專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機器或一種裝置的自動化過程，這種機器或裝置有幾個材料加工站以及至少一臺在裝置與工作站之間產(chǎn)生相對運動的操作裝置和控制手段。通常操作裝置是可動的，而工作站則裝在事先確定的安裝地點。但是也有作完全相反安排的(例如，工作站裝在輸運設(shè)備上，在靜止的操作裝置前運動)，它同樣也屬于本發(fā)明的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明非常適用于工作站緊緊相鄰的安排，例如，至少安排在一排上。作為示例，下面給出的實施例，僅與紡織機械，例如精紡機，絡(luò)紗機，捻線機，假捻機，成形機以及類似機械的自動控制有關(guān)(以及由這樣一些機械構(gòu)成的設(shè)備)。但是，本發(fā)明絕非僅限于這些應(yīng)用范圍。
直至五十年代末和六十年代初，大型計算機在工業(yè)中才用于數(shù)據(jù)處理和過程控制(見US-PS3045210和3582621);同時致力于對紡織機械或紡織設(shè)備的可移動操作裝置由控制中心進行控制(見US-PS3070320，3067962和3300959)，而沒有使用在當時來說價格昂貴的計算機技術(shù)。
到六十年代末或七十年代初在工具制造機械和紡織機械中提出了許多應(yīng)用EDV-(電子數(shù)字處理)和過程控制工藝的建議(見US-PS3638191，3430426，3648026，3648027和3798624)。這些建議包括操作車的控制(見US-PS3824558，3680297，3680298和3680299，其中最后的那些建議與后來公開的專利US-PS4425754多少有些關(guān)系)。這些建議實現(xiàn)了紡紗廠的集中控制，-US-PS3922642。
盡管集中控制有著這些可能性，但是實際上可移動的操作裝置是這樣設(shè)計的，即各個工作站只對比較簡單的信號發(fā)送器(信號燈)作出反應(yīng)，見GB-PS1103267和US-PS3810352)。有人建議，在對單個機械的運轉(zhuǎn)必須進行傳統(tǒng)控制的同時，計算機應(yīng)當對整個設(shè)備的操作裝置的工作進行控制，(DOS2460375)。大約在同一時期，又有人建議，由各個紡紗器到可移動自動裝置的信息采用無接觸傳輸。
從七十年代初開始，在專利文獻中出現(xiàn)了可移動裝置本身具有數(shù)據(jù)處理裝置的建議(見US-PS3789595，3908347和4005392以及JP50-20042)，到七十年代末提出了在每個工作站上的采集數(shù)據(jù);之后再傳輸?shù)讲僮餮b置上的建議(見US-PS4136511和4137699)。從八十年代初開始，采用微處理機在機器內(nèi)部進行數(shù)據(jù)流管理(見US-PS4294065和DE-PS3005746)。
以后又相繼提出了各種各樣的建議，都是利用經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)對各種不同的流程進行最優(yōu)化處理，其中EP-PS47723和90911就是兩個新方案。
為了實現(xiàn)這些建議，在系統(tǒng)的各單元之間的通信連接具有決定性的意義。然而，這些觀點在專利文獻中沒有引起足夠的重視。信息的無接觸傳輸在專利文獻中曾多次提及(見US-PS4137699-從紡紗器到可移動自動裝置的傳輸以及DE-OS3135333-從控制中心到自動裝置的傳輸)，但是這種傳輸一般是用導線實現(xiàn)的(見DE-OS3303733，3332899和3510521以及US-PS4340187和US-PS4475331，因為導線傳輸較無接觸傳輸更具優(yōu)點。
第二個觀點更未引起足夠重視，該觀點主張將所有信息傳輸單元集中在一個總系統(tǒng)中。雖然，這樣的集中是可能的，卻使系統(tǒng)的最優(yōu)化受到實際的限制。
本發(fā)明的任務(wù)是利用現(xiàn)已提供的可能性，使工作站和操作裝置組合在同一個管理信息系統(tǒng)中。
為此目的，本發(fā)明要求機器或裝置具有幾個材料加工站，其中每個站都具有自主的、至少是局部的功能控制(例如微處理機)。這些設(shè)置就是目前的技術(shù)狀況。
至少應(yīng)當有一臺操作裝置，用來在每個工作站實現(xiàn)預定的控制操作并實現(xiàn)在操作裝置和工作站之間可控制相對運動的方法。
所有自身控制均可通過適當?shù)男畔鬏敺椒ㄏ噙B接(數(shù)據(jù)傳輸)。這也是現(xiàn)今的技術(shù)狀況，這種連接通常是經(jīng)過控制中心(中心計算機-以后簡稱“中心”)來實現(xiàn)的。這種中心可直屬于一臺機器或者幾臺機器共用。
