DE2409882C3

DE2409882C3 - Vorrichtung zum Erkennen des fehlerhaften Arbeiten« von Spinnmaschinen

Info

Publication number: DE2409882C3
Application number: DE2409882A
Authority: DE
Inventors: Kurt Uster Aeppli (Schweiz)
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1974-02-08
Filing date: 1974-03-01
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2462129B2; CH568405A5; HU172437B; JPS50116728A; IN140887B; CS186283B2; BE824333A; FR2260638A1; US4007457A; GB1462698A; SU576064A3; DE2409882A1; MY7800463A; DE2462532C2; DE2409882B2; JPS5521708B2; HK64478A; FR2260638B1; DE2462129C3; DE2462129A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erkennen des fehlerhaften Arbeilens von Spinnmaschinen mit einer den Garnquerschnitt oder Garndurchmesser abtastenden Einrichtung und einer das Meßergebnis Ouswertenden Integratoreinrichtung mit nachgcschallctcr Vergleichsanordnung.

In der Textilindustrie gelangen in großem Maßslab Offenendspinnmaschinen /um Einsatz. Die Spmnaggregate dieser Maschinen werden direkt von einem faserband gespeist. Am Eingang des Aggregats befindet sich ein öffner, welcher das Hand in Einzelfasern auflöst. Diese Einzelfasern gelangen anschließend in eine sehr schnell rotierende Turbine und Werden dort unter dem Einfluß der Fliehkraft in einer Rille aneinandergelegt.

Im Rotationszentrum der Turbine wird dieser Faserverband abgezogen, wobei ihm eine Marke Drehung erteilt wird. Man erhält dadurch das fertige Garn Dieses läuft zwischen einem Walzcnpaar hindurch, bestehend aus einer angetriebenen Wal/e und einer Anpreßwalze. Die Drehzahl dieser Walzen bestimmt die Abzugsgeschwindigkeit des Garnes. Anschließend wird das Garn auf Kreuzspulen aufgewik^ keil,

Das eigentliche Spinnäggregat ist zwischen Bandein< tritt Und Gärriauslritt aus der Turbine als kompakte, gekapselte Einheit ausgebildet.

Diese Spinnaggregate sind üblicherweise Tag und NaGhI in Betrieb. Bei normaler Arbeitsweise ist nur

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55 wenig Personal zur Überwachung notwendig, z. B. eine Person pro 1000 Spinnaggregaten.

Trotzdem kann es im Laufe der Zeit passieren, daß bei einzelnen Spindeln Störungen auftreten, die von außen nicht ohne weiteres erkennbar sind. So können sich beispielsweise im Öffnerteil Fasern und Schmutz ansammeln, welche sich paketweise wieder lösen und somit im Garn ganze Ketten von Garnfehlern erzeugen. Je nach ihrer Größe und Beschaffenheit stören diese Garnfehler entweder schon, wenn sie einzeln auftreten, oder aber erst, wenn sie mehrmals in kurzen Abständen, d. h. in Ketten im Garn erscheinen. Eine andere Fehlerari entsteht, wenn sich Faser- oder Schmutzansammlungen am Umfang der Turbine bilden. Dadurch wird die gleichmäßige Ablage der Einzelfasern gestört und es entstehen im Garn mehr oder weniger periodische, anormal große Dickenschwankungen. Es sind aber auch noch andere Fehlerursachen denkbar.

Allen diesen Fehlern gemeinsam ist jedoch folgendes Merkmal: sie stören um so mehr, je häufiger sie auftreten und/oder je größer sie sind.

Das fehlerhafte Arbeiten eines einzelnen Spinnaggregats ist aber nicht unbedingt auf einen Fehler am beireffenden Aggregat zurückzuführen. Die Fehlerursache kann auch am zugeführten Material liegen. In vielen Fällen kann durch eine einfache Reinigung des Aggregats der Fehler behoben werden. Oft tritt auch der Fall ein. daß nach einer gewissen Zeit der Schmutz selbsttätig ausgestoßen wird und anschließend das Aggregat wieder korrekt arbeitet.

Eine weitere Eigenschaft der Offenendspinnmaschinen ist die. daß das Garn direkt auf Kreuzspulen gewickelt wird. In dieser Form werden die Garne weiterverarbeitet. Ein IJmspulprozeß mit der Möglichkeil einer Inspektion der Garnqualität und/oder einer Garnreinigung findet demnach nicht statt.

