[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Verarbeitungseinrichtung für strangförmiges Gut
und insbesondere eine Maschine zum Transport oder Verarbeitung von strangförmigem
Gut. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit einer Spule aufgewickelten Drahts und
eine diesen Draht verarbeitende Flechtmaschine beschrieben. Es wird jedoch darauf
hingewiesen, dass eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Ansprüche auch auf andere
Arten der Speicherung eines strangförmigen Guts und/oder andere Verarbeitungsmaschinen
bzw. -verfahren Anwendung finden kann.
[0002] Bei strangförmigem Material handelt es sich um einen im wesentlichen langgestreckten
Werkstoff. Das strangförmige Material weist eine Hauptausdehnungsrichtung auf. Senkrecht
zu dieser Hauptausdehnungsrichtung weist das strangförmige Material Querschnittsflächen
auf. Die Gestalt einer Querschnittsfläche ist beliebig und an die Anforderungen aus
einem Endprodukt angepasst. Die Gestalt der Querschnittsfläche bzw. deren Flächeninhalt
können sich entlang der Hauptausdehnungsrichtung des strangförmigen Materials ändern.
Bei Bedarf weist eine Querschnittsfläche eine Freifläche auf, so dass entlang der
Hauptausdehnungsrichtung ein wenigstens begrenzter Hohlraum im strangförmigen Material
gebildet wird.
[0003] Der Werkstoff des strangförmigen Materials ist beliebig. Dieser Werkstoff kann teilweise
metallisch sein, wobei neben eisenhaltigen Werkstoffen auch NichtEisenmetalle und/oder
sogenannte Buntmetalle vorhanden sein können. Es kommen aber auch Kunststoffe oder
andere wickel- bzw. flechtbare Werkstoffe in Frage. Auch kann ein Kernbereich aus
einem ersten Werkstoff wenigstens teilweise von einem Mantel aus einem zweiten Werkstoff
umhüllt sein und/oder eine Beschichtung aus einem abweichenden Werkstoff aufweisen.
Es ist von Vorteil, wenn der Werkstoff in Bezug auf seine größte Ausdehnung rechtwinklig
zur Hauptausdehnungsrichtung ausreichend biegsam ist, um in eine Speichereinrichtung
abgelegt bzw. um diese gewickelt zu werden.
[0004] Im Stand der Technik sind Maschinen sehr unterschiedlicher Bauarten zum Transport
und zur Verarbeitung von strangförmigem Gut bekannt. Zu diesen Maschinen gehören insbesondere
Drahtziehmaschinen, Verlitzmaschinen, Verseilmaschinen, Flechtmaschinen und Maschinen
zum Auf- und Abwickeln bzw. zum Ablegen und Aufnehmen des strangförmigen Guts.
[0005] Im Zusammenhang mit solchen Maschinen ist es bekannt, Speichereinrichtungen für das
strangförmige Gut zu verwenden, wie Fasswickler, Fässer, Körbe und dergleichen. Insbesondere
ist es aber üblich, das Wickelgut auf Spulen zu speichern, welche insbesondere aus
Stahl oder Kunststoff bestehen. Derartige Einrichtungen, die insbesondere dem Speichern
bzw. Zwischenspeichern von strangförmigem Gut dienen, werden im folgenden allgemein
als Speichereinrichtungen bezeichnet.
[0006] Es ist bekannt, zur Identifizierung solcher Speichereinrichtungen einen Bar- oder
Strichcode zu verwenden. Es hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen, diesen
Strichcode unmittelbar auf der zugehörigen Speichereinrichtung des Wickelguts anzubringen,
also beispielsweise auf einem Spulenkörper.
[0007] Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass diese Vorgehensweise nur eine beschränkte
Beeinflussung der Bearbeitungsprozesse bzw. Verarbeitungprozesse gestattet, denen
das Wickelgut unterworfen ist.
[0008] Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Verfügung zu stellen, welche eine bessere Verarbeitung des Wickelguts, gespeichert
auf Speichereinrichtungen bzw. Zwischenspeichereinrichtungen ermöglicht.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Ein
Verfahren zum Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs
10. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
[0010] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Speichereinrichtung auf. Diese ist vorgesehen,
strangförmiges Material aufzunehmen. Der Speichereinrichtung ist ein elektronisches
Prozessorelement zugeordnet. Das elektronische Prozessorelement ist für die Speicherung
von Materialparametern wenigstens zu diesem in dieser Speichereinrichtung enthaltenen
strangförmigen Material vorgesehen. Dabei ist das elektronische Prozessorelement mit
der Speichereinrichtung dauerhaft verbunden. Weiter weist die Vorrichtung eine Verarbeitungseinrichtung
für strangförmiges Material auf. Diese Verarbeitungseinrichtung ist vorgesehen, mit
dieser Speichereinrichtung zusammenzuwirken. Der Verarbeitungseinrichtung ist eine
Leseeinrichtung zugeordnet, welche zum Zusammenwirken mit diesem elektronischen Prozessorelement
vorgesehen ist.
[0011] Vorzugsweise ist das strangförmige Material im Sinne der vorliegenden Erfindung in
der folgenden Gruppe enthalten, welche Stahl, Legierungen mit Eisen, Nichteisenmetalle
wie beispielsweise Kupfer, Aluminium, Zink, Messing, Bronze, Schwermetalle wie Silber,
Platin oder Gold, Legierungen der vorgenannten Metalle, Homopolymere wie beispielsweise
PE oder PP, PVC, Copolymere wie Polyester, Polyurethan oder Polyamide, Biopolymere
und Glas, sowie Kombinationen der vorgenannten Materialien wie beispielsweise isolierte
Metallleiter oder Kabel umfasst.