如果操作裝置和工作站是按照一預定的關(guān)系相鄰設(shè)置的話，那么本發(fā)明規(guī)定了在操作裝置和每一個所述具有自主功能的工作站控制過程之間的信息(數(shù)據(jù))直接(最好是無接觸的)交換的控制方法。
如果操作裝置處于相應(yīng)的傳輸范圍內(nèi)，那么對于每一個所述控制過程均可確定一個數(shù)據(jù)傳輸范圍，這樣在操作裝置和一個確定的控制過程之間就可以進行信息的交換。
操作裝置和工作站之間的信息交換主要通過無接觸的光學方法，例如用光柵來進行，因為操作裝置設(shè)有發(fā)送/接收單元，每個工作站也都設(shè)有自己的發(fā)送/接收單元。
如果操作裝置處于一個工作站的數(shù)據(jù)傳輸范圍內(nèi)，那么可以這樣安排，每次在這個工作站發(fā)出信息，并向工作站檢索其現(xiàn)狀。如果操作裝置通過工作站而不停止下來，仍可馬上進行信息交換。
工作站控制本身可以這樣安排，使它將與操作裝置有關(guān)的數(shù)據(jù)提供給包括所有其他控制過程的總系統(tǒng)。
圖1說明了本發(fā)明的新原理，該原理在氣流紡紗機方面如今已有商業(yè)應(yīng)用。這種機器包括一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在歐洲專利說明NO.156153中已經(jīng)作了說明。在此僅將該系統(tǒng)的主要方面做一綜述。
裝置100由兩個端部102，104以及在裝置的縱向上的第一列紡紗器106L和在其另一縱向上的第二列紡紗器106R組成。端部包括用于紡紗器整體的傳動馬達，傳動裝置，通風機，控制元件和顯示元件等。在端部102中有一控制中心CZ，它間接地(如后面所述)與每個紡紗器連接并且根據(jù)事先給定的程序進行控制。
為了在中心CZ和紡紗器之間進行信號傳輸，紡紗器構(gòu)成一個所謂“區(qū)段”，每個區(qū)段有一個“分站”(所謂區(qū)段印刷電路板)。在圖1中緊接著端部102有區(qū)段印刷電路板SP1，遠離端部102有區(qū)段印刷電路板SPn，其中(n-2)個未畫出的區(qū)段處于它們之間。每個區(qū)段印刷電路板SP管理著一定數(shù)量的紡紗器，其中一半是在106L這一行，而另一半是在106R這一行中。通常一個區(qū)段包括有20個紡紗器，并且區(qū)段的數(shù)量(n)在10到12這一范圍。在圖1中每個區(qū)段只有8個紡紗器。
區(qū)段印刷電路板SP1至SPn通過數(shù)據(jù)通道DK與控制中心的信號輸出端SA和信號輸入端SE相連接。在中心CZ和區(qū)段印刷電路板SP之間的數(shù)據(jù)(狀態(tài)信息，指令等)是依據(jù)中心確定的掃描脈沖來進行交換的。
每個紡紗器(在這里106L和第一區(qū)段中的紡紗器108只是用作示例)都有一個自身的控制部分(叫做“箱型”印刷電路板)BP。這個箱型印刷電路板與紡紗器的所有重要功能元件(未標出)相連接以進行信號交換，并且經(jīng)常不斷地給出各元件的狀態(tài)信息以及干預這個紡紗器的運轉(zhuǎn)過程。箱型印刷電路板BP也包括存儲部件，這樣就可以提供功能元件的瞬態(tài)數(shù)據(jù)。箱型印刷電路板目前通常都是用一臺微處理機來實現(xiàn)的。
為了進行信號交換，每一個區(qū)段印刷電路板SP與其紡紗器的箱型印刷電路板BP進行連接。區(qū)段印刷電路板作為箱型印刷電路板和中心計算機CZ的傳送器，依據(jù)給定的同步脈沖從其相應(yīng)的箱型印刷電路板中取得數(shù)據(jù)并且送到中心計算機中去，或者由中心計算機接收數(shù)據(jù)，并且送到所屬的箱型印刷電路板處。區(qū)段印刷電路板也可以自身對其每個箱型印刷電路板發(fā)出指令，例如可以在區(qū)段印刷電路板中置入某種求值功能，這樣根據(jù)區(qū)段印刷電路板的求值程序發(fā)給箱型印刷電路板一個指令，給中心計算機一個相應(yīng)的狀態(tài)信息。箱型印刷電路板也可獨立工作(每個根據(jù)自身的程序)，將分級設(shè)置的指令發(fā)送給它們。
一臺現(xiàn)代化的機器需要裝備一臺可移動的操作裝置(自動裝置)110。自動裝置依據(jù)適宜的方式(未標出)，至少可以沿著機器的縱向運動。如果機器只有一臺自動裝置110，那么操作裝置至少要圍繞一個端部并可沿著另一側(cè)運動。這種自動裝置是目前紡織機械工業(yè)的技術(shù)狀況，在此不再詳細論述。在歐洲專利申請NO126352，126373，127017和190421中做過論述。與本發(fā)明有關(guān)的主要論點是，每個自動裝置110其本身有獨立的功能控制P(一種專門的微處理機)，根據(jù)事先確定的程序?qū)ψ詣友b置的運轉(zhuǎn)過程進行控制。
