(57)【要約】【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。【選択図】図２
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【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。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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