DE4306095A1 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer vernetzten Anlage - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf das Zusammenwirken von ver­ ketteten Prozeßstufen z. B. einer Ringspinnmaschine, allen­ falls mit einem dieser Ringspinnmaschine zugeordneten Bedie­ nungsautomaten, und einer mit der Ringspinnmaschine verket­ teten Spulmaschine, welche ihrerseits mit einem Garnreiniger ausgerüstet ist, der für eine Erfassung der Garnqualität ge­ eignet ist.

Stand der Technik in der Spinnerei

Die Qualitätskontrolle ist eine zunehmend wichtige Aufgabe sowohl der Kurzstapel- wie auch der Chemiefaserspinnerei (siehe z. B. EP 264 72; EP 196 090 sowie den Artikel "On­ line-Qualitätskontrolle beim Falschzwirntexturieren" in Che­ miefasern/Textilindustrie vom Oktober 1991, Seite 1196).

Die Materialflußverfolgung und insbesondere die Kopsverfol­ gung zur Qualitätskontrolle bzw. Qualitätsregelung ist ein Thema, das zunehmende Beachtung in der Spinnerei verdient. Die Patentliteratur umfaßt die folgenden Veröffentlichungen zu diesem Thema: CH 410 718; DE-OS 36 03 002; DE-OS 36 28 045; EP 392 249; DE-OS 40 03 428; DE-OS 40 02 500; DE-OS 41 11 488.

Die "Informatik-Vernetzung" der Spinnerei ist ein weiteres Thema, das heute hochaktuell ist. Es können die folgenden Veröffentlichungen erwähnt werden: DE-OS 21 25 731; DE- OS 39 06 508; DE-OS 39 24 779; DE-OS 41 12 284; EP 365 901. Außerdem sind wichtige Einzelheiten eines solchen Systems in der PCT Patentanmeldung Nr. PCT/CH 92/00014 vom 21. Januar 1992 aufgeführt.

Schließlich ist die Robotik zur Bedienung der einzelnen Spinnstellen einer Spinnmaschine seit ca. 15 Jahren Stand der Technik, wobei für die Ringspinnmaschine insbesondere in den letzten drei Jahren neue Impulse festzustellen sind. In die­ sem Zusammenhang sind insbesondere die DE-OS 39 09 746 und die EP 388 938 zu erwähnen. Die Ausnutzung eines fahrbaren Automaten zum Sammeln von Daten bezüglich der Zustände der bedienten Spinnstellen ist von Anfang an vorgesehen worden - siehe z. B. US 4 005 392, US 3 789 595; DE-PS 26 35 714 und JP-Gbm 2-32702.

Es ist natürlich auch eine ständige Aufgabe sowohl der Kon­ strukteure als auch der Spinnereimeister, die Anlagen zu op­ timieren, wobei normalerweise die einzelnen Prozeßstufen bzw. Arbeitselemente für sich optimiert werden - siehe z. B. DE-OS 24 54 721; DE-OS 38 06 165 und EP 415 222.

Es ist in DE-OS 37 12 654 vorgeschlagen worden, Daten sowohl in einer Spinnmaschine als auch in einer Spulmaschine zu sammeln und die Anlage anhand der Verknüpfung dieser Daten zu betreiben. Dafür vorgesehen ist insbesondere eine spezielle Kopsvorbereitung, die auch als eine Sortierstelle dienen soll. Wie die Anlage zu betreiben ist, kommt aus DE-OS 37 12 654 nicht klar zum Vorschein, und in der von der gleichen Anmelderfirma später eingereichten DE-OS 41 03 428 wird darauf hingewiesen, daß der frühere Vorschlag einen "verhältnismäßig großen technischen Aufwand" erfordert hat. Dies ist möglicherweise darauf zurückzuführen, daß die Da­ ten, die nach DE-OS 37 12 654 an der Ringspinnmaschine zu sammeln wären, nicht normalerweise zum Betrieb der Maschine selbst erforderlich sind.

Es ist auch in der Spulerei bestens bekannt, sowohl eine Fehlermeldungssensorik wie auch eine Fadenlängenmessung vor­ zusehen, und es ist sogar vorgeschlagen worden, die Faden­ längenmessung bei Unterbleiben des Längenmessungssignals als Fehlermeldung zu verwenden (DE-PS 32 40 486).

In den bekannten Vorschlägen wird die Packung (Kops, Spule) als Einheit betrachtet. Die gesammelten Daten beziehen sich auf die Packung in ihrer Ganzheit, auch dann, wenn der Faden kontinuierlich überwacht wurde.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage bzw. auf einen Anlageteil, die bzw. der aus verketteten Prozeßstufen be­ steht. Die Prozeßstufen können dabei derart gestaltet sein, daß die Fehler der vorgeschalteten Stufe(n) in einer nach­ geschalteten Stufe derart behandelt werden müssen, daß sie nicht weitergeleitet werden. Dabei können die Durchflußka­ pazitäten der Stufen aufeinander abstimmbar bzw. voneinander abhängig sein, so daß eine Erhöhung der Fehlerquote beim Einliefern in die nachgeschaltete Stufe über eine gewisse Grenze die Fähigkeit dieser Stufe, den erforderlichen Durchfluß bei der Erfüllung von vorgegebenen minimalen Qua­ litätsanforderungen und bei unterbrochener Zufuhr aufrecht­ zuerhalten, beeinträchtigt. Dabei kann jede Stufe eine Viel­ zahl von Produktionsstellen umfassen.

Unter solchen Umständen ist es vorteilhaft, Informationen zwischen den Stufen auszutauschen, um die gegenseitige Ab­ stimmung der Zustände der verketteten Stufen zu ermöglichen. Dadurch können z. B. diejenigen Fehlerquellen der vorgeschal­ teten Stufe(n) ausgeschaltet werden, welche die genannten Durchflußfähigkeiten der nachgeschalteten Stufe gefährden. Die nachgeschaltete Stufe kann sich dadurch auch auf vor dem Einliefern in diese Stufe feststellbare Fehler einstellen.

Dabei kann das Ausschalten einer Fehlerquelle bis zu einem Stadium hinausgeschoben werden, wo keine weitere Anpassung der Einstellungen der nachgeschalteten Stufe die Bewältigung der Fehler ohne eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der Anlage bzw. des Anlagenteils ermöglichen würde. Die in jeder Stufe vorhandenen (austauschbaren) Informationen sind von der Sensorik dieser Stufe abhängig.

Die Erfindung ist insbesondere zur Anwendung in einer voll­ automatisierten oder bedienungsarmen Anlage geeignet, z. B. in einer Anlage, die zumindest über zwei Tage (Freitagabend bis Montag) und während der Nachtschicht ohne planmäßige menschliche Eingriffe weiterarbeiten kann. Die Steuerung ei­ ner solchen Anlage ist wesentlich einfacher, wenn ein Prozeßleitsystem zumindest für die komplexeren Anlageteile vorgesehen ist.

Normalerweise wird in Anlagen dieser Art keine Zuordnung der Produktionsstellen einer vorgeschalteten Stufe den Produk­ tionsstellen einer nachgeschalteten Stufe im voraus bestimmt bzw. bestimmbar sein. Im normalen Betrieb wird die Packung der vorgeschalteten Stufe ungefähr nach dem Zufallsprinzip über die Produktionsstellen der nachgeschalteten Stufe ver­ teilt.

Die Probleme der Steuerung einer Anlage dieser Art sind dann besonders schwierig, wenn drei (oder noch mehr) derartige Stufen miteinander verkettet sind, wie dies z. B. in der Spinnerei bei den Stufen Vorlagelieferstufe, Spinnstufe und Weiterverarbeitungsstufe vorkommt. Beim Ringspinnen z. B. dienen die Flyer als Vorlagelieferanten, die Ringspinnma­ schinen als Spinnstufe und die Spulmaschinen als Weiter­ verarbeitungsstufe. Beim Rotor- bzw. Düsenspinnen dienen Strecke als Vorlagelieferanten und allenfalls Doppeldraht­ zwirnmaschinen als Weiterverarbeitungsstufe.

Beim Auftreten eines Produktfehlers in der Spulmaschine gibt es zumindest die folgenden möglichen Gründe:

• 1. Fehlerquelle in der Spulmaschine
• 2. Fehlerquelle in der Ringspinnmaschine
• 3. Fehlerquelle im Flyer
• 4. Fehlerquelle im Transportsystem
• 5. Kombinationseffekte ("Zufall").

Dabei können die Ursachen der Fehler ganz verschiedener Natur sein, beispielsweise:

• - Fehlmeldung (siehe z. B. DE-OS 39 39 789)
• - falsches Material (Verwechslungen)
• - falsche Einstellungen (z. B. Drehzahl überhöht)
• - defekte Stelle (z. B. Verschleiß)
• - defekter Bedienungsautomat
• - "Übertragung" von Fehlern zwischen Produktionsstellen (Reihenfadenbrüche in der Ringspinnmaschine)
• - Umwelteinflüsse (allgemein oder örtlich, inkl. Ver­ schmutzung)
• - maschinelle oder menschlich bedingte Störungen
• - falsche bzw. fehlende Wartung
• - unstetige Betriebsbedingungen (z. B. Hochlauf- bzw. Abspinnprogramm eingeschaltet)

Es ist vorgeschlagen worden, nachdem Fehler in der folgenden bzw. einer nachgeschalteten Stufe erkannt worden sind, die Lieferquelle zu überprüfen (z. B. CH 410 718 und DE- OS 40 03 428). Wie gerade angedeutet, kann es sich als schwierig erweisen, die Fehlerquelle eindeutig zu ermitteln. Bis zur eindeutigen Erkennung dieser Quelle kann eine große Menge fehlerhaften Materials in das System eingeliefert wer­ den, welches über eine längere Zeit den Wirkungsgrad der An­ lage beeinträchtigen kann.

Es ist auch vorgeschlagen worden, Spulen zweiter Qualität aus der Weiterverarbeitung auszuschließen (z. B. EP 196 090). Dies löst wohl das Qualitätsproblem, hat aber auch Auswir­ kungen auf den Wirkungsgrad der Anlage und läßt die Frage der Weiterverarbeitung bzw. der Entsorgung dieses "Ausschußproduktes" offen. Dabei ist möglicherweise viel gutes Garn in diesen "Ausschußpackungen" vorhanden.

Ob eine Fehlerquelle ausgeschaltet werden soll oder nicht, hängt nicht nur von der Fehlerquelle selbst ab - vorausge­ setzt, sie produziere nicht kontinuierlich Ausschuß -, sondern von der Kapazität der Folgestufe das fehlerhafte Produkt weiterzuverarbeiten. Diese Kapazität kann effektiv erhöht werden, wenn die Folgestufe im voraus mehr Informati­ onen als nur die Tatsache erhält, daß Fehler in einer be­ stimmten Spule vorhanden sind. Von besonderer Bedeutung sind die Fragen

• - wieviele Fehler sind vorhanden?
• - welche Art von Fehler sind vorhanden?
• - wo sind sie in der Packung?

