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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Fadenverbindungsqualität einer durch eine Fadenverbindungseinheit einer Textilmaschine hergestellten Fadenverbindung sowie eine Textilmaschine mit einer Vielzahl gleichartiger Spulen herstellenden Arbeitsstellen zur Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung der Fadenverbindungsqualität.
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Während des Betriebs von Textilmaschinen, bspw. während eines Umspulvorgangs oder einer Fadenherstellung sind zwangsläufig Fadenenden miteinander zu verbinden. An die Qualität der Fadenverbindungen, welche insbesondere von dem Grad der Übereinstimmung mit fadenverbindungsfreien Bereichen des Fadens abhängt, werden hohe Anforderungen, insbesondere von den Spulen- und Textilherstellern gestellt. Mängelbehaftete Fadenverbindungen, welche sich insbesondere optisch von dem übrigen Faden abheben, sind bspw. in Textilien zu erkennen und führen in der Folge zu einem Ausschuss des mit diesem Faden hergestellten Produkts.
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Eine sorgfältige Einstellung des Fadenverbindungsprozesses bspw. eines Spleißvorgangs oder eines Anspinnprozesses ist daher von hoher Bedeutung bei dem Betrieb der Textilmaschinen. Wesentliche Einstellungskriterien sind dabei die Fadenverbindungsoptik sowie die mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung und dabei insbesondere die relative Festigkeit, die Dehnungseigenschaften und die Elastizität der Fadenverbindung. Die Beurteilung der Fadenverbindung setzt sich derzeit zusammen aus der Bewertung der Fadenverbindungsoptik, die das Ergebnis einer subjektiven, optischen Begutachtung durch das Bedienpersonal ist sowie der Festigkeitsprüfung der Fadenverbindung. Zur optischen Begutachtung der Fadenverbindung werden diese aus den Textilmaschinen entnommen und durch das Bedienpersonal optisch begutachtet, d. h. als gut oder schlecht bewertet. Die Feststellung der mechanischen Eigenschaften erfolgt über eine Festigkeitsprüfung, wozu in der Regel mehrere Fadenverbindungen nacheinander einer Arbeitsstelle einer Textilmaschine entnommen und mit einem geeigneten Festigkeitsmessgerät hinsichtlich Festigkeit und Dehnung geprüft werden.
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Die derzeitige Bewertung der Fadenverbindung basiert somit im Wesentlichen auf den subjektiven Bewertungsmaßstäben des Bedienpersonals. Die geometrischen Eigenschaften der Fadenverbindung stellen somit nicht das Ergebnis einer objektiven Betrachtung der Fadenverbindung dar, sondern können von bewertendem Bedienpersonal zu Bedienpersonal voneinander abweichen. Aufgrund der subjektiven Einflüsse bei der Bewertung ergibt sich somit auch das Problem einer einheitlichen Dokumentations- bzw. Vergleichsmöglichkeit, was die Qualitätskontrolle und Dokumentation stark erschwert. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Qualitätsbeurteilung nicht automatisiert an der Textilmaschine, sondern von dieser losgelöst erfolgt, was zu erhöhten Stillstandszeiten bei der Einstellung der Maschinenparameter zur Herstellung einer optimalen Fadenverbindung führt.
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Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur einheitlichen Bewertung von Fadenverbindungen an Textilmaschinen sowie eine Textilmaschine bereitzustellen, welche eine einheitliche Bewertung der Fadenverbindung ermöglicht.
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Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren zur Ermittlung der Fadenverbindungsqualität gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Textilmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 dargestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen der Textilmaschine sind in den abhängigen Ansprüchen 10 bis 15 wiedergegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung der Fadenverbindungsqualität einer durch eine Fadenverbindungseinheit einer Textilmaschine hergestellten Fadenverbindung weist die folgenden Schritte auf:
- - Herstellen einer Fadenverbindung in der Fadenverbindungseinheit,
- - Anordnen der Fadenverbindung in einer mindestens ein optisch, akustisch und/oder kapazitiv wirkendes Erfassungsmittel aufweisenden Inspektionseinheit,
- - Erfassen der Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung durch die Erfassungsmittel,
- - Abgleich der erfassten Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung mit der Fadengeometrie des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich und
- - Verarbeitung der ermittelten Qualitätsparameter.
