DE102021002970A1

DE102021002970A1 - Method for monitoring a winding device

Info

Publication number: DE102021002970A1
Application number: DE102021002970.4A
Authority: DE
Inventors: Christopher Hansen; Mathis Schmidt
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2022-02-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Aufspulvorrichtung in einem Schmelzspinnprozess. Hierbei wird zumindest ein laufender Faden kontinuierlich zu Kreuzspulen gewickelt, die abwechselnd an zwei angetriebenen Spulspindeln gehalten sind. Die Spulspindeln werden zu einer Fadenübergabe durch einen drehbaren Drehteller geführt, wobei der Faden durch eine Tastwalze an der Oberfläche der Kreuzspule abgelegt wird. Während der Wicklung der Kreuzspule werden mehrere Wickelparameter kontinuierlich erfasst und teilweise gesteuert. Erfindungsgemäß wird ein aus dem Wickelparametern abgeleiteter Durchmesserzuwachs der Kreuzspule während einer Wicklung der Kreuzspule kontinuierlich überwacht, um einen Fadenriss zu identifizieren und / oder einen Ursprung eines Fadenrisses zu bestimmen.The invention relates to a method for monitoring a winding device in a melt spinning process. Here, at least one running thread is continuously wound into cross-wound bobbins, which are alternately held on two driven winding spindles. The winding spindles are guided to a thread transfer point by a rotatable turntable, with the thread being deposited on the surface of the cross-wound bobbin by a feeler roller. During the winding of the cheese, several winding parameters are continuously recorded and partially controlled. According to the invention, an increase in diameter of the cross-wound bobbin derived from the winding parameters is continuously monitored during winding of the cross-wound bobbin in order to identify a thread break and/or to determine the origin of a thread break.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Aufspulvorrichtung in einem Schmelzspinnprozess gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for monitoring a winding device in a melt spinning process according to the preamble of claim 1.

In einem Schmelzspinnprozess zur Herstellung von synthetischen Fäden wird der aus einer Polymerschmelze erzeugte Faden nach dem Abziehen und Behandeln zu einer Kreuzspule gewickelt. Die Kreuzspule dient zur Speicherung des Fadens und wird anschließend einem Weiterverarbeitungsprozess zugeführt. Damit in dem Schmelzspinnprozess die Extrusion und die Herstellung des Fadens kontinuierlich erfolgen kann, wird der Faden ohne größere Unterbrechung kontinuierlich zu den Spulen gewickelt. Hierzu werden Aufspulvorrichtungen verwendet, die zwei an einem drehbar gelagerten Drehteller auskragende Spulspindeln aufweisen. Die Spulspindeln lassen sich durch Drehung des Drehtellers abwechselnd in einem Betriebsbereich und einen Wechselbereich führen. In dem Betriebsbereich wird der Faden an der jeweiligen Spulspindel zu der Kreuzspule gewickelt. Sobald die Kreuzspule einen vordefinierten Enddurchmesser aufweist, wird die Spulspindel mit der Vollspule durch Aktivierung des Drehtellers in den Wechselbereich geführt. In dieser Situation erfolgt eine Fadenübergabe von der Vollspule zu einer Leerhülse der in dem Betriebsbereich geführten Spulspindel. Hierbei ist es erforderlich, dass der Faden an der im Betriebsbereich gehaltenen Spulspindel gefangen und angewickelt wird. Zudem müssen die Fadenspannungen bei dem Spulenwechsel in bestimmten Grenzen gehalten werden, um einen Fadenriss zu vermeiden. Im Schmelzspinnprozess müssen derartige Fadenrisse vermieden werden, da auf jeden Fadenriss eine Prozessunterbrechung folgt. Insoweit muss bei einem Fadenriss im Schmelzspinnprozess möglichst schnell die Ursache oder Störung gefunden werden, um zukünftige Fadenrisse zu vermeiden.In a melt-spinning process for the production of synthetic threads, the thread produced from a polymer melt is wound into a cross-wound bobbin after it has been drawn off and treated. The cheese is used to store the thread and is then fed into a further processing process. So that the extrusion and production of the thread can take place continuously in the melt-spinning process, the thread is continuously wound into the bobbins without any major interruption. For this purpose, spooling devices are used which have two spooling spindles projecting on a rotatably mounted turntable. The winding spindles can be guided alternately in an operating area and a changing area by rotating the turntable. In the operating area, the thread is wound on the respective winding spindle to form the cross-wound bobbin. As soon as the cross-wound bobbin has reached a predefined final diameter, the winding spindle with the full bobbin is guided into the changing area by activating the turntable. In this situation, the thread is transferred from the full bobbin to an empty bobbin of the winding spindle guided in the operating area. In this case, it is necessary for the thread to be caught and wound on the winding spindle held in the operating area. In addition, the thread tensions must be kept within certain limits during the bobbin change in order to avoid thread breakage. Such thread breaks must be avoided in the melt spinning process, since each thread break is followed by a process interruption. In this respect, in the event of a thread breakage in the melt spinning process, the cause or fault must be found as quickly as possible in order to avoid future thread breakages.