Ob die vorgeschaltete(n) Stufe(n) alle diese Informationen zur Verfügung stellen kann bzw. können, hängt wiederum von ihrer Sensorik ab. Diese Stufe wird normalerweise zumindest eine minimale Sensorik umfassen, z. B. für Fadenbrüche. Sie wird aber oft nicht mit einer gleich hochgezüchteten Sensorik (siehe z. B. EP 322 470) wie die Nachfolgestufe versehen sein, zumindest dann, wenn die Weiterverarbeitung in der Folgestufe das Weiterleiten des Fehlers verhindern soll (Fehleraus­ scheidung; Fehlerbehebung).

Die Sensorik der vorgeschalteten Stufe ist vorzugsweise der­ art zu ergänzen, daß allfällige Fehler in der Spule (bzw. im Gebinde) geortet werden können. Dazu ist für ein längliches Gebilde (Garn, Faserband, Vorgarn) eine Längenmessung sehr gut geeignet.

Wenn die Maschinen der vorgeschalteten Stufen mit keiner ge­ eigneten Sensorik versehen sind, können trotzdem z. B. mittels Bedienungsautomaten bzw. Datenerfassungsautomaten gewisse Daten gesammelt werden, und die Stelle in der Spule bzw. im Gebinde kann aus dem Füllstand der Gebinde bzw. vom Aufbau der Spule her definiert werden.

Von besonderer Bedeutung ist das Auftreten von Fadenbrüchen. Wie aus dem Artikel "Auswirkungen von Fadenbrüchen beim Ring- und OE-Rotorspinnen auf die Garneigenschaften und das Lauf­ verhalten in Webereivorbereitung und Weberei" (S. Schlichter und Prof. J. Lünenschloß, Chemiefasertagung Dornbirn, Sep­ tember 1985) klar zum Ausdruck kommt, sind Fadenbrüche ein Zeichen von schlechtem Garn. Es handelt sich hier nicht bloß um die Bruchstellen selbst die durch gute Spleiße ersetzt werden können, sondern um schwache bzw. minderwertige Stellen im ununterbrochenen Garn, die später zu Verarbeitungsschwie­ rigkeiten führen. Solches Garn kann durch schlechtes Vorgarn verursacht sein d. h. die Ursachen liegen nicht unbedingt in der Spinnmaschine, obwohl die Fadenbrüche in der Spinnma­ schine entstehen.

Es ist das Ziel dieser Erfindung, die Zusammenarbeit zwischen den erwähnten Maschinen einer modernen Spinnerei weiterzu­ entwickeln.

Aspekte der Erfindung

In einem Aspekt sieht die Erfindung insbesondere eine Anlage vor, die eine Spinnmaschine mit einem dieser Maschine zuge­ ordneten Bedienungsautomaten und eine mit der Spinnmaschine verkettete Weiterverarbeitungsmaschine beinhaltet sowie Mit­ tel zur Prüfung der Qualität der an die Weiterverarbei­ tungsmaschine gelieferten Garnpackungen und zum Identifizie­ ren derjenigen Spinnstelle, die eine bestimmte Packung her­ gestellt hat, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Mit­ tel mittelbar, z. B. über die Spinnmaschinen-Steuerung, oder unmittelbar einen Steuerbefehl an den Bedienungsautomaten zur Stillegung einer bestimmten Spinnstelle erteilen kann und der Bedienungsautomat mit Mitteln zur Ausführung dieses Befehles versehen ist.

In einer Anlage nach diesem ersten Aspekt der Erfindung kann jede Spinnstelle mit einer jeweiligen Vorrichtung zum Unter­ binden der Materialzufuhr zu dieser Spinnstelle und der Be­ dienungsautomat mit Mitteln zur Betätigung dieser Vorrichtung versehen werden. Eine geeignete Vorrichtung ist in der EP 388 938 dargestellt. Dort ist auch die Betätigung dieser Vorrichtung durch einen Bedienungsautomaten zu finden. Der Bedienungsautomat kann aber zur Ausführung von anderen Maßnahmen zum Stillegen einer Spinnstelle ausgelegt sein, z. B. zum Abschalten eines dieser Spinnstelle einzeln zuge­ ordneten Antriebsmotors.

Dieser erste Aspekt der Erfindung ist natürlich besonders dann vorteilhaft, wenn die Weiterverarbeitungsmaschine mit Mitteln zum Prüfen eines Garns auf eine Art und Weise vorge­ sehen sind, die in der Spinnmaschine selbst nicht durchführ­ bar ist, z. B. zum Prüfen eines Ringspinngarnes auf das Vorhandensein von Dick-/Dünnstellen, Nummerschwankungen, pe­ riodische Ungleichmäßigkeit, Haarigkeit, usw.

In einem weiteren Aspekt befaßt sich die Erfindung insbe­ sondere mit einer Anlage, die eine Spinnmaschine mit einem dieser Spinnmaschine zugeordneten Bedienungsautomaten und eine mit der Spinnmaschine verketteten Weiterverarbeitungs­ maschine umfaßt, wobei der Bedienungsautomat mit Mitteln zum Sammeln von Daten bezüglich der Zustände der Spinnstellen der Spinnmaschine versehen ist. Eine solche Anlage ist in DE-OS 39 09 746 beschrieben. Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind, die Zustandsdaten der Maschinen­ zeit zuzuordnen und die daraus gewonnenen Daten an die Weiterverarbeitungsmaschine weiterzuleiten, so daß eine Steuerung der Weiterverarbeitungsmaschine die Behandlung je­ der einzelnen von der Spinnmaschine an diese Weiterverarbeitungsmaschine gelieferten Packung an die bei der Bildung dieser Packung erzeugten Zustandsdaten anpaßt.

Die Maschinenzeit ist durch den Packungsbildungszyklus der Spinnmaschine bestimmt. Dieser Zyklus umfaßt z. B. für eine Ringspinnmaschine eine Anfahrphase, eine Phase des normalen Spinnbetriebes, eine Abschlußphase und eine Doffphase. Die genaue Ablaufcharakteristik jeder solchen Phase kann an die Spinnverhältnisse angepaßt werden, wird aber auf jeden Fall mindestens in der Steuerung der Spinnmaschine jederzeit feststellbar sein (z. B. durch Ablesen aus einem Speicher).

Die Maschinenzeit kann mittelbar über die Uhrzeit festge­ stellt werden, wobei Mittel vorhanden sein müssen, um eine gegebene Uhrzeit einem feststellbaren Packungsbildungszyklus zuzuordnen. Dies kann dadurch geschehen, daß am Schluß ei­ nes Packungsbildungszyklus die einer bestimmten Packung ent­ sprechenden Zustandsdaten dieser Packung bzw. einem Träger für die Packung unmittelbar zugeordnet werden. Die Mittel zur Ausführung dieses Schrittes sind bekannt und werden in dieser Beschreibung nicht behandelt. Sie können z. B. aus der DE-OS 36 03 002 oder 36 28 045 entnommen werden. In einer Alterna­ tivlösung können die jeweiligen Zustandsdaten mittelbar über ein geeignetes Informationsverwaltungssystem der entspre­ chenden Packung zugeordnet werden. Ein geeignetes System ist in der DE-OS 40 24 307 beschrieben.

Die oben erwähnte Erfassung der Zustandsdaten von Packungen wird im folgenden als Kopsverfolgung bezeichnet. Die eingangs erwähnte CH 410 718 beinhaltet Ausführungen über diese Kops­ verfolgung. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch eine der­ artige Kopsverfolgung, was bedeutet, daß eine funktionelle Kombination mit den hier beschriebenen Schritten und mit der Kopsverfolgung in den Rahmen der Erfindung gehört. Bei der Kopsverfolgung können entweder die Hülsen der Kopse oder Träger für die Hülsen, z. B. sogenannte Peg Trays, kodiert werden. Andererseits können die Kopse von der Ringspinnma­ schine in der Reihenfolge der Spindeln übernommen werden, und nachher z. B. auf besondere Peg Trays mit integriertem Halb­ leiterspeicher (z. B. nach DE-OS 40 24 202) umgesetzt werden, die nur in der Spulmaschine zirkulieren, so daß auf diese Weise die Zuordnung der einzelnen Kopse zu den Spindeln bzw. Spinnstellen der Ringspinnmaschine erfolgt. Weiterhin kann auf die Herkunft eines einzelnen Spinnkops bzw. einer ein­ zelnen Packung ohne Marken durch Nachbilden der von dieser zurückgelegten Wegstrecke mittels eines Computers geschlossen werden, wobei einzelne Sensoren an bestimmten Punkten des von der Packung zurückgelegten Pfades vorhanden sein müssen. Ein dazu geeignetes System ist in PCT-Patentanmeldung WO 92/02669 gezeigt worden. Die Steuerungen der einzelnen Maschinenkom­ ponenten müssen zu diesem Zweck über die folgenden gespei­ cherten Daten verfügen:

• 1. Der Bedienungsautomat erzeugt ein Zustandsabbild der von ihm betreuten Spinnstellen, wobei die Maschinenzeit als Referenz für den Kopsaufbau abgespeichert wird. Diese Daten werden während des Betriebes laufend vom Bedie­ nungsautomaten an die Spinnmaschine übertragen.
• 2. Die Spinnmaschine liefert ein Zustandsabbild aller Spinnstellen der Maschine, wobei Erfahrungsdaten wie in einem Logbuch gespeichert werden, beispielsweise die Uhrzeit als Referenz für den Kopsaufbau bei den einzelnen Vorkommnissen. Diese Daten werden beim Doffen an den Spuler übertragen. Die Übertragung kann direkt oder über einen Prozeßleitrechner vor Beginn der Kopsübergabe ge­ steuert werden. Ein Prozeßleitrechner dient als Daten­ schnittstelle für den Fall unterschiedlicher Netzwerke in der Spinnereianlage.
• 3. Die Spulmaschine führt eine Liste aller übernommenen Kopse mit den Angaben über den Zeitpunkt der Fadenbrüche.

Die Anpassung der Behandlung dieser Packungen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Zustandsdaten hängt von der Steuerung der Spulmaschine ab. Als Beispiele werden die folgenden Mög­ lichkeiten aufgeführt:

• 1. Ausscheiden von für die Weiterverarbeitung ungeeigneten Packungen, bevor sie die Arbeitsstellen der Weiterver­ arbeitungsmaschine belasten können, z. B. am Eingang der Kopsverarbeitung der Spulmaschine im Maschinenverbund Ringspinnmaschine - Spulmaschine; siehe hierzu z. B. die DE-OS 33 37 348.
• 2. Zuteilung der gelieferten Packungen an vorbestimmte Ar­ beitsstellen der Weiterverarbeitungsmaschine in Abhängigkeit von den jeweiligen der Packung zugeordneten Zustandsdaten z. B. derart, daß an vorbestimmten Ar­ beitsstellen der Spulmaschine im Verbund Ringspinnma­ schine - Spulmaschine nur Kopse ohne Fadenbrüche zu Kreuzspulen bzw. Konen umgespult werden, damit an diesen Arbeitsstellen die Herstellung von Packungen erster Qua­ lität gewährleistet ist.
• 3. Bevorzugte bzw. angepaßte Verarbeitung von Packungen, die den vorbestimmten Kategorien von Zustandsdaten zuge­ ordnet wurden, z. B. bevorzugte Verarbeitung von Kopsen ohne Fadenbrüche in der Kopsvorbereitung einer Spulma­ schine und/oder eine vorbestimmte Vorbereitungsoperation für Kopse mit Fadenbrüchen bzw. die Umleitung solcher Kopse an eine dafür vorgesehene Vorbereitungsstelle.