大體上，所述的機器與通用的機器沒有什么區(qū)別。
與通用的機器的區(qū)別是在圖1中給出的機器具有附加的數(shù)據(jù)傳輸功能。為此目的每一臺紡紗器都具有一個自身的發(fā)送/接收單元SEB(只有紡紗器108標出)，并且自動裝置110具有一個相應(yīng)的發(fā)送/接收單元SEA。為了進行雙向信號傳輸，單元SEB直接與其箱型印刷電路板BP連接，而單元SEA相應(yīng)地與自動裝置控制部分P連接。
每個發(fā)送/接收單元SEB均適于與單元SEA進行雙向無接觸信號交換。每個發(fā)送/接收單元(SEB和SEA)的構(gòu)成使得其確定一個相應(yīng)的“工作范圍”(信號錐)，各種信號錐在其縱向沿垂直于機器的縱向延伸。SEA單元的信號錐在圖1中用虛線表示的SKA來標記，而相鄰紡紗器112的信號錐用虛線表示的SKB來標記。在自動裝置110和一確定的紡紗器之間的信息交換(數(shù)據(jù)或信號交換)，只有當自動裝置的信號錐SKA和相應(yīng)的紡紗器的信號錐SKB之間可以實現(xiàn)重疊時才能進行。發(fā)送/接收單元SEB裝在紡紗器中，而發(fā)送/接收單元SEA則裝在自動裝置中，這樣信號錐SKA與紡紗器的信號錐就可以在自動裝置110經(jīng)這個紡紗器旁邊路過的而產(chǎn)生重疊。
實際系統(tǒng)進一步的細節(jié)將在下面予以說明，首先對根據(jù)圖1所示的原理的作用做一闡述1)該系統(tǒng)可以這樣安排，如果自動裝置110是這樣要求的話，那么紡紗器只是通過其發(fā)送和接收單元SEB發(fā)送信號。(被動的紡紗器一主動的自動裝置)2)自動控制裝置P的數(shù)據(jù)在傳送到某一紡紗器以后通過箱型印刷電路板和所屬的區(qū)段印刷電路板而繼續(xù)輸送到中心計算機CZ中。
3)(相反)來自中心計算機CZ的指令可經(jīng)過任一紡紗器而傳送到自動控制裝置P中。
4)該系統(tǒng)是這樣安排的，從每個紡紗器旁經(jīng)過的自動裝置110可以在這個紡紗器旁發(fā)出信號(如果在這個紡紗器處不需要進行操作的話也是一樣)，并且箱型印刷電路板可以繼續(xù)通過區(qū)段印刷電路板將這些狀態(tài)信息送到中央計算機，后者有能力至少對自動裝置110的運動狀態(tài)進行檢查并且在這種情況下進行最優(yōu)化處理。
5)箱型印刷電路板也可以這樣考慮，它執(zhí)行由自動裝置110發(fā)出的預定指令而不要求區(qū)段印刷電路板以及中央計算機的確認。
從這些作用的簡短說明中已清楚地看出，只要相對簡單地更改機器的結(jié)構(gòu)，在整個信息系統(tǒng)中自動裝置110就可以相當集中(發(fā)送/接受單元SEA和SEB的安裝以及這些單元與其有關(guān)的控制裝置P和BP的連接)。
根據(jù)圖2，可以考慮對現(xiàn)有工藝實施例提出一定的要求。該圖給出了三個與自動裝置110的前面部分在一起的(即沿著運動方向運動的部分)、彼此相鄰的紡紗器114，116，118，自動裝置110沿著箭頭所示的方向在紡紗器前運動。
正如在圖1所給關(guān)系中已經(jīng)說明過的，每個紡紗器都有一個具有相應(yīng)的信號錐SKB的發(fā)送/接收單元SEB。這個單元是被動的，也就是說它不主動發(fā)送，而只是在自動裝置的發(fā)送接收單元SEA有詢問信號時才發(fā)送。
每個信號發(fā)送器SKB在橫向也就是垂直于機器的縱向和自動裝置110的運動方向上有一個最大有效距離。這個最大有效距離與接收器的靈敏度、發(fā)送器的發(fā)射強度和射束的角度α有關(guān)。對于紡紗器114的發(fā)生器SKB用d來表示。如果單元SEA與單元SEB直接相對，而單元SEA穿過信號發(fā)生器SKB的軸線的話，那么距離d必須大于單元SEA和SEB之間的最大距離a。距離a是通過自動裝置110的導軌而保持在給定的公差范圍內(nèi)的，并且距離d當然對于所有的單元SEB應(yīng)當盡可能相等。如果“信號錐”一詞在后面的說明中還要用的話，則實際的信號錐之軸向長度為d。由紡紗器發(fā)送器發(fā)送的信號經(jīng)過相應(yīng)的信號錐發(fā)送出來，但是在這個信號錐以外是沒有意義的，因為它太弱而不能被自動裝置的接收器識別。
每個信號錐SKB都應(yīng)當盡可能有相同的角度α并且鄰接的信號錐在自動裝置110的運動方向上彼此離開一個最小距離l。這樣自動控制裝置P就可以把彼此相鄰的紡紗器分隔清楚，條件是自動裝置發(fā)送器/接收器單元SEA的信號錐SKA的角度β不得與鄰接的信號錐SKB重疊。
