阅读说明：本技术 控制用于在纺纱厂中运输条筒的运输载具的方法以及用于执行该方法的运输载具 (Method for controlling a transport vehicle for transporting a can in a spinning mill and transport vehicle for carrying out the method ) 是由 J.斯劳彭斯基 J.切尔诺赫斯基 M.诺瓦克 于 2020-03-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于控制运输载具的方法,所述运输载具用于在纺纱厂中、在用于将条子沉积在筒(2)中的填充站(3)与纺纱机器(4)的工作站处的筒(2)的工作位置之间确切地运输一个条筒(2),这保证了向纺纱机器提供具有条子的满筒(2)。基于来自纺纱机器(4)的与纺纱机器(4)的各个工作站处的筒(2)中的条子的剩余量有关的信息、或者基于与操作员在纺纱期间对筒(2)的移除有关的信息来生成针对在纺纱机器(4)的相应工作站处进行筒(2)更换的请求,所述信息被传递到纺纱厂的控制系统(5),所述控制系统(5)在该请求的基础上来预测由运输载具(1)将筒(2)输送到相应工作站的时刻,并且所述请求被放置在请求队列中,针对纺纱机器(4)的最大利用率、关于运输载具(1)的当前位置和工作活动来优化所述请求队列,由此为了控制各个运输载具(1),对来自定位系统的数据/信息、以及来自运输载具(1)的数据/信息进行评估和处理。本发明还涉及一种用于执行上述方法的运输载具。(The invention relates to a method for controlling a transport vehicle for transporting exactly one can (2) in a spinning mill between a filling station (3) for depositing slivers in the can (2) and a working position of the can (2) at a working station of a spinning machine (4), which ensures that the spinning machine is provided with a full can (2) with slivers. Generating a request for a cartridge (2) change at a respective workstation of the spinning machine (4) based on information from the spinning machine (4) about the remaining amount of sliver in the cartridge (2) at the respective workstation of the spinning machine (4) or based on information about the removal of the cartridge (2) by an operator during spinning, said information being transmitted to a control system (5) of the spinning mill, said control system (5) predicting the moment of transport of the cartridge (2) by the transport vehicle (1) to the respective workstation on the basis of the request, and said request being placed in a request queue, said request queue being optimized with respect to the maximum utilization of the spinning machine (4), with respect to the current position and working activity of the transport vehicle (1), whereby data/information from a positioning system, for controlling the respective transport vehicle (1), are, And data/information from the transport vehicle (1) are evaluated and processed. The invention also relates to a transport vehicle for carrying out the method.)

控制用于在纺纱厂中运输条筒的运输载具的方法以及用于执 行该方法的运输载具

技术领域

本发明涉及一种用于控制运输载具的操作的方法，该运输载具用于在纺纱厂中、在用于用条子（sliver）来填充筒（can）的填充站与纺纱机器的工作站处的筒的工作位置之间来运输条筒（sliver can），这确保了为纺纱机器提供条筒。

此外，本发明涉及一种用于执行上述方法的运输载具。

背景技术

纺纱厂操作的自动化是用于消除二次工作时间的重要手段，这主要与在生产条子的预备纺纱机器与该条子对于其是待处理的输入半成材料的纺纱机器之间对条子进行处置和运输有关。

纺纱机器的生产率的增加与针对要在纺纱厂中的条筒中运输的条子的增加体积的要求直接相关。为了运输它们，使用运输带式输送机或单独的运输手推车（trolley）。通常由纺纱厂的控制单元、根据所耦合的预备纺纱机器和纺纱机器的要求和可能性来对这些运输工具的移动进行自动化和组织。

在该过程中，将最初的圆柱形筒转换成通常采用圆角长方体（rounded cuboid）形式的非圆形筒，该圆角长方体的宽度基于纺纱机器的各个工作站的空间可能性，这些工作站沿着长纺纱机器的长度以较大数量而布置。在节省时间方面，至关重要的是增加运输工具一次能够携带的条筒的数量。

