CN1261323A - 用于把股状的卷绕物卷取到卷筒上的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

股状的卷绕物(WM)连续地被输往一个卷筒(SP),其中,卷绕物(WM)的位置通过至少一个电视摄象机(VC)被观测,其中,如此得到的、关于绕层的数据被输往一个计算单元(CU),该计算单元(CU)使导向装置(FE)得到相应的调整,以卷筒轴(AX)为基准,沿径向看,分别为新的卷层(WL2)的至少两个匝(WD22、WD23)确定这些匝的顶点的位置并且在这些顶点相对于额定值有误差时,对卷绕物的输送进行调整。

Description

用于把股状的卷绕物卷取 到卷筒上的方法和设备
本发明涉及一种用于把股状的卷绕物卷取到卷筒上的方法，其中，卷绕物被连续输送，并且其中，卷绕物的位置通过至少一个电视摄象机被观测并被记录并且为此获得的、关于绕层位置的数据被输往一个计算单元，该计算单元使对卷绕物的输送得到相应的调整。
EP-B1 0 043 366公开了此种方法。一个做为用于观测的第一测量装置用的、大致是切向或径向面对绕层的电视摄象机检测被一个探照灯照明的卷层。届时，借助该电视摄象机，最后被卷绕的匝的匝边缘的位置被确定，并且该位置在位于距卷绕物的相遇点尚有一个确定的卷筒转角的点上。此外，还设有一个用于检测卷筒的相应的变换位置的第二测量装置和一个用于卷绕物的传感器。从两个测量装置的测量数据中计算出相对位置，即卷筒和用于卷绕物的导向装置在卷筒为了保持上升角旋转前面提及的卷筒转角后必须达到了的相对位置。一个控制装置用于保持恒定的、用于在每个卷层内敷设匝的上升角。
本发明的任务在于简单地确保误差得到尽可能快和有效的修正。在本文开始所述种类的方法中，解决以上任务的技术方案在于，沿径向看，以卷筒轴为基准，分别为新绕层的至少两个匝确定这些匝的顶点的位置，并且在这些顶点值相对于额定值有误差情况下，减少该误差的调整在输送卷绕物时被进行。
在卷绕过程中或许出现的误差可如此简单和可靠地被断定，因为顶点所提供的信息比在现有技术中所用的匝边缘所提供的信息精确许多，并且也更能说明问题。
发明的一个特别优选的实施形式在于。由于最后的匝的顶点值的在最后的匝升位时所产生的、相对于前一匝的顶点值的误差，对输送的调整以加大与前一匝的侧部距离方式被实行。
发明的另一个特别优选的实施形式的特征在于，沿平行于卷筒轴的方向看，在相遇点的范围内分别为新绕层的至少两个匝确定这些匝的顶点的间距并且由于在前一匝和最后的匝之间出现间隙时造成相邻的顶点之间的距离有所增大，对输送的调整以缩短最后的缆匝与前一缆匝之间的侧部距离的方式被实行。
本发明还涉及一种用于把股状的卷绕物卷取到卷筒上的设备，其中，卷绕物经由一个导向装置被输送，该导向装置使卷绕物在卷筒上的卷层如此地发生变化，在应用一个用于检测卷层的电视摄象机的情况下使卷绕尽可能均匀地进行，所用的电视摄象机把被自己检测到的、关于绕层的数据输往一个计算单元，该计算单元使导向装置得到相应的调整，其中，设卷取设备的特征在于，设有一个产生至少对最后的卷层的各部进行照明的光带并且检测用的电视摄象机是如此设置的，使电视摄象机大致在相遇点的部位(卷绕物触及到位于其下方的卷层上的地方)上确定被照明的卷层的状态。
本发明提供的可能性在于，通过相应的照明，特别是光带照明，匝和卷筒法兰-在匝接近法兰时-可同时被检测并据此使当前的匝距法兰的瞬时距离实际上变得可被确定。
在从属权利要求中描述了发明的实施形式。
下面借助附图详细说明本发明及其实施形式。附图所示为：
图1用于实施发明的方法的设备的示意图；
图2图1所示的设备的一部分的立体图；
图3用图1和2所示的设备为确定的电缆分布得到的亮度分布；
图4卷层内部的干扰或不均匀性的图示；
图5拍摄到的摄象图象-其中有卷层的确定的分布的分析评定窗；
图6属于图5的光强分布；
图7从光强变化中得出的、经过滤光的轮廓曲线；
图8图7所示的轮廓曲线及一个分析评定窗；
图9从图8中得出的高度直方图；
图10最大的象素值的分布与缆匝的位置的关系；
图11用于不同的缆匝的轮廓曲线；
图12用于图11所示的不同的匝层的高度直方图；
图13为不同的匝层找到高度水平；
图14接近法兰时的轮廓曲线；
图15从图14中推导出的、经过变换的轮廓曲线；
图16从图15中得出的位置直方图；
图17继续接近法兰时的轮廓曲线；
图18从图17中推导出的位置直方图；
图19用于实施发明的方法的设备的构成单元的示意图；
图20电缆借助导向装置上升到卷筒上的俯视图；
图21在电缆从侧部被输送的情况下，摄象机、照明装置和导向装置的配置立体图。
在图1中，横向于卷轴AX地示出了卷筒或滚筒SP的断面图，其中卷筒或滚筒SP的内筒用标号IZ表示。卷绕物WM单层地或最好多层地被卷取到卷筒SP上，其中，卷绕物尽可能贴紧地和均匀地被卷取到卷筒上，即在相邻的层之间既不出现间隙，又不出现卷绕物升位现象是合乎人们的期望的。卷绕物可为线状、股状、管状或其它形状并具有圆形的断面。以下的出发点是，作为卷绕物，电缆或光缆被卷取。此外，在本实施例中还假设，在滚筒TR上，已经卷有一完整的卷层(第一卷层)WL1，而以电缆WM作为卷绕物，第二层WL2目前正被连续地卷绕。电缆WM在点AP处与位于其下方的第一卷层WL1相遇，点AP大致相当于与由电缆WM构成的下层WL1正切。就是说，在该点(相遇点)处，经由导向装置FE被输送的卷绕物第一次接触到业已存在的位于下方的绕层WL1或在隔有第一层的情况下接触到内筒IZ。
