EP1067224A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätsüberwachung von Garnen - Google Patents

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EP1067224A1
EP1067224A1 EP99113196A EP99113196A EP1067224A1 EP 1067224 A1 EP1067224 A1 EP 1067224A1 EP 99113196 A EP99113196 A EP 99113196A EP 99113196 A EP99113196 A EP 99113196A EP 1067224 A1 EP1067224 A1 EP 1067224A1
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EP
European Patent Office
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drive
speed
monitoring
current
local
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EP99113196A
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English (en)
French (fr)
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EP1067224B1 (de
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Michael Paul Dr. Witzak
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SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Original Assignee
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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Priority to EP99113196A priority patent/EP1067224B1/de
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/10Tension devices
    • D01H13/108Regulating tension by regulating speed of driving mechanisms of unwinding, paying-out, forwarding, winding or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14Details
    • D01H1/20Driving or stopping arrangements
    • D01H1/22Driving or stopping arrangements for rollers of drafting machines; Roller speed control
    • DTEXTILES; PAPER
    • D02YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02JFINISHING OR DRESSING OF FILAMENTS, YARNS, THREADS, CORDS, ROPES OR THE LIKE
    • D02J1/00Modifying the structure or properties resulting from a particular structure; Modifying, retaining, or restoring the physical form or cross-sectional shape, e.g. by use of dies or squeeze rollers
    • D02J1/08Interlacing constituent filaments without breakage thereof, e.g. by use of turbulent air streams

Definitions

  • the invention is in the field of quality monitoring of yarns, which are so-called Supplying plants are led, such as those in rewinding machines, whirling machines, Texturing machines and stretching machines are used.
  • the drive rollers In these machines there are different numbers of delivery plants or generally drive rollers used that perform various tasks in the thread course. In the case of texturing machines or stretching machines, the drive rollers are heated and are referred to as godets.
  • One of the tasks of the drive rollers is to decouple from Deduction tensions of winding forms from the actual winding tension, with the drive rollers have several, preferably two to ten yarn loops, depending on the type of yarn and the number of loops the slip between the yarn and the surface of the drive roller certainly.
  • the invention relates to a method for quality monitoring of yarns in the yarn path of Drive rollers, each drive roller being driven individually and the drive from a central one Spindle calculator is regulated.
  • each drive roller is local is monitored and regulated based on this local monitoring.
  • a first preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that that the yarn tension is checked during local monitoring.
  • a second preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that that the speed of each drive roller is measured to monitor the thread tension and compared with a target value and that of each drive motor of the drive rollers supplied current is monitored.
  • a third preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that that the instantaneous load of each drive roller is recorded separately, with about the current flowing current to regulate a control error to the current load torque is calculated back.
  • a fourth preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that that the entire chain of signal acquisition and signal transmission from the sensor up to which the computer evaluating the sensor signals is monitored.
  • decentralized or local regulation and Monitoring of the individual delivery plants whereby delivery plant controls are provided are, in addition to the actual engine control, the function of monitoring the Take over the running behavior of the supplying plants.
  • the latter guarantees that every meter of yarn is included monitored tension is processed. Because the thread tension among the most important Belongs to process parameters, this guarantees perfect yarn quality.
  • the invention further relates to a device for performing the above method, with a winding unit and a drive motor controlled by the central spindle computer for every drive roller.
  • each drive roller at least a sensor for the speed of the drive motor and a local computer are assigned is to which the signals of the at least one sensor are fed for processing.
  • a first preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that that a constant on-line regulation of the delay and delivery the individual drive rollers in the thread run certain thread tension ratios.
  • a second preferred embodiment is characterized in that a separate detection the speed and the momentary load of each drive roller takes place.
  • the acquisition is carried out redundantly and is carried out by two mutually controlling Sensors.
  • a third preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that that an internal motor sensor for monitoring the current drawn and a sensor for detecting the speed of each drive motor are provided, and that in the local computers are compared with the signals from the two sensors.