Zur Zuordnung der Zustandsdaten zur Maschinenzeit kann der Bedienungsautomat mindestens einen Datenspeicher umfassen, der jederzeit (während des Betriebes eines Automaten) ein "Bild" der Zustände der diesem Automat zugeordneten Spinn­ stellen enthält, sowie mit einer Uhr versehen wird, welche mit einer Uhr der Spinnmaschinensteuerung korreliert werden kann. Die Uhrzeit einer festgestellten Zustandänderung kann dann in einem vorbestimmten Verhältnis zur Zustandsänderung selbst gespeichert werden, so daß die Uhrzeit der Änderung, der neue Zustand und eine Spinnstellenidentifikation zu Kompositdaten verknüpft werden. Es sind auch Mittel vorhan­ den, um Zustandsdaten mindestens gelegentlich an einen ent­ sprechenden Datenspeicher der Spinnmaschine zu übertragen. Spätestens nach dieser Übertragung findet die Zuordnung der Zustandsdaten zur Maschinenzeit statt. Die Zuordnung eines "Datenpaketes" zu einer entsprechenden Packung erfolgt dann anhand der in der Spinnmaschine gespeicherten Daten.

Der Austausch der Daten zwischen der Spinnmaschine und der Spulmaschine kann direkt (über eine geeignete Signalleiter­ verbindung) zwischen diesen Maschinen erfolgen. In der be­ vorzugten Anordnung erfolgt der Datenaustausch nicht direkt, sondern mittels eines Prozeßleitsystems, das nach der schweizerischen Patentanmeldung Nr. PCT/CH 92/00014 vom 21. Januar 1992 gebildet werden kann. Der volle Inhalt der ge­ nannten PCT-Anmeldung ist hiermit in dieser Anmeldung einge­ schlossen.

Die Erfindung ist nicht auf die Kombination der obenerwähnten Aspekte eingeschränkt, obwohl diese Kombination die bevor­ zugte Ausführung und die Basis des nachstehend anhand der Zeichnungen darzulegenden Beispiels darstellt. Wo aber eine Anlage für den Austausch von Daten, nicht aber für die Weiterleitung von Steuerbefehlen zwischen den Maschinen aus­ gelegt ist, wäre es möglich, z. B. eine geeignete Instruktion an die Bedienung über die Bedienungsoberfläche der zutref­ fenden Maschine zu erteilen. Die Instruktion könnte z. B. lauten: "Spinnstelle Nr. xyz stillegen". Ein dazu geeignetes System ist in PCT-Patentanmeldung WO 91/16481 gezeigt. Der volle Inhalt der letztgenannten PCT-Anmeldung ist hiermit in dieser Anmeldung eingeschlossen.

Beispiele von Anlagen nach dieser Erfindung werden nachfol­ gend anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 (schematisch) eine Ringspinnmaschine und eine Spulmaschine, die zu einem "Maschinenverbund" verknüpft worden sind,

Fig. 2 (schematisch) die verketteten Stufen Flyer-Ring­ spinn-Spuler einer Spinnerei, zusammen mit den dazu erforderlichen Transportsystemen und Bedienungsauto­ maten,

Fig. 3 (schematisch) eine Spinnstelle einer Ringspinnmaschine,

Fig. 4 (schematisch) eine Spulstelle einer Spulmaschine,

Fig. 5 A, B und C (schematisch) eine Flyerspule, einen Kops und eine Kreuzspule, je zu verschiedenen Phasen beim Abziehen von einer vollen Packung bis zu einer Leer­ hülse,

Fig. 6 eine weitere Darstellung eines Kopses zur Erläuterung von verschiedenen Phasen des Packungsaufbaues beim Spinnen,

Fig. 7 und Fig. 8 (schematisch) die Fahrprogramme einer Ringspinnma­ schine,

Fig. 9 (schematisch) eine Aufsicht auf einer Spulmaschine.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ringspinnmaschine RSM und eine Spulmaschine SPM, die durch eine Verbindung in der Form eines Fördersystems mit Peg Trays PTFS einen Maschinenverbund bil­ den.

Die Ringspinnmaschine umfaßt zwei Spindelreihen, eine Reihe pro Maschinenlängsseite. Die Figur zeigt zehn Spindeln 1 bis 10 bzw. 11 bis 20 pro Spindelreihe. Eine praktische Ausfüh­ rung umfaßt ca. fünfhundert Spindeln pro Spindelreihe.

Jeder Spindel ist eine jeweilige Vorlagespule zugeordnet, welche Vorgarn in diese Spindel umfassende Spinnstelle über je eine Luntenklemme speist. Die Luntenklemme ist nach den Fig. 15 bis 19 der EP 388 938 gebildet. Der Klemmkopf gibt normalerweise den Luntenlauf frei, kann aber durch einen Be­ dienungsroboter BR nach DE-OS 39 09 746 in die Klemmposition umgestellt werden, um die Spinnstelle durch Unterbinden der Materialzufuhr von der Vorlagespule stillzulegen.

Die Maschine hat zwei Endköpfe, wovon der Endkopf EK1 eine Maschinensteuerung MS enthält. Diese Steuerung arbeitet über das Antriebssystem (nicht gezeigt) der Maschine, um die Ma­ schine kontinuierlich, während sie in Betrieb ist, gemäß einem Maschinenzyklus (Packungsbildungszyklus) anzutreiben. Jeder Zyklus ist durch eine Doffphase abgeschlossen, wobei die während dieses Zyklus gebildeten Kopse durch eine geeig­ nete Doffvorrichtung (nicht gezeigt) von den jeweiligen Spindeln entfernt und durch neue Hülsen ersetzt werden. Wäh­ rend des Doffens steht jede Spindel still.

Nach dem Doffen wird die Maschine auf ihre Betriebsgeschwin­ digkeit beschleunigt, wobei der Verlauf dieser (Hochlauf-) Phase angepaßt werden kann, um die Anfahrfadenbrüche zu mi­ nimieren bzw. um die Basis des Kops zu bilden. Nach dem Abschluß der Anfahrphase läuft die Maschine nach einem vor­ gegebenen Spinnprogramm (in der Steuerung), um einen Kops einer vorbestimmten Größe zu bilden. Die Betriebsgeschwin­ digkeit kann gesteuert werden, um die Anzahl Fadenbrüche (z. B. pro Stunde) auf einem (empirisch festgestellten) Niveau zu halten oder eine Garneigenschaft, die erst auf der Spulma­ schine geprüft werden kann, z. B. die Haarigkeit, in Grenzen zu halten.

Wenn der Kops fast voll ist, beginnt die Maschine eine Abschlußphase (Abspinnen), wo die Maschine für die anschließende Doffphase vorbereitet wird. Dieser Zyklus wird durch die ganze Betriebs zeit der Maschine wiederholt und de­ finiert dabei "die Maschinenzeit". Die "Maschinenzeit" be­ stimmt das Kopsbildungsverfahren - für jeden Maschinenzeit­ punkt im Zyklus gibt es einen entsprechenden Punkt in der Kopsbildungscharakteristik, wenn man ein Ereignis bei der Kopsbildung (z. B. einen Fadenbruch) gegenüber der Kopsbil­ dungscharakteristik festlegen will, kann man dies mittels der Maschinenzeit.

Die von den Spindeln entfernten Kopse werden auf je einen Peg Tray z. B. nach der EP 450 661, aufgesetzt, wobei jeder Pag Tray PT eine Gleitscheibe und einen den Kops aufnehmenden Zapfen umfaßt. Die Peg Trays samt Kopse, werden dann durch ein geeignetes Fördersystem PTFS schrittweise oder langsam kontinuierlich auf das der Spulmaschine zugewandte Maschi­ nenende bewegt, wo die Peg Trays der Reihe nach aus dem Teil des Fördersystems PTFS auf der Ringspinnmaschine ausge­ schleust und in den Teil des Fördersystems auf der Spulma­ schine eingeschleust werden.

Die Peg Trays mit ihren jeweiligen Kopsen werden dann an eine Kopsvorbereitungsstelle KB weitergeleitet, wo sie auf das Umspulen in den Spulstellen SS vorbereitet werden. Die Figur zeigt nur drei solche Spulstellen. In jeder Spulstelle werden sequentiell eine Mehrzahl solcher Kopse zu einer Kreuzspule umgespult. Die Funktion der Spulmaschine und ihrer Steuerung sind z. B. in US 4 984 749, DE-OS 39 28 831 und DE- OS 40 17 303 beschrieben. Das Weiterleiten der Peg Trays von der Kopsvorbereitung zu einer der Spulstellen wird durch das Fördersystem in Abhängigkeit von einer geeigneten Steuerung (nicht gezeigt) der Spulmaschine bewerkstelligt. Die geleerten Peg Trays, je mit einer Hülse, werden dann von den Spulstellen über das Fördersystem an die Ringspinnmaschine zurückbefördert. Ein Alternativsystem, wonach die Kopse von Peg Trays der Ringspinnmaschine auf Peg Trays der Spulma­ schine umgesteckt werden, ist z. B. in DE-OS 40 03 428 und in DE-OS 40 08 990 gezeigt worden.

Die Verarbeitungskapazität der Spulstellen muß derart ge­ wählt werden, daß innerhalb eines Maschinenzyklus der Ringspinnmaschine (d. h. während die Spinnmaschine ein neues Kopslos herstellt) die Spulmaschine alle Kopse des vorherge­ henden Zyklus abgearbeitet hat. Die Anpassung der Umspulka­ pazität an die Ringspinnkapazität stellt eine wichtige Ent­ scheidung beim Planen der Anlage dar. Es wird aus Kosten­ gründen nur selten eine große Spulkapazität zur Verfügung stehen. Die Spulmaschine ist gegenüber der Ringspinnmaschine realtiv teuer, so daß sie möglichst kontinuierlich ausge­ lastet werden sollte. Der Wirkungsgrad der Spulmaschine ist daher ein wesentliches Merkmal der Effizienz der Anlage. Es ist dementsprechend das stetige Ziel der Maschinenbauer, den Wirkungsgrad dieser Stufe hoch zu halten bzw. zu erhöhen (siehe z. B. DE-OS 38 06 165; EP 406 451 und EP 427 990).

Während des Umspulens wird das Garn "gereinigt", wobei vor­ bestimmte Garnfehler durch eine Garnreinigung GR ausge­ schnitten werden. Dabei können Daten über die Qualität des jeweiligen Kops gesammelt und durch eine geeignete "Kopsver­ folgung" bis zur Spindel der Ringspinnmaschine zurückverfolgt werden. Die Einzelheiten solcher Kopsverfolgungssysteme sind kein Gegenstand dieser Erfindung. Beispiele dafür sind im schon erwähnten Stand der Technik zu finden.

