DE19753431A1 - Verfahren und Vorrichtung zur direkten Erkennung von fehlenden oder hinzugekommenen Einzelfäden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur direkten Erkennung von fehlenden oder hinzugekommenen EinzelfädenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft das Aufwickeln von Mehrfach-Ein
zelfadenmaterialien und insbesondere ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur direkten oder On-Line-Erkennung des Mehr
fach-Einzelfadenmaterials, während es aufgewickelt wird.
In der Herstellungstechnologie von Fäden oder Fasern
benutzt man Garnwickelvorgänge, um Garnpackungen oder -spu
len zu bilden. Die Garne werden durch Extrudieren von Poly
meren, beispielsweise durch Spinnschmelzen durch Kapillar
düsen in einer Spinndüse gebildet, um eine Mehrzahl von
Einzelfäden zu bilden. Diese Einzelfäden werden abgekühlt
und dann zu einem Mehrfachfaden-Garn (Fadenlauf genannt)
kombiniert, das bzw. der nachfolgend aufgewickelt wird.
Viele Mehrfachfaden-Spinnvorgänge benutzen die Ausbildung
einer Vielzahl von Einzelfäden aus einer Mehrfachkapillar
düsen-Spinndüse, wobei dann diese Einzelfäden in zwei oder
mehr Fadenläufe kombiniert oder zusammengefaßt werden.
Nachfolgend werden diese Fadenläufe auf benachbarte Wickel
vorrichtungen aufgewickelt, um die Packung oder Spule des
Mehrfachfaden-Garns zu bilden. Die fertigen Garnpackungen
oder -spulen werden dann in vielen unterschiedlichen Anwen
dungsfällen oder Verfahren verwendet, beispielsweise der
Garntexturierung, Wirk- oder Webvorgängen zur Stoffherstel
lung, wobei die Garnfestigkeit und Garngleichförmigkeit ein
kritischer Wert ist.
Während des Spinnvorganges kann ein Fehler beim Auf
wickeln der Mehrzahl von Fadenläufen auftreten, der als
"Fehlgarn- oder Zusatzgarndeffekt" bekannt ist. Fehlende
oder zusätzliche bzw. hinzugekommene Fäden treten auf, wenn
ein Faden reißt und nicht in das Garnbündel mit eintritt
oder aus einem Fadenlauf in einen eng benachbarten Faden
lauf, der auf der gleichen Wickelposition angeordnet ist
und eine gemeinsame Wickelvorrichtung mitbenutzt, übergeht.
Beispielsweise kann eine Spinndüse mit 40 Kapillardüsen
verwendet werden, um 40 Einzelfäden zu spinnen, welche dann
in 4 Fadenläufe mit je 10 Einzelfäden zusammengefaßt werden
und auf 4 Garnpackungen oder -spulen einer gemeinsamen
Wickelvorrichtung aufgewickelt werden. Wenn ein einziger
Faden reißt und nicht in eine der Garnpackungen hinein
läuft, ergeben sich 3 Garnwicklungen mit 10 Einzelfäden und
eine Garnwicklung mit 9 Einzelfäden. Die längenbezogene
Masse oder der Titer des Garnes aus 9 Fäden wird somit um
10% verringert und ist höchstwahrscheinlich für denselben
Anwendungszweck wie die Garnwicklungen aus 10 Einzelfäden
ungeeignet. Genausogut kann ein Faden von einem Fadenlauf
in einen anderen Fadenlauf übergehen. Die Ausbeute von
"guten" Garnwicklungen mit je 10 Fäden wird dann noch ge
ringer. Hierbei erhält nämlich eine Garnwicklung einen zu
sätzlichen Faden und läuft somit zu einem Garn aus 11 Ein
zelfäden zusammen und eine Garnpackung verliert einen Faden
und läuft zu einer Garnpackung mit 9 Einzelfäden zusammen.
Selbstverständlich gibt es Abwandlungen dieser beiden
grundsätzlichen Fehler, beispielsweise gerissene Einzelfä
den mit Übergängen zwischen zwei Fadenläufen etc.
Eine vielleicht noch unangenehmere oder
"heimtückischere" Variante des Fehlens oder zusätzlichen
Auftauchens ist der verschwindende fehlende und zusätzlich
auftauchende Faden. Es ist im Stand der Technik des Auf
wickelns von Garnen aus Mehrfach-Einzelfäden von mehreren
eng beabstandeten Fadenläufen bekannt, daß ein Einzelfaden
zwischen einem Paar von Garnpackungen oder Spulen hin- und
herwandern kann. Dies wird "kommendes und gehendes" Fehlen
und zusätzliches Auftauchen genannt. Die Arten von "Kommen
und Gehen"-Deffekten sind im Stand der Technik ein seit
langem bekanntes Problem.
Ein Denieren, d. h. Ermitteln des Denier-Wertes nach dem
Aufwickeln der Spulen schafft manchmal die Möglichkeit,
einfache fehlende und einfache hinzugekommene Fäden zu ent
decken und gestattet das Entfernen fehlerhafter Spulen. Ein
Wiegen oder Vergleichswiegen ist jedoch natürlicherweise
nicht präzise genug, kommende und gehende Einzelfadenwick
lungen zu entdecken, die tief in der Garnspule versteckt
sind. Derartige fehlerhafte Spulen enthalten jedoch ein
Fehlerpotential, das zu schlimmen Folgen führen kann, wenn
sie bei bestimmten Webe- oder Wirkvorgängen verwendet wer
den.
Das Vorhandensein von Fehlern in Form fehlender und zu
sätzlicher Fäden ist als ernstes Qualitätsproblem bei der
Garnherstellung bekannt, da es Ausschuß und verringerte
Produktivität verursacht. Das Denieren oder Messen der
Dichte von Garnspulen durch Wiegen, wobei die längenbezoge
ne Masse als Garndenier ausgedrückt werden kann (ein Denier
= 1 Gramm pro 9000 Yard) oder als Garn-DeciTex ausgedrückt
werden kann (ein DeciTex = ein Gramm pro 10000 Meter) wird
seit vielen Jahren als unabhängige oder Off-Line Maßnahme
angewendet, um fehlerhafte Garnpackungen oder -spulen zu
erkennen. Ein Denieren durch direktes Wiegen oder Ver
gleichswiegen Off-Line erlaubt die Einteilung oder Unter
scheidung von Garnspulen mit fehlenden oder zusätzlichen
Fäden nach dem Spinnvorgang. Off-Line-Denierverfahren
schaffen jedoch nicht die Möglichkeit, korrigierend während
des Wickelns einzugreifen, was es möglich machen würde, er
hebliche Kosten durch verbesserte Qualitätssicherung und
Qualitätsüberwachung zu schaffen.
"On-Line" bedeutet die Erkennung oder die Erfassung
fehlender oder hinzugekommener Fäden in Echtzeit und er
laubt korrigierende Eingriffe, welche das Wickeln einer
vollständig fehlerhaften Spule oder Packung vermeiden oder
bedeutet sonstwie eine fehlerhafte Spule oder Packung zu
identifizieren, die für nachfolgende kritische Garnverar
beitungsverfahren nicht geeignet ist. Einige bekannte On-
Line-Verfahren verwenden On-Line-Vorrichtungen, um ge
wickelte Garnspulen innerhalb eines Bereiches spezieller
Spulengewichte und Außendurchmesser zu klassifizieren, wo
bei jedoch fehlende und zusätzliche Fäden nach wie vor un
erfaßt oder unerkannt bleiben.
Die vorliegende Erfindung beseitigt die oben geschil
derten Nachteile oder Mängel im Stand der Technik und
schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur On-Line-Be
rechnung und -überwachung in Echtzeit von längenbezogener
Masse (Titer) oder Denier einer Garnpackung oder Garnspule.
