EP0265756A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Begrenzungen einer Ballenschau bei Ballenöffnern - Google Patents

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln der Begrenzungen (4,7) von Faserblöcken bei Ballenabarbeitungsmaschinen (1). Die Begrenzungen (4,7) werden durch Messung der Kraft, die die Fasern auf eine rotierende Walze (F1,F2) ausüben, festgestellt. Die Ergebnisse werden an eine speicherprogrammierbare Steuerung weitergeleitet.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Höhe und der Länge von Textilfaserballengruppen, die zu einer Ballenschau zusammengestellt sind. Es sind Ballen­fräsen bekannt, die Faserballen, die zu einer Ballenschau zusammengestellt sind, mittels gezahnter Öffnungsscheiben abfräsen. Die Öffnungseinrichtung wird mittels eines Fahrgestells an den in einer Linie aufgestellten Ballen bewegt. Die Positionierung der Ballenfräse entlang des Fahrweges und der Höhe geschieht wie auch in anderen In­dustriezweigen üblich mittels Wegmeßeinrichtungen und speicherprogrammierbaren Steuerungen. Die Schwierigkeit besteht in der Erfassung der Höhe und Längenposition der zu Blöcken zusammgestellten Ballenvorlage. Die Ballen weisen keine gleichmäßige Oberfläche auf und haben unter­schiedliche Farbnuancen. Es ist bekannt, daß bei einer Lesefahrt die Fräse manuell entlang der Ballenblöcke bewegt wird, oder die Werte per Hand einzugeben. Es ist auch gebräuchlich, die Höhe der Ballenblöcke während einer Lesefahrt mittels eines beweglich gelagerten Tast­rostes abzutasten und Anfang und Ende mit feststellbaren Reitern entlang der Fahrbahn festzulegen. Um den mechanischen Aufwand zu vermindern und den Automatisie­rungsgrad zu erhöhen, sind weitere Vorschläge zur automatischen Erfassung bekannt geworden.
• In der DE 31 35 272 wird vorgeschlagen, die unterschied­liche Struktur der Ballenschau mit einzelnen Lichtta­stungen zu erfassen und durch eine Mittelwertbildung einen Anhaltswert für die Höhe zu erhalten.
• In der DE 33 35 793 wird ebenfalls eine Mittelwertbildung durch Lichtschranken beschrieben, die durch ihre Anord­nung das von den Tastrosten her bekannte Fräsen während der Lesefahrt erlauben. Die Abtastung mit Lichtschranken und Mittelwertbildung ist nicht nur sehr aufwendig, sie erlaubt auch nicht die Erfasung der gewünschten Material­kernhöhe. Die Ballen sind an ihrer Oberfläche zum Teil sehr flockig aufgelockert. Diese Auflockerungen werden von Lichtschranken als Oberfläche erfasst. Für das Abfrä­sen ist aber der dichtere Materialkern von Bedeutung. Durch die Lichtabtastung werden so dem Computer falsche, größere Höhen eingegeben. Dies führt zu einer stark ver­minderten Produktion oder zu Fehlmischungen in der An­fangsphase des Fräsprozesses.
• Die DE 33 35 792 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Anfangs- und Endgrenzen der aufgestellten Ballenreihen unmittelbar durch einen Sensor festgestellt werden und der gemessenen Wegstrecke, wie von der Höhenmessung her bekannt, im Steuerungscomputer zugeordnet werden. Das be­schriebene Verfahren kann nur Anwendung finden, wenn zwi­schen den einzelnen Ballengrenzen Lücken gelassen werden. Eine Berücksichtigung der Ballenstruktur ist nicht mög­lich. Die Lichtschranken neigen zur Verschmutzung und Fehlschaltungen durch kleine Flocken.
• Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Feststellung der Oberflächengrenzen. Die Erfindung dient sowohl zum Erfassen der Höhe, der Länge und der Struktur der Ballen, beziehungsweise der zusammengestell­ten Ballenblöcke.
• Erfindungsgemäß erfolgt die Erfassung indirekt durch die Messung der Leistung von Antriebsmotoren, die Walzen an­treiben, welche unmittelbar mit dem Ballen in Berührung kommen. Die Leistung kann durch Drehmomentmessung, Wirk­leistungsmessung, Phasenverschiebungsmessung oder in der einfachsten Form durch Messen der Stromaufnahme eines der Walzenantriebsmotoren erfolgen. Als Walzen dienen die Fräswalzen, es ist aber auch denkbar, die Leistung soge­nannter Stützwalzen, die parallel zu den Fräswalzen ver­laufen oder spezieller Fühlwalzen zu messen. Werden durch die Fräswalzen Fasern erfasst, steigt der Motorstrom ge­genüber dem Leerlauf an. Die Messung der Höhe geschieht beim Absenken des Fräskopfes auf den Ballen. Die Fräswal­zen laufen im Leerlauf, bis sie die Oberfläche des Bal­lens erreichen. Werden die Fasern erfasst, steigt die Stromaufnahme an. Ein Schwellwertschalter schaltet ab einem gewissen Stromanstieg. Der Schaltwert kann vorteil­haft so eingestellt werden, daß erst ab einem größeren Leistungsanstieg geschaltet wird. So können sehr gut Fehlmessungen durch punktweise Faseranhäufungen vermieden werden. Eine rechnerische Mittelwertbildung ist somit nicht notwendig. Während der Fräsfahrt über den Ballen oder Ballenblock bleibt die Fräswalze im Materialein­griff, die Motorleistung bleibt hoch, und der Schwell­wertschalter bleibt betätigt. Gelangt die Fräse auf der Fahrt über einen niedrigen Ballen oder Ballenblock, sind keine Fasern mehr im Kontakt mit den Fräswalzen und der Schwellwertschalter fällt ab. Durch das Abfallen des Schwellwertschalters wird das Ende eines Blockes gleicher Höhe innerhalb einer Ballenreihe angezeigt. Der Fräskopf senkt jezt ab, bis der Schwellwertschalter wieder anzieht und so die neue Höhe anzeigt. Es ist auch denkbar, mit der Walze gegen einen höheren Ballen zu fahren. Durch das Anfahren an einen höheren Ballen kommt die Walze an einer weiteren Seite mit Fasern in Berührung und der Strom steigt weiter an. Dies kann durch einen 2. Schwellwert, der über dem 1. liegt, festgestellt werden und die Fräseinrichtung zum Heben veranlassen. Liegt die Fräswalze nicht mehr seitlich an dem Ballen an, sinkt der Stromverbrauch unter den 2. Schwellwert und die Ballenhöhe ist ermittelt.
• Sind die Abmessungen der Ballenblöcke ermittelt, kann die Meßvorrichtung die Abarbeitung kontrollieren. Fällt wäh­rend der Abarbeitung der Strombedarf ab oder steigt er an, kann dies ausgewertet werden und ein Umsetzen des Fräskopfes auf eine andere Ballenvorlage veranlassen.
• Die Erfindung wird im folgenden beschrieben. Fig 1. zeigt ein Fahrgestell (1) an dem ein Ausleger (2) zur Aufnahme der Fräswalzen F1 und F2 befestigt ist. Das Fahrgestell fährt mit dem Ausleger den Ballen (5) entlang. Die Fräs­walzen zupfen Fasern aus der Oberfläche (4) der Ballen (5) und schleudern sie in eine Abzugshaube (3). Die Fräs­walzen (F1,F2) werden durch die Motoren (M1,M2) mit Keil­riemen angetrieben. Anfang und Ende eines Ballenblocks entsprechen der Lage der Stirnseiten (7).
• Fig. 2 zeigt schematisch einen Schaltungsaufbau. Der Motor M ist an den drei Phasen (L1,L2,L3) angeschlossen. Das Diagramm A/t zeigt schematisch die Stromaufnahme (A) über die Zeit (t). Eine Spitze ergibt sich z.B. beim Auf­setzen auf einen Ballen. Die Stromaufnahme (I) in einer Zuleitung wird in einem Wandler (T) und durch Spulen in einem Verhältnis von z.B. 2:1 auf eine Stärke von maximal 6 A heruntertransformiert. Ein Belastungswächter (W) setzt den Eingangsstrom (0-6A) und die gegen (L1,L2,L3) gemessene Phasenverschiebung in eine proportionale Span­nung (U) von 0-10V um. Diese variierende Spannung ist proportional zur Belastung der Fräswalzen. Die Spannung wird einer Digitalisierungseinrichtung in Form eines Schwellwertschalters zugeführt. Hier kann ein bestimmter Wert z.B. 57 für 5,7V eingestellt werden. Wird dieser überschritten, wird ein Signal in Form von z.B. 24 Volt Gleichstrom an einen Eingang einer speicherprogrammierba­ren Steuerung (SPS) gegeben.
• Die SPS steht in bekannter Weise mit Meßeinrichtungen z.B. einem Decoder zur Feststellung der Position des Aus­legers in Verbindung. Die Auswertung der Walzenströme und die Werte der Positionsmeßeinrichtung können durch ein geeignetes Programm zur Ermittlung der Höhe und Position der Ballenblöcke dienen.