  • Another preferred embodiment of the device according to the invention is characterized in that that the local computers are connected to the central spindle computer, and that based on the monitoring of the speeds and that recorded by the drive motors Electricity monitoring of sensors, electrical connections, computers and drive motors existing signal chain, each error on any Make a detectable fluctuation in the running speed and / or fluctuation in the system effected by a drive motor current.
  • Fig. 1 is an example to explain the function of delivery plants or drive rollers Thread run in an air swirling machine for high and highest production speeds shown.
  • air swirling machines are about an endless elastane thread with one or more filament or staple fiber yarns or customized To combine mixed forms of such yarns.
  • a yarn A drawn off from a template runs over a deflection roller 1 to a first delivery plant L 1 and, depending on the respective process, loops around it with a specific number of loops.
  • the yarn A can be a single filament or staple thread, but several threads can also be put together.
  • the yarn A is led from the first supply plant L 1 to a second supply plant L 2 .
  • a thread B which is usually a special thread, for example an elastane thread, is drawn off from a template (not shown) by a third delivery unit L 3 and fed to the second delivery unit L 2 and picked up there with a number of wraps.
  • the two yarns A and B arrive in a process section 2, in which the air swirl takes place.
  • the yarn created by the air swirling is led via a fourth delivery unit L 4 to a winding unit 3.
  • the number of wraps is process-dependent, that is to say dependent on the yarn, the intermingling quality to be achieved and the process speed.
  • the function of the supplying plants is defined by their position in the thread run.
  • the first delivery unit L 1 together with the deflection roller 1, has the task of eliminating those thread tension fluctuations in the yarn A which arise due to the balloon tension of the template. In addition to these noticeably periodic fluctuations, there is a steady increase in voltage due to the decreasing diameter of the template. Both effects are eliminated by the delivery unit L 1 in connection with the deflection roller 1, so that the yarn A supplied to the delivery unit L 2 is calmed.
  • the yarn can be "drawn". This means that you deliver with the delivery plant L 1 and deliver with the delivery plant L 2 . In relation to the speed of the delivery plant L 4, this means that L 1 is driven somewhat slower and L 2 somewhat faster than L 4 . Thus the yarn A is stretched between L 1 and L 2 and stretched between L 2 and L 4 .
  • the supplying plant L 4 determines the overall elastane warping, the size of which depends on the desired final quality of the yarn; Common elastane distortions are in the range from 1: 1.3 to 1: 4.
  • the delivery units L 1 to L 4 are controlled electronically in synchronism with the speed of the winding unit 3, the regulation being programmed on decentralized control computers (FIG. 2).
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the structure of the control and monitoring of the delivery systems of an air swirling machine.
  • four delivery systems L 1 to L 4 are shown, each having a drive motor M 1 to M 4 and a spindle S 1 to S 4 driven by the latter.
  • Each of the delivery plants L 1 to L 4 is assigned a local control computer or processor P 1 to P 4 , to which sensor signals are supplied on the one hand via lines 4 and 5 and which on the other hand outputs a control signal to the motor M 1 to M 4 via a line 6.
  • the processors are connected to a central spindle computer 8 via a bus 7.
  • the elastane distortion is of considerable influence for the quality of the end product produced by process 2. Since the elastane warpage is determined by the speeds and speed ratios of the delivery plants L 1 to L 4 , the quality of the elastane yarn is primarily dependent on the speeds of the delivery plants L 1 to L 4 . These speeds are measured on the one hand via encoders in the motors M 1 to M 4 and fed to the processors P 1 to P 4 via the lines 4. On the other hand, an external speed detection is additionally provided, which is used to monitor the angular accuracy and is supplied to the processors P 1 to P 4 via the lines 5.
  • the motor-internal encoders measure the current supplied to the motors and the actual speed is compared with the target speed in the processors and the flowing current is monitored. In the event of speed deviations, the current is increased accordingly or the braking effect is increased. If the current or the power consumed becomes too high, the motor in question is switched off.
  • the processors continuously evaluate this speed information on-line and thereby monitor the runtime behavior of the supplying plants L 1 to L 4 .
  • the spindle computer 8 supplies the warping and the corresponding target speeds to the individual delivery plants L 1 to L 4 , warping always meaning speed differences of the delivery plants among themselves and relative to the winding unit 3.
