DE19545891A1 - Verfahren zum Überwachen der Abtastverhältnisse beim Steuern einer Fadenliefervorrichtung - Google Patents
Verfahren zum Überwachen der Abtastverhältnisse beim Steuern einer FadenliefervorrichtungInfo
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Description
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) be
kannten 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 überwachen
den, nur für diesen Zweck vorgesehenen Empfänger. Ein Aus
gangssignal des zweiten Empfängers wird einem Schwellwert ge
genübergesetzt, um ein zusätzliches Nutzsignal zu erhalten,
mit dem die Lichtstärke für beide Empfänger bei Verschlechte
rung 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 Fa
den und der andere nur die Lichtübertragungsqualität abta
stet, um die Relation zwischen den Ausgangssignalen der bei
den Empfänger im wesentlichen konstant halten und eine Ver
schlechterung 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 Aus
gangssignale aus den nicht für die Fadenabtastung benutzten
Lichtimpulsen werden mit einem Nominalsignalwert verglichen,
um eine bestimmte Relation zwischen den beiden Signalen ein
halten 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 Sensor
vorrichtung, werden in der Abtastzone in Umfangsrichtung ver
setzte Oberflächenbereiche der Speicherfläche mit mehreren
Sensoren gleichzeitig opto-elektronisch abgetastet. Befindet
sich Faden in der Abtastzone, dann geben die Sensoren gleich
zeitig gleiche Ausgangssignale ab. Bei Abwesenheit des Fadens
in der Abtastzone erzeugen die Sensoren hingegen gleichzeitig
unterschiedliche Ausgangssignale. Durch Diskriminieren zwi
schen den Ausgangssignalen werden Steuersignale abgeleitet
und wird der Antriebsmotor bei fadenfreier Abtastzone ange
trieben, bis wieder Faden die Abtastzone erreicht. Beim Er
gänzen des Fadenvorrats, d. h. bei angetriebenem Antriebsmo
tor, wird aus dem Ausgangssignal eines Sensors ein Drehzahl
signal für die Steuerschaltung abgeleitet. Eine bestimmte
Qualität der Lichtübertragung ist für das Arbeiten der Sen
sorvorrichtung erforderlich. Verschmutzungen beim Verarbeiten
von Faden unvermeidlicher Flusenanfall verschlechtern mit zu
nehmender 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 Bedie
nungsperson in auf Erfahrungswerten basierenden Abständen ei
ne Reinigung des Lichtübertragungswegs vornimmt, z. B. mit
Druckluft oder durch Abwischen. Jedoch werden diese Reini
gungsvorgänge 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 an
zugeben, mit denen auf baulich und schaltungstechnisch einfa
che 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 Fadenlie
fervorrichtung 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 Ob
jekt-Ausgangssignal auch zum Prüfen der Qualität der Ab
tastverhältnisse, z. B. der Lichtübertragungsqualität, einge
setzt. Dies erfordert keine nennenswerten zusätzlichen Kompo
nenten in der Sensorvorrichtung bzw. an der Speicherfläche.
Es werden die für die Funktion der Sensorvorrichtung ent
scheidenden Abtastverhältnisse, z. B. die Lichtübertragungs
qualität, 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 ei
ner von der Abtastzone entfernten Stelle. Durch eine Ver
schlechterung der Abtastverhältnisse ändert sich der Signal
pegel des Ausgangssignals und auch des Prüfsignals, das dem
auf eine gerade noch zulässige Verschlechterung der Ab
tastverhältnisse 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 Arbeitsbe
reich der Sensorvorrichtung, d. h. beispielsweise den Licht
übertragungsweg, zu reinigen. Es kann das Alarmsignal jedoch
in besonders zweckmäßiger Weise auch dazu verwendet werden,
automatisch eine Reinigungsvorrichtung für die Sensorvorrich
tung zu aktivieren, die selbständig den Reinigungsvorgang
durchführt, z. B. durch Wegblasen oder Wegwischen von Verun
reinigungen.
