專利名稱：用于識別一纖維卷的方法和裝置以及一纖維切割機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用于識別在一旋轉物體上的纖維卷的方法、一種根據權利要求6的前序部分的用于實施該方法的裝置以及一種根據權利要求11的前序部分的纖維切割機。
背景技術：
在加工和處理條形纖維時，經過或通過旋轉對稱的構件引導所述纖維，該旋轉對稱的構件可用作例如用于拉伸的輥子、用于輸送的輸送機構，用作纖維切割機中的壓力輥、驅動輥或加壓環(huán)。只要纖維條與這種旋轉構件接觸地或在其附近被引導，原則上就會出現(xiàn)所謂卷形成的問題。此時，纖維條由于粘附力而在旋轉構件的周向上被攜帶并卷繞在構件上。必須迅速識別纖維的這種卷形成，以避免較長的停工時間或甚至構件損壞。
為此目的，已知檢測旋轉構件的周向表面的方法和裝置。這里原則上可以區(qū)別兩種變型方案。在第一種方案中，例如在EP0740639B1中描述的那樣，可以無接觸地測量纖維卷。此時，借助一光源和一光學系統(tǒng)探測一旋轉構件的周向表面。由纖維卷反射的光用于辨別在構件的周向上形成的纖維卷。不過，這種光學方法和裝置非常易受干擾，因為發(fā)射器與接收器的弄臟以及在其周圍漂浮的絨毛導致經常的錯誤識別。
在已知用于識別一纖維卷的方法和裝置的一第二變型方案中，例如由DE10112679A1或JP7133061已知的那樣，通過機械的掃描來形成纖維卷和一檢測器之間的一直接接觸。在這兩種情況下，檢測器定位在與旋轉的構件的表面有一小的距離的位置處。一旦在構件的周向上形成一纖維卷，會由于纖維卷在檢測器上的直接接觸觸發(fā)一用于識別纖維卷的測量信號。但是，在這種裝置中存在這樣的問題，即檢測器被纏入纖維圈和纖維條的不均勻處，并且可能被拖帶或損壞。此外，由于使用鉸鏈、彈簧和微開關，使得機械結構成本高而且容易磨損。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，提供一種開頭所述類型的用于無接觸地識別一旋轉構件上的纖維卷的方法和裝置，采用所述方法和裝置可在工藝上可靠地和可重復地識別纖維卷。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一用于纖維束的配備有一纖維卷識別裝置的纖維切割機，所述裝置能夠在確定纖維卷之后進行迅速而可靠的工藝干預。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種用于識別一纖維卷的方法和裝置以及一具有一這種用于識別纖維卷的裝置的纖維切割機，該切割機特別可識別由絲束在旋轉構件上形成的卷。
本發(fā)明的目的通過具有根據權利要求1的特征的方法，通過具有權利要求6的特征的用于實施該方法的裝置，以及通過具有根據權利要求11的特征的纖維切割機來實現(xiàn)。
本發(fā)明有利的改進方案由相應從屬權利要求的特征和特征組合限定。
本發(fā)明有這樣的特別的優(yōu)點，即用一聲信號進行纖維卷的無接觸檢測，該聲信號基本上不受污染物和飛過的絨毛影響。作為超聲波形成的聲信號在構件的周向表面上或纖維卷的周向表面上成為一回聲信號，分析該回聲信號以確定纖維卷。旋轉構件的周向表面與超聲發(fā)射器之間的距離可直接適應具體情況，從而形式為長絲的纖維條可以用相應短的距離檢測，或形式為絲束的纖維條可用相應較長的距離檢測。此時，從纖維條散發(fā)出來的揮發(fā)性的組成部分例如絨毛和上油劑殘余物對監(jiān)控的質量沒有影響。因此，本發(fā)明特別適合于在制造纖維條的環(huán)境中直接進行卷的監(jiān)控。此時，不需要操作人員在場。
為了得到高的監(jiān)控靈敏度，按照本發(fā)明的一個利的改進方案，監(jiān)測信號基本上垂直地指向旋轉構件的周向表面。由此，在旋轉構件的周向上形成一集中的監(jiān)控區(qū)。此外，通過將超聲波發(fā)射器與聲接收器組合成一結構單元，提供一非常緊湊的相對于外界影響可很好地屏蔽的檢測裝置。
