EP0043368A2 - Winding apparatus for winding filamentary material on a spool - Google Patents
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- EP0043368A2 EP0043368A2 EP81890107A EP81890107A EP0043368A2 EP 0043368 A2 EP0043368 A2 EP 0043368A2 EP 81890107 A EP81890107 A EP 81890107A EP 81890107 A EP81890107 A EP 81890107A EP 0043368 A2 EP0043368 A2 EP 0043368A2
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- B65H54/2848—Arrangements for aligned winding
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- B65H2553/40—Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
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Definitions
- the invention relates to a winding machine for winding strand-shaped winding material onto a spool, to which the winding material is fed via a strand guide, with a feed drive for a reciprocating longitudinally reciprocating movement of the spool and strand guide and with a control device for maintaining a constant run-up angle for the exact laying of the turns within each winding layer.
- the invention is based on the object, in a winding machine of the generic type, in which the distance or contact pressure between adjacent turns of a winding layer is determined solely by the relative movement between the coil and the star conductor, to eliminate fluctuations in the run-up angle during the formation of the respective winding layer.
- control device detects from a second measuring device from a first measuring device, which detects the position of the last wound winding at a measuring point lying at a certain coil rotation angle in front of the winding material take-up point the respective traversing position of the spool and strand guide and consists of a computer which calculates the relative position from the measurement data of both measuring devices and commands the feed drive which the spool and the strand guide must have reached after maintaining the spool rotation angle to maintain the run-up angle.
- the position of the later run-up point is thus always determined in advance and the relative movement between the coil and strand guide is controlled in the meantime in such a way that the desired run-up angle is always maintained when the run-up point determined in advance arrives at the actual winding point of run-up.
- a jump in the last turn for example 60
- the traversing drive is switched on accordingly, so that after the 60 0 spool has been rotated, the relative position of the spool and strand guide is again the same as at the earlier measurement time. Since in this procedure the winding position is always detected depending on the last wound turn, fall in calculating the C hangierterrorismen no error sum.
- this type of early control of the traversing drive provides high reliability and laying accuracy and is an essential step in the general effort to create fully automatic winding machines that no longer require monitoring and corrective actions by an operator.
- the first measuring device consists of a laterally movable sensing element which laterally scans the last wound turn, which, depending on its deflection, provides a measured value for the position of the turn relative to the strand guide.
- the first measuring device consist of an optoelectric television camera directed tangentially to the uppermost winding, which monitors the migration of the front end of the layer which has just been wound.
- the output signal of this television camera is evaluated in such a way that the position of the end face of the winding layer with respect to a fixed coordinate parallel to the coil axis is indicated.
- the current position of the spool is also recorded on this fixed coordinate if the spool carries out the traversing movement, or else the current position of the strand guide if it carries out the traversing movement.
- the relative position that the coil and strand guide must have, together with the known diameter of the winding material, can then be calculated when the measured point of the last turn has reached the winding material take-up point.
- the measurement of the last turn of a layer can be carried out, for example, 10 times per coil revolution; Accordingly, there are 10 set positions of the winder (or strand guide) per spool revolution, which according to the corresponding
- a retention angle to be set can of course also be taken into account.
- the optimum retention angle gig from winding off h e n, can be adjusted by programming the computer.
- the last turn is used as a template for the next turn.
- the temporal separation of the measuring point from the run-up point gives the great advantage that the traversing movements which are associated with inertia, in time and even ge via the computer can be initiated depending on the speed, so that an unwanted climbing of the winding material can be avoided with certainty.
- the first measuring device can consist of distance sensors directed radially to the coil, e.g. Ultrasonic sensors exist.
- the first measuring device consists of a television camera directed radially towards the coil and a headlamp which is inclined in relation thereto and illuminates the coil with a light strip extending over the winding material run-up area.
- the first measuring device consists of a television camera which measures the retention angle of the winding material strand at a distance in front of the run-up point, or of a scanning device which detects the retention angle of the winding material, from the measured values of which the computer determines the actual position, the run-up point and thus the target position of the run-up point is calculated after a further revolution.
- the location of the last turn is indirectly to an ahead - measured point and calculates the traversing position and ordered that the coil and the train leaders must have achieved after an additional full bobbins revolution - here ahead by 360 0 spool rotation.
- the second measuring device which, according to the invention, can consist of a pulse tachometer, which runs with the laying drive and virtually scales the path of the Velege drive, serves to record the respective traversing position of the coil and strand guide.
- the traversing movement in known manner by an axial movement of the strand guide along the fixed coil.
- the strand guide In the case of other winding material, for example thicker electrical cables, on the other hand, it is necessary for the strand guide to remain stationary and for the spool to perform the traversing movement.
- the invention can be used in the same way for both types.
- the spool executes the traversing movement at a predetermined speed and that the strand guide is also adjustable in the traversing direction, but. only carries out the correction movements determined by the reversing device according to the invention.
- Such an embodiment proves to be very advantageous in particular when winding at very high speeds.
