zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse repräsentierenden Schwellwert, und daß bei Ausbleiben des Prüfsignals das Alarmsignal und bei Ausbleiben des Objekt-Ausgangssignals bzw. des Drehzahlsignals ein Abschaltsignal erzeugt wird.
  5. 5. Verfahren nach wenigstens einem der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfsignal zeitgleich mit gegenüber dem Signalpegel des Ausgangssignals verringertem Signalpegel nachgebildet wird, und daß beide Signalpegel dem gleichen Schwellwert gegenübergesetzt werden.
  6. 6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt bzw. der Faden der Abtastzone opto-elektronisch abgetastet wird, und daß das Alarmsignal bei einer gerade noch zulässigen Verschlechterung der Qualität der Lichtübertragung bei der Sensorvorrichtung gebildet wird.
  7. 7. Fadenliefervorrichtung, insbesondere für Strickmaschinen, mit einem Gehäuse (13), einer Speicherfläche (2) für einen Fadenvorrat, einem steuerbaren Antriebsmotor (15) zum Antreiben eines Aufwickelelementes, mit dem der Faden (Y) einem aus mehreren Windungen bestehenden Fadenvorrat auf der Speicherfläche (2) zuführbar ist, mit einer stationären, auf zumindest eine Abtastzone (12) der Speicherfläche (2) ausgerichteten, signalerzeugenden Sensorvorrichtung (7) zum Abtasten der Bewegung bzw. der An- oder Abwesenheit eines Objekts in der Abtastzone (12), und mit einer Steuerschaltung (L) zum Verarbeiten des Objekt-Ausgangssignals der Sensorvorrichtung (7), wobei der Signalpegel des Objekt-Ausgangssignals von den Abtastverhältnissen bei der Sensorvorrichtung (7) abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerschaltung (L) ein Parallelschaltungsteil (E) zum Erzeugen und Auswerten eines aus dem Objekt-Ausgangssignal (38, 39) in etwa synchron nachgebildeten Prüfsignals (20, 20&min;) vorgesehen ist, und daß die Steuerschaltung (L) mit einem Alarmsignalgeber (4) verbunden ist, der bei einer eine gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse repräsentierenden Änderung des Signalpegels des Prüfsignals aktivierbar ist.
  8. 8. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherfläche (2) an einer mittels des Antriebsmotors (15) drehantreibbaren, das Aufwickelelement definierenden Trommel (1) vorgesehen ist, die in der Abtastzone (12) in Umfangsrichtung versetzte Oberflächenbereiche (A, B) mit deutlich voneinander verschiedenen Abtasteigenschaften aufweist, daß die Oberflächenbereiche (A, B) das bei Abwesenheit des Fadens (Y) in der Abtastzone (12) von der Sensorvorrichtung (7) auf Bewegung abgetastete Objekt definieren, daß mit der Sensorvorrichtung (7) bei der Bewegungs-Abtastung der Oberflächenbereiche (A, B) ein die Drehgeschwindigkeit der Trommel (1) repräsentierendes Objekt-Ausgangssignal (38, 39) erzeugt, daß die Steuerschaltung (L) ein Schwellwertglied (36,29)t, der einen die gerade noch zulässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse bei der Sensorvorrichtung (7) und an wenigstens einem der Oberflächenbereiche repräsentierenden Schwellwert bereitstellt, und daß in der Steuerschaltung (L) das Prüfsignal (20, 20&min;) aus dem Ausgangssignal in etwa zeitgleich nachbildbar und zur Auswertung dem vom Schwellwertglied bereitgestellten Schwellwert gegenübersetzbar ist.
  9. 9. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung (7) eine optoelektronische Sensorvorrichtung ist, mit der das Objekt- Ausgangssignal mit einem von der Lichtübertragungs-Qualität in der Sensorvorrichtung (7) abhängigen Signalpegel erzeugbar ist.
  10. 10. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (L) einen Schaltungsteil (D) zum Ableiten eines Drehzahlsignals aus dem Ausgangssignal aufweist, daß der Schaltungsteil (D) und der Parallelschaltungsteil (E) gemeinsam an eine signalverarbeitende Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung (V), vorzugsweise einen Mikroprozessor (M), angeschlossen sind, daß die Einrichtung (V) eine Programmroutine aufweist, innerhalb derer bei Anliegen des Drehzahlsignals und Ausbleiben des Prüfsignals der Alarmsignalgeber (4) aktivierbar ist.
  11. 11. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung (V) mit einem Abschaltglied (11) verbunden ist, das im Rahmen der Programmroutine aktivierbar ist, sobald bei eingeschaltetem Antriebsmotor (15) auch das Drehzahlsignal ausbleibt.
  12. 12. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsteil (D) und der Parallelschaltungsteil (E) gemeinsam an einen Spannungsteiler (14) angeschlossen sind, daß der Schaltungsteil (D) an einen Eingang eines ersten Komparators (26) angeschlossen ist, dessen Ausgang mit der Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung (V) verbunden und dessen anderer Eingang an ein erstes Schwellwertglied (27) für einen niedrigen Schwellwert (U1), vorzugsweise eine erste Referenzspannung, angeschlossen ist, und daß der Parallelschaltungsteil (E) an einen Eingang eines zweiten Komparators (28) angeschlossen ist, dessen Ausgang ebenfalls mit der Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung (V) verbunden und dessen anderer Eingang an ein zweites Schwellwertglied (29) für einen höheren Schwellwert (U2), vorzugsweise eine zweite Referenzspannung, angeschlossen ist.
  13. 13. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für das Ausgangssignal ein Spannungsteiler (32, 33, 34) vorgesehen ist, an den der Schaltungsteil (D) vor einem Widerstand (33) und der Parallelschaltungsteil (E) hinter diesem Widerstand (33) angeschlossen sind, daß der Schaltungsteil (D) an einem Eingang eines mit seinem Ausgang an die Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung (V) angeschlossenen ersten Komparators (26) angeschlossen ist, daß der Parallelschaltungsteil (E) an einen Eingang eines mit einem Ausgang ebenfalls an die Einrichtung (V) angeschlossenen zweiten Komparators (28) angeschlossen ist, und daß die zweiten Eingänge der Komparatoren (26, 28) mit einem gemeinsamen Schwellwertglied (36) für nur einen Schwellwert (U1), vorzugsweise eine einzige Referenzspannung, verbunden sind.
  14. 14. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrichtung (7) mehrere in Umfangs- und Drehrichtung der Trommel (1) versetzte Einzelsensoren (S, T1, T2, T3), vorzugsweise optoelektronische Einzelsensoren, aufweist, und daß der Schaltungsteil (D) und der Parallelschaltungsteil (E) nur an einen Einzelsensor (S, T1) angeschlossen sind.






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