DE3708186A1 - Vorrichtung und verfahren zum hochgenauen messen von fasermatten - Google Patents

Description

In der Textilindustrie werden Fasern in Füllschächten kontinuierlich zusammengefaßt und verdichtet, um dann einer nachgeschalteten Verarbeitungsmaschine wie Schlag­ maschine oder Karde zugeführt zu werden. Eine gute Gleichmäßigkeit der Fasermatte ist für die Weiterverar­ beitung von großer Bedeutung; es sind deshalb bereits et­ liche Vorrichtungen und Schaltungen zur Messung und daraus folgender Regelung bekanntgemacht und in großem Umfang in der Textilindustrie im Einsatz. Diese Vorrichtungen bestehen meistens aus einer Förderwalze, die vorzugsweise zum Zweck der guten Faserförderung geriffelt ausgeführt ist, mehreren beweglichen Andruck­ mulden, sogenannten Pedalmulden, und einer elektrischen Auswertung.

Eine solche Vorrichtung wird bei Walz, "Die moderne Baumwollspinnerei", 1960, auf Seite 91 beschrieben. Die Patentschrift DE 32 05 776 zeigt eine weitere Verfeinerung dieser Meßmethode.

Alle bisherigen Verfahren der Messung mittels Walze und Pedalmulde hängen von der Rundlaufgenauigkeit der Walze ab. Bei Riffelwalzen treten zusätzlich Fehlmessungen auf­ grund der Riffelung auf. Werden Messungen über große Breiten, z. B. 4 m, und eine genaue Selektion der Meßwerte über die Breite gefordert, wird die Fertigung solcher Meßwalzen sehr teuer. Die Genauigkeiten sollen im Bereich von ¹/₁₀₀₀ mm liegen. Unterschiedliches Durchbiegever­ halten bei geschweißten Rohren kann bisher nicht berück­ sichtigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine genaue Mattenmessung mit einer preiswerten Vorrichtung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die hochgenaue Messung dadurch erreicht, daß auf der Meßwalze einzelne Meßpunkte bzw. Flächen festgelegt werden und bei einem Eichumlauf der Walze die Pedalmeßwerte ohne Material in einer speicher­ programmierbaren Steuerung abgespeichert werden. Bei der Messung mit Material werden die Pedalmeßwerte, die sich mit Material ergeben, um die abgespeicherten Werte verrin­ gert und so die Ist-Meßwerte erhalten.

Diese Vorrichtung wird im folgenden an einem kleinen Beispiel erläutert.

Die Meßvorrichtung besteht aus einer Meßwalze, aus 4 Pe­ dalmulden, 4 Wegaufnehmern, 3 Positionsgebern und einer speicherprogrammierbaren Steuerung. Die handelsübliche speicherprogrammierbare Steuerung besitzt digitale und analoge Ein- und Ausgänge hoher Auflösung. Die 4 Wegauf­ nehmer messen die Auslenkung der Pedalmulden. Dies kann z. B. induktiv, kapazitiv oder mit anderen geeigneten Weg­ messungen erfolgen; die Meßwerte werden digital oder als analoge Werte 0-10 V oder 0-20 mA der Steuerung zuge­ leitet. Die Drehposition der Walze z. B. 0,120 Grad, 240 Grad wird durch 3 an der Walze befestigte Blechfahnen festgelegt, die mit der Meßwalze umlaufen. Die 3 Digital­ aufnehmer, z. B. Näherungsschalter stehen fest. Die Winkelstellung der Walze kann auch durch einen analogen Stellungsgeber oder digitale Kodierung der speicherpro­ grammierbaren Steuerung mitgeteilt werden.

Die Meßwalze bedarf keiner besonderen Bearbeitung für Meßzwecke. Die Eichung des Systems geschieht ohne Material. Die Meßwalze dreht sich. Wird eine Winkel­ stellung erreicht, z. B. 240 Grad, gibt der Winkelgeber ein Signal an die SPS. Die SPS fragt nun die Werte der Pedalmulden Wegaufnehmer ab. Die abgefragten Werte werden digitalisiert und abgespeichert.

Es werden die Werte: A-II-E; B-II-E; C-II-E; D-II-E abgespeichert.

A-, B-, C-, D gibt die Position längs der Walze an, die römische Ziffer (II) steht für die Winkelposition und E- steht für Eichwert. Bei weiterer Drehung der Walze wird die Position 0/360 erreicht und die Werte A-I-E; B-I-E; C-I-E; D-I-E abgespeichert. Bei weiterer Drehung werden auch noch die Werte A-III-E; B-III-E; C-III-E; D-III-E abgespeichert. Nach Abspeicherung aller dieser Werte ist der Eichvorgang abgeschlossen und die Messungen mit Material können beginnen. Beim Materialdurchlauf dreht die Meßwalze; kommt die Drehstelle 0/360, fragt der Com­ puter die Meßwerte ab und erhält die Istwerte A-I-I; B-I- I; C-I-I; D-I-I.