- FIGS. 1 to 3 illustrate a winding machine with a four-legged frame 2 that can be moved on rollers 1, on the upper part of which two quill arms 3, 4 are suspended, on the lower quills 5, 6 of which a coil 7 with flanges 8 is received.
- a coil-shaped winding material 10 is fed to the coil 7 via a strand guide 9 which is arranged in a stationary manner and which is to be wound up with closely adjacent turns and with winding layers lying exactly one above the other.
- the winding material run-up point 11 travels back and forth between the coil flanges 8, the winding material being intended to run onto the spool with a constant run-up angle ⁇ in order to achieve close contact between adjacent windings.
- the winder is moved back and forth in front of the strand guide 9 by means of a feed drive 12, a measuring device 13 designed as a pulse tachometer measuring the position of the winding machine or the coil 7 relative to a fixed coordinate parallel to Coil axis 14 is determined and sent to a computer 15 arranged on strand guide 9 in the exemplary embodiment.
- a measuring device 13 designed as a pulse tachometer measuring the position of the winding machine or the coil 7 relative to a fixed coordinate parallel to Coil axis 14 is determined and sent to a computer 15 arranged on strand guide 9 in the exemplary embodiment.
- the computer 15 further comprises a further measuring device 16 values for each position of the last wound turn 17, wherein said measurement is made at one of the actual Wickelgutierutzstelle 11 by a certain angle of rotation, here 180 0, the previous location.
- the measuring device 16 is a television camera directed tangentially onto the coil winding, which has an optical contrast surface 18 on the opposite side faces.
- the measuring device 16 is preferably actuated in cycles and provides, for example, ten or twenty times per spool revolution a signal for the position of the winding flank 17a of the last wound winding 17 at the position shifted by 180 ° with respect to the actual winding point 11.
- the computer 15 calculates from the two measuring devices 13 and 16.
- the measured data provided the relative position which must exist between the coil 7 and the strand guide 9 after a further 180 ° coil rotation so that the desired run-up angle ⁇ is maintained.
- the traversing movement can be controlled very precisely, so that the traversing movement can closely follow the irregular course of the individual turns shown in an enlarged illustration in FIG.
- the risk that the winding material at such a winding jump Z unintentionally climbs into a next higher winding position is excluded in the control type according to the invention.
- FIG. 5 as in FIGS. 7, 9 and 13, which will be described later, the left-hand coil flange 8 is omitted.
- FIGS 6 and 7 illustrate an embodiment in which the device for detecting the position of the last wound; Winding consists of distance sensors 19 directed radially to the coil, which can be, for example, ultrasonic sensors.
- the figures 8 and 9 show a M eßein- direction, consisting of an approximately radially to the spool 20 and television camera of a demumble enjoyed'geneigten headlight 21, which the coil 7 over its entire length, with a band of light 22a 22b illuminates.
- Alignment of the headlamp 21 and camera 20 jumps the light band for the camera at the boundary between two superimposed winding layers and can therefore the structure and that The face 20 of the upper winding layer can be followed exactly by the camera 20.
- FIGS. 10 and 11 show a mechanical feeler element 23, which bears against a point on the side surface of the last wound winding 17a, which is approximately 90 ° ahead of the winding material take-up point 11.
- the feeler 23 is displaceable on a guide 24 parallel to the coil axis.
- the feeler 23 When piling up. for example, on the slope of the jump Z of a turn, the feeler 23 is temporarily moved in the direction of the guide 24, but this movement is measured and used to calculate and trigger a drive command to the traversing drive in such a way that after 90 0 rotation the coil again in the is the same relative position to the strand guide and so the sensing element 23 could return to the basic position shown.
- the position of the last wound turn is measured indirectly from the inclined position or the retention angle of the incoming winding strand 10 by means of a television camera 25 and delivered to the computer 26.
- the television camera is directed obliquely upwards and is opposed by a contrasting field 27 or light strip for easier detection of the winding strand.
- the run-up angle changes by a certain amount.
- the computer stores this information and controls the traversing drive in such a way that the traversing position is adjusted by a winding material diameter after a further revolution of the spool.
- the run-up angle is continuously detected by a mechanical scanning device 28 with a sensing roller 29.
- the evaluation takes place here in the same way as in the previous exemplary embodiment according to FIG. 12.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Wickelmaschine zum Aufwickeln von strangförmigem Wickelgut auf eine Spule, welcher das..Wickelgut über einen Strangführer zugeführt wird, mit einem Vorschubantrieb für eine längs einander hin- und hergehende Changierbewegung von Spule und Strangführer und mit einer Steuereinrichtung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Auflaufwinkels zur exakten Verlegung der Windungen innerhalb jeder Wickellage.The invention relates to a winding machine for winding strand-shaped winding material onto a spool, to which the winding material is fed via a strand guide, with a feed drive for a reciprocating longitudinally reciprocating movement of the spool and strand guide and with a control device for maintaining a constant run-up angle for the exact laying of the turns within each winding layer.