只要有關(guān)的紡紗器的信號錐SKA和SKB之間出現(xiàn)重疊并能繼續(xù)下去，即并只要這種重疊存在著，自動裝置110和紡紗器之間就可以進行信息交換。在自動裝置和紡紗器之間產(chǎn)生一次“接觸”的情況下，其最大的傳輸時間與自動裝置110的運動速度和信號錐SKB的最大尺寸有關(guān)。后者是通過所謂紡紗器的隔距，也就是說兩個相鄰發(fā)送/接收單元SEB之間的距離的上限而受到限制。紡紗器隔距是由一般的機器結(jié)構(gòu)來確定，通常不考慮信息系統(tǒng)的影響。自動裝置的運動速度應(yīng)當選得盡可能的高，以達到高效率。對信息傳輸方式提出很高的要求，并且建議在第一次接觸時(到達期間)限制傳輸?shù)男畔⒘俊?br>
在任何情況下，在第一次接觸時，在自動裝置和紡紗器之間至少應(yīng)當進行下述信號的交換
1)自動裝置發(fā)出的詢問信號2)以狀態(tài)信號形式給出的、由紡紗器發(fā)出的響應(yīng)信號。
3)自動裝置作出的回答。
這樣全部主要的基本信息都可以進行交換，但是這種方案不能最佳地利用系統(tǒng)的可能性。在第一次接觸時(自動裝置還在全速運動期間)把信息(例如中央計算機CZ發(fā)出的指令)繼續(xù)送到自動控制裝置P中是有好處的。這樣在第一次接觸時就有5個信號進行交換，即上面提到的三個信號與下述附加信號4)由紡紗器發(fā)出的送到自動裝置的信息。
5)紡紗器自動裝置的通信結(jié)束信號。
這基本上可以確定二種不同的方式，即一種方式是對于自動裝置應(yīng)當繼續(xù)運動的情況，而另一種操作是紡紗器需要操作的情況。相應(yīng)的信號流程可用下述圖表說明操作1(繼續(xù)運動)操作2(停止)信號自動裝置紡紗器自動裝置紡紗器1詢問→詢問→2←狀態(tài)←狀態(tài)“SOS”3應(yīng)答信號→應(yīng)答→4←信息←應(yīng)答信號5通信結(jié)束→通信結(jié)束→其中箭頭表示信號傳輸方向。
在第一個操作中的狀態(tài)信號Nr.2可以取二個完全不同的形式。如果紡紗器正常進行紡紗，那么給出一個信號“OK”(正常)。如果紡紗器被阻斷，通過一個由自動裝置進行的操作得不到結(jié)果，就給出一個“故障”信號。這種阻斷可以由中央計算機或者由區(qū)段依據(jù)質(zhì)量測定來實現(xiàn)。
用“SOS”標示的第2個狀態(tài)信號在第二個操作中表示紡紗器需要自動裝置的操作指令。這個信號可以視所要求的操作指令而取不同的形式。相應(yīng)的“應(yīng)答”可以是指令，它直接調(diào)整紡紗器控制狀態(tài)，并且相應(yīng)于輸出的操作指令使紡紗器處于準備狀態(tài)。然后，自動裝置自動剎車，在有關(guān)的紡紗器對面定位并且發(fā)出操作指令。
在操作指令的同時，在紡紗器和自動裝置之間進行隨后的信號交換，這樣，紡紗器在操作指令期間就執(zhí)行自動裝置“輔助工作”的直接指令，和/或從自動裝置發(fā)送信息給中央計算機。這樣，自動裝置就可以向中央計算機報告其“事先發(fā)現(xiàn)”的紡紗器狀態(tài)和/或由其實施的操作。發(fā)送/接收單元SEA在自動裝置處于靜止狀態(tài)時不進行信息傳輸，因為第一次接觸期間，在Nr5信號傳輸以后信號錐SKA再不與有關(guān)紡紗器的信號錐SKB重疊了。自動裝置110必須至少有一附加的發(fā)送/接收單元(在圖1和2中未給出)。如果自動裝置為實施操作指令在這個紡紗器處已定位，則第二個單元就應(yīng)當直接對著紡紗器的SEB單元。
正如后面詳述的，如果自動裝置得到中央計算機的指令，實現(xiàn)一個較高優(yōu)先級的操作，那么事先要考慮到自動裝置在某些情況下可以否決紡紗器的輔助調(diào)用。這樣，在第二個操作中的應(yīng)答信號(Nr，3)可以導致在紡紗器中沒有操作，仍然由紡紗器應(yīng)答。
自動裝置與紡紗器之間的接觸，在任一種情況下(操作1或2)被存貯在有關(guān)的紡紗器的箱型印刷電路板BP(圖1)的存儲器中，并且在被中央計算機確定詢問周期的過程中經(jīng)過區(qū)段印刷電路板SP而給中央計算機CZ發(fā)出信號。中央計算機這樣得到有關(guān)自動裝置運動和所有操作活動的信息。
在圖1和圖2所述實例的說明中，給出了自動裝置和紡紗器間無接觸信息傳輸?shù)闹匾?。這樣，可以避免通過下垂電纜或滑動接觸用行駛道軌傳輸中的機械問題。正確的紡紗器的動作問題也比較容易地得到解決。在其正常巡檢期間(全速行駛)，根據(jù)事先確定的脈沖，自動裝置發(fā)送詢問信號，使這樣的信號在一個紡紗器的信號錐SKA和SKB之間產(chǎn)生重疊之后被發(fā)送出來。于是這個紡紗器通過其接收的詢問信號而自動起動并且進行信息傳輸。
