DE4010884C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen einer Auf­ laufspule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In jüngerer Zeit wurde in Spinnereien der Transport und das Verpacken von Kreuzspulen bzw. Auflaufspulen, die in einem Spulautomaten bewickelt wurden, automatisiert. Nur die Qualitätsprüfung der Kreuzspulen, auf die zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten nicht verzichtet werden kann, wird als visuelle Prüfung ausgeführt.

Kreuzspulen in Spinnereien werden auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Fadenreserve, auf anomale Bereiche z. B. einen über den Bereich der normalen Fadenlagenbreite überstehenden Faden an der Stirnseite der Kreuzspule, eine Bewicklung mit verschiedenen Fadenarten, richtiges Gewicht, ungleichmäßige bzw. abgestufte Bewicklung, Falten und Bildwicklung geprüft, was eine Viel­ zahl von verschiedenen Prüfaufgaben bedeutet.

Diese Prüfvorgänge wurden bisher an einer Spulentransport­ einrichtung vorgenommen, von der die von einem Spulautomaten bewickelten Auflaufspulen zu einem Verpackungsautomaten transportiert werden. Visuell als fehlerhaft erkannte Auflaufspulen wurden aus der Fördereinrichtung entfernt und nur die Auflaufspulen weiter zum Verpackungsautomaten befördert, die den Prüfvorgang als fehlerfrei durchliefen.

Die Möglichkeiten dieser visuellen Prüfung sind jedoch beschränkt. Daher wurden verschiedene Vorrichtungen zum selbsttätigen Durchführen der obengenannten verschiedenen Prüfvorgänge mittels optischer Einrichtungen vorgeschlagen.

Auch die Anmelderin hat die in den japanischen Patent­ offenlegungsschriften 62-62 938 und 63-1 35 532 auf­ gezeigten automatischen Prüfverfahren und -einrichtungen vorgeschlagen.

Bei diesen Prüfverfahren tritt jedoch insbesondere bei der Erfassung eines einzelnen Fadens, der an der Stirnseite einer Kreuzspule über die normalen Fadenlagen herausragt, ein Prüffehler auf, so daß bisher keine ausreichende Zuver­ lässigkeit erreicht werden konnte.

Insbesondere beim Auftreten eines solchen frei überstehenden Einzelfadens an der einen größeren Durchmesser aufweisenden Stirnseite der Kreuzspule haftet dieser überstehende Einzelfaden an der Stirnfläche der Fadenlagen an. Ein ent­ sprechender frei überstehender Einzelfaden an der Stirn­ fläche mit kleinerem Durchmesser steht frei von der Stirn­ fläche ab, wodurch bei Lichteinfall an der Stirnfläche der Kreuzspule ein Schatten erzeugt wird und der überstehende Faden in einem gewissen Ausmaß durch eine herkömmliche Prüfvorrichtung erfaßt werden könnte. Diese Unterschiede beruhen auf der unterschiedlichen Form der Spulenstirnflächen.

Wie vorstehend erläutert, erscheint jedoch bei dem an der Stirnfläche mit größerem Durchmesser überstehenden Faden kein Schatten, womit bei herkömmlichen Prüfeinrichtungen Fehler beim Erfassen auftreten.

Beim Abziehen des Fadens in Richtung der einen kleineren Durchmesser aufweisenden Stirnfläche einer Kreuzspule führt ein freier, überstehender Faden an dieser Stirnfläche nicht zu wesentlichen Problemen. Ein frei überstehender Faden an der Stirnfläche mit größerem Durchmesser verursacht jedoch einen Fadenbruch, wenn der Faden abgezogen wird.

Aus der DE 36 30 668 A1 geht ein Verfahren der eingangs genannten Art hervor, bei welchem ein Lichtstrahl von einem Projektor im wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche einer Stirnfläche mit kleinerem Durchmesser einer Kreuzspule bzw. Auflaufspule auftrifft.