往往由木材构成的卷筒(譬如电缆滚筒)SP通常具有两个侧部法兰，在本实施例中只能看到其中的后法兰，即FL1。在相遇点AP的上方设有一个光源LS，该光源LS使一有利地辐散的光带LB照明电缆WM。光带LB应被选得宽于卷绕物WM的直径或者宽度并且至少等于卷绕物WM的宽度的两倍，最好是至少等于卷绕物宽度的四倍。最好是把激光用作光源LS，因为这样可使光聚成精确的高锐度光束。
特别是在卷筒比较窄的情况下还可做到的是：照明在相遇点AP的范围内是如此进行的，即左方的法兰和右方的法兰均一直得到照明，位于这两个法兰之间的缆匝当然也得到照明。这就是说，光带的宽度则被选择得稍宽于卷筒的宽度。在该情况下，光带LB连续地沿轴AX随卷绕物WM的相遇点AP移动是没有必要的。固定地设置光源LS就够了，该固定光源LS以其宽的光束一直对整个宽度，包括卷筒SP的两个法兰在内进行照明。如果一个固定的光源LS被采用，则该光源LS相宜地大致上位于卷筒SP的中央部位，这就是说，至卷筒的左方的法兰的距离和至卷筒的右方的法兰的距离被选得大致相同。
如果照明在相遇点AP的范围内只覆盖缆匝的一部分，则光源LS可进行连续跟踪，相宜的跟踪措施在于，该光源LS与导向装置FE机械连接，譬如通过在图中用点划线表示的杆HS进行连接。据此，在花费不多的情况下可确保光源LS的自动跟踪并可确保光源可靠地对准相遇点AP的范围。该运动过程基本上平行于垂直于绘图平面伸展的卷筒轴AX进行，据此，光源LS与相遇点AP之间的距离基本上被保持恒定。
此外，在对相遇点AP周围的部分区域进行照明的情况下(如在实践中通常所实现的那样)，如果滚筒的横贯运动通过卷取装置本身被生成，则导向装置FE、与导向装置FE相连的光源LS和电视摄象机也可为固定结构。那么，只有卷绕过程中的所述缺陷通过导向装置的相应的快速修正运动被消除。
如果若干卷层被卷取，则相遇点AP和光源LS之间的距离缩小一些。在光源LS距相遇点AP的距离足够大，最好是至少1至2米的情况下，上述的距离缩短一般也就没有什么意义。在电缆卷包的直径随卷层的增多不断加大的情况下，光源LS或许附加地根据卷层的增多连续或分档次地沿光束LB的照射方向的反向被向外移动，使光点的或者光带的宽度和其在摄象机视场中的位置基本上保持恒定。如使照明也能一并覆盖法兰，光源LS无论如何应位于相应的法兰(譬如FL1)的最外缘之外。
也能设置一个以上的光源，譬如两个光源，这两个光源中的一个光源对绕层的大致一半(卷筒的一半宽度)外加一个法兰进行照明，而其中的另一个光源对卷层的另一半和对面的那个法兰进行照明。这两个光源的结构也可在于，这两个光源的光带具有相同的长度并且套合地被投射到电缆的相遇点AP的范围上。在采用一个固定的导向装置的情况下，可特别有利地采用上述双光源结构。在电视摄象机根据滚筒的横贯运动方向转向时，电缆的相遇点AP保持在同一图象位置上。
为了可靠地辩认出法兰，须指出的是，特别是木质滚筒的法兰面往往不是面平行于旋转轴伸展的。因此，在本实施例中，光源和电视摄象机不是正交于法兰面，而是相宜地分别成对地最好呈5°的倾斜角。据此，可防止光带在法兰处或许受到屏蔽。在看到滚筒的情况下，用右侧的光源照明左法兰侧并用左侧的光源照明右法兰侧。特别是如果卷筒具有很大的宽度，则设置三个和三个以上的光源也是可以想象的。这些光源是相宜地固定设置的。
在相遇点AP处示出了一个三维的座标系，其中，Z方向相当于与下层WL1正切，即沿圆周方向伸展。相对于旋转轴AX，Y方向沿径向向外伸展，而X方向平行于旋转轴AX伸展。为了确保理想的光学成象，光带LB的沿Z方向的宽度应尽可能地小。光带的沿Z方向的，即光带LB触及到卷绕物WM的上部轮廓时的宽度的范围为0.5毫米和5毫米之间，特别为1毫米和3毫米之间。
因为沿Z方向的光带应尽可能地窄，所以光带LB的光束轴和径向Y之间的夹角α被选得最好不大。也因其它缘故，角度值α在10和60°之间是相宜的，该值在30和40°之间，特别是35°左右是特别有利的。
在实践中，光源LS的照射方向是如此定位的，即照射方向基本上大致沿径向伸展，即朝向滚筒的旋转轴AX。据此，在电缆卷包直径加大时，即在卷取的匝数增大时，相遇点基本上位于一条贯穿的线上。据此，还可达到如下结果，即相遇点AP基本上一直被照明并被检测。该相遇点AP一般位于比图1所示的位置更靠左一些，因为被输送的卷绕物WM不是切向或水平输送的，而是基本上自下倾斜向上输送的。
