DE4010884C3 - Verfahren zum Prüfen einer Auflaufspule - Google Patents

Description

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

In jüngerer Zeit wurde in Spinnereien der Transport und das Verpacken von Kreuzspulen bzw. Auflaufspu­ len, die in einem Spulautomaten bewickelt wurden, au­ tomatisiert. 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 Vorhan­ densein 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 ver­ schiedenen Fadenarten, richtiges Gewicht, ungleichmä­ ßige bzw. abgestufte Bewicklung, Falten und Bildwick­ lung geprüft, was eine Vielzahl von verschiedenen Prüf­ aufgaben bedeutet.

Diese Prüfvorgänge wurden bisher an einer Spulen­ transporteinrichtung vorgenommen, von der die von ei­ nem Spulautomaten bewickelten Auflaufspulen zu ei­ nem Verpackungsautomaten transportiert werden. Vi­ suell als fehlerhaft erkannte Auflaufspulen wurden aus der Fördereinrichtung entfernt und nur die Auflaufspu­ len weiter zum Verpackungsautomaten befördert, die den Prüfvorgang als fehlerfrei durchliefen.

Die Möglichkeiten dieser visuellen Prüfung sind je­ doch beschränkt. Daher wurden verschiedene Vorrich­ tungen zum selbsttätigen Durchführen der obengenann­ ten verschiedenen Prüfvorgänge mittels optischer Ein­ richtungen vorgeschlagen.

Auch die Anmelderin hat die in den japanischen Pa­ tentoffenlegungsschriften 62-62 938 und 63-135 532 aufgezeigten automatischen Prüfverfahren und -ein­ richtungen vorgeschlagen.

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

Insbesondere beim Auftreten eines solchen frei über­ stehenden Einzelfadens an der einen größeren Durch­ messer aufweisenden Stirnseite der Kreuzspule haftet dieser überstehende Einzelfaden an der Stirnfläche der Fadenlagen an. Ein entsprechender frei überstehender Einzelfaden an der Stirnfläche mit kleinerem Durchmes­ ser steht frei von der Stirnfläche ab, wodurch bei Licht­ einfall an der Stirnfläche der Kreuzspule ein Schatten erzeugt wird und der überstehende Faden in einem ge­ wissen Ausmaß durch eine herkömmliche Prüfvorrich­ tung erfaßt werden könnte. Diese Unterschiede beru­ hen auf der unterschiedlichen Form der Spulenstirnflä­ chen.

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

Beim Abziehen des Fadens in Richtung der einen klei­ neren 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 größe­ rem Durchmesser verursacht jedoch einen Fadenbruch, wenn der Faden abgezogen wird.

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

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 darge­ legten Probleme durch das Aufzeigen eines Prüfverfah­ rens 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 Stirnfläche mit kleinerem Durchmes­ ser, ein unebener Bereich, der an der Oberfläche einer Fadenlage bei abgestufter oder ungleichmäßiger Be­ wicklung auftritt, sowie ähnliche Fehler erfaßt werden können.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus Patentan­ spruch 1. Unteransprüche zeigen bevorzugte Ausfüh­ rungsweisen des Verfahrens.

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

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

Fig. 1 eine perspektivische, schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Spulenprüfvorrich­ tung;

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 Tei­ le 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 Diffe­ renzauswertung in der Einrichtung;

Fig. 11 die Darstellung der Daten nach binärer Kom­ primierung; und

Fig. 12 die Daten nach der Auswahl von Merkmalen.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Prüfvor­ richtung für die Oberfläche einer Kreuzspule.

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

Das Förderband 1 verläuft durch die Prüfkammer 3, an der eine Austragöffnung 4 vorgesehen ist, durch die die Kreuzspulen P auf dem Förderband 1 die Prüfkam­ mer 3 verlassen. An der Austragsöffnung 4 ist eine zwei­ flügelige 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 anhand des reflektierten Lichtes das Vorhandensein oder Nichtvor­ handensein eines überstehenden Fadens erfaßt, sowie weitere Einrichtungen. Zusätzlich zu den genannten Einrichtungen 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 Prüfkam­ mer 3 sind am Förderband 1 Führungsrollen 9 und eine Antriebsrolle 10 vorgesehen, die mit dem äußeren Um­ fang des Tellers 2 in Berührung stehen und den Teller 2 mit der darauf aufgesetzten Kreuzspule P drehen, wobei die gesamte Oberfläche bzw. Stirnfläche der Kreuzspu­ le 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 Umleiten einer fehlerhaften Kreuzspule P vom Förderband 1 auf das Transportband 11 aufweist.