Weitere Prüfverfahren gehen aus der DE 37 18 616 A1 und aus der US.DEF.PUBSN 75 12 70 hervor.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend dargelegten Probleme durch das Aufzeigen eines Prüfverfahrens zu lösen, mit dessen Hilfe ein frei überstehender Faden an beiden Stirnseiten einer konischen Kreuz- bzw. Auflaufspule, also an der Stirnfläche mit größerem ebenso wie an der Stirn­ fläche mit kleinerem Durchmesser, ein unebener Bereich, der an der Oberfläche einer Fadenlage bei abgestufter oder ungleichmäßiger Bewicklung auftritt, sowie ähnliche Fehler erfaßt werden können.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Patentanspruch 1. Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausführungsweisen des Verfahrens.

Erfindungsgemäß werden Lichtstrahlen auf die Stirnfläche einer Kreuzspule aufgestrahlt, deren Einfallsrichtung annähernd parallel zur Stirnfläche der Kreuzspule verläuft. Ein lichtempfindliches Element, das von einem an der Stirn­ fläche der Kreuzspule in anomaler Weise überstehenden Faden reflektiertes Licht empfängt, ist in einer Stellung ange­ ordnet, in der das reflektierte Licht mit höchster Intensität erfaßt werden kann, um einen anomal überstehenden Faden zu erfassen.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Spulenprüf­ vorrichtung;

Fig. 2 die Vorderansicht einer Anordnung zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 die Seitenansicht dieser Anordnung;

Fig. 4 die Draufsicht auf diese Anordnung;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung wesentlicher Teile dieser Anordnung;

Fig. 6 bis 8 jeweils schematische Darstellungen der Beziehung zwischen einem überstehenden Faden und dem reflektierten Licht;

Fig. 9 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Verarbeitungs- und Auswerteeinrichtung für ein von dieser Einrichtung empfangenes Lichtsignal;

Fig. 10 ein Diagramm dieses Signals nach der Differenzauswertung in der Einrichtung;

Fig. 11 die Darstellung der Daten nach binärer Komprimierung; und

Fig. 12 die Daten nach der Auswahl von Merkmalen.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Prüfvorrichtung für die Oberfläche einer Kreuzspule.

Bezugszeichen 1 kennzeichnet einen Förderweg, wie z. B. ein Förderband, auf dem in einem Spulautomaten bewickelte Kreuz­ spulen P, die auf einem Träger bzw. Teller 2 aufgesetzt sind, transportiert werden. Am Förderband 1 ist eine Prüfkammer 3 angebracht.

Das Förderband 1 verläuft durch die Prüfkammer 3, an der eine Austragöffnung 4 vorgesehen ist, durch die die Kreuz­ spulen P auf dem Förderband 1 die Prüfkammer 3 verlassen. An der Austragsöffnung 4 ist eine zweiflügelige Tür 5 angebracht. Wenn die Tür 5 geschlossen ist, wirkt die Prüfkammer 3 als Dunkelkammer. In der Kammer 3 ist eine Erfassungseinrichtung 6 angeordnet, die unter Verwendung verschiedener Lichtarten, wie sichtbares, ultraviolettes oder ähnliches Licht, die Kreuzspulen P auf verschiedenartige Fehler prüft.

Die Erfassungseinrichtung 6 enthält einen Sensor 6a, mit dem durch Aufstrahlen von ultraviolettem Licht auf die Oberfläche der Kreuzspule P eine Bewicklung mit verschiedenen Fadenarten erfaßt werden kann, einen Sensor 6b, der durch Bestrahlen mit sichtbarem Licht eine abgestufte Bewicklung erfaßt, einen Sensor 6c, der Licht von einer Lichtquelle ausstrahlt und an­ hand des reflektierten Lichtes das Vorhandensein oder Nicht­ vorhandensein eines überstehenden Fadens erfaßt, sowie weitere Einrichtungen. Zusätzlich zu den genannten Einrich­ tungen werden eine Einrichtung zum Erfassen des Gewichts der Kreuzspule P und eine Einrichtung zum Erfassen von Falten oder einer Bildwicklung in geeigneter Weise vorgesehen. Innerhalb der Prüfkammer 3 sind am Förderband 1 Führungsrollen 9 und eine Antriebsrolle 10 vorgesehen, die mit dem äußeren Umfang des Tellers 2 in Berührung stehen und den Teller 2 mit der darauf aufgesetzten Kreuzspule P drehen, wobei die gesamte Oberfläche bzw. Stirnfläche der Kreuzspule P auf fehlerhafte Bereiche geprüft wird.