Aus der DE-OS 18 14 033 ist eine Vorrichtung zur Feststellung von Fadenfehlern bei Offenendspinnmaschinen bekannt, welche eine den Gar.'auerschnitt oder den Garndurchmesser abtastende Einrichtung aufweist und bei Feststellung eines Fadenfehlers in Form einer Verdickung den Faden zerreißt und die Nachlieferung von Fasermaterial unterbricht. Da bei Offenendspinnmaschinen mit vielen Hunderten von Spinnaggregaten gearbeitet werden I mn, führt die Verwendung der bekannten Vorrichtung dazu, daß eine Vielzahl von Bedienungspersonen eingesetzt werden muß. um trotz der häufigen Unterbrechung der Produktion der verschiedenen Aggregate das Gesamtsysiem in Betrieb zu halten.

Aus der CHPS 4 39 796 ist eine Vorrichtung zur Überwachung der Länge von Unregelmäßigkeiten in der Stärke eines Textilfadens bekannt, bei der die Abmessungen des Fadens an mehreren in Fadenrichtung unmittelbar hintereinander liegenden Stellen ermittelt werden, anschließend von jedem einzelnen Mittelwert der Logarithmus gebildet wird und dann eine Addition aller Logarithmen vorgenommen wird. Durch diese Maßnahmen ist es möglich, die Länge von Unregelmäßigkeiten in der Stärke eines Textilfadens im wesentlichen geschwindigkeitsunabhängig zu ermitteln, so daß eine gleich lange Dickstelle bei geringerer Fadengeschwindigkeit nicht länger erscheint als bei größerer Fadengeschwindigkeit.

Aus der CH-PS 4 52 928 ist ein Verfahren zur Festlegung der bei einem Fadenreiniger zu erfassenden Fehler bekannt, wobei ein Integrator Verwendung findet, der das Volumen des Garnfehlers mit dem Ziel bestimmt, sowohl Fehlerdicke als auch Fehlerlänge miteinander

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in Beziehung zu bringen, so daß eine Fehlererfassung in Abhängigkeit vom Volumen des Garnfehlers und unabhängig von der Form der Fehler erfolgen kann.

Gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist eine Vorrichtung zum Erkennen des fehlerhaften Arbeitens von Spinnmaschinen bekannt (CH-PS 4 37 077), bei der Garnfehler einzeln erkannt und die sich ergebenden Signale ausgewertet werden müssen. Mit dieser Vorrichtung kann jedoch keine Aussage über die Größe der Garnfehler erhalten werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, an einer Offenendspinnmaschine die Qualität jedes einzelnen Garnes zu überwachen und insbesondere typische Garnfehler, wie die anormal großen Dickscellen auszusondern, wobei

Fig. 12 das Ausführungsbejspiel nach Fig.4 mit zusätzlichem Garnlaufwächter,

F i g. 13 das Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 mit einer Datenverarbeitungsanlage als Auswertegerät.

In Fig. 1 ist die Häufigkeitsverteilung des Garnquerschnittes für zwei Garne unterschiedlicher Qualität gezeigt.

Die Werte der Skala Q stellen die Abweichungen in Prozent des mittleren Querschnittes dar, die Werte auf der Ordinate bezeichnen in logarithmischem Maßstab die entsprechenden Häufigkeiten.

Mit I ist die Charakteristik für ein Garn mit durchschnittlicher Qualität, und mit II diejenige für ein Garn bezeichnet, das sowohl eine erheblich höhere Zahl beim Auftreten von Dickstellen die Spinnstel'.e jedoch 15 von Querschnittsabweichungen vom Mittelwert aufnicht abgeschaltet und überdies auch nicht jede Dick- weist, als auch absolut größere Querschnitisabweichunstelle erfaßt werden soll, sondern vielmehr durch eine gen enthält

Anzeigevorrichtung nur diejenigen Spinnstellen kennt- Typisch für ein auf einer Offenend-Spinnmaschine

lieh gemacht werden sollen, an denen im Vergleich zu gesponnenes fehlerhaftes Garn ist der Höcker im den übrigen Spinnstellen in erhöhtem Maße derartige 20 Bereich von +50 7. +100% Q.