Diese Abfrage erfolgt innerhalb weniger Hundertstelse­ kunden. Die Meßwerte werden zwischengespeichert und dann werden von den Istwerten die entsprechenden Eichwerte subtrahiert. Das Ergebnis entspricht dem Meßwert (M).

(A-I-I)-(A-I-E)-A-M
(B-I-I)-(B-I-E)-B-M
(C-I-I)-(C-I-E)-C-M
(D-I-I)-(D-I-E)-D-M

Die so erhaltenen Meßwerte werden für Steuerungsaufgaben wie in der DE 32 05 776 oder DE 33 15 909 geschildert weiter­ verwendet. Bei weiterer Drehung der Walze wird die Dreh­ stellung II erreicht und vom Computer die Meßwerte (A-II-I); (B-II-I); (C-II-I); (C-II-I) eingelesen.

Es werden dann wieder um die Eichwerte verringert, um die neuen Meßwerte zu erhalten.

(A-II-I)-(A-II-E) = A-M
(B-II-I)-(C-II-E) = B-M
(C-II-I)-(C-II-E) = C-M
(D-II-I)-(D-II-E) = D-M

Bei weiterer Drehung der Walze werden bei der Stellung III wieder die Istwerte III von der SPS eingegeben und dann um die Eichwerte III subtrahiert, um die Meßwerte zu erhalten. Bei weiterer Drehung beginnt der Durchlauf wieder bei der Stellung I.

Auf diese Weise kann eine sehr genaue Messung der Faser­ matte auch mit einer ungenau gefertigten Meßwalze erfol­ gen. Der Aufwand für eine größere Leistungsfähigkeit der SPS, falls überhaupt notwendig, ist unbedeutend gegenüber den eingesparten Fertigungskosten.

Als weiterer Vorteil bringt diese Art der Messung einen Abgleich für Verschleiß oder Verstellung der Meßein­ richtung.

Werden die Meßwerte nur in größeren Abständen benötigt, können weniger als 3 Abtaststellungen am Walzenumfang angebracht werden. Die Anzahl der Meßstellen längs der Walze variiert mit der Anzahl der eingesetzten Pedal­ mulden. Die Aufteilung der Walzenstellungen und der Pedalen muß nicht regelmäßig sein.

Wird bei einer anderen Anbringung des Wegsensors der Meßwert bei Faserdurchlauf verringert, werden die Eichwerte zum Istwert addiert, um den Meßwert zu erhalten. Die Vorrichtung wird anhand der Fig. 1 + 2 gezeigt.

Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Meßeinrichtung. Zwischen der Meßwalze 1 und der Pedale 2 wird die Fasermatte 5 hindurchbewegt. Durch die unter­ schiedliche Dicke der Fasermatte pendelt die Pedale um den Drehpunkt 3. Die Änderung der Pedallage wird durch den Sensor 4 als Abstand 6 erfaßt.

Die Meßwalze ist zum besseren Fasertransport mit Riffel­ ungen 7 versehen.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Meßwalze. An der Meßwalze sind Schaltfahnen 8 zur Feststellung des Drehwinkels durch die Schalter 9 angebracht. Die ungenaue Fertigung wird durch die wellige Kontur verdeutlicht. Auf der Meß­ walze ist die Verteilung der Meßzonen AI-CII dargestellt.

Claims (6)

1. Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Faser­ matten, bestehend aus mindestens einer Meßwalze und mindestens einer auslenkbaren Gegenwalze oder min­ destens einem beweglichen Gegentaster, deren Auslenkung durch Sensoren gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Meßwalze in mindestens einer Eich­ stellung gemessen wird, in einer speicherprogrammier­ baren Steuerung die Meßwerte gespeichert werden und bei der Messung der Fasermatte der Fasermattenmeßwert um das an der entsprechenden Stelle gemessene Profil kor­ rigiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Messung des Meßwalzenprofils nur an be­ stimmten Stellen der Meßwalze erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stellen am Umfang und an der Walzenlängs­ achse verteilt sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsstellung der Meßwalze digital oder analog durch die speicherprogrammierbare Steuerung erfaßt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialmeßwerte durch die speicherprogrammierbare Steuerung um die an den ent­ sprechenden Stellen der Walze gemessenen Eichwerte durch Addition oder Subtraktion der Eichwerte korrigiert werden.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Meßwalzenprofils indirekt durch Messung der Auslenkung der Gegenwalzen oder Gegentaster mittels Wegmeßsensoren erfolgt.