In der Fadenliefervorrichtung erfolgt die Überprüfung der Ab
tastverhältnisse exakt an dem Ort, an dem das Objekt abgeta
stet wird, d. h., dort, wo die Qualität des Abtastverhältnis
ses für das korrekte Arbeiten der Sensorvorrichtung entschei
dende Bedeutung hat. Da das Objektausgangssignal selbst zu
sätzlich als Basis für das Prüfsignal benutzt wird, sind kei
ne zusätzlichen Sensorteile oder Hilfsmittel an der Speicher
fläche erforderlich. Es werden die ohnedies für die Objektab
tastung vorhandenen Komponenten auch für die Prüfroutine be
nutzt. Damit wird ferner erreicht, daß das Abtastverhältnis
nur während Arbeitsperioden überprüft und das das Bedienungs
personal zur Störungsbeseitigung auffordernde Alarmsignal er
zeugt wird, in denen eine Verschlechterung des Abtastverhält
nisses das Arbeiten der Sensorvorrichtung stören kann, und
nicht permanent, d. h., nicht während unwichtiger Zeitperi
oden, in denen das Abtastverhältnis ohnedies keinen Einfluß
auf das Arbeiten der Sensorvorrichtung hat. Die vorgesehenen
baulichen Merkmale sind sowohl bei einer Fadenliefervorrich
tung mit vom Antriebsmotor angetriebener Speicherfläche
(drehangetriebener Speicherkörper) als auch für Fadenliefer
vorrichtungen mit im Betrieb stationärer Speicherfläche
(stationärer Speichertrommel und drehangetriebenem Aufwicke
lelement) zweckmäßig, um zuverlässig feststellen zu können,
wann eine Störungsbeseitigung erforderlich ist.
Bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 2 wird eine einfa
che logische Auswertung des Auftretens oder Nichtauftretens
der beiden Signal durchgeführt, um das Alarmsignal zum rich
tigen Zeitpunkt und aufgrund der richtigen Abtastkondition zu
erzeugen.
Bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 3 wird aus dem Ob
jekt-Ausgangssignal sowohl das Prüfsignal als auch das für
Steuerzwecke des Antriebsmotors brauchbare Drehzahlsignal ge
bildet. Es erfolgt die Überprüfung der Abtastverhältnisse nur
dann, wenn auch der Antriebsmotor anzutreiben ist und die Ge
fahr 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 wer
den. Der höhere Schwellwert repräsentiert die gerade noch zu
lässige Verschlechterung der Abtastverhältnisse. Das Aus
gangssignal und das Prüfsignal sind nicht nur synchron, son
dern auch in ihren für den Vergleich mit dem Schwellwert ent
scheidenden 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 Steue
rungszwecke 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 rea
giert werden, dann kann die Fadenliefervorrichtung, und
zweckmäßigerweise auch die davon mit Faden versorgte Textil
maschine, beim Ausbleiben auch des Ausgangs- oder Drehzahlsi
gnals abgestellt werden, um ein Leeren der Speicherfläche zu
vermeiden.
Alternativ werden bei der Verfahrensvariante gemäß Anspruch 5
beide Signale mit gleichem Schwellwert verglichen, zuvor je
doch der Signalpegel des Prüfsignals so verändert, daß aus
dessen Vergleich mit dem Alarmschwellwert eine präzise Aussa
ge zur Notwendigkeit des Alarmsignals gewonnen wird.
Das Verfahren läßt sich besonders zweckmäßig bei opto
elektronischer und berührungsloser Abtastung in einer mit ei
ner opto-elektronischen Sensorvorrichtung ausgestatteten Fa
denliefervorrichtung anwenden, gemäß den Ansprüchen 6 und 9,
weil zwischen dem Signalpegel und der Lichtübertragungsquali
tät ein gut vorhersehbares Verhältnis vorliegt.