  • the spindle computer 8 defines the deviation of the speed of each delivery mechanism from the spindle speed, the thread tension decreasing at a higher speed of a delivery mechanism and increasing at a lower speed.
  • the delivery mechanisms L 1 to L 4 are continuously electronically controlled synchronously with the speed of the winding unit 3, the regulation being programmed on the local control computers P 1 to P 4 . Since each supplier has its own computer and sensors, each supplier can be monitored separately. In addition, the control computers work with redundant information by measuring the number of revolutions on the one hand in the motors M 1 to M 4 and on the other hand externally. Both speed information are continuously evaluated online so that the runtime behavior of the drives is monitored online. All control and monitoring is done digitally.
  • the individual components of the entire device act in this online control of the Thread tension or the tension of the thread mixture in the process (air turbulence, texturing or stretching the yarn) together to guarantee perfect yarn quality. It is important that the signal chain (Fig. 2) is completely monitored and that every meter Yarn is processed under monitored tension conditions. Because the thread tension is one of the most important in these processes in addition to the yarn speed and air pressure Process parameters.
  • the signal chain consists of sensors, electrical connections (cables with contacts), computers and engines. If an error occurs anywhere in the signal chain, so express this is a system error, which is a fluctuation in the speed of the supplying plant in question causes, which is recorded in the associated control computer. Such a system error would be For example, a permanent, non-controllable control deviation due to contact problems (Leakage currents) or a sensor malfunction. This way the entire chain the signal acquisition and transmission from the individual sensor to the spindle computer is monitored.
  • the main property of the described device for quality monitoring is that in addition to the function of the actual engine control, the delivery control systems take over the function of monitoring the running behavior of the delivery plants L 1 to L 4 , and that this running behavior enables clear conclusions to be drawn about a number of potential sources of error .
  • Monitoring of the running behavior of the delivery plants is made possible by the sensors and the decentralized computers. In the event of malfunctions or overloading due to incorrect settings, the process is immediately intervened and the relevant workstation is shut down.
  • the device described can also be used to regulate and monitor the supplying plants also statistical evaluations to determine the frequency of failure and to monitor service life be made.
  • the digital and decentralized control and monitoring enables the parameterization of the individual delivery plants with a central operating computer.
  • the use of the device in air swirling processes leads to high quality and reproducibility, the application in stretching processes leads to a very uniform Guaranteed quality yarn.
  • Fancy yarns are produced,

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Abstract

Das Verfahren dient zur Qualitätsüberwachung von Garnen im Fadenlauf von Antriebsrollen (L1 - L4) von denen jede einzeln angetrieben und der Antrieb (M1 - M4) von einem zentralen Spindelrechner (8) geregelt wird. Jede Antriebsrolle (L1 - L4) wird lokal überwacht und anhand dieser lokalen Überwachung geregelt, wobei bei der lokalen Überwachung eine Kontrolle der Garnspannung erfolgt.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält ein Aufwickelaggregat und vom zentralen Spindelrechner (8) gesteuerte Antriebsmotoren (M1 - M4) für jede Antriebsrolle (L1 - L4). Jeder Antriebsrolle (L1 - L4) ist mindestens ein Sensor für die Drehzahl des Antriebsmotors (M1 - M4) sowie ein lokaler Rechner (P1 - P4) zugeordnet, welchem die Signale des mindestens einen Sensors zur Verarbeitung zugeführt sind. Es erfolgt eine ständige on-line Regelung der Fadenspannungsverhältnisse im Fadenlauf.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Qualitätsüberwachung von Garnen, welche über sogenannte Lieferwerke geführt sind, wie sie beispielsweise in Umspulmaschinen, Umwirbelungsmaschinen, Texturiermaschinen und Streckmaschinen verwendet werden.