In einem Ausführungsform verwenden das Verfahren bzw.
die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung einen Mikropro
zessor zum Überwachen der längenbezogenen Masse wenigstens
einer Garnpackung, wobei bestimmte Prozeßparameter in den
Mikroprozessor eingegeben werden, einschließlich eines To
leranzbereiches und wenigstens eines Durchmesserbereiches.
Die Rotationsgeschwindigkeit oder Drehzahl einer jeden
Garnpackung und ein Meßzeitintervall, das zum Wickeln einer
Garnpackung über den spezifizierten Durchmesserbereich hin
weg notwendig sind, werden gemessen und dem Mikroprozessor
zur Verfügung gestellt. Ein Denier-Wert oder die längenbe
zogene Masse werden unter Verwendung der Drehzahl, der ein
gegebenen Zeitintervallwerte und der Prozeßparameter be
rechnet. Die berechneten Denier-Werte werden dann mit dem
spezifizierten Toleranzbereich verglichen, wobei die Ergeb
nisse des Toleranzvergleiches angezeigt werden.
Allgemein gesagt, die vorliegende Erfindung schafft ein
Verfahren, wie es in Anspruch 1 bzw. 9 angegeben ist, sowie
eine Vorrichtung, wie sie im Anspruch 10 bzw. 19 angegeben
ist, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung Ge
genstand der jeweiligen zugehörigen Unteransprüche sind.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorlie
genden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, als
illustrativ zu verstehenden Beschreibung der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Wickelvor
richtung gemäß einer möglichen Ausgestaltungsform der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die Wickelvorrich
tung von Fig. 1;
Fig. 3 eine detaillierte Ansicht eines Teils der Vor
richtung von Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Teils aus
Fig. 2;
Fig. 5 eine Diagrammdarstellung von Garnpackungszonen
bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A einen Rechteckwellen-Impulszug, der durch die
Sensor/Kodiervorrichtung der Ausführungsform der vorliegen
den Erfindung erzeugt wird;
Fig. 6B einen Rechteckwellen-Impulszug des Taktes der
Mikroprozessorvorrichtung in der Ausführungsform der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 7 die schematische Darstellung einer Realisierung
der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8A und 8B ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen
Verfahrens; und
Fig. 9 die Darstellung der Überwachungsanzeige bei der
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Allgemein und kurz gesagt, das Verfahren und die Vor
richtung gemäß der vorliegenden Erfindung schaffen ein
On-Line Garnpackungs-Deniermessung in Echtzeit, um Wicklungs
abweichungen festzustellen oder zu bestimmen, welche - ne
ben anderen Gründen - aufgrund von fehlenden oder hinzuge
kommenen Einzelfäden entstehen können.
Ein spezifiziertes Volumen einer Wicklung oder eines
Schlages des Garns für eine Anzahl von Meßzonen wird auf
der Grundlage einer Drehzahl oder Drehgeschwindigkeit der
aufzuwickelnden Garnpackung oder -spule und einer zugehöri
gen Antriebsrolle bestimmt.
Das spezifizierte Umfangsvolumen wird unter Verwendung
eines nominellen Garnpackungs-Dichtefaktors in ein Gewicht
umgewandelt.
Die verstrichene Zeit, während der das Ring- oder Um
fangsvolumen gewickelt wurde, wird auf der Grundlage von
Impulsen von einem Drehwellendecoder auf der Aufwickelspin
del gemessen. Da die echte oder wahre Garngeschwindigkeit
von der Geschwindigkeit der Antriebsrolle und dem Helixwin
kel ermittelt werden kann, wird sodann die echte Garnlänge
berechnet.
Ein vorläufiger oder roher Denierwert wird auf der
Grundlage der Definition von Denier, nämlich Gewicht in
Gramm pro 9000 Meter Garn berechnet. Die endgültigen
Denierwerte werden durch normalisieren von vorläufigen
Denierwerten unter Verwendung des bekannten Totaldenierwer
tes für die Wickelposition oder -station bestimmt. Die ma
ximalen und minimalen Packungsdenierwerte werden dann für
Vergleichszwecke bestimmt, wobei dann das Produkt entweder
entsprechend freigegeben oder dem Ausschuß zugeteilt wird.
Jede Denier-Meßzone innerhalb einer Garnpackung oder
Garnspule für jede Spindel hat einen individuellen Kali
brierungsfaktor, der häufig erneuert wird. Dieser Kalibrie
rungsfaktor trägt den täglichen Wickel-Dynamikwerten oder
-schwankungen Rechnung, welche der bestimmten Deniermessung
zugeordnet sind.
Fig. 1 zeigt eine Wickelvorrichtung oder eine Wickel
station 10, die in einem Mehrfacheinzelfaden-Garnwickelvor
gang oder -prozeß verwendet wird, um eine Garnwickelstation
(nicht dargestellt) zu versorgen. Diese Wickelstation er
zeugt ein oder mehrere Mehrfachfäden-Garne oder Fadenläufe,
deren Bewegungspfade durch eine Garnführung 5 zur Wickel
station 10 definiert sind, wobei die Wickelstationen 10 je
den Fadenlauf in eine Garnpackung oder -spule 12 auf
wickeln. In der dargestellten illustrativen Ausführungsform
können bis zu vier Garnspulen 12, jede in einer Station
11a, 11b, 11c und 11d, gleichzeitig aus dem Garn-Fadenlauf
1 aufgewickelt werden, der über die Führung 5 zugeführt
wird.
Jede Garnspule 12 wird um eine Garnröhre 14 herum ge
bildet, welche fest auf einer frei drehbaren Spindel 32 an
geordnet ist.
Die äußerste Oberfläche einer jeden Packung oder Spule
12 ist in Reibkontakt mit einer festen Antriebsrolle 20,
welche unabhängig von einem (nicht dargestellten) Motor der
Wickelvorrichtung angetrieben wird, um mit einer präzise
gesteuerten bestimmten Geschwindigkeit zu drehen. Der Reib
kontakt bewirkt, daß die Spulen 12 im wesentlichen mit der
gleichen Oberflächengeschwindigkeit wie die Antriebsrolle
20 drehen, so daß das Garn auf die Spule 12 aufgewickelt
wird. Der Reibkontakt zwischen der Antriebsrolle 20 und der
zugehörigen Spule 12 wird während des gesamten Wickelzyklus
aufrecht erhalten, das heißt, der Kontakt oder die Anlage
mit der Antriebsrolle 20 wird bei wachsendem Durchmesser
der Garnspule beim Aufwickelvorgang aufrecht erhalten, in
dem die Spindeln 32 unter Federbelastung auf "schwimmend"
gelagerten Achsen angeordnet sind.
Das Garn wird auf der Spule von Ende zu Ende und um und
entlang der gesamten Länge der Spule aufgewickelt, so daß
die Garnspule 12 mit einem bestimmten Enddurchmesser gebil
det wird.
Gemäß Fig. 2 sind zwei Garnspulen 12 an Stationen 11c
und 11d (vgl. Fig. 1) im Schnitt dargestellt, wobei der
Schnitt durch die Linie 2-2 in Fig. 1 verläuft.
Gemäß Fig. 2 ist die Spindel 32 um eine Drehachse 18
drehbar. Das innere Ende der Spindel 32 ist mit einem au
ßerhalb der Drehachse liegenden Codierer 36 versehen, des
sen Durchlauf durch einen festen Sensor 34 bei jeder Umdre
hung der Spindel 32 erfaßt wird. In einer Ausführungsform
ist der Drehkodierer ein Permanentmagnet und der feste Sen
sor 34 ein Hall-Sensor. Die Arbeitsweise vom Magnet und
Hall-Sensor erzeugen einen Impulszug (einer gewünschten
festgelegten Spannung) entsprechend der Drehzahl (d. h. UpM)
der sich drehenden Spindel, wobei dieser Vorgang dem Fach
mann geläufig ist und keine nähere Erläuterung benötigt.