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Zur objektiven Ermittlung der Fadenverbindungsqualität sieht das Verfahren zunächst vor, dass eine Fadenverbindung bspw. zwischen einem Oberfaden und einem Unterfaden, durch die Fadenverbindungseinheit der Textilmaschine hergestellt wird. Im Folgenden erfolgt eine Anordnung der Fadenverbindung in der Inspektionseinheit, in welcher über ein optisch, akustisch und/oder kapazitiv wirkendes Erfassungsmittel ein Abbild der Fadenverbindung erstellt wird, aus der sich die Fadengeometrie ableiten lässt. Unter einem optischen Erfassungsmittel sollen im Rahmen der Erfindung grundsätzlich Erfassungsmittel verstanden werden, die Lichtwellen, beispielsweise Laser oder Infrarot, beinhalten. Ein akustisches Erfassungsmittel kann beispielhaft Ultraschall umfassen. Zur Bewertung der Qualität der Fadenverbindung erfolgt dann ein Abgleich der erfassten Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung mit der Fadengeometrie des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich, aus der sich dann die Qualitätsparameter der Fadenverbindung ergeben, welche im Folgenden in beliebiger Weise weiterverarbeitet werden können. Sollte ein Abgleich der geometrischen Eigenschaften der Fadenverbindung mit dem fadenverbindungsfreien Bereich nicht gewünscht oder möglich sein, können die ermittelten geometrischen Eigenschaften zum relativen Vergleich der Fadenverbindungsqualität gespeichert und verwendet werden.
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Ausgangspunkt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung der Fadenverbindung in der Fadenverbindungseinheit der Textilmaschine, wobei das Verfahren zur Ermittlung der Fadenverbindungsqualität grundsätzlich zu beliebigen Zeitpunkten, in der Regel jedoch immer nach einem Partiewechsel durchgeführt wird. Bei der Fadenverbindungseinheit kann es sich um eine Spleißeinheit handeln. Eine Fadenverbindung kann jedoch auch im Rahmen eines Anspinnprozesses erstellt werden, wobei dann die Spinnvorrichtung als Fadenverbindungseinheit dient. Zur Erstellung eines optischen Abbildes der Fadenverbindung wird diese im Anschluss an den Verbindungsprozess in der Inspektionseinheit angeordnet, in der die optisch, akustisch und/oder kapazitiv wirkenden Erfassungsmittel ein zuverlässiges und bewertbares Abbild der Fadenverbindung erstellen. Verwendbar sind hierzu bspw. geeignete Kamerasysteme, deren Abbilder der Fadenverbindung die zur Beurteilung der Qualität der Fadenverbindung erforderliche Parameter wie bspw. den mittleren Durchmesser, den Durchmesserverlauf, die mittlere Haarigkeit, den Haarigkeitsverlauf, das Auftreten von Büscheln, das Auftreten von Korkenziehern, das Auftreten und die Ausprägung von Dickstellen, das Auftreten und die Ausprägung von Dünnstellen, das Auftreten von nichteingebundenen Enden und das Auftreten von herausstehenden Kernfäden in der Form wiedergeben, dass sie von einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware respektive Auswertesoftware identifiziert werden.
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Zur Bewertung der Fadenverbindung werden dabei u. a. diese Qualitätsmerkmale in Bezug zu den entsprechenden Fadenparametern in einem fadenverbindungsfreien Bereich des Fadens gesetzt. Darüber hinaus kann eine Bewertung der Fadenverbindung auch anhand der absoluten Qualitätsmerkmale ohne Vergleich mit dem fadenverbindungsfreien Bereich erfolgen. Der Abgleich der erfassten Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung und im fadenverbindungsfreien Bereich erfolgt dabei in automatisierter Weise durch eine geeignete, zur Bilderfassung und Objekterkennung ausgebildete Software, welche bspw. auf einer Auswerteeinheit angeordnet ist. Die sich aus dem Abgleich ergebenden Qualitätsparameter der Fadenverbindung werden dann im Folgenden weiterverarbeitet, bspw. an ein zentrales Produktionsdatenerfassungssystem übergeben, in welcher die Qualitätseigenschaften der einzelnen Fadenverbindungen somit zentral gespeichert und visualisiert werden können. Die Daten können dann in beliebiger Weise weiterverarbeitet werden, bspw. mittels mathematischer Methoden oder künstlicher Intelligenz ausgewertet werden, um Voraussagemodelle für bestimmte Produktionsprozesse zu erstellen. Mit zunehmender Anzahl an gesammelten und ausgewerteten Daten kann dann eine Datenbank aufgebaut werden, welche dazu genutzt wird, eine Software zur Erkennung von Einflüssen von Systemparametern zu trainieren und aufzubauen.