本發(fā)明并不排除在自動裝置和紡紗器之間通過導線直接進行連接。通過專利US-PS4475331可以了解到采用這種連接的方法，據(jù)此，每一個紡紗器列都可以通過開關(guān)的機械動作在自動裝置行駛期間接到總線上。這種系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明也適應(yīng)于應(yīng)用，因為用總線把數(shù)據(jù)傳輸?shù)窖b在紡紗器中的存儲器中是合適的。此外，建議設(shè)法使帶有總線的紡紗器存儲器不是通過機械的而是通過開關(guān)的無接觸動作起作用。
自動裝置與紡紗器間信息的無接觸傳輸被優(yōu)先考慮，并且通過光學發(fā)送/接收單元來實現(xiàn)。這種裝置的波特率可以達到9′600波特。這樣的波特率對于前述信號操作是足夠了。在前述的操作過程中自動裝置的行駛速度約為30米/分，距離a(圖2)可以到200毫米，并且紡紗器的隔距為215毫米。從25毫米到30毫米的傳輸期間，當自動裝置達到最大行程時可以使傳輸持續(xù)時間在10到40毫秒之間。
為了指明本發(fā)明所提供某些方面的可能性，下面簡要說明自動裝置和紡紗器間信息交換的各種信號類型。這些信號最好是通過脈沖的串行傳輸(字節(jié))來構(gòu)成，這樣預先考慮的自動裝置和紡紗器之間的無接觸連接就可以作為一種所謂的串行接口來進行工作。
某些信號僅在自動裝置和紡紗器之間交換，也就是說，這些信號從紡紗器不向其他機器單元繼續(xù)傳遞。除了應(yīng)答信號以外，該信號組主要包括從自動裝置直接到紡紗器的指令。在這里，這些可能性與整體機械結(jié)構(gòu)有關(guān)，特別是與可通過箱型印刷電路板控制的機械功能有關(guān)。例如，這些功能是紡紗元件處纖維材料的進料、紡紗元件的凈化、紗線張力調(diào)節(jié)器的運動，線軸環(huán)的運動等。
第二個信號組包括描述紡紗器狀態(tài)的一些信號。這些信號是通過相應(yīng)的箱型印刷電路板產(chǎn)生的，在那兒他們也可以經(jīng)有關(guān)的區(qū)段印刷電路板給中央計算機發(fā)出信號。這些信號作為最重要的信號說明斷線，這種斷線可“意外地”發(fā)生或得到控制，例如，通過紗線質(zhì)量監(jiān)視來實現(xiàn)這種控制。
還有一個信號組包括來自中央計算機的這樣一些信號。這一信號組包括落紗信號(線圈長度通過中央長度測量進行監(jiān)視)和預防性的檢修信號，這樣，紡紗器的不間斷運行由中央計算機進行監(jiān)視，根據(jù)事先確定的周期，中央計算機發(fā)出一預定的操作指令(例如清除)，在最后一種情況下該系統(tǒng)可由中央計算機確定某一間隔(運行時間)，在這個時間內(nèi)預防性的檢修指令必須產(chǎn)生。在這間隔開始的時候由中央計算機把這個檢修指令發(fā)給有關(guān)的箱型印刷電路板，并且接著在下一時機繼續(xù)傳送到自動裝置處。只要沒有意外斷線，在這一間隔期間紡紗器就繼續(xù)正常運轉(zhuǎn)。
預防性的檢修只能得到一個相對小的優(yōu)先權(quán)，萬一得到了實施更高一級的優(yōu)先操作的指令，自動裝置就可以否決這個自動裝置的輔助調(diào)用。如果預防性檢修直到所確定的間隔運行前還未進行，那么中央計算機可以給箱型印刷電路板發(fā)出一個指令，有斷線產(chǎn)生，這樣，這個紡紗器的操作就得到一個更高的優(yōu)先權(quán)。
因為質(zhì)量監(jiān)護可確定有關(guān)的紡紗器產(chǎn)生的低質(zhì)量紗線，接下去的這類信號就是評估所謂的“質(zhì)量狀態(tài)”，該質(zhì)量狀態(tài)表示由中央計算機(或區(qū)段印刷電路板)產(chǎn)生的斷線情況。這樣，可以命令自動裝置在紡紗器重新運轉(zhuǎn)前把預先確定長度的紗線由線軸上繞下來并且去掉。這種方法在專利文獻US-PS4137699中已做了說明。
評價由中央計算機送到自動裝置的指令是這類信號中的重要信號。例如，可以命令自動裝置，在某一紡紗器或任一紡紗器前停住，或者在自動裝置和中央計算機之間進行信息交換(通過有關(guān)的箱型印刷電路板和區(qū)段印刷電路板)，或者不進行交換，因為中央計算機已決定在此刻不要求自動裝置操作。如果要執(zhí)行進一步的操作，那么，自動裝置又從中央計算機處以正確的方向投入運轉(zhuǎn)。
最后一個信號組包括自動裝置發(fā)出的、繼續(xù)送到中央計算機中去的這樣一些信號。這一信號組包括，例如有關(guān)紡紗器的狀態(tài)信息，譬如“未發(fā)現(xiàn)給紗料”、“未發(fā)現(xiàn)紗線”或者根據(jù)程序由自動裝置發(fā)出的有關(guān)狀態(tài)變化，例如，處于操作狀態(tài)的紡紗器被自動裝置作為有故障。