In diesen Maschinen wird eine unterschiedliche Anzahl von Lieferwerken oder allgemein Antriebsrollen eingesetzt, die verschiedene Aufgaben im Fadenlauf erfüllen. Im Fall von Texturiermaschinen oder Streckmaschinen sind die Antriebsrollen beheizt und werden als Galetten bezeichnet. Eine der Aufgaben der Antriebsrollen besteht beispielsweise in der Entkoppelung von Abzugsspannungen von Spulvorlagen von der eigentlichen Aufwickelspannung, wobei die Antriebsrollen je nach Garnart mehrere, vorzugsweise zwei bis zehn Garnumschlingungen aufweisen und die Anzahl der Umschlingungen den Schlupf zwischen Garn und Oberfläche der Antriebsrolle bestimmt.
Bis in die jüngste Vergangenheit wurden von einem zentralen Motor über Transmissionsriemen angetriebene Antriebsrollen verwendet, bei denen wegen der nahezu schlupffreien Kraftübertragung die Synchronisation unter den einzelnen Antriebsrollen weitgehend gewährleistet ist. Da aber weder eine Überwachung der resultierenden Drehzahl noch eine solche der Transmissionsriemen erfolgt, können Riemenbrüche, Spannungsschwankungen des Garns oder andere Fehlfunktionen in der Regel nicht erkannt werden. Da ausserdem zwischen den einzelnen Antriebsrollen wegen der Transmissionsriemen und Riemenscheiben ein festes Übersetzungsverhältnis besteht, können unterschiedliche Verzüge nur durch Auswechseln von Riemen und Riemenscheiben eingestellt werden. Diese mangelnde Flexibilität hinsichtlich der Einstellung der Verzüge ist ein gravierender Nachteil des Antriebs mittels eines Zentralmotors.
Neuerdings werden einzeln angetriebene Antriebsrollen oder Lieferwerke verwendet, die von einem zentralen Steuerrechner geregelt werden. Die Synchronisation erfolgt hier über ein Leitsignal und es ist eine Folgeregelung vorgesehen, welche die Drehzahl der Lieferwerke ständig dem Leitwert nachführt. Etwaige lokale Abweichungen und Unregelmässigkeiten werden aber bei diesen einzeln angetriebenen Lieferwerken nicht erfasst und können daher bei der Drehzahlregelung nicht berücksichtigt werden.
Diese bekannten Verfahren sollen nun durch die vorliegende Erfindung so verbessert werden, dass eine on-line Kontrolle des Garns in den einzelnen Lieferwerken möglich wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Qualitätsüberwachung von Garnen im Fadenlauf von Antriebsrollen, wobei jede Antriebsrolle einzeln angetrieben und der Antrieb von einem zentralen Spindelrechner geregelt ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebsrolle lokal überwacht und anhand dieser lokalen Überwachung geregelt wird.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass bei der lokalen Überwachung eine Kontrolle der Garnspannung erfolgt.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Garnspannung die Drehzahl jeder Antriebsrolle gemessen und mit einem Sollwert verglichen, und dass der jedem Antriebsmotor der Antriebsrollen zugeführte Strom überwacht wird.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Momentanbelastung jeder Antriebsrolle separat erfasst wird, wobei über den aktuell fliessenden Strom zur Ausregelung eines Regelfehlers auf das aktuelle Lastmoment rückgerechnet wird.
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Kette der Signalerfassung und Signalübermittlung vom Sensor bis zu dem die Sensorsignale auswertenden Rechner überwacht wird.