Es ist bekannt, bei solchen Wickelmaschinen den Strangführer als eine um eine vertikale Achse schwenkbare Verlegegabel auszuführen (DE-PS 15 74 425), welche durch die Wanderung der Wickelgutauflaufstelle auf der Spule zur Seite hin ausgeschwenkt wird und dabei Endschalter betätigt, welche einen Vorschubantrieb für eine axiale Verstellung des Wicklers so lange einschalten, bis eine dem Sollauflaufwinkel, das ist im allgemeinen ein "Rückhaltewinkel", entsprechende Relativstellung von Spule und Verlegegabel wieder erreicht ist. Bei einer solchen Arbeitsweise muß allerdings eine für die Auslösung der Endschalter ausreichende Abweichung des Auflaufwinkels vom Sollwert zugelassen werden, wobei unterstellt wird, daß auch bei stärker abweichendem Auflaufwinkel sich immer noch Windung neben Windung legt und keine Windung ungewollt in eine nächste Wickellage aufsteigt. Diese Voraussetzung ist aber nicht immer zuverlässig erfüllt. Denn der Verlegevorschub ist nicht konstant, weil bei einer exakten Verlegung die erste'Windung am Flansch immer parall zum Flansch verläuft. Dadurch werden auch die weiteren Windungen nicht nach Art einer kontinuierlichen Wendel auf die Spule ge- .wickelt, sondern orthozyklisch, d.h., nach jeweils 360 liegt ein seitlicher Versprung in der Windung vor, die im übrigen parallel zu den Hauptflanschen verläuft. Die Verlegebewegung muß also diesem Versprung jeder Windung angepaßt werden. An einer solchen Versprungstelle kann aber, - insbesondere wenn der Sollauflaufwinkel bzw. der Rückhaltewinkel etwas zu groß geworden ist oder das Wickelgut zum Kleben neigt oder eine nichtfutschende, gummiartige Oberfläche hat -, eine Windung in eine nächst höhere Wicke lage aufsteigen. Ein solches Fehlverhalten kann aber mit den bekannten, mit einer schwenkbaren Verlegegabel arbeitenden Wickel maschinen nicht automatisch, sondern nur durch Eingreifen einer Bedienungsperson korrigiert werden.It is known in such winding machines to carry out the strand guide as a laying fork which can be pivoted about a vertical axis (DE-PS 15 74 425), which is pivoted out to the side by the migration of the winding material take-up point on the spool and thereby actuates limit switches which provide a feed drive for switch on an axial adjustment of the winder until a relative position of the bobbin and installation fork corresponding to the target run-up angle, which is generally a "retention angle", is reached again. In such a mode of operation, however, a sufficient deviation of the run-up angle from the setpoint for triggering the limit switches must be supplied can be assumed, whereby it is assumed that, even with a more deviating run-up angle, winding still lies next to winding and no winding unintentionally rises to the next winding position. However, this requirement is not always reliably met. Because the laying feed is not constant, because with an exact laying the first ' turn on the flange always runs parallel to the flange. As a result, the other turns are not wound onto the coil in the manner of a continuous coil, but rather orthocyclically, ie after every 360 there is a lateral jump in the turn, which otherwise runs parallel to the main flanges. The laying movement must therefore be adapted to this jump of each turn. At such a jump point, however - especially if the target run-up angle or the retention angle has become a little too large or the material to be wound tends to stick or has a non-slip, rubber-like surface - a turn can rise to the next higher vetches. Such misconduct can, however, not be corrected automatically with the known winding machines working with a pivotable laying fork, but only by the intervention of an operator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Wickelmaschine der gattungsgemäßen Art, bei welcher der Abstand oder Anlagedruck zwischen benachbarten Windungen einer Wickellage ausschließlich durch die Relativbewegung zwischen Spule und Strar führer bestimmt wird, Schwankungen im Auflaufwinkel während der Ausbildung der jeweiligen Wickellage auszuschalten.The invention is based on the object, in a winding machine of the generic type, in which the distance or contact pressure between adjacent turns of a winding layer is determined solely by the relative movement between the coil and the star conductor, to eliminate fluctuations in the run-up angle during the formation of the respective winding layer.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Steuereinrichtung aus einer ersten Meßeinrichtung, die die Lage der jeweils letztgewickelten Windung an einer um einen bestimmten Spulendrehwinkel vor der Wickelgutauflaufstelle liegend Meßstelle erfaßt, aus einer zweiten Meßeinrichtung zur Erfassung der jeweiligen Changierposition von Spule und Strangführer und aus einem Rechner besteht, welcher aus den Meßdaten beider Meßeinrichtungen diejenige Relativposition berechnet und dem Vorschubantrieb befiehlt, die die Spule und der Strangführer nach Drehen der Spule um den vorerwähnten Spulendrehwinkel zur Aufrechterhaltung des Auflaufwinkels erreicht haben müssen. Bei der Erfindung wird also ständig zeitlich vorab die Lage der späteren Auflaufstelle ermittelt und die Relativbewegung zwischen Spule und Strangführer in der Zwischenzeit so gesteuert, daß bei Ankunft der vorab ermittelten Auflaufstelle an dem tatsächlichen Wickelgutauflaufpunkt der gewünschte Auflaufwinkel immer aufrecht erhalten bleibt. Wird also beispielsweise ein Versprung in der letztgelegten Windung beispielsweise 60 vor der Istauflaufstelle erfaßt, wird der Changierantrieb entsprechend eingeschaltet, daß nach Ausführung der 600 Spulendrehung die Relativstellung von Spule und Strangführer wieder dieselbe ist wie zu dem früheren Meßzeitpunkt. Da bei dieser Arbeitsweise immer die