為了更清楚的表明新系統(tǒng)產(chǎn)生的良好效果，對某些信號作為示例分述如下復位信號如果自動裝置把一新紗管裝入指定的紡紗器中，它可以把“復位信號”經(jīng)過這個紡紗器送到中央計算機中，這樣，對于這個紡紗器來說線圈長度測量就被置零。
操作結(jié)果中央計算機可以分別給出紡紗器或自動裝置或兩者的就預定操作指令的操作結(jié)果或操作失誤情況，例如，“第X次的接長”、“由于接長器故障而截斷”等。這樣，中央計算機不僅可以監(jiān)視紡紗器，而且還可監(jiān)視自動裝置的效率。萬一在不同的紡紗器上有規(guī)律地出現(xiàn)同樣的失誤情況，那么可以得知自動裝置出現(xiàn)了故障。
質(zhì)量檢查在某一紡紗器上的紡紗過程可以通過質(zhì)量監(jiān)視而中斷，相應(yīng)的紡紗器得到命令而將紗線故障類型通知給自動裝置(通過相應(yīng)的信號形式)。自動裝置可對此作出響應(yīng)，這樣可以把與錯誤類型有關(guān)的紗線長度從這個線軸上退繞下來并且去掉。這個線圈的長度測量可以適當?shù)氐玫叫Ｕ?br>
預防性檢修正如已經(jīng)談過的，紡紗器通?？梢岳^續(xù)運轉(zhuǎn)，直到自動裝置通知紡紗器它準備進行檢修為止。然后，紡紗器就可以自動處理斷線，并且所謂的“纖維絨頭準備”(見US-PSNO，4022011)也因粗紗已經(jīng)準備好供馬上接長而消除。
紡紗器鑒定中央計算機給箱型印刷電路板發(fā)出指令，用鑒定信號(ID信號或探向信號)代替正常的狀態(tài)信號作為對自動裝置發(fā)出的詢問信號的回答。這樣，自動裝置可以從中央計算機向這個紡紗器發(fā)送，這時這個紡紗器只給自動裝置顯示有關(guān)的方向，發(fā)出指令、查詢探向信號。探向信號對于每個紡紗器是不一樣的，例如，每個紡紗器都有自己的可以作為探向信號進行發(fā)送的鑒定號碼。
最后提到的信號類型清楚地表明了該新系統(tǒng)的另一優(yōu)點。自動裝置在事先確定的地點在其行駛軌道上可以轉(zhuǎn)向，而不必有自己的軌道圖。該地點可以由自動裝置作為“正確位置”而加以識別來決定。同樣，自動裝置可以把在某一紡紗器處尋找到的狀態(tài)告訴中央計算機，而不需要自己對紡紗器進行鑒別。因為有關(guān)紡紗器的信息得到了傳輸，中央計算機就不用再識別紡紗器了。
當然，有一例外，那就是存在一種帶有缺陷的紡紗器，信息不能通過這種紡紗器傳輸。自動裝置可以這樣進行程序設(shè)計，即在一鄰近地點定位并且將有關(guān)故障地點的信息輸送到中央計算機中。
在信息傳輸系統(tǒng)中把探向信號綜合起來是有好處的，但它不是本發(fā)明的主要部分。例如，它可以用另外一種(定向)系統(tǒng)來考慮，它用來“標記”既定的紡紗器，例如，用能為自動裝置所識別的發(fā)光常規(guī)信號燈。對信息傳輸進行綜合是很有效的。
自動裝置由中央計算機開始，通過相應(yīng)的指令來“檢驗濕度”，這樣在第一種狀態(tài)中自動裝置巡檢，而在第二種狀態(tài)中尋找由中央計算機確定的紡紗器。在檢索方式中詢問紡紗器的鑒別時，自動裝置可以發(fā)送相應(yīng)的詢問信號，并在巡檢時詢問紡紗器的運行狀態(tài)。
自動裝置也可以這樣來實施，它可以完成一定的監(jiān)視控制功能而與傳輸給它的信息無關(guān)。為此它可以裝有相應(yīng)的傳感器，直接對已選定的紡紗器元件的運行狀態(tài)作出反應(yīng)(例如，線軸直徑和線軸架狀態(tài)，見EU-PSNO.126373)，并且在駛過紡紗器時與紡紗器對此是否有要求無關(guān)。萬一這種監(jiān)視識別出一個“差錯”(不允許的運行狀況組合)，那么自動裝置就在有關(guān)的紡紗器前定位(如果紡紗器要求它繼續(xù)行駛，也是如此)，并且將所尋找到的狀態(tài)通過紡紗器本身送到中央計算機中。自動裝置本身至少可以作為裝入機器中的可移動監(jiān)視器而起作用。
雖然在很大程度上操作可以自動進行，然而迄今某些操作還是要由操作人員來完成，例如，引入新的粗紗頭的換條筒操作?？梢砸?guī)定，操作人員進行操作時必須知道紡紗器的信號狀況或者能自動改變它。紡紗器新的信號狀況應(yīng)當在下一次駛過時顯示給自動裝置，以便紡紗器準備再投入運行。狀態(tài)變化也可以輸送給中央計算機，這樣，如果必要的話，自動裝置直接被送達這個紡紗器處。
根據(jù)圖3和圖4，對最佳實施例做一簡短說明。在圖3中另外還有三個的紡紗器120，122，124(每個都有發(fā)送/接收單元SEB)。自動裝置110對著中間的紡紗器122定位，以實施操作。該自動裝置裝有三個發(fā)送/接收單元，其中中間單元SEAC與被操作的紡紗器122的單元SEB直接相對。只要自動裝置110保持靜止，SEAC和SEB122之間就可連續(xù)進行信息交換。