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Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine objektive Beurteilung der durch die Fadenverbindungseinheit hergestellten Fadenverbindung, resultierend aus einem Vergleich der Fadengeometrie des Fadens im Bereich der Fadenverbindung und einem fadenverbindungsfreien Bereich bzw. resultierend aus einer Analyse der absoluten Geometrie der Fadenverbindung, wobei hierzu die durch die Erfassungsmittel erstellten optischen Abbilder durch geeignete Mustererkennungssoftware ausgewertet werden.
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Die zur Beurteilung der Fadenverbindung notwendige Fadengeometrie in einem fadenverbindungsfreien Bereich des zu beurteilenden Fadens kann beispielsweise als absoluter Wert oder als Sollwert in einer Datenbank für den jeweiligen Faden hinterlegt und dann zum Abgleich mit der erfassten Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung herangezogen werden. Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Fadengeometrie in dem fadenverbindungsfreien Bereich durch
- - Anordnen des fadenverbindungsfreien Bereichs in der Inspektionseinheit und
- - Erfassen der Fadengeometrie im fadenverbindungsfreien Bereich durch die Vermessungsmittel
erfasst wird.
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Gemäß dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zum Vergleich mit der Fadengeometrie der Fadenverbindung heranzuziehende Fadengeometrie des Fadens im fadenverbindungsfreien Bereich ebenfalls durch die Inspektionseinheit ermittelt. Diese Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass ein besonders exakter Abgleich vorgenommen und besonders zuverlässige Qualitätsparameter für die Fadenverbindung ermittelt werden können. Eine Erfassung der Fadengeometrie im fadenverbindungsfreien Bereich erfolgt dabei durch einfache Anordnung des fadenverbindungsfreien Bereichs in der Inspektionseinheit. Durch die Nutzung der Inspektionseinheit zur Erfassung der Fadengeometrie im fadenverbindungsfreien Bereich wird zudem verhindert, dass zum Abgleich mit der Fadengeometrie der Fadenverbindung falsche Daten der Fadengeometrie des Fadens herangezogen werden.
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Die Anordnung der Fadenverbindung in der Inspektionseinheit kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. So kann bspw. vorgesehen werden, dass die Fadenverbindung aus dem Faden herausgetrennt und in einem separaten, eine Inspektionseinheit aufweisenden Aggregat überprüft wird. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Faden kontinuierlich durch die der Fadenverbindungseinheit nachgelagert angeordneten Inspektionseinheit geführt wird. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Textilmaschine bzw. einer Arbeitsstelle einer Textilmaschine in Richtung des Fadenlaufs der Fadenverbindungseinheit zumindest zeitlich nachgelagert die Inspektionseinheit angeordnet ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es in komfortabler Weise, die Fadenverbindung der Inspektionseinheit zuzuführen, wo diese optisch erfasst wird. Auch ermöglicht die Anordnung der Inspektionseinheit gemäß dieser Weiterbildung der Erfindung eine einfache Erfassung der Fadengeometrie im fadenverbindungsfreien Bereich des Fadens. Die Anordnung der Inspektionseinheit nachgelagert zur Fadenverbindungseinheit ermöglicht somit eine einfache und ggf. zyklische Wiederholung der Überprüfung der Qualität der Fadenverbindung.
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Grundsätzlich ermöglicht bereits die Überprüfung der Fadengeometrie zuverlässige Rückschlüsse über die Qualität der Fadenverbindung. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass ergänzend die mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung mittels einer Fadenfestigkeitsmesseinrichtung ermittelt und abgeglichen werden.
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Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung werden ergänzend zu den geometrischen Eigenschaften der Fadenverbindung die mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung ermittelt, wobei diese mit den mechanischen Eigenschaften des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich abgeglichen werden. Das Ergebnis des Abgleichs der mechanischen Eigenschaften kann dann analog zur Verarbeitung des Abgleichs der Fadengeometrie weiterverarbeitet werden und ermöglicht somit in ergänzender Weise eine objektive Beurteilung der Qualität der Fadenverbindung.
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Mittels der Fadenfestigkeitsmesseinrichtung wird dabei die Festigkeit des Fadens üblicherweise mit einem Zug-/Dehnungsaggregat erfasst. Das Zug-/Dehnungsaggregat besteht aus einer Einheit zur Klemmung einer Seite des Fadens und einer Einheit zur Längung der Faser. Die Längung der Faser findet bspw. mit einer Haspel statt, die die Faser aufwickelt und somit die Faser zwischen dem Klemmpunkt und der Haspel dehnt. Diese Dehnung findet bis zum Fadenbruch oder bis zu einer definierten Kraftausprägung statt. Die Fadendehnung kann neben der Haspel bspw. auch mittels eines Spulenantriebs, einer Linearführung eines Rotationsantriebs erzeugt werden. Neben Zug-/Dehnungsaggregaten mit einseitiger Dehnung können auch Zug-/Dehnungsaggregate mit beidseitiger Dehnung eingesetzt werden. Der Zugkraftverlauf kann dann mittels Dehnungs- oder Kraftsensoren ermittelt werden. Im Rahmen der Fadenfestigkeitsmesseinrichtung kann anstatt oder zusätzlich zum Zugkraftverlauf auch der Weg- bzw. Dehnungsverlauf gemessen werden, wobei der Wegverlauf bzw. die Dehnung in einem vorgegebenen definierten Fadenabschnitt u. a. mittels Wegsensoren oder mittels der Längenmessung erfolgen kann.
