説明

コップの配向を検知するための装置

【課題】コップ、特に紡績コップの配向を検知するための装置であって、コップの光学的な走査を行なう装置と走査過程を評価するための評価装置とを有する装置を改善してその周期出力を高めることである。
【解決手段】本発明の課題は当該装置(12)がコップ搬送区間(9)の領域に、当該装置(12)を通過する、ほぼ長手方向に配向された紡績コップ(4)を区分的に走査できるように配置されておりかつ当該装置(12)が光源(17)、第1の円筒レンズ(20)、ギャップ絞り(22)、第2の円筒レンズ(30)、ミラーエレメント(27)並びにフォトセンサ(28)で装備されていることによって解決された。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は請求項1の出位概念の特徴を有する、コップの配向を検知するための装置に関する。
【背景技術】
【0002】
繊維業界においては大分以前から、例えばリング紡績機において製作されかつ比較的に少ない糸容積を有する紡績コップを後の加工プロセスのために、著しく大きい糸容積を有する綾巻ボビンに巻換えすことが一般的である。紡績コップの巻換えしは種々異なる形式で、紡績されたばかりの紡績ボビンが供給される巻取機で行なわれる。
【0003】
単数又は複数のリング紡績機を搬送系を介して巻取機に接続していわゆる複合機械とすることは広く普及している。このようなケースの1つでは、リング紡績機により製作された紡績コップが共通の搬送系を介して直接的に巻取機へ搬送されかつそこで即座に加工される。
【0004】
さらにリング紡績機で製造された紡績コップをまずコップ容器に中間ストックし、後の時点で巻取機に供給することも公知である。この搬送方法はリング紡績機と巻取機とが隔離された室又は建物に配置されている場合に適用される。同様に広く普及したこの搬送方法では、コップ容器に中間ストックされた紡績コップはもちろん、紡績コップが巻取機で後続加工される前に再び個別化される必要がある。
【0005】
巻取機の領域での紡績コップの個別化は有利にはいわゆるコップ給送ステーションを介して行なわれる。このような、扁平円形コンベアとも呼ばれるコップ給送ステーションには種々の構成形態のものが公知であり、数多くの特許出願明細書に詳細に記述されている。
【0006】
DE4112435C2号明細書によっては、扁平コンベアにコップ容器の内容物を空けるための傾動装置と扁平コンベアの下側に配置された円形コンベアとを有するコップ給送ステーションが公知である。円形コンベアは外へ向かって湾曲させられたコンベア底を有する搬送トップを有し、コンベア底からは立体的な螺旋の形をした搬送路が分岐している。この搬送路は最終的にコップシュートに移行している。このコップシュートにはコップスライダ、コップ変向器並びに装填シャフトが続いている。紡績コップは搬送トップの振動によって搬送路に沿って上方へコップシュートに向かって搬送される。
【0007】
コップスライダの領域には紡績コップの配向を検出するセンサ装置が配置されている。このセンサ装置は機械的なフィーラを有し、このフィーラは紡績コップの足端によりフィーラがイニシエータを緩衝するように外方へ旋回させられる。つまりフィーラはそれぞれコップ足端によって外へ旋回させられるがコップ先端によっては外方へ旋回させられないように配置されている。
【0008】
紡績コップの配向を検知するための先に述べた装置はもちろん、どんな部分交換に際してもこのような装置が改めて調整されなければならないという欠点を有している。
【0009】
又、紡績コップの配向を検知する装置はCH−PS430529号明細書又はDE19840299A1号明細書によっても公知である。
【0010】
CH−PS430529号明細書には紡績コップ巻管の配向の検知が機械式又は光電式に行なわれる装置が記載されている。
【0011】
紡績コップ巻管の機械的な走査は例えば、紡績コップが特殊な保持L字形部材に保持されかつ円錐状に構成されたマンドレルが巻管孔内へ導入されることで行なわれる。この場合にはマンドレルは電気的な接点を有し、この接点はマンドレルが十分に深く巻管孔に導入できたときだけ閉じられることができる。つまり、電気的な接点はマンドレルが円錐形の紡績用巻管の巻管足端における大きい方の孔内に導入されたときだけ閉じられる。接点が閉じたときに発生した出力信号は次いで評価エレクトロニックに供給され、評価エレクトロニクスはこれから、保持L字形部材における紡績コップ巻管の配向を推論する。
