JPH0364538A - 精紡機用位置決め手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軌道に沿って移動可能で、その軌道に沿った少
くとも１個の所定位置で位置決めされることになるユニ
ットに対して用いられ、少くとも１個の誘導型すなわち
容量型センサーを含んで成る位置決め手段に関する。前
記走行するユニットは例えばリング精紡機又はオープン
エンド精紡機での糸切れを軽減するために用いられる作
業ロボットのような作業ロボットであると好ましく、こ
の作業ロボットは糸継ぎ作業を連続して行うためにはそ
れぞれの紡出位置に正確に位置決めされなければならな
い。なお前記走行するユニットは正確に位置決めされる
ことを要するキャリッジ、ワゴンその他の装置であって
もよい。

（３） （４） 〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕ある物品
を正確に位置決めすることを可能にさせる各種の装置が
既に提案されている。

−例として光バリヤーとして形成されて、例えば反射物
のような対向物を具備した物品の正確な位置合せを可能
にする光学センサーが知られている。このような光バリ
ヤー装置は比較的正確に作動することが可能であるが、
実用に際しては比較的高価であり、ある環境下において
は汚染に比較的影響されやすい。

欧州特許公報Ａ２１９０１７は磁石と２個のホール効果
半導体センサーから戊る位置決め手段を開示する。磁石
と２個のホール効果センサー間の整列した位置を見出す
ために、センサーの信号は異った方法と手段で互いに組
合されている。−例として異った信号が作られ、位置を
見出すためにゼロに近い差値が見出される。しかしなが
らこの装置を検量するために、差の信号のゼロ値が常に
磁石とセンサー間の正確な相対位置を規定するようにそ
れぞれの調整用増幅器を用いて２個のホール効果センサ
ーの出力信号を補償することが必要である。

この装置も又、例えば電気モータが位置センサーの近傍
にある時に生じゃすい漂遊電界に対して比較的影響され
やすい。このような漂遊電界は例えばリング精紡機を駆
動するために機械ヘッドの中に組込まれている大出力電
気モータを介して紡績機械に生ずる。単独駆動スピンド
ルの場合、１個づつのモータがそれぞれのスピンドルに
設けられ、その結果、漂遊電界が、ロボットが位置決め
される位置において直接予測されなければならない。

作業ロボットは又漂遊電界を発生することができる多数
のモータと他の構成成分を自身で有する。

個々の紡出位置に配置された山形位置決めカムを越えて
走行するキャリッジの傾斜した運動を検知する光バリヤ
ーを用いてオープンエンド精紡機に作業ロボットの相互
位置決めをもたらす方法がＵＳＰＳ　４７０３６１７号
から知られている。

本発明の目的は、信頼性高く作動し、有利なコストで製
造することができ、簡単な評価回路のみを必要とし、そ
れにもかかわらず走行するユニッ（５〉 （６） トの位置決めを正確に行わせることができる頭書のタイ
プの位置決め手段を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を充足させるために、本発明による位置決め手
段は所定の位置がセンサーの検知範囲内での透磁率ある
いは誘電率の変化をもたらすマーキングによって特定さ
れ、前述のユニットの走行方向で互いに間隔をあけて２
個のセンサーが設けられており、その２個のセンサーは
それぞれ前記変化に対応するアナログ信号を発生し、２
個の信号が互いに差引かれて、到着されることになる所
定の位置に対応する切換信号が前記差の信号から得られ
ることを特徴とする。

２個のセンサーの相互間隔は、差の信号が綺麗なゼロ通
路を有するようにマーキングの形や大きさに関連して選
択されるべきである。このゼロ通路はゼロ通路検知器に
よって検知され、それからゼロ通路が所定の位置におけ
る正確な位置決めのために信号を送る。

この種の装置はセンサーとして例えば市販の経路トラン
スデユーサを用いてことによって実現することができる
。しかしながら僅かに数ｍｍである比較的短い運動が経
路トランスデユーサの軸線方向に行われる通常の方法の
構成と大きく異って、本発明による経路トランスデユー
サは走行の方向に垂直に組込まれ、例えば５０ｍの制約
のない距離にわたって位置決め作業を実施する。差の信
号の形成の間中、外部影響からの実質的自由が達成され
る。これはこれら外部影響が、互いに近い距離で配置さ
れた複数のセンサーに対して一般的に均一に影響するか
らである。さらにセンサーの老化作用に寄与する影響は
本発明による差の形成によって大きく補償され、その結
果本発明による位置決め手段は長期間にわたって信頼性
高く作動する。