Die Ringspinnmaschine ist mit einem Bedienungsautomat BDA (z. B. einem "ROBOfil"-Registered Trade Mark) versehen. Der Automat BDA in der Figur ist schematisch in einer Parkposi­ tion am Maschinenende gezeigt, wo er z. B. auf das Ende der Doffphase der Spinnmaschine wartet. Während des normalen Spinnens patrouilliert der Bedienungsautomat um die Spinnma­ schine, um Bedienungsoperationen nach seiner Programmierung auszuführen. Die bevorzugte Variante des Automaten arbeitet nach einem Verfahren, das in der DE-OS 39 09 746 beschrieben ist, wonach der Automat nicht nur Bedienungsoperationen aus­ führt, sondern auch Informationen (Daten) bezüglich der Zu­ stände der Spinnstellen sammelt. Am Schluß jeder "Runde" (wenn er in die Parkposition zurückkehrt) überträgt der Be­ dienungsautomat seine neu gesammelten Daten an die Rings­ pinnmaschinensteuerung, was in der Figur durch den Pfeil U angedeutet wird.

Gemäß Fig. 1 kann eine Steuerung SSP für die Spulmaschine SPM über eine Leitung VL mit dem Netzwerk NW2 in Verbindung stehen. Weiterhin kann auch eine andere Datenverbindung von der Spulensteuerung zum Prozeßleitrechner in Form eines weiteren Netzwerkes verwirklicht werden. Die Steuerung SSP der Spulmaschine SPM steuert die Daten zur sogenannten Kops­ verfolgung bei. Diese Steuerung kann die Garnreinigersteue­ rung integriert enthalten.

Jeder Maschinenverbund (die Ringspinnmaschine RSM mit ihrem Bedienungsautomat BDA und die Spulmaschine SPM mit ihrem Garnreiniger GR) besitzen je eine "Informationsmasse", die zur Optimierung des Verbundes ausgetauscht werden sollte. Über ihren Bedienungsautomat BDA weiß z. B. die Ringspinn­ maschine, wie viele Fadenbrüche in einem bestimmten Kops vorhanden sind. Diese Informationen sind für die Steuerung der Spulmaschine von großer Bedeutung, wie nachstehend in der Beschreibung des Gesamtsystems dargestellt werden sollte. Die Spulmaschine SPM (bzw. ihre Garnreiniger GR) kann über die Kopsverfolgung feststellen, daß eine bestimmte Spindel der Ringspinnmaschine stets schlechtes Garn produziert was durch den Bedienungsautomaten allein nicht eindeutig fest­ stellbar ist.

Die Informationen (Daten) könnten direkt zwischen den Haupt­ maschinen ausgetauscht werden. In der bevorzugten Ausführung (Fig. 1) wird der Austausch indirekt über einen Prozeßleit­ rechner PLR bewerkstelligt. Der Rechner PLR ist durch ein erstes Netzwerk NW1 mit der Ringspinnmaschine RSM (unter an­ derem) und über ein zweites Netzwerk NW2 mit der Spulma­ schine SPM (unter anderen) verbunden. Das Prozeßleitsystem ist vorzugsweise nach der Patentanmeldung PCT/CH 92/00014 vom 21. Januar 1992 gebildet.

Das System ist vorzugsweise für bidirektionale Kommunikation zwischen dem Rechner und der Maschine ausgelegt, wobei Steu­ erbefehle vom Rechner an die Maschinensteuerungen gerichtet werden können. Ein geeignetes Signal kann deswegen vom Rech­ ner an den Bedienungsautomat BDA (z. B. über die Maschinen­ steuerung MS) gehen, so daß der Automat eine vom Rechner festgelegte Spinnstelle durch Betätigung der entsprechenden Luntenklemme stillegt und dadurch die Herstellung eines un­ brauchbaren Garnes (mit dem entsprechenden Materialverlust) unterbindet.

Zur Optimierung der Steuerung der Spulmaschine braucht es aber mehr Daten, als in DE-OS 39 09 746 erwähnt wurden. Es ist vorteilhaft festzustellen, nicht nur wieviele Fadenbrüche in einem bestimmten Kops vorhanden sind, sondern auch wann im Kopsbildungszyklus diese Fadenbrüche stattfanden. Da diese Informationen mindestens in der Kombination Ringspinnmaschi­ ne/Bedienungsautomat vorhanden sind, ist es möglich, sie auf zubereiten. Dafür ist es aber notwendig, jedem "Ereignis" (Fadenbruch) zwei weitere "Daten" zuzuordnen, nämlich die Zeit dieses Ereignis (gegenüber dem Maschinenzyklus) und die Spindelnummer (oder andere Identifikationen). Im System nach der Fig. 1 ist dies dadurch realisiert, daß sowohl der Au­ tomat als auch die Spinnmaschine drei Speicher I, II, III bzw. Speicherteile I, II, III umfaßt, wo die jeweiligen Da­ ten Uhrzeit, Spindelnummer und Zustand der Spindel abgelegt werden können. Durch Korrelierung der Uhrzeiten kann der im Automat gespeicherte Zeitpunkt eines Ereignisses gegenüber der Maschinenzeit festgestellt werden.

Die beim Patrouillieren vom Automat festgestellten Ereignisse werden am Schluß der Runde an die Maschine übertragen. Min­ destens in der Maschine, allenfalls auch im Automat, können die Daten zu Paketen zusammengefaßt werden, so daß am Schluß eines Maschinenzyklusses für jede Spindel ein Daten­ paket vorhanden ist, welches die vom Bedienungsautomaten für diesen Kops festgestellten Ereignisse darstellt. Dieses Paket kann direkt (z. B. nach DE-OS 36 28 045) dem jeweiligen Kops zugeordnet werden, oder dies kann indirekt über den Prozeßleitrechner PLR erfolgen. Die Maschine und der Automat sammeln dann Daten und bilden Datenpakete für das nächste Kopslos.

Die Datenpakete werden somit der Steuerung der Spulmaschine zugestellt. Die Auswertung bzw. Ausnutzung dieser Datenpakete in der Spulmaschine werden hier nicht in allen Einzelheiten beschrieben, aber einige Möglichkeiten sind im Rahmen der Beschreibung eines Gesamtsystems angedeutet.

Die Fig. 1 zeigt einen einzigen Maschinenverbund. Die Anlage wird aber einige Ringspinnmaschinen und Spulmaschinen umfas­ sen, die von einem gemeinsamen Prozeßleitrechner geleitet werden. Ein Beispiel einer solchen Anlage wird nun als Ge­ samtsystem dargestellt.

1. Allgemeine Beschreibung der Anlage

Die Anlage umfaßt:

• - eine Flyerstufe bestehend aus
• - einem oder mehreren Flyern, welche
• - Vorgarn erzeugen
• - mit einer Leitsystem-kompatiblen Bedieneroberfläche ausgerüstet sind
• - mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden sind
• - bei Vorgarn-Bruch selbsttätig stoppen und Alarm auslö­ sen
• - für die normalen Betriebsabläufe auf der Vorgarn-Seite keine menschlichen Eingriffe benötigen.
• - ein Flyerspulentransportsystem bestehend aus
• - einer oder mehreren Spulen-Übernahmestationen, entsprechend der Anzahl Flyer im System
• - einem Pfad- oder Schienensystem mit einer Anzahl Transportfahrzeugen
• - einer oder mehreren Spulen-Übergabestationen, ent­ sprechend der Anzahl Ringspinnmaschinen im System
• - einer Hülsen-Reinigungsstation
• - einer oder mehreren Hülsen-Übergabestationen, ent­ sprechend der Anzahl Flyer im System
• - einer zentralen Steuerung, welche
• - mit einer Leitsystem-kompatiblen Bedieneroberfläche ausgerüstet ist
• - mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden ist
• - bei Störungen selbsttätig den Betriebsablauf unterbricht und Alarm aus löst
• - für die normalen Betriebsabläufe keine menschlichen Eingriffe erfordert.
• - eine Ringspinn-Stufe bestehend aus
• - einer oder mehreren Ringspinnmaschinen, welche
• - Garn erzeugen
• - mit einer Leitsystem-kompatiblen Bedieneroberfläche ausgerüstet ist
• - mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden sind
• - bei Störungen selbsttätig stoppen und Alarm auslösen
• - das Doffen und die Übergabe der Kopse an die Spulmaschine vollautomatisch erledigen
• - die Übernahme und den Rückfluß der Hülsen automatisch bewältigen
• - mit einem oder mehreren Bedienungsrobotern ausgerü­ stet sind, welche
• - die Spinnstellen überwachen
• - den Betriebszustand der Spinnstellen laufend an die Steuerung der Ringspinnmaschine oder ggf. direkt an den Leitrechner melden
• - Fadenbrüche beheben
• - Spinnstellen mit Störungen selbsttätig durch Betä­ tigung einer Vorgarnklemme still setzen
• - Spinnstellen auf Anforderung hin durch Betätigung einer Vorgarnklemme stillsetzen und für den Bedie­ ner markieren
• - bei Störungen selbsttätig stoppen und Alarm auslö­ sen.
• - einer Spuler-Stufe bestehend aus
• - einer oder mehreren Spulmaschinen, welche
• - Garn umspulen
• - die einzelnen Kopse, welche von den Ringspinnmaschi­ nen geliefert wurden, bezüglich Herkunft auf die Spinnstelle zurückverfolgt (Kopsverfolgung)
• - mit einer Leitsystem-kompatiblen Bedieneroberfläche ausgerüstet sind
• - mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden sind
• - bei Störungen selbsttätig stoppen und Alarm auslösen
• - mit einem vollautomatischen Garnspleißer ausgerüstet sind
• - den Spulenwechsel und die Rückgabe der Kopse an die Spinnmaschine vollautomatisch erledigen
• - an jeder Spulstelle über einen Garnreiniger verfügen, welche
• - die Spulstellen überwachen
• - den Betriebszustand der Spulstelle laufend an die Garnreiniger-Steuerung oder ggf. direkt an die Spulmaschinen-Steuerung melden
• - bei Fehlstellen im Garn das Umspulen durch Schnitt unterbrechen
• - Spulstellen mit Störungen selbsttätig durch wie­ derholte Betätigung des Garn-Schneiders stillsetzen und für den Bediener markieren
• - mit einer eigenen Garnreiniger-Steuerung in Ver­ bindung stehen, welche ihrerseits
• - mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk ver­ bunden ist
• - bei Störungen selbsttätig Alarm auslöst
• - die Qualitätsdaten der einzelnen Garn-Sensoren auswertet, klassiert und speichert.
• - einem Leitrechner bestehend aus
• - einer Zentraleinheit
• - einem oder mehreren Daten-Netzwerken zur Verbindung mit den Flyern, dem Spulentransportsystem, den Ringspinnma­ schinen, ggf. den Bedienungsrobotern, den Spulmaschinen, ggf. der Garnreiniger-Steuerung
• - einer (Leitsystem-kompatiblen) Bedieneroberfläche
• - einem Drucker
• - einem zentralen Massenspeicher für Daten
• - ggf. einer Datenleitung für den Austausch von Informa­ tion mit einem überlagerten Betriebsleitsystem
• - einer Alarmeinrichtung für das Bedienpersonal.