Aus der DE 10 2004 052 669A1 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Spinnanlage bekannt, bei welcher ein Auftreten eines Fadenrisses als Zustandsparameter erfasst wird. Die festgestellten Fadenrisse werden dann weiteren Prozessparametern und Zustandsparametern zugordnet, um aus Analysen Rückschlüsse auf mögliche Ursachen zu erhalten. Hierbei ist ein Fadenbruchsensor unmittelbar der Aufspulvorrichtung vorgeordnet. Sobald ein Fadenriss beim Spinnen oder Behandeln des Fadens auftritt, wird das Fehlen des Fadens durch den Fadenbruchsensor signalisiert, so dass die zur gleichen Zeit erfassten Prozessparameter und Zustandsparameter genutzt werden können, um mögliche Ursachen herauszufinden. Für den Fall, dass in den nachgeordneten Aufspulvorrichtung ein Fadenriss entsteht, lässt sich dieser aufgrund der Anordnung des Fadenbruchsensors sehr spät oder bei Bildung einer Wicklung an einer Tastwalze gar nicht feststellen.From the DE 10 2004 052 669 A1 a method for monitoring a spinning plant is known, in which the occurrence of a thread breakage is detected as a status parameter. The detected thread breaks are then assigned to other process parameters and status parameters in order to draw conclusions about possible causes from analyzes. A yarn breakage sensor is arranged directly upstream of the winding device. As soon as a yarn break occurs during spinning or treatment of the yarn, the missing yarn is signaled by the yarn breakage sensor, so that the process parameters and status parameters recorded at the same time can be used to find out possible causes. In the event that a thread breakage occurs in the downstream winding device, this can be detected very late due to the arrangement of the thread breakage sensor or not at all when a winding is formed on a feeler roller.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Überwachung einer Aufspulvorrichtung in einem Schmelzspinnprozess bereitzustellen, bei welchem das Auftreten eines Fadenrisses möglichst schnell detektierbar ist.It is now the object of the invention to provide a method for monitoring a winding device in a melt spinning process, in which the occurrence of a thread break can be detected as quickly as possible.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, mit möglichst einfachen Analysen den Entstehungsort eines Fadenrisses möglichst schnell einzugrenzen.A further aim of the invention is to localize the origin of a thread break as quickly as possible with analyzes that are as simple as possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach den Merkmalen nach Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved by a method having the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective dependent claims.

Die Erfindung basiert darauf, dass während einer Wicklung einer Kreuzspule, die in Fachkreisen auch als sogenannte Spulreise bezeichnet wird, sich einige Wickelparameter in Abhängigkeit von dem Spulendurchmesser verändern. Insbesondere bei größeren Fadentitern oder voluminöseren Fäden wie beispielsweise gekräuselte Fäden bildet allein der Durchmesserzuwachs der Kreuzspule während einer Spulreise ein Indiz für eine kontinuierliche und gleichmäßige Wicklung des Fadens. Insoweit nutzt die Erfindung diese Erkenntnis, um einen möglichen Fadenriss zu identifizieren. So wird ein aus dem Wickelparameter abgeleiteter Durchmesserzuwachs der Kreuzspule während einer Wicklung der Kreuzspule kontinuierlich überwacht. Wird während einer Spulreise kein Durchmesserzuwachs erkannt, kann dies nur die Folge eines Fadenrisses im Prozess sein. Insoweit lässt sich die Überwachung des Durchmesserzuwachses der Kreuzspule alternativ auch dazu nutzen, um daraus einen Ursprung eines Fadenrisses zu bestimmen. Ein unveränderter Spulendurchmesser der Kreuzspule während einer Spulreise kann nur infolge eines Fadenrisses im vorgeordneten Prozess auftreten.The invention is based on the fact that some winding parameters change as a function of the bobbin diameter during the winding of a cross-wound bobbin, which is also referred to in technical circles as a so-called bobbin cycle. Particularly in the case of larger thread deniers or more voluminous threads such as crimped threads, the increase in diameter of the cheese alone during a winding cycle is an indication of continuous and even winding of the thread. In this respect, the invention uses this knowledge to identify a possible thread break. Thus, an increase in the diameter of the cross-wound bobbin derived from the winding parameter is continuously monitored during winding of the cross-wound bobbin. If no increase in diameter is detected during a winding cycle, this can only be the result of a yarn break in the process. In this respect, the monitoring of the increase in diameter of the cross-wound bobbin can alternatively also be used to determine the origin of a thread break. An unchanged package diameter of the cheese during a winding cycle can only occur as a result of a yarn break in the upstream process.