通过沿X方向伸展的、沿Z方向很窄的光带，在卷绕物WM的表面上产生发光的弧状的光点，这些光点可被一个电视摄象和VC扫描。该电视摄象机VC的通过一个透镜LE表示的光学系统的取向准则在于，该光学系统可检测上述通过光带LB在卷绕物WM的表面上产生的弧状亮线。前面所述的、关于光源的设置准则也适用于电视摄象机的设置，这就是说，电视摄象机可以是固定设置的并且在该情况下，必须能从一个法兰至另一个法兰检测卷绕物的整个宽度。固定地并列设置多个电视摄象机也是可能的，在这些电视摄象机中，每个电视摄象机只检测绕层内的一个相应的部分。最后，只设置一个只检测卷层内的一部分的电视摄象机也是可能的，该电视摄象机做与导向装置FE同样的移动。这是通过从光源LS出发的、固定的支承臂HV实现的，支撑臂HV象前述带动光源LS的支撑臂HS那样，带动电视摄象机做连续的机械移动。此外，电视摄象机也可连同光源为固定结构，其前提条件是，滚筒本身做横贯运动。
涉及径向Y，电视摄象机VC的光束轴应相宜地呈0°和60°之间的角度范围β伸展，其中，由于更好的光学特性，最好采用0°角。根据情况也可有利地选用30°和40°之间的角度值，特别是选用35°的角度值。在一般情况下，选择的角度α和β不一样大是相宜的，因为，从光学角度看，这样使分析评定变得更为顺利。如此地选择合计角度(α+β)，即有利地得到10至60°左右的，特别是35°左右的角度值是相宜的。
那些具有很高的分辨率的摄象机，特别是所谓的CCD摄象机被优选地用作电视摄象机。电视摄象机VC所提供的光信息被电视摄象机VC输送一个计算单元CU，分析评定在该计算单元中连续地进行并从计算单元CU中把相应的控制信号发给导向装置或布线装置FE，以便在调整回路的意义上达到对卷绕物WM的最佳导向。
为了搞清各方面的关系，现参见图2，在图2中以立体的形式放大地示出了相遇点AP的范围内的关系。通过光源LS的示意表示的光带LB(该光带沿卷绕物的Z方向只有很窄的宽度)，在上卷层WL2的缆匝WD21至WD23上形成用标号LP23、LP22和LP21表示的、弧形的高度轮廓线。具有缆匝WD11至WD15的下卷层WL1同样产生两条亮的高度轮廓线，由于是立体示图，只能部分地看到最外的那条用标号LP15表示的高度轮廓线。此外，光带LB在法兰FL1的范围内产生一条基本上直地伸展的线LPF。这些条高度轮廓线的位置和走向在图1所示的计算单元CU中被分析评定并可简单地用于对卷包状态进行精确检测并可简单地用于产生一个相应的调节参数。在图2中所示的，弧形的高度轮廓线LP21至LP23、LP15和LDF(虽然在图中是黑体示出的)实际上是亮的光反射点，即高光强的区域。
在图3中示出了，确切地说，是为了图1所示的XY平面示出了所属的灰度值图象，该灰度值图象是在对电视摄象机VC的行扫描进行分析评定时得到的。电视摄象机的行扫描本身相宜地沿X方向进行并且为了图2所示的实施例，从上卷层WL2的亮的高度轮廓线LP21、LP22和LP23中得出图3所示的图象信号BD21、BD22和BD23。在其下方可看到下卷层WL1的缆匝WD14和WD15的高度轮廓线LP14和LP15的图象信号BD14和BD15。此外，可见到被检测到亮的线BDF，该亮的线BDF相当于法兰在该处的轨迹并归根到图2所示的亮的光带LPF。
图4以图2和3的图示方式示出了在卷取时的偏差可能性。其中，假设缆匝WD23以距相邻的缆匝WD22不允许大的距离伸展，即在这两个缆匝之间出现用ΔX表示的间隙。据此，卷层不再是靠紧的并且必须产生一个调节量，该调节量尽可能立即重新消除该间隙。如图所示，对靠外的、通过粗的黑划线表示的高度轮廓线和从这些高度轮廓线中得出的光弧或图象弧BD21至23而言，ΔY值分别是大致(即在一般的直径波动等等的范畴内)一样大小的，就是说，在此不会出现升位现象。
如果万一卷取得过密并出现升位现象，则最后的缆匝WD23就会接受用点划线表示的位置WD23*并且所属的、相当于高度轮廓线的光弧就会接受曲线BD23*。所属的高度值ΔY*相对于属于缆匝WD22和WD23的高度值ΔY的误差很大并据此给出一个缺陷显示，至此，升位已经发生或者正在发生。通过一个快的调整过程或者譬如通过对图1所示的导向装置FE的相应干涉，缆匝WD23*可从用点划线表示的位置重新向下被置入到缆匝WD21和WD22所处的平面上，使ΔY值重新相当于预先给定的值并且不再存在不允许的Y偏差。
此外，在图4中还示出了参数ΔF，该参数ΔF表示最后的缆匝WD23距法兰FL1的距离。如果该距离ΔF小于卷绕物的直径或者宽度，则在卷取下一缆匝时会出现升位，但该升位并不是偏差，因为法兰FL1反正已被达到。为了断定这是允许的升位还是不允许的升位，须连续地确定参数ΔY和ΔF并且对这两个参数进行对照，这就是说，分别被分析的是，外绕层内的变化是允许的，还是不允许的。判断用的关键值在于光带的或高度轮廓线的顶点，因为据此，可对位置进行简单的和特别精确的确定。
沿径向看，以卷筒轴AX为基准，分别为新的绕层WL2的至少两个缆匝，譬如WD22、WD23确定这些缆匝的顶点的位置并且当这些顶点相对于额定值有误差时，在对卷绕物进行输送时进行减少该误差的调整。
由于在最后的缆匝升位时造成最后的缆匝WD23*的峰值的大小ΔY*相对于前一缆匝(譬如WD22)的峰值的大小ΔY的误差，所以以加大距前一缆匝WD22的侧部距离的方式对输送进行调整并据此收回升位。