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Die zum Abgleich mit den ermittelten mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung heranzuziehenden mechanischen Eigenschaften des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich können bspw. durch eine geeignete Datenbank bereitgestellt werden, in welcher für die zu verarbeitenden Fäden entsprechende Daten hinterlegt sind. Die Erfassung der mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung kann dabei ebenfalls grundsätzlich in beliebiger Weise, bspw. durch eine Fadenfestigkeitsmesseinrichtung, welche in einem separaten Aggregat angeordnet ist, erfolgen, wobei hierzu zuvor die Fadenverbindung respektive der Fadenverbindungsabschnitt aus dem Faden herausgetrennt werden muss.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die mechanischen Eigenschaften des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich durch die Fadenfestigkeitsmesseinrichtung ermittelt werden, die besonders bevorzugt nachgelagert zur Inspektionseinheit an der Textilmaschine bzw. an der Arbeitsstelle der Textilmaschine angeordnet ist. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung dient die Fadenfestigkeitsmesseinrichtung nicht allein dazu, die Fadenverbindung hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften zu untersuchen, sondern wird ferner dazu verwendet, auch die mechanischen Eigenschaften des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich zu ermitteln. Diese Ausgestaltung der Erfindung gewährleistet somit in besonders zuverlässiger Weise einen Abgleich der Festigkeitseigenschaften der Fadenverbindung mit den den bearbeitenden Faden charakterisierenden, mechanischen Eigenschaften, wobei mögliche Übertragungsfehler bei der Verwendung von Datenbankangaben besonders zuverlässig vermieden werden können. Besonders bevorzugt ist dabei die Fadenfestigkeitsmesseinrichtung nachgelagert zur Inspektionseinheit an der Textilmaschine bzw. einer Arbeitsstelle der Textilmaschine angeordnet, so dass in vorgegebenen Intervallen Qualitätsprüfungen vorgenommen werden können.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Optimierung der Qualität der Fadenverbindungen
- - die ermittelten Qualitätsparameter der Fadenverbindung und
- - die Textilmaschineneinstellungen
an eine Regelungseinheit übermittelt werden, die dazu konfiguriert ist, die Textilmaschine zu steuern und Textilmaschineneinstellungen in Abhängigkeit von den ermittelten Qualitätsparametern zu verändern.
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Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung werden die zuvor erfassten Qualitätsparameter der Fadenverbindung, wobei diese neben der Fadengeometrie gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch die mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung sein können, zusammen mit den eingestellten Maschinenparametern, d. h. den Textilmaschineneinstellungen an eine Regelungseinheit übermittelt. Die Regelungseinheit nimmt dann in Abhängigkeit von den ermittelten Qualitätsparametern auf Basis von hinterlegten Regeln, mathematischen Modellen, künstlicher Intelligenz oder dergleichen, Änderungen der Textilmaschineneinstellungen vor. Dies geschieht mit dem Ziel, die Qualität der Fadenverbindung zu verbessern. Dieser Vorgang kann wiederholt durchgeführt werden, bis über die Regelungseinheit eine Fadenverbindungsqualität erzielt wird, welche die geforderten Qualitätsanforderungen erfüllt.
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Die Regelungseinheit ermöglicht es über eine Anpassung der Textilmaschineneinstellungen, bspw. bei Luftspleiß-Fadenverbindungen die Drucklufteinstellungen des Öffnungsimpulses und der Spleißimpulse, die Impulslängen des Öffnungsimpulses und des Spleißimpulses sowie die Zubringereinstellungen, die Eigenschaften der Fadenverbindung zu verändern, um so eine Optimierung der Fadenverbindung zu erzielen. Über einen wiederholten Abgleich nach einer Änderung der Textilmaschineneinstellung kann so in automatisierter Form eine optimale Einstellung der Textilmaschine vorgenommen werden.