對于在檢測裝置與旋轉構件之間固定地預先給定的距離的情況，則可以由聲信號的實際的傳播時間與預先給定的期望傳播時間的偏差直接產生一差值信號。為此，按照本發(fā)明的一個有利的改進方案，測量檢測信號的發(fā)射與回聲信號的接收之間的實際傳播時間，并與定義沒有纖維卷的情況的預先給定的期望傳播時間進行比較。由此，從由偏差獲得的差值信號可直接得到關于是否存在纖維卷的信息。
為了實現(xiàn)盡可能短的停工時間，或為了避免構件的損壞，可以用所述差值信號直接觸發(fā)一控制指令或產生一報警信號。為此，檢測裝置可通過一接口與(工藝)過程控制裝置或一機械控制裝置連接。
其中通過前后順序發(fā)生的聲脈沖產生檢測信號的本發(fā)明的改進方案特別適合于得到連續(xù)的監(jiān)控，其中每個聲脈沖配設有一個期望傳播時間。為此，超聲波發(fā)射器具有一用于產生聲脈沖的脈沖發(fā)生器。不過，也可以使脈沖的產生與檢測裝置的運動相結合，從而可依次檢測旋轉構件的周向上的多個區(qū)域。
由于檢測裝置的柔性布置以及檢測信號的不敏感性，本發(fā)明特別適合于檢測絲束。尤其是在所謂的纖維切割機中，在切割過程中，可能這樣地出現(xiàn)故障，即無端的絲束不清潔地進入機器的切割空間中。因而可能在機器的旋轉構件上出現(xiàn)卷的形成，所述卷的形成需要對切割過程進行直接干預。因此，在按照本發(fā)明的纖維切割機中，可以直接在一加壓環(huán)的周向上進行卷監(jiān)控，該加壓環(huán)在進入切割空間時支承絲束。
此時，檢測裝置有利地與機械控制裝置連接，從而在確定(存在)一卷時使纖維切割機停車。


下面參考附圖根據實施例詳細地說明按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的用于實施該方法的裝置，以及按照本發(fā)明的纖維切割機。
圖中圖1示意地示出一個按照本發(fā)明的用于實施按照本發(fā)明的用于識別纖維卷的方法的裝置的實施例；圖2示意地示出一個按照本發(fā)明的具有一個用于卷監(jiān)控的檢測裝置的纖維切割機的實施例。
具體實施例方式
在圖中示意地示出一按照本發(fā)明的用于實施本發(fā)明的用于識別纖維卷的方法的裝置的第一實施例。
該裝置有一相對于一旋轉構件隔開一段距離A布置的檢測裝置5。該旋轉構件作為一保持可旋轉的輥子1示出。在輥子1的周向表面4上以部分保纏引導一纖維條2。檢測裝置5基本上與纖維條2的纏繞區(qū)相對地朝輥子1布置。
檢測裝置5具有一超聲波發(fā)射器6和一聲接收器7，它們組合成一結構單元。超聲波發(fā)射器6和聲接收器7與一電子處理裝置8連接。檢測裝置5通過一接口9與一此處未示出的過程控制裝置連接。
在圖1所示的實施例中，纖維條2可例如由一長絲、一細帶或一絲束形成，其中輥子1可屬于一輸送機構或一拉伸機構。在運行時只會出現(xiàn)例如造成纖維條2斷裂或纖維條2松垂的情況。這類故障造成纖維條2在輥子1的周向表面上4卷繞成一纖維卷3。為此在圖1中用虛線表示纖維卷3。
在運行時通過檢測裝置5連續(xù)檢測輥子1的周向表面4的一確定的區(qū)域。為此，通過超聲波發(fā)射器6產生一作為超聲波的檢測信號。為此超聲發(fā)射器6基本上垂直于輥子1的周向表面4定向，從而檢測信號基本垂直地到達輥子1的周向表面4。在輥子1的周向表面4上由檢測信號產生一被聲接收器7接收的回聲信號。在與超聲波發(fā)生器6和聲接收器7連接的電子處理裝置8中測量從發(fā)射檢測信號至接收回聲信號的實際傳播時間。將該實際傳播時間與預先給定的期望傳播時間作比較?；旧贤ㄟ^距離A確定的期望傳播時間給出輥子1的周向表面4沒有纖維卷的狀態(tài)。由此，可直接由實際測得的實際傳播時間與預先給定的期望傳播時間之間的偏差確定是否形成一纖維卷。實際傳播時間與期望傳播時間之間的偏差導致一通過接口9送至后面的過程控制裝置的差值信號。在過程控制裝置中，差值信號可用于觸發(fā)一控制指令或產生一報警信號。這樣，就可例如通過一控制指令一引入直接的工藝過程改變或工藝過程中斷。通過產生一報警信號，可例如向一操作人員報警，以去除纖維卷。