Dickstellen auftreten. F i g. 2 zeigt eine Charakteristik 100 ei.-.cs Korrcktur-

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadi.ch ge- gliedes für Analogsignale mit nichtlinearer Kennlinie, löst, daß diese Vorrichtung (CH-PS 4 37 077) in einer wie es in der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet eine Vielzahl von Spinnaggregaten aufweisenden Offen- wird. Die Ausgangsspannung LJ* steigt gegenüber aer end-Spinnmaschine an jedem Spinnaggregat verwendet 25 Eingangsspannung überproportional an. 101 und 102 ist, daß zwischen der Abtasteinrichtung und der Integra- sind gegenüber der Charakteristik 100 verschobene toreinrichtung zur selektiven Fehlersignalverstärkung
ein nichtlineares Korrekturglied mit mindestens einer
angenähert exponentiellen Kennlinie angeordnet ist,
und daß der Vergleichsanordnung eine Vorrichtung zur 30
Anzeige einer abweichenden Garnqualität nachgeschaltet ist.

Durch diese Maßnahme wird eine charakteristische
Häufigkeitsverteilung der Fehler bei Offenendspinnmaschinen ausgenützt, und es werden die sich durch 35 chend einer Einstellbarkeil der Übertragungswerte, diese charakteristische Fehlerverteilung ergebenden In Fig.4 ist als Blockschema die Grundform einer

Meßsignale durch Hervorheben dieser charakteristi- vollständigen Vorrichtung gezeigt. Das eigentliche sehen Signale in selektiver Weise erfaßt, so daß Spinnaggregat der betrachteten Offenend-Spinnnawährend des Fabrikationsprozesses auf einfache und schine umfaßt das zugeführte Faserband 1, ein schnelle Weise und mit großer Sicherheit verhindert 40 Einzugswalzenpaar 2, einen Öffner 3 und die Turbine 4. werden kann, daß einzelne Spinnaggregate auch nur Das gf-ponnene Garn 10 verläßt die Turbine 4 in deren zeitweise fehlerhaftes Garn erzeugen. Zentrum und wird durch ein Abzugswalzenpaar 5

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind abgezogen und einer Aufwiekelvorricht'ing. ir.sbesonin den Unteransprüchen angegeben. dere einer Kreuzspule 6, zugeführt. Zwischen dem

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von 45 Garnaustritt aus der Turbine 4 und dem Ab/.ugswalzen-Ausführungsbiispielen unter Bezugnahme auf die paar 5 ist ein Meßorgan 11 zur Abtastung des

Garnquerschnittes oder des Garndurchmessers angeordnet.

Das Meßorgan 11 wirkt mit einem Meßkopf 12 zusammen, der die für die Gewinnung eines dem Garnquerschnitt bzw. Garndurchmesser entsprechenden Signals Uu erforderlichen Speise- und Verstärkerelemente enthält. Das Signal Un gelangt an einen Diski iminator 13. in dem dieses Signal auf Besonderhei-

F ig. 6 ein erstes schaltungstechnisches Detail mit 55 ten untersucht wird und beim Auftreten solcher einer Kennlinie zu Fig. 5. Besonderheiten ein Ausgangssignal Uu ausgelöst wird.

F 1 g. 7a ein zweites schaltungstechnisches Detail zu Dieses Ausgangssignal Vm gelangt an eine Anzeigevor-Fig-5. richtung 18. Als solche Anzeigevorrichtungen können

Fig. 7b. 7c Kennlinienfelder für eine Anordnung wahlweise oder kombiniert Anzeigeinstrumente 181. nach F i g. 7a. _6o Signallampen 182. Alarmglocken 183 oder Schaltschüt-

Fig. 8 eine zusätzliche vorteilhafte Weiterbildung zen 184 mit Kontaktsätzen 185 eingesetzt werden.

zum Aüsführungsbeispiel nach F i g. 4, Der Diskriminator 13 selbst ist aufgebaut aus einem

Fig.9 eine vierte Variante zum Ausführungsbeispiel Korrekturglied 14 mit nichtlinearer Kennlinie gemäß

nach Fig.4, Fig.2 oder 3, einem Integrator 16 und einem

Fig. 10 eine mögliche geänderte Ausführungsform 65 Komparator 17. Im Komparator 17 wird das korrigierte

zur Variante nach Fig.9, und integrierte Signal U\% einer Vergleichsspannung

Fig. 11 eine andere mö3Üche Ausführungsform zur gegenübergestellt, welche mit einer Leitung 173 dem

Variante nach F i g. 9, Komparator zugeführt wird. Sobald das Signal U\a den

Kurven, womit angedeutet sein soll, daß die Charakteristik des Korrekturgliedes veränderbar gemacht sein kann.