An der Austragsseite der Prüfkammer 3 ist senkrecht zum Förderband 1 ein Transportband 11 angeordnet. Zwischen dem Förderband 1 und dem Transportband 11 befindet sich eine Umlenkeinrichtung 13, die einen Schwenkhebel 12 zum Um­ leiten einer fehlerhaften Kreuzspule P vom Förderband 1 auf das Transportband 11 aufweist.

Die Umlenkeinrichtung 13 wird durch ein Fehlersignal 15 von einer Steuereinrichtung 14 betätigt.

Die Steuereinrichtung 14 empfängt verschiedene Fehleran­ zeigesignale 16 durch die von der Erfassungseinrichtung 6 an der Kreuzspule P erfaßten Fehler und gibt an die Um­ lenkeinrichtung 13 das Fehlersignal 15 ab, um so die aus der Prüfkammer 3 ausgetragene, fehlerhafte Kreuzspule P auf das Transportband 11 umzuleiten.

Nachfolgend wird unter Bezug auf Fig. 2 bis 5 ein Ver­ fahren zum Erfassen eines außerhalb der normalen Faden­ lagen überstehenden Fadens an der Stirnfläche größeren Durchmessers einer Kreuzspule P erläutert.

Eine Lichtquelle 7 ist so angeordnet, daß sie einen Licht­ strahl 18 bzw. ein Strahlenbündel auf einen radial an der den größeren Durchmesser aufweisenden Stirnfläche Pa der Fadenlagen der Kreuzspule P angeordneten Prüfbereich 17 im wesentlichen im rechten Winkel aufstrahlt. Die Kreuzspule P befindet sich dabei auf dem Teller 2. An der Lichtquelle 7 ist ein Schlitz 19 vorgesehen. Zwischen dem aus dem Schlitz 19 annähernd parallel austretenden Lichtstrahl 18 und der Fläche Pa liegt ein sehr kleiner Winkel, der in Fig. 5 mit R be­ zeichnet ist. Der Winkel R wird so klein wie möglich einge­ stellt, so daß das gegen einen überstehenden, freiliegenden Faden gestrahlte und von diesem reflektierte Licht in Ab­ hängigkeit von der Anordnung der Erfassungseinrichtung 6 und der Form der Kreuzspule P in einem optimalen Winkel austritt.

Der Sensor 6c, der ein lichtempfindliches Element, wie z. B. einen ladungsgekoppelten Baustein (CCD) in seinem Licht­ aufnahmebereich enthält, ist in der Weise angeordnet, daß er die größtmögliche Menge reflektierten Lichtes 21, das von einem überstehenden Faden, wie in Fig. 4 gezeigt, reflek­ tiert wird, empfangen kann. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die optische Achse des Sensors 6c so ange­ ordnet, daß sie mit dem eingestrahlten Licht in einer Ebene liegt und mit ihm einen Winkel von etwa 90° einschließt. In Fig. 4 und 5 ist ein überstehender Faden Y durch eine gerade Linie dargestellt, die immer tangential zu einem Kreisbogen ver­ läuft, der radial um die Achse der Kreuzspule P gelegt ist.