Dabei ist die Anwendbarkeit dieses Verfahrens und der bauli
chen 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 Fadenab
tastung 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 Ab
tastverhältnisse, z. B. durch abgelagerte Verschmutzungen,
entsprechend verändert. Das Prinzip ist auch für Fadenliefer
vorrichtungen brauchbar, die eine stationäre Speicherfläche
für den Faden besitzen. Das Ausgangssignal braucht nicht un
bedingt eine Signalkette zu sein, obwohl dies in manchen Fäl
len günstig ist.
Bei der Fadenliefervorrichtung gemäß Anspruch 8 wird das die
Drehgeschwindigkeit der Trommel repräsentierende Objekt-
Ausgangssignal für die Prüfroutine benutzt, das nur bei auf
grund der Abwesenheit des Fadens in der Abtastzone angetrie
bener Trommel anliegt. Mittels des nachgebildeten Prüfsignals
läßt sich das Alarmsignal einfach und zuverlässig dann erzeu
gen, wenn sich die Abtastverhältnisse entsprechend ver
schlechtert haben. Besonders zweckmäßig ist, daß die Be
triebssicherheit nur überprüft wird, wenn der Antriebsmotor
angetrieben wird und den Fadenvorrat ergänzt. Denn dann be
steht die Gefahr einer Leerung der Speicherfläche, weil die
Grenze des Fadenvorrats verbrauchsabhängig hinter die Ab
tastzone zurückgegangen ist. Wird der Antriebsmotor hingegen
nicht angetrieben, wird auch keine Überprüfung durchgeführt.
Dies ist unerheblich, weil sich dann ohnedies ein großer Fa
denvorrat auf der Speicherfläche befindet, der bis in die Ab
tastzone reicht. Die Störungsbeseitigung bzw. Reinigung er
folgt zweckmäßigerweise bei gerade stehendem Antriebsmotor,
so daß die Fadenliefervorrichtung nicht abgeschaltet zu wer
den braucht und der Produktionsprozeß der Textilmaschine
nicht unterbrochen werden muß, die von der Fadenliefervor
richtung mit Faden versorgt wird.
Bei der Ausführungsform der Fadenliefervorrichtung gemäß An
spruch 10 wird das bei Ausbleiben des Prüfsignals nach wie
vor anliegende Ausgangssignal als Drehzahlsignal zur Steue
rung berücksichtigt und getrennt davon das Alarmsignal er
zeugt. Dabei ist es zweckmäßig, den ohnedies zumeist vorhan
denen Mikroprozessor der Steuerung der Fadenliefervorrichtung
als Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung zu benutzen,
weil der Mikroprozessor in der Regel eine für diese zusätzli
che Programmroutine ausreichende Kapazität aufweist und nur
eine software-seitige Anpassung benötigt.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 11 schaltet die Ein
richtung über das Abschaltglied die Fadenliefervorrichtung
und zweckmäßigerweise auch auf die davon versorgte Textilma
schine 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 Span
nungsteiler 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 zulässi
gen Verschlechterung der Abtastverhältnisse weiterhin anlie
gen, 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 ver
ändert. Aus dem Ausgangssignal kann nach wie vor das gegebe
nenfalls zur Steuerung benötigte Drehzahlsignal abgeleitet
werden, während bei Erreichen einer gerade noch zulässigen
Verschlechterung der Abtastverhältnisse das Prüfsignal ab
fällt und das Alarmsignal erzeugt wird.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 14 wird eine sehr zu
verlässige, 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 Erfindungs
gegenstandes 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 Ge
häuse 13 für einen elektrischen Antriebsmotor 15 auf, mit dem
über eine Welle 16 eine Trommel 1 drehantreibbar ist. In ei
nem gehäusefesten Ausleger 13′ 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 Sen
sorvorrichtung 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 Fa
denvorrat 5, der aus Windungen 6 eines Fadens Y besteht, der
von der nicht dargestellten Textilmaschine (z. B. Strickma
schine) 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 auf
gewickelt, 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 Fa
denvorrat 5 in die Abtastzone 12 reicht. Liegt in der Ab
tastzone 12 Faden vor, so wird der Antriebsmotor 15 angehal
ten oder verzögert. Liegt kein Faden in der Abtastzone 12
vor, dann wird der Antriebsmotor 15 angetrieben oder be
schleunigt. Über die Steuerung C wird die Antriebsgeschwin
digkeit des Antriebsmotors 15 annähernd dem Fadenverbrauch
angepaßt.