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Nach einer automatischen Optimierung besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die Einstellungen automatisch auf weitere Arbeitsstellen der Textilmaschine sowie weitere Textilmaschinen zu übertragen. In der Regelungseinheit können dabei sowohl die Daten einer Arbeitsstelle als auch mehrerer Arbeitsstellen verarbeitet werden. Neben einer unmittelbaren Anpassung der Textilmaschine können die Ergebnisse der Anpassung auch zum Aufbau einer Datenbank genutzt werden, welche überdies Rückschlüsse über die folgende Anpassung einzelner Systemparameter auf die Fadenverbindung erlaubt.
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Die Regelungseinheit kann grundsätzlich an beliebiger Stelle, d. h. unmittelbar an einer Arbeitsstelle bzw. Textilmaschine, aber auch über geeignete Datenverbindungen an einer dezentralen, externen Stelle angeordnet sein.
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Ebenso ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass die ermittelten Qualitätsparameter der Fadenverbindungen und/oder der fadenverbindungsfreien Bereiche vor- und/oder nachgelagerten Prozessstufen weitergeleitet werden. Dies kann beispielsweise eine der Spulmaschine vorgelagerte Ringspinnmaschine sein.
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Kennzeichnend für die erfindungsgemäße Textilmaschine mit einer Vielzahl gleichartiger Spulen herstellender Arbeitsstellen, welche jeweils eine Fadenverbindungseinheit zum Herstellen einer Fadenverbindung sowie eine zugeordnete Inspektionseinheit zur Analyse der in der Fadenverbindungseinheit hergestellten Fadenverbindung aufweist, ist, dass die Inspektionseinheit mindestens ein optisch, akustisch und/oder kapazitiv wirkendes Erfassungsmittel zum Erfassen der Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung aufweist.
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Die Verwendung einer Inspektionseinheit ermöglicht es, über die in der Inspektionseinheit angeordneten optisch, akustisch und/oder kapazitiv wirkenden Erfassungsmittel ein Abbild der untersuchten Fadenverbindung herzustellen, wodurch die Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung erfasst werden kann. Durch die Inspektionseinheit kann somit zum Beispiel über geeignete Bilderkennungsverfahren die Güte der Fadenverbindung bewertet werden. Im Abgleich mit einem ebenfalls durch die Inspektionseinheit erstellten Abbild des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich kann somit die hergestellte Fadenverbindung bewertet und dadurch die Qualität der Verbindung festgelegt werden.
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Die Ausgestaltung der Inspektionseinheit zur optischen Erfassung ist dabei grundsätzlich frei wählbar. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist jedoch vorgesehen, dass die Inspektionseinheit eine Kameraeinheit und eine Beleuchtungseinheit zur optischen Erfassung der Fadenverbindung aufweist. Eine entsprechende Ausgestaltung der Inspektionseinheit gewährleistet in besonders zuverlässigem Maße, dass das durch die Kameraeinheit in Verbindung mit der Beleuchtungseinheit erstellte Abbild der Fadenverbindung durch eine Bilderkennungssoftware analysiert und bewertet werden kann. Besonders charakteristische Fehler der Fadenverbindung werden dabei zuverlässig erfasst und können durch entsprechende Mustererkennungssoftware automatisiert erkannt werden. Die Anzahl der Kameraeinheiten sowie weiterer optischer, akustischer und/oder kapazitiv arbeitender Erfassungssysteme ist dabei grundsätzlich frei wählbar.
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Die Anordnung der Inspektionseinheit an der Arbeitsstelle ist grundsätzlich frei wählbar. So kann bspw. für die Textilmaschine eine Inspektionseinheit vorgesehen werden, welche bedarfsweise an den einzelnen Arbeitsstellen angeordnet ist. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Inspektionseinheit der Fadenverbindungseinheit zumindest zeitlich nachgelagert an der Arbeitsstelle angeordnet ist. Eine entsprechende Anordnung der Inspektionseinheit gewährleistet eine besonders zuverlässige und effiziente Untersuchung der Fadenverbindung, wobei eine dauerhafte Anordnung der Inspektionseinheit im Fadenverlauf der Fadenverbindungseinheit nachgelagert eine kontinuierliche bzw. zyklische Überprüfung der Fadenverbindung ermöglicht.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Textilmaschine ist vorgesehen, dass die Arbeitsstelle eine der Inspektionseinheit nachgelagert angeordnete Fadenfestigkeitsmesseinrichtung aufweist, die zur Aufbringung einer Zugkraft auf den Faden im Bereich der Fadenverbindung und/oder im fadenverbindungsfreien Bereich sowie zur Aufnahme des sich dabei ergebenen Zugkraftverlaufs und/oder Wegdehnungsverlaufs ausgebildet ist.