Auflaufstelle in Abhängigkeit von der letztgewickelten Windung erfaßt wird, fallen beim Errechnen der Changierbewegungen keine Summenfehler an. Wie praktische Erprobungen gezeigt haben, erbringt diese Art der frühzeitigen Steuerung des Changierantriebes eine hohe Zuverlässigkeit und Verlegegenauigkeit und stellt sie einen wesentlichen Schritt bei dem allgemeinen Bemühen dar, vollautomatische Wickelmaschinen zu schaffen, die keine Überwachung und Korrektureingriffe durch eine Bedienungspersonmehr erfordern.To achieve this object, it is provided according to the invention that the control device detects from a second measuring device from a first measuring device, which detects the position of the last wound winding at a measuring point lying at a certain coil rotation angle in front of the winding material take-up point the respective traversing position of the spool and strand guide and consists of a computer which calculates the relative position from the measurement data of both measuring devices and commands the feed drive which the spool and the strand guide must have reached after maintaining the spool rotation angle to maintain the run-up angle. In the invention, the position of the later run-up point is thus always determined in advance and the relative movement between the coil and strand guide is controlled in the meantime in such a way that the desired run-up angle is always maintained when the run-up point determined in advance arrives at the actual winding point of run-up. If, for example, a jump in the last turn, for example 60, is detected in front of the actual run-up point, the traversing drive is switched on accordingly, so that after the 60 0 spool has been rotated, the relative position of the spool and strand guide is again the same as at the earlier measurement time. Since in this procedure the winding position is always detected depending on the last wound turn, fall in calculating the C hangierbewegungen no error sum. As practical tests have shown, this type of early control of the traversing drive provides high reliability and laying accuracy and is an essential step in the general effort to create fully automatic winding machines that no longer require monitoring and corrective actions by an operator.
Der Erfindung zufolge kann vorgesehen werden, daß die erste Meßeinrichtung aus einem seitwärts bewegbaren, die letztgewickelte Windung seitlich abtastenden Tastorgan besteht, das in Abhängigkeit von seiner Auslenkung einen Meßwert für die Lage der Windung relativ zum Strangführer liefert.According to the invention it can be provided that the first measuring device consists of a laterally movable sensing element which laterally scans the last wound turn, which, depending on its deflection, provides a measured value for the position of the turn relative to the strand guide.
Statt einer solchen mechanischen Abtastung wird nach der Erfindung jedoch eine berührungslose, nicht mechanische Erfassung der letztgewickelten Windung bevorzugt. Hierbei kann beispielsweise die erste Meßeinrichtung aus einer optoelektrischen, tangential zur obersten Wicklung gerichteten Fernsehkamera.bestehen, die die Wan- derung des Stirnendes der gerade gewickelten Lage überwacht. Das Ausgangssignal dieser Fernsehkamera wird derart ausgewertet, daß die Position der Stirnseite der Wickellage in Bezug auf eine ortsfeste Koordinate parallel zur Spulenachse angegeben wird. Zum gleichen Zeitpunkt wird auch die momentane Position der Spule auf dieser ortsfesten Koordinate festgehalten, falls die Spule die Changierbewegung ausübt, oder sonst die momentane Position des Strangführers, falls dieser die Changierbewegung ausführt. Aus den beiden Meßdaten kann dann zusammen mit dem bekannter Durchmesser des Wickelgutes jene Relativstellung errechnet werden, die Spule und Strangführer haben müssen, wenn die vermessene Stelle der letzten Windung die Wickelgutauflaufstelle erreicht hat. Die Ausmessung der letzten Windung einer Lage kann beispielsweise 10 mal pro Spulenumdrehung durchgeführt werden; dementsprechend gibt es pro Spulenumdrehung 10 Sollstellungen des Wicklers (bzw. Strangführers), die nach dem entsprechendenInstead of such a mechanical scanning, however, a non-contact, non-mechanical detection of the last wound turn is preferred according to the invention. Here, for example The first measuring device consist of an optoelectric television camera directed tangentially to the uppermost winding, which monitors the migration of the front end of the layer which has just been wound. The output signal of this television camera is evaluated in such a way that the position of the end face of the winding layer with respect to a fixed coordinate parallel to the coil axis is indicated. At the same time, the current position of the spool is also recorded on this fixed coordinate if the spool carries out the traversing movement, or else the current position of the strand guide if it carries out the traversing movement. From the two measurement data, the relative position that the coil and strand guide must have, together with the known diameter of the winding material, can then be calculated when the measured point of the last turn has reached the winding material take-up point. The measurement of the last turn of a layer can be carried out, for example, 10 times per coil revolution; Accordingly, there are 10 set positions of the winder (or strand guide) per spool revolution, which according to the corresponding
Teil einer Spulenumdrehung, d.h. je nachdem, wie weit die Meßstelle von der Auflaufstelle entfernt ist, vom Changierantrieb erreicht werden sollen.Part of a coil revolution, i.e. depending on how far the measuring point is from the run-up point, should be reached by the traversing drive.