【0012】
光電式の走査の場合には、水平方向に保持された紡績コップ巻管の一端の前に拡散レンズを有する光源を配置し、他方の端部の前に感光性のセンサを配置する必要がある。巻管足端又は巻管先端が光センサに向いているか否かに関連して光センサの大きい面又は小さい面が照射される。その際に発生する照射の差異は適宜の評価エレクトロニクスを用いて検出され、紡績コップ巻管の配向を決定するために加工される。
【0013】
DE19840299A1号明細書による装置も同様に光学的に働く。
【0014】
コップの配向を検知するためのこの公知装置では、紡績コップは測定区分にて光学的な走査により走査される。この場合、光学的な走査装置は複数の光学的な走査手段を有し、これらの走査手段は別々に紡績コップの両方の端部を走査し、それぞれ1つの相応する走査信号を発生させる。所属の評価装置は光学的な走査装置によって発生させられた走査信号と相応する規準値との明るさの比較によって紡績コップの配向を認知する。この公知の光学的な走査装置は秩序正しく作業するが、各紡績コップが検査前にまず検査位置にて位置決めされなければならないという重大な欠点を有している。つまり、個々の紡績コップの走査には比較的に時間がかかり、このような装置で達成可能な周期出力は強く損なわれる。
【特許文献1】DE4112435C2号明細書
【特許文献2】CH−PS430529号明細書
【特許文献3】DE19840299A1号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明の課題は先に述べた装置から出発して、紡績コップの配向を確実に検出するために高い周期出力を有する装置を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明の課題は、請求項1に記載した特徴を有する装置によって解決された。
【0017】
本発明の有利な実施形態は従属請求項の対象である。
【0018】
コップの配向を検知するための装置が、ほぼ長手方向に配向された紡績コップが搬送されるコップ搬送区間の領域に本発明に従って配置されると、コップの先端配向を検査するためにコップが停止させられる必要がもはやなくなり、コップはその通過運動の間に区分的に走査されかつ評価されるという利点が得られる。このような作業形式は当該装置の周期出力の顕著な上昇をもたらす。さらに当該装置を光源、第1の円筒レンズ、ギャップ絞り、第2の円筒レンズ、ミラーエレメント並びにフォトセンサで装備することは、きわめて高い信頼性をもって働く、費用的に好適な構造を可能にする。
【0019】
当該装置は請求項2に記述されているように、測定ブリッジとして構成され、該測定ブリッジが、コップ搬送区間の領域に配置された、規定されて制御可能なコップ搬送ベルトを跨いで配置されていると有利である。測定ブリッジとしての構成はコップ搬送区間のどの点にも容易に装備できるコンパクトな構造を可能にする。
【0020】
請求項3に記述されているように有利な実施形態では、測定ブリッジのケーシングの内部にプリント配線板が配置され、該プリント配線板の上に少なくとも、レーザダイオードとして構成された光源、フォトダイオードとして構成されたフォトセンサ、光学的な信号をアナログ信号に変換する信号準備装置並びにレーザダイオードのための強度監視装置が配置されている。
【0021】
前記構成部分を測定ブリッジのケーシングの内部に配置されたプリント配線板の上に配置することによって、比較的に簡単な形式で、一方では光学的な構成部分の秩序正しい組込位置が正確に維持でき、他方では前記電子的なコンポーネントの配線費用を低く保つことができる。さらにこのように測定ブリッジのケーシングの内部に前記光学的な構成部分を配置することによって、該構成部分に対する環境の影響は比較的にわずかになる。
【0022】
請求項4に記載されているように、信号導線を介して測定ブリッジと接続された扁平円形コンベアの制御装置は相当の評価ソフトウェアを有する評価装置を備えている。この評価装置は評価アルゴリズムに基づき、測定ブリッジの内部に配置された信号準備装置が紡績コップによって部分的に覆われた光ストライプの強度差から発生したアナログ信号から、そのつどのコップの先端配向を算出する。すなわち、紡績コップが測定ブリッジを通って移動する間に、前記評価装置によって紡績コップの先端配向が検出される。
【0023】