Fig. 6 zeigt einen Rechteckwellen-Impulszug mit 24 Volt
Hub, der von dem festen Sensor 34 in Antwort auf eine dre
hende Spindel gemäß der Ausführungsform von Fig. 2 erzeugt
wird.
Fig. 3 zeigt eine isolierte Darstellung der Garnspulen
1 aus den Stationen 11c und 11d aus Fig. 1 in weiter ver
größerter detaillierter Darstellung. Wenn das Garn um den
Kern oder die Röhre 14 gleichförmig gewickelt wird, wächst
der Durchmesser der Spule proportional an, bis ein bestimm
ter Enddurchmesser Df für die Spule erhalten wird.
Jede Spule 12 hat kreis- oder ringförmig umlaufende Vo
lumensegmente oder Abschnitte des Garns 16 in Relation zu
dem Garnspulenkern 14 für jeden Satz von Differentialdurch
messern Ds und De innerhalb der Anfangs- und Enddurchmesser
der Spule, nämlich Di und Df. Jeder Satz von Differential
durchmessern Ds und De bildet eine "radiale Meßzone".
Gemäß Fig. 4, welche eine Einzeldarstellung einer Spule
12 ist, umfaßt jede Garnspule 12 im wesentlichen den Spu
lenkern 14 und die Drehachse 18. Jede Spule 12 wird von En
de zu Ende mit Garn durch die Wickelvorrichtung 10 (vgl.
Fig. 1) innerhalb einer bestimmten Länge 40 um den Kern 14
herum bewickelt, wobei der Durchmesser der Spule anwächst,
je mehr Garn aufgewickelt wird. Das Garn wird um die Spule
in einem bestimmten Helix- oder Schraubenwinkel gewickelt,
um fortlaufend die gesamte Länge 40 während des Wickelvor
ganges abzulaufen. Ein Beispiel eines ringförmig umlaufen
den Volumensegmentes des Garns 16 um die Achse 18 herum ist
dargestellt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung, wie es nach
folgend noch näher beschrieben werden wird, verwendet meh
rere Sätze von Differentialdurchmessern oder Radialzonen Z,
wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, um fehlende oder hinzu
gekommene Einzelfäden zu bestimmen oder festzustellen, wel
che während des Wickelvorganges auftreten können. Jede Zone
Zn, wobei n jede gewünschte Zahl sein kann, hat einen Aus
gangs- oder Startdurchmesser von Dzns und einen Enddurch
messer von Dzne.
Die Charakteristiken der einzelnen Zonen werden auf der
Grundlage spezieller Anforderung seitens des Benutzers aus
gewählt.
Beispielsweise muß die Anzahl der verwendeten Zonen be
stimmt werden. Es ist wünschenswert, daß sich die Zonen
überlappen, wie in der Ausführungsform dargestellt, so daß
keine Lücken oder Spalte in der Abdeckung des Gesamtdurch
messers der Spule vorhanden sind (das heißt von Di bis Df).
Auf ähnliche Weise wird die Breite einer jeden Zone den Be
trag von nicht verwendbarem Garn bestimmen, wenn eine
Denier-Abnormalität erkannt wird. Eine größere Breite führt
zu potentiell mehr Litze (oder Abfall) und umgekehrt. Mit
anderen Worten, wenn eine Abnormalität in einer Zone er
kannt wird und der Wicklungszyklus angehalten wird, kann
die gesamte Zone, wo die Abnormalität erkannt wurde, von
der Spule abgezogen werden und die verbleibende Spule klei
neren Durchmessers kann nach wie vor eine gute Identifika
tion oder Klassifikation erhalten.
Die Start- und Enddurchmesser Dzns und Dzne können so
ausgewählt werde, daß sie jegliche Durchmesser sind, wobei
Dzns < Dzne gilt, wie noch im Detail beschrieben wird. Es
ist wünschenswert, ein minimales Durchmesserdifferential
für die Endzone zu haben, um genaue Berechnung sicherzu
stellen. Wenn dieser Minimumdurchmesser in der Endzone
nicht erreicht wird, kann die Erkennung hinsichtlich feh
lender oder hinzugekommener Einzelfäden für diese Zone
nicht genau genug sein.
Die dargestellte Ausführungsform verwendet acht einan
der überlappende Zonen Z1 bis Z8, um den Durchmesser der
Garnspule 12 zu überdecken oder zu überspannen. In dieser
Ausführungsform wird der Anfangsdurchmesser der ersten Zone
Dz1s auf Dc gesetzt, um einen Überfahrungsbereich zu kom
pensieren, der zum Wickelbeginn notwendig ist. Wenn eine
derartige Region oder ein derartiger Bereich nicht notwen
dig ist, kann Dz1s gleich Di gemacht werden. Der Enddurch
messer der letzten oder achten Zone bei dieser Ausführungs
form, Dz8e, wird auf Df gesetzt, was dem Enddurchmesser der
Garnspule entspricht.
Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Reali
sierung der vorliegenden Erfindung gemäß der bisher be
schriebenen Ausführungsform.
Bei dieser Ausführungsform sind acht Wickelstationen 10
elektrisch mit einem Steuerelement 50 auf Mikroprozessorba
sis verbunden. Das Mikroprozessorelement 50 berechnet die
Denier-Messungen für bestimmte Zonen einer jeden Spule in
einer Wickelstation - hier für bis zu acht Stationen. Ob
gleich ein Personalcomputer ("PC"), oder ein anderes Re
chenelement auf Mikroprozessorbasis oder entsprechendes
Äquivalent verwendet werden kann, wird aus Zuverlässig
keitsgründen in der dargestellten Ausführungsform eine be
stimmte programmierbare Logiksteuerung ("PLC") verwendet,
besonders vorteilhaft die allgemein bekannte Allen-Bradley
PLC-5.
Die PLC 50 liefert Ausgänge an und empfängt Eingänge
von einer Bedienungskonsole 70 und einem Computer 90. Die
PLC 50 liefert Ausgänge an einen Monitor 60 und einen Eti
kettendrucker 80.
Die Bedienungskonsole 70 ist in der dargestellten Aus
führungsform ein Personalcomputer, der es einer Bedienungs
person ermöglicht, Daten einzugeben bzw. von der PLC 50 zu
erhalten.
Der Monitor 60 ist in der dargestellten Ausführungsform
ein sogenanntes "dumb terminal", welches über die PLC 50
Hinweise an die Bedienungsperson liefern kann, was den Zu
stand der Spulen betrifft. In dieser Ausführungsform wird
gemäß Fig. 9 eine Bildschirmanzeige erzeugt, um Spulenan
zeigeelemente darzustellen, die den Zustand einer jeden
Spule a bis d pro Station 1 bis 8 darstellen. Jedes Spulen
anzeigeelement ist in der Ausführungsform ein Zweifarben-An
zeigeelement mit dem Zustand normal ("GRÜN") oder abnor
mal ("ROT"). Wenn der Aufwickelvorgang oder -zyklus normal
fortschreitet, wie nachfolgend noch erläutert werden wird,
verbleibt das zugehörige Spulenanzeigeelement grün. Wenn
ein Zustand außerhalb der Toleranz erkannt wird, wird das
zugehörige Spulenelement rot, was es der Bedienungsperson
anzeigt, daß in dieser bestimmten Wickelstation Handlungs
bedarf besteht.