这种运输工具现在可以携带例如八个筒，并且在单个循环中可以为纺纱机器的若干个工作站服务，该运输工具将满筒递送到这些工作站，并且带着空筒返回到预备纺纱机器。纺纱厂可以具有若干个这种运输工具。

在EP877107B2中描述了这种类型的纺纱厂的典型布置、以及用于在生产条子的至少一个预备纺纱机器与处理该条子的至少一个纺纱机器之间移动筒的方法。纺纱厂被提供有以如下这种方式布置的轨道：该轨道允许在这些机器之间对一排已知的筒进行电动机驱动的转移，该筒在示例性实施例中是在平面图中为矩形的非圆形筒。在所示的示例性实施例中，五个筒被放置在被装载在货车（wagon）上的公共架中。货车和筒架的数量由纺纱厂的大小来确定，纺纱厂的大小即条子制造机器的数量和纺纱机器的数量。纺纱厂中还布置了一仓库，在其中临时存放空筒和满筒两者。

在所示的优选实施例中，在机器与仓库之间布置有圆形轨道，用于对货车的电动机驱动的移动，该电动机驱动的移动例如可以被实现为纺纱厂地板中的感应线或超声或红外引导系统，它们沿着纺纱机器的工作站、沿着临时筒仓库、以及沿着用于用条子来填充筒的填充区域而设置，该填充区域与预备纺纱机器相关联。具有其中存在空筒的架的货车停在筒填充区域附近，于是，筒架从该货车被移动到填充区域的滑动输送机的第一等待站。该筒架通过滑动输送机从第一等待站移动到填充区域，在该填充区域中，随后用条子来填充该筒，并且具有满筒的架被移动到第二等待站。同时，被腾空的货车移动到第二等待站，具有经填充的筒的架被转移到该第二等待站，该架然后沿着圆形轨道被移动到纺纱机器的空的工作站，满筒被转移到该工作站。运输未使用的满筒和装载的空筒，并且在适当时将它们放置在临时筒仓库中。在预备纺纱机器的滑动输送机上，可以同时在一排中放置三个筒架，这增加了填充速度，并且因此增加了纺纱厂的产量。筒操控的整个操作由中央控制单元来控制，该中央控制单元连接到预备纺纱机器、纺纱机器、临时仓库和货车。

DE 3621370公开了一种用于借助于运输手推车、在生产条子的纺纱机器（例如，梳理机（carding machine））与处理条子的纺纱机器（诸如，拔丝机（drawing machine））之间输送至少一个筒的设备，在该运输手推车上，布置了筒装载设备和筒卸载设备，由此装载和卸载设备具有用于使筒相对于运输手推车移动的输送元件。在基本实施例中，筒被装载到手推车的平台上，在替代实施例中，筒被配备有轮，在该轮上，筒在纺纱厂的地板上行进。手推车被设计成用于笨重的圆柱形筒，并且其筒处置部件使该筒保持从侧面抵靠着彼此，使得这增加了它们的宽度，并且因此这些部件不适合用于处置纺纱机器的筒，这些筒以它们之间的非常小的距离被布置在纺纱机器下方，无论这些筒是圆柱形还是非圆形的。圆柱形筒通常一个接一个地以两排被布置在纺纱机器的工作站处。

DE4324105描述了一种解决方案，其中在满筒上提供了盖，以在更换期间处置该满筒。然而，该设备非常复杂，包括用于将筒转到更换位置中的转台（turntable），并且滑架（carriage）的移动仅在导轨上可移动，这在纺纱厂的装备上带来了附加的成本。

