本发明涉及一种用于测量纤维加工机的顶部辊的纺纱筒的直径的测量装置。
背景技术：
1、纺纱筒通常成对地可旋转地安装在轴销上以形成顶部辊。用于拉伸纤维条的拉伸单元被用在各种纤维加工机中，诸如拉伸机、翼锭纺纱机(flyer)、环锭纺纱机或空气纺纱机。拉伸单元由多个辊对形成，这些辊对一个布置在另一个后面并以不同的旋转速度操作。在该过程中，在辊对之间经过的纤维条经受拉拔。这些辊对由底部辊和顶部辊组成，其中，底部辊通常是钢辊，并且顶部辊设置有纺纱筒，这些纺纱筒具有弹性盖。在操作期间，盖因经过的纤维条而被磨损，其中，盖失去其圆柱形形状，并且失去了与相关联的底部辊的恰当协作。因此，必须定期对纺纱筒或其盖进行磨削。在该磨削操作期间，盖的最上层被去除，并且再次产生盖的原始(例如，圆柱形)形状。
2、为了使得自动磨削操作适应要磨削的纺纱筒的当前几何尺寸，在磨削操作之前将确定纺纱筒的直径。根据现有技术，假设机器中使用的纺纱筒经受大致相等的磨损。因此，人工测量来自该机器的一个纺纱筒的直径，并随后确定通过磨削工艺将实现的必要的磨削深度或直径。将实现的并带有确定性的直径导致根据来自测量和机器操作的不确定性来限定针对机器的所有纺纱筒的恰当结果。这样做的缺点是设定了过高的磨削深度，且因此纺纱筒被磨削到这样的直径，即，如果个别地考虑纺纱筒，则该直径将是没有必要的。由于这种再磨削在纺纱筒的生命周期期间多次执行，因此过高的磨削深度导致使用寿命缩短。
技术实现思路
1、因此，本发明的目的是提出一种用于测量纺纱筒的直径的装置，该装置实现了具有高准确度的自动测量。
2、该目的通过一种具有独立权利要求的特征的测量装置来实现。为了实现该目标，提出了一种用于测量纤维加工机的顶部辊的纺纱筒的直径的测量装置，这些纺纱筒成对地布置在轴销上，其中，该测量装置具有激光屏障、用于支撑顶部辊的支架、距离测量件以及用于使顶部辊与支架一起移动的线性驱动器。支架具有用于接收顶部辊的轴销的凹陷部。借助于简单的凹陷部(例如，呈三角形的形式)，顶部辊的轴销及因此还有纺纱筒得以相对于激光屏障保持在限定的位置中。作为支架中的用于接收和定位顶部辊的凹陷部的替代方案，提供用于将顶部辊固定到支架上的夹持装置可以是有利的。将顶部辊确切定位在一定高度处是没有必要的，因为纺纱筒以其外圆周中断激光屏障，且因此轴销或轴的准确位置是不相关的。
3、借助于线性驱动器、支架或保持在其中的顶部辊，纺纱筒移动经过激光屏障。激光屏障以这样的方式布置，使得由于纺纱筒的移动所致，激光屏障被纺纱筒中断。因此，基于通过线性驱动器进行的支架的移动来提供激光屏障对纺纱筒的直径的确定。纺纱筒一经过激光屏障，激光屏障就再次闭合。因此，支架在激光屏障的中断时段期间所行进的距离对应于纺纱筒的直径。因此，由所提供的距离测量件来检测该距离。激光屏障、线性驱动器和距离测量件以固定的方式保持在装置框架中。支架有利地设计有滑动轴承，在这些滑动轴承上，支架同样地保持在装置框架中。支架通过线性驱动器在滑动轴承上移动。滑动轴承的使用产生了支架的高重复性和无颠簸移动。
4、作为顶部辊与支架一起移动的替代方案，提出了激光屏障沿着支架的位移。代替支架的是，激光屏障通过线性驱动器移动，且因此利用距离测量件来确定激光屏障的位移。在这种情况下，可以在装置框架中在滑动轴承上引导激光屏障。
5、在替代具有滑动轴承的实施例的实施例中，支架或激光屏障安装在滑动托架上，其中，该滑动托架连接到线性驱动器。滑动托架实现了构造在其上的部件(诸如，激光屏障或具有顶部辊的支架)的稳定化。通过使用滑动托架，可以例如在所引导的辊上进行安装，这与滑动轴承相比降低了摩擦系数。