兩個單元SEAR和SEAL用于詢問以及構(gòu)成第一次接觸，其中在自動裝置110向右(根據(jù)圖3)行駛期間，單元SEAR運行，而在自動裝置向左行駛期間，單元SEAL運行。兩個“外側(cè)單元”SEAL和SEAR間的距離(未標出)約為兩倍之紡紗器隔距。在整個用實線標出的方案中，如果自動裝置110在中間紡線器122前定位，那么單元SEAR與紡紗器124的單元SEB直接對立，單元SEAL與紡紗器120的單元SEB直接對立。這樣，當自動裝置在紡紗器122處運轉(zhuǎn)結(jié)束后、重新行駛之前兩個紡紗器120、124中的每一個都被詢問到。外側(cè)單元SEAL，SEAR可以很容易地向內(nèi)移位(用虛線標示)，這樣，在自動裝置重新得到詢問信號的回答之前，自動裝置110必須以既定的方向運動。
圖4給出了自動裝置110的一個發(fā)送/接收單元SEA(任一個)以及與其一起設(shè)置的開關(guān)元件的其他細節(jié)。該單元包括一個外殼130(用透視圖標出)，它裝在自動裝置110中，平面132對著紡紗器。在這個平面132中有一光束發(fā)送器(發(fā)光二極管)LED和一個光敏元件FD(光電二極管)，這樣它們對著單元SEB的相應(yīng)元件。單元SEA包括對著元件FD安裝的求值電子部件AE和對著元件LED的驅(qū)動電子部件TE。求值電子元件AE的輸出端與第一移位寄存器SR1連接，這樣，串行發(fā)送的字節(jié)可以送到這個寄存器中。如果寄存器存滿了，那么其中存貯的字節(jié)并行地送到接收寄存器ER中，而后移位寄存器SR1開始準備接收其他信息。在寄存器ER中存儲的字節(jié)可以根據(jù)其本身的工作同步脈沖，被控制單元P(圖1)經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB取出并且被求值。
由控制單元P列成公式的回答再經(jīng)數(shù)據(jù)總線DB送到發(fā)送寄存器SR中，并且再從寄存器SR送到第二個移位寄存器SR2中。從第二個移位寄存器SR2可以把數(shù)據(jù)字節(jié)串行地送到驅(qū)動電子部件TE中，用來控制發(fā)送元件LED。
發(fā)送/接收單元SEB可以被相應(yīng)地實施，并且與一個類似的開關(guān)組件一起工作。因為自動裝置110只有三個單元SEA，而機器本身卻有200多個單元SEB，所以應(yīng)當把單元SEB設(shè)計得相對簡單一些，而單元SEA應(yīng)當相對昂貴一些。單元SEA的發(fā)送和接收元件均可具有透鏡組，而在紡紗器中的相應(yīng)元件是不用透鏡工作的。信號錐SKA比起信號錐SKB來相應(yīng)的要窄得多，并且在距離a上(圖2)基本上相當于一圓柱體。
本發(fā)明并不排除中央計算機與自動裝置之間的直接連接。如果在自動裝置與紡紗器間經(jīng)過導線傳輸信息的話，那么就沒有其他可能使中央計算機與同一導線耦合。如果在自動裝置和紡紗器間無接觸地傳輸信息，那么，可經(jīng)過導線(例如，下垂電纜或操作滑板)實現(xiàn)連接，這對于在中央計算機和自動裝置間傳輸信息當然提供了額外的可靠性。
作為示例所述的實例包括一臺中心計算機CZ。這并非是本發(fā)明的主要部分。信息和“系統(tǒng)的智能”可以分成幾個中心(節(jié)點位置)。重要的是，在構(gòu)成總的信息系統(tǒng)中，每個紡紗器均被集中到一個整體中，這樣，自動裝置與一臺紡紗器間已交換的信息可由紡紗器饋給總系統(tǒng)。
為了把紡紗器分隔清楚，在相鄰的紡紗器之間存在一“空白地段”，這樣自動裝置的信息傳輸只能不連續(xù)地通過紡紗器。紡紗器本身裝得很緊湊，因而這個空白地段很窄。如果自動裝置必須在有紡紗器的范圍以外行駛的話，例如繞過機器頭部從一個縱側(cè)到另一縱側(cè)，那么空白地段就要長一些。那么自動裝置和中心之間的直接連接，在這里可采取補救措施。也可以在較長的地段上分布一些數(shù)據(jù)傳輸點(沒有紡紗器的地方)。在任何情況下，自動裝置從空白地段末端的最后一個紡紗器出發(fā)以及自動裝置到達空白地段另一端的第一個紡紗器，都可以由中央計算機監(jiān)控。
在運行范圍以外(即有紡紗器的區(qū)域)可給自動裝置確定停車地點，這個停車點在總系統(tǒng)中同樣可設(shè)有用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)送/接收單元。