Beim erfindungsgemässen Verfahren erfolgt also eine dezentrale oder lokale Regelung und Überwachung der einzelnen Lieferwerke (Antriebsrollen), wobei Lieferwerksteuerungen vorgesehen sind, die zusätzlich zur eigentlichen Motorenregelung die Funktion der Überwachung des Laufverhaltens der Lieferwerke übernehmen. Letzteres garantiert, dass jeder Meter Garn mit überwachten Spannungsverhältnissen bearbeitet wird. Da die Garnspannung zu den wichtigsten Prozessparametern gehört, ist dadurch eine einwandfreie Garnqualität gewährleistet.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens, mit einem Aufwickelaggregat und einem vom zentralen Spindelrechner gesteuerten Antriebsmotor für jede Antriebsrolle.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antriebsrolle mindestens ein Sensor für die Drehzahl des Antriebsmotors sowie ein lokaler Rechner zugeordnet ist, welchem die Signale des mindestens einen Sensors zur Verarbeitung zugeführt sind.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine ständige on-line Regelung der durch den Verzug und die Überlieferung der einzelnen Antriebsrollen im Fadenlauf bestimmten Fadenspannungsverhältnisse erfolgt.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Erfassung der Drehzahl und der Momentanbelastung jeder Antriebsrolle erfolgt. Vorzugsweise ist die Erfassung redundant ausgeführt und erfolgt durch zwei einander gegenseitig kontrollierende Sensoren.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein motorinterner Sensor zur Überwachung des abgenommenen Stroms und ein Sensor zur Erfassung der Drehzahl jedes Antriebsmotors vorgesehen sind, und dass in den lokalen Rechnern ein Vergleich der Signale der beiden Sensoren erfolgt.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Rechner mit dem zentralen Spindelrechner verbunden sind, und dass anhand der Überwachung der Drehzahlen und des von den Antriebsmotoren aufgenommenen Stroms eine Überwachung der aus Sensoren, elektrischen Verbindungen, Rechnern und Antriebsmotoren bestehenden Signalkette erfolgt, wobei jeder Fehler an einer beliebigen Stelle im System eine erfassbare Laufschwankung einer Drehzahl und/oder Schwankung des von einem Antriebsmotor aufgenommenen Stroms bewirkt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung des Fadenlaufs in einer Luftverwirbelungsmaschine; und
Fig. 2
eine schematische Darstellung der Regelung und Überwachung der Lieferwerke einer Luftverwirbelungsmaschine.
In Fig. 1 ist zur Erläuterung der Funktion von Lieferwerken oder Antriebsrollen ein beispielhafter Fadenlauf in einer Luftverwirbelungsmaschine für hohe und höchste Produktionsgeschwindigkeiten dargestellt. Bezüglich derartiger Maschinen wird auf die europäischen Patentanmeldungen Nr. 99 106 310.8 und 99 109 917.7 der Anmelderin der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen. Grundsätzlich geht es bei Luftverwirbelungsmaschinen darum, einen Endlos-Elastanfaden mit einem oder mehreren Filament- oder Stapelfasergarnen oder kundenspezifischen Mischformen solcher Garne zu verbinden.
Gemäss Fig. 1 läuft ein von einer Vorlage (nicht dargestellt) abgezogenes Garn A über eine Umlenkrolle 1 zu einem ersten Lieferwerk L1 und umschlingt dieses in Abhängigkeit vom jeweiligen Prozess mit einer bestimmten Anzahl von Umschlingungen. Das Garn A kann ein einzelner Filament- oder Stapelfaden sein, es können aber auch mehrere Fäden zusammengenommen werden. Vom ersten Lieferwerk L1 ist das Garn A zu einem zweiten Lieferwerk L2 geführt.
Ein Faden B, der in der Regel ein spezieller Faden, beispielsweise ein Elastanfaden ist, wird von einem dritten Lieferwerk L3 von einer Vorlage (nicht dargestellt) abgezogen und dem zweiten Lieferwerk L2 zugeführt und auf diesem mit einer Anzahl von Umschlingungen aufgenommen. Vom Lieferwerk L2 gelangen die beiden Garne A und B in eine Prozessstrecke 2, in welcher die Luftverwirbelung erfolgt. Nach der Prozessstrecke 2 ist das durch die Luftverwirbelung entstandene Garn über ein viertes Lieferwerk L4 zu einem Aufwickelaggregat 3 geführt. Auch beim Lieferwerk L4 ist die Anzahl der Umschlingungen prozessabhängig, d.h. abhängig vom Garn, von der zu erreichenden Verwirbelungsqualität und von der Prozessgeschwindigkeit.