Die Trommel 1 kann als Stabkäfig ausgebildet sein mit
längsverlaufenden Stäben R, die durch Zwischenräume Z vonein
ander getrennt sind. Anstelle durchgehender Zwischenräume Z
könnten auch nach außen offene Längsnuten in der Trommel 1
vorgesehen sein. Ferner ist es denkbar, eine Trommel 1 mit
glatter Oberfläche zu benutzen, die in Umfangsrichtung ab
wechselnde 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 Ausführungs
form drei Sensoren S in Umfangsrichtung derart beabstandet,
daß zumindest ein Sensor S einen ersten Umfangsabschnitt 8
und wenigstens ein zweiter Sensor S gleichzeitig einen zwei
ten 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 Fa
denvorrat 5 axial in Richtung zur Abtastzone 12 vorwärts. Ei
ne Vorschubwirkung könnte alternativ auch durch eine konische
Ausbildung der Trommel 1 an der Fadenzulaufseite erzielt wer
den.
Die Sensoren S sind gemeinsam in einem Gehäuse 30 unterge
bracht. Lichtdurchlässige Abdeckscheiben 31 oder ein für alle
Sensoren S gemeinsames Abdeckfenster schützen die Sensoren S
gegen eine direkte Verschmutzung. Auf oder vor diesen Abdeck
scheiben 31 bzw. auf dem Abdeckfenster und/oder in der Ab
tastzone der Trommel 1 können sich Verschmutzungen ablagern.
Fig. 3 verdeutlicht schematisch als Blockschaltbild eine mög
liche Ausführungsform der Steuerschaltung L, mit der An
triebssteuersignale für den Antriebsmotor 15 aus dem Aus
gangssignal der Sensorvorrichtung 7 bzw. den Ausgangssignalen
der Sensoren S erzeugt werden.
Die Sensoren S bestehen aus Sendern D7, D8 und D9 und Empfän
gerelementen 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 Spannun
gen werden in den Operationsverstärkern 20, 21 und 22 ver
stärkt. Die Ausgänge der Operationsverstärker 20, 21 und 22
sind über ein Diodennetzwerk mit einem zentralen Arbeitswi
derstand 40 verbunden. Die Dioden sind so polarisiert ver
schaltet, 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 Diffe
renzspannung zwischen der maximal höchsten positiven Spannung
und der maximal niedrigsten negativen Spannung aus. Der posi
tive Wert wird über einen Verstärker 38, der negative Wert
hingegen über einen Verstärker 39 zu einem Differenzverstär
ker 40 geleitet. Die Spannung am Ausgang des Differenzver
stärkers 41 entspricht dem proportionalen Anteil des Faden
vorrats auf der Speicherfläche. Die Spannung am Ausgang des
Differenzverstärkers 41 wird über eine Diode und ein Wider
standsnetzwerk einem Komparator 43 zugeleitet. An einem Po
tentiometer 44 läßt sich der Sollwert des Fadenvorrats ein
stellen. Der Komparator 43 liefert der Steuerung des An
triebsmotors 15 die Kommandos: Laufen oder Anhalten. Detai
linformationen 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 Kompa
rators 26 ist an eine Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrich
tung V angeschlossen, die vorzugsweise in einen Mikroprozes
sor M integriert ist. Daran angeschlossen ist ein Warnsignal
geber 4 und gegebenenfalls ein Abschaltglied 11. Der Paral
lelschaltungsteil E zweigt am Punkt 23 mit einer Leitung 25
ab, die an einen Eingang eines zweiten Komparators 28 ange
schlossen ist, dessen anderer Eingang mit einem zweiten
Schwellwertglied 29 verbunden ist. Der Ausgang des zweiten
Komparators 28 ist ebenfalls an die Einrichtung V angeschlos
sen. Das Schwellwertglied 27 ist auf einen niedrigen Schwell
wert eingestellt, der, z. B., einem Signalpegel entspricht,
unterhalb dessen, z. B. aufgrund verschlechterter Lichtüber
tragungsqualität, die Sensorvorrichtung 7 nicht mehr funkti
onsfähig ist. Das Schwellwertglied 29 ist hingegen auf einen
höheren Schwellwert eingestellt, der eine gerade noch zuläs
sige Verschlechterung der Lichtübertragungsqualität repräsen
tiert, bei der die Sensorvorrichtung noch ordnungsgemäß ar
beiten kann, eine Beseitigung der die Lichtübertragungsquali
tät beeinträchtigenden Verschmutzungen jedoch schon angeraten
ist.
