DE4019957A1 - Verfahren zur qualitaetsbewertung von garnen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsbewertung von Garnen durch Ermittlung der Garnfehler und deren Klassie­ rung und Zählung zum Zweck der Festlegung der Reinigungsgrenze einer Garnreinigungsanlage.

Bei einem von der Garnfehlerklassieranlage USTER CLASSIMAT (USTER - eingetragenes Warenzeichen der Zellweger Uster AG) bekannten Verfahren dieser Art werden die Garnfehler nach Länge und Querschnitt in insgesamt 23 Klassen für kurze Dick­ stellen, Doppelfäden, lange Dickstellen und lange Dünnstellen klassiert. Mit Hilfe der USTER KORRELATOR Schablonen werden aus den CLASSIMAT Resultaten unter Berücksichtigung der Anwen­ derwünsche die Reinigungsparameter (Bezugslänge und Empfind­ lichkeit) ermittelt. Die entsprechenden Werte für den Fehler­ querschnitt (= Empfindlichkeit) und für die Bezugslänge, das ist die Länge, über die der Mittelwert des Garnquerschnitts gebildet wird, werden am Garnreiniger eingestellt. Obwohl sich dieses Verfahren in der Praxis durchgesetzt und sehr gut be­ währt hat, wird aus heutiger Sicht das Hantieren mit Schablo­ nen als umständlich empfunden.

Selbstverständlich weist auch das gereinigte Garn noch Garn­ fehler auf, und zwar solche, die bei der Reinigereinstellung als tolerierbar eingestuft wurden. Somit besteht im Hinblick auf diese nicht ausgereinigten Garnfehler ein gewisser Quali­ tätsunterschied zwischen verschiedenen Spulen mit gereinigtem Garn. Ein solcher Qualitätsunterschied besteht aber auch be­ züglich anderer Parameter, wie zum Beispiel der Anzahl Spleis­ se oder Knoten, der Anzahl Nissen, oder des Variationskoeffi­ zienten der Gleichmäßigkeit (CV%). Außerdem besteht auch ein Unterschied bezüglich der beim USTER CLASSIMAT verwendeten Garnfehlerklassen.

In der CH-Patentanmeldung Nr. 00 259/90-4 ist ein Verfahren zur qualitativen Klassierung von elektronisch gereinigtem Garn beschrieben, bei dem durch Vergleich der Querschnittssignale mit zusätzlichen Klassierungsgrenzen, welche enger sind als die jeweiligen Reinigungsgrenzen, eine sogenannte virtuelle Garnreinigung erfolgt.

Durch die Erfindung soll nun ein Verfahren zur Qualitätsbewer­ tung von Garnen angegeben werden, mit welchem einerseits die genannte virtuelle Reinigung wirkungsvoll unterstützt werden kann, und welches anderseits verglichen mit dem USTER CLASSI­ MAT-System leistungsfähiger und flexibler und auch weniger umständlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einstellparameter Bezugslänge und Empfindlichkeit in Relation zur Anzahl der entsprechenden Reinigereingriffe gesetzt werden und dadurch ein Reinigungsprofil erstellt wird, welches den funktionalen Zusammenhang zwischen der Menge aller theoretisch möglichen Kombinationen der genannten Einstellparameter und den Reinigereingriffen darstellt, und welchem für beliebige Kombinationen von Einstellparametern die zu erwartende Anzahl von Reinigereingriffen entnehmbar ist.

Wenn man beispielsweise die Bezugslänge auf der x-Achse, die Empfindlichkeit auf der y-Achse und die Anzahl der Reiniger­ eingriffe auf der z-Achse eines dreidimensionalen, rechtwink­ ligen Koordinatensystems aufträgt, dann ist das Reinigungs­ profil durch eine von den positiven Koordinatenhalbachsen be­ grenzte, gegen den Ursprung gewölbte Fläche gebildet. Durch Ermittlung der Reinigungsprofile für gegebene Garne in Kombi­ nation mit gegebenen Typen von Garnreinigern ist es möglich, für jede beliebige aller existierenden Kombinationen der Ein­ stellparameter eines bestimmten Reinigertyps eine Prognose der zu erwartenden Schnitthäufigkeit zu erstellen, indem auf der x-y-Koordinatenebene der einer Einstellung der Reinigungspara­ meter entsprechende Punkt ermittelt und auf diesem eine Senk­ rechte errichtet wird. Die z-Koordinate des Durchstoßpunkts dieser Geraden durch das Reinigungsprofil entspricht dann der bei der gegebenen Einstellung zu erwartenden Schnitthäufig­ keit.