[0012] Die Speichereinrichtung dient der Aufnahme strangförmigen Materials. Die Speichereinrichtung
ist vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet. Diese kann als Behälter ausgebildet
sein, in welchem das strangförmige Material abgelegt ist. Auch kann diese Speichereinrichtung
einen zylindrischen Bereich mit Begrenzungsflanschen an den Enden dieses zylindrischen
Bereichs aufweisen. Das strangförmige Material wird um diesen zylindrischen Bereich
aufgewickelt. Die geometrische Ausbildung dieser Speichereinrichtung ist an den Eigenschaften
des strangförmigen Materials angepasst. Weiter ist diese Speichereinrichtung so ausgebildet,
dass sie bei Bedarf an einem vorbestimmten Ort der Verarbeitungseinrichtung eingesetzt
werden kann. Die Speichereinrichtung weist beispielsweise eine Bohrung oder zentralen
Flansch zur Verbindung mit dieser Verarbeitungseinrichtung auf. Die Speichereinrichtung
weist in der Regel eine solche Gestaltung auf, dass eine form- oder kraftschlüssige
Verbindung mit einer Antriebseinrichtung, die vorzugsweise der Verarbeitungseinrichtung
zugeordnet ist, möglich ist.
[0013] Vorzugsweise ist die Speichereinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung in der
nachfolgenden Gruppe enthalten, welche beispielsweise Fässer, Trommeln oder Teller
mit Stützen entlang wenigstens einer Umfangslinie, Spulen aus Metall, Holz und/oder
Kunststoff, mit festen oder abnehmbaren Flanschen, mit zylindrischem oder konischem
Kern, teilbare oder einteilige Spulen umfasst.
[0014] Bei der Verarbeitungseinrichtung handelt es sich beispielsweise um eine Maschine
oder eine Fertigungseinrichtung, welche für die Handhabung strangförmigen Materials
geeignet ist. Die Entnahme dieses strangförmigen Materials durch die Verarbeitseinrichtung
erfolgt zur Verarbeitung und/oder zur Veredelung. Auch kann dieses strangförmige Material
mit anderen Zutaten zu einem gemeinsamen Endprodukt verbunden werden. Die Verarbeitungseinrichtung
kann zeitgleich mehrere und ggf. verschiedene strangförmige Materialien zu einem Endprodukt
verbinden. So kann diese Verarbeitungseinrichtung mehrere Plätze für Speichereinrichtungen
aufweisen. Gegebenenfalls führt diese Verarbeitungseinrichtung ein verseiltes, gewebtes,
geflochtenes oder verlitztes strangförmiges Produkt einer weiteren Speichereinrichtung
zu. Insbesondere für diese Betriebsart einer Verarbeitungseinrichtung bietet die Erfindung
besondere Vorteile.
[0015] Diese Verarbeitseinrichtung ist zum Zusammenwirken mit dieser Speichereinrichtung
vorgesehen. Unter Zusammenwirken ist eine Reihe von Verfahrensweisen zu verstehen.
Zunächst ist die Verarbeitungseinrichtung vorgesehen, dieses strangförmige Material
einer Speichereinrichtung zuzuführen, beispielsweise um diese Speichereinrichtung
zu wickeln. Wenn die Speichereinrichtung aber als Behälter ausgebildet ist, so legt
die Verarbeitungseinrichtung dieses strangförmige Material in dieser Speichereinrichtung
in vorgegebener Weise ab. Je nach Ausbildung der Speichereinrichtung und Art des strangförmigen
Materials wird diese Speichereinrichtung durch die Verarbeitungseinrichtung in vorgegebener
Weise bewegt, bevorzugt zur Drehung um eine Längsachse dieser Speichereinrichtung
angetrieben. Während dieser Bewegung erfolgt die Ablage bzw. das Aufwickeln dieses
strangförmigen Materials. Weiter ist die Verarbeitseinrichtung vorgesehen, dieser
Speichereinrichtung strangförmiges Material zu entnehmen. Dabei wird das strangförmige
Material bearbeitet, veredelt und/oder von einer ersten Speichereinrichtung auf eine
zweite Speichereinrichtung lediglich umwickelt.
[0016] Erfindungsgemäß ist dieser Speichereinrichtung ein elektronisches Prozessorelement
zugeordnet. Das elektronischen Prozessorelement weist vorzugsweise wenigstens einen
elektronischen Speicherbaustein auf. Das elektronische Prozessorelement bzw. dessen
elektronischer Speicherbaustein enthält wenigstens Materialparameter zu dem von dieser
Speichereinrichtung aufgenommenen strangförmigen Material. Weiter weist das elektronische
Prozessorelement wenigstens eine Einrichtung zum Zusammenwirken mit einer Leseeinrichtung
der Verarbeitungseinrichtung auf.
[0017] Materialparameter zu einem strangförmigen Material im Sinne der Erfindung sind beispielsweise
dessen Art, Werkstoff, tatsächliche Länge (beispielsweise nach einer teilweisen Entnahme),
Querschnittsflächeninhalt, Radius oder Durchmesser, Gewicht, ausgeübte Zugkraft, Bahngeschwindigkeit,
Oberflächenrauheit, Elastizitätsmodul, erfolgte Reckung, erfolgte Umformung, Biegesteifigkeit,
Chargennummer, eine Beschichtung, eine Wärmebehandlung, festgestellte Fehler, Messergebnisse
allgemein und Schwankungen vorgenannter Eigenschaften entlang des strangförmigen Materials,
Verbindung des Strangs mit einem folgenden Strang und andere. Diese Materialparameter
sind bei Bedarf um einen Wert ergänzt, welcher kennzeichnend für den Zeitpunkt der
Messung und/oder den Ort der Messung entlang des strangförmigen Materials ist. Weitere
Materialparameter im Sinne der Erfindung sind beispielsweise die Angabe des Herstellers,
das Herstelldatum, die zur Herstellung verwendete Maschine, Maschinenbediener, maximale
Umspulgeschwindigkeit sowie weitere Herstell- und Organisationsdaten.