請求項5に記載したように、扁平円形コンベアの制御装置はさらに、制御導線を介して、後置されたコップ変向器に接続されている。紡績コップにて検出された先端配向に関連してコップ変向器は、検査された紡績コップが常にその巻管足端を前にして、巻取機の搬送システムにて回転する搬送皿の上に引渡されるように制御される。
【0024】
請求項6と7とに記載されているように測定ブリッジは、有利な構成形態では互いに直角に配置された、はっきりと異なる大きさの曲率半径を有する2つの円筒レンズを有している。曲率半径が著しく小さい第1の円筒レンズは、測定ブリッジが組込まれた状態で、レンズの曲率半径によって形成された平面が平行に配置されかつ水平な方向に延びるように配置されるのに対し、第2の円筒レンズの、より大きい曲率半径によって形成された、同様に互い平行に延びる装置の平面は鉛直方向に延びている。円筒レンズのこのような配置では、レーザダイオードから発せられた光が第1の円筒レンズによってまずその水平な幅に関して平行化されてから、第2の円筒レンズによって光はその鉛直な配向に関して平行化される。つまり、レーザダイオードから発せられた光は鉛直方向の寸法がその幅、つまりその水平方向の寸法よりも著しく大きい光ストライプを第2の円筒レンズの後ろに形成する。
【0025】
請求項8に記載されているように有利な実施形態ではスリット状の開口を有するギャップ絞りが設けられている。ギャップシールのスリット状の開口の側方の壁区分はコンベックスに内方へ湾曲させられている。つまり、ギャップ絞りの中央領域においては縁部領域よりも多く遮光される。このような形式で光ストライプの遮光の全長に亘って光の均等な強度が達成され、コップ搬送ベルトの上の紡績コップの高さ位置が光ストライプの遮光に際して問題を惹起さないことが保証される。
【0026】
請求項9と10とに記載されているように、円筒レンズとギャップ絞りとを用いてフォトレーザから発せられた光から形成された光ストライプが50mmと100mmとの間の長さと0.5mmと2mmとの間の幅を有していると、測定ブリッジの領域でコップの配向を検知するために良好な条件が与えられる。
【0027】
好適な前提条件は光ストライプの長さが約70mmで、その幅が約1mmであると付与される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
図1には概略的に、平面図で、全体として符号1で示したコップ給送ステーションが示されている。既に自体公知でかつ例えばDE4112435C2号明細書に詳細記述されたコップ給送ステーション1は、主としてコップ容器(図示せず)を空ける傾倒装置2とこの紡績コップ4を受容する扁平コンベア3とこの紡績コップを個別化するためのコップ円形コンベア5とから成っている。この場合、コップ円形コンベア5は上方へ湾曲されたセンタ面7を有するコンベアトップ6を有している。このセンタ面7からは立体的な螺旋の形をした搬送路8が下方に向かって延在する。この搬送路8は最終的にはコップ搬送区間9に移行している。コップ搬送路9の領域には、駆動装置10によって規定されて駆動可能なコップ搬送ベルト11並びに本発明による測定ブリッジ12が装備されている。
【0029】
図2と図3とに詳細に図示された測定ブリッジ12は制御導線13を介して扁平円形コンベア3,5の制御装置40と接続されている。制御装置40自体は制御導線41を介して、後置のコップ変向器15の駆動装置14に接続されている。このようなコップ変向器15自体は公知であり、例えば先に既に述べたDE4112435C2号明細書に比較的に詳細に記載されている。
【0030】
図2と図3とに概略的に示された測定ブリッジ12はレーザダイオード17を有し、該レーザダイオード17は測定ブリッジ12の内部のプリント配線板18の上に配置されている。さらにこのプリント配線板の上にはフォトダイオード28と光学的な信号をアナログ信号に変換する電気的な信号準備装置29とが配置されている。レーザダイオード17は円筒レンズ20に当たる光線19を発する。測定ブリッジ12の組込み状態で曲率半径によって形成された平面21は平行に配置されかつ水平方向に延びている。円筒レンズ20からわずかな距離をおいて円筒レンズ20の後ろにはギャップ絞り22が装備されている。このギャップ絞りの開口23は鉛直方向にその主寸法を有している。ギャップ絞り22の開口23の側壁24は内方へコンベックスに湾曲させられて構成されている。さらに曲率半径が第1の円筒レンズ20の曲率半径よりも明らかに大きく、その曲率半径によって形成された平面25は第1の円筒レンズ20の対応する平面に対し直角に延びている。第2の円筒レンズ30に次いで測定ブリッジ12は透し開口26を有している。つまり測定ブリッジ12のケーシング36はコップ搬送区間9並びに場合によってはコップ搬送ベルト11を跨いで配置されている。