CZ280704公开了一种用于若干个非圆形筒的运输滑架，这些非圆形筒以其垂直于滑架移动的方向而延伸的纵向轴线被布置在滑架上。在滑架上，存在针对筒的一个自由空间，在纺纱机器的工作站处的筒更换期间，空筒借助于滑架被转移到该自由空间中，并且然后满筒从滑架被移动到纺纱机器下方的闲置空间。滑架路线由内置在纺纱厂地板中的感应回路来确定。该解决方案的缺点包括滑架的大尺寸的问题，滑架的大尺寸需要机器之间的相对大的处置空间，并且包括如下事实：尚未发现非圆形的喷筒（watering can）如预期的那样在纺纱工业中有这样的广泛应用。对于传统的圆形筒而言，这种操控方法似乎不经济，因此在该领域中的技术解决方案还是未知的。

因此，本发明的目的是提供一种经济上有利且技术上简单的系统，该系统用于利用灵活导航来确切地运输一个圆柱形条筒，以便向纺纱机器提供在预备机器上生产的条子，而无需安装单独的轨道并且无需对纺纱厂地板的改造。

本发明的另外的目的是提供一种用于执行该方法的运输载具。

发明内容

本发明的目的是通过一种用于控制纺纱厂中的运输载具的方法来实现的，其原理在于：在纺纱机器的相关工作站处更换筒的请求基于来自纺纱机器的与纺纱机器的各个工作站处的筒中的条子的剩余量有关的信息，或者基于与操作员在纺纱期间对筒的移除有关的信息，其中筒更换请求被传递到纺纱厂的控制系统，该控制系统在该请求的基础上来预测由运输载具将筒输送到工作站的时刻，并且将该请求存储在请求队列中，由纺纱厂的控制系统关于各个运输载具的当前位置和工作活动来优化该请求队列，由此来自纺纱厂的纺纱定位系统的信息和来自运输载具的控制单元的信息被纺纱厂的控制系统处理以控制每个运输载具。该系统的优点是大大增加了对各个运输载具移动的控制的灵活性，这导致在改变货物的处理范围的范围方面实现了更高的效率，例如，当切换为经处理纱线的较粗纱线数量时，这通常需要增加数量的运输载具。而且，当改变纺纱厂配置时（例如，当安装附加的新机器时），可以非常容易地适配用于控制运输载具的方法，以尽可能最大程度地符合新的要求。

根据本发明的纺纱厂的定位系统的特定实施例包括：具有相对于纺纱厂基础设施的已知位置的多个固定导航点/锚点，其中每个运输载具被提供有用于与导航点/锚点进行通信的应答器，以监测运输载具相对于纺纱厂基础设施的位置、方向和速度，由此关于该运输载具的速度、方向和位置的信息被传输到纺纱厂的控制系统，并且以此为基础，在纺纱厂的控制系统中生成用于运输载具的驱动和其他操作的命令。因此，运输载具（要么是空的，要么确切地具有一个筒）能够仅仅基于根据先前段落的来自定位系统的信息、以及基于与纺纱厂的控制系统的直接无线通信，来在纺纱厂的地板上移动，由此，筒也在纺纱厂的地板上移动，并且关于运输载具或筒，不需要对纺纱厂的地板进行修改。

关于这一点，如果基于与在填充站处被填充到每个筒中的条子的量有关的知识（该知识单独地针对每个筒而被存储在纺纱厂的控制系统的存储器中）而在纺纱厂的控制系统中生成了与通过纺纱机器的各个工作站的筒中的条子的剩余量有关的信息，则这是有利的，并且在将筒放置在纺纱机器的工作站处的工作位置中的时刻处，与该筒中的条子的量有关的信息被传递到相应纺纱机器的控制系统，该控制系统在该信息的基础上从筒更换的时刻开始监测每个工作站的经处理的条子的量，并且维持与该筒中的条子的剩余量有关的信息，该信息被传递到纺纱厂的控制系统。

根据细纱（spun yarn）的量/长度和/或条子馈送辊（feeding roller）行进的距离，在工作站处监测正在处理的条子的量。基于该信息，纺纱厂的控制系统创建针对空筒更换的请求的预测队列。然后，该队列用于计划运输载具的高效移动。