Die Erfindung betrifft weiter eine Einrichtung zur Durchfüh­ rung des genannten Verfahrens mit Meßköpfen zur Abtastung des Querschnitts eines zu bewertenden Garns, mit einem Steuergerät und mit Auswerteeinheiten, an welche die Meßköpfe angeschlos­ sen sind.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät eine Prozessor-Einheit enthält, in wel­ cher die von den Meßköpfen gelieferten und von den Auswerte­ einheiten vorverarbeiteten Garnsignale gesammelt, digitali­ siert und in Speicherbereichen abgelegt, und die in den Spei­ cherbereichen abgelegten Garnsignale abgearbeitet werden, und daß bei der Abarbeitung für eine Vielzahl von Wertepaaren der Einstellparameter eine virtuelle Reinigung erfolgt, bei wel­ cher die Garnsignale mit einer Mehrzahl von verschiedenen Klassierungsgrenzen verglichen werden, wobei jedes Über­ schreiten einer Klassierungsgrenze eine Registrierung eines virtuellen Reinigereingriffs auslöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zur Funktionserläuterung mit einem erfin­ dungsgemäßen Reinigungsprofil; und

Fig. 2 eine Gesamtansicht einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt ein dreidimensionales rechtwinkliges Koordinaten­ system, auf dessen x-Achse die sogenannte Bezugslänge (= Län­ ge, über die der Mittelwert des Garnquerschnitts gebildet wird), auf dessen y-Achse die Empfindlichkeit (= Fehlerquer­ schnitt) und auf dessen z-Achse die Schnitthäufigkeit (letzte­ re vorzugsweise in einem logarithmischen Maßstab) für eine bestimmte Garnreinigungsanlage aufgetragen sind. Die Menge al­ ler Punkte mit positiven Koordinaten des durch diese Koordina­ tenachsen begrenzten Raumes stellt die Menge aller theoretisch möglichen Kombinationen von Einstellparametern und Reiniger­ schnitten aller möglichen Garnreinigungsanlagen dar.

Bei einem gegebenen Garn gegebener Länge definiert die Menge aller theoretisch möglichen Kombinationen der Einstellpara­ meter (Bezugslänge, Empfindlichkeit) einer gegebenen Garnrei­ nigungsanlage eine Menge von zu jeder dieser möglichen Kombi­ nationen mit der gegebenen Garnreinigungsanlage zu erwartenden Reinigerschnitten. Die Erfahrung zeigt, daß diese Menge der Reinigerschnitte eine stetige und differenzierbare Funktion der Menge der möglichen Kombinationen der Einstellparameter ist, und daraus folgt, daß sich die Zahl der sich bei jeder möglichen Kombination von Einstellparametern ergebenden Reini­ gerschnitte in dem dargestellten Koordinatensystem als stetige Fläche darstellen läßt.

Diese in Fig. 1 mit RP bezeichnete und nachfolgend Reinigungs­ profil genannte Fläche ist der geometrische Ort der Anzahl al­ ler Reinigerschnitte bei der Reinigung eines gegebenen Garns gegebener Länge auf einer gegebenen Garnreinigungsanlage als Funktion aller beliebigen Kombinationen der Einstellparameter dieser Garnreinigungsanlage. Da aufgrund der Erfahrung für jedes praktisch existierende Garn generell mit abnehmender Bezugslänge und abnehmender Empfindlichkeit eines Garnreini­ gers die Zahl der zu erwartenden Reinigerschnitte steigt, hat das Reinigungsprofil die in Fig. 1 gezeigte, nach innen ge­ wölbte, oder bezogen auf den Koordinatenursprung, konkave Form.