Der Etikettendrucker 80 druckt ein Etikett für jede
Garnspule, wenn der Spulenwickelvorgang unterbrochen oder
angehalten wurde und die Spule aus der Wickelvorrichtung
entnommen wurde. Jedes Etikett enthält produktidentifizie
rende Informationen, sowie einen Ausweis hinsichtlich der
Qualität. Die auf jedem Etikett aufgedruckten Informationen
werden auch in einer Archivierungs-Datenbank über den Com
puter 90 gespeichert.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist
der Computer 90 ein Mainframe-Computer von Digital Equip
ment Corporation (DEC) VAX. Der Computer 90 führt in der
dargestellten Ausführungsform mehrere Funktionen durch.
Beispielsweise kann der Computer 90 als Datenarchiv, das
heißt Datenbank wirken, um eine Denier-Geschichte
("Historie") für zukünftige Denier-Berechnungen zu spei
chern, oder um eine Historie von Informationen betreffend
alle durch den Fadenlauf erzeugte Spulen zu enthalten, In
formationen bezüglich Spulenzone und -position bzw. -stati
on, Informationen bezüglich Qualitätsbeurteilungen oder an
dere Identifikationsinformationen.
Zwei Echtzeitmessungen für jede Station 11a bis 11d in
jeder Spulenzone werden durch die PLC 50 verwendet. Diese
Messungen sind (1) die zur Wicklung einer Spule von einem
bestimmten Anfangsdurchmesser zu einem bestimmten Enddurch
messer notwendige Zeit; und (2) Garnspulenumdrehungen pro
Minute (UpM) als Rechteckwellenimpulszug, was durch den fe
sten Sensor 34 und den Codierer 36 erfaßt wird.
Die zum Überlaufen einer bestimmten Zone notwendige
Zeit, das heißt die Zeit zum Wickeln einer Spule von einem
bestimmten Startdurchmesser zu einem bestimmten Enddurch
messer, wird über einen Timer innerhalb der PLC gemessen,
der durch bestimmte Start- und Enddurchmesser ausgelöst
wird.
Rechteckwellenimpulse für jede Spule, die in jeder Sta
tion gewickelt wird, das heißt für jede Spulenzone werden
für die PLC 50 durch den Sensor und Codierer gemäß obiger
Beschreibung erzeugt. Die Impulse, die einmal pro Umdrehung
der Spule erzeugt werden, wenn der Codierer 36 an dem Sen
sor 34 vorbeiläuft, werden gemessen, um fortlaufend die
Spulendrehzahlen zu messen, wie in Fig. 6A gezeigt. Der
Taktfrequenz-Impulszug ist in Fig. 6B dargestellt. Unter
Verwendung der nachfolgenden Gleichung wird die Anzahl von
Taktimpulsen N pro Umdrehung bestimmt:
N = ΔtR1R2(Fc), wobei
Fc die Taktfrequenz ist.
Die fortlaufenden Spulendrehzahlen werden dann wie
folgt bestimmt:
I/F (Spule) = (N).(KF1)
oder alternativ
UpM (Spindel) = (KF2)/N,
wobei
I/F = Umkehrfrequenz in Sekunden und
N = Anzahl von 4 MHz-Taktimpulsen während einer Spulenumdrehung gemäß obiger Berechnung ist.
N = Anzahl von 4 MHz-Taktimpulsen während einer Spulenumdrehung gemäß obiger Berechnung ist.
Die Umrechnungsfaktoren KF1 und KF2 hängen von der
Taktrate der PLC 50 ab. Die Allen-Bradley PLC in der Aus
führungsform hat einen Takt von 4 MHz, was Faktorwerte von
KF1 = 6,25×108 und KF2 = 9,6×108 notwendig macht. Die Ab
hängigkeit der Umwandlungsfaktoren von der Taktzahl ergibt
sich dem Durchschnittsfachmann ohne weiteres.
Da der Durchmesser (30, vgl. Fig. 3) und die Drehzahl
der Spulenantriebsrolle 20 exakt bekannt sind und die Spu
lendrehzahl wie oben erhalten ermittelt wird, kann der
Durchmesser der gewickelten Spule durch ein allgemein be
kanntes Übersetzungsverhältnis berechnet werden, nämlich
wie folgt:
d2 = n1/n2.d1, wobei:
d1 = Durchmesser der Antriebsrolle ist,
d2 = (Oberflächen) Durchmesser der gewickelten Spule ist,
n1 = Drehzahl der Antriebsrolle ist und
n2 = Drehzahl der gewickelten Spule ist.
d2 = (Oberflächen) Durchmesser der gewickelten Spule ist,
n1 = Drehzahl der Antriebsrolle ist und
n2 = Drehzahl der gewickelten Spule ist.
Diese beiden Eingänge sind grundlegend für die Denier-Mes
sungen der Garnspule.
Wenn der Denierwert als längenbezogene Masse wie folgt
definiert wird, nämlich Denier = Gewicht (in Gramm) pro
9000 Meter des Garns, kann das gemessene Volumen des Garns
durch eine fortlaufende Messung der Spulendrehzahlen be
stimmt werden, die zur Berechnung des Spulendurchmessers in
Echtzeit verwendet werden. Wenn die Spule durch eine An
triebsrolle bekannten Durchmessers und bekannter Drehzahl
über die Oberfläche angetrieben wird, wird die Spulendreh
zahl gemessen und der Durchmesser der gewickelten Spule
kann durch das obige Übersetzungsverhältnis berechnet wer
den.
Da der Durchmesser der gewickelten Spule kontinuierlich
berechnet wird, ergibt die Differenz zwischen zwei spezifi
zierten Start- und Enddurchmessern einer Spule einen ring
förmig umlaufenden Bereich, der, wenn er über die Länge der
Spule projiziert wird, zu einem Ringvolumen führt. Das Ge
wicht des in diesem Ringvolumen enthaltenen Garns ergibt
dann eine nominelle Spulendichte:
W = (π)/4.L.ρ.(de 2-ds 2), wobei
W = Gewicht der Denierprobe,
π = 3,1416,
L = Spulenlänge,
ρ = nominale Dichte der Spule,
de = Spulendurchmesser am Ende der Denierzone, und
ds = Spulendurchmesser am Beginn der Denierzone.
π = 3,1416,
L = Spulenlänge,
ρ = nominale Dichte der Spule,
de = Spulendurchmesser am Ende der Denierzone, und
ds = Spulendurchmesser am Beginn der Denierzone.
Ein Spulendurchmesser, der den Beginn einer Deniermes
sung definiert und ein Durchmesser, der das Ende einer
Deniermessung definiert, kann durch die folgende Beziehung
erhalten werden:
de = d1.n1/ne
de = d1.n1/ns, wobei:
de = d1.n1/ns, wobei:
ne = Spulendrehzahl am Ende der Deniermessung und
ns = Spulendrehzahl am Beginn der Deniermessung.
ns = Spulendrehzahl am Beginn der Deniermessung.
Der Umkehrwert der Spulendrehzahl (n) ist die Umkehr
frequenz oder die Zeitdauer für eine Spulenumdrehung. Von
daher ist die Umkehrfrequenz:
te = 1/ne, und
ts = 1/ns, wobei
ts = 1/ns, wobei
te = Umkehrfrequenz oder Zeit für eine Spulenumdrehung
am Ende der Deniermeßzone, und
ts = Umkehrfrequenz oder Zeit für eine Spulenumdrehung zu Beginn der Deniermeßzone.
ts = Umkehrfrequenz oder Zeit für eine Spulenumdrehung zu Beginn der Deniermeßzone.
Durch Kombination mit obigem Ausdruck ergibt sich:
W = (π)/4.L.ρ.d12.n12.[te 2-ts 2].