在优选的实施例中，在每次自然断纱（natural yarn break）时通过将最初沉积在喷筒中的条子的量/重量与细纱的量/重量进行比较，来在纺纱机器的控制系统中生成与筒中的条子的剩余量有关的信息，并且如果这些值之间的差在接近零的预定间隔内，则生成在相应工作站处进行优先筒更换的请求，该请求被传输到纺纱厂的控制系统。

如果筒完全或几乎完全是空的，或者筒已经***作员移除，则在纺纱机器的控制系统中做出优先筒更换请求，在纺纱厂的控制系统中，该请求被放置到针对工作站的筒更换的请求队列中至优先位置。这将使针对满筒的交换加速。

对用于执行上述方法的运输载具的控制的原理在于：运输载具被提供有通信单元，该通信单元具有用于在纺纱厂的控制系统之间进行通信的应答器，该通信单元还耦合到用于与纺纱厂的定位系统进行通信的应答器，并且还耦合到纺纱厂的定位系统和运输载具的控制单元。

为了运输载具的精确引导，如果纺纱厂的定位系统包括具有相对于纺纱厂基础设施的已知位置的多个固定导航点/锚点，则这是有利的，由此导航点/锚点和纺纱厂的控制系统互连/可互连。

该解决方案的优点是整个系统的相当大的灵活性。当改变纺纱厂的配置时，固定导航点/锚点可以自由移动，并且它们的新位置会被记录在纺纱厂的控制系统的存储器中。

为了确保在纺纱厂区域内移动的操作员的安全，在运输载具周围形成虚拟接近区域，并且在该虚拟接近区域内形成附近周围环境（near surrounding）区域。如果该接近区域中存在障碍物，则运输载具的速度降低，如果在附近周围环境区域中出现障碍物，则运输载具停止。

为了将运输载具保持在预期路径中，运输载具的控制单元基于纺纱厂的控制单元的指令来单独地控制该载具的驱动轮的操作，以用于它们在指定距离上的行进、以及它们的角度取向。

此外，在纺纱厂的控制系统的指令的基础上，运输载具的控制单元单独地控制左驱动轮的电动机和右驱动轮的电动机的操作，从而监测提供给它们的电流的量值，并且由运输载具的控制单元将电流量值中的任何非预期下降评估为相应驱动轮中的打滑，并且该信息被传输到纺纱厂的控制系统，以调节对运输载具的引导。

为了防止载具电池完全放电，它的控制单元还监测电池单元电压，并且在达到设定的电压限制时，它生成去往充电站的驱动请求，并且将该请求发送到纺纱厂的控制系统。

附图说明

将在附图中更详细地描述本发明，在附图中：图1示出了纺纱厂的系统的方案；图2a示出了载具以及其周围的虚拟区域的图；以及图2b示出了运输载具的视图，其中指示有正在被运输的筒。

具体实施方式

将参考纺纱厂的示例性实施例来描述用于控制运输载具1的方法，该运输载具1用于在纺纱厂中、在用于将条子填充到筒2中的填充站3与纺纱机器4的工作站处的筒工作位置2之间运输条筒2，该纺纱厂包括至少一个填充站3，在填充站3中，用已知的方式将条子沉积在条筒2中。填充站3连接到一个或多个预备机器（例如，梳理机、精梳机或拔丝机）、以及空筒2的存储设备和满筒2的存储设备。纺纱厂中的每个筒2被分配有唯一的标识符，该标识符不可分离地连接到该筒，并且可由填充站和运输载具容易地读取。当用条子来填充筒2时，监测沉积到筒2中的条子的量，并且在填充完成之后，基于筒的标识符来向每个经填充的筒2分配与沉积在筒2中的条子的长度/量有关的各个信息，并且针对相应筒的该信息被存储在纺纱厂的控制系统5的存储器中。

每个运输载具1被设计成确切地运输一个筒2（要么是满的，要么是空的），该筒被提供有其自己的滚动构件以用于在纺纱厂的地板上移动，使得当该筒被处置时，其被运输载具拉动或推动，并且位于运输载具1的移动部件的底面图（ground plan）之外。如图2b中所示，运输载具1被提供有用于捕获和保持该筒的捕获构件，并且如果需要，还被提供有用于所运输的筒2的止动件和支撑构件。