In dem Schaltungsteil D wird aus dem Ausgangssignal ein die
Geschwindigkeit der Trommel 1 repräsentierendes Drehzahlsi
gnal erzeugt, das über die Einrichtung V im Mikroprozessor M
anliegt und zur Auswertung herangezogen werden kann. Der Mi
kroprozessor vergleicht in einer Äquivalenzlogik das Vorhan
densein 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 Schwell
wert 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 Ausblei
ben auch des Drehzahlsignals das Abschaltglied 11 aktivieren
und die Fadenliefervorrichtung und die Textilmaschine abstel
len, 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 Lei
tung 24 zu einem Eingang des Komparators 26 ab. Vom Punkt 37
zwischen den Widerständen 33 und 34 zweigt hingegen die Lei
tung 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 Refe
renz-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 ver
schmutzt, so kann der Komparator 28 nicht mehr durchschalten.
Durch die Äquivalenzprüfung der Ausgangsspannungen der Kompa
ratoren 26, 28 wird im Mikroprozessor M festgestellt, daß ein
Warnsignal auszugeben ist. Der Warnsignalgeber 4 wird akti
viert.
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 Um
fangsabschnitte 8, 9 bzw. der voneinander verschiedenen Ober
flächenbereiche A, B erzeugt wird. Bei den beiden ersten Si
gnalpegeln ist die Lichtübertragungsqualität noch einwand
frei. 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 Lichtüber
tragungsqualität, bei der die Sensorvorrichtung 7 noch ord
nungsgemäß arbeitet, wie durch das in Fig. 5A unten angedeu
tete, auch nach dem Zeitpunkt X noch anliegende Ausgangs
signal 39 und die Signalfolge C in Fig. 5C verdeutlicht ist.
Dabei ist darauf hinzuweisen, daß die Lichtübertragungsquali
tät 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 erkenn
bar, wie aufgrund des Spannungsteilers die Signalpegel des
aus dem Ausgangssignal abgeleiteten Prüfsignals 40′ jeweils
entsprechend niedriger sind als die Signalpegel des Ausgangs
signals 39, wobei jedoch für das Prüfsignal 40′ derselbe
Schwellwert U1 berücksichtigt wird, wie für das Ausgangs
signal 39. Die ersten drei Signalpegel des Prüfsignals 40′
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 Verknüpfungseinrich
tung V das Prüfsignal 40′ ausbleibt und das Warnsignal er
zeugt wird.
Mittels des Schaltungsteils D und des Parallelschaltungsteils
E und den darin angeordneten Komponenten wird eine Antiva
lenz-Kontrolleinrichtung zum Auswerten des Übereinstimmens
des Prüfsignals mit dem Drehzahlsignal geschaffen. Diese An
tivalenz-Kontrolleinrichtung ist software-seitig einfach im
Mikroprozessor M zu verwirklichen. Die Überprüfung der Quali
tät der Lichtübertragung wird nur dann durchgeführt, wenn der
Antriebsmotor zum Ergänzen des Fadenvorrates angetrieben
wird, weil bei stillstehender Trommel ohnedies die Sensorvor
richtung nur den Faden abtastet und die reflektierenden Stäbe
R nicht sieht bzw. die Qualität der Reflektionslichtübertra
gung nicht zuverlässig beurteilen kann.