[0018] Der abgespeicherte Inhalt des elektronischen Prozessorelements ist vorzugsweise als
einzelnes Wort aufgebaut. Dessen Wortbreite wird nach Bedarf gewählt und ist auch
von der verfügbaren Elektronikbaugruppen abhängig. Bevorzugt ist das Wort in verschiedene
Bereiche unterteilt, wobei ein Bereich eine vorgegebene Bedeutung hat. Der in der
folgenden Tabelle dargestellte Aufbau des Worts ist beispielhaft, nicht abschließend
und bei Bedarf anpassbar.
Nr. |
Bit |
Bedeutung |
1 |
1-4 |
Materialart |
2 |
5-8 |
Bauart der Speichereinrichtung |
3 |
9-17 |
Verfügbares Wickelvolumen [Liter] |
4 |
18-25 |
Länge des Spulenkerns [mm] |
5 |
26-29 |
Flanschdurchmesser als % von Nr.4 dieser Tabelle |
6 |
30-33 |
Maximal zulässige Drehfrequenz [Hz] |
7 |
34-37 |
Maximal zulässiges Bruttogewicht [kg] |
8 |
38-41 |
Daten zu Anschluss an Verarbeitungseinrichtung |
9 |
42-45 |
Art der Drehmomenteinleitung |
10 |
46-61 |
Länge des aufgewickelten Strangs [m] |
11 |
62-65 |
Istdurchmesser/Nenndurchmesser [%] |
12 |
66-69 |
Zahl der Fehlstellen entlang des Stangs |
13 |
70-77 |
Ort einer Fehlstelle entlang des Strangs [m] |
14 |
78-85 |
Ort einer Fehlstelle entlang des Strangs [m] |
15 |
86-93 |
Ort einer Fehlstelle entlang des Strangs [m] |
16 |
94- |
... |
[0019] Der Vorrichtung ist eine Leseeinrichtung zugeordnet. Diese Leseeinrichtung ist vorgesehen,
mit wenigstens einem elektronischen Prozessorelement zusammenzuwirken. Diese Leseeinrichtung
ist vorzugsweise so angebracht, dass sich ein zur Zusammenwirkung bestimmtes elektronisches
Prozessorelement in Reichweite dieser Leseeinrichtung befindet. Je nach Ausbildung
der Verarbeitungseinrichtung und deren räumlicher Ausdehnung sind mehr als ein Lese-/Schreibkopf
mit dieser Leseeinrichtung verbunden. Beispielsweise auch wenn eine Bevorratung von
Speichereinrichtungen in der Nähe der Verarbeitungseinrichtung erfolgt, sind zusätzliche
Lese-/Schreibköpfe von Vorteil.
[0020] Vorzugsweise ist die Leseeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung in der nachfolgenden
Gruppe von Bauarten enthalten, welche Chiplesegeräte, Chipkartenlesegeräte, Magnetstreifenlesegeräte,
RFID-Lesegeräte, optische Lesegeräte, Scanner, Lesegeräte mit elektrischer Kontaktierung,
Lesegeräte mit Optokopplern, Lesegeräte mit Funkwellen verschiedener Wellenlängen,
induktive Lesegeräte, kapazitive Lesegeräte, Lesegeräte mit Ultraschall umfasst.
[0021] Unter Zusammenwirken von Leseeinrichtung und elektronischem Prozessorelement ist
eine Reihe von Vorgängen zu verstehen. Die Leseeinrichtung greift lesend auf die Materialparameter
des elektronischen Prozessorelements zu. Nach einem Zugriff auf dieses elektronische
Prozessorelement führt die Leseeinrichtung gelesene Materialparameter der Verarbeitungseinrichtung
zu. Die Leseeinrichtung überträgt auch Materialparameter in dieses elektronische Prozessorelement
bzw. veranlasst das Abspeichern dieser Materialparameter in den elektronischen Speicherbaustein
des Prozessorelements. Diese Leseeinrichtung wirkt wenigstens zeitweise mit diesem
elektronischen Prozessorelement zusammen, bevorzugt nach Vorgabe der Verarbeitungseinrichtung.
Technisch ist diese Verbindung zur Parameterübertragung zwischen Leseeinrichtung und
elektronischem Prozessorelement beispielsweise kabelgebunden ausgebildet. Bei einer
sich drehenden Speichereinrichtung ist die Verbindung mit dem elektronischen Prozessorelement
beispielsweise über Schleifkontakte ausgebildet.
[0022] Das elektronische Prozessorelement ist dauerhaft mit der Speichereinrichtung verbunden.
So erfolgt eine eindeutige Zuordnung von gespeicherten Materialparametern und dem
zugehörigen strangförmigen Material. Dabei ist die mechanische Verbindung so ausgebildet,
dass eine unbeabsichtigte Trennung der verbundenen Teile zuverlässig vermieden ist.
Die mechanische Verbindung ist formschlüssig und/oder stoffschlüssig ausgebildet.
Die tatsächliche Verbindungsweise ist auch von der Ausbildung des elektronischen Prozessorelements
abhängig. Dieses kann von einer Aufnahmeeinrichtung, beispielsweise ein Fach, aufgenommen
sein. Bevorzugt ist das elektronische Prozessorelement unter Verwendung eines Klebstoffs
mit dieser Speichereinrichtung verbunden. Zeitlich ist das elektronische Prozessorelement
zumeist mit dieser Speichereinrichtung verbunden. Die mechanische Verbindung ist bei
Bedarf so ausgebildet, dass das elektronische Prozessorelement von der Speichereinrichtung
wenigstens zeitweise trennbar ist, beispielsweise zum ersten Abspeichern von Parametern.