数多くの所定位置がある場合、変化をもたらすマーキン
グは軌道に沿って設けられ、複数のセンサーは走行ユニ
ット上に置かれる。このような方法において、必要な数
の位置における位置決めを達成するために、僅かに２個
のセンサーが必要と（７） （８） されるだけである。マーキングは非常に簡単な形態であ
り、したがって有利なコストで製造することができる。

−例をあげれば、１個又はそれぞれのマーキングは好ま
しくは鉄である金属レールに孔の形状で設けることがで
きる。これとは逆に１個又はそれぞれのマーキングを合
成樹脂製レールその他の材料の上に置かれた金属製ディ
スクの形状で与えることができる。

それぞれの孔あるいはディスクの形状は好ましくは円形
又は細長形である。細長形の場合はその端が丸味を有す
るものであると好ましい。このような形状は例えばドリ
ル加工又はミリング加工によって容易に作ることができ
、且つレール内又はレール上に正確に豫め決めた間隔で
形成することができる。

特に好ましい実施例によれば、１個又はそれぞれのマー
キングが走行方向で互い間隔を有し、且つ金属、好まし
くは鉄製の部材上に形成された２個の孔か、走行方向で
互いに間隔をあけて配置された２個の金属ディスクの構
造を有する。

前記孔が走行ユニットの案内として用いられる金属製レ
ール内に形成されると好ましい。この場合には１本のレ
ールのみが必要とされるが、レールを２本利用すること
は位置決めの精度に有利な効果を与える。

孔又はディスクは円形であると好ましく、且つ円形の孔
あるいはディスクの相互間隔が明瞭なゼロ通路を得るた
めに、２個のセンサーの相互間隔とは異なして作られる
べきである。

〔実施例〕

添付図面を参照して本発明を以下詳述する。

第１図に示す斜視図は、精紡機に対する作業ロボット（
図示）の案内と位置決めをするために用いられるレール
１０を短い長さで示す。作業ロボットはここには示して
いないが、本発明の出願人と同一の出願人によって「リ
ング精紡機を作動する方法とその方法を実施するための
作業ロボット」の名称で同時に提出された出願（出願代
理人の整理番号Ｂ２７４２）に詳細に説明されている。

この作（９） （１０） 業ロボットはレールＩ０上を走行する複数のレールと、
第１図に示されている３個のセンサー１２．１４１６を
具備する。前記センサーの内、センサー１２は誘導型近
接スイッチ、センサー１４・１６は誘導型経路トランス
デユーサである。レール自体には孔１８゜２０が一対に
なって形成されており、それぞれの対の孔はレールをリ
ング精紡機に取付ける際に、リング精紡機の紡出ステー
ションに正確に合せて配置されている。センサー１４．
１６の目的は、作業ロボットが発生される複数の信号に
よって紡出位置に正確に向合った位置に配置されること
ができるように、前記対の孔１８．２０を検知すること
である。

この事が如何に行われるかは後で詳述する。図面上では
３個の孔のみが示されているが、実際には精紡機の片側
上の紡出ステーションの数に対応する孔対、例えば５０
０から６００の孔対が設けられる。

レール１０の左端および右端には、２個の細長スロワ）
２２．２４が誘導型近接スイッチ１２の高さに合せて設
けられる。これら細長スロットは、作業ロボットがそれ
ら細長スロットを越えて移動した時に、誘導型近接スイ
ッチによって検知され、近接スイッチは作業ロボットへ
指示を与える切換信号を発生し、その信号に基づいて、
作業ロボットは走行区間の端部に近づいており且つ制動
作動を行わなければならないことをδ混織できる。

細長スロット２４は作業ロボットの作業範囲の端部にあ
る細長スロットであり、この作業範囲の端部には、レー
ル１０の最右端に配置されることになる３個の孔２６，
２８．３０が配置されていることを特徴とする。こられ
の孔はセンサー１４．１６によって検知され、作業ロボ
ットがこの位置で確実に停止して、さらに右側に走行し
ないようにする。この位置は作業ロボットの作業範囲の
端部であり、作業ロボットはこの位置に到達する毎にこ
の位置で停止し、この作動は、作業ロボットが左側への
パトロール運動をさらに続けることを可能する解放信号
を受ける迄続けられる。レールの左側端部において、作
業ロボットの制動軌道を決めるために設けられた細長ス
ロット２２の端部に別の細長スロット３２が設けられて
いる。細長スロット３２はセン（１１） （１２） サー１４．１６の高さに配置され、センサー１４．１６
によって検知される。この細長スロット３２は作業ロボ
ットの方向転意、すなわち作業ロボットのパトロール運
動が逆転される点をマークする、すなわち定める。