Das Verfahren läßt sich auch bei anderen physikalischen Ab
tastprinzipien verwenden, z. B. bei einer Abtastung mittels
Schall, Induktion, Magnetismus, Kapazität oder dgl.
Claims (14)
1. Verfahren zum Überwachen der Abtastverhältnisse beim Steu
ern einer Fadenliefervorrichtung, die eine Speicherfläche für
den in Windungen in einem Fadenvorrat zum Liefern gespeicher
ten 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, des
sen Signalpegel von der Qualität der Abtastverhältnisse ab
hängt, und bei dem bei Verschlechterung der Abtastverhältnis
se ein Alarmsignal erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
aus dem Objekt-Ausgangssignal ein im wesentlichen synchrones
Prüfsignal nachgebildet wird, daß der Signalpegel des Prüfsi
gnals einem eine gerade noch zulässige Verschlechterung der
Abtastverhältnisse repräsentierenden Alarm-Schwellwert ver
glichen wird, und daß das Alarmsignal bei einem Abfall des
Signalpegels des Prüfsignals unter den Alarm-Schwellwert er
zeugt wird.
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 Überwa
chungsresultat festgestelltem Ausbleiben des dem Alarm
schwellwert gegenübergesetzten Prüfsignals bei weiterhin an
liegendem Objekt-Ausgangssignal.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Speicherfläche bei mittels der Sensorvorrichtung
festgestellter Abwesenheit des Fadens in der von der Sensor
vorrichtung betrachteten Abtastzone durch den Drehantriebsmo
tor drehangetrieben wird, und daß aus dem Objekt-
Ausgangssignal des Sensors der Sensorvorrichtung ein der
Drehgeschwindigkeit der Speicherfläche entsprechendes Dreh
zahlsignal und das Prüfsignal gebildet werden.
4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß bei in etwa gleichen Signalpegeln
des Objekt-Ausgangssignals und des Prüfsignals der Signalpe
gel 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 gegen
übergestellt wird, vorzugsweise einem eine nicht mehr zuläs
sige Verschlechterung der Abtastverhältnisse repräsentieren
den Schwellwert, und daß bei Ausbleiben des Prüfsignals das
Alarmsignal und bei Ausbleiben des Objekt-Ausgangssignals
bzw. des Drehzahlsignals ein Abschaltsignal erzeugt wird.
5. Verfahren nach wenigstens einem der Anspruche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß das Prüfsignal zeitgleich mit ge
genüber dem Signalpegel des Ausgangssignals verringertem Si
gnalpegel nachgebildet wird, und daß beide Signalpegel dem
gleichen Schwellwert gegenübergesetzt werden.
6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß das Objekt bzw. der Faden der Ab
tastzone opto-elektronisch abgetastet wird, und daß das
Alarmsignal bei einer gerade noch zulässigen Verschlechterung
der Qualität der Lichtübertragung bei der Sensorvorrichtung
gebildet wird.
7. Fadenliefervorrichtung, insbesondere für Strickmaschinen,
mit einem Gehäuse (13), einer Speicherfläche (2) für einen
Fadenvorrat, einem steuerbaren Antriebsmotor (15) zum Antrei
ben eines Aufwickelelementes, mit dem der Faden (Y) einem aus
mehreren Windungen bestehenden Fadenvorrat auf der Speicher
fläche (2) zuführbar ist, mit einer stationären, auf zumin
dest eine Abtastzone (12) der Speicherfläche (2) ausgerichte
ten, signalerzeugenden Sensorvorrichtung (7) zum Abtasten der
Bewegung bzw. der An- oder Abwesenheit eines Objekts in der
Abtastzone (12), und mit einer Steuerschaltung (L) zum Verar
beiten des Objekt-Ausgangssignals der Sensorvorrichtung (7),
wobei der Signalpegel des Objekt-Ausgangssignals von den Ab
tastverhältnissen bei der Sensorvorrichtung (7) abhängt, da
durch gekennzeichnet, daß in der Steuerschaltung (L) ein Par
allelschaltungsteil (E) zum Erzeugen und Auswerten eines aus
dem Objekt-Ausgangssignal (38, 39) in etwa synchron nachge
bildeten Prüfsignals (20, 20′) vorgesehen ist, und daß die
Steuerschaltung (L) mit einem Alarmsignalgeber (4) verbunden
ist, der bei einer eine gerade noch zulässige Verschlechte
rung der Abtastverhältnisse repräsentierenden Änderung des
Signalpegels des Prüfsignals aktivierbar ist.
8. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Speicherfläche (2) an einer mittels des An
triebsmotors (15) drehantreibbaren, das Aufwickelelement de
finierenden 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 Abwesen
heit des Fadens (Y) in der Abtastzone (12) von der Sensorvor
richtung (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 Verschlechte
rung 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′) aus dem Ausgangssignal in etwa zeit
gleich nachbildbar und zur Auswertung dem vom Schwellwert
glied bereitgestellten Schwellwert gegenübersetzbar ist.
9. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sensorvorrichtung (7) eine opto
elektronische Sensorvorrichtung ist, mit der das Objekt-
Ausgangssignal mit einem von der Lichtübertragungs-Qualität
in der Sensorvorrichtung (7) abhängigen Signalpegel erzeugbar
ist.
10. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuerschaltung (L) einen Schaltungsteil
(D) zum Ableiten eines Drehzahlsignals aus dem Ausgangssignal
aufweist, daß der Schaltungsteil (D) und der Parallelschal
tungsteil (E) gemeinsam an eine signalverarbeitende Verknüp
fungs- bzw. Überwachungseinrichtung (V), vorzugsweise einen
Mikroprozessor (M), angeschlossen sind, daß die Einrichtung
(V) eine Programmroutine aufweist, innerhalb derer bei Anlie
gen des Drehzahlsignals und Ausbleiben des Prüfsignals der
Alarmsignalgeber (4) aktivierbar ist.
11. Fadenliefervorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Verknüpfungs- bzw. Überwachungseinrichtung
(V) mit einem Abschaltglied (11) verbunden ist, das im Rahmen
der Programmroutine aktivierbar ist, sobald bei eingeschalte
tem Antriebsmotor (15) auch das Drehzahlsignal ausbleibt.
12. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprü
che 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsteil
(D) und der Parallelschaltungsteil (E) gemeinsam an einen
Spannungsteiler (14) angeschlossen sind, daß der Schaltungs
teil (D) an einen Eingang eines ersten Komparators (26) ange
schlossen ist, dessen Ausgang mit der Verknüpfungs- bzw.
Überwachungseinrichtung (V) verbunden und dessen anderer Ein
gang 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 Ein
gang an ein zweites Schwellwertglied (29) für einen höheren
Schwellwert (U2), vorzugsweise eine zweite Referenzspannung,
angeschlossen ist.
13. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprü
che 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß für das Ausgangs
signal ein Spannungsteiler (32, 33, 34) vorgesehen ist, an
den der Schaltungsteil (D) vor einem Widerstand (33) und der
Parallelschaltungsteil (E) hinter diesem Widerstand (33) an
geschlossen sind, daß der Schaltungsteil (D) an einem Eingang
eines mit seinem Ausgang an die Verknüpfungs- bzw. Überwa
chungseinrichtung (V) angeschlossenen ersten Komparators (26)
angeschlossen ist, daß der Parallelschaltungsteil (E) an ei
nen Eingang eines mit einem Ausgang ebenfalls an die Einrich
tung (V) angeschlossenen zweiten Komparators (28) angeschlos
sen 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. Fadenliefervorrichtung nach wenigstens einem der Ansprü
che 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorvorrich
tung (7) mehrere in Umfangs- und Drehrichtung der Trommel (1)
versetzte Einzelsensoren (S, T1, T2, T3), vorzugsweise opto
elektronische Einzelsensoren, aufweist, und daß der Schal
tungsteil (D) und der Parallelschaltungsteil (E) nur an einen
Einzelsensor (S, T1) angeschlossen sind.
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