Auch nach einem Versagen kann das elektronische Prozessorelement entfernt und durch
ein neues elektronisches Prozessorelement ersetzt werden. Diese wird wieder dauerhaft
mit der Speichereinrichtung verbunden.
[0023] In Kenntnis der tatsächlichen Länge eines strangförmigen Materials kann rechtzeitig
ein Wechsel einer Speichereinrichtung angezeigt oder eingeleitet werden. Ebenso kann
in Kenntnis einer zulässigen Zugkraft oder einer zulässigen Geschwindigkeit der Verarbeitung
ein Riss des strangförmigen Materials vermieden werden. Ggf. kann aber eine höhere
und wirtschaftlichere Geschwindigkeit der Entnahme/Verarbeitung gewählt werden, weil
das strangförmige Material das zulässt. In Kenntnis der Oberflächenrauheit kann Schmierstoff
bedarfsgerecht zugeführt werden. Bei Versorgungsengpässen kann in Kenntnis des Typs
ein Ersatzmaterial verarbeitet werden, wobei eine abweichende Verarbeitungsvorschrift
Anwendung findet. Die gelesenen Materialparameter versetzten diese Verarbeitungseinrichtung
somit in die Lage, den Verarbeitungsvorgang eines strangförmigen Materials bzw. Wickelguts
verbessert auszuführen. So wird die zugrundeliegende Aufgabe gelöst.
[0024] Dieses elektronische Prozessorelement ist dauerhaft an dieser Speichereinrichtung
befestigt. Bevorzugt weist eine Speichereinrichtung zur Befestigung eines elektronischen
Prozessorelements eine vorgegebene Fläche auf. Diese Fläche ist bezüglich einer Außenfläche
der Speichereinrichtung bevorzugt zurückgesetzt. Auf dieser zurückgesetzten Fläche
ist das elektronische Prozessorelement vor schädigenden mechanischen Einflüssen geschützt.
Vorzugsweise ist diese Fläche an dieser Speichereinrichtung so angeordnet, dass diese
Leseeinrichtung auf die Speicherinhalte zugreifen kann.
[0025] Bevorzugt ist die Verbindung zum Parameteraustausch zwischen der Leseneinrichtung
und dem elektronischen Prozessorelement drahtlos unter Verwendung von Lichtpulsen
ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Verbindung durch Übertragung von Funksignalen
ausgebildet. Diese drahtlose Parameterübertragung erfolgt vorzugsweise über kurze
Distanzen und mit geringer Sendeleistung. Besonders bevorzugt erzeugt diese Leseeinrichtung
ein elektromagnetisches Feld, welches zusätzlich zur Parameterübertragung das elektronische
Prozessorelement bevorzugt auch mit Energie versorgt.
[0026] Besonders bevorzugt ist die Wirkverbindung zwischen der Leseeinrichtung und einem
elektronischen Prozessorelement durch elektromagnetischer Strahlung mit Frequenzen
zwischen 10 KHz und 10 GHz ausgebildet. Diese Strahlung kann sowohl von der Leseeinrichtung
dieser Verarbeitungseinrichtung als auch von dem elektronischen Prozessorelement ausgesendet
bzw. empfangen werden. Vorzugsweise sendet die Leseeinrichtung diese elektromagnetische
Strahlung. Diese elektromagnetische Strahlung weist eine geringe Reichweite auf und
wird vorzugsweise mit Induktionsspulen erzeugt. Das elektronische Prozessorelement
kann eine eigene Stromversorgung aufweisen, entnimmt aber vorzugsweise die zum Betrieb
erforderliche Energie dieser elektromagnetischen Strahlung. Mit Hilfe dieser elektromagnetischen
Strahlung werden auch Steuerbefehle und Daten zum elektronischen Prozessorelement
übertragen.
[0027] Vorteilhaft weist diese Verarbeitungseinrichtung ergänzende Einrichtungen, wie beispielsweise
eine Berechnungseinrichtung sowie wenigstens eine Messeinrichtung auf. Der Herstellungsprozess
kann es erforderlich machen, Eigenschaften des Vormaterials und des Endprodukts zu
erfassen, auszuwerten und abzuspeichern. Insbesondere bei späterer Verlagerung einer
Speichereinrichtung werden Materialparametern vorteilhaft in einem mit dieser Speichereinrichtung
verbundenen elektronischen Prozessorelement abgespeichert. Diese Materialparameter
stehen dann auch beispielsweise einer weiteren Verarbeitungseinrichtung zur Verfügung.
Das können auch Qualitätsdaten sein. Während des Verarbeitungsvorgangs bestimmt beispielsweise
eine dieser Verarbeitungseinrichtung zugeordnete Berechnungseinrichtung Werte, die
beispielsweise für eine weitere Verarbeitung des strangförmigen Materials von Bedeutung
sind. Auch ermittelt diese Verarbeitungseinrichtung oder eine ihr zugeordnete Einrichtung
von Zeit zu Zeit Messwerte. Ermittelte Werte und/oder ausgewertete Werte werden dieser
Leseeinrichtung von der Verarbeitungseinrichtung von Zeit zu Zeit übermittelt. Diese
Leseeinrichtung ist daraufhin in der Lage, die erhaltenen Werte vorzugsweise mit wenigstens
einem Wert, welcher kennzeichnend für den Zeitpunkt der Messung ist, in diesem elektronischen
Prozessorelement abzuspeichern. Sofern die Datenerfassung nicht zeitbasiert erfolgt,
wird auch ein Ort der Messung entlang des strangförmigen Materials abgespeichert.