Wie in Fig. 6 bis 8 gezeigt, wird die Kreuzspule P langsam in die durch einen Pfeil 20 angezeigte Richtung um 360° gedreht. Die Richtung des aufgestrahlten Lichtes 18 ist hier durch einen Pfeil symbolisiert und der Prüfbereich 17 durch unterbrochene Linien dargestellt. Befinden sich dabei ein Ende A sowie das andere Ende B des überstehenden Fadens Y in der in Fig. 6 dargestellten Stellung, so verursacht der überstehende Faden Y eine starke Lichtreflexion in einem Teil des Prüfbereiches 17, die der Sensor 6c erfaßt. Wird die Spule P weitergedreht, so wird vom überstehenden Faden Y kein Licht reflektiert, wenn, wie in Fig. 7 gezeigt, der Lichtstrahl 18 parallel zum Faden Y verläuft. Das auf­ gestrahlte Licht 18 läuft dann am Faden Y unreflektiert vorbei. Dabei tritt keine Veränderung der empfangenen Lichtmenge auf. Wird die Spule P weitergedreht, so daß der Faden Y die in Fig. 8 gezeigte Stellung einnimmt, so wird das auf den Faden Y aufgestrahlte Licht 18 in eine dem Sensor 6c entgegengesetzte, durch einen Pfeil 21a bezeichnete Richtung reflektiert, womit das Signalniveau der empfangenen Licht­ menge nicht zunimmt, sondern im Gegenteil infolge eines dünnen Schattens abgeschwächt wird.

In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung werden die empfangenen Lichtwerte von einer Verarbeitungs- und Aus­ wertungseinrichtung ausgewertet, um einen überstehenden Faden zu erfassen. Ein Beispiel dieser Einrichtung ist in Fig. 9 dargestellt.

Die Lichtwerte bzw. die Bildinformation, die aus dem radial zur Kreuzspule P verlaufenden Prüfbereich 17 von einem Bild­ aufnahmeelement (CCD) 31 erhalten werden, gelangen über einen Filter 32, eine Abtast-Halteschaltung 33, eine automatische Verstärkungsreglerschaltung (AGC) 34 und einen Verstärker 35 nach der Umwandlung in ein digitales Signal in einem Analog- Digitalwandler (A/D) 36 in eine Auswerteeinrichtung 37.

Das digitale Signal wird von einer Diskriminatorschaltung 38 nach Differenzen ausgewertet, wodurch Signallinien l1 bis ln entstehen. Jede einzelne Linie stellt einen Abtastvorgang dar. Bei dem dargestellten Fall wurden während einer Spulen­ umdrehung 60 Abtastvorgänge durchgeführt.

In einer solchen graphischen Darstellung kann ein Merkmals­ bereich F mit bloßem Auge erkannt werden, womit im wesentlichen das Vorliegen eines überstehenden Fadens fest­ gestellt werden kann. Für eine automatische Auswertung bzw. Feststellung ist eine weitere Signalverarbeitung erforder­ lich.

Das heißt, daß das aus der Diskriminatorschaltung 38 gelangende Signal in einer Binärschaltung 39 in "0"- und "1"-Werte umge­ wandelt wird und ein unter einem bestimmten Signalpegel liegendes Signal nicht weiterverarbeitet wird. Das Signal wird dann weiter in Abtastrichtung des Bildaufnahmeelements 31 von einer Komprimierungsschaltung 40 komprimiert. Zur Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit wird die Daten­ menge reduziert. Fig. 11 zeigt die komprimierten Signale der in Fig. 10 gezeigten Signallinien, die in binäre Werte umgewandelt wurden.

Das heißt, daß die Signale der jeweiligen Abtastlinien mit "0" und "1" dargestellt werden, womit angezeigt wird, daß der Pegel der reflektierten Lichtmenge in einer Abtastlinie, in der ein Block Bi vorhanden ist, höher als ein voreinge­ stellter Pegel ist. Dementsprechend kann visuell annähernd beurteilt werden, daß ein durchgehender Bereich F1 von schräg verlaufenden Blocks in einen mittleren Bereich der Figur auf einen überstehenden, beim Bewickeln an der Stirnfläche abge­ glittenen Faden zurückzuführen ist.