F i g. 3 zeigt eine Charakteristik 200 eines Korrekturghedes mit nichtlinearer Kennlinie für Digitalsignale, wie es als Variante ebenfalls in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden kann. 201 und 202 sind wiederum veränderte Charakteristiken entspre-

Zeichnung naher erläutert: in der Zeichnung zeigt
F i g. 1 die Darstellung einer Häufigkeitsverteilung.
F i g. 2 eine nichtlineare analoge Charakteristik,
F i g. 3 eine nichtlineare digitale Charakteristik.
Fig. 4 ein erstes Ausführungsbeispiel als Blockschaltbild.

Fig. 5 eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 4,

Wert der Vergleichsspannung in unzulässigem Maße überschreitet, entsteht ein Signal Uu, auf das die Anzeigevorrichtung 18 anspricht.

Durch die nichtlineare Kennlinie des Körrektufgliedes 14 wird zunächst das Signal Un in dem Sinne beeinflußt, daß die großen Abweichungen vom Mittelwert des Garns größere Ausgangssignale ergeben als dies mit einer linearen Übertragung der Fall wäre. Im Integrator 16 wird hierauf das bezüglich seiher Amplitude korrigierte Signal noch auf die Häufigkeit hin untersucht, mit der solche Signale auftreten.

Durch diese Kombination wird erreicht, daß einerseits die im Bereich des »Höckers« der Fig. I auftretenden überdurchschnittlichen Querschnitte hervorgehoben werden, daß aber andererseits mittels der Integration doch eine bestimmte Häufigkeit gefordert wird, mit der solche überdurchschnittlichen Querschnitte auftreten, damit ein Ausgangssignal Un auftritt.

Aus dieser Grundform der erlindurtgsgemäßen Vorrichtung können verschiedene Modifikationen ge· bildet werden, von denen jede besondere Anforderungen zu erfüllen vermag.

Fig. 5 zeigt einen Diskriminator 13, welcher ein Korrekturglied 114 mit steuerbarer Charakteristik enthält, wobei diese Steuerung durch ein von außen an das Korrekturglied 114 gelegte Steuerspannung L/114 erfolgen kann. Der Sollwert Uno als Vergleichsspannung für den Komparator 17 ist als individuell einstellbare Spannung, die von einem Potentiometer 171 abgegriffen und über Leitung 173 an den Komparator 17 gelegt ist.dargestellt.

Beim Arbeiten mit dem Mittelwert der Ausgangssignale U\6 des Integrators 16 und den Abweichungen von demselben stellt sich immer wieder das Problem, daß dieser Mittelwert selbst nicht konstant ist, sondern, über größere Zeitintervalle betrachtet, sich verändern kann. Dabei handelt es sich nicht um sporadische Unstetigkeiten dieses Mittelwertes, sondern um ein langzeitiges Wandern in der einen oder anderen Richtung.

Fig.6 zeigt grundsätzlich, wie eine nichtlineare Charakteristik im Korrekturglied 14 erreicht werden kann DaQ pinfa/*hctp Flpmpnt ict pinp ΓΥιοΗρ Ύϊ Πργ

Strom I nimmt mit steigender Spannung U angenähert exponentiell zu, sofern die Diode im Bereich der Anlaufspannung betrieben wird.

F i g. 7a zeigt die Möglichkeit der Veränderung der Diodenkennlinie gemäß Fig.6. Die dem Querschnitt des geprüften Garns entsprechende Spannung L/yist an ein Potentiometer 23 und die Diode 22 an den Abgriff desselben gelegt. Entweder kann durch Veränderung der Spannung i'- die Kennlinie 100 parallel zu sich verschoben werden (Fig. 7b), oder es kann durch Einstellung des Potentiometers 23 die Steilheit der ^Kennlinien verändert werdem

In vielen Fällen ist es erwünscht bzw. zweckmäßig, wenn eine Mehrzahl, d. h. mindestens zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen von einer zentralen Stelle aus bezüglich ihrer Eigenschaften eingestellt werden können. Dann sind alle an die zentrale Stelle angeschlossenen Geräte gleichzeitig und in gleichem Ausmaß veränderbar, so daß alle Vorrichtungen stets unter gleichen Bedingungen arbeiten. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigt F i g. 8. Die Korrekturglieder 14/ 14' zweier unter sich gleicher Anlagen sind einstellbar mit Hilfe einer von außen anlegbaren Steuerspannung. Diese wird einer Spannungsquelle 142 entnommen und mittels eines Reglers 143 verändert. Alle Korrekturglieder 14 einer Gesamtanlage werden nun durch diese Steuerspannung eingestellt.