Die Funktion der Lieferwerke ist durch ihre Position im Fadenlauf definiert. Das erste Lieferwerk L1 hat zusammen mit der Umlenkrolle 1 die Aufgabe, diejenigen Fadenspannungsschwankungen im Garn A zu eliminieren, die aufgrund der Ballonspannung der Vorlage entstehen. Zu diesen merklich periodischen Schwankungen kommt noch eine stetige Spannungszunahme aufgrund des abnehmenden Durchmessers der Vorlage. Beide Effekte werden durch das Lieferwerk L1 in Verbindung mit der Umlenkrolle 1 beseitigt, so dass das dem Lieferwerk L2 zugeführte Garn A beruhigt ist.
Durch Variation des Drehzahlverhältnisses zwischen den Lieferwerken L1 und L2 in bestimmten Grenzen kann das Garn "verstreckt" werden. Das bedeutet, dass man mit dem Lieferwerk L1 unterliefert und mit dem Lieferwerk L2 überliefert. Bezogen auf die Drehzahl des Lieferwerks L4 bedeutet das, dass L1 etwas langsamer und L2 etwas schneller angetrieben wird als L4. Damit wird das Garn A zwischen L1 und L2 gespannt und zwischen L2 und L4 enspannt.
Das Lieferwerk L4 bestimmt somit im Zusammenwirken mit den Lieferwerken L2 und L3 den Elastanverzug insgesamt, dessen Grösse von der gewünschten Endqualität des Garns abhängt; gängige Elastanverzüge liegen im Bereich von 1:1,3 bis 1:4. Die Lieferwerke L1 bis L4 werden synchron zur Drehzahl des Aufwickelaggregats 3 elektronisch geregelt, wobei die Regelung auf dezentralen Steuerungsrechnern (Fig. 2) programmiert ist.
Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Regelung und Überwachung der Lieferwerke einer Luftverwirbelungsmaschine. In der Figur sind vier Lieferwerke L1 bis L4 dargestellt, welche je einen Antriebsmotor M1 bis M4 und eine von diesem angetriebene Spindel S1 bis S4 aufweisen. Jedem der Lieferwerke L1 bis L4 ist ein lokaler Steuerungsrechner oder Prozessor P1 bis P4 zugeordnet, welchem einerseits über Leitungen 4 und 5 Sensorsignale zugeführt sind und welcher andererseits über eine Leitung 6 an den Motor M1 bis M4 ein Ansteuersignal abgibt. Die Prozessoren sind über einen Bus 7 mit einem zentralen Spindelrechner 8 verbunden.
Wie aus der Beschreibung von Fig. 1 hervorgeht, ist für die Qualität des durch den Prozess 2 hergestellten Endprodukts der Elastanverzug von wesentlichem Einfluss. Da der Elastanverzug durch die Drehzahlen und Drehzahlverhältnisse der Lieferwerke L1 bis L4 bestimmt ist, ist die Qualität des Elastangarns in erster Linie von der Drehzahlen der Lieferwerke L1 bis L4 abhängig. Diese Drehzahlen werden einerseits über Encoder in den Motoren M1 bis M4 gemessen und den Prozessoren P1 bis P4 über die Leitungen 4 zugeführt. Andererseits ist zusätzlich eine externe Drehzahlerfassung vorgesehen, die der Überwachung der Winkelgenauigkeit dient und den Prozessoren P1 bis P4 über die Leitungen 5 zugeführt ist. Die motorinternen Encoder messen den den Motoren zugeführten Strom und in den Prozessoren wird die Ist-Drehzahl mit der Soll-Drehzahl verglichen und der fliessende Strom überwacht. Bei Drehzahlabweichungen wird der Strom entsprechend erhöht oder die Bremswirkung verstärkt. Wenn dabei der Strom oder die aufgenommene Leistung zu hoch wird, wird der betreffende Motor abgestellt.
Die Prozessoren werten diese Drehzahlinformationen ständig on-line aus und überwachen dadurch das Laufzeitverhalten der Lieferwerke L1 bis L4. Der Spindelrechner 8 liefert die Verzüge und die entprechenden Soll-Drehzahlen an die einzelnen Lieferwerke L1 bis L4, wobei Verzüge immer Drehzahlunterschiede der Lieferwerke untereinander und relativ zum Aufwickelaggregat 3 bedeuten. Der Spindelrechner 8 definiert die Abweichung der Drehzahl jedes Lieferwerks von der Spindeldrehzahl, wobei gilt, dass die Fadenspannung bei höherer Drehzahl eines Lieferwerks sinkt und bei geringerer Drehzahl steigt.