Die Ermittlung der Reinigungsprofile spezieller Reinigungs­ typen für gegebene Garne gegebener Länge erfolgt dadurch, daß meßtechnisch einzelne Stützwerte bestimmt und aus diesen un­ ter Berücksichtigung der statistischen Unschärfe durch Inter­ polation und Glättung die für die Darstellung benötigten Zwi­ schenwerte algorithmisch berechnet werden. Die meßtechnische Bestimmung der Stützwerte des Reinigungsprofils erfolgt da­ durch, daß man einen Garnreiniger so ausbildet, daß er für alle diese Stützwerte eine virtuelle Reinigung der in der CH- Patentanmeldung Nr. 00 259/90-4 beschriebenen Art durchführt. Das heißt also, daß dieser Garnreiniger für alle Kanäle und für alle möglichen Klassierungsgrenzen das Überschreiten der jeweiligen Grenzwerte registriert und zählt.

Wenn diese Reinigungsprofile ermittelt sind, dann ist es mög­ lich, für jede beliebige aller existierenden Kombinationen der Einstellparameter eines Reinigertyps eine Prognose der zu er­ wartenden Schnitthäufigkeiten zu erstellen, indem man auf der x-y-Koordinatenebene den einer bestimmten Einstellung der Rei­ nigungsparameter entsprechenden Punkt ermittelt und in diesem Punkt eine Senkrechte errichtet. Dann entspricht die z-Ko­ ordinate des Durchstoßpunktes dieser Senkrechten durch die Fläche des Reinigungsprofils der bei der gegebenen Einstellung zu erwartenden Schnitthäufigkeit.

Fig. 2 zeigt eine Gesamtdarstellung einer nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren arbeitenden Garnfehlerklassierungsanlage. Diese besteht darstellungsgemäß aus einer Anzahl von auf einer Spulmaschine angeordneten Meßköpfen 1 von der Art, wie sie auch für die elektronische Garnreinigung verwendet werden. Die Meßköpfe 1 sind mit Auswerteeinheiten 2 verbunden, welche ihrerseits an ein Steuergerät 3 angeschlossen sind. Dieses Steuergerät entspricht technisch demjenigen der Garnreini­ gungsanlage USTER POLYMATIC mit dem sogenannten Q-Paket, das ist eine spezialisierte Prozessoreinheit 4, die folgende Funk­ tionen wahrnimmt:

• 1. Sammlung und Pufferung der von den Meßköpfen 1 stammenden Garnsignale:
  • - Aufnahme der von den Meßköpfen 1 stammenden Analogsigna­ le.
  • - Abspeicherung der digitalisierten Garnsignale in Puffer- Speicherbereichen und zwar derart, daß Garnsignale des­ selben Meßkopfs jeweils in einem zusammenhängenden Spei­ cherbereich abgelegt werden, und daß diese Speicherbe­ reiche als "Trommelspeicher" organisiert und verwaltet sind.
• 2. Abarbeitung der in den genannten Speicherbereichen abgeleg­ ten Garnsignale:
  • - Abarbeitung eines Speicherbereichs nach dem anderen in zeitlich geraffter Form.
  • - Abarbeitung jedes Speicherbereichs derart, daß eine vir­ tuelle Reinigung für eine Vielzahl von Wertepaaren aus Bezugslänge und Empfindlichkeit durchgeführt wird.
  • - Wahl der für die virtuelle Reinigung maßgebenden Werte­ paare derart, daß diese innerhalb eines applikatorisch interessanten Gebietes eines durch die Achsen Bezugslän­ ge/Empfindlichkeit beschriebenen rechtwinkligen Koordina­ tensystems so zu liegen kommen, daß die Dichte dieser Wertepaare in der Nähe des Ursprungs des Koordinatensy­ stems hoch ist und mit zunehmendem Abstand abnimmt.
  • - Wahl eines Koordinatensystems, bei dem eine oder beide Achsen nach einer linearen, einer logarithmischen oder einer annähernd logarithmischen Skala geeicht sind.
  • - Abspeicherung der Resultate der virtuellen Reinigung in Pufferspeicherbereichen derart, daß Resultate von Garn­ signalen desselben Meßkopfs jeweils in einem zusammen­ hängenden Speicherbereich abgelegt werden, und daß diese Speicherbereiche als "Trommelspeicher" organisiert und verwaltet sind.

