监测环锭纺纱机的多个工作位置的设备和方法 技术领域 本发明涉及一种监测环锭纺纱机的多个工作位置的设备。 本发明还涉及一种监测 环锭纺纱机的多个工作位置的方法。
背景技术 在乌斯特技术股份公司的乌斯特纺纱数据 ( RINGDATA) 系统中， 能够监测 环锭纺纱机的连续的工作位置， 从而监测纱线的断线情况。 出于此目的， 一种在本领域被称 为 “旅行传感器” 或 “移动鼠” 的探针， 运动的经过工作位置。 探针安装有磁性传感器， 用于通 过非接触方式探测钢丝圈的旋转运动。探针接收在纱线处于正常状态下产生的电信号 ； 当 纱线断线， 则电信号失效。 该 RINGDATA 系统已在美国专利申请公开说明书 US4,122,657A 中 被公开， 另外也公开在泽韦格 . 乌斯特技术股份公司 (Zellweger Uster AG) 于 1982/1987 年发行的手册 “ RINGDATA-Datensystem für die Ringspinnerei( 环锭纺纱数据 系统 )” 。乌斯特纺纱数据系统可以包括在乌斯特纺纱专家系统 ( RING EXPERT)
中， 该专家系统包括硬件。该专家系统在乌斯特技术股份公司 (UsterTechnoligies AG) 在 2006 年 6 月发行的手册 “ RINGEXPERT-Technical Data( 技术数据 )” 中被描述。 该系统虽然可以直接监测纱线断点所在的工作位置， 但是它不能对各工作位置所生产的纱 线质量做进一步监测。
目前已有多种设备和方法用于监测纺纱位置的质量， 以及对纺纱厂的质量管理， 如德国专利申请公开说明书 DE-43’ 06’ 095A1 和美国专利申请公开说明书 US6,352,214B1。 根据这些专利说明书的内容， 在环锭纺纱机上形成绕线筒。这些绕线筒被复绕至下游的绕 线机， 缠绕至更大的交叉卷绕筒上。在复绕的过程中， 纱线通过纱线检测器或清纱器。纺纱 位置所制造的各纱线的基本质量信息由纱线检测器提供， 现有的绕线筒跟踪系统能够用于 显示该基本纱线质量信息。出于此目的， 向各绕线筒提供合适的标记如条形码。各绕线筒 上标记的固定读取设备提供在环锭纺纱机上或接近环锭纺纱机， 该设备设置在空的或绕线 的绕线筒的传送带区域。还提供一种现有的自动控制器， 它周期性地经过纺纱机的工作位 置， 在要求的纺纱位置进行某种操作， 如确定纱线的断点。现有设备的缺点在于， 各绕线筒 标记的读取设备设置于绕线筒的传送带区域， 这样可能会造成纺纱位置与在绕线筒上的标 记之间的错误分配。 需要强制性安排绕线筒经过的标记读取设备的次序与纺纱机上纺纱位 置的次序相符合。这种分配方式会造成混乱， 例如， 当绕线筒从传送带脱落， 这样就不能保 证绕线筒的准确跟踪。
为了防止错误分配的可能， 欧洲专利申请公开说明书 EP-0’ 342’ 527A1 和美国专 利申请公开说明书 US4,660,370A 中建议通过唯一的编码或者识别标记对绕线筒管本身进 行识别。该编码可以是条形码或可写入式磁条的形式。这种解决方法的缺点在于， 需要在 每个纺纱位置设置一个编码的读取器， 这对于大型的纺纱机来说是昂贵的。
根据德国专利申请公开说明书 DE-42’ 09’ 203A1 中， 环锭纺纱机的各纺纱位置由 设置于绕线机的清纱器进行监测， 该绕线机连接于环锭纺纱机。出于此目的， 为了得出用于生产各绕线筒的纺纱位置的直接结论， 对清纱器的信号进行评估。盒子上的可写入式信 息载体被写入各信息， 该盒子用于将绕线筒输送至绕线机。每个绕线头包括一个读取装 置， 用于读取在环锭纺纱机上存贮在信息载体上的信息， 该环锭纺纱机用于生产绕线筒。 所 读取的信息提供自复绕过程的起点至绕线头计算机， 绕线头计算机连接复绕过程中发出 的清纱器信号。在欧洲专利申请公开说明书 EP-0’ 392’ 249A2， 美国专利申请公开说明书 US4,838,019A 以及美国专利申请公开说明书 US5,107,667A 等专利文献中公开了类似的方 法， 这些方法也存在错误分配纺纱位置的可能。 发明内容 本发明所要解决的技术问题是提供一种监测环锭纺纱机的多个工作位置的设备， 它能够安全可靠地、 无差错地识别纺纱机的工作位置， 并且容易实现， 成本低， 效果好。