【0031】
透し開口26の反対側にはミラーエレメント27が、レーザダイオード17から発せられた光がフォトセンサ28にて反射されるように装備されている。
【0032】
本発明による測定ブリッジの機能については以後図4に基づき説明する。この場合、図4においては、図面を見やすくするために光ストライプの展開は光ストライプがミラーエレメントに当たるまでしか示されていない。
【0033】
光源、有利にはレーザダイオード17から発せられた光線19は第1の円筒レンズ20の平らな裏面側に当たる。この第1の円筒レンズ20は光線19を鉛直な平面31Aと31Bとに対し平行化する。この結果、円筒レンズ20の後ろにはまだ比較的に幅の広い光ストライプ32が与えられる。
【0034】
この光ストライプ32はギャップ絞り22に当たるかもしくはギャップ絞り22の開口23を通され、その際ギャップ絞り22の後ろの光の強度がほぼ均質化されるように遮光される。その際に発生する幅の狭い光ストライプ33は次いで第2の円筒レンズ30の平らな背面に当たり、この第2の円筒レンズ30によっても図4に示されているように平行化される。図4に符号35で示されたその際に発生する光ストライプは有利には70mmの長さとほぼ1mmの幅Bとを有している。
【0035】
光ストライプ35は透し開口26を横切ったあとでミラーエレメント27にて反射され、図面を見やすくするために図4には示されていないが円筒レンズ30を介してプリント配線板18に戻り、そこで再び集束された光線がフォトダイオード28に当たる。このフォトダイオード28は信号準備装置29に接続されている。つまり、ミラーエレメント27からフォトダイオード28への光路は光がレーザダイオード17とミラーエレメント27との間で進む光路とはいくらか異なっている。
【0036】
コップ搬送ベルト11を介して送られてきた各紡績コップ4は測定ブリッジ12の透し開口26を通過する場合に光ストライプ35の明るさの減退を惹起する。これはフォトダイオード28によって検知できる光の強度の減退をもたらす。そのつど検出された光の強度は信号準備装置29において対応するアナログ信号に変換される。このアナログ信号は信号導線13を介して扁平円形コンベア3,5の制御装置40内に配置された評価装置に伝達され、そこで適当に加工される。
【0037】
すなわち、コップ搬送ベルト11の上を搬送された紡績コップ4は測定ブリッジ12の透し開口26を通過する場合に光ストライプ35によってその長さに亘って区分的に走査される。
【0038】
明るさの減退によって惹起される光強度のための個別値は信号準備装置29もしくは制御装置40の評価装置において、それぞれ検出された光強度の差から紡績コップ4の配向が推論されるように加工される。制御導線41を介して、後置コップ変向器15に接続された制御装置40によって、このコップ変向器15は場合によっては紡績コップ4の位置が修正されるように制御される。
【0039】
扁平円形コンベア3,5の制御装置40内に評価ソフトウェアと共に配置された評価装置は種々のプラウシビリティコントロールを備えた複合自動学習システムである。評価装置は妨害を回避するために例えば測定信号を濾過し、測定に際して紡績コップの上の汚染物及び/又は糸残留物をフェードアウトし、測定ブリッジ対物レンズの汚染を自動的に補償し、必要な掃除を作業員に告げる。本発明の測定ブリッジに用いられた評価装置はさらに何らかの再調節又は組換えなしで、今日のコップサイズの測定を可能にする。さらに紡績コップの巻き方も検出されることができる。例えば可視的な巻管なしでコップフットから巻管先端まで巻付けられている紡績コップを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0040】
【図1】コップの配向を検出する本発明の装置を有するコップ給送ステーションの平面図。
【図2】測定ブリッジとして構成された、コップの配向を検知するための装置の内部の側面図。
【図3】図2に示された測定ブリッジをIII−III線に沿って断面した図。
【図4】測定ブリッジの光学的なエレメントの作用形式を、レーザダイオード−ミラーエレメント区間に関して概略的に示した図。
【符号の説明】
【0041】