Die wahre oder echte Garngeschwindigkeit, die auf die
Spule aufgewickelt wird, wird bestimmt als:
TYS = DRypm/Cos(θ) = n1.(π).d1/Cos(θ), wobei:
TYS = echte Garngeschwindigkeit des aufgewickelten
Fadenlaufs,
DRypm =Antriebsrollengeschwindigkeit in Yard pro Minute, und
θ= Helixwinkel des auf die Spule aufgewickelten Fadenlaufs.
DRypm =Antriebsrollengeschwindigkeit in Yard pro Minute, und
θ= Helixwinkel des auf die Spule aufgewickelten Fadenlaufs.
Durch Umrechnung auf 9000 Meter Garn, wobei T = Zeit
zum Wickeln eines ringförmigen Volumens und durch Hinzufü
gen eines Kalibrierungsfaktors K und eines Einheitenumrech
nungsfaktors Kc läßt sich der endgültige On-Line-Denierwert
D von der PLC wie folgt berechnen:
D = K.Kc/T.Cos(θ).L.ρ.DRypm.[tc 2-ts 2].
Bei der dargestellten Ausführungsform hat jede PLC 50
eine Bearbeitungskapazität um 8 Positionen zu überwachen,
das heißt 32 gleichzeitige Garnspulenwicklungen. Die elek
trische Verbindung gemäß Fig. 7 für die analogen Drehzahl
signale in jeder Station zu der PLC ergeben sich dem Fach
mann auf diesem Gebiet ohne weiteres. Beispielsweise wird
ein A/D-Wandler in der PLC in der dargestellten Ausfüh
rungsform verwendet, um die eingehenden Analogsignale in
digitale Werte umzuwandeln.
Die PLC wird mit einem geeigneten Algorithmus passend
programmiert, wie sich ebenfalls dem Fachmann auf diesem
Gebiet ergibt, wie er beispielsweise in dem Flußdiagramm
der Fig. 8A und 8B angegeben ist.
Gemäß den Fig. 8A und 8B werden der Wicklungsprozeß
und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung über ei
ne Eingabe im Schritt 100 begonnen. In diesem Schritt wer
den die anfänglichen Ausgangswerte bereitgestellt. Ein Teil
der Parameter, die im Verfahren der vorliegenden Erfindung
zur Anwendung gelangen, sind bekannte Prozeß- oder Startzu
standswerte, welche entweder manuell bei Beginn des Vor
gangs oder Prozesses eingegeben werden können, oder wenn
Produktionsänderungen auftreten, was über die Konsole 70
erfolgt, oder aber welche von einer elektronischen Daten
bank in dem Rechner 90 abgerufen werden. Beispielsweise
sind Startzustandswerte die Anfangs- und Enddurchmesser für
jede radiale Zone und Ziel- oder Wunschdenierwerte für
Garnspulen, welche während des momentanen Wicklungszyklus
hergestellt werden.
Im Schritt 102 beginnt die Denier-Messung für eine aus
gewählte radiale Zone, wenn ein bestimmter Spulendurchmes
ser erreicht wurde. Der Spulendurchmesser (oder die äquiva
lente Spulendrehzahl) zu Beginn der Deniermessung wird in
der PLC gespeichert und ein Zeitgeber, der in 1/100 Sekun
den mißt, wird gestartet. Der Durchmesser der gewickelten
Spule wird fortlaufend überprüft, bis ein bestimmter End
spulendurchmesser erhalten wird. Dies zeigt das Ende der
Deniermeßzone an und somit definieren die Start- und End
spulendurchmesser die Zone innerhalb der Spule, welche auf
den Denierwert hin überprüft wird. Der Endspulendurchmesser
zusammen mit dem Startspulendurchmesser und die Zeit (in
Sekunden) zwischen dem Spulenstart- und Spulenenddurchmes
ser werden gespeichert.
Im Schritt 104 werden die aus dem Schritt 102 gemesse
nen Werte zusammen mit bekannten geladenen Prozeßwerten
verwendet, um einen groben oder rohen Denierwert zu berech
nen.
Die Denier-Rohwerte werden für alle in jeder Station
gewickelten Garnspulen berechnet, das heißt zum Beispiel in
Fig. 1 einer jeden Spule 12 in den Stationen 11a bis 11d.
Die groben Denierwerte, welche innerhalb eines gewünschten
Bereiches des Denier-Ziel- oder -Wunschwertes liegen, wer
den in einer Datenbank gespeichert. Bei der dargestellten
Ausführungsform liegt der erlaubte Bereich für Werte, wel
che in die Datenbank eingegeben werden können, bei ± 4,2%.
Ein Kalibrierungsfaktor (K) wird für jede Zone einer jeden
Spule erhalten. Diese groben Denierwerte für jeden Spulen
zone auf jeder Spindel werden verwendet, eine Datenbank be
reitzustellen, mit der Kalibrierfaktoren kontinuierlich
rund um die Uhr erneuert werden. Die Kalibrierungsfaktoren
tragen Verschiebungen aufgrund von Wicklungsdynamiken Rech
nung, welche primär eine nominale Spulen- oder Packungs
dichte beeinflussen.
Ein vorläufiger oder roher Spulendenierwert D wird wie
folgt berechnet:
D = K.Kc/T.Cos(θ).L.ρn.DRypm.(te 2-ts 2),
wobei
K = Kalibrierungsfaktor
Kc = eine Konstante (Einheitumrechnungsfaktor)
T = Abtastzeit in Sekunden
θ = Spulenwicklungs-Schraubenwinkel in Grad
L = Spulenlänge in Inch
ρn = nominale Spulendichte in Pfund pro Kubikinch
DRypm = Aufwickelantriebsrollengeschwindigkeit in Yard pro Minute
te 2 = Quadrat der Impulslänge am Ende der Abtastzeit in ms
ts 2 = Quadrat der Impulslänge zu Beginn der Abtastperiode in ms
Kc = eine Konstante (Einheitumrechnungsfaktor)
T = Abtastzeit in Sekunden
θ = Spulenwicklungs-Schraubenwinkel in Grad
L = Spulenlänge in Inch
ρn = nominale Spulendichte in Pfund pro Kubikinch
DRypm = Aufwickelantriebsrollengeschwindigkeit in Yard pro Minute
te 2 = Quadrat der Impulslänge am Ende der Abtastzeit in ms
ts 2 = Quadrat der Impulslänge zu Beginn der Abtastperiode in ms
Das Verhältnis der gesamten vorläufig berechneten
Denierwerte zu bekannten Gesamtlagen-Spulendenierwerten
wird verwendet, die nominale Spulendichte ρn zu einer mo
mentanen Spulendichte ρc für eine bestimmte Wickellage zu
diesem Zeitpunkt zu verbessern oder nachzubessern. Der end
gültige Spulen-Denierwert wird unter Verwendung der verbes
serten Spulendichte erneut berechnet (normalisiert).
Der endgültige Spulen-Denierwert wird im Schritt 108
berechnet. Der Gesamtdenierwert für eine Position oder Sta
tion (aufsummierte Denierwerte aller Spulen) wird durch
Präzisions-Meßpumpen (eine Pumpe pro Wickelposition) ge
steuert, welche ein Polymer liefern, das während des Spinn
vorganges das aufzuwickelnde Garn wird. Der Gesamt-Denier
wert wird durch Off-Line-Meßverfahren aufrechterhalten und
wird verwendet, grobe Denierwerte in abschließende Denier
meßwerte umzusetzen. Dieser Faktor schafft eine kleine un
mittelbare Kalibrierung für Spinndynamiken im Kurzzeitbe
reich (< 24 Stunden).