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Gemäß dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Textilmaschine werden neben der Erfassung der Fadengeometrie mittels der Fadenfestigkeitsmesseinrichtung die mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung erfasst, welche ergänzend zu der Bewertung der Fadengeometrie zur Qualitätsbeurteilung der Fadenverbindung herangezogen werden.
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Die Anordnung der Fadenfestigkeitsmesseinrichtung kann ebenso wie die Inspektionseinheit grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen, wobei diese bspw. einzeln bedarfsweise an einzelnen Arbeitsstellen der Textilmaschine angeordnet werden können. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Textilmaschine ist jedoch vorgesehen, dass die Fadenfestigkeitsmesseinrichtung und/oder die Inspektionseinheit als lösbar an der Arbeitsstelle anordbare Module, besonders bevorzugt als Kombinationsmodul ausgebildet sind. Die Ausgestaltung der Fadenfestigkeitsmesseinrichtung sowie der Inspektionseinheit einzeln oder gemeinsam als lösbares Modul erlaubt es, diese bedarfsweise an den Arbeitsstellen anzuordnen, sofern dort die Qualität einer Faserverbindung überprüft bzw. eingestellt werden muss. Insbesondere die Ausgestaltung von Fadenfestigkeitsmesseinrichtung und Inspektionseinheit als Kombinationsmodul zeichnet sich dabei dadurch aus, dass dieses besonders einfach und mit geringem Zeitaufwand bedarfsweise an einzelnen Arbeitsstellen angeordnet werden kann.
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Eine Bewertung der Fadenverbindung erfolgt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Textilmaschine durch eine Auswerteeinheit, welche zur Bestimmung der Qualitätsparameter der Fadenverbindung zum Abgleich
- - der Fadengeometrie im Bereich der Fadenverbindung mit der Fadengeometrie des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich und/oder
- - der mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung mit den mechanischen Eigenschaften des Fadens in einem fadenverbindungsfreien Bereich
ausgebildet ist. Die Verwendung einer derartigen Auswerteeinheit ermöglicht es, die Qualitätsparameter der Fadenverbindung unter Berücksichtigung der ermittelten Fadengeometrie und/oder mechanischen Eigenschaften in zuverlässiger Weise zu ermitteln und ggf. weiter zu verarbeiten. So kann die Auswerteeinheit bspw. mit einer Datenbankeinheit verbunden sein, in welcher bspw. den Maschinenparametern zugeordnete Qualitätsparameter der Fadenverbindung hinterlegt und so auf zukünftige Arbeitsprozesse angewandt werden können.
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Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Textilmaschine ist vorgesehen, dass zur Optimierung der Qualität der Fadenverbindung die Auswerteeinheit ferner dazu ausgebildet ist,
- - die ermittelten Qualitätsparameter der Fadenverbindung und
- - die Textilmaschineneinstellungen
an eine Regelungseinheit zu übermitteln, die dazu konfiguriert ist, die Textilmaschinen zu steuern und Textilmaschineneinstellungen in Abhängigkeit von den ermittelten Qualitätsparametern zu verändern.
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Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung der Textilmaschine ist die Auswerteeinheit mit einer Regelungseinheit verbunden, welche die von der Auswerteeinheit übermittelten Qualitätsparameter verarbeitet, und in Abhängigkeit davon Änderungen an den Textilmaschineneinstellungen zur Veränderung der Fadenverbindung vornimmt. Die Verwendung einer Regelungseinheit ermöglicht es somit, im Rahmen eines iterativen Prozesses durch eine wiederholende Veränderung der Textilmaschineneinstellung, bzw. Maschinenparameter, Einfluss auf die Qualität der Fadenverbindung zu nehmen, wobei durch die Regelungseinheit eine Anpassung solange vorgenommen wird, bis eine vorgegebene Qualität der Fadenverbindung erzielt wird. Über die Regelungseinheit kann somit ein automatisierter Prozess zur Erzielung einer optimalen Fadenverbindung erreicht werden, wobei die Ergebnisse des iterativen Prozesses auch in einer Datenbank hinterlegt und für zukünftige Prozesse verwendet werden können. Auch können die durch die Regelungseinheit vorgenommenen Einstellungen einer Textilmaschine auf weitere Arbeitsstellen und Textilmaschinen übertragen werden, an denen übereinstimmende Fäden verarbeitet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 ein Schema zum Erfassen der Qualität einer Fadenverbindung;
- 2 ein Schema zur Optimierung der Fadenverbindung;
- 3 eine schematische Darstellung einer Arbeitsstelle einer Textilmaschine und
- 4 in einer schematischen Darstellung eine perspektivische Ansicht einer Inspektionseinheit der Arbeitsstelle von 3.