如果沿平行于卷筒轴AX的方向(X方向)看，在卷绕物的相遇点的范围内分别为新绕层WL2的至少两个缆匝WD22、WD23确定这些缆匝的顶点间的距离，则在前一缆匝(WD22)和最后的缆匝(WD23)之间出现间隙时，导致相邻顶点间的距离扩大。根据该信息，对输送的调整以缩短最后的缆匝WD23距前一缆匝WD22的侧部距离的形式被实行并且ΔX被缩小至零。
确定多个相邻的缆匝，如WD21、WD22和WD23的顶点的位置并从中求得被用作额定值ΔY的平均值是相宜的。
用标号D作为电缆直径，在最后的缆匝WD23的顶点沿径向(Y方向)相对于前一个缆匝WD22的顶点的误差超过公差值(最好为电缆直径D的1/20)时，为了尽快地抵消该误差，借助中央控制装置CU有利地生成一个调整信号，该调整信号有利地与顶点的高度差并与电缆直径D成正比。
在最后的缆匝WD23的顶点距前一缆匝WD22的顶点(即沿X方向)的距离相对于额定值D(电缆的直径)的误差超过公差值(最好为D的约1/50)时，为了尽快地抵消该误差，借助中央的控制装置CU有利地生成一个调整信号，该调整信号有利地与测得的、相对于额定值的误差并与直径D成正比。
在图5中，一个电视摄象机的一个如图2和3所示的、针对电缆层的摄象机图象是通过一个由划线构成的边界KB表示的。为了缩短对图象的分析评定时间，在电视摄象机的上述较大的摄象机图象KB中相宜地规定了一个较小的、由划线构成的分析评定窗AF。该分析评定窗AF应包括外绕层的至少两个缆匝以及有利地包括内绕层的至少一个，更好是至少两个缆匝，即最好是包括两个不同的匝层的共四个缆匝。也可有利地包括每一卷层中的三至四个缆匝，据此，投资费用虽有些增加，但也可提高精确性。为了尽可能早地对接近法兰做出辩认，在法兰范围内应相宜地有下绕层的至少两个缆匝被覆盖。
与图2一样，在图5中示出了外绕层的三个被照明的缆匝WD21至WD23的象弧BD21、BD22和BD23。此外，也可见到下绕层的缆匝WD15的亮的象弧BD15和缆匝WD14的象弧BD14的一部分。示图的纵座标相当于相对于电缆滚筒轴AX的径向Y，而X方向平行于电缆滚筒轴伸展，即沿各个缆匝沿其被并排的方向伸展。此外，还假设在缆匝WD23的范围内出现一个以被置于电缆外皮上的标记为其表现形式的干扰ST3，该干扰产生一个附加的光反射，该光反射被电视摄象机拍摄。在分析评定窗AF内，沿Y方向看，高度HO假定为靠内的(较小的)径向距离，而被分析评定窗AF覆盖的部分的靠外的范围用标号hM表示。在其上出现干扰ST3的部位用标号hS表示，而相当于缆匝WD23的光反射的最大距离的距离值(等于峰值)用标号h3表示。
在图6中示出了，确切地说，为相当于缆匝WD23的最大范围(峰值范围)中的线P23的位置X3示出了象点沿Y方向的光强度分布i与高度h的关系，所述的光强度分布i是从电视摄象机的扫描值中得到的。在距hO一定的距离hS时产生图5所示的干扰ST3的光强度值HPS。在更大的高度或者距离h3时出现光强度值HP23的分布。这就是说，为了分析评定，沿Y方向对从X向扫描中得出的光强度值进行列观测。
电视摄象机的行相当于图5所示的Y方向，列相当于X方向。据此，对缆匝的行扫描和对图5所示的光强度值的列分析评定得以简化。
就其幅度而言，两个光强度分布HPS和HP23有很大的区别，因为干扰ST3不是被光带照明的，而是被周围光照明的并据此，光强度弱于本来的、图5所示的、相当于电缆轮廓的光反射BD21至BD23。通过应用一个门限iS，可确保相当于HPS的干扰被选除，而通过反射的电缆表面导致的幅度值HP23供继续分析评定之用。
图7示出了经过清理(即没有缺陷)的、只限定于光弧的相应的象点的最大值，如HP23M的轮廓曲线，其中，与图5一样，高度h是纵坐标并且横坐标是相应的、横向于电缆纵轴的距离值。具有高度h3的点P23具有距离X3并如前所述，是通过对BD23的顶点中的列P23的分析得出的。据此，图5连同图7从整体上示出的是：干扰可如何被遏制并且从图5中如何得到一个图7所示的、经过清理的、更为精确的(通过图7中的更细的轮廓线表示)轮廓曲线，该轮廓曲线几乎完全没有干扰地并从而清晰地和明确地反映被检测的匝层的外轮廓线。
图5中的象弧或亮弧BS21至BD23沿相应的弧的轨迹的分布是不均匀的，而是在确定的部位处，譬如也因压制或类似原因有更强的反射特性并据此产生更亮的光反射。这些更亮的光反射是通过象弧的右端部上的加宽表示的。这些本来不希望有的图象构成部分可有利地通过采用高通滤波器在很大程度上予以消除，确切地说，是在对拍摄的高度轮廓线继续进行分析评定之前予以消除。通过该事前滤波，得到大致均匀的象分布，就是说，图5中的加宽消失，即附加的干扰成分，如BD23R几乎完全被消除。通过特别是借助一个线性的高通滤波器对光强度值的事先滤波，可使寻找的轮廓的棱角过渡变得更加明显并可在很大程度上消除在分别拍摄的图象中的亮度波动。据此，图6中的譬如光强度分布HP23得到陡峭得多的边沿并从而使对高度值，譬如h3的更加精确的确定成为可能。
现可从图7所示的经过清理的轮廓曲线中确定轮廓KT21至KT15中的每个轮廓的相应的最大值(顶点的峰值)的精确位置。为此，可采用所有的、公开的、用于确定最大值的方法，如微分法、对相继的测量点的差值的确定方法等等。下面描述用直方图确定最大值的方法。