在按照本發(fā)明的方法中，可通過規(guī)定不同的聲傳播時間直接在待監(jiān)控的表面附近限定一希望的檢測區(qū)。為此，在圖1中，在該實施例中，將輥子1的周向表面4與檢測裝置5之間的距離A分為一檢測區(qū)X和一相鄰區(qū)Y。通過相應地選擇聲傳播時間，可保持檢測區(qū)X非常小，從而例如在直至1mm的距離范圍可檢測滾筒1的表面。由此，檢測區(qū)為1mm。這種調節(jié)有這樣的特別的優(yōu)點，即例如由絨毛在相鄰區(qū)Y中產生的外來影響可以忽略，并由此對表面檢測沒有影響。
但是，對于有聲波不能通過的障礙物進入相鄰區(qū)Y的情況，所述占該物可能被識別并觸發(fā)一錯誤的信號。由此，可例如監(jiān)控一安全裝置的故障，或避免操作人員的不允許的干預。
在圖2中用縱向剖視圖示意地示出一按照本發(fā)明的纖維切割機的實施例。該纖維切割機具有一由一驅動軸11穿過的支承箱10。驅動軸11可旋轉地支承在支承箱10中。驅動軸11從支承箱10伸出的自由端上固定有一刀架12。驅動軸11的相對端與一此處未示出的可由一機械控制裝置控制的驅動裝置連接。
刀架12包括多個形成一環(huán)繞的環(huán)形通道14的構件。環(huán)形通道14在一出口側通入一出口通道15。在環(huán)形通道與出口通道15之間，在刀架12上在環(huán)形通道14與出口通道15之間保持多個刀片16。這里沿徑向朝向刀架12定向的刀片16穿過環(huán)形通道14和出口通道15之間的連接部，其中刀片16的刃部指向環(huán)形通道14的方向。
在刀架12上方，一傾斜地放置的加壓環(huán)17可旋轉地支承在支承箱10的周向上。該加壓環(huán)17有一在刀架12的部分周向上沉入環(huán)形通道14中的環(huán)形凸緣18。加壓環(huán)17可自由旋轉地在支承箱10上被引導。
在加壓環(huán)17在刀架12的上方被引導的一側，與加壓環(huán)17隔開一定距離地布置有一檢測裝置5。該檢測裝置5由纖維切割機的機架的一保持件19保持。檢測裝置5與機械控制裝置13連接。
檢測裝置5的結構和功能與前面的按照圖1的實施例相同，因此在這里參考前面的說明。
刀架12由驅動軸11驅動旋轉，以切割一絲束。此時，將一絲束20拉入旋轉的刀架與傾斜地布置的加壓環(huán)17之間的環(huán)形通道14中。加壓環(huán)17由于與絲束20的摩擦而一起旋轉。在轉過約180°以后，纖維束在環(huán)形通道14中由加壓環(huán)17的凸緣18壓靠在沿徑向布置的刀片16上，從而絲束由相互隔開一定距離布置的刀片16切割成具有一定長度的纖維。
在絲束進入環(huán)形通道14時發(fā)生故障的情況下，可能是在加壓環(huán)17的周向上形成了一纖維卷3。纖維卷3在圖2中用虛線表示。為了盡可能直接在絲束20到達加壓環(huán)17上以后使機器關閉，通過檢測裝置5監(jiān)控凸緣18的周向表面的一個區(qū)域。此時，如已對圖1的實施例所述的那樣進行監(jiān)控和檢測。在確定纖維卷以后，直接將由檢測裝置5向機械控制裝置13發(fā)出的差值信號轉換為一控制指令，以使機器關閉。由此，就可以非常早期地阻止在機器的旋轉構件上連續(xù)形成卷。
按照本發(fā)明的方法和按照本發(fā)明的裝置適于識別纖維卷而與纖維條的種類無關。通過改變可能在幾個毫米至幾個厘米的范圍內的距離而任意調節(jié)監(jiān)控的敏感度和待監(jiān)控的區(qū)域。從而可例如在1000mm的距離識別直徑為1mm的纖維卷。