Die Hinzufügung des Kalibrierungsfaktors K und des Ein
heitenumrechnungs- und Konstantenfaktors Kc zu der vorläu
figen Denier-Berechnungsgleichung führt zu der abschließen
den Denier-Berechnungsgleichung:
D = K.Kc/T.Cos(θ).L.ρ.DRPypm.[te 2-ts 2].
Der Kalibrierungsfaktor K wird gemäß nachfolgender Be
ziehung erneuert:
K2 = K1 + P.[(DA/RCDA.K1)-K1], wobei:
K1 = vorhandener K-Wert (verwende Vorgabe von
1,0 beim ersten Durchlauf)
K2 = neuer K-Wert
P = Dämpfungsfaktor
DA = Denier-Zielwert
RCDA = grob berechneter Denier-Mittelwert (aus der Denier-Grobwert-Datenbank der letzten 24 Stunden)
K2 = neuer K-Wert
P = Dämpfungsfaktor
DA = Denier-Zielwert
RCDA = grob berechneter Denier-Mittelwert (aus der Denier-Grobwert-Datenbank der letzten 24 Stunden)
Die abschließenden Denierwerte werden durch die PLC im
Schritt 109 gespeichert.
Sobald der abschließende Denierwert für jede Spulen
überprüfungszone berechnet worden ist, werden der höchste
und der niedrigste endgültige Denierwert verglichen. Wenn
diese Werte innerhalb der bestimmten Toleranz liegen, lau
tete das Erfassungsergebnis, daß kein fehlender oder zu
sätzlicher Einzelfaden vorhanden ist. Im Schritt 110 wird
jede Spule abhängig von vorher bestimmten Dispositionstole
ranzgrenzen für die Spulen dispositioniert oder eingeteilt.
Wenn alle ausgewählten Zonen bearbeitet wurden, das
heißt, wenn keine verbleibenden Zonen vorhanden sind, wird
die Garnspule im Schritt 116 auf geeigneter Weise disposi
tioniert oder eingeteilt. Wenn beispielsweise alle gemesse
nen Zonen innerhalb der Grenzwerte lagen, wird die Garn
spule als erste Qualität eingeteilt und der Etiketten
drucker 80 in Fig. 7 wird von der PLC angewiesen, für diese
Spule eine Etikett betreffend erste oder höchste Qualität
zu drucken. Wenn eine gemessene Zone außerhalb der Grenz
werte lag und die Bedienungsperson nicht eingeschritten
ist, wird die Garnspule als verschlechtertes Produkt einge
teilt und der Etikettendrucker wird angewiesen, ein ent
sprechendes Etikett auszudrucken. Die Qualitätsinformation
für jede Spule wird über den Rechner 90 in Fig. 7 in einer
Datenbank abgespeichert.
Im Schritt 118 nimmt die Bedienungsperson die vollstän
dige Spule aus der Wickelvorrichtung, das heißt die Bedie
nungsperson zieht die vollen Spulen ab und der Algorithmus
wartet dann auf einen Neustart von Hand für einen neuen
Wicklungszyklus.
Eine Probenberechnung unter Verwendung dreier radialer
Zonen zur Erleichterung der Erläuterung der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
Typische Start- und Endspulendurchmesser werden für ei
ne 27-Pfund-Spule gemäß nachfolgender Tabelle I ausgewählt.
Start- und Endspulendurchmesser für die
Deniermessungen an einer 27-Pfund-Garnspule
Start- und Endspulendurchmesser für die
Deniermessungen an einer 27-Pfund-Garnspule
Typische gemessene und andere Prozeß-An
fangsparameter bei der Messung eines 850-Denier-Produktes
(Ziel- oder Wunschwert)
Typische gemessene und andere Prozeß-An
fangsparameter bei der Messung eines 850-Denier-Produktes
(Ziel- oder Wunschwert)
Wie oben dargestellt, erfolgt die vorläufige Deniermes
sung wie folgt:
D = K.Kc/T.Cos(θ).L.ρ.DRypm.(tc 2-ts 2).
Durch Einsetzen der Parameter aus Tabelle II in die
vorläufige oder rohe Deniergleichung ergibt sich:
D = 0,999/285.7,674.Cos(9,6).15.0,03.2808.[11,93322-10,81472] = 853.
Der Kalibrierungsfaktor K2 wird gemäß der nachfolgenden
Gleichung erneuert:
K2 = K1 + P.[(DA/RCDA.K1)-K1],
wobei:
Typischer Wert | ||
K1 = existierender K-Wert | 1.002 | |
K2 = neuer K-Wert@ | P = Dämpfungsfaktor | 0,6 |
DA = Denier-Zielwert | 850 | |
RCDA = grob berechneter Deniermittelwert | 854 | |
(aus der Roh-Denier-Datenbasis der letzten 24 Stunden). |
Somit ist K2 = 1,002 + 0,6×[(850/854.854)-1,002] = 0,999.
Der abschließende Denierwert wird dann gemäß Tabelle
III bestimmt.
Denier-Ziel- oder Wunschwert = 850
Gesamtdenier = 4×850 = 3400
Summe der Roh-Denierwerte = 853 + 845 + 845 + 847 = 3390
Erneuerungsfaktor = Gesamtdenier/Summe aus Rohdenier = 3400/3390 = 1,0029
Gesamtdenier = 4×850 = 3400
Summe der Roh-Denierwerte = 853 + 845 + 845 + 847 = 3390
Erneuerungsfaktor = Gesamtdenier/Summe aus Rohdenier = 3400/3390 = 1,0029
(Dem Durchschnittsfachmann ergibt sich ohne weiteres,
daß das Multipliezieren des Faktors durch den Grobdenier
wert äquivalent zu Multiplizieren der nominalen Dichte mit
dem Faktor, gefolgt von Substituieren in der End
denier-Gleichung ist).
Der höchste und der niedrigste Denier-Endwert werden
miteinander verglichen und bei der Probenberechnung als in
dem 3%-igen Toleranzbereich liegend festgestellt. Wenn dies
der Fall ist, erfolgt keine Erfassung hinsichtlich fehlen
der oder hinzgekommener Einzelfäden und diese Spule wird
als Garn mit erster oder höchster Qualität aussortiert.
Obgleich die Wickelstation oder Wickelvorrichtung 10
gemäß der obigen Ausführungsform als 4 Stationen enthaltend
beschrieben wurde, von denen jede 4 Garnspulen gleichzeitig
wickeln kann, ist die vorliegende Erfindung selbstverständ
lich auch bei Vorrichtungen anwendbar, wo eine andere An
zahl von Spulen aufgewickelt wird.
Die voranstehende Beschreibung spezieller Ausführungs
formen der vorliegenden Erfindung ist als rein illustrativ
und nicht einschränkend zu verstehen und für den Durch
schnittsfachmann ist eine Vielzahl von Modifikationen und
Abwandlungen möglich, ohne den Rahmen der Umfang gemäß der
beigefügten Ansprüche zu verlassen.
Claims (23)
1. Ein Verfahren zur Verwendung eines Mikroprozessors,
um On-Line die längenbezogene Masse wenigstens einer Garn
spule zu überwachen, welche durch Wickeln von Mehrfach-Ein
zelfädengarnen während eines Wicklungszyklus in einer
Wickelstation einer Wicklungsvorrichtung gebildet wird, wo
bei die Vorrichtung in der Lage ist, eine Mehrzahl der Spu
len gleichzeitig in einer Mehrzahl von Wickelstationen auf
zuwickeln, wobei das Verfahren die folgenden Schritte auf
weist:
Eingeben vorherbestimmter Prozeßparameter, einschließ lich eines Toleranzbereiches und wenigstens eines Durchmes serbereiches;
Eingeben einer gemessenen Drehzahl einer jeden Garn spule;
Ermitteln eines Meßzeitintervalls, das für jede der Garnspulen notwendig ist, die Spule durch den Durchmesser bereich hindurch zu wickeln;
Berechnen eines Denier-Wertes unter Verwendung der Drehzahl, der eingegebenen Zeitintervallwerte und der Pro zeßparameter;
Bestimmen, ob die berechneten Denier-Werte innerhalb des Toleranzbereiches liegen; und
wiederholtes Durchführen während des Wicklungszyklus für jeden der Durchmesserbereiche der Schritte des Einge bens der gemessenen Drehzahl, des Eingebens des gemessenen Zeitintervalls, des Berechnens des Denierwertes und des Be stimmens, ob die berechneten Denierwerte innerhalb des To leranzbereiches liegen.