[0028] Während der Verarbeitung eines strangförmigen Materials durchläuft die Verarbeitungseinrichtung
verschiedene Betriebszustände. Die Verarbeitungseinrichtung stellt der Leseeinrichtung
vorgegebene Signale gemeinsam mit einem Wert zur Verfügung, welcher kennzeichnend
für den Zeitpunkt des Betriebszustands ist. Diese Leseeinrichtung übermittelt diese
Wertepaare an die elektronische Prozessoreinheit zum Abspeichern. Vorzugsweise werden
solche Betriebszustände dokumentiert, die auf den erfolgreichen Verarbeitungsvorgang
hinweisen.
[0029] Bei der zeitgleichen Verarbeitung mehrerer strangförmiger Materialien von mehreren
Speichereinrichtungen kommt es vor, dass diese Speichereinrichtungen zu verschiedenen
Zeitpunkten des Verarbeitungsvorgangs vollständig entleert sind. Sofern die enthaltenen
strangförmigen Materialien der einzelnen Speichereinrichtungen sowie die verschiedenen
Entnahmegeschwindigkeiten bekannt sind, kann ein erforderlicher Wechsel einer Speichereinrichtung
berechnet und beispielsweise dem Maschinenbediener mitgeteilt werden. Dieser hat dann
die Möglichkeit, das Ende des verbrauchten strangförmigen Materials mit dem Anfang
des neuen strangförmigen Materials zu verbinden bzw. eine automatische Verbindung
zu überwachen. Diese erzeugte Verbindung kann für die Qualität des Endprodukts von
Bedeutung sein. Sofern die Verarbeitungseinrichtung das hergestellte Produkt einer
weiteren Speichereinrichtung zuführt, und diese ebenfalls mit einem elektronischen
Prozessorelement ausgestattet ist, können als wichtig erachtete Materialparametern
zu den Vormaterialien sowie zum Verarbeitungsvorgang abgespeichert werden. Das können
auch Messwerte des Endprodukts zur Dokumentation der Qualität sein. Diese Daten sind
mitunter für den Kunden oder eine nachgeschaltete Weiterverarbeitung von Bedeutung.
Dieser Umfang der Dokumentation zu einem Endprodukt ist ohne ein zugeordnetes elektronisches
Prozessorelement nicht möglich. Die dauerhafte Verbindung zwischen dem elektronischen
Prozessorelement und der Speichereinrichtung vereinfacht auch die Zustellung von Daten
zum Endprodukt an den Kunden oder eine nachgeschaltete andere Verarbeitungseinrichtung
erheblich.
[0030] Schließlich bietet eine in diesem elektronischen Prozessorelement abgespeicherte
eindeutige Kennung die Möglichkeit zur Zuordnung zwischen einer entleerten Speichereinrichtung
und ihrem Eigentümer. Insbesondere wenn eine Speichereinrichtung mehrfach verwendet
werden soll, kann diese dem Eigentümer zurückgegeben werden. Die Speichereinrichtung
kann vom Eigentümer anschließend neuerlich befüllt werden. Auch kann eine Speichereinrichtung
maschinenspezifische Verriegelungssysteme aufweisen bzw. für solche eingerichtet sein.
Für diesen Fall bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung die Möglichkeit, den Rücktransport
von Speichereinrichtungen mit unpassenden Verriegelungseinrichtungen zu vermeiden.
[0031] Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird so betrieben, dass diese Verarbeitungseinrichtung
für strangförmiges Material mit wenigstens einer Speichereinrichtung zusammenwirkt.
Je nach Aufgabe der Verarbeitungseinrichtung werden zeitgleich aber auch mehrere strangförmige
Materialien verarbeitet. Diese Verarbeitungseinrichtung verarbeitet wenigstens ein
strangförmiges Material zu einem Produkt. Dieses Produkt wird vorzugsweise einer weiteren
Speichereinrichtung mit zugeordnetem elektronischem Prozessorelement zugeführt. Eine
dieser Verarbeitungseinrichtung zugeordnete Leseeinrichtung wirkt wenigstens zeitweise
mit vorhandenen elektronischen Prozessorelementen zusammen. Dabei wird diese Leseeinrichtung
vorzugsweise von dieser Verarbeitungseinrichtung gesteuert, sodass das Zusammenwirken
von Leseeinrichtung und einem elektronischen Prozessorelement zeitlich bei Bedarf
erfolgt. Im Verlauf der Verarbeitung des strangförmigen Materials überträgt diese
Leseeinrichtung Materialparameter zu diesem Produkt und zu den Vormaterialien an dieses
elektronische Prozessorelement der Speichereinrichtung, welcher dieses Produkt zugeführt
wird.
[0032] im Verlauf der Verarbeitung des strangförmigen Materials überträgt diese Leseeinrichtung
zusätzlich Messwerte und das Auftreten von Betriebszuständen an das elektronische
Prozessorelement der Speichereinrichtung, welcher dieses Produkt zugeführt wird.
[0033] Ein elektronisches Prozessorelement stellt einem Qualitätsmanagementsystem Daten
betreffend die Qualität des strangförmigen Materials und/oder des Produkts zur Verfügung.
Zudem lassen sich Fehler des Bedienpersonals erkennen, wenn beispielsweise die Materialdaten
in dem elektronischen Prozessorelement nicht der Vorgabe der Verarbeitungseinrichtung
bzw. deren Verarbeitungsvorschrift entsprechen. So wird falsches oder gesperrtes Material
erkannt. Der Verarbeitungsvorgang kann unterbrochen oder gar nicht erst zugelassen
werden. Das Auslesen der gespeicherten Materialparameter kann grundsätzlich, vorzugsweise
aber bei Bedarf erfolgen. Auch dienen diese Materialparameter der Dokumentation der
Qualität des Produkts einem Kundengegenüber.