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

Die Steuereinrichtung 14 empfängt verschiedene Fehleranzeigesignale 16 durch die von der Erfassungs­ einrichtung 6 an der Kreuzspule P erfaßten Fehler und gibt an die Umlenkeinrichtung 13 das Fehlersignal 15 ab, um so die aus der Prüfkammer 3 ausgetragene, feh­ lerhafte Kreuzspule P auf das Transportband 11 umzu­ leiten.

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

Eine Lichtquelle 7 ist so angeordnet, daß sie einen Lichtstrahl 18 bzw. ein Strahlenbündel auf einen radial an der den größeren Durchmesser aufweisenden Stirn­ fläche Pa der Fadenlagen der Kreuzspule P angeordne­ ten 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 vorgese­ hen. Zwischen dem aus dem Schlitz 19 annähernd paral­ lel austretenden Lichtstrahl 18 und der Fläche Pa liegt ein sehr kleiner Winkel, der in Fig. 5 mit Θ bezeichnet ist. Der Winkel Θ wird so klein wie möglich eingestellt, so daß das gegen einen überstehenden, freiliegenden Faden gestrahlte und von diesem reflektierte Licht in Abhängigkeit von der Anordnung der Erfassungsein­ richtung 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 Lichtaufnahmebereich enthält, ist in der Weise angeordnet, daß er die größtmögliche Menge reflektier­ ten Lichtes 21, das von einem überstehenden Faden, wie in Fig. 4 gezeigt, reflektiert wird, empfangen kann. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist die opti­ sche Achse des Sensors 6c so angeordnet, 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 verläuft, der radial um die Achse der Kreuzspule P ge­ legt ist.

Wie in Fig. 6 bis 8 gezeigt, wird die Kreuzspule P langsam in die durch einen Pfeil 20 angezeigte Richtung am 360° gedreht. Die Richtung des aufgestrahlten Lich­ tes 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 dargestell­ ten Stellung, so verursacht der überstehende Faden Y eine starke Lichtreflexion in einem Teil des Prüfberei­ ches 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 aufge­ strahlte 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 Signalni­ veau der empfangenen Lichtmenge nicht zunimmt, son­ dern im Gegenteil infolge eines dünnen Schattens abge­ schwächt wird.

In der vorstehend beschriebenen Vorrichtung werden die empfangenen Lichtwerte von einer Verarbeitungs- und Auswertungseinrichtung 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 Bildaufnahmeelement (CCD) 31 erhalten werden, gelangen über einen Filter 32, eine Abtast-Hal­ teschaltung 33, eine automatische Verstärkungsregler­ schaltung (AGC) 34 und einen Verstärker 35 nach der Umwandlung in ein digitales Signal in einem Analog-Di­ gitalwandler (A/D) 36 in eine Auswerteeinrichtung 37.

Das digitale Signal wird von einer Diskriminator­ schaltung 38 nach Differenzen ausgewertet, wodurch Signallinien 11 bis in entstehen. Jede einzelne Linie stellt einen Abtastvorgang dar. Bei dem dargestellten Fall wurden während einer Spulenumdrehung 60 Abtastvor­ gänge durchgeführt.

In einer solchen graphischen Darstellung kann ein Merkmalsbereich F mit bloßem Auge erkannt werden, womit im wesentlichen das Vorliegen eines überstehen­ den Fadens festgestellt werden kann. Für eine automati­ sche Auswertung bzw. Feststellung ist eine weitere Si­ gnalverarbeitung erforderlich.