相应的、相继的轮廓点的在图7中示出的相对高度被登在轮廓曲线的一个表中，就是说，在图7中示出的、贯通的曲线实际是一个高度表中的分立的单个值序列并且这些分立的单个值分别与所属的X值相关。
在图7所示的经过清理的轮廓曲线被建立之后，图8所示的较小的分析评定窗AF1沿该轮廓曲线被移动。图8所示的分布状况与图7所示的相同，即纵坐标指的是高度h，横坐标指的是距离X。或许一直尚存在的干扰，即那些通过涉及图6所示的措施仍不能完全被消除的干扰用标号ST81和ST82表示。假设沿图8所示的轮廓曲线连续或步进地被运动的扫描窗眼下正处在缆匝WD21的轮廓KT21上。为了在轮廓曲线中确保涉及单个缆匝的分析评定，分析评定窗AF1的宽度(其优先选择范围为约0.3至0.7D，有利的为0.5D)窄于电缆直径D。
据此得到一个在图9中示出的高度直方图，在图9中，纵坐标表示具有相同高度的点的数量n并且横坐标表示高度h。对缆匝WD21而言，从图8所示的对轮廓曲线的步进扫描中得出图示的，用标号HD21表示的直方图分布。高度值的该分布的最大值HD21M被写入一个相当于图10的表中。为清晰起见，在图10中标明了三个通过X表示的最大值，在这三个最大值中，平均值(通过求平均值)被标为PD21M并相当于最大值(缆匝WD21的顶点)的位置X1。该值X1被标入图10或者被写入一个表中，其中，纵坐标表示相遇数，而在X轴上列入了相应的最大值的相应值X1至X3，即相邻的缆匝的顶点。
在图9中附加地为缆匝WD15(扫描窗位于位置AF1*中)标绘了直方图HD15，但该直方图HD15具有一个较低的h值，因为该直方图配属于下卷层WL1。从中确定缆匝WD15的峰值X5。
据此，以示意图的形式得出了相遇值nmax之和的曲线、经过清理的、如在图10中所示的轮廓曲线，其中，在纵坐标上标出了出自图9的nmax值，而横坐标反映所属的X值。缆匝WD21的最大值是用标号PD21M标示的并与具有相同的横坐标(X1)的图8相对应。同样的情况适用于缆匝WD22和WD23，其中可看到，X1和X2(WD22的峰值)之间的距离ΔX12及X2和X3(WD23的峰值)之间的距离ΔX23是同样大的，就是说，这些缆匝合乎规范地相互并排相互为邻地处在一个绕层内。此外，在正确地卷取时，ΔX12和ΔX23还相当于电缆直径D，电缆直径D也有利地存储在中央的计算和控制单元CU中并可一并供分析评定之用。
通过轮廓KT15(等于缆匝WD15)表示的下匝层虽如通过PD15表示的那样为nmax提供一个类似的值，但位置X5与位置X3的差别很大，差了ΔX35，这就是说，ΔX35是与外匝层WL1内部的相邻的缆匝的位于前方的值ΔX12和ΔX23基本不同的。作为缆匝WD14的轮廓KT14的剩余，PD14的较小的值是不重要的。通过不同的高度值h1和h2(参见图13)，可明显地区别下匝层WL1的值和上匝层WL2的值。只有现实的卷层的缆匝，即具有大致相同的高度(h2)的峰值在检查卷列的范畴内用于确定距离。
为了缩短分析评定时间，从上一个被算出直方图中确定分别是新的、图9所示的直方图。为此，位于扫描窗末端的象素的新的高度值被绘入直方图并且位于扫描窗始端的象素的高度值从直方图中消失。
对图9所示的幅度值的存储是在一个最大值表中进行的，就是说，相应的合计值nmax和所属的高度值h连同X值X1至X5一起被存储，或者被写入一个寄存器中。
在分析评定窗AF1的位移过程中，通过最大值曲线与图10中的一个可调的门限nS的比较，各个缆匝的位置(X1至X4)可被相互分离并可被精确确定。干扰ST81和ST82(图8)的或者由此产生的分布ST81*和ST82*(图9)的影响譬如通过一个门限受到遏制，因为它们的合计值nmax大大小于缆匝的nmax值。
在图11中再次示出了图8所示的、经过清理的轮廓曲线，其中，在纵坐标上标的是高度h并且在横坐标上标的是距离X。
该轮廓曲线沿X方向被扫描并且各个高度值被列入一个直方图。在图12中反映了如此得到的高度直方图，在图12中，在横坐标上标的是高度h并且在纵坐标上标的是同样高的象点的数目n。除了由图11所示的干扰ST82和ST81所产生的两个分布ST82*和ST81*之外，还附加地出现了另外两个用标号HDH1和HDH2标示的分布。在对各个分布HDH1和HDH2进行分析评定时，为了分离高度分布并为了确定最大值，相宜地采用了门限，这些门限涉及分布的局部的最小值和最大值。在分布HDH1中示出了这些门限中的第一门限SW11，该第一门限SW11从值n＝0或从最低的n值出发。允许被继续分析评定的只是那些超过该门限SW11(正门限)的n值，譬如分布HDH1在高度h1处出现的矩形就超过了门限SW11。在分布HDH2中规定了相同的、从最低的n值出发的、用标号SW21标示的门限(正门限)。与此相应地，只有分布在高度h2处出现的矩形超过该门限SW21。
此外，还规定了一个在分布HDH1处用标号SW12标示的负门限。直方图的随后的值n必须位于该门限SW12的下方。相同的负门限SW22也出现在分布HDH2中并且只许那些其随后的n值小于预定给定的门限距离SW22的值被继续分析评定。据此，通过采用所述的门限，可确保对高度分布的精确分离并可确保对最大值的精确确定。