A. Stillsetzen von Spinnstellen mit Qualitätsmängeln mittels der Bedienungsautomaten

Im Zusammenwirken der Elemente

• - Qualitätserfassung auf dem Kops mit Garnreiniger (be­ kannt) und/oder Spuler (EP 0 373 324)
• - Kops-Verfolgung auf Spinnstelle (DE 36 03 002 und DE 36 28 045)
• - Informations-Verbund mit Einbezug von Ringspinnmaschine, Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
• - ROBOfil-Funktion Luntenklemme
  werden Spinnstellen mit Qualitätsmängeln, beispielsweise
• - häufige Garnfehler, Nummernschwankung, hohe Ungleichmäßigkeit, Schwachstellen durch ungenügende Drehung, infolge
• - schadhaftem Streckwerk, beschädigtem Ring/Läufer, defekter Spindel, mangelhafter Vorgarnspule nicht nur erkannt, sondern auch vermieden, indem
• - die betreffende Spinnstelle außer Betrieb genommen,
• - die Spinnstelle für den Bediener markiert und
• - der Fluß des Vorgarnes unterbrochen und somit
• - weitere Verluste durch Produktion von Ausschuß ver­ mieden werden.

B. Ausscheiden von Kopsen mit häufigen Fehlstellen aufgrund der durch ROBOfil gelieferten Information bei der Übergabe an die Kopsvorbereitung Beschreibung

Im Zusammenwirken der Elemente

• - Überwachung der einzelnen Spindeln durch ROBOfil, mit Erfassen der Fadenbrüche und der automatischen und ma­ nuellen Ansetzvorgänge
• - Kops-Verfolgung auf Spinnstelle (DE 36 03 002 und DE 36 28 45)
• - Informations-Verbund mit Einbezug von Ringspinnmaschine, Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
• - Ausscheiden von Kopsen im Eingang der Kopsvorbereitung, (DE 33 37 348), vorzugsweise mit klassierter und geson­ derter Ablage der ausgeschiedenen Kopse für die spätere Untersuchung im Labor
  wird der Nutzeffekt der Spulmaschine erhöht, indem
• - das Verarbeiten von vornherein unbrauchbaren Kopsen ganz vermieden wird.

C. Gesonderte Behandlung von Kopsen mit spezifischen Fehl­ stellen aufgrund der durch ROBOfil gelieferten Information bei der Weiterverarbeitung auf der Spulmaschine.

Im Zusammenwirken der Funktionen

• - Überwachung der einzelnen Spindeln durch ROBOfil, mit Erfassen der Fadenbrüche und der automatischen und ma­ nuellen Ansetzvorgänge
• - Kops-Verfolgung auf Spinnstelle (DE 36 03 002 und DE 36 28 045)
• - Informations-Verbund mit Einbezug von Ringspinnmaschine, Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
  wird der Nutzeffekt der Spulmaschine erhöht, indem
• - Kopse ohne Fadenbruch bevorzugt in der Kopsvorbereitung bearbeitet werden
• - Kopse mit Fadenbruch ggf. gespeichert und zeitlich ver­ schoben verarbeitet werden, beispielsweise nach Abarbeitung der fadenbruchlosen Kopse und vor dem näch­ sten Doff-Vorgang, wobei die nicht mehr zur Verarbeitung gelangenden Kopse ausgeschieden werden
• - für Kopse mit Fadenbruch besonders wirkungsvolle Ver­ fahren in der Kopsvorbereitung eingesetzt werden, bei­ spielsweise eine besondere Vorbereitungsstation.

Weiter wird die Garnqualität erhöht, indem Kopse ohne Fa­ denbruch an besonders bezeichneten Spulstellen umgespult werden, um so Garnspulen höchster Qualität mit einem Mi­ nimum an Spleißstellen und "Fast-Fadenbrüchen" zu erhal­ ten (ggf. DE 36 28 045, DE 36 03 002, DE 33 48 022).

D. Klassierte und gesonderte Ablage der ausgeschiedenen Kopse für die spätere Untersuchung im Labor, in Verbindung mit Angabe der produzierenden Spinnstelle

Im Zusammenwirken der Funktionen

• - Ausscheiden von mangelhaften Kopsen im Kopstransport der Spulmaschine, jedenfalls vor Rückgabe der Hülse an die Spinnmaschine, mit Ablage der ausgeschiedenen Kopse einzeln oder gruppenweise in Fächer
• - Kops-Verfolgung auf Spinnstelle (DE 36 03 002 und DE 36 28 045)
• - Informations-Verbund mit Einbezug von Ringspinnmaschine, Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
  wird die Bestimmung und Behebung von Schwachstellen in der gesamten Ringspinn-Anlage erleichtert und verbessert, in­ dem
• - das Erscheinungsbild des mangelhaften Kopses Rück­ schlüsse auf den Entstehungsort und die Entstehungsweise des Fehlers erlaubt, beispielsweise auf mangelhafte Funktion der Spulstelle, der Kopsvorbereitung, der Spinnstelle, des Bedienungsroboters, der Spinnstelle des Flyers
• - die Funktion und Einstellung des Garnreinigers anhand von besonders interessanten Mustern im Labor in einer Nachkontrolle überprüft werden kann.

Informatik-Aspekte

Eine praktische Ausführung des Spinnereibereiches Flyer bis Spulmaschine für eine automatisierte Anlage ist in Fig. 2 ge­ zeigt, allerdings immer noch schematisch, um die Informatik- Aspekte des Systems darzustellen. Der dargestellte Anlageteil umfaßt (in der Reihenfolge der Prozeßstufen, d. h. der "Ver­ kettung" der Maschinen):

• a) eine Vorlagelieferstufe, hier durch die Flyerstufe 300 dargestellt ist,
• b) eine Endspinnstufe 320, in diesem Fall durch Ringspinnma­ schinen gebildet,
• c) ein Vorgarntransportsystem 310, um Flyerspulen von der Flyerstufe 300 an die Endspinnstufe 320 und leere Hülsen von der Endspinnstufe 320 zurück an die Flyerstufe 300 zu tragen, und
• d) eine Weiterverarbeitungsstufe, hier die Umspulstufe 330, um die an den Ringspinnmaschinen gebildeten Kopse in größere (zylindrischen oder konischen) Packungen (Kreuz­ spulen) umzuwandeln.

Jede Verarbeitungsstufe 300, 320, 330 umfaßt eine Mehrzahl von Hauptarbeitseinheiten (Maschinen), die je mit einer ei­ genen Steuerung versehen sind. Diese Steuerung ist in Fig. 2 nicht gezeigt, wird aber nachfolgend in Zusammenhang mit Fig. 3 etwas näher erläutert. An der jeweiligen Maschinen­ steuerung angehängt, sind Robotikeinheiten (Bedienungsauto­ maten), die dieser Maschine direkt zugeteilt werden. In Fig. 2 ist für jeden Flyer der Stufe 300 ein eigener Doffer vorgese­ hen - die Funktion "Flyerdoffen" ist in Fig. 2 mit dem Recht­ eck 302 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z. B. in EP 360 149 bzw. in DE-OS 37 02 265 gezeigt.

In Fig. 2 sind auch für jede Ringspinnmaschine der Stufe 320 ein Bedienungsautomat pro Spinnstellenreihe zur Bedienung der Spinnstellen und eine Aufsteckungsbedienung für die Vorgarnzufuhr vorgesehen. Die Funktion "Spinnstellenbedienung" ist mit den Kasten 322, 324 (ein Kasten pro Spinnstellenreihe) und die Funktion "Vorgarnzufuhr" mit dem Rechteck 326 ange­ deutet. Eine mögliche Ausführung ist z. B. in EP 419 968 oder PCT-Patentanmeldung PCT/CH 91/00225 vom 02.11.1991 gezeigt.

Das Vorgarntransportsystem 310 ist auch mit einer eigenen Steuerung versehen, die hier nicht näher erläutert werden soll. Das System 310 umfaßt eine Einheit zum Reinigen von Vorgarnspulen, bevor sie an die Flyerstufe 300 zurückgegeben werden. In Fig. 2 ist die Funktion "Vorgarnspulenreiniger" durch das Rechteck 312 angedeutet. Eine mögliche Ausführung dieses Anlageteiles ist in EP-43 12 68 (und zum Teil in EP 392 482) gezeigt.

Die Ringspinnmaschinen der Stufe 320 und Spulmaschinen der Stufe 330 bilden zusammen einen "Maschinenverbund", wodurch der Transport der Kopse an die Spulmaschinen gewährleistet ist. Die Steuerung dieses Verbundes erfolgt von der Spulma­ schine aus.

Ein Netz 350 ist vorgesehen, wodurch alle Maschinen der Stufen 300, 320, 330 und das System 310 für den Signalaustausch (Da­ tenübermittlung) mit einem Prozeßleitrechner 340 verbunden sind. Der Rechner 340 bedient direkt ein Alarmsystem 342 und eine Bedienung 344 z. B. in einer Leitstelle bzw. in einem Meisterbüro.

Eine sehr wichtige Funktion des Umspulens von Ringspinngarn ist die sogenannte Garnreinigung, die mit dem Rechteck 360 angedeutet ist. Der Garnreiniger ist über dem Netz 350 mit dem Prozeßleitrechner 340 verbunden. Durch diese Vorrichtung werden Garndefekte eliminiert und gleichzeitig Informationen (Daten) gewonnen, die Rückschlüsse auf die vorangehenden Verfahrensstufen ermöglichen. Die Garnreinigungsfunktion wird an der Spulmaschine ausgeübt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen etwas detailliertere aber noch schematische Darstellungen einer Ringspinnmaschine 321 (Fig. 3) der Stufe 320 und einer Spulmaschine 331 (Fig. 4) der Stufe 330.

Die Steuerung der Maschine 321 ist schematisch mit 323 und die Steuerung der Maschine 331 mit 333 angedeutet. Für jede Ma­ schine 321, 331 ist eine einzige Arbeitsposition 330 (Fig. 3), 380 (Fig. 4) schematisch angedeutet. Im Fall der Ringspinnma­ schine 321 umfaßt die Arbeitsstelle 370 eine Aufhängung (nicht gezeigt) in der Aufsteckung (nicht gezeigt) für eine Flyerspule 371, welche Vorgarn 372 an ein Streckwerk 373 lie­ fert. Die aus dem Streckwerk 373 austretenden Fasern werden zu einem Garn 374 gesponnen, das auf einer Hülse 375 zu einem Kops 376 aufgewickelt wird. Die Hülse 375 ist von einer Spin­ del (nicht gezeigt) getragen, die durch einen dieser Spindel zugeordneten Antriebsmotor 373 (Einzelspindelantrieb) in Ro­ tation um die eigene Längsachse versetzt wird.