[0034] Bei der Vorbereitung von Spulen aufgewickelten strangförmigen Materials bietet die
erfindungsgemäße Vorrichtung Vorteile. In dem einer Speichereinrichtung zugeordneten
elektronischen Prozessorelement werden Daten abgespeichert, welche Aufschluss über
die Art und Menge des aufgewickelten strangförmigen Materials geben. Weiterhin werden
Materialparameter zur Entstehung der vorbereiteten Spule abgespeichert. Diese Materialparameter
können etwaige Auffälligkeiten des strangförmigen Materials, des durchgeführten Wickelvorgangs
und/oder Organisationsdaten sein.
[0035] Bei der Herstellung von Draht werden zusätzlich zu den vorgenannten Materialparametern
beispielsweise Angaben über den Durchmesser des Vormaterials, die verwendete Zugkraft
und/oder die Ziehgeschwindigkeit abgespeichert. Auch werden Angaben zu veredeinden
Vorgängen abgespeichert, wie beispielsweise eine Wärmebehandlung des Drahts.
[0036] In manchen Verarbeitungseinrichtungen wird ein metallischer Draht mit einem nichtmetallischen
bzw. isolierenden Mantel versehen. Dazu weist eine Verarbeitungseinrichtung beispielsweise
eine Extrusionseinrichtung für einen thermoplastischen Kunststoff auf. Ein späterer
Verwender eines derart hergestellten und isolierten Drahts entnimmt dem elektronischen
Prozessorelement vorteilhaft Werkstoff- und/oder Verarbeitungsdaten zu diesem extrudierten
Mantel. Es können Schwankungen des Extrusionsdrucks, der Extrusionstemperatur und/oder
auch Schwankungen der Wandstärke des Mantels von Bedeutung sein.
[0037] Auch beim Verseilen von strangförmigen Gut findet die Erfindung vorteilhaft Anwendung.
Zum Verseilen werden von einer Verarbeitungseinrichtung zeitgleich mehrere Stränge
von mehreren Speichereinrichtungen entnommen und zu einem Seil verarbeitet. Diese
Verarbeitung erfolgt unter Zug am entstehenden Seil sowie gleichzeitigem Bremsen der
zulaufenden Stränge. Für die Qualität des entstehenden Seils, welches auf eine Speichereinrichtung
aufgewickelt werden kann, ist die Kenntnis der Schwankungen beispielsweise der ausgeübten
Kräfte oder der möglicherweise verschiedenen Bahngeschwindigkeiten der einzelnen Stränge
von Belang. Diese können, ggf. auch als statistische Größen, in dem elektronischen
Prozessorelement der das Seil aufnehmenden Speichereinrichtung abgespeichert werden.
[0038] Auch beim Verlitzen feiner Drähte, welche ggf. isolierende Umhüllungen aufweisen,
findet die Erfindung vorteilhaft Anwendung. Die Litzen sind vergleichsweise dünn und
die isolierenden Umhüllungen empfindlich gegen Beschädigung. Insbesondere solche Beschädigungen
sind zu vermeiden, um eine einwandfreie Funktion des erzeugten Kabels sicherzustellen.
Als Qualitätsmerkmal für ein solches Kabe! dienen auch die während dessen Herstellung
ausgeübten Kräfte, die Verarbeitungsgeschwindigkeit und/oder Temperaturen. Es ist
nicht ungewöhnlich, solche Verläufe zur Verringerung der Datenmenge mit statistischen
Methoden zu verdichten. Derart gefilterte oder auch ungefilterte Daten können in diesem
elektronischen Prozessorelement abgespeichert werden und stehen einem späteren Verwender
des Kabels ohne große Umstände zur Verfügung.
[0039] Bei der Herstellung von Flachbandkabeln für elektronische Geräte und für die Verwendung
zur elektronischen Informationsverteilung findet die erfindungsgemäße Vorrichtung
vorteilhaft Anwendung. Die einzelnen Adern solcher Flachbandkabel weisen einen sehr
geringen Durchmesser auf. Weiterhin ist die Isolierung der einzelnen Adern untereinander
von großer Bedeutung. Brüche einzelner Adern sind zu vermeiden, insbesondere da die
Suche nach fehlerhaften Flachbandkabeln im eingebauten Zustand zeit- und kostenaufwendig
ist. Auch können solche Flachbandkabel mit einer Verarbeitungseinrichtung hergestellt
werden, der eine Extrusionseinrichtung zugeordnet ist. Vorteilhaft werden Daten betreffend
die Ausführung der isolierenden Umhüllung abgespeichert. Weiter ist die Verarbeitungseinrichtung
vorzugsweise mit einer Einrichtung zur Isolationsprüfung zwischen einzelnen Adern
und/oder zur Messung des ohmschen Widerstands einer einzelnen Ader ausgerüstet sein.
Automatisierte Qualitätsprüfungen innerhalb dieser Verarbeitungseinrichtung dienen
wesentlich zur Prüfung der Qualität sowie Einsparung von Fehlerkosten. Vorteilhaft
werden derartige Messwerte und/oder Daten zum Herstellungsvorgang in dem elektronischen
Prozessorelement der Speichereinrichtung abgespeichert, von welcher das hergestellte
Flachbandkabel aufgenommen wird.