在图13中再次示出了如此找到高度h1(为下层WL1)和h2(为外层WL2)与坐标X的关系并且这些高度h1和h2与相应的、被分析评定窗扫描的缆匝的顶点的平均值基本一致。
图14示出在外层接近卷取滚筒的法兰FL1时的轮廓分布h与距离X的关系(即在进行完图5和图6所示的步骤之后)。假设相对于以前的实施例，在外层中又有一其轮廓用标号KT24标示的缆匝曾被卷取。在下层中，前一缆匝SD15只尚有部分是可见的(KT15)，而与之相邻的、触及到法兰FL1上的、具有轮廓KT16的缆匝则是被扫描了的。法兰FL1作为斜线出现并且其原因是在观测角F投影的结果。为了提高精确性，轮廓曲线的所有点的位置根据其高度位置有利地被转换。方程式dx＝-m·hx被用于计算沿X方向的位移，式中，m是在以坐标系(h、x)为基准的情况下法兰轮廓的斜率并且hx是轮廓点在位置X处的高度。
在此转换后，得到一个新的轮廓曲线(经过转换的轮廓曲线)，在图15中示出了这一新的轮廓曲线，其中，法兰现在是作为沿h方向伸展地示出的并且为了与图14区别，用标号FL1*标示。同样被转换了的轮廓曲线用标号KT22*至KT16*标示。该被转换了的轮廓曲线不断地被建立，因为不知道法兰何时出现在视场中。
按照图16，在图15中得到的位置被存入一个直方图并据此得到一个示出了法兰位置XF的位置直方图，其中，法兰位置xF是根据图15所示的经过转换的线FL1*通过直方图的最大值HF1*得到的。
据此，在逐渐接近法兰FL1的过程中，法兰位置xF不断地重新被确定并被用于继续控制卷取过程。
如从图14和图15所得出的那样，X4(外层WL2的最后的、具有轮廓KT24*的缆匝WD24的顶点)和法兰FL1*之间的距离ΔXF尚大于电缆直径D。因此，可继续卷取，直至该距离ΔXF小于电缆直径D的一半。在该实施例中，最后的缆匝已经接触法兰FL1。如果达到该点，则造成新的缆匝的“升位”，但对新的缆匝而言，这是符合人们希望的，因为现在开始卷取新的匝层。就是说，如结合图4所述，这不是错误的升位，而是按人们希望达到法兰位置。
下面须考虑的是，在上述各实施例中总是被假定自左向右伸展的卷绕方向现在自右向左伸展，就是说，横贯方向必须被变换。这可根据具体的敷设方法或者横贯方法相应地被实行。在采用敷设臂或敷设手的情况下，该敷设臂或敷设手不再象以往那样被自左向右运动，而是被自右向左运动。如果用一个作为整体做横贯运动的卷取机替代敷设臂工作，则须在达到法兰后对横贯运动方向进行变换。
由于新开始的匝层的第一缆匝应相宜地沿整个长度贴靠法兰，所以在卷取该第一缆匝所需的时间内，中止横贯过程本身是相宜的。中止横贯过程可在卷取以前的一层的最后的缆匝时开始，经过达到法兰，一直延续到卷完新匝层的第一缆区。就是说，横贯过程在接近法兰的范围内被中止并且该中止要延续此后的一定时间。
图17示出了轮廓曲线KT23至KT26，其中，假设与图14相对照，在外层中曾多卷取了一个缆匝(KT26)。据此，更接近了法兰，使间隙小于电缆直径的一半。据此，必须开始新的匝层，如前所述，开始新的匝层是通过中止横贯过程和随后变换横贯运动的方向发动的。
在用滚筒或卷轴时(在电缆的制作速度稳定不变的前提下)，根据相应的匝的或者卷包直径的位置，得出每转一圈摄象机所摄图象的确定的数量。如果卷包直径变大，则图象的数量也随之变大。此外还须注意的是，在卷绕过程开始时，通过电缆渡越法兰时的导入点造成一种“不连续点”，在其它的匝层上，虽然变得稍有平缓，但也存在此种情况。该“不连续点”导致X坐标在短的时间之后出现变化，而X座标在这“不连续点”之外的普通的卷绕范围内只是很缓慢地发生变化。电缆的或者相应的缆匝的位置仍与图8-16一样地被检测，其中，图18示出了继续接近法兰的状况。在横坐标上标明的是距法兰FL1的相应距离d，这就是说，在继续接近时，在位置直方图中产生分布HP4(＝卷取缆匝WD24)、HP5(＝卷取缆匝WD25)和HP6(＝卷取缆匝WD26)，其最大值间的距离分别为电缆直径D。其中，由于继续接近法兰，距离值d连续缩小。通过采用一个相应的门限SP，能可靠地对位置直方图的相应的最大值进行检测，因为通过该门限可抑制干扰。
“不连续点”标志着新的缆匝的开始，而其下一个“不连续点”表示一个缆匝的结束。那么，为能在与分别卷取的层的相应直径无关的情况下尽可能精确地查明精确的、每转所需的时间，可从那种“不连续点”至下一个“不连续点”被电视摄象机摄制的图象的数量进行计数和记录。因为在一层内，每转的图象数实际上是恒定的，所以提供了一个测量值，该测量值可相对精确地确定卷取一匝需多长时间。该卷取一匝所需的时间可特别有利地用在横贯方向的转换中，因为在此实施例中“升位”是被允许的并且横贯过程干脆被中止一个确定的时间。根据各层的相应的周长变化的该时间从每层的上述卷绕时间中被确定并且在该确定的时间内横贯过程被中止。
在接近法兰时，可从每匝的公开的转一周时间中预先查明，剩余的间隙何时不再能完全容纳分别正被卷绕的缆匝，这就是说，何时进行肯定允许的“升位”。