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1 zeigt einen schematischen Ablauf zur Ermittlung der Qualität einer Fadenverbindung einer eine Fadenverbindungseinheit 20 aufweisenden Arbeitsstelle 1 einer Textilmaschine.
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Im laufenden Produktionsprozess erfolgt eine Bewertung der Qualität der durch die Fadenverbindungseinheit 20 hergestellten Fadenverbindung durch einen definierten Schnitt des Fadens 6 während des Produktionsprozesses an der Arbeitsstelle 1, woraufhin die Arbeitsstelle 1 stoppt. Hiernach erfolgt eine Verbindung der Fadenenden mittels der Fadenverbindungseinheit 20, wobei die Fadenverbindung hieran anschließend mittels einer sich in Fadenlaufrichtung an die Fadenverbindungseinheit 20 anschließenden Inspektionseinheit 22 geometrisch vermessen wird.
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Nach der Ermittlung der Fadengeometrie der Fadenverbindung erfolgt mittels einer der Inspektionseinheit 22 nachgeordneten Fadenfestigkeitsmesseinrichtung 26 eine Ermittlung der mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung.
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Im Anschluss an die geometrische und mechanische Untersuchung der Fadenverbindung wird der im Rahmen der Ermittlung der mechanischen Eigenschaften getrennte Faden 6 erneut verbunden und die Arbeitsstelle 1 der Textilmaschine nimmt ihre Produktion wieder auf.
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Im Falle von Veränderungen der die Fadenverbindung beeinflussenden Parameter kann eine Überprüfung der Qualität der Fadenverbindung erneut durchgeführt werden.
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Eine mögliche Vorgehensweise zur automatischen Anpassung der Qualität der Fadenverbindung ist in 2 dargestellt. Ergänzend zu dem in 1 dargestellten Verfahren zur Ermittlung der Qualität der Fadenverbindung werden auf Grundlage der ermittelten Fadengeometrie sowie mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung die Einstellungen der Textilmaschine verändert, wobei hierzu bspw. eine Regelungseinheit verwendet wird, welche unter Berücksichtigung der ermittelten Qualitätsparameter der Fadenverbindung die Textilmaschineneinstellung verändert. Hieran anschließend läuft der Prozess erneut ab, wobei die sich aus den Veränderungen der Textilmaschineneinstellungen ergebenden Qualitätsparameter der Fadenverbindung erneut überprüft und ggf. die Textilmaschineneinstellung erneut angepasst werden, bis im Rahmen des iterativen Prozesses eine vorgegebene Qualität, respektive ein vorgegebenes Zielkriterium der Fadenverbindung erreicht wird.
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3 zeigt in einer Seitenansicht eine als Spulvorrichtung 2 ausgebildete Arbeitsstelle 1 einer Kreuzspulen 5 herstellenden Textilmaschine. An der Spulvorrichtung 2 werden Spinnkopse 3 mittels einer Spulvorrichtung 4 zu großvolumigen Kreuzspulen 5 umgespult. Zur Changierung des Fadens 6 während des Spulprozesses ist eine Changiereinrichtung 7 vorgesehen. Eine solche in der 3 nur schematisch angedeutete Changiereinrichtung 7 besteht im Wesentlichen aus einem fingerartig ausgebildeten Fadenführer 8, der durch einen elektromechanischen Antrieb 9 beaufschlagt, den Faden 6 zwischen den beiden Stirnseiten der Kreuzspule 5 traversiert. Alternativ kann als Changiereinrichtung 7 auch eine so genannte Nutentrommel vorgesehen sein.
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Die Kreuzspulen 5 werden nach ihrer Fertigstellung auf eine maschinenlange Kreuzspulentransporteinrichtung 10 übergeben und zu einer maschinenendseitig angeordneten Spulenverladestation oder dergleichen transportiert. Die Arbeitsstelle 1 weist außerdem eine Logistikeinrichtung in Form eines Spulen- und/oder Hülsentransportsystems 11 auf.
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Die Spulvorrichtung 4 weist einen Spulenrahmen 12 auf, der um eine Schwenkachse 13 beweglich gelagert ist. Der Spulenrahmen 12 kann dabei außerdem, z. B. zur Fertigung von konischen Kreuzspulen, um eine weitere orthogonal zur Schwenkachse 13 angeordneten Achse verschwenkbar sein.