Wie sich Fig. 2 weiter entnehmen läßt, ist das Steuergerät 3 mit einem Personal Computer 5 verbunden, an welchen außerdem ein Drucker 6 angeschlossen ist. Die Verwendung des Personal Computers 5 hat unter anderem den Vorteil, daß dessen Bild­ schirm zur Darstellung der Resultate zur Verfügung steht. Für diese Darstellung sind folgende Möglichkeiten vorgesehen:

• - Dreidimensionale grafische Darstellung des Reinigungspro­ fils, die auf dem Bildschirm eventuell durch die Funktionen "Zoom" und "Rotation" ergänzt werden kann.
• - Zweidimensionale Darstellung des Reinigungsprofils als ko­ tierte Normalprojektion, und zwar entweder als rechteck­ förmiges Tabellenschema ähnlich wie die Darstellung beim USTER CLASSIMAT, wobei in den einzelnen Feldern die Stütz­ werte eingetragen sind, oder in Form von "Höhenkurven" glei­ cher Schnitthäufigkeit.
• - Vorzugsweise wird bei den erwähnten Darstellungsarten auf dem Bildschirm ein Cursor eingeblendet, welcher mittels eines geeigneten Eingabemediums auf der Ebene der x-y-Achsen bewegt werden kann. Der den Koordinaten (Einstellwerten) des Cursors entsprechende Wert der Schnitthäufigkeit wird dann im dreidimensional dargestellten Reinigungsprofil als Durch­ stoßpunkt und/oder in einem Textbalken als Zahlenwert dargestellt.

Dieser Prognosewert der Schnitthäufigkeit zeigt die bei der betreffenden Reinigereinstellung zu erwartende Anzahl von Reinigerschnitten direkt an und macht somit das bisherige Hantieren mit Schablonen und dergleichen überflüssig.

Wenn auch in Fig. 1 ein rechtwinkliges, kartesisches Koordina­ tensystem dargestellt ist, so ist diese Darstellung keineswegs als einschränkend zu verstehen, und es können selbstverständ­ lich auch andere Koordinatensysteme verwendet werden.

Auch die mehrfach verwendeten Begriffe Bezugslänge und Emp­ findlichkeit sind nicht so zu verstehen, daß zur Erstellung des Reinigungsprofils nicht auch andere Parameter verwendet werden könnten. So kann beispielsweise anstatt der Bezugslänge die Fehlerlänge und anstatt der Empfindlichkeit die Quer­ schnittsänderung verwendet werden. Außerdem kann die Quali­ tätsbewertung des Garns zusätzlich oder alternativ zur Ermitt­ lung der genannten Garnfehler auch durch Ermittlung der Imper­ fektionen erfolgen, worunter man die sogenannten "häufigen" Fehler versteht, das sind Dünnstellen, Dickstellen und Nissen, die beim CLASSIMAT-System nicht als Fehler klassiert und die üblicherweise auch nicht ausgereinigt werden. Bezüglich der Imperfektionen wird auf die Publikation USTER News Bulletin, Nr. 26, Nov. 1978, Kapitel: "Die Vertrauensbereiche von Dünn­ stellen, Dickstellen und Nissen", verwiesen.

Claims (16)