以上目的通过本发明的独立权利要求所定义的设备和方法实现， 较好的实施例显 示在从属权利要求中。
本发明是对现有的 RINGDATA 系统的改进。
为解决上述技术问题， 本发明的监测环锭纺纱机的多个工作位置的设备的技术解 决方案为 ：
包括一带有运动传感器的 “移动鼠” ， 用于检测纱线断点、 工作位置的平均速度、 和 / 或速度不足的纺纱位置。 本发明的运动传感器进一步设置有附加传感器， 用于识别绕线筒 管。附加传感器用于检测识别数据， 该识别数据可以是用在绕线筒， 尤其是在绕线筒管 ( 锥 形体 ) 上的可见或不可见的标记。两个传感器组合在一个探针上， 该探针移动的经过工作 位置， 通过非接触方式获得信号， 且该探针连接一监测单元。 监测单元进一步接收来自于纱 线检测器和第二个识别传感器的质量数据， 该纱线检测器和第二个识别传感器均设置于纱 线深加工装置上或者绕线机上。监测单元在所接收到的来自于第一、 第二识别传感器的数 据的基础上， 将质量数据分配至各工作位置。将纱线检测器从各纺纱位置所得到的质量数 据进行统计计算， 能够绘制出质量轮廓图。该轮廓图能够显示出各纺纱位置所纺纱线的质 量。在质量轮廓图的基础上， 就能够识别出不恰当的纺纱位置， 或 “非所在点” 的纺纱位置， 从而能够更好地设置或修复。修复过程中， 可能需要临时关闭纺纱位置。
本发明的设备用于监测环锭纺纱机的多个工作位置， 纱线在环锭纺纱机上被纺 成， 并缠绕至绕线筒上。本发明的设备至少包括一个纱线检测器和一个用于识别绕线筒管 的第二识别传感器。监测单元与纱线检测器和第二识别传感器连接， 用于接收数据。该设 备进一步包括一探针， 该探针能够运动的经过工作位置， 通过非接触的方式接收信号。 探针 包括一个用于监测工作位置的运动传感器， 和一个第一识别传感器。第一识别传感器用于 在工作位置识别绕线筒管。该探针设置为向监测单元传输数据。
本发明还包括一个有着深加工装置的环锭纺纱机的组合设备。 环锭纺纱机包括多 个工作位置， 纱线在工作位置被纺成， 并被缠绕至绕线筒管上。 深加工装置对纱线作进一步 处理。 深加工装置上至少设置有一个纱线检测器和一个用于识别绕线筒管的第二识别传感 器。还提供一监测单元， 该监控单元与纱线检测器和第二识别传感器连接， 用于接收数据。 该组合设备还包括一探针， 该探针能够运动的经过工作位置， 通过非接触方式接收信号。 探 针包括一个用于监测工作位置的运动传感器， 和一个第一识别传感器。第一识别传感器用
于在工作位置识别绕线筒管。该探针设置为向监测单元传输数据。
本发明还提供一种监测环锭纺纱机的多个工作位置的方法， 纱线在工作位置被纺 成， 并被缠绕至绕线筒管上。 在深加工过程中， 纱线接受质量检测， 绕线筒管被识别。 通过深 加工过程中的识别系统， 来自质量检测过程的数据与纺成纱线所在的工作位置相联系。纺 纱过程中， 识别在工作位置的绕线筒管。在纺纱过程中的识别数据还可用于分配。
本发明能够达到的优点是 ：
能够通过绝对可靠的方式识别纺纱机上的绕线筒， 因为识别过程发生在纺纱过程 中还处于纺纱位置上时。本发明能够节省用于读取绕线筒上的标记的单独的读取设备， 该 读取设备通常设置于纺纱机的输出端。本发明通过在探针 ( 如所谓的 “移动鼠” ， 为现有技 术 ) 上设置第一识别传感器， 几乎不会增加额外的费用。各绕线筒的识别过程以冗余的方 式发生几次， 即探针的几次经过。因此， 这样的错误发生时， 在绕线筒上获取到的错误数据 能被删除或者被修正。 附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明 ：