本發(fā)明并不限于在一單獨的機器中設(shè)置總系統(tǒng)。幾臺機器的工作地點可以通過適當?shù)臄?shù)據(jù)傳輸方法，例如采用置于其上的中央計算機進行連接。這樣，一個或幾個自動裝置可以從這個計算機開始得到控制，以控制集中在系統(tǒng)中的所有工作地點。
如果總系統(tǒng)是裝在一單個的機器中，那么，就可控制幾個自動裝置，不僅可以控制一種單一類型的自動裝置，而且可以控制不同類型的自動裝置。不同的操作(例如紗線混配、線軸更換，紡紗器清洗等)可由不同的自動裝置實現(xiàn)。在可能的情況下，所有的自動裝置應(yīng)當通過一個單一的程序段從裝在紡紗器中的發(fā)送/接收單元得到其信息，但是在原則上對于每個自動裝置類型來說均有一個此類單元合適的程序段。
本發(fā)明并非限于利用光學方法作可發(fā)送/接收單元來進行無接觸數(shù)據(jù)傳輸。例如，也可使用磁元件或超聲元件。在一般情況下，為了實現(xiàn)盡可能沒有擾動的傳輸，距離(圖2中的距離a)應(yīng)當盡可能地短。
最后，本發(fā)明也并不限于紡織機械領(lǐng)域中之應(yīng)用。不同的工作點可用于其他材料的處理。本發(fā)明對于以成組形式緊鄰的工作點是特別有用的。
權(quán)利要求
1.一種機器或裝置，其特征在于以下的結(jié)合多個材料加工站，其中每個站都配置有至少部分自動功能的控制裝置；在自動功能控制裝置之間的信息傳輸?shù)姆椒?；在各個工作站為進行事先確定的操作至少有一臺操作裝置；在操作裝置和工作站之間產(chǎn)生可控制相對運動的方法；如果裝置和工作站彼此處于一個事先確定的關(guān)系中，在裝置和每個所述工作站-控制裝置之間的信息交換的方法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種機器或一種裝置，其特征是，操作裝置是一可行駛的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種機器或一種裝置，其特征是，對于每個所述控制裝置均確定一個數(shù)據(jù)傳輸區(qū)域，如果裝置處于相應(yīng)的區(qū)域中，在裝置和一個確定的控制裝置間就可以進行信息交換。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的一種機器或一種裝置，其特征是，在裝置和一個站控制裝置間進行無接觸信息交換。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一種機器或一種裝置，其特征是，信息交換用光學發(fā)送/接收單元進行。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的一種機器或一種裝置，其特征是，如果裝置對于工作站處于所述關(guān)系之中，每一次都在這個站發(fā)出信息，并詢問這個站的瞬間狀態(tài)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的一種機器或一種裝置，其特征是，包含控制裝置的總系統(tǒng)具有一個調(diào)度中心。
8.沿著確定的軌道運動的一種可行駛裝置的控制系統(tǒng)，其特征是，在這個軌道的一定地點規(guī)定了對可行駛裝置進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?裝置本身具有與每個站進行信息交換的方法，其中裝置和一定的站彼此處于一個事先確定的關(guān)系中，以便能夠進行這種信息交換;各個單獨的工作站都集中在一個總的信息系統(tǒng)中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征是，通過幾何范圍來確定關(guān)系。
10.控制一臺機器或一個裝置的一種方法，該機器或裝置具有幾個工作點和一個操作裝置;以及在該裝置和這些工作點之間產(chǎn)生事先確定的相對運動的一些方法，其特征是，信息交換直接在該裝置和一個單個工作點間經(jīng)過工作點間的總信息系統(tǒng)進行。
全文摘要
機器(100)包括兩行(106L、106R)緊鄰的材料加工站以及用來監(jiān)測與控制工作站的一個EDV系統(tǒng)(BP，SP1，…SPn，CZ)。為了對工作站進行操作，機器還裝備了一個轉(zhuǎn)換裝置，該裝置有一發(fā)送/接收單元SEA，并且每個站有相應(yīng)的單元SEB，這樣，在EDV系統(tǒng)和該裝置之間的信息可通過工作站傳遞。
文檔編號D01H13/14GK1031437SQ8810295
公開日1989年3月1日 申請日期1988年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年5月20日
發(fā)明者馬卡斯·歐尼, 烏斯·邁耶 申請人:里特機械公司