1. Verfahren zur Qualitätsbewertung von Garnen durch Ermitt­ lung der Garnfehler und deren Klassierung und Zählung zum Zweck der Festlegung der Reinigungsgrenze einer Garnreini­ gungsanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellpa­ rameter Bezugslänge (x) und Empfindlichkeit (y) in Rela­ tion zur Anzahl (z) der entsprechenden Reinigereingriffe gesetzt werden und dadurch ein Reinigungsprofil (RP) er­ stellt wird, welches den funktionalen Zusammenhang zwi­ schen der Menge aller theoretisch möglichen Kombinationen der genannten Einstellparameter und den Reinigereingriffen darstellt, und welchem für beliebige Kombinationen von Einstellparametern die zu erwartende Anzahl von Reiniger­ eingriffen entnehmbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugslänge (x), die Empfindlichkeit (y) und die An­ zahl (z) der Reinigereingriffe je auf der einen Achse eines dreidimensionalen, vorzugsweise kartesischen Koor­ dinatensystems aufgetragen werden, so daß das Reinigungs­ profil (RP) durch eine von den positiven Koordinatenhalb­ achsen begrenzte Fläche gebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Ermittlung des Reinigungsprofils (RP) einzelne Stützwerte meßtechnisch bestimmt und aus diesen die für die Darstellung benötigten Zwischenwerte durch Interpola­ tion berechnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die meßtechnische Ermittlung der Stützwerte des Reini­ gungsprofils (RP) durch eine gleichzeitige virtuelle Rei­ nigung aller Stützwerte eines gegebenen Paars von Ein­ stellparametern erfolgt, wobei die Garnsignale mit einer Mehrzahl von Klassierungsgrenzen verglichen werden, wobei jedes Überschreiten einer Klassierungsgrenze eine Regi­ strierung eines virtuellen Reinigereingriffs auslöst und jede Klassierungsgrenze einem Stützwert entspricht.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung des Reinigungsprofils (RP) in Form einer dreidimensionalen Grafik erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung des Reinigungsprofils zweidimensional, als kotierte Normalprojektion, erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsprofil als eine mehrere Felder enthaltende Tabelle dargestellt wird, in deren einzelne Felder die Stützwerte eingetragen sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Reinigungsprofil in Form von Kurven mit jeweils glei­ cher Schnitthäufigkeit dargestellt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Parameter zur Erstellung des Rei­ nigungsprofils (RP) die Fehlerlänge und/oder die Quer­ schnittsänderung verwendet werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Qualitätsbewertung des Garns die sogenannten Imperfektionen, das sind die üblicherweise nicht ausgereinigten häufigen Fehler, herangezogen werden.

11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit Meßköpfen zur Abtastung des Querschnitts eines zu bewertenden Garns, mit einem Steuergerät und mit Auswerte­ einheiten, an welche die Meßköpfe angeschlossen sind, da­ durch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (3) eine Pro­ zessor-Einheit (4) enthält, in welcher die von den Meß­ köpfen (1) gelieferten und von den Auswerteeinheiten (2) vorverarbeiteten Garnsignale gesammelt, digitalisiert und in Speicherbereichen abgelegt, und die in den Speicherbe­ reichen abgelegten Garnsignale abgearbeitet werden, und daß bei der Abarbeitung für eine Vielzahl von Wertepaaren der Einstellparameter eine virtuelle Reinigung erfolgt, bei welcher die Garnsignale mit einer Mehrzahl von ver­ schiedenen Klassierungsgrenzen verglichen werden, wobei jedes Überschreiten einer Klassierungsgrenze eine Regi­ strierung eines virtuellen Reinigereingriffs auslöst.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klassierungsgrenzen Stützwerte für das Reinigungspro­ fil (RP) bilden, dessen Darstellung in Form einer dreidi­ mensionalen Grafik auf einem mit dem Steuergerät (3) ver­ bundenen Bildschirm (5) erfolgt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl der für die virtuelle Reinigung maßgebenden Wer­ tepaare der Einstellparameter so erfolgt, daß diese in­ nerhalb eines applikatorisch interessanten Gebiets eines durch die Achsen Bezugslänge (x) und Empfindlichkeit (y) beschriebenes rechtwinkliges Koordinatensystems so zu lie­ gen kommen, daß die Dichte der Stützwerte in der Nähe des Ursprungs des Koordinatensystems hoch ist und mit zuneh­ mendem Abstand abnimmt.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dritten Achse (z) des Koordinatensystems die An­ zahl der Reinigereingriffe aufgetragen ist, und daß eine oder mehrere der Achsen des Koordinatensystems nach einer linearen, einer logarithmischen oder einer annähernd loga­ rithmischen Skala geeicht sind.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch die auf dem Bildschirm (5) erfolgende Einblendung eines auf der Ebene der x-y-Achsen des Koordinatensystems bewegbaren Cursors und durch die Darstellung des den Koordinaten des Cursors entsprechenden Wertes der Anzahl der zu erwarten­ den Reinigereingriffe als Durchstoßpunkt der auf den Schnittpunkt dieser Koordinaten gefällten Senkrechten durch das Reinigungsprofil (RP).

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellung der Werte für den jeweiligen Durchstoß­ punkt in einem tabellenartigen Schriftfeld, vorzugsweise in einem Textbalken, erfolgt.