6、线性驱动器优选地具有旋转驱动器和主轴，其中，滑动托架经由球形螺母无间隙地连接到主轴并保持在滑动轴承上。滑动轴承可以在轨道上或优选地在轴承杆上被引导。轴承杆具有如下优点：这可以由滑动轴承围封并由此产生对滑动托架的实际上无间隙引导。线性驱动器作为具有主轴的旋转驱动器的实施例具有如下优点：可以进行驱动器的旋转到主轴的无间隙传输。经由球形螺母来进行主轴的旋转移动转换为滑动托架的线性移动，该球形螺母紧固到滑动托架。球形螺母是从现有技术中已知的，并且由于其无间隙而在精密驱动器中以许多方式使用。
7、距离测量件被集成在旋转驱动器中是有利的。例如，通过使用增量式编码器，实现了高准确度。一方面，由此实现了距离测量件的高分辨率且避免了对距离测量件的污染。由于距离测量件必须只能在激光屏障的中断期间才起作用，因此测量滑动托架所行进的距离就足够了。
8、有利地，测量速度和工作速度被提供用于支架的移动或激光屏障的位移，其中，工作速度是测量速度的倍数。如果滑动托架或支架的可能的端部位置中只有一个被提供用于装载和卸载具有纺纱筒的测量装置，则在测量之后尽可能快地返回到起始位置是有利的。然而，如果在滑动托架或支架的两个端部位置中将纺纱筒引入到测量装置中，则可能沿两个移动方向都进行测量，且因此工作速度是没有必要的。
9、已表明，在每秒5mm至20mm的测量速度下，可以在顶部辊或纺纱筒的移动中实现高精度。在这种情况下，很大程度上避免了测量装置及因此装置框架的晃动或振动，并且实现了直径测量的高准确度。优选地，提供以至少0.02mm的准确度对纺纱筒的直径的确定。借助于该测量，可以因此实现最大公差为正/负0.02mm的纺纱筒的直径规格。知道纺纱筒的确切直径使得有可能以最小可能的磨削深度来对各个纺纱筒进行磨削，而无需在指定磨削深度时将确定性包括在计算中。结果，纺纱筒可以以较低的磨削深度进行机加工，并且可以因此在达到其供操作使用的最小直径之前也更频繁地磨削。这导致纺纱筒的服务寿命更长，且因此相应地降低了纤维加工机的操作成本。
10、此外，提出了一种用于利用根据以上描述的测量装置来测量纤维加工机的顶部辊的纺纱筒的直径的方法，这些纺纱筒成对地布置在轴销上，其中，在顶部辊的移动或激光屏障的位移期间，激光屏障被纺纱筒中断，并且激光屏障的中断触发对距离测量件的启用和停用。结果，支架或激光屏障在激光屏障的中断期间行进的距离对应于纺纱筒的当前直径。在该方法的发展中，针对一个顶部辊使用两个独立的激光屏障，以便能够分开测量顶部辊的两个纺纱筒。在这种情况下，由彼此独立的两个激光屏障启用距离测量件。对纺纱筒的直径的这种确定打开了对顶部辊进行分类并且不进一步使用它们的可能性，这些顶部辊的纺纱筒在其直径方面彼此偏差很大。
11、同样地，提出了一种用于对纤维加工机的顶部辊的纺纱筒进行磨削的磨削机，这些纺纱筒成对地布置在轴销上，该磨削机具有供料仓(magazine)、出料仓、加工模块和控制器，其中，加工模块具有：带有磨削轮的磨削装置；以及根据以上描述的测量装置，其用于在磨削操作之前确定纺纱筒的直径。在测量装置中，在磨削之前测量纺纱筒的当前直径。通过测量直径，可以对顶部辊或其纺纱筒个别地进行磨削。在没有测量装置的情况下，所有纺纱筒都将被磨削到限定的标准直径，即使这对于所有顶部辊而言没有必要或将导致实现磨损表面的过低去除也如此。在第一操作模式下，由于要磨削的纺纱筒的当前直径是已知的，因此磨削轮可以确切地朝向纺纱筒进给，使得在磨削之后保留纺纱筒的尽可能大的直径。因此，实现了各个顶部辊的寿命的实质性延长。以相同的操作时间对顶部辊一起进行磨削也是没有必要的，因为为使每个顶部辊到达磨削位置而个别地设定了对于恢复纺纱筒的表面所必要的磨削深度。在另外的操作模式中，纺纱筒被磨削到限定的目标直径，并且由于要磨削的纺纱筒的当前直径是已知的，因此可以确定通过磨削操作是否达到了指定的磨削深度。