如果剩余的距离仍较大，譬如为0.8D，则下一个缆匝只稍高于前一个匝层。就是说，为此形成的第一缆匝只比前一缆层高出譬如约0.5D。由于如此形成的下陷会导致在法兰区域出现不再均匀的卷绕结构并且因此，为了避免此下陷，可要求把第二缆匝卷取到存在的、相应下陷伸展的第一缆匝上。在横贯过程中止时，作为第一缆匝，是只卷取一个缆匝还是卷取两个缆匝，该决定取决于前一绕层在剩余距离小于D时的状况。
图18所示的位置直方图示出了相应的缆匝的距法兰的距离，该位置直方图可对上述在法兰区域的升位疑难简单地预先做出决定。
如果据此在图17中，法兰在图8所示的分析评定窗AF1中经先后多次扫描被辩认，则表明缆匝正接近法兰并从该时刻起，上升的电缆距法兰的距离被列入图18所示的位置直方图中。如果上升的电缆距法兰FL1的距离等于电缆的直径，则导致上升的电缆与法兰接触。
如果从图18中可简单确定的、距法兰的距离d小于电缆直径D，则导致横贯过程转向，即随后的卷层沿相反的方向被敷设到前一卷层上。同时，h值也发生相应的变化并且结合图5至18的前述过程重新进行。
图19以示意图的形式示出了发明的电缆敷设设备的基本结构。电缆滚筒SP可在两个止挡AS1和AS2之间进行横贯运动，其中，电缆滚筒SP绕轴AX旋转(在图中没有示出相应的传动和调整装置以及控制装置)。为此，在生产中可采用市场上通用的卷取装置，该卷取装置也可根据发明事后被设置。这种电缆敷设方式的优点在于，能以相应的电缆的在很大程度上在空间中固定的上升点工作。对电缆滚筒SP的横向移动的调节由中央控制装置CU进行。对上升的、在图中没有示出的电缆的机械予紧借助轻紧调节辊被调节，轻紧调节辊的张力也可被中央控制装置CU影响。
对相应的上升点的照明是通过激光器LSA的光进行的，其中，光的取向也是被中央控制单元CU控制的。此外，设有中央供电装置PSU，该供电装置PSU向各个设备部分供以必要的供电电压，其中，从一个控制板STP出发，可对不同的流程进行控制。
一个或多个电视摄象机VC经由一个电子控制装置CTE受到控制并把它的视频信号提供给中央控制单元CU，在中央控制单元CU内进行相当于图5至19的分析评定。控制单元CU还控制不同的伺服驱动装置，这些伺服驱动装置譬如用于使激光器-/摄象机-轴FCA聚焦和用于对各个上升的缆匝WM的导向装置FE进行微调，以便进行均匀的敷设过程或者在到达侧法兰时背离卷筒壁。该微量位移是譬如借助一个导向叉或一个套筒(“电缆手”)进行的，相应的电缆及其上升的缆匝在该导向叉或套筒中得到导向，据此，只可进行少量的，但很快的移动。上升的匝层的具体状况和/或图5至18所示的轮廓曲线被显示在一个显示装置LCD，譬如一个电视荧光屏上。
在图20中，电缆滚筒形式的卷筒SP固定在一个框架RAA上，该框架缓慢沿卷绕方向并且平行于滚筒轴AX地连续被移动。此外，在缆匝的表面上可看到窄的、最好是彩色的光带LBD，其中，在本实施例中，假设卷筒SP的整个宽度被一条相应的、窄的光带照明。如果缆匝象从光带的轨迹LBD中所看到的那样直着上升，则正出现一个误差(等于与相邻的缆匝之间的间隙Δx)，这应触发一个相应的修正过程。由于框架RAA连同整个电缆滚筒SE以均匀的速度沿轴AX被运动，所以该框架RAA不适于在敷设中做短时的、快速的变化。导向装置FE可作此用，在本实施例中，导向装置FE包括两个辊RL1和RL2，这两个辊象手指那样把卷绕物WM夹在其间并对其进行精确导向。通过沿箭头PE1的快速运动，可使直着待卷取的缆匝重新贴靠前一缆匝，使间隙ΔX重新消失。从出现缺陷直至通过借助微量移动调整卷绕物修正该误差应相宜地只经过了小于20°的转角范围，最好是只经过了小于5°的转角范围。
万一出现升位(参见图4)，则导向装置FE会沿箭头PE2的方向被运动并据此重新消除上位。导向装置FE工作得如此之快，以致于在导向装置FE进行修正性地干涉之前，沿卷绕方向只经过很小的转角。
在图21中，卷绕物WM经由转向辊UR1至UR3被输送并最终经由导向装置FE到达卷取滚筒或者卷筒SP。不同的换向辊UR1至UR3固定在一个支架SUP上，该支架SUP是基本上沿垂直方向伸展的。导向臂FAR是倾斜于支架SUP设置的。导向装置FE经由一个悬臂AFE和一个横臂FEA固定在导向臂FAR的下端上。该导向装置FE可进行结合图20所述的微调(象通过双箭头所表示的那样)。悬臂AFE经由一个导向套HLS2把持在导向臂FAR上并可在卷包高度增大时沿导向臂FAR的轴向上被移动，以便能进行尽可能快和精确的导向修正。此外，在导向臂FAR上还设有一个悬臂ALA，该悬臂ALA的设置位置距卷筒SP的距离较大。该悬臂ALA同样是可通过导向套HLS1沿导向臂FAR的纵向可移动地固定的并支承一个光源LS(激光)，该光源LS让其光束对准外匝层。此外，电视摄象机VC设在该悬臂ALA的末端上，电视摄象机VC的覆盖范围对准在图中看不到的光带的反射区。

Claims (16)