レール１０に沿った作業ロボットの運動は下記のように
行われる。作業ロボットが最初にレールＩ（１の最右端
に配置されているとする。この位置において、作業ロボ
ットは対応するリング精紡機から解放信号を受け、それ
から左側へのパトロール運動を始める。このパトロール
運動中に作業ロボットは必要とされる紡出ステーション
に停止することができ、その紡出ステーションで作業を
実施する。正確な位置決めのために、ロボットはセンサ
ー１４・１６の信号によって対応する紡出ステーション
を定める１対の孔の２つの孔の中央位置に、自身の位置
を合せる。ロボットは又複数のセンサーに関連する個々
の紡出ステーションの数を数えることができ、且つ自身
のために複数の紡出ステーションの番号付けをすること
ができる。この事が、作業ロボットが実際にその位置に
停止することを必要としない複数の紡出ステーションを
通過して移動することをできるようにする。作業ロボッ
トが左側細長スロット２２の右側端に到達すると直ぐ、
右側端がセンサー１２によって検知され、制動作動が作
業ロボットに対して与えられる。センサ１４１Ｇが細長
スロット３２を検知すると直ぐ、作業ロボット用走行駆
動源が切換えられ、作業ロボットはレール１０に沿って
右側へ走行する。この運動中に、作業ロボットは再び如
何なる必要とする紡出ステーションにおいても停止する
ことができる。センサー１２が右側細長スロット２４の
左側端を検知すると直ぐ、作業ロボットは再び制動され
、センサー１４．１６の信号を受けて作業ロボットの最
初の位置であるレールの右側端に位置決めされる。この
位置において作業ロボットは例えばリング精紡機の機械
ヘッドと連携を取り、作業ロボットが機械ヘッドから解
放信号を再び受けた時のみ、左側へのパトロール運動が
行われる。

前述の同時出願の特許出願にしたがって、作業（１３） （１４） ロボットがその前の移動工程で検出した糸切れをそれぞ
れの移動工程中に修復する。すなわち作業ロボットは現
在糸切れしているそれぞれの紡出ステーションで停止し
、作業ロボットがその紡出ステーションを通り過ぎる際
に、前回の通過以後に新しい糸切れが生じているこれら
紡出ステーションを記憶する。それから作業ロボットは
復路において新しく生じている糸切れを修復する。同時
に作業ロボットはその復路の間で、新しく生じた糸切れ
を記憶する。

センサー１４．１６および孔対１８．２０によって形成
される位置決め手段を次に第２図〜第５図を参照してよ
り詳細に説明する。

第２図に第１の孔対１８．２０とその右側の孔対１８゜
２０を示す。孔１８．２０は円形孔として形成され、孔
１８．２０のそれぞれの中心３６．３８の間の中央位置
３４が作業ロボットが停止しなければいけない位置を規
定する。それぞれの中央位置３４はリング精紡機の対応
する紡出ステーションのスピンドル回転軸線に対応する
。

作業ロボットが矢印４０の方向に移動したと仮定した場
合のセンサー１４．１６が第２図に示される。

それぞれのセンサーが孔よりも僅かに大きい直径を有し
、且つ円形表面を有する２個のセンサーの中心間距離が
孔対１８．２０の中心間距離よりも僅かに大きいことは
明らかである。

センサー１４．１６はＢａｕｍｅｒ　Ｂｌｅｋｔｒｉｋ
社から供給される型名ＩＷ八へ８　［１９０１１の２個
の誘導経路トランスデユーサである。これら経路トラン
スデユーサは発振回路コイルを具備した発振器を含んで
成り、この発振器がＡＣ電磁場を発生して、経路トラン
スデユーサの作用円形表面から発出させる。もし経路ト
ランスデユーサが誘電性金属に接近するとこの金属が減
衰素子として作用し、発振器からエネルギーを引出す渦
電流が金属に生じることになる。その結果発振器の出力
にレベル変化が生じて検知されることになる。出力レベ
ルは例えば２ｍｍから５ｍｍの作業範囲について１ポル
トから９ボルトである。