12、优选地，线性驱动器和距离测量件由磨削机的控制器进行评估和控制。结果，一方面，测量装置的单独的控制器是没有必要的，且另一方面，在磨削工艺中，可以将纺纱筒的测得的直径指派给顶部辊，而不经由接口进行任何参考。此外，当测量装置设置在磨削机中时，可以省去装置框架，并且可以将测量装置集成到磨削机的机器框架中。
1.一种用于测量纤维加工机的顶部辊(3)的纺纱筒(4)的直径(9)的测量装置(14)，所述纺纱筒成对地布置在轴销(5)上，其特征在于，所述测量装置(14)具有激光屏障(25)、用于支撑所述顶部辊(3)的支架(28)、距离测量件(27)以及线性驱动器(31)，所述线性驱动器用于使所述顶部辊(3)与所述支架(28)一起移动(30)或用于使所述激光屏障(25)沿着所述支架(28)位移(26)，其中，所述支架(28)具有用于接收所述顶部辊(3)的所述轴销(5)的凹陷部(29)，或者提供用于将所述顶部辊(3)固定到所述支架(28)上的夹持装置，并且基于通过所述线性驱动器(31)进行的所述支架(28)的移动(30)或所述激光屏障(25)的位移(26)来提供由所述激光屏障(25)对所述纺纱筒(4)的所述直径(9)的确定。
2.根据权利要求1所述的测量装置(14)，其特征在于，所述支架(28)形成有滑动轴承(32)。
3.根据权利要求1所述的测量装置(14)，其特征在于，所述支架(28)或所述激光屏障(25)安装在滑动托架(33)上，其中，所述滑动托架(33)连接到所述线性驱动器(31)。
4.根据权利要求3所述的测量装置(14)，其特征在于，所述线性驱动器(31)具有旋转驱动器(34)和主轴(35)，其中，所述滑动托架(33)经由球形螺母(37)无间隙地连接到所述主轴(35)并保持在滑动轴承(38)上。
5.根据权利要求4所述的测量装置(14)，其特征在于，所述距离测量件(27)被集成到所述旋转驱动器(34)中。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的测量装置(14)，其特征在于，测量速度和工作速度被提供用于所述支架(28)的移动(30)或所述激光屏障(25)的位移(26)，其中，所述工作速度是所述测量速度的倍数。
7.根据权利要求6所述的测量装置(14)，其特征在于，所述测量速度是每秒5mm至20mm。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的测量装置(14)，其特征在于，提供以0.02mm的准确度对所述纺纱筒(4)的所述直径(9)的确定。
9.一种用于利用根据前述权利要求中至少一项所述的测量装置(14)来测量纤维加工机的顶部辊(3)的纺纱筒(4)的直径(9)的方法，所述纺纱筒(4)成对地布置在轴销(5)上，其特征在于，在所述顶部辊(3)的移动(30)或所述激光屏障(25)的位移(26)期间，所述激光屏障(25)被所述纺纱筒(4)中断，并且所述激光屏障(25)的中断触发对所述距离测量件(27)的启用和停用。
10.一种用于对纤维加工机的顶部辊(3)的纺纱筒(4)进行磨削的磨削机(1)，所述纺纱筒成对地布置在轴销(5)上，所述磨削机具有供料仓(10)、出料仓(13)、加工模块(12)和控制器(42)，其特征在于，所述加工模块(12)具有：带有磨削轮(16)的磨削装置(15)；以及根据权利要求1至8中至少一项所述的测量装置(14)，其用于在磨削操作之前确定所述纺纱筒(4)的直径(9)。
11.根据权利要求10所述的磨削机(1)，其特征在于，所述线性驱动器(31)和所述距离测量件(27)由所述磨削机(1)的所述控制器(42)进行评估和控制。