Die Arbeitsstelle 380 der Spulmaschine umfaßt eine Zufuhr (nicht gezeigt) für einzelne Kopsträger 381 (z. B. sogenannte "Peg-Trays"), die je einen Kops 382 tragen. Das Garn 383 des Kopses wird abgewickelt und über einen Spleißer 384 an eine Fadenchangierung 385 geliefert. Ein Spulenhalter (nicht ge­ zeigt) trägt eine Hülse (nicht gezeigt) als Kern einer Packung 386, die durch die Rotation der Hülse um die eigene (waag­ rechte) Achse bei einer von der Changierung erzeugten axialen Bewegung des Fadens gebildet wird.

Es wird angenommen, jede Arbeitsstelle 370, 380 sei mit einer eigenen Sensorik versehen. Im Fall der Ringspinnmaschine besteht diese aus einem einfachen Sensor 378 pro Spinnstelle, um festzustellen, ob die Spinnstellen (der Spindelmotoren 377) in Betrieb sind oder nicht. Die Spulstelle 380 kann mit einem entsprechenden Sensor 387 versehen werden. Die Spulstelle 380 ist aber zusätzlich mit einem Garnprüfgerät 361 versehen, welches ein Element des Garnreinigers 360 (Fig. 2) bildet. Das Garnprüfgerät umfaßt einen Garnsensor (nicht separat ange­ deutet), der vorbestimmte Qualitätsparameter des Garnes über­ wacht und entsprechende Signale (Daten) an eine Datenerfas­ sungseinheit 362 der Maschine 331 liefert, welche die Daten für alle Spulstellen dieser Maschine zusammenfaßt. Die Da­ teneinheit 362 stellt ein weiteres Element des Garnreinigers 360 dar. Über Leitungen 351, 352 und 353 des Netzes 350 (Fig. 2) sind die Steuerungen 323, 333 und die Dateneinheit 362 mit dem Leitrechner 340 (Fig. 2) verbunden. Die Datenein­ heit 362 tauscht auch Signale mit der Steuerung 333 der Spul­ maschine aus. Die Bedienungsautomaten können auch mit Sensoren versehen werden, z. B. wie in unserem US-Patent 4 944 033 ge­ zeigt ist.

Nach der PCT-Anmeldung Nr. PCT/CH 92/00014 ist die Anlage derart gebildet, daß dem Rechner 340 "Rohdaten" der Sensorik 378, 387, 361 geliefert werden, obwohl die einzelnen Steue­ rungen 323, 333, 362 in der Abwesenheit eines Steuerungbefehls vom Leitrechner 340 unabhängig von diesem Rechner anhand der Ausgangssignale der Sensorik 378, 387, 361 arbeiten. Das heißt, die Rohdaten der Sensorik werden nicht durch die Steuerungen 323, 333 und 362 zu "Berichten" zusammengefaßt, die den Informationsgehalt der Sensoriksignale durch "Konzen­ tration" reduzieren und die an den Leitrechner weitergeleitet werden. Stattdessen werden sie (mindestens auf Anfrage des Leitrechners 340) als inhaltlich unveränderte Qualitäts- bzw. Zustandssignale an den Leitrechner weitergegeben. "Rohdaten" (im Sinne der Steuerung) sind grundsätzlich "Ist-Werte" der Sensorik oder daraus hergeleitete Signale, jedenfalls von der Sensorik stammende Daten.

Jede Maschine 321, 331 ist auch mit einer "Bedienungsoberflä­ che" 325 bzw. 335 versehen, die mit der jeweiligen Steuerung 323 bzw. 333 verbunden ist und Mensch-Maschine (oder sogar Roboter-Maschine)-Kommunikation ermöglicht. Die "Bedienungs­ oberfläche" kann auch als "Bedienungsfeld", oder "Bedienungs­ tableau" oder "Bedienungskonsole" bezeichnet werden. Ein Bei­ spiel einer solchen Bedienungsoberfläche ist in DE-OS 37 34 277 gezeigt, allerdings nicht für eine Ringspinnmaschi­ ne, sondern für eine Strecke. Das Prinzip ist für alle solchen Bedienungsmittel gleich. Weitere Beispiele sind im Artikel "Neue Mikrocomputer für die Textilindustrie, von F. Hösel in Melliand Textilberichte vom September 1991 (ITMA Ausgabe) zu finden.

Nach der Erfindung gemäß der PCT-Patentanmeldung Nr. WO/91/16481 ist die Anlage derart programmiert und ausgelegt, daß der Leitrechner 340 Bedienungsunterstützung über die Be­ dienungsoberfläche 325 bzw. 335 der jeweiligen Maschine lei­ sten kann, d. h. der Leitrechner kann Steuerbefehle über dem Netz 350 senden und die Maschinensteuerungen können derartige Steuerbefehle empfangen und befolgen, so daß der Zustand der Bedienungsoberfläche vom Leitrechner 340 über der jeweiligen Steuerung bestimmt wird.

Fig. 2 ist stark vereinfacht. Eine realistische Darstellung der Komplexität einer solchen Anlage sprengt den Rahmen einer Patentschrift. Ein Teil der Problematik ist aber aus dem Ar­ tikel "Das Machbare gestalten - Erhöhung der Flexibilität und Wirtschaftlichkeit einer Baumwollspinnerei" von Leopold Schoeller jr. in Melliand Textilberichte, 2/1992, Seite 126 ff, ersichtlich.

Bedeutung der Maschinentypen

Sofern eine Maschine (bzw. ein ihr zugeordneter Automat) in der Lage ist, das eigene Produkt zu kontrollieren und Fehler zu beheben (z. B. nach der DE-OS 40 15 636, Düsenspinnen), ist diese Erfindung nicht anwendbar. Die Erfindung kommt zur An­ wendung, wo eine nachgeschaltete Stufe die Aufgabe des Auffangens von Fehlern erfüllt (vgl. PCT-Patentanmeldung WO 92/00409 - die Funktion der "Trennstelle"). Nach einem Aspekt dieser Erfindung wird die "Trennstellenfunktion" dadurch er­ gänzt, daß Informationen, die in der vorgeschalteten Stufe gewonnen werden können, zur Anpassung bzw. Entlastung der "Trennstelle" verwendet werden, um dadurch den Wirkungsgrad der Anlage bzw. des Anlageteils zu erhöhen. Es wird nun die Bedeutung einzelner Elemente der Anlage für diese Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Die Erfindung bringt am meisten Vorteile, wo die zu steuernden Maschinen je eine Vielzahl von Produktionsstellen aufweisen. Dies stellt sowohl ein Problem wie auch eine Chance dar. Ei­ nerseits ist es dann schwierig, die Fehlerquelle zu orten. Andererseits ist es möglich, eine einmal geortete Fehlerquelle auszuschalten, ohne die Produktivität der Anlage als Ganzes maßgebend zu beeinträchtigen.

Der Erfindung gewinnt auch in Abhängigkeit von den Problemen der Wiedergewinnung des fehlerhaft verarbeiteten Materials an Wichtigkeit. Beim Bandbruch am Ausgang einer Strecke kann die Kanne in der Bandablage sofort ausgewechselt werden und die teilweise gefüllte Kanne an den Faserwiedergewinnungsanlage­ teil geliefert werden. Die gleiche Behandlung einer entspre­ chenden Menge Garn ist unerwünscht.

Die Fadenbruchzahl

Wie schon erwähnt stellt die Fadenbruchzahl ein wichtiges In­ diz für die Garnqualität dar. In einer automatisierten Anlage ist die Feststellung der Fadenbruchzahl ein Problem weder für die Spulmaschine noch für die Ringspinnmaschine. Wo die Spinnstellen der Ringspinnmaschine mit keiner eigenen Sensorik (z. B. nach EP 436 204; EP 432 401 oder DE-OS 40 11 944) ver­ sehen sind, kann die Maschine mit einem dazu geeigneten fahr­ baren Datenerfassungsgerät versehen sein, wobei die schon er­ wähnten Bedienungsautomaten nur als Beispiele zu verstehen sind.

Für moderne Spinnmaschinen ist oft die Kommunikationsfähigkeit heutzutage auch gewährleistet z. B. nach DE-OS 40 08 794 oder PCT/CH 92/00014. Dies ist aber auch nicht wesentlich, da das direkte Festhalten der Daten auf der Packung selbst auch z. B. nach DE-OS 41 12 073 oder DE-OS 40 24 202 bekannt.

Bedeutung des Transportsystems

Vor dem Spulenwechsel muß ein Flyer bzw. eine Ringspinnma­ schine zum Stillstand gebracht werden (und nachher wieder auf die Betriebsdrehzahl hochgefahren werden), d. h. der Spulen­ wechsel stellt ein Produktionsunterbruch dar. Er soll dement­ sprechend so kurz wie möglich gehalten werden und dies bedeu­ tet, daß die Spulen nicht einzeln behandelt werden können.

In modernen Maschinen werden alle während eines Betriebs- bzw. Maschinenzyklus hergestellten Packungen möglichst gleichzeitig gedofft und durch leere Hülsen ersetzt. Nur einzelne Spulen können fehlerhaft sein. Das Transportsystem ist daher vor­ zugsweise in der Lage, einzelne Spulen oder eine kleine Spu­ lengruppe auszurangieren. Dies erfordert ein Transportsystem in Kombination mit einer speziellen (vorzugsweise eigenen) Steuerung ("Intelligenz"). Solche Systeme stehen seit einigen Jahren zur Verfügung (siehe z. B. den Artikel "Rechnergestützte Transportsysteme in der textilen Fertigung" in Melliand Tex­ tilberichte, 7/1985, Seite 499 ff). Solche Systeme haben heute mit Peg Trays für den Kopstransport ein hohes Entwicklungsni­ veau erreicht, wobei auch für Flyerspulen die spezielle Be­ handlung von einzelnen bzw. einer kleinen Anzahl von Spulen durchaus möglich ist (siehe z. B. EP 431 268).

Anhand der Fadenbruchzahl ist es daher möglich, fehlerhafte Spulen von der Weiterverarbeitung auszuschließen und dadurch die nachgeschalteten Stufen zu entlasten. Es ist aber eben­ falls möglich solche Spulen an speziell dafür vorgesehenen Weiterverarbeitungsstellen bzw. - Maschinen weiterzuleiten, was zu einer klaren Unterscheidung zwischen Produkten erster und zweiter Qualität führt. Dies wird nachfolgend näher im Zusammenhang mit der Spulmaschine (als Beispiel) erläutert.

Bedeutung der Fehlerursache

Die verschiedenen vorher erwähnten Fehlerursachen führen zu ganz verschiedenen Wirkungen bezüglich der Produktqualität. Eine defekte Spinnstelle produziert laufend schlechtes Garn - sie soll abgestellt werden. Eine Fehlbedienung an einer normal arbeitenden Spinnstelle führt möglicherweise zu einem Einzel­ fadenbruch, der zu irgendeiner Phase des Kopsaufbaues vorkom­ men kann.