Bei der Errechnung der jeweiligen Soll-Position kann natürlich ein jeweils einzustellender Rückhaltewinkel mitberücksichtigt werden. Der optimale Rückhaltewinkel, der vom Wickelgut ab- hängig ist, ist durch Programmieren des Rechners einstellbar.When calculating the respective target position, a retention angle to be set can of course also be taken into account. The optimum retention angle gig from winding off h e n, can be adjusted by programming the computer.
Bei der Arbeitsweise nach der Erfindung wird also jeweils die letzte Windung als Schablone für die nächste Windung verwendet.When working according to the invention, the last turn is used as a template for the next turn.
Die zeitliche Trennung der Meßstelle von der Auflaufstelle gibt der noch den großen Vorteil, daß die Verfahrbewegungen die mit Trägheit behaftet sind, rechtzeitig und über den Rechner sogar geschwindigkeitsabhängig eingeleitet werden können, so daß ein ungewolltes Aufklettern des Wickelgutes mit Sicherheit vermieden werden kann.The temporal separation of the measuring point from the run-up point gives the great advantage that the traversing movements which are associated with inertia, in time and even ge via the computer can be initiated depending on the speed, so that an unwanted climbing of the winding material can be avoided with certainty.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die erste Meßeinrichtung aus radial zur Spule gerichteten Entfernungssensoren, z.B. Ultraschallsensoren, bestehen, Gemäß einer weiteren Alternative kann auch noch vorgesehen werden, daß die erste Meßeinrichtung aus einer radial auf die Spule.gerichteten Fernsehkamera und einem demgegenüber geneigten, die Spule mit einem über den Wickelgutauflaufbereich sich erstreckenden Lichtband anstrahlenden Scheinwerfer besteht.According to an alternative embodiment, the first measuring device can consist of distance sensors directed radially to the coil, e.g. Ultrasonic sensors exist. According to a further alternative, it can also be provided that the first measuring device consists of a television camera directed radially towards the coil and a headlamp which is inclined in relation thereto and illuminates the coil with a light strip extending over the winding material run-up area.
Der Erfindung zufolge kann auch vorgesehen werden, daß die erste Meßeinrichtung aus einer auf den auflaufenden Wickelgutstrang in Abstand vor der Auflaufstelle gerichteten, den Rückhaltewinkel erfassenden Fernsehkamera oder aus einer den Rückhaltewinkel des Wickelgutes erfassenden Tasteinrichtung besteht, aus deren Meßwerten der Rechner die Istlage, der Auflaufstelle und damit die Sollage der Auflaufstelle nach einer weiteren Umdrehung errechnet. Auch bei diesen Ausführungsformen wird die Lage der letzten Windung indirekt an einer vorausliegenden - hier um 3600 Spulendrehung vorausliegenden - Stelle gemessen und daraus die Changierposition errechnet und befohlen, die die Spule und der Strangführer nach einer weiteren vollen Spulenumdrehung erreicht haben müssen.According to the invention, it can also be provided that the first measuring device consists of a television camera which measures the retention angle of the winding material strand at a distance in front of the run-up point, or of a scanning device which detects the retention angle of the winding material, from the measured values of which the computer determines the actual position, the run-up point and thus the target position of the run-up point is calculated after a further revolution. Also in these embodiments, the location of the last turn is indirectly to an ahead - measured point and calculates the traversing position and ordered that the coil and the train leaders must have achieved after an additional full bobbins revolution - here ahead by 360 0 spool rotation.
Zur Erfassung der jeweiligen Changierstellung von Spule und Strangführer dient die zweite Meßeinrichtung, die der Erfindung zufolge aus einem Impulsstachometer bestehen kann, welcher mit dem Verlegeantrieb mitläuft und quasi den Weg des Velegeantriebes skaliert.The second measuring device, which, according to the invention, can consist of a pulse tachometer, which runs with the laying drive and virtually scales the path of the Velege drive, serves to record the respective traversing position of the coil and strand guide.