在纺纱厂中，提供了定位系统，该定位系统包含与纺纱厂基础设施有关的信息，即填充站3及其用于筒2的两个存储设备的位置、以及纺纱机器4的位置。纺纱厂的定位系统进一步包括：具有相对于纺纱厂基础设施的已知位置的多个固定导航点/锚点6，这些固定导航点/锚点6和纺纱厂的控制系统5是互连的。导航点/锚点和纺纱厂的控制系统5无线地互连或线缆互连，以传输数据或设置各个导航点/锚点6的功率和无线电信道。在特定的实施例中，以超宽带标准来进行连接。

每个纺纱机器4被提供有连接到纺纱厂的控制系统5的已知控制系统（未示出），该控制系统通常包括用于每个工作站的控制单元，该控制单元被提供有存储器，该存储器用于：在新筒2已经替换了先前的筒并且已经被放置在纺纱机器的相应工作站处的工作位置之后存储与沉积在该新筒2中的条子的量有关的信息。纺纱机器的工作站的控制单元进一步被提供有如下部件：该部件用于监测来自筒2的经处理的条子的量（即，例如细纱的量），和/或用于监测条子馈送辊或条子拉出辊（draw-off roller）所行进的距离，以及用于生成与筒2中剩余的条子的量有关的信息。与筒2中剩余的条子的量有关的信息被传递到纺纱厂的控制系统5。根据纺纱机器的特定布置，相应工作站的控制单元，就是纺纱机器的机器部分的控制单元或纺纱机器的中央控制系统，其可以用于监测筒2中剩余的条子的量。

通常针对每次自然断纱、通过将最初沉积在筒2中的条子的量/重量与细纱的量/重量进行比较，来评估与筒2中的条子的剩余量有关的信息，并且如果这些值之间的差在接近零的预定间隔内，则生成针对筒2更换的请求并且将该请求传输到纺纱厂的控制系统5，控制系统5在该请求的基础上来预测由运输载具1将筒2输送到相应工作站的时刻，由此该请求被存储在请求队列中，针对纺纱机器4的最大利用率、关于各个筒2中的条子的量、运输载具1的当前位置和利用率来优化该请求队列。

如果筒2完全或几乎完全是空的，或者筒2已经***作员移除，则在纺纱机器的控制系统中做出优先筒2更换请求，在纺纱厂的控制系统5中，该请求被放置到针对筒2更换的请求队列中至优先位置。

运输载具1的基本部分是移动部件，在该移动部件中，布置了两个独立驱动的驱动轮，其中的左轮耦合到左电动机，并且右轮耦合到右电动机，并且两个电动机独立地连接到运输载具1的控制单元11，并且被配备有允许控制单元11监测转速和转数的旋转传感器17、以及用于与纺纱厂的控制系统5进行无线通信的部件。运输载具1进一步包括用于与纺纱厂的控制系统、与纺纱厂的定位系统、以及与运输载具1的控制单元11进行通信的应答器12。应答器12是运输载具1的控制单元11的一部分或耦合到该控制单元11。在导航点/锚点6与应答器12之间的无线电（无线）通信的基础上，由纺纱厂的控制系统5基于三角测量来评估运输载具1的位置。运输载具1的控制单元11还包括由陀螺仪、加速度计和磁力计组成的惯性传感器14，并且进一步包括用于监测该运输载具的电池单元的电压的电池管理系统15、以及用于监测向障碍物的接近的距离传感器16（LIDAR），控制单元11借助于该距离传感器16来在载具1周围创建虚拟接近区域Z1和虚拟附近周围环境区域Z2。如果在虚拟接近区域Z1中没有障碍物，则载具1以大约2m/s的全速进行移动。如果障碍物出现在虚拟接近区域Z1中，则降低载具1的速度，降低的量值取决于该障碍物是在移动方向上被经过、还是该障碍物处于运输载具1前方的移动方向上。当经过障碍物时，速度降低较小。如果在虚拟附近周围环境区域Z2中存在障碍物，则运输载具1立即停止。运输载具1的每一个驱动轮的电动机耦合到电流流量计，该电流流量计是控制单元11的一部分或耦合到该控制单元11，并且在电流量值中的非预期减小的事件下、特别是在加速或平稳驱动期间，该事实被评估为相应的轮的打滑，并且关于该事件的信息被传输到纺纱厂的控制系统5，其中该信息用于具体说明运输载具的当前位置。