1.用于把股状的卷绕物(WM)卷取到一个卷筒(SP)上的方法，其中，卷绕物(WM)连续地被输送，并且其中，通过至少一个电视摄象机(VC)观测并记录卷绕物(WM)的位置并且如此得到的关于卷层的数据被输往一个计算单元(CU)，该计算单元(CU)使对卷绕物的输送得到相应的调整，其特征在于，以卷筒轴(AX)为基准，沿径向看，分别为新的卷层(WL2)的至少两个匝(WD22、WD23)确定这些匝的顶点的位置，并且在这些顶点相对于额定值有误差的情况下，在对卷绕物进行输送时进行缩小误差(ΔX；ΔY)的调整。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，由于在最后的匝出现升位时造成最后的匝(WD23)的峰值相对于前一匝(WD22)的峰值的误差，在加大距前一匝(WD22)的侧部距离的意义上对输送进行调整。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，沿平行于卷筒轴(AX)的方向看，在卷绕物的相遇点(AP)的范围内，分别为新的卷层(WL2)的至少两个匝(WD22、WD23)确定这些匝的顶点的距离并且由于在前一匝(WD22)和最后的匝(WD23)之间出现间隙(ΔX)时造成的相邻顶点间的距离加大，在缩小最后的匝(WD23)距前一匝(WD22)的侧部距离的意义上对输送进行调整。
4.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，卷绕物在相遇点(AP)的范围内的位置状况通过用于观测的电视摄象机(VC)被确定，卷绕物(WM)在相遇点(AP)的范围内与其下方的卷层(WL1)相遇。
5.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，
从出现误差直至通过对卷绕物(WM)的调整使误差得到修正，经过了小于20°的转角范围，最好是经过了小于5°的转角范围。
6.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，借助一个把握住卷绕物的导向装置(FE)进行调整。
7.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在相遇点(AP)的范围内的卷绕物(WM)通过一个有利的横向于卷取方向伸展的光带(LB)被照明。
8.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在匝的表面范围内的干扰通过滤波器和/或门限在对信号进行分析评定时被选除。
9.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，一个经过清理的、相当于匝的表面轨迹的轮廓曲线通过对分行获得的扫描值的分列处理被获得(图7)。
10.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，下层(WL2)的至少一个匝的顶点也被确定。
11.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，多个相邻的匝(WD21、WD22、WD23)的顶点的位置被确定并且从中求出用作额定值的平均值。
12.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在最后的匝(WD23)的顶点沿径向(Y方向)的、相对于额定值的误差大于公差值，特别是大于D/20时，借助中央的控制装置(CU)发生一个调整信号，该调整信号起到与测量的、偏离额定值的误差相抗衡的作用。
13.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，在最后的匝(WD23)的顶点的距前一匝(WD22)的顶点的侧部距离相对于电缆直径的额定值D的误差(X方向)大于公差值，特别是大于D/50时，借助中央的控制装置(CU)发生一个调整信号，该调整信号起到与测量的、偏离额定值的误差相抗衡的作用。
14.按照以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，观测也在法兰(FL)的范围内进行。
15.按照权利要求14所述的方法，其特征在于，在接近法兰(FL)时，最后的匝(WD24)距法兰(FL)的距离(ΔXF)连续被确定。
16.用于把股状的卷绕物(WM)卷取到一个卷筒(SP)上的设备，其中，卷绕物(WM)经由一个导向装置(FE)被输送，该导向装置(FE)让卷绕物(WM)的卷绕位置在卷筒(SP)上如此地发生变化，即在采用一个用于观测卷层的电视摄象机(VC)的情况下进行尽可能均匀的卷绕，该电视摄象机(VC)把被其查明的、关于卷层的位置的数据输往一个计算单元(CU)，该计算单元使导向装置(FE)得到相应的调整，其特征在于，设有一个光源(LS)，该光源(LS)产生一条至少对准最后的绕层(WL2)的各个部分上的光带并且观测用的电视摄象机(VC)如此设置，电视摄象机(VC)确定被照明的、大致处于相遇点(AP)的范围内的绕层的状况，卷绕物(WM)在顶点(AP)的范围内与位于其下的卷层(WL1)相遇。
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