Bei flexiblem Wickelgut, welches beim Aufspulen seitlich um Führungsrollen abgelenkt werden darf, kann die Changierbewegung in bekannter Weise durch ein axiales Verfahren des Strangführers längs der feststehenden Spule erfolgen. Bei anderem Wickelgut, z.B. dickeren elektrischen Kabeln, ist dagegen erforderlich, daß der Strangführer ortsfest verbleibt und daß die Spule die Changierbewegung ausführt. Bei beiden Arten ist die Erfindung in gleicher Weise anwendbar. Darüber hinaus kann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, daß die Spule die Changierbewegungzu- einer fest vorgegebenen Geschwindigkeit ausführt und daß der Strangführer ebenfalls in Changierrichtung verstellbar ist, aber . nur die von der Umsteuereinrichtung nach der Erfindung bestimmten Korrekturbewegungen ausführt. Eine solche Ausführungsform erweist sich insbesondere dann als sehr vorteilhaft, wenn mit sehr großen Geschwindigkeiten aufgespult werden soll.In the case of flexible material to be wound, which may be deflected laterally around guide rollers, the traversing movement in known manner by an axial movement of the strand guide along the fixed coil. In the case of other winding material, for example thicker electrical cables, on the other hand, it is necessary for the strand guide to remain stationary and for the spool to perform the traversing movement. The invention can be used in the same way for both types. In addition, according to the invention, it can also be provided that the spool executes the traversing movement at a predetermined speed and that the strand guide is also adjustable in the traversing direction, but. only carries out the correction movements determined by the reversing device according to the invention. Such an embodiment proves to be very advantageous in particular when winding at very high speeds.
Die Erfindung wird im folgenden am Beispiel einer Wickelmaschine näher erläutert, bei welcher die Trommel nach der Methode der Eigenverlegung längs des Strangführers hin- und herbewegt wird. In der Zeichnung zeigt:
- Figur 1 eine Wickelmaschine nach der Erfindung in Vorderansicht,
Figur 2 die Wickelmaschine, in Figur 1 in Richtung de Pfeiles II gesehen,Figur 3 eine auszugsweise Draufsicht auf die Wickelmaschine nachFigur 2,Figur 4 und 5 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Meßeinrichtung zur Erfassung der Lage der jeweils letztgewickelten Windung,Figur 6 und 7 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Erfassung der jeweils letztgewickelten Windung,Figur 8 und 9 ein drittes Ausführungsbeispiel für di Erfassung der letzgewickelten Windung,Figur 10 und 11 ein viertes Ausführungsbeispiel für die Erfassung der letzgewickelten Windung undFigur 12 und 13 ein fünftes und sechstes Ausführungsbeispiel, bei denen die Lage der letztgewickelten Windung indirekt erfaßt wird.
- 1 shows a winding machine according to the invention in front view,
- FIG. 2 the winding machine, seen in the direction of arrow II in FIG. 1,
- FIG. 3 shows a partial top view of the winding machine according to FIG. 2,
- FIGS. 4 and 5 show a first exemplary embodiment of a measuring device for detecting the position of the last wound winding,
- FIGS. 6 and 7 show a second exemplary embodiment of a device for detecting the last winding wound,
- FIGS. 8 and 9 show a third exemplary embodiment for the detection of the last wound turn,
- Figures 10 and 11, a fourth embodiment for the detection of the last wound turn and
- Figures 12 and 13, a fifth and sixth embodiment in which the position of the last wound turn is detected indirectly.
Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen eine Wickelmaschine mit einem vierbeinigen, auf Rollen 1 verfahrbaren Gerüst 2, an dessen oberen Teil zwei Pinolenarme 3,4 aufgehängt sind, auf deren unteren Pinolen 5,6 eine Spule 7 mit Flanschen 8 aufgenommen ist. Der Spule 7 wird über einen ortsfest angeordneten Strangführer 9 ein strangförmiges Wickelgut 10 zugeführt, das mit eng aneinander anliegenden Windungen und mit exakt übereinander liegenden Wickellagen aufgewickelt werden soll. Während des Wickelvorganges wandert die Wickelgutauflaufstelle 11 zwischen den Spulenflanschen 8 hin und her, wobei zur Erzielung einer engen Anlage benachbarter Windungen das Wickelgut mit einem konstanten Auflaufwinkel α auf die Spule auflaufen soll. Zur Aufrechterhaltung des Winkels d .wird der Wickler beim Ausführungsbeispiel auf bodenseitigen Schienen vor dem Strangführer 9 mittels eines Vorschubantriebes 12 hin und her verfahren, wobei eine als Impulstachometer ausgebildete Meßeinrichtung 13 die Stellung der Wickelmaschine bzw. der Spule 7 relativ zu einer ortsfesten Koordinate parallel zur Spulenachse 14 ermittelt und an einen beim Ausführungsbeispiel am Strangführer 9 angeordneten Rechner 15 liefert.FIGS. 1 to 3 illustrate a winding machine with a four-legged
Der Rechner 15 enthält ferner von einer weiteren Meßeinrichtung 16 Werte für die jeweilige Lage der letztgewickelten Windung 17, wobei diese Messung an einer der Ist-Wickelgutauflaufstelle 11 um einen bestimmten Drehwinkel, hier 1800, vorausgehenden Stelle erfolgt.The