前述の記載から、前述の誘導経路トランスデュ（１５） （１６） −ザの正常な使用では、相対的な運動はトランスデユー
サの作動表面に垂直に、すなわち経路トランスデユーサ
の軸線方向に行われることが容易に理解される。本発明
の場合では、レールと経路トランスデユーサとの間の相
対的な運動は経路トランスデユーサの作動表面に平行に
、すなわちそれらの軸線方向に垂直に行われる。

第３図は、第３図の左位置から右側孔対１８．２０の２
つの孔の間の次の位置迄移動する間の左側センサー１４
の出力電圧４２の挙動を示す。左側孔対の孔１８．２０
間の透磁率の増加に伴う減衰の増加によって、左側セン
サーの出力電圧は最低値から最高値迄上昇し、それから
センサー１４が孔２０の区域に入る時に再び低下する。

孔の右側でフルレールが再び設けられ、減衰が増加し、
かくして経路トランスデユーサ１８の出力電圧が増加す
る。このプロセスはセンサー１４が右側孔対の孔１８に
区域に入る迄続き、ここにおいて電圧は低下して、電圧
が右側孔対の２個の孔１８．２０間の区域で再び上昇す
る迄続けられる。

右側経路トランスデユーサ２０の特性４４を第４図に示
す。この特性は左側経路トランスデユーサの特性と同じ
形状を有するが、２個の経路トランスデユーサ間の間隔
の結果、互いに時間的および距離的に偏位している。

２個のトランスデユーサの２個の出力信号は本発明によ
り互いに相手側から引かれる。すなわち右側経路トラン
スデユーサ２０の信号が左側経路トランスデユーサ１８
の信号から引かれ、その結果第５図の電圧プロット４６
になる。

差の信号４６の傾斜部分のゼロ通過点が個々の孔対の２
個の孔間の中央位置に合され、正確にゼロ位置を再生す
る。

技術的にそれ自身既に公知の簡単なゼロ通過検知器を用
いて、例えば位置３４のような中央位置を差信号から正
確に決定することができ、作業ロボットの位置をコント
ロールするために用いられる。

ゼロ通過検知器の出力信号が比較的急勾配であると有利
である。この事は、ロボットが中央位置を越えて移動す
る際に中央位置を認識すること（１７） （工８） 〈この認識は個々の紡出位置を数えるのに重要である〉
を可能にするのみならず、もし作業ロボットが必要とさ
れる合せ位置を越えたならば、再び前記合せ位置に、非
常に遅い走行速度で非常に正確に戻すことができるよう
にする。

その機能については既に説明しているセンサー１２は同
じ経路トランスデユーサによって作られているが、付加
的に双方向出力信号を作るシーミツト　トリガー（Ｓｃ
ｈｍｉｔｔ−ｔｒｉｇｇｅｒ）回路を有する。

レールの右側端に、前述のように３個の孔装置２６．２
８．３０がある。これらの孔の中、孔２６．２８は前述
の孔１８．２０と正確に同じ形状を有すると共に同じ間
隔を有する。孔３０は孔２８に直接接近して設けられて
いる。この事は、レールの右側端、第４図で４８で示さ
れるようなその作業範囲の端における作業ロボットの位
置において、右側センサーの特性が修正された形状を採
用することを意味する。

この修正されたプロットは限界値切換ステージで、すな
わち参照電圧との比較によって検知される。

レールの左側端、すなわち反転位置に、細長スロット３
２があり、この事は左側センサー１８の特性が、例えば
限界値切換ステージＦによって検知され、作業ロボット
のための反転信号として評価される第３図の一点鎖線に
したがって妨げることを導く。

試験段階において、前記経路トランスデユーサに関連し
て、孔の大きさが１２．５ｍｍであり、孔間の距離が３
０ｍｍであると理想であることが判った。２個の経路ト
ランスデユーサ１４．１６の間隔は好ましくは３６ｍｍ
迄である。経路トランスデユーサの作動表面とレール間
の名目上の間隔は２ｍｍ迄である。

この装置を用いて１ｍ［０より良い精度で位置決めする
ことが確実に可能である。個々の孔間の間隔が孔対の孔
間の間隔と異っていなければならない事は明らかであり
、それはもしそうでなければ位置決めを独自に決定する
ために他の測定を行わなければならないからである。