图 1 是本发明的监测环锭纺纱机的多个工作位置的设备的结构示意图 ； 图 2 是图 1 的局部图 ； 图 3 是图 1 的另一局部图。 图中附图标记说明 ： 1 为环锭纺纱机， 2 为深加工装置如绕线机， 3-5 为纺纱位置， 6 为环形导轨， 7 为环形导轨的垂直升高运动， 8 为探针， 9 为探针的水平运动方向， 10、 10’ 为拉索， 11 为探针的导向轨， 12、 12’ 为拉索的辊子， 13、 13’ 为探针的驱动电机， 14、 14’ 为探针的开关元件， 16、 16’ 为第一数据线， 17 为监测单元， 18 为第二数据传输方式， 20 为用于深加工装置的绕线筒管， 21 为绕线筒管上的识别数据， 22 为纱线， 23 为交叉绕线锥体， 24 为绕线筒，25 为纱线检测器， 26 为第三数据传输方式， 27 为游标， 28 为环锭纺纱机的绕线筒管， 29 为绕线筒管的识别数据， 30 为运动传感器， 31 为第一识别传感器。具体实施方式
图 1 为环锭纺纱机 1 和绕线机 2 的局部示意图， 绕线机 2 为用于纱线 22 的深加工 装置的实例。工作位置 ( 或纺纱位置 ) 的号码为 3、 4、 5 显示在环锭纺纱机 1 上， 还有其它 图中未示出纺纱位置。环形导轨 6 设置于纺纱位置 3 至 5 的前面， 环形导轨能够以已知的 方式按照箭头 7 的方向作上升或下降运动， 该已知的方法在此不做赘述。
环形导轨 6 的导向轨 11 上设置有探针 8， 探针能够在箭头 9 的方向作相同地来回 移动。出于此目的， 探针 8 固定在的拉索 10、 10’ 的任一侧， 拉索 10、 10’ 卷绕在辊子 12、 12’ 上。辊子 12、 12’ 分别由驱动电机 13、 13’ 以交替的方式驱动。因此拉索 10、 10’ 能够引导 探针 8 通过纺纱位置 3 至 5。开关元件 14、 14’ 分别连接对应的发动机 13、 13’ ， 当探针 8 到 达导向栏 11 的终点， 能够使探针 8 的运动方向反转。
探针能够从一个纺纱位置 3 移动至另一个纺纱位置 4， 用于监测纺纱位置 3 至 5 的 功能性效率。该探针被称为 “移动鼠” ， 作为现有技术用于乌斯特纺纱专家系统 ( RING EXPERT) 和乌斯特纺纱数据系统 ( RINGDATA) 中， 并且在美国专利申请公开 说明书 US4,122,657A 中作为实施例已经公开， 另外还公开在策尔韦格 . 乌斯特技术股份公 司于 1982/1987 年发行的 “环锭纺纱数据系统” ， 以及乌斯特技术股份公司在 2006 年 6 月发 行的手册 “乌斯特纺纱专家系统 - 技术数据” 中。
图 2 所示为本发明的探针 8 从纺纱位置 3 至 5 一侧的视图。探针 8 包括一运动传 感器 30， 运动传感器用于探测游标 27 的运动 ； 一第一识别传感器 31， 用于读取来自于绕线 筒管 20 的识别数据 21( 如图 1)。
图 1 进一步显示出监测单元 17， 监测单元 17 通过第一数据传输方式 10、 10’ 、 16、 16’ 连接探针 8， 因此探针 8 能够将数据传输至监测单元 17。从探针 8 至监测单元 17 的数 据传输可以通过拉索 10、 10’ 和第一数据线 16、 16’ 实现。例如， 第一数据线 16、 16’ 分别通 过滑动触点与辊子 12、 12’ 中的一个连接， 辊子 12、 12’ 分别与拉索 10、 10’ 电连接。监测单 元 17 也通过第二数据传输方式 18( 如数据线 ) 连接第二识别传感器 19， 第二识别传感器 19 设置于绕线机 2 上。该第二识别传感器能够读取绕线筒管 20 上的识别数据 21， 并将其 送至监测单元 17。