Eingeben vorherbestimmter Prozeßparameter, einschließ lich eines Toleranzbereiches und wenigstens eines Durchmes serbereiches;
Eingeben einer gemessenen Drehzahl einer jeden Garn spule;
Ermitteln eines Meßzeitintervalls, das für jede der Garnspulen notwendig ist, die Spule durch den Durchmesser bereich hindurch zu wickeln;
Berechnen eines Denier-Wertes unter Verwendung der Drehzahl, der eingegebenen Zeitintervallwerte und der Pro zeßparameter;
Bestimmen, ob die berechneten Denier-Werte innerhalb des Toleranzbereiches liegen; und
wiederholtes Durchführen während des Wicklungszyklus für jeden der Durchmesserbereiche der Schritte des Einge bens der gemessenen Drehzahl, des Eingebens des gemessenen Zeitintervalls, des Berechnens des Denierwertes und des Be stimmens, ob die berechneten Denierwerte innerhalb des To leranzbereiches liegen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren wei
terhin das Anzeigen von Ergebnissen der Bestimmung auf
weist, ob die berechneten Denierwerte innerhalb des Tole
ranzbereiches liegen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren wei
terhin die folgenden Schritte aufweist:
Erhalten einer Historie der berechneten Denierwerte für jede der Stationen durch Speichern der Werte in einer Datenbank; und
Erneuern momentaner Berechnungen der Denierwerte auf der Grundlage der gespeicherten Werte mittels eines ein stellbaren Kalibrierfaktors.
Erhalten einer Historie der berechneten Denierwerte für jede der Stationen durch Speichern der Werte in einer Datenbank; und
Erneuern momentaner Berechnungen der Denierwerte auf der Grundlage der gespeicherten Werte mittels eines ein stellbaren Kalibrierfaktors.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Prozeßparame
ter weiterhin beinhalten:
einen Einheiten-Umrechnungsfaktor;
einen Ausgangswert für einen einstellbaren Kalibrier faktor;
eine Garnspulen-Wicklungszykluszeitperiode; und
eine nominale Dichte der Garnspule.
einen Einheiten-Umrechnungsfaktor;
einen Ausgangswert für einen einstellbaren Kalibrier faktor;
eine Garnspulen-Wicklungszykluszeitperiode; und
eine nominale Dichte der Garnspule.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Berechnen des
Denierwertes die folgenden Schritte aufweist:
Berechnen der Garnlänge, die während des Zeitinter valls auf die Garnspule gewickelt wurde;
Berechnen eines ringförmig umlaufenden Volumenelemen tes für jede der Garnspulen in dem Durchmesserbereich;
Umwandeln eines jeden ringförmig umlaufenden Volumen element-Berechnungswertes in eine Gewichtsmessung für jede der Garnspulen;
Berechnen einer groben längenbezogenen Masse aus dem gemessenen Gewicht für jede Länge von Garn, die aufge wickelt wurde; und
Wandeln der groben längenbezogenen Masse in eine nor malisierte längenbezogene Masse für jede Garnspule.
Berechnen der Garnlänge, die während des Zeitinter valls auf die Garnspule gewickelt wurde;
Berechnen eines ringförmig umlaufenden Volumenelemen tes für jede der Garnspulen in dem Durchmesserbereich;
Umwandeln eines jeden ringförmig umlaufenden Volumen element-Berechnungswertes in eine Gewichtsmessung für jede der Garnspulen;
Berechnen einer groben längenbezogenen Masse aus dem gemessenen Gewicht für jede Länge von Garn, die aufge wickelt wurde; und
Wandeln der groben längenbezogenen Masse in eine nor malisierte längenbezogene Masse für jede Garnspule.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des
Bestimmens, ob die berechneten Denierwerte innerhalb des
Toleranzbereiches liegen, aufweist:
Vergleichen der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule für alle Garnspulen und Identifizieren eines Maximalwertes und eines Minimalwertes der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule und speichern all die ser normalisierten Massewerte einschließlich des maximalen und minimalen Wertes.
Vergleichen der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule für alle Garnspulen und Identifizieren eines Maximalwertes und eines Minimalwertes der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule und speichern all die ser normalisierten Massewerte einschließlich des maximalen und minimalen Wertes.
7. Verfahren nach Anspruch 6, weiterhin mit den
Schritten:
Klassifizieren einer Garnspule für eine Freigabe, wenn der maximale Wert und der minimale Wert der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule innerhalb des Toleranz bereiches liegen; und
Auslösen eines Spinnpositions-Korrekturvorganges, wenn der maximale Wert und der minimale Wert der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule nicht innerhalb des To leranzbereiches liegen.
Klassifizieren einer Garnspule für eine Freigabe, wenn der maximale Wert und der minimale Wert der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule innerhalb des Toleranz bereiches liegen; und
Auslösen eines Spinnpositions-Korrekturvorganges, wenn der maximale Wert und der minimale Wert der normalisierten längenbezogenen Masse pro Garnspule nicht innerhalb des To leranzbereiches liegen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des
Auslösens von Korrekturvorgängen das Anzeigen der Toleranz
bereich-Testergebnisse beinhaltet.
9. Ein Verfahren zur Verwendung eines Mikroprozessors,
um On-Line die längenbezogene Masse wenigstens einer Garn
spule zu überwachen, welche durch Wickeln von Mehrfach-Ein
zelfädengarnen während eines Wicklungszyklus in einer
Wickelstation einer Wicklungsvorrichtung gebildet wird, wo
bei die Vorrichtung in der Lage ist, eine Mehrzahl der Spu
len gleichzeitig in einer Mehrzahl von Wickelstationen auf
zuwickeln, wobei das Verfahren die folgenden Schritte auf
weist:
- (a) Eingeben bestimmter Prozeßparamenter, einschließ lich eines Toleranzbereiches, wenigstens eines Durchmesser bereiches, eines Umwandlungsfaktors, eines Anfangswertes für einen einstellbaren Kalibrierfaktor, der längenbezoge nen Masse für jede überwachte Spinnposition, einer Garnspu len-Wicklungszykluszeitdauer und einer nominalen Dichte der Garnspule;
- (b) Eingeben einer gemessenen Drehzahl einer jeden Garnspule;
- (c) Ermitteln eines Meßzeitintervalles für jede Garn spule, das notwendig ist, um die Spule durch den Durchmes serbereich zu wickeln;
- (d) Berechnen der Länge des auf die Garnspule ge wickelten Garnes während des Zeitintervalls;
- (e) Berechnen eines ringförmig umlaufenden Volumenele mentes für jede Garnspule in dem Durchmesserbereich;
- (f) Umwandeln eines jeden ringförmig umlaufenden Volu menelement-Rechenwertes in ein gemessenes Gewicht für jede Garnspule;
- (g) Berechnen eines Roh-Denierwertes für jede der Län gen des aufgewickelten Garnes aus jedem gemessenen Gewicht;
- (h) Normalisieren des Denier-Rohwertes in einen Denier-Endwert für jede Garnspule;
- (i) Erhalten einer Historie der Denier-Endwerte für jede der Positionen durch Speichern der Werte in einer Da tenbank;
- (j) Aktualisieren der momentanen Berechnung der Denierwerte auf der Grundlage der gespeicherten Werte über den einstellbaren Kalibrierfaktor;
- (k) Bestimmen, ob die berechneten Denierwerte inner halb des Toleranzbereiches liegen, in dem der Denier-End wert pro Garnspule für alle Garnspulen verglichen wird und Identifizieren des maximalen Wertes und eines minimalen Wertes der Denier-Endwerte pro Garnspule und Speichern al ler normalisierter Massewerte einschließlich des maximalen und minimalen Wertes;
- (l) Anzeigen der Bestimmungsergebnisse, ob die berech neten Denierwerte innerhalb des Toleranzbereiches liegen;
- (m) wiederholtes Durchführen der Schritte (b) bis (l) für jeden Durchmesserbereich während der gesamten Wick lungszyklusdauer;
- (n) Einleiten von Spinnpositions-Korrekturmaßnahmen, wann immer der Maximalwert und der Minimalwert der normali sierten längenbezogenen Masse pro Garnspule nicht innerhalb des Toleranzbereiches liegen; und
- (o) Klassifizieren der Garnspule für eine Freigabe bei Abschluß des Wiederholungsschrittes, wenn alle Ergebnisse im Bestimmungsschritt innerhalb des Toleranzbereiches sind.