Da ein Enddurchmesser der Kreuzspule am Ende einer Spulreise keine konstante Größe aufweist und aufgrund der Beschaffenheit des Fadens unterschiedlich sein kann, wird ein aus den Wickelparametern abgeleiteter Kreuzungswinkel ebenfalls kontinuierlich überwacht, da sich dieser zur Wicklung einer zylindrischen Kreuzspule während der Wicklung der Kreuzspule verändert.Since the final diameter of the cross-wound bobbin at the end of a winding cycle does not have a constant size and can vary due to the nature of the thread, a crossing angle derived from the winding parameters is also continuously monitored, since this changes when winding a cylindrical cross-wound bobbin while the cross-wound bobbin is being wound.

Insbesondere um den Ursprung eines Fadenrisses zu bestimmen, lässt sich die Überwachung des Durchmesserzuwachses der Kreuzspule und die Überwachung des Kreuzungswinkels zur Ablage des Fadens korrelieren. Damit besteht die Möglichkeit, den Ursprung des Fadenrisses in einen Wendefehler innerhalb der Aufspulvorrichtung oder einem Prozessfehler außerhalb der Aufspulvorrichtung bestimmen zu können. Als Wendefehler wird hierbei die Ursache des Fadenrisses definiert, die während eines Spulenwechsels auftritt. So ist hinlänglich bekannt, dass sich der Kreuzungswinkel aus den Winkelparametern wie Tastenwalzendrehzahl, Spindeldrehzahl und Spulendurchmesser errechnet. So ist bekannt, dass bei einem Spulenwechsel die Tastwalze den Kontakt zur Spule verliert und somit nicht angetrieben wird. In der Folge ergibt sich ein Kreuzungswinkel von 0°. Insoweit würde bei einem festgestellten mangelnden Durchmesserzuwachs der Kreuzspule und einem Kreuzungswinkel von 0° die Ursache des Fadenrisses als Wendefehler bestimmt.In particular, to determine the origin of a thread break, the increase in diameter of the cheese and the monitoring of the crossing angle can be monitored Correlate placement of the thread. There is thus the possibility of being able to determine the origin of the thread break in a turning error within the winding device or in a process error outside of the winding device. The cause of the thread break, which occurs during a bobbin change, is defined as a turning error. It is well known that the crossing angle is calculated from the angle parameters such as key roller speed, spindle speed and bobbin diameter. It is known that during a bobbin change, the feeler roller loses contact with the bobbin and is therefore not driven. The result is a crossing angle of 0°. In this respect, the cause of the thread breakage would be determined as a turning error if the diameter of the cross-wound bobbin was not increasing and the crossing angle was 0°.

Während des Wickelns einer Kreuzspule wird eine Mehrzahl von Wickelparametern kontinuierlich erfasst. So können beispielsweise die Spindeldrehzahl, der Spulendurchmesser, die Tastwalzendrehzahl, die Drehtellerstellung, der Kreuzungswinkel, die Wickelgeschwindigkeit, die Wickelzahl usw. erfasst werden. A number of winding parameters are continuously recorded during the winding of a cross-wound bobbin. For example, the spindle speed, the bobbin diameter, the feeler roller speed, the turntable position, the crossing angle, the winding speed, the number of windings, etc. can be recorded.

Um die Daten der Wickelparameter für weitere Analysen nutzen zu können, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher die Daten der Wickelparameter pro Wicklung der Kreuzspule erfasst und in einer Datenbank gespeichert werden und dass alle Daten mittels eines Klassifizierungsmodells analysiert werden. Mit Hilfe derartige Klassifizierungsmodelle können die Daten aufgrund ihrer Eigenschaften in Klassen aufgeteilt werden. Hierbei werden bevorzugt statistische und mathematische Analysen genutzt.In order to be able to use the data of the winding parameters for further analyses, the variant of the method is particularly advantageous in which the data of the winding parameters are recorded for each winding of the cross-wound bobbin and stored in a database and that all data are analyzed using a classification model. With the help of such classification models, the data can be divided into classes based on their properties. Statistical and mathematical analyzes are preferably used here.