Eine Fehleinstellung in der Hochlaufkurve der Maschine kann zu einer Anhäufung von Fadenbrüchen in der sogenannten Kopsbasis führen, wo ohnehin Fadenbrüche bekannterweise wegen der un­ stetigen Betriebsbedingungen zu erwarten sind (siehe z. B. im Artikel "Fadenbrucherfassung, Minimierung und Behebung an Ringspinnmaschinen" in Melliand Textilberichte, 6/1984, Seite 379ff). Dabei ist aber viel gutes Garn im gleichen Kops vor­ handen.

Die Auswirkungen solcher Vorfälle auf die Kopsbildung sind in EP 360 287 (insbesondere Fig. 3 bis 6) schon erläutert worden und es ist da vorgesehen, Kopsmißbildungen in der Kopsvorbe­ reitung festzustellen, so daß die anschließende Kopsbehand­ lung entsprechend angepaßt werden kann. Diese Erfindung sieht nun die Möglichkeit vor, die Auswirkungen von Fehlern vor dem Einliefern in die Kopsvorbereitung festzustellen (und dadurch auch die Kopsvorbereitung zu entlasten), so daß entsprechende Maßnahmen getroffen werden können. Dazu ist es aber notwendig festzustellen, wo im Aufbau eines gegebenen Kops der Fehler bzw. die Fehler entstanden sind.

Es werden nun verschiedene Möglichkeiten als Beispiele von Mitteln erklärt, die zum Feststellen von "Fehlerstellen" in einer Packung dienen können, d. h. zum Feststellen, wo im Packungsaufbau ein Fehler liegt (Fehlerortung). Dabei wird na­ türlich angenommen, daß die notwendige Sensorik vorhanden ist, um den Fehler selbst zu erkennen.

Die Fehlerortung

Eine Längenmessung ist zur Fehlerortung ein wichtiges, wenn nicht unerläßliches Hilfsmittel. Die Längenmessung ist im Rotorspinnen und Düsenspinnen, wie auch in der Spulerei, schon lang wohl bekannter Stand der Technik - siehe z. B. EP 157 134. Es ist auch vorgeschlagen worden, die Längenmessung in der Ringspinnerei zu verwenden (z. B. EP 386 519 - Flyer; US 4 665 686 - Ringspinnmaschine).

Es ist auch vorgeschlagen worden, verschiedene Fehlersignale miteinander in Verbindung zu bringen, um dadurch den Gesamt­ informationsgehalt dieser Signale zu erhöhen (siehe z. B. EP 156 153).

Es ist uns aber nicht bekannt, daß bislang Längenmessung- und Fehlersignale miteinander zum Orten des Fehlers in einer Packung (oder Gebinde, z. B. einer Kanne oder einem Wickel) ver­ knüpft wurden, obwohl die technischen Mittel zu diesem Zweck seit langem zur Verfügung stehen.

Die Verwendbarkeit solcher Informationen bei der Weiterverar­ beitung ist z. B. aus der DE-OS 39 42 304 ersichtlich bzw. läßt sich daraus ableiten. Solche Informationen lassen sich auch "flußabwärts" von einer "Trennstelle" verwenden, z. B. in einem Maschinenverbund einer kreuzspulenherstellenden Spinn­ maschine mit einer Doppeldrahtzwirnmaschine, wie dies in DE- OS 38 02 900 gezeigt worden ist.

Zur näheren Erläuterung der Problematik der Fehlerortung unter verschiedenen Umständen werden aber nachfolgend anhand der Fig. 5 die verschiedenen Packungsformen (und die entsprechen­ den Packungsaufbauzyklen) kurz erläutert. Es wird aber dabei darauf hingewiesen, daß diese Erläuterungen dem Fachmann aus den Lehrbüchern der Spinntechnologie bestens bekannt sind.

Packungsformen

Fig. 5 zeigt in Fig. 5A eine Flyerspule, in Fig. 5B einen Kops und in Fig. 5C eine Kreuzspule. In den schematischen Darstel­ lungen der Fig. 5A(i), 5B(i) und 5C(i) ist die Packung je­ weils voll, in den Fig. 5A(ii), 5B(ii) und 5C(i) halb leer (halb abgezogen) und in den Fig. 5A(iii), 5B(iii) und 5C(iii) leer, d. h. es bleibt nur noch der Packungskern (oder Träger) in der Form einer sogenannten Hülse. Diese Packungen haben je einen eigenen Aufbau, wobei grundsätzlich zwei Ab­ zugsabläufe erkannt werden können. In einem Fall ändert sich die Länge des Garnkörpers beim Abziehen (Kops), im anderen Fall der Durchmesser (Flyer- bzw. Kreuzspule).

Die Packungsbildung auf dem Flyer muß von Anfang bis zum Ende durchgearbeitet werden. Das Auslassen eines Abschnittes ist wegen des Antriebssystems nicht möglich. Da die Produktions­ stellen nicht einzeln angetrieben werden, wird heute beim Luntenbruch die ganze Maschine abgestellt, um das Ansetzen an der betroffenen Stelle zu ermöglichen. Danach wird der Packungsbildungszyklus vom Punkt fortgesetzt, wo er vorher abge­ brochen wurde.

Eine Längenmessung zusammen mit Werten, die im Einstellungs­ programm vorhanden sind (z. B. die Gesamtlänge der Flyerspu­ lenlunte), geben eindeutig die Fehlerstelle an. Die gleichen Informationen könnten aber direkt aus dem Packungsbildungs­ programm gewonnen werden, falls die verschiedenen Schritte dieses Programmes identifizierbar sind (abgelesen werden kön­ nen).

Die gleichen Bemerkungen gelten im wesentlichen für die Bil­ dung der Kreuzspule, wobei in diesem Fall die verschiedensten Antriebssysteme zur Anwendung kommen. Ein weiterer Parameter, der gelegentlich im Zusammenhang mit der Kreuzspule verwendet wird, ist der Packungsdurchmesser (siehe z. B. EP 78 979), und dies kann auch zur Fehlerortung herangezogen werden. Dies gilt im Prinzip auch für die Flyerspule.

Der Kops stellt einen etwas schwierigeren Fall dar. Wie aus EP 360 287 ersichtlich ist, kann im Kops ein ganzer Abschnitt fehlen - und die Auswirkung auf die Kopsform hängt davon ab, welcher Abschnitt ausgelassen wurde. Die Kopsform wird daher in Fig. 6 nochmals näher erläutert.

In Fig. 6 ist die Hülse mit 50 und der Garnkörper mit 52 an­ gedeutet. Der Garnkörper besteht aus einer Basis 54, einem zylindrischer Teil 56 (der allerding aus einzelnen konischen Schichten besteht) und einem konischen Ansatz 58. Die Basis 54 wird (beim normalen Aufbau) zuerst gebildet und enthält das Garn, das während der Hochlaufkurve hergestellt wurde. Der Ansatz 58 wird während der Schlußphase des Bildungszyklus gebildet und enthält das Garn, das während des Abspinnens ge­ sponnen wurde. Beim Abziehen beginnt man mit dem freien Garn­ ende auf dem Ansatz 58. Der zylindrische Kopsteil 56 enthält den größten Teil der Garnmenge des Kopses, und zwar dasjenige Garn, das bei stetigen Betriebsbedingungen hergestellt wurde.

Beim Fadenbruch in einer einzelnen Spinnstelle wartet das Bildungsprogramm nicht auf diese Stelle, sondern schreitet für die anderen noch normal laufenden Spinnstellen fort. Wenn nun ein einziger Bruch im Lauf der Kopsbildung entsteht, dieser Fadenbruch behoben wird und nachher die Kopsbildung bis zum Schluß ununterbrochen fortgesetzt wird, gibt die Längenmes­ sung genau an, wo die Fehlerstelle gegenüber dem Kopsende liegt. Bei einem zweiten Fadenbruch, oder wenn nach einem Fa­ denbruch die Kopsbildung vor dem Ende des Bildungszyklusses nicht wieder aufgenommen wird, können täuschende Resultate entstehen.

Solche Resultate können aber durch Berücksichtigung der "Ma­ schinenfahrprogramme" vermieden werden. Solche Programme sind in den Steuerungen moderner Maschinen gespeichert und defi­ nieren zu jedem Zeitpunkt des Maschinenzyklus die herrschenden Betriebsbedingungen. Solche Fahrprogramme für eine Ringspinn­ maschine sind in Fig. 7 und 8 schematisch gezeigt worden. Auf der waagrechten Achse wird die Zeit t eingetragen, wobei "T" die Dauer eines Maschinenzyklus vom Anfang der Kopsbildung bis zum Ende darstellt. Die Spindeldrehzahl wird nach der Charakteristik n (Fig. 7) und die momentane Ringbankstelle (gegenüber einer Anfangsposition) nach dem Bewegungsablauf h bestimmt. Die entsprechende Drehzahl des Lieferzylinders vom Streckwerk folgt der Kurve k (Fig. 8), was eine Lieferung l (Fig. 8) ergibt.

Durch die Berücksichtigung dieser gespeicherten Programmdaten ist es möglich, eindeutig die Fehlerstelle im Kops zu orten.

Bedeutung der Weiterverarbeitungsmaschinen

Es hat offensichtlich keinen Zweck, Informationen an die Weiterverarbeitungsmaschinen zu liefern, die sie nicht ver­ wenden können. Die technischen Mittel zur Verwendung der er­ wähnten Informationen sind aber in modernen Spulmaschinen vorhanden. Um dies zu verdeutlichen, sind in Fig. 9 die we­ sentlichen Elemente einer Spulmaschine zur Verarbeitung von auf Peg Trays getragenen Kopse abgebildet.

Die Maschine ist in Fig. 9 mit 70 angedeutet. Sie umfaßt Spulstellen, wovon in Fig. 9 nur drei Stellen 72, 74, 76 ange­ deutet sind; in einer praktischen Ausführung sind normaler­ weise zwanzig oder mehr Spulstellen zu finden.

Die Kopsvorbereitung ist mit 78 angedeutet. Peg Trays (nicht gezeigt) mit Kopsen werden über einen Zufuhrweg 80 in die Kopsvorbereitung 78 eingeliefert und verlassen die Kopsvorbe­ reitung in Richtung der Spulstellen auf den Transportpfad 82. Sie verlassen die Spulstellen auf dem Transportpfad 84 und werden entweder an die Kopsvorbereitung 78 oder an einen Abfuhrweg 86 (wenn voll abgespult) geliefert. In diesem Fall wird angenommen, daß die Spulmaschine 70 nicht (wie in Fig. 1) mit einer einzigen Ringspinnmaschine, sondern mit einer Mehr­ zahl von Ringspinnmaschinen (flexibler Link - z. B. gemäß EP 344 597) verbunden ist. Ein Beispiel der Anordnung ist in der DE-OS 32 35 442 zu finden.

In einer solchen Maschine wird jeder Peg Tray einzeln behan­ delt, und es besteht die Möglichkeit, die Peg Trays unter­ schiedlich zu behandeln, wie dies z. B. schon in EP 402 630; EP 406 541 und DE-OS 34 34 576 in einem anderen Zusammenhang vorgesehen ist.