Die Lieferwerke L1 bis L4 werden synchron zur Drehzahl des Aufwickelaggregats 3 ständig elektronisch geregelt, wobei die Regelung auf den lokalen Steuerungsrechnern P1 bis P4 programmiert ist. Da jedes Lieferwerk einen eigenen Rechner und eigene Sensoren besitzt, kann jedes Lieferwerk separat überwacht werden. Zusätzlich arbeiten die Steuerungsrechner mit redundanten Informationen, indem die Messung der Umdrehungszahl einerseits in den Motoren M1 bis M4 und anderseits extern erfolgt. Beide Drehzahlinformationen werden ständig on-line ausgewertet, so dass das Laufzeitverhalten der Laufwerke on-line überwacht wird. Die gesamte Regelung und Überwachung erfolgt digital.
Die einzelnen Komponenten der gesamten Vorrichtung wirken bei dieser on-line Kontrolle der Fadenspannung oder der Spannung des Fadengemisches im Prozess (Luftverwirbelung, Texturieren oder Verstrecken des Garns) zusammen, um eine einwandfreie Garnqualität zu garantieren. Dabei ist wichtig, dass die Signalkette (Fig. 2) komplett überwacht und dass jeder Meter Garn unter überwachten Spannungsverhältnissen bearbeitet wird. Denn die Garnspannung gehört bei diesen Prozessen neben der Garngeschwindigkeit und dem Luftdruck zu den wichtigsten Prozessparametern.
Die Signalkette besteht aus Sensoren, elektrischen Verbindungen (Kabel mit Kontakten), Rechnern und Motoren. Wenn an irgendeiner Stelle in der Signalkette ein Fehler auftritt, so äussert sich dieser als Systemfehler, welcher eine Schwankung in der Drehzahl des betreffenden Lieferwerks bewirkt, die im zugehörigen Steuerrechner erfasst wird. Ein solcher Systemfehler wäre beispielsweise ein bleibende, nicht ausregelbare Regelabweichung aufgrund von Kontaktproblemen (Leckströmen) oder eine Sensorfehlfunktion. Auf diese Weise wird die gesamte Kette der Signalerfassung und -übermittlung vom einzelnen Sensor bis zum Spindelrechner überwacht.
Die Haupteigenschaft der beschriebenen Vorrichtung zur Qualitätsüberwachung besteht darin, dass die Lieferwerksteuerungen zusätzlich zur Funktion der eigentlichen Motorregelung die Funktion der Überwachung des Laufverhaltens der Lieferwerke L1 bis L4 übernehmen, und dass von diesem Laufverhalten eindeutige Rückschlüsse auf eine ganze Anzahl von potentiellen Fehlerquellen möglich sind. Die Überwachung des Laufverhaltens der Lieferwerke wird durch die Sensoren und die dezentral vorgesehenen Rechner ermöglicht. Bei Fehlfunktionen oder Überlast aufgrund von Falscheinstellungen wird sofort in den Prozess eingegriffen und die betreffende Arbeitsstation wird abgestellt.
Da jedes Lieferwerk eine bestimmte Drehzahl einzuhalten hat, und zwar nahezu 100% synchron mit der Drehzahl des Aufwickelaggregats 3 (Fig. 1 ) bestimmt das Laufverhalten der Lieferwerke ganz wesentlich die Garnqualität. Oder mit anderen Worten, ein einwandfreies Laufverhalten der Lieferwerke garantiert eine hohe Garnqualität. Jede vom Synchronismus abweichende Drehzahlschwankung führt unmittelbar zu einer Qualitätsminderung im Garn bis hin zu Fadenbrüchen mit dem damit verbundenen Anhalten des Prozesses.