Claims (7)

1. Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Begrenzun­gen einer Ballenschau bei Ballenöffnern, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Antriebskraft von rotierenden Walzen, die die Ballenoberfläche berühren, gemessen wird und durch Auswertung des Meßergebnisses die Begrenzung festgestellt wird.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1), dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebskraft durch Messung des Drehmomentes an der Walze, durch Messung der Wirkleistung der Stromaufnahme, der Phasenverschiebung, durch Messung einer Drehzahlverringerung des Walzenantriebsmotors oder der Walzen oder durch Messung des Schlupfes des Riemenan­triebes gemessen wird.

3. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1) oder 2), dadurch gekennzeichnet, daß als die rotierenden Walzen nach Anspruch 1) die Fräswalzen oder Stützwalzen/Rück­haltewalzen dienen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3), dadurch ge­kennzeichnet, daß die Erfassung der Ballenhöhe beim Ab­senken des Auslegers erfolgt und die Erfassung der Länge des Ballenblocks beim Längsverfahren erfolgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4), dadurch ge­kennzeichnet, daß das analoge Signal der Antriebskraft­messung durch mindestens einen festgesetzten Schaltpunkt ausgewertet und so digital im Steuerungsprozeß weiterver­wendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5), dadurch ge­kennzeichnet, daß bei einer Anwendung von 2 parallelen rotierenden Walzen ein Ballenmessungswert erst erfasst wird, wenn beide Walzenkräfte einen bestimmten Wert über­schritten haben.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6), dadurch ge­kennzeichnet, daß die Messung der Ballenhöhe beim Heben des Fräskopfes erfolgt.

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