Es ist nun möglich, z. B. Kopse ohne Fehler an die Spulstelle 76 und weitere, nicht gezeigte Spulstellen zu richten, während mit Fehlern behafteten Kopse an die Spulstellen 72 und 74 weitergeleitet werden.

Mit der Anwendung der Fehlerortung wird aber ein weiterer Schritt möglich. Wenn festgestellt werden kann, wo der Fehler liegt, bzw. die Fehler liegen, ist es möglich, die verschie­ denen Kopsabschnitte unterschiedlich zu behandeln. Falls z. B. die Basis vom Kops einen Fehler enthält, die anderen Teile hingegen gut sind, kann ohne weiteres sowohl der Ansatz als auch der zylindrische Teil normal als erstklassiges Garn ab­ gezogen und umgespult werden, während die Basis als minder­ wertig über den Weg 84 an die Kopsvorbereitung 78 zur Neuein­ führung in eine Spulstelle 72 oder 74 zurückgesandt wird.

Eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage ist al­ lerdings auch ohne eine genaue Fehlerortung möglich. Wenn be­ kannt wird, in welchem Kopsabschnitt sich der Fehler bzw. die Fehler befinden, ist es möglich, die guten Abschnitte voll auszunutzen und die weniger guten Teile als minderwertig zu behandeln.

Die genaue Ortung ermöglicht aber zusätzlich eine Anpassung der Abzugsbedingungen (Geschwindigkeit, Spannung) an die Garnparameter.

Wichtig zur Realisierung der "abschnittweisen" Umspulung von Kopsen nach dieser Erfindung sind

• - einerseits eine derartige Gestaltung der "Weichenstellen" 90 (Fig. 9), daß nur ausgewählte Kopse (Peg Trays) an diesen Stellen in die eigentlichen Spulstellen-Förderwege eintreten können, und
• - anderseits eine derartige Gestaltung der Kopsvorbereitung 78 (oder eine andere dazu vorgesehene Einheit), daß die Peg-Trays kodiert werden können, wobei die Kodierung be­ stimmt, zu welcher Spulstelle eine Peg-Tray den Zutritt gewährt wird.

Die Mittel, um dies zu ermöglichen, ist in der Spulerei schon vorhanden - siehe z. B. DE-OS 33 44 473; DE-OS 36 03 002 und DE-OS 36 28 045. Eine neu konzipierte Kopsvorbereitung zur Behandlung von "Problemkopsen" ist auch in der EP- Patentanmeldung Nr. 92 810 115.3 vom 19.2.1992 beschrieben worden und kann zur Anwendung in dieser Erfindung angepaßt werden. Der volle Inhalt der letztgenannten Anmeldung ist hiermit in dieser Beschreibung eingefügt.

Die abschnittweise Umspulung kann auch dann Vorteile aufwei­ sen, wo die Fehlermeldung (geschweige denn die Fehlerortung) unmöglich ist (z. B. weil die nötige Sensorik fehlt oder weil die Kommunikationsfähigkeit nicht ausgebaut ist). Es ist be­ kannt, daß das Garn in gewissen Kopsteilen eine Struktur aufweist, die von der Struktur des Garns der anderen Kopfteile abweicht. Wo ein sehr gleichmäßiges Endprodukt gefordert wird, lohnt es sich deshalb, nur diejenigen Kopsteile dafür zu verwenden, die nach den Erwartungen die gegebenen Strukturan­ forderungen erfüllen werden.

Dies kann auch mit einfachen Mitteln in der Spulmaschine rea­ lisiert werden. Angenommen, man sei nicht bereit, das Garn in den Kopsbasisteilen für ein bestimmtes Los von Kreuzspulen zu verwenden, kann die Höhe des Garnkörpers in der Spulstelle abgetastet werden (vgl. DE-OS 39 42 304) und das Umspulen kann abgebrochen werden, wenn der Kops bis zum Basisteil abgezogen worden ist. Der Garnrest kann dann an die Kopsvorbereitung zur Neukodierung (Verwendung in einer anderen Spulstelle) zurück­ gesandt werden.

Die gleiche Wirkung kann mit noch einfacherer Sensorik reali­ siert werden, wenn jede Hülse an verschiedenen Stellen der Hülse entlang markiert werden kann, so daß die noch verblei­ bende Höhe des Garnkörpers durch Ablesen der abgedeckten Mar­ kierungen auf der Hülse ermittelt werden kann.

Die Ringspinnmaschine ist nicht in der Lage, Flyerspulen so flexibel zu behandeln, wie Kopse in der Spulmaschine behandelt werden. Die unterschiedliche Behandlung von verschiedenen Ab­ schnitten einer Flyerspule ist nicht möglich. Es wäre aber im Prinzip möglich, die Fehlerortung dadurch auszunutzen, daß dann, wenn der Fehler an die Oberfläche der Spule gelangt, er z. B. durch einen Automaten abgesogen wird, so daß nachher durch Neueinfädeln der Lunte in das Streckwerk das Spinnen fortgesetzt werden kann. Ein dazu fähiger Automat ist z. B. in den PCT-Patentanmeldungen WO 92/01098 und PCT/CH 91/00225 be­ schrieben worden.

Qualitätskontrolle

Die vorgeschalteten Maschinen sind aber normalerweise nicht in der Lage (d. h. sie haben keine dazu geeignete Sensorik), das Produkt vollständig zu überwachen bzw. zu kontrollieren. Die definitive Prüfung findet nach wie vor in der Spulstelle statt. Das Verhalten der vorgeschalteten Stufen wird auch nach wie vor anhand der Prüfergebnisse in der nachgeschalteten Stufe beurteilt.

Wo eindeutig in einer Spulmaschine ermittelt werden kann, daß eine bestimmte Produktionsstelle laufend ein schlechtes Pro­ dukt herstellt und die ihr nachgeschalteten Stufen belastet, sollte diese Produktionsstelle ausgeschaltet werden. Dies kann z. B. mittels eines fahrbaren Automaten geschehen, wie schon im Zusammenhang mit Fig. 1 vorgeschlagen. Es kann aber auch von der Maschine selbst bewerkstelligt werden, z. B. wo jede Pro­ duktionsstelle mit einer eigenen, von der Maschinensteuerung auslösbaren Luntenklemme versehen ist (z. B. nach US 4 763 467). Es kann aber auch von einem Bediener ausgeführt werden, wenn eine entsprechende Instruktion erteilt wird (z. B. nach WO 91/16481).

Luntenklemmen sind für die Ringspinnmaschine Stand der Tech­ nik. Es ist aber nun vorgesehen, die Produktionsstellen des Flyers auch mit Luntenklemmen zu versehen. Eine fehlerhafte Flyerstelle kann daher auch jetzt ausgeschaltet werden, so daß die Ringspinnmaschinen und die Spulmaschinen beide von fehlerhaften Produkten entlastet werden.

Das Transportsystem muß allerdings jetzt auch eine neue Auf­ gabe erfüllen, und zwar entweder das Auffüllen der leeren Stelle im Transportzug oder (wie vorher) das Ausrangieren der leeren Spulenträger.

Die Gesamtbeurteilung der Anlage ist allerdings jetzt dadurch erschwert, daß Produkte an verschiedenen Orten aus dem nor­ malen System ausgeschieden werden. Deswegen eignet sich die Erfindung hauptsächlich zur Anwendung in Kombination mit einem Prozeßleitsystem, z. B. wie im schon erwähnten Stand der Technik gezeigt ist.

Die Ermittlung der wahren Ursache(n) eines Fehlers ist in den meisten Fällen sowieso eine Aufgabe für ein Prozeßleitsystem, weil nur grobe Fehler sich eindeutig anhand von Meßwerten an einer einzigen Stelle auswerten lassen. Aus diesem Grund ist in dieser Patentschrift die Ermittlung des Fehlertyps nicht behandelt worden. Das Prozeßleitsystem ist in anderen Pa­ tentanmeldungen beschrieben.

Nach unserer Schweizerischen Patentanmeldung Nr. 482/92 vom 18. Februar 1992 ist es vorgesehen Zustandsdaten bezüglich einzelnen Produktionsstellen durch eindeutig feststellbare Daten bezüglich Bedienungseingriffe zu ergänzen. Solche Be­ dienungseingriffe können durch einen Bedienungsautomaten oder eine Bedienungsperson durchgeführt werden. Im letzteren Fall kann die Bedienungsperson dazu aufgefordert werden, Daten be­ züglich des Eingriffs über eine dazu geeignete Schnittstelle (Mensch-Maschine Interface) einzugeben, wobei vorzugsweise womöglich die Eingabe zwangsweise während des Eingriffs ge­ schieht. Der volle Inhalt der genannten Anmeldung Nr. 482/92 wird hiermit in dieser Anmeldung eingefügt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Steuern einer Spinnereianlage, die eine Spinnmaschine (RSM) und eine mit der Spinnmaschine ver­ kettete Weiterverarbeitungsmaschine (SPM) umfaßt, wobei bevorzugt ein Bedienungsautomat mit Mitteln zum Sammeln von Daten bezüglich der Zustände der Spinnstellen (1, 2, 3) der Spinnmaschine versehen ist und diese Daten zu Zu­ standsdaten der Packungen in den Spinnstellen (1, 2, 3) verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Weiterverarbeitungsmaschine (SPM) die in den Spinnstellen (1, 2, 3) hergestellten Packungen, die vorbestimmten Kate­ gorien von Zustandsdaten zugeordnet wurden, eine bevor­ zugte oder angepaßte Verarbeitung erfahren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packungen an vorbestimmte Arbeitsstellen (SS) der Weiterverarbeitungsmaschine (SPM) in Abhängigkeit von den jeweiligen der Packung zugeordneten Zustandsdaten zuge­ teilt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kopse ohne Fadenbruch bevorzugt weiterverarbeitet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kopse mit Fadenbrüchen einer vorbestimmten Vorberei­ tungsoperation in einer Kopsvorbereitungsstelle (KB) un­ terzogen werden, wozu sie an eine dafür vorgesehene Vor­ bereitungsstelle umgeleitet werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Packungen in einer Spulma­ schine (SPM) auf verschiedenen Spulstellen (SS) abschnittweise unter Berücksichtigung der jeweils zutref­ fenden Zustandsdaten umgespult werden.

6. Umspulverfahren für eine Spulmaschine (SPM) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer Kreuz­ spule nur Garn aus ausgewählten Abschnitten von Kopsen verwendet wird.

7. Verfahren zum Steuern einer Spinnereianlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit­ tels der gesammelten Daten Fehlerstellen auf Packungen geortet werden, indem eine Längenbestimmung des auf der Packung aufgewickelten Materials bis zum Auftreten des Fehlers mit Hilfe des Maschinenfahrprogramms durch Auf­ summieren der Lieferung eines Streckwerks vorgenommen wird.

8. Spinnmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit Steu­ ermitteln (PLR, MS), dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von den gesammelten Zustandsdaten der Packungen Lunten­ klemmen (LK) an den Produktionsstellen (1, 2, 3) betätigbar sind.

9. Spinnmaschine mit Steuermitteln (PLR, SSP) zur Durchführung eines der Verfahren in den Ansprüchen 1 bis 7.