Das heißt, daß das aus der Diskriminatorschaltung 38 gelangende Signal in einer Binärschaltung 39 in "0"- und "1"-Werte umgewandelt wird und ein unter einem be­ stimmten Signalpegel liegendes Signal nicht weiterver­ arbeitet wird. Das Signal wird dann weiter in Abtast­ richtung des Bildaufnahmeelements 31 von einer Kom­ primierungsschaltung 40 komprimiert. Zur Steigerung der Verarbeitungsgeschwindigkeit wird die Datenmen­ ge 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 ei­ ner Abtastlinie, in der ein Block Bi vorhanden ist, höher als ein voreingestellter Pegel ist. Dementsprechend kann visuell annähernd beurteilt werden, daß ein durch­ gehender Bereich F1 von schräg verlaufenden Blocks in einen mittleren Bereich der Figur auf einen überstehen­ den, beim Bewickeln an der Stirnfläche abgeglittenen Faden zurückzuführen ist.

Zur automatischen Auswertung wird ein in Fig. 11 dargestelltes Signal in eine in Fig. 9 dargestellte Merk­ malsauswertungsschaltung 41 eingegeben und gemäß einem vorgegebenen System einer arithmetischen Ver­ arbeitung unterzogen, um überflüssige Bereiche zu ent­ fernen. Das heißt, daß bei der vorliegenden Ausfüh­ rungsform nur die Werte erhalten werden, die einen in Fig. 12 dargestellten Merkmalsbereich F2 darstellen, wenn arithmetisch mittels einer Auswertungsformel für alle Blocks festgestellt wird, ob in schräg vertikaler Richtung einer Blockeinheit weitere Blocks vorhanden 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 ähnli­ che Einrichtung abgibt, oder es wird anhand des Spulen­ fehlersignals ein Spulenaustragssignalgeber 46 betätigt. Der in Fig. 1 dargestellte Schwenkhebel 12 wird betä­ tigt, wodurch fehlerfreie und fehlerhafte Spulen ge­ trennt und jeweils in entsprechender Weise transpor­ tiert werden.

Der in Fig. 12 dargestellte Merkmalsbereich F2, der den überstehenden Faden darstellt, ist als Merkmalsbe­ reich 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 überste­ henden Faden, sondern Unregelmäßigkeiten, die an der Stirnfläche der Fadenlagen auftreten, bzw. Anhaftungen oder Verschmutzungen. Da die Anzahl der aneinander­ liegenden Blocks unter einem vorgegebenen Wert liegt, sind diese Merkmalsbereiche als Beurteilungsfaktor für die Fehlerhaftigkeit einer Kreuzspule nicht in erster Li­ nie relevant.

Wie vorstehend beschrieben, ist es erfindungsgemäß möglich, einen an einer Stirnfläche der Kreuzspule be­ findlichen fehlerhaften Bereich mit Sicherheit zu erfas­ sen und damit einen Bewicklungsfehler, wie z. B. einen außerhalb der Fadenlagen an der Stirnfläche der Kreuz­ spule anliegenden einzelnen Faden fehlerfrei zu erfas­ sen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Prüfen der Stirnfläche einer Kreuzspule auf einen, in anormaler Weise auf der Oberfläche der Stirnfläche angeordneten Faden, wobei ein Lichtstrahl, der auf einen sich in radialer Richtung auf der Stirnfläche erstreckenden Prüfbereich etwa senkrecht aufgestrahlt wird, von einem Faden (Y) reflektiert, empfangen, verarbeitet und ausgewertet wird, wobei anhand der empfangenen Lichtwerte oder Lichtinformationen ein Bewicklungsfehler an der Stirnfläche der Kreuzspule erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl annähernd parallel zur Stirnfläche aufgestrahlt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl aus einem Schlitz aufgestrahlt 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 daß 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 Signalwerte von der Weiterverarbeitung ausgeschlossen werden, von einer Komprimierungsschaltung weiter in Abtastrichtung eines Bildaufnahmeelementes komprimiert wird und anschließend in eine Merkmalsauswertungsschaltung eingegeben wird, wo überflüssige Signalbereiche gelöscht werden und so ein ausgewerteter Merkmalsbereich erhalten wird.