Bei der Meßeinrichtung 16 nach den Figuren 1 bis 5 handelt es sich um eine tangential auf den Spulenwickel gerichtete Fernsehkamera, der auf der Gegenseite eine optische Kontrastfläche 18 gegenübersteht. Die Meßeinrichtung 16 wird vorzugsweise taktweise betätigt und liefert beispielsweise zehn- oder zwanzigmal je Spulenumdrehung ein Signal für die Lage der Windungsflanke 17a der letzgewickelten Windung 17 an der um 180° gegenüber der Ist-Auflaüfstelle 11 verschobenen Position. Der Rechner 15 berechnet aus den von den beiden Meßeinrichtungen 13 und 16 ge-. lieferten Meßdaten jeweils die Relativstellung, die nach weiteren 180° Spulenumdrehung zwischen Spule 7 und Strangführer 9 bestehen muß, damit der gewünschte Auflaufwinkel α aufrechterhalten bleibt. Die Steuerung der Changierbewegung kann hierbei sehr genau erfolgen, so daß die Changierbewegung dem in Figur 10 in vergrößerter Darstellung gezeigten unregelmäßigen Verlauf der einzelnen Windungen eng erfolgen kann. Die Gefahr, daß das Wickelgut an einem solchen Windungsversprung Z ungewollt in eine nächst höhere Wickellage aufklettert, ist bei der Steuerungsart nach der Erfindung ausgeschlossen. In Figur 5 ist wie in den später noch beschriebenen Figuren 7,9 und 13 jeweils der linke Spulenflansch 8 weggelassen.The
Die Figuren 6 und 7 veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Einrichtung zur Erfassung der Lage der letztgewickelten; Windung aus radial zur Spule gerichteten Entfernungssensoren 19 besteht, bei denen es sich beispielsweise um Ultraschallsensoren handeln kann.Figures 6 and 7 illustrate an embodiment in which the device for detecting the position of the last wound; Winding consists of
Als weitere Alternative zeigen die Figuren 8 und 9 eine Meßein- richtung, welche aus einer etwa radial auf die Spule gerichteten Fernsehkamera 20 und aus einem demgegenüber'geneigten Scheinwerfer 21 besteht, welcher die Spule 7 über ihre ganze Länge hinweg mit einem Lichtband 22a, 22b anstrahlt. Infolge der unterschiedlichen ; Ausrichtung von Scheinwerfer 21 und Kamera 20 verspringt für die Kamera das Lichtband an der Grenze zwischen zwei übereinander liegenden Wickellagen und kann folglich also der Aufbau und das Wandern der Stirnfläche der oberen Wickellage von der Kamera 20 exakt verfolgt werden.As another alternative, the figures 8 and 9 show a M eßein- direction, consisting of an approximately radially to the
Die Figuren 10 und 11 zeigen ein mechanisches Tastorgan 23, das an einer um etwa 90° gegenüber der Wickelgutauflaufstelle 11 voraneilenden Stelle an der Seitenfläche der letzgewickelten Windung 17a anliegt. Das Tastorgan 23 ist auf einer zur Spulenachse parallelen Führung 24 verschiebbar. Beim Auflaufen bei-. spielsweise auf die Schräge des Versprungs Z einer Windung wird das Tastorgan 23 vorübergehend in Richtung der Führung 24 verschoben, wobei diese Bewegung aber gemessen und zur Berechnung und Auslösung eines Antriebsbefehles an den Changierantrieb ausgenützt wird dahingehend, daß die Spule nach 900 Umdrehung wieder in der gleichen Relativstellung-zum- Strangführer steht und also das Tastorgan 23 in die gezeigte Grundstellung zurückkehren konnte.FIGS. 10 and 11 show a
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 12 wird die Lage der letztgewickelten Windung indirekt aus der Schräglage bzw. dem Rückhaltewinkel des zulaufenden Wickelgustranges 10 mittels einer Fernsehkamera 25 gemessen und an den Rechner 26 geliefert. Die Fernsehkamera ist schräg aufwärts gerichtet und ihr liegt ein kontrastierendes Feld 27 oder Leuchtband zur leichteren Erfassung des Wickelstranges gegenüber. Wenn der Versprung Z einer Windung an die Wickelgutauflaufstelle 11 gelangt, ändert sich der Auflaufwinkel um ein bestimmtes Maß. Der Rechner speichert diese Information und steuert den Changierantrieb derart, daß nach einer weiteren Spulenumdrehung die Changierstellung um einen Wickelgutdurchmesser verstellt ist.In the exemplary embodiment according to FIG. 12, the position of the last wound turn is measured indirectly from the inclined position or the retention angle of the incoming winding
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 13 wird der Auflaufwinkel durch eine mechanische Abtasteinrichtung 28 mit Tastrolle 29 laufend erfaßt. Die Auswertung geschieht hier in gleicher Weise wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach Figur 12.In the exemplary embodiment according to FIG. 13, the run-up angle is continuously detected by a
Claims (8)