參考符號表1輥子 2纖維條3纖維卷 4周向表面5檢測裝置 6超聲波發(fā)射器7聲接收器 8電子處理裝置9接口 10 支承箱11 驅動軸 12 刀架13 機械控制裝置 14 環(huán)形通道15 出口通道 16 刀片17 加壓環(huán) 18 凸緣19 保持件 20 纖維束
權利要求
1.用于識別一旋轉構件上的一纖維卷的方法，其中，通過一檢測信號檢測在構件的周向上形成的纖維卷，其特征為，作為一超聲波產生所述檢測信號，并分析由該檢測信號產生的回聲信號以確定纖維卷。
2.如權利要求1的方法，其特征為，所述檢測信號基本上垂直地指向旋轉構件的周向。
3.如權利要求1或2的方法，其特征為，測量檢測信號的發(fā)射與回聲信號的接收之間的一實際傳播時間，將實際傳播時間與一預先給定的期望傳播時間進行比較，并在實際傳播時間與期望傳播時間有偏差時，產生一差值信號。
4.如權利要求3的方法，其特征為，轉換所述差值信號以觸發(fā)一用于一工藝過程改變和/或用于產生一報警信號的控制指令。
5.如前述權利要求之一的方法，其特征為，所述檢測信號由前后順序排列的聲脈沖產生，其中給每個聲脈沖配設一個期望傳播時間。
6.用于實施如權利要求1至5的方法的具有一檢測裝置(5)的裝置，該檢測裝置與一旋轉構件(1)隔開一定距離地布置成使一用于一纖維卷的檢測信號到達構件(1)的周向，其特征為，檢測裝置(5)具有一用于產生檢測信號的超聲波發(fā)射器(6)，并且所述超聲波發(fā)射器(6)與一用于接收一回聲信號的聲接收器(7)連接。
7.如權利要求6的裝置，其特征為，所述超聲波發(fā)射器(6)與聲接收器(7)組合成一個結構單元，并且所述結構單元以距構件(1)的周向表面一定的距離地布置成使檢測信號垂直地到達所述構件的周向表面。
8.如權利要求6或7的裝置，其特征為，檢測裝置(5)具有一電子處理裝置(8)，通過該電子處理裝置可測量檢測信號的發(fā)射與回聲信號的接受之間的一實際傳播時間、可將實際傳播時間與一預先給定的期望傳播時間進行比較，并在實際傳播時間與期望傳播時間有偏差時可產生一差值信號。
9.如權利要求8的裝置，其特征為，檢測裝置(5)具有一用于與一過程控制裝置連接的接口(9)。
10.如權利要求6至9之一的裝置，其特征為，超聲波發(fā)生器具有一用于產生聲脈沖的脈沖發(fā)生器。
11.用于一絲束(20)的具有一旋轉的刀架(12)和一旋轉的加壓環(huán)(17)的纖維切割機，所述刀架與加壓環(huán)共同作用以切割絲束(20)，其特征為，設置一根據權利要求6至10之一的裝置，以監(jiān)控加壓環(huán)(17)周向上的一纖維卷(3)。
12.如權利要求11的纖維切割機，其特征為，檢測裝置(5)與一機械控制裝置(13)連接。
13.如權利要求11或12的纖維切割機，其特征為，檢測裝置(5)以一預定的距離這樣地固定在一機架上，以使檢測信號基本上垂直地到達加壓環(huán)(17)的周向。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于在一旋轉構件上識別纖維卷的一種方法和一種裝置。這里通過一檢測信號檢測一在構件的周向上形成的纖維卷。為了即使在惡劣的環(huán)境條件下也能進行無接觸的監(jiān)控，根據本發(fā)明作為超聲產生所述檢測信號，并分析通過該檢測信號產生的回聲信號以確定纖維卷。為此，按照本發(fā)明的裝置具有一超聲波發(fā)射器和一與超聲發(fā)射器連接的聲接收器。本發(fā)明還涉及一種用于一絲束的具有一旋轉的刀架和一可旋轉的加壓環(huán)的纖維切割機，所述刀架與加壓環(huán)共同作用以切割絲束。為了實現(xiàn)在形成纖維卷時盡可能快地關閉機器，用一包括一超聲波發(fā)射器和一聲接收器的檢測裝置直接監(jiān)控加壓環(huán)的周向上的纖維卷。
文檔編號D01G1/00GK1637181SQ20051000037
公開日2005年7月13日 申請日期2005年1月10日 優(yōu)先權日2004年1月10日
發(fā)明者M·施特雷貝 申請人:蘇拉有限及兩合公司