ピックアップの発振回路がＬＣ発振回路として形成され
る際に、センサーの各種容量の実施例が容易に想像する
ことができ、すなわち容量の変化、（１９〉 （２０） かくして発振回路のレゾナンスの変化は各種のマーキン
グ、すなわち各種の孔あるいはレールの材質によっても
たらすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による作業ロボット用案内位置決めレー
ルを示す斜視図であり、第２図は作業ロボットのセンサ
ーとの対比において、第１図のレールの複数の位置決め
孔の配置を説明する略示図であり、第３図は作業ロボッ
トがレールに沿って走行する間での左側センサーの特性
を示すグラフであり、第４図は右側センサーの特性を示
す第３図と同様のグラフであり、第５図は２個のセンサ
ーの差を示す第３図と同様のグラフである。 １０・・・レール、　　　　１２．１４．１６・・・セ
ンサー１８．２０・・・孔、２２．２４・・・細長スロ
ット、２６．２８．３０・・・孔、　　３２・・・細長
スロット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軌道に沿って移動可能で、該軌道に沿った少くとも
   １個の所定位置で位置決めされることになる例えば作業
   ロボット、キャリッジあるいはワゴンのようなユニット
   に対して用いられ、少くとも１個の誘導型すなわち容量
   型センサーを含んで成る位置決め手段において、所定の
   位置（３４）がセンサーの検知範囲内での透磁率あるい
   は誘電率の変化をもたらすマーキング（１８、２０）に
   よって特定され、前記ユニットの走行方向で互いに間隔
   をあけて２個のセンサー（１４、１６）が設けられてお
   り、該２個のセンサーはそれぞれ前記変化に対応するア
   ナログ信号を発生し、２個の信号が互いに差引かれて、
   到着されることになる所定の位置（３４）に対応する切
   換信号が前記差の信号から得られることを特徴とする位
   置決め手段。 ２、前記２個のセンサー（１４、１６）の相互間隔がマ
   ーキング（１８、２０）の形状と大きさとの関係で選択
   され、差の信号が明瞭なゼロ通路を有することを特徴と
   する請求項１記載の位置決め手段。 ３、ゼロ通路検知器を用いることを特徴とする請求項２
   記載の位置決め手段。 ４、複数個の所定位置が設けられている場合に、前記変
   化をもたらす複数のマーキング（１８、２０）が軌道（
   １０）上に設けられ、複数のセンサーが移動するユニッ
   ト上に載置されている請求項１記載の位置決め手段。 ５、１個又はそれぞれのマーキングが金属、好ましくは
   鉄製のレール上の孔の形状を有するか、合成樹脂レール
   上の金属ディスクとして形成されていることを特徴とす
   る請求項１から４迄の何れか１項に記載の位置決め手段
   。 ６、前記孔又はディスクが円形又は細長形に作られ、細
   長形の場合には好ましくはその端部に丸味が形成されて
   いることを特徴とする請求項５記載の位置決め手段。 ７、１個又はそれぞれのマーキングが、走行方向（４０
   ）で互いに間隔を有し、且つ金属、好ましくは鉄製の部
   材上に形成された２個の孔（１８、２０）か、走行方向
   で互い間隔をあけて配置された２個の金属製ディスクの
   構造を有する請求項１から４上の何れか１項に記載の位
   置決め手段。 ８、前記孔（１８、２０）が、好ましくは前記走行する
   装置を案内するために用いられる金属レール（１０）に
   形成されることを特徴とする請求項７記載の位置決め手
   段。 ９、前記孔又はディスクの形状が円形であることを特徴
   とする請求項７又は８記載の位置決め手段。 １０、前記円形の孔（１８、２０）又はディスクの相互
   間隔が２個のセンサー（１４、１６）の軸線間の軸線間
   隔と異って作られていることを特徴とする請求項８記載
   の位置決め手段。 １１、前記センサーが商業的に入手可能な経路トランス
   デューサであることを特徴とする請求項１から１０迄の
   何れか１項に記載の位置決め手段。 １２、異ったマーキング（３２；２６、２８、３０）が
   レール（１０）左側端と右側端に設けられ、これら異っ
   たマーキング（３２；２６、２８、３０）の存在が左側
   および右側のセンサー（１４、１６）のそれぞれの信号
   から決定されることを特徴とする請求項１から１１迄の
   何れか１項に記載の位置決め手段。