[0040] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren. Es
zeigen:
- Fig. 1
- eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 2
- eine Speichereinrichtung 1 mit verbundenem elektronischem Prozessorelement 4 und
- Fig. 3
- eine Speichereinrichtung 1 mit einer zurückgesetzten Fläche 9 zur geschützten Befestigung
dieses elektronischen Prozessorelements 4.
[0041] Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung, welche geeignet ist, zeitgleich mehreren
Speichereinrichtungen 1 strangförmiges Material 2 zu entnehmen, zu einem gemeinsamen
Produkt 8 zu verarbeiten und dieses auf eine weitere Speichereinrichtung 1a aufzuwickeln.
Die Speichereinrichtung 1a für das fertige Produkt ist am rechten Rand mit größerem
Durchmesser dargestellt. Am unteren Rand der Figur befinden sich innerhalb der Verarbeitungseinrichtung
3 insgesamt drei Speichereinrichtungen 1, welchen strangförmiges Material 2 entnommen
wird. Am linken Rand der Figur und außerhalb der Verarbeitungseinrichtung 3 sind drei
weitere Speichereinrichtungen 1 dargestellt, welche eine maschinennahe Bevorratung
weiteren Vormaterials verdeutlichen sollen. Die Bewegungsrichtungen der einzelnen
strangförmigen Materialien 2 und des Endprodukts 8 sind durch gradlinige Pfeile dargestellt,
die Drehbewegungen der verschiedenen Speichereinrichtungen 1 sind durch gekrümmte
Pfeile versinnbildlicht. Nur zur Vereinfachung wurde auf die Darstellung der Flechteinrichtung
zur Erzeugung des Endprodukts 8 verzichtet. Der Verarbeitungseinrichtung 3 ist eine
Leseeinrichtung 5 zugeordnet. Diese ist so angebracht, dass die von ihr ausgesendete
elektromagnetische Strahlung die dargestellten elektronischen Prozessorelemente 4
erreicht. Die in der Nähe der Verarbeitungseinrichtung 3 bevorrateten Speichereinrichtungen
bzw. deren elektronische Prozessorelemente werden von einem weiteren Lese-/Schreibkopf
der Leseeinrichtung 5 erfasst. Die Leseeinrichtung 5 ist sowohl zu lesendem als auch
schreibendem Zugriff auf dieses elektronische Prozessorelementen 4 in der Lage. Eine
Messeinrichtung 6 ist der Verarbeitungseinrichtung 3 zugeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel
ist diese Messeinrichtung 6 geeignet, die den einzelnen Speichereinrichtungen 1 entnommenen
Längen strangförmigen Materials 2 zu erfassen. Der Verarbeitungseinrichtung 3 ist
weiterhin eine Berechnungseinrichtung 7 zugeordnet. Die Leseeinrichtung 5, die Messeinrichtung
6 sowie die Berechnungseinrichtung 7 sind über den Kommunikationsbus 10 miteinander
verbunden.
[0042] Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Herstellung eines
strangförmigen Geflechts, beispielsweise eines Massebands. Bei der Herstellung eines
geflochtenen Massebands bietet die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine
Reihe von vorteilhaften Leistungen:
- Abfrage, ob Spulen 1 mit Vormaterial 2 vorhanden sind,
- Abfage der Typen der Vormaterialien 2,
- Abfage der Füllstände der Spulen 1,
- Abspeichern der Länge des erzeugten und auf die Zielspule 1a aufgewickelten Massekabels
8,
- Warnung des Maschinenbedieners beim nahenden unerwünschten Füllständen der verwendeten
Spulen 1 und 1a,
- Abspeichern von Betriebsdaten, Qualitätsdaten, Daten zur Chargenverfolgung und Organisationsdaten
in dem elektronischen Prozessorelement 4 der Zielspule 1a.
[0043] Mit der Verwendung weiterer Messaufnehmer 6 können zusätzliche Materialparametern
gewonnen werden. Auf dessen Darstellung und der dadurch entstehenden Vorteile wird
hier verzichtet.
[0044] Figur 2 zeigt eine Speichereinrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese weist
einen zentral zylindrischen Bereich 11 auf, um welchen das strangförmige Material
(nicht dargestellt) gewickelt wird. An beiden Enden des zylindrischen Bereichs 11
sind abschließende Flansche 12 angebracht. Die Speichereinrichtung weist einen zentralen
Durchgang 13 zur Verbindung mit der Verarbeitungseinrichtung auf. An einem dieser
Flansche 12 ist als elektronisches Prozessorelement 4 ein RFID-tag 4 aufgeklebt. RFID
steht für "Identifizierung mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen". Ein RFID-tag
kann als elektronische Schaltung aufgebaut sein, welche mit elektromagnetischer Strahlung
in vorbestimmter Weise wechselwirkt. Bei Einsetzen der Speichereinrichtung in eine
Verarbeitungseinrichtung nimmt der Flansch 12 mit dem aufgeklebten RFID-tag 4 eine
Lage in unmittelbarer Nähe eines Lese-/Schreibkopfes der Leseeinrichtung ein. Die
Reichweite der von dieser Leseeinrichtung ausgesendeten elektromagnetischen Strahlung
ist derart bemessen, dass sie dieses RFID-tag 4 auch bei Rotation der Speichereinrichtung
stets erreicht. Das ist nicht zwingend erforderlich, je nach Wunsch bzw. der Menge
der in dem RFID-tag 4 abzuspeichernden Materialparameter. Es ist auch vorstellbar,
dass die Leseeinrichtung bzw. die von ihr ausgesendete elektromagnetische Strahlung
diese RFID-tag 4 nur bei bestimmten Winkelstellungen der Speichereinrichtung erreichen
kann.