Mit der beschriebenen Vorrichtung können zusätzlich zur Regelung und Überwachung der Lieferwerke auch statistische Auswertungen zur Ermittlung der Ausfallhäufigkeit und zur Standzeitüberwachung vorgenommen werden. Die digitale und dezentrale Regelung und Überwachung ermöglicht die Parametrierung der einzelnen Lieferwerke mit einem zentralen Bediencomputer. Die Anwendung der Vorrichtung bei Luftverwirbelungsprozessen führt zu einer hohen Qualität und Reproduzierbarkeit, die Anwendung bei Streckprozessen führt zu einem sehr gleichmässigen Garn mit garantierter Qualität. Ausserdem können mit der Vorrichtung durch gezielte Drehzahlvariationen Effektgarne produziert werden,

Claims (14)

  1. Verfahren zur Qualitätsüberwachung von Garnen (A, B) im Fadenlauf von Antriebsrollen (L1 - L4) wobei jede Antriebsrolle einzeln angetrieben und der Antrieb (M1 - M4) von einem zentralen Spindelrechner (8) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebsrolle (L1 - L4) lokal überwacht und anhand dieser lokalen Überwachung geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der lokalen Überwachung eine Kontrolle der Garnspannung erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Garnspannung die Drehzahl jeder Antriebsrolle (L1 - L4) gemessen und mit einem Sollwert verglichen, und dass der jedem Antriebsmotor (M1 - M4) der Antriebsrollen (L1 - L4) zugeführte Strom überwacht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Momentanbelastung jeder Antriebsrolle (L1 - L4) separat erfasst wird, wobei über den aktuell fliessenden Strom zur Ausregelung eines Regelfehlers auf das aktuelle Lastmoment rückgerechnet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Kette der Signalerfassung und Signalübermittlung von den die Signale erfassenden Sensoren bis zum Spindelrechner überwacht wird.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Aufwickelaggregat (3) und einem vom zentralen Spindelrechner (8) gesteuerten Antriebsmotor (M1 - M4) für jede Antriebsrolle (L1 - L4), dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antriebsrolle (L1 - L4) mindestens ein Sensor für die Drehzahl des Antriebsmotors (M1 - M4) sowie ein lokaler Rechner (P1 - P4) zugeordnet ist, welchem die Signale des mindestens einen Sensors zur Verarbeitung zugeführt sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine ständige on-line Regelung der durch den Verzug und die Überlieferung der einzelnen Antriebsrollen (L1 - L4) im Fadenlauf bestimmten Fadenspannungsverhältnisse erfolgt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine separate Erfassung der Drehzahl und der Momentanbelastung jeder Antriebsrolle (L1 - L4) erfolgt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung redundant ausgeführt ist und durch zwei einander gegenseitig kontrollierende Sensoren erfolgt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein motorinterner Sensor zur Überwachung des abgenommenen Stroms und ein Sensor zur Erfassung der Drehzahl jedes Antriebsmotors (M1 - M4) vorgesehen sind, und dass in den lokalen Rechnern (P1 - P4) ein Vergleich der Signale der beiden Sensoren erfolgt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die lokalen Rechner (P1 - P4) mit dem zentralen Spindelrechner (8) verbunden sind, und dass anhand der Überwachung der Drehzahlen und des von den Antriebsmotoren (M1 - M4) aufgenommenen Stroms eine Überwachung der aus Sensoren, elektrischen Verbindungen, Rechnern (P1 - P4; 8) und Antriebsmotoren (M1 - M4) bestehenden Signalkette erfolgt, wobei jeder Fehler an einer beliebigen Stelle im System eine erfassbare Laufschwankung einer Drehzahl und/oder eine Schwankung des von einem Antriebsmotor (M1 - M4) aufgenommenen Stroms bewirkt.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen den lokalen Rechnern (P1 - P4) und dem zentralen Spindelrechner (8) über ein Bussystem (7) erfolgt, und dass der Spindelrechner (8) die lokalen Rechner (P1 - P4) überwacht.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrollen (L1 - L4) synchron zur Drehzahl des Aufwickelaggregats (3) geregelt sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines Fehlers, bei Überlastung oder bei Überschreiten von für die zulässige Garnqualität repräsentativen Grenzwerten eine Abstellung der betreffenden Arbeitsstation und die Abgabe einer Fehlermeldung erfolgt.
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