1 コップ給送ステーション、 2 傾動装置、 3 扁平コンベア、 4 紡績コップ、 5 コップ円形コンベア、 6 コンベアトップ、 7 センタ面、 8 搬送路、 9 コップ搬送区間、 10 駆動装置、 12 測定ブリッジ、 13 制御導線、 14 駆動装置、 15 コップ変向器、 17 レーザダイオード、 18 プリント配線板、 19 光線、 20 円筒レンズ、 21 平面、 22 ギャップ絞り、 23 開口、 24 側壁、 25 平面、 26 透し開口、 27 ミラーエレメント、 28 フォトセンサ、 29 信号準備装置、 30 円筒レンズ、 31A,31B 平面、 32 光ストライプ、 33 光ストライプ、 34A,34B 平面、 35 光ストライプ、 36 ケーシング、 40 制御装置、 41 制御導線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コップ、特に紡績コップの配向を検知するための装置であって、コップを光学的に走査する装置と前記走査を評価する評価装置とを有している形式のものにおいて、当該装置(12)がコップ搬送区間(9)の領域に、当該装置(12)を通過する、ほぼ長手方向に配向された紡績コップ(4)を区分的に走査できるように配置されておりかつ当該装置(12)が光源(17)、第1の円筒レンズ(20)、ギャップ絞り(22)、第2の円筒レンズ(30)、ミラーエレメント(27)並びにフォトセンサ(28)で装備されていることを特徴とする、コップの配向を検知するための装置。
【請求項2】
当該装置(12)が測定ブリッジとして構成されており、前記搬送区間(9)の領域に、規定されて制御可能なコップ搬送ベルト(11)を跨いで配置されている、請求項1記載の装置。
【請求項3】
レーザダイードとして構成されていた光源(17)、フォトダイオードとして構成されたフォトセンサ(28)、光学的な信号をアナログ信号に変換する信号準備装置(29)、レーザダイオード(17)のための強度監視装置が前記測定ブリッジ(12)のケーシング(36)の内部に配置されている、請求項1記載の装置。
【請求項4】
制御導線(13)を介して測定ブリッジ(12)に接続された扁平円形コンベア(3,5)の制御装置(40)が評価ソフトウェアを有する評価装置を備え、評価装置が紡績コップ(4)で部分的に覆われた光ストライプ(35)の強度差から適当な評価アルゴニズムに基づき各紡績コップ(4)の先端配向を算出する、請求項3記載の装置。
【請求項5】
前記制御装置(40)の前記評価装置が制御導線(41)を介し、後接続されたコップ変向器(15)に接続されている、請求項3記載の装置。
【請求項6】
測定ブリッジ(12)の組込み状態で、第1の円筒レンズ(20)の曲率半径によって形成された平面(21)が平行に配置されかつ水平方向に延び、同様に平行に配置された第2の円筒レンズの曲率半径によって形成された平面(25)が鉛直方向に延びている、請求項1記載の装置。
【請求項7】
第2の円筒レンズ(30)の曲率半径が第1の円筒レンズ(20)の曲率半径の複数倍である、請求項5記載の装置。
【請求項8】
ギャップ絞り(22)がスリット状の開口(23)を有し、該開口(23)の側方の壁区分(24)がコンベックスに内方へ湾曲されている、請求項1記載の装置。
【請求項9】
円筒レンズ(20,30)とギャップ絞り(22)によって、レーザダイオード(17)の発する光から形成された光ストライプ(35)が50mmと100mmとの間の長さ(L)と、0.5mmと2mmとの間の幅(B)を有している、請求項4記載の装置。
【請求項10】
光ストライプ(35)の長さ(L)が70mmで、その幅(B)が1mmである、請求項9記載の装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−248787(P2006−248787A)
【公開日】平成18年9月21日(2006.9.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−64692(P2006−64692)
【出願日】平成18年3月9日(2006.3.9)
【出願人】(503420235)ザウラー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト (51)
【氏名又は名称原語表記】Saurer GmbH & Co. KG
【住所又は居所原語表記】Landgrafen Str. 45, D−41069 Moenchengladbach, Germany
【Fターム(参考)】