[0045] Figur 3 zeigt einen Flansch 12 einer Speichereinrichtung einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Dieser Flansch 12 weist eine zurückgesetzte Fläche 9 zur
Aufnahme eines RFID-tag 4 auf. In dieser Vertiefung ist dieses RFID-tag 4 vor schädigenden
mechanischen Einflüssen weitgehend geschützt. Selbst wenn die Speichereinrichtung
auf diesem Flansch 12 abgestellt wird, wirken keine schädigenden Kräfte auf dieses
RFID-tag 4.
1. Vorrichtung, welche wenigstens aufweist:
eine Speichereinrichtung (1), welche zur Aufnahme strangförmigen Materials (2) vorgesehen
ist,
ein elektronisches Prozessorelement (4), welches der Speichereinrichtung (1) zugeordnet
ist, wobei das elektronische Prozessorelement (4) zur Speicherung von Materialparametern
wenigstens zu dem in der Speichereinrichtung (1) enthaltenen strangförmigen Material
(2) vorgesehen ist,
eine Verarbeitungseinrichtung (3) für strangförmiges Material (2), welche zum Zusammenwirken
mit der Speichereinrichtung (1) vorgesehen ist, eine der Verarbeitungseinrichtung
(3) zugeordnete Leseeinrichtung (5), welche zum Zusammenwirken mit dem elektronischen
Prozessorelement (4) vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das elektronische Prozessorelement (4) mit dieser Speichereinrichtung (1) dauerhaft
verbunden ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
das strangförmige Material (2) senkrecht zu dessen Hauptausdehnungsrichtung wenigstens
eine Querschnittfläche mit geschlossener Umfangslinie aufweist,
und wobei die Querschnittsfläche entlang dieser Hauptausdehnungsrichtung bevorzugt
einen im wesentlichen konstanten Flächeninhalt aufweist.
3. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Speichereinrichtung (1) eine Fläche (9) aufweist, welche zur Befestigung des elektronischen
Prozessorelements (4) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Zusammenwirken der Leseeinrichtung (5) und des elektronischen Prozessorelements
(4) drahtlos erfolgt.
5. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Zusammenwirken der Leseeinrichtung (5) und des elektronischen Prozessorelement
(4) unter Verwendung elektromagnetischer Strahlung erfolgt, wobei diese elektromagnetische
Strahlung wenigstens eine Frequenz zwischen 10 kHz und 10 GHz, vorzugsweise zwischen
15 kHz und 5 GHz, besonders bevorzugt zwischen 100kHz und 1,5 GHz aufweist.
6. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
dieser Verarbeitungseinrichtung (3) ferner wenigstens eine Messeinrichtung (6) sowie
eine Berechnungseinrichtung (7) zugeordnet ist,
wobei die Messeinrichtung (6) dafür vorgesehen ist, wenigstens zeitweise einen Messwert
zu dem strangförmigen Material (2) zu ermitteln, und die Messeinrichtung (6) weiterhin
geeignet ist, den Messwert gemeinsam mit einem Wert, welcher kennzeichnend für den
Zeitpunkt der Messung und/oder den Ort der Messung entlang des strangförmigen Materials
(2) ist, zu übermitteln,
und wobei die Berechnungseinrichtung (7) dafür vorgesehen ist, den Messwert auszuwerten
und den ausgewerteten Messwert gemeinsam mit einem Wert, welcher kennzeichnend für
diesen Zeitpunkt und/oder diesen Ort der Messung entlang des strangförmigen Materials
(2) und/oder der Auswertung ist, zu übermitteln.
7. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verarbeitungseinrichtung (3) dafür vorgesehen ist, der Leseeinrichtung (5) wenigstens
ein vorgegebenes Signal, welches kennzeichnend für einen Betriebszustand der Verarbeitungseinrichtung
(3) ist, gemeinsam mit einem Wert, welcher kennzeichnend für den Zeitpunkt des Betriebszustands
ist, zu übermitteln.
8. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verarbeitungseinrichtung (3) dafür vorgesehen ist, zeitgleich mit mehreren Speichereinrichtungen
(1) zusammenzuwirken,
dass die Verarbeitungseinrichtung (3) dafür vorgesehen ist, zeitgleich mehrere Materialstränge
(2) zu einem Produkt (8) zu verarbeiten,
und dass die Leseeinrichtung (5) dafür vorgesehen ist, zeitgleich mit mehreren elektronischen
Prozessorelementen (4) zusammenzuwirken.
9. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das elektronische Prozessorelement (4) wenigstens eine eindeutige Kennung aufweist,
wobei die Kennung bevorzugt schreibgeschützt ist.
10. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung gemäß mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verarbeitungseinrichtung (3) für strangförmiges Material (2) mit wenigstens einer
Speichereinrichtung (1) zusammenwirkt,
dass die Verarbeitungseinrichtung (3) wenigstens ein strangförmiges Material (2) zu
einem Produkt verarbeitet, wobei dieses Produkt einer weiteren Speichereinrichtung
(1) zugeführt wird,
dass eine dieser Verarbeitungseinrichtung (3) zugeordnete Leseeinrichtung (5) wenigstens
zeitweise mit einem der Speichereinrichtung (1) zugeordneten elektronischen Prozessorelement
(4) zusammenwirkt,
und dass diese Leseeinrichtung (5) Materialparameter zu dem Produkt und zu den Vormaterialien
an das elektronische Prozessorelement (4) der Speichereinrichtung (1) überträgt, welcher
dieses Produkt zugeführt wird.
11. Verfahren zum Betrieb einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
diese Leseeinrichtung (5) auch Betriebszustände der Verarbeitungseinrichtung (3) und/oder
Messwerte an dieses elektronische Prozessorelement (4) der Speichereinrichtung (1)
überträgt, welcher dieses Produkt zugeführt wird.