Zur automatischen Auswertung wird ein in Fig. 11 darge­ stelltes Signal in eine in Fig. 9 dargestellte Merkmals­ auswertungsschaltung 41 eingegeben und gemäß einem vorge­ gebenen System einer arithmetischen Verarbeitung unterzogen, um überflüssige Bereiche zu entfernen. Das heißt, daß bei der vorliegenden Ausführungsform nur die Werte erhalten werden, die einen in Fig. 12 dargestellten Merkmalsbereich F2 darstellen, wenn arithmetisch mittels einer Auswertungs­ formel für alle Blocks festgestellt wird, ob in schräg vertikaler Richtung einer Blockeinheit weitere Blocks vor­ handen sind.

In einer Entscheidungsschaltung 42 wird festgestellt, in welcher Spule ein überstehender Faden vorhanden ist, worauf ein Spulenfehlersignalgeber 43 ein Signal an einen Drucker 44, einen Bildschirm 45 oder eine ähnliche Einrichtung ab­ gibt, oder es wird anhand des Spulenfehlersignals ein Spulenaustragssignalgeber 46 betätigt. Der in Fig. 1 dargestellte Schwenkhebel 12 wird betätigt, wodurch fehler­ freie und fehlerhafte Spulen getrennt und jeweils in ent­ sprechender Weise transportiert werden.

Der in Fig. 12 dargestellte Merkmalsbereich F2, der den überstehenden Faden darstellt, ist als Merkmalsbereich halb so lang wie der tatsächliche überstehende Faden Y in den Fig. 6 bis 8. Andere Bereiche fl und fi, die in Fig. 12 dargestellt sind, kennzeichnen keinen überstehenden Faden, sondern Unregelmäßigkeiten, die an der Stirnfläche der Fadenlagen auftreten, bzw. Anhaftungen oder Verschmutzungen. Da die Anzahl der aneinanderliegenden Blocks unter einem vorgegebenen Wert liegt, sind diese Merkmalsbereiche als Beur­ teilungsfaktor für die Fehlerhaftigkeit einer Kreuzspule nicht in erster Linie relevant.

Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, einen an einer Stirnfläche der Kreuzspule befindlichen fehlerhaften Bereich mit Sicherheit zu erfassen und damit einen Bewicklungsfehler, wie z. B. einen außerhalb der Faden­ lagen an der Stirnfläche der Kreuzspule anliegenden einzelnen Faden fehlerfrei zu erfassen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Prüfen einer Auflaufspule, wobei auf die Oberfläche einer Kreuzspule ein Lichtstrahl aufgestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfallsrichtung des Lichtstrahls annähernd parallel zu der Oberfläche der Stirnfläche der Kreuzspule verläuft, wobei ein Lichtstrahl, der von einem in anomaler Weise auf der Oberfläche der Stirnfläche angeordneten Faden reflektiert wird, empfangen, verarbeitet und ausgewertet wird, wobei anhand der empfangenen Lichtwerte oder Lichtinformation ein Bewicklungsfehler an der Stirnfläche einer Kreuzspule erfaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgestrahlte Lichtstrahl aus einem Schlitz annähernd parallel zur Stirnfläche der Kreuzspule aufgestrahlt wird und ein Winkel, der sich zwischen diesem annähernd parallelen Lichtstrahl und der Stirnfläche der Kreuzspule öffnet, so klein wie möglich eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzspule langsam eine volle Drehung um ihre Achse erfährt, während der Lichtstrahl aufgestrahlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwerte in ein digitales Signal umgewandelt werden und das digitale Signal von einer Diskriminatorschaltung nach Differenzen ausgewertet wird, um eine graphische Darstellung zu erhalten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das der Differenzauswertung unterworfene Signal von einer Binärschaltung in ein binäres Signal umgewandelt wird, wobei unter einem voreingestellten Pegel liegende Signal­ werte von der Weiterverarbeitung ausgeschlossen werden, von einer Komprimierungsschaltung weiter in Abtastrichtung eines Bildaufnahmeelementes komprimiert wird und anschließend in eine Merkmalsauswertungsschaltung eingegeben wird, wo über­ flüssige Signalbereiche gelöscht werden und so ein ausge­ werteter Merkmalsbereich erhalten wird.