Für diejenigen Fälle, bei welchen aus dem Signal L/12 vor der Weiterverarbeitung im Diskriminator 13 ein bestimmter Frequenzbereich hervorgehoben und andere Frequenzbereiche unterdrückt werden sollen, sind zwischen den Meßkopf 12 und dem Diskriminator 13 frequenzselektive Organe, wie Bandfilter. Hochpässe. Tiefpässe oder dergleichen einzuschalten.

Fig.9 zeigt ein Bandfilter 19, das ein bestimmtes Frequenzband im Signal L/12 bevorzugt.

Die Anordnung gemäß Fig. 10 macht von je einem getrennten Tiefpaß i9i und Hochpaü i92 in Reihe Gebrauch, was von Vorteil ist, wenn die Grenzfrequenzen individuell gewählt werden sollen.

Gemäß F i g. 11 sind Tiefpaß 191 und Hochpaß 192 in Parallelschaltung zwischen Meßkopf 12 und Korrekturglied 13 gelegt, was in bezug auf die mögliche Anzahl bestimmter Frequenzbereiche wieder andere Kombinationen zuläßt als eine Reihenschaltung nach Fig. 10.

Mit der Aufteilung des Diskriminators 13 in Elemente, die entv»t.'der die Amplitude und/oder die Frequenz beeinflussen, ist auch die Möglichkeit geschaffen, die einzelnen Anteile mit verschiedener Gewichtung an der Bildung des Ausgarcgssignals Un teilhaben zu lassen. Es läßt sich damit eine Vielzahl von treurteilungsarten über die Eigenschaften des untersuchten Garnes 10 auswählen.

Das Vorhandensein eines Garns 10 im Meßorgan 11 und einem dadurch erzeugten Signal Un gibt entsprechend der Ausführungsform nach F i g. 12 auch die Möglichkeit, die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Garnlaufüberwachung zu versehen. Hierfür wird das Signal L/12 zusätzlich einem Auswerteorgan 20 zugeführt.

nipcoc hot fpct^Mctpllpn rA\ Has liirnnl llii pinp Wpph-

selspannungskomponente enthält, die auf die Querschnittsschwankungen des Garns 10 zurückzuführen sind. Fehlt diese Wechselspannungskomponente, bedeutet dies, daß sich das Garn 10 im Meßkopf 12 nicht bewegt. Dann erregt das Auswerteorgan 20 das Schütz 184. so daß mittels der Kontakte 185 eine geeignete Schaltoperation eingeleitet wird.

Für besonders eingehende Untersuchungen über die Art der Querschnittsschwankungen können auch Datenverarbeitungsanlagen eingesetzt werden. Fig. 13 zeigt hierfür eine Möglichkeit. Die elektrischen Größen an den einzelnen Elementen wie Körrekturglied, Integrator, von mindestens einer Anlage werden auf die Datenverarbeitungsanlage 25 übertragen und können dort, mit einem passenden Programm ausgewertet, in einer lesbaren Form auf einem Drucker 26 ausgedruckt werden. Selbstverständlich läßt sich diese zentrale Datenverarbeitung auch über eine Mehrzahl von Auswerteeinrichtungen ausdehnen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

24 09 8S2 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erkennen des fehlerhaften Arbeitens von Spinnmaschinen mit einer den Garn- S querschnitt oder Garndurchmesser abtastenden Einrichtung und einer das Meßergebnis auswertenden tntegratoreinrichtung mit nachgeschalteter Vergleichsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung in einer eine Vielzahl von Spinnaggregaten aufweisenden Offenendspinnmaschine an jedem Spinnaggregat verwendet ist, daß zwischen der Abtasteinrichtung (12) und der Integratoreinrichtung (16) zur selektiven Fehlersignalverstärkung ein nichtlineares Korrekturglied (14, 114) mit mindestens einer angenähert exponentiellen Kennlinie angeordnet ist, und daß der Vergleichsanordnung (17) eine Vorrichtung (18) zur Anzeige einer abweichenden Garnqualität nachgeschaltet ist.

2. Vorrichtung nach Ansprach 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des nichtlinearen Korrekturgliedes (114) einstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß dem nichtlinearen Korrekturglied (14) ein frequenzselektives Filter (19) vorgeschaltet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenform des frequenzselektiven Filters (19) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verlauf der Kennlinie (100) der nichtlinearen K.orrekturglieder(14,14') einer Mehrzahl von Vorrichtungen von eim./· Zentralstelle (143) aus einstellbar ist.

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