Das so gewonnene Klassifizierungsmodell wird gemäß einer weiteren Verfahrensvariante während einer Trainingsphase mit einer Vielzahl historischer Daten der Wickelparameter mit einem Fadenriss und einer Vielzahl historischer Daten der Wickelparameter ohne einen Fadenriss trainiert. Somit erkennt das Klassifizierungsmodell eigenständig, welche Dateneigenschaften einen Fadenriss und welche Dateneigenschaften ohne einen Fadenriss die Wickelparameter aufweisen.According to a further variant of the method, the classification model obtained in this way is trained during a training phase with a large number of historical data of the winding parameters with a thread break and a large number of historical data of the winding parameters without a thread break. The classification model thus independently recognizes which data properties have a yarn break and which data properties have the winding parameters without a yarn break.

Insoweit ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher das Klassifizierungsmodell aus momentan erfassten Daten der Wickelparameter der Wicklung der Kreuzspule eine Prognose für ein Auftreten des Fadenrisses erstellt. Derartige Prognosen können dem Operator frühzeitig anzeigen, ob ein Wendefehler oder ein Prozessfehler, der zu einem Fadenriss führen könnte, bevorsteht.In this respect, the variant of the method is particularly advantageous in which the classification model creates a prognosis for the occurrence of the yarn break from currently recorded data of the winding parameters of the winding of the cross-wound bobbin. Such forecasts can indicate to the operator at an early stage whether a turning error or a process error that could lead to a yarn break is imminent.

Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Prognose des bevorstehenden Fadenrisses zu einer Änderung zumindest eines der Wickelparameter oder zu einer vorbeugenden Wartung führt. Diese Änderung lässt sich durch den Operator oder automatisiert durch eine Steuereinrichtung dann einleiten. Die Prognosen der bevorstehenden Fadenrisse können auch dazu genutzt werden, um Wartungsintervalle beispielsweise zum Austausch von Verschleißteilen zu ermitteln. So lässt sich die Produktivität des Schmelzspinnprozesses merklich steigern.It is particularly advantageous here if the prediction of the imminent thread break leads to a change in at least one of the winding parameters or to preventive maintenance. This change can then be initiated by the operator or automatically by a control device. The predictions of impending yarn breaks can also be used to determine maintenance intervals, for example to replace wearing parts. In this way, the productivity of the melt spinning process can be noticeably increased.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung einer Aufspulvorrichtung in einem Schmelzspinnprozess wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Schmelzspinnvorrichtung näher erläutert.The method according to the invention for monitoring a winding device in a melt spinning process is explained in more detail below using an exemplary embodiment of a melt spinning device.

Es stellen dar:

1 schematisch eine Ansicht einer Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens
2 schematisch ein zeitlicher Verlauf einiger Wickelparameter der Aufspulvorrichtung

They represent:

1 schematically a view of a melt spinning device for the production of a crimped thread
2 a diagram of some winding parameters of the winding device over time

In der 1 ist schematisch eine Schmelzspinnvorrichtung zur Herstellung eines gekräuselten Fadens dargestellt. Die Schmelzspinnvorrichtung weist eine Spinnvorrichtung 1, eine Verstreckvorrichtung 2, eine Kräuselvorrichtung 3, eine Relaxiervorrichtung 5 und eine Aufspulvorrichtung 4 auf, um einen synthetischen gekräuselten Faden aus einer Polymerschmelze herzustellen. Derartige Schmelzspinnvorrichtungen sind hinlänglich bekannt und beispielsweise in der WO 2015/032759 A1 näher beschrieben. Insoweit wird zu der zitierten Druckschrift Bezug genommen und hier nur die wesentlichen Komponenten erwähnt.In the 1 is shown schematically a melt spinning apparatus for producing a crimped thread. The melt spinning apparatus comprises a spinning device 1, a drawing device 2, a crimping device 3, a relaxing device 5 and a winding device 4 to produce a synthetic crimped filament from a polymer melt. Such melt spinning devices are well known and for example in WO 2015/032759 A1 described in more detail. In this respect, reference is made to the publication cited and only the essential components are mentioned here.

Die Spinnvorrichtung 1 weist einen Spinnkopf 1.1 auf, um schmelzeführende Bauteile sowie eine an der Unterseite gehaltene Spinndüse 1.2 aufzunehmen. Unterhalb des Spinnkopfes 1.1 ist