在绕线机 2 上， 环锭纺纱机 1 所纺成的纱线 22 会从绕线筒 24 缠绕至交叉绕线锥 体 23。在此过程中， 纱线 22 通过纱线检测器 25， 如现有的可检测质量参数 ( 如平坦度、 多 毛状态、 厚薄点等 ) 的清纱器， 用某些质量参数的执行来检测这些参数。如有需要， 从纱线 上移除已确定的瑕疵。纱线检测器 25 还通过第三数据传输方式 ( 如数据线 ) 连接监测单 元 17。监测单元 17 包括至少一个存贮单元 ( 图中未示出 )， 其中至少存贮了一个用于绕 线筒跟踪的计算机程序 ； 至少一个计算机单元 ( 图中未示出 )， 用于执行计算机程序。绕线 筒的跟踪发生在数据从第一识别传感器 31 和第二识别传感器 19 传输至监测单元 17 的基 础上。监测单元 17 还包括几部分， 如其中一部分连接环锭纺纱机 1， 另一部分连接绕线机 2。本实施例中， 各部分都通过各自的传输方式相互连接， 以便交换数据。监测单元 17 进一 步包括一计算机程序， 用于检测纱线断点以及所谓的 “爬行式锭子” ， 该计算机程序由运动 传感器 30 提供的数据来提供。
绕线筒管 20 上的识别数据 21 能够以条形码、 色码、 文字数字式字符、 磁条和 / 或 RFID 异频雷达收发机 ( 无线电频率识别， 在高频辅助下识别 ) 的形式被呈现。有着识别数 据 21 辅助的绕线筒管 20 的标签， 以及识别数据 21 的各种读取方式在以下文献中有公开， 如 GB-1,032,731A， US-4,660,370A， US-6,352,214B1， EP-0’ 342’ 527A1， EP-0’ 392’ 249A2 以及 EP-1’ 055’ 632A2。
从探针 8、 第二识别传感器 19 或纱线检测器 25 至监测单元 17 的数据传输， 能够通 过其它已知的数据传输方式进行， 如红外线或无线电波。
图 3 所示为图 1 中 A-A 的剖视图。图 3 显示设有游标 27 的环形导轨 6， 探针 8、 导 向轨 11。在绕线筒管 28 的顶端可以看到标记 29， 该标记可以包括绕线筒管 28 上的识别数 据。这些识别数据 29 通过探针 8 读取， 并传送至监测单元 17， 与各纺纱位置 3 至 5 进行联 系。 本发明的工作过程描述如下 ：
在环锭纺纱机 1 的操作过程中， 环形导轨 6 沿垂直方向从绕线筒管 28 的底端运动 至顶端， 有着通过较小幅度的摆动式运动叠加成的大幅度运动。该垂直运动如图 1 中箭头 7 所示的方向。与此同时， 探针 8 沿水平方向从导向栏 11 的一端至另一端， 往复运动多次， 如图 1 中箭头 9 所示。当游标 27 从纺纱位置 3 至 5 的前面经过， 运动传感器 30 监测游标 27 的运动， 并将各信号传送至评估单元。 评估单元在 US-4,122,657A 中作为实施例被公开。 根据本发明所述， 评估单元可以是监测单元 17 的一部分。通过评估运动传感器 30 的数据， 监测单元 17 能够确定游标 27 的速度是否与预先设定的值相符合， 或游标 27 是否静止不动 ( 表示有纱线断点 )。当环形导轨 6 已经到达这样的位置时， 在此位置探针 8 上的第一识别 传感器 31 能够探测到绕线筒管 28 上的标记 29， 将数据传送至监测单元 17。各纺纱位置 3 至 5 到每个绕线筒管 28 的分配信息被存贮在监测单元 17 的存储单元， 即在纺纱位置 3 至 5 绕线的每个绕线筒管 28 信息被存储了。
一旦在环锭纺纱机 1 上的纺纱过程完成， 绕线筒 24 以已知的方式 ( 在此不详细说 明 ) 提供给深加工装置如绕线机 2， 并安装于绕线机 2 上。当然也可能在贮存设备内中间 地存储绕线筒 24。在绕线机 2 上进行复绕的过程中， 纱线检测器 25 会检查纱线， 测得厚薄 点、 平坦度、 多毛状态、 外来纤维或夹杂物等数据。各个数据或信号通过线 26 或公共通道传 送至监测单元 17。在绕线机 2 上， 第二识别传感器 19 检测绕线筒管 20 上的标记 21， 并将 各信号通过第二数据传输方式 18 传输至监测单元 17。 来自于纱线检测器 25 的数据与参考 值相比较， 以决定在绕线机 2 上复绕的纱线 22 是否符合要求的质量标准。 作为监测单元 17 的存储单元中预先存贮有数据的结果， 现在很容易测定纺纱位置 3 至 5 中各纱线 22 生产的 位置。
本发明并不限定于上述的实施例。 本领域的技术人员在本发明的基础上所做的进 一步改进仍然属于本发明的保护范围。