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Während des Spulprozesses liegt die Kreuzspule 5 mit ihrer Oberfläche auf einer Stütz- und Andrückwalze 14 auf und nimmt diese antriebslose Stütz- und Andrückwalze 14 über Reibschluss mit. Der Antrieb der Kreuzspule 5 erfolgt in diesem Fall über eine drehzahlregelbare Antriebseinrichtung, die vorzugsweise als elektronisch kommutierbarer Gleichstrommotor ausgebildet und direkt am Spulenrahmen 12 angeordnet beziehungsweise in den Spulenrahmen 12 integriert ist.
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Bei einer alternativen Ausführungsform liegt die Kreuzspule 5 während des Spulprozesses auf einer einzelmotorisch angetriebenen Antriebswalze auf. In diesem Fall wird die Kreuzspule 5 durch die angetriebene Walze reibschlüssig mitgenommen.
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Vom sich in Spulposition befindenden Spinnkops 3 wird der Faden 6 abgezogen. Vom Spinnkops 3 durchläuft der Faden 6 in Fadenlaufrichtung 15 auf dem Weg zur Kreuzspule 5 zunächst einen Unterfadensensor 16, mit dem zum Beispiel nach einem Fadenbruch oder einem kontrollierten Reinigerschnitt überprüft wird, ob ein Faden 6 vorhanden ist.
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Eine pneumatische Fadenverbindungseinheit 20 zum Verbinden der Fadenenden ist so angeordnet, dass sie während des Spulbetriebs außerhalb des Fadenlaufweges liegt. Die Fadenverbindungseinheit 20 ist über eine Signalleitung 21 ebenfalls mit einer Regelungseinheit 19 verbunden.
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Im weiteren Verlauf des Fadenweges ist zur Überprüfung der Qualität der Fadenverbindung eine Inspektionseinheit 22 angeordnet. Mittels der Inspektionseinheit 22 wird die Qualität der Fadenverbindung des Fadens 6 überwacht. Die Signale der Inspektionseinheit 22 werden zur Auswertung über eine Signalleitung 23 der Regelungseinheit 19 zugeführt. Die Regelungseinheit 19 wirkt als Auswerteeinheit.
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In Fadenlaufrichtung 15 sind nach der Inspektionseinheit 22 noch die Fadenfestigkeitsmesseinrichtung 26 sowie eine Paraffiniereinrichtung 27 angeordnet. Die Fadenfestigkeitsmesseinrichtung 26 ist dabei über eine Signalleitung 30 ebenfalls mit der Regelungseinheit 19 verbunden. Während der Überprüfung der Fadenverbindung werden mittels der Fadenfestigkeitsmesseinrichtung 26 die mechanischen Eigenschaften der Fadenverbindung des Fadens 6 ermittelt und an die Regelungseinheit 19 übermittelt.
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Die Spulvorrichtung 2 umfasst ferner eine Saugdüse 28 sowie ein Greiferrohr 29. Das Greiferrohr 29 dient dabei zum Erfassen des vom Spinnkops 3 stammenden Abschnitts des Fadens 6. Die Saugdüse 28 dient zum Erfassen des auf die Kreuzspule 5 aufgelaufenen Abschnitts des Fadens 6.
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Außerdem ist die Regelungseinheit 19 über einen hier angedeuteten Maschinenbus 33 mit einer Zentraleinheit 32 verbunden.
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4 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine schematische Darstellung der Inspektionseinheit 22 der Arbeitsstelle 1. Zur Erstellung eines Abbildes weist die Inspektionseinheit 22 eine Beleuchtungseinheit 17 und eine Kameraeinheit 18 auf, mittels der ein durch eine Bilderkennungssoftware bearbeitbares Abbild der Fadenverbindung erzeugt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Arbeitsstelle
- 2
- Spulvorrichtung
- 3
- Spinnkopse
- 4
- Spulvorrichtung
- 5
- Kreuzspulen
- 6
- Fadens
- 7
- Changiereinrichtung
- 8
- Fadenführer
- 9
- Antrieb
- 10
- Kreuzspulentransporteinrichtung
- 11
- Hülsentransportsystems
- 12
- Spulenrahmen
- 13
- Schwenkachse
- 14
- Andrückwalze
- 15
- Fadenlaufrichtung
- 16
- Unterfadensensor
- 17
- Beleuchtungseinheit
- 18
- Kameraeinheit
- 19
- Regelungseinheit
- 20
- Fadenverbindungseinheit
- 21
- Signalleitung
- 22
- Inspektionseinheit
- 23
- Signalleitung
- 24
- Signalleitung
- 25
- Fadenschneideinrichtung
- 26
- Fadenfestigkeitsmesseinrichtung
- 27
- Paraffiniereinrichtung
- 28
- Saugdüse
- 29
- Greiferrohr
- 30
- Signalleitung
- 32
- Zentraleinheit
- 33
- Maschinenbus