10. Vorrichtung zur On-Line-Bestimmung der längenbezo
genen Masse wenigstens einer Garnspule, die auf einer
Wickelvorrichtung durch das Aufwickeln von Mehrfachfäden
von Garnen gebildet wird, mit:
einer Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis;
einer Meßvorrichtung des Garnspulendurchmessers zum Messen eines Garnspulendurchmessers;
einem Drehzahlsensor zum Erfassen einer Drehzahl einer jeden Garnspule, wobei der Sensor ein erfaßtes Geschwindig keitssignal erzeugt; und
einem Zeitgeber zum Messen der Zeit, die zum überque ren eines Bereiches notwendig ist, die durch einen Start- und Endedurchmesser definiert ist, wobei der Zeitgeber ein Zeitgebersignal entsprechend der gemessenen Zeit bereit stellt,
wobei das-Geschwindigkeitssignal und das Zeitgebersi gnal der Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis bereitgestellt werden für eine On-Line- und Echtzeitberechnung und Überwa chung der längenbezogenen Masse der Garnspulen.
einer Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis;
einer Meßvorrichtung des Garnspulendurchmessers zum Messen eines Garnspulendurchmessers;
einem Drehzahlsensor zum Erfassen einer Drehzahl einer jeden Garnspule, wobei der Sensor ein erfaßtes Geschwindig keitssignal erzeugt; und
einem Zeitgeber zum Messen der Zeit, die zum überque ren eines Bereiches notwendig ist, die durch einen Start- und Endedurchmesser definiert ist, wobei der Zeitgeber ein Zeitgebersignal entsprechend der gemessenen Zeit bereit stellt,
wobei das-Geschwindigkeitssignal und das Zeitgebersi gnal der Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis bereitgestellt werden für eine On-Line- und Echtzeitberechnung und Überwa chung der längenbezogenen Masse der Garnspulen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin mit einer
Anzeige zum Bereitstellen einer Echtzeitanzeige der berech
neten längenbezogenen Masse.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin mit einem
Drucker zum Bedrucken von Verpackungsetiketten auf der
Grundlage der berechneten längenbezogenen Masse.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin mit einer
Eingabevorrichtung zur Eingabe von Prozeßparametern in die
Mikroprozessorvorrichtung, wobei die Prozeßparameter für
die Berechnung verwendet werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin mit einem
Computer, der eine Datenbank zum Speichern der berechneten
längenbezogenen Massenwerte bereitstellt und zum Erhalten
einer Historie der berechneten längenbezogenen Massewerte.
15. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Zeitgeber
in der Mikroprozessorvorrichtung implementiert ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die auf den
Verpackungsetiketten aufgedruckten Informationen in einem
Computer gespeichert werden.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Eingabe
vorrichtung ein Computer ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Historien
werte zur Berechnung der längenbezogenen Masse verwendet
werden.
19. Vorrichtung zur On-Line-Bestimmung der längenbezo
genen Masse wenigstens einer Garnspule, die auf einer
Wickelvorrichtung durch das Aufwickeln von Mehrfachfäden
von Garnen gebildet wird, mit:
einer Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis;
einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Prozeßparame tern in die Mikroprozessorvorrichtung;
einer Meßvorrichtung des Garnspulendurchmessers zum Messen eines Garnspulendurchmessers;
einem Drehzahlsensor zum Erfassen einer Drehzahl einer jeden Garnspule, wobei der Sensor ein erfaßtes Geschwindig keitssignal erzeugt;
einem Zeitgeber zum Erzeugen eines Zeitgebersignals entsprechend der Zeit, die zum überqueren eines Bereiches notwendig ist, die durch einen Start- und Endedurchmesser definiert ist;
einem Computer, der eine Datenbank zum Speichern der berechneten längenbezogenen Massenwerte bereitstellt und zum Erhalten einer Historie der berechneten längenbezogenen Massewert; und
einer Anzeige,
wobei das Geschwindigkeitssignal und das Zeitgebersi gnal der Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis bereitgestellt werden für eine On-Line- und Echtzeitberechnung und Überwa chung der längenbezogenen Masse der Garnspulen auf der Grundlage der Historienwerte und der Prozeßparameter, wo bei die berechneten Werte der längenbezogenen Masse On-line und in Echtzeit überprüft werden, ob sie in einem Toleranz bereich liegen und die Vergleichsergebnisse auf der Anzeige dargestellt werden, um eine Echtzeit-Anzeige der berechne ten längenbezogenen Masse bereitzustellen.
einer Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis;
einer Eingabevorrichtung zur Eingabe von Prozeßparame tern in die Mikroprozessorvorrichtung;
einer Meßvorrichtung des Garnspulendurchmessers zum Messen eines Garnspulendurchmessers;
einem Drehzahlsensor zum Erfassen einer Drehzahl einer jeden Garnspule, wobei der Sensor ein erfaßtes Geschwindig keitssignal erzeugt;
einem Zeitgeber zum Erzeugen eines Zeitgebersignals entsprechend der Zeit, die zum überqueren eines Bereiches notwendig ist, die durch einen Start- und Endedurchmesser definiert ist;
einem Computer, der eine Datenbank zum Speichern der berechneten längenbezogenen Massenwerte bereitstellt und zum Erhalten einer Historie der berechneten längenbezogenen Massewert; und
einer Anzeige,
wobei das Geschwindigkeitssignal und das Zeitgebersi gnal der Vorrichtung auf Mikroprozessorbasis bereitgestellt werden für eine On-Line- und Echtzeitberechnung und Überwa chung der längenbezogenen Masse der Garnspulen auf der Grundlage der Historienwerte und der Prozeßparameter, wo bei die berechneten Werte der längenbezogenen Masse On-line und in Echtzeit überprüft werden, ob sie in einem Toleranz bereich liegen und die Vergleichsergebnisse auf der Anzeige dargestellt werden, um eine Echtzeit-Anzeige der berechne ten längenbezogenen Masse bereitzustellen.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Eingabe
vorrichtung ein Computer ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei der Zeitgeber
in der Mikroprozessorvorrichtung implementiert ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, weiterhin mit einem
Drucker zum Bedrucken von Verpackungsetiketten auf der
Grundlage der berechneten längenbezogenen Masse.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, wobei die auf den
Verpackungsetiketten aufgedruckten Informationen auch in
dem Computer gespeichert werden.
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