借助于其控制单元11与纺纱厂的控制系统5的无线通信，运输载具1共享关于电池状况的数据，特别是电池电压的最小值、轮计数器的当前值、以及来自惯性传感器14的由陀螺仪的坐标X-Y-Z、加速度计的X-Y-Z和磁力计的X-Y-Z形成的数据。为了高效的数据通信，不断地传输来自传感器的数据，并且根据请求传输电池数据。在相应的事件处，立即传输关于接近障碍物的数据和关于临界电池电压的数据。由于电池单元的电压下降，运输载具1的控制单元11向纺纱厂的控制系统5生成请求以驱动至充电站。

纺纱厂的控制系统5可以集成到纺纱机器4之一的控制系统中，并且固定导航点/锚点6可以位于纺纱机器4的框架上，由此必须维持导航点/锚点6与该机器的金属部分的足够距离以免影响锚点天线6的参数，这是例如通过使用塑料支架（holder）来实现的。

基于来自纺纱厂的控制系统5的命令，运输载具1的控制单元11通过以某个角度改变取向的命令和/或在指定距离上行进的命令，来控制左轮驱动电动机的旋转和右轮驱动电动机的旋转，从而沿着已经由纺纱厂的控制系统5选择的最佳路径来引导运输载具1。类似于工业机器人技术的PTP（点对点）定位，由纺纱厂的控制系统5来评估到达期望位置。针对预期路径的每个点指定一区，并且如果运输载具到达了该区，则将其位置评估为已履行。这些区是圆形的，例如当运输载具1绕过障碍物或到达期望的最终位置时，或者这些区是矩形的，例如当运输载具1经过机器之间的过道时，其中纵向方向中的误差不如横向方向中的误差那么严重。

基于与通过纺纱机器的各个工作站的筒2中剩余的条子的量有关的信息，或者基于与操作员在纺纱机器的特定工作站处对筒2的移除有关的信息，纺纱机器4生成针对在相应工作站处进行筒2交换的请求，并且将该请求传递到纺纱厂的控制系统5。在该请求的基础上，纺纱厂的纺纱系统5预测由运输载具1将筒2输送到纺纱机器4的相应工作站的时刻，并且将该请求与关于输送该筒2的时刻的信息存储在纺纱厂的控制系统5的存储器中的请求队列中。针对纺纱机器4的最大利用率、关于运输载具2的当前位置和工作活动来优化针对筒2的更换的请求队列，由此为了控制各个运输载具（1），对来自纺纱厂的定位系统的数据/信息、以及来自运输载具（1）的数据/信息进行评估和处理。

通过运输载具1与固定锚点6之间的相互通信来监测运输载具1相对于纺纱基础设施的位置、方向和速度，关于它们的信息被传输到纺纱厂的控制系统5，并且在该信息的基础上，在纺纱厂的控制系统5中创建用于运输载具1的运输和其他活动的命令。

工业适用性

本发明可以用于对纺纱厂中的筒的更换进行自动化。

附图标记列表

1 筒的运输载具

11 运输载具的控制单元

12 运输载具的应答器

14 惯性传感器

15 电池管理系统

16 （一个或多个）距离传感器（LIDAR）

17 电动机旋转传感器

Z1 虚拟接近区域

Z2 虚拟附近周围环境区域

2 筒

3 条子到筒中的填充站

4 纺纱机器

5 纺纱厂的控制系统

6 固定导航点/锚点