daß die Steuereinrichtung aus einer ersten Meßeinrichtung (16), die die Lage der jeweils letztgewickelten Windung (17) an einer um einen bestimmten Spulendrehwinkel vor'der Wickelgutauflaufstelle (11) liegenden Meßstelle erfaßt, aus einer zweiten Meßeinrichtung (13) zur Erfassung der jeweiligen Changierposition von Spule (7) und Strangführer (9) und aus einem Rechner (15) besteht, welcher aus den Meßdaten beider Meßeinrichtungen diejenige Relativposition berechnet und dem Vorschubantrieb (12) befiehlt, die die Spule (7) und der Strangführer.(9) nach Drehen der Spule um den vorerwähnten Spulendrehwinkel zur Aufrechterhaltung des Auflaufwinkels (α) erreicht haben müssen.1. Winding machine for winding strand-like winding material onto a spool, to which the winding material is fed via a strand guide, with a feed drive for a reciprocating movement of the spool and strand guide and reciprocally along and with a control device for maintaining a constant run-up angle for exact laying Turns within each winding position, characterized,
that the control device from a first measuring device (16), which detects the position of the last wound winding (17) at a measuring point lying at a certain spool rotation angle in front of the winding material take-up point (11), from a second measuring device (13) for detecting the respective traversing position of coil (7) and strand guide (9) and a computer (15), which calculates the relative position from the measurement data of both measuring devices and commands the feed drive (12), which the coil (7) and the strand guide. (9) after Rotation of the spool by the aforementioned spool rotation angle to maintain the run-up angle (α) must have reached.
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Meßeinrichtung aus einem seitwärts bewegbaren, die letzgewickelte Windung seitlich abtastenden Tastorgan (23) besteht, das in Abhängigkeit von seiner Auslenkung einen Meßwert für die Lage der Windung (17) relativ zum Strangführer (9) liefert.2. winding machine according to claim 1,
characterized,
that the first measuring device consists of a laterally movable, laterally scanning the laterally wound sensing element (23) which, depending on its deflection, provides a measured value for the position of the winding (17) relative to the strand guide (9).
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Meßeinrichtung (16) aus einer optoelektrischen, tangential zur obersten Wicklung gerichteten Fernsehkamera besteht.3. winding machine according to claim 1,
characterized,
that the first measuring device (16) consists of an optoelectric television camera directed tangentially to the top winding.
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Meßeinrichtung aus radial zur Spule gerichteten Entfernungssensoren (19), z.B. Ultraschallsensoren, besteht.4. winding machine according to claim 1,
characterized,
that the first measuring device consists of distance sensors (19) directed radially to the coil, for example ultrasonic sensors.
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Meßeinrichtung aus einer radial auf die Spule gerichteten Fernsehkamera (20) und einem demgegenüber geneigten, die Spule (7) mit einem über den Wickelgutauflaufbereich sich erstreckenden Lichtband (22a,22b) anstrahlenden Scheinwerfer (21) besteht.5. winding machine according to claim 1,
characterized,
that the first measuring device consists of a radially directed television camera (20) and an inclined headlight (21) illuminating the coil (7) with a light band (22a, 22b) extending over the winding material run-up area.
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Meßeinrichtung aus einer auf den auflaufenden Wik kelgutstrang (10) in Abstand vor der Auflaufstelle gerichteten, den Rückhaltewinkel (α) erfassenden Fernsehkamera oder aus einer den Rückhaltewinkel des Wickelgutes erfassenden Tasteinrichtung besteht, aus deren Meßwerten der Rechner die Istlage der Äuflaufstelle und damit die Sollage der Auflaufstelle nach einer weiteren Umdrehung errechnet.6. winding machine according to claim 1,
characterized,
that the first measuring device consists of a television kelgutstrang (10) facing the run-up point at a distance from the run-up point, which detects the retention angle (α), or a sensing device which detects the hold-up angle of the winding material, from the measured values of which the computer determines the actual position of the exit point and thus the target position of the run-up point is calculated after a further revolution.
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Meßeinrichtung (13) aus einem Impulstachometer besteht, welcher mit dem Vorschubantrieb (12) mitläuft.7. winding machine according to one of claims 1 to 6,
characterized,
that the second measuring device (13) consists of a pulse tachometer, which rotates with the feed drive (12).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spule (7) mit einer konstanten Geschwindigkeit für die Changierbewegung angetrieben ist und daß der Strangführer (9) einen zusätzlichen Antrieb besitzt und in Abhängigkeit von Ausgangsbefehlen des Rechners Korrekturbewegungen ausführt.8. winding machine according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that the spool (7) is driven at a constant speed for the traversing movement and that the strand guide (9) has an additional drive and carries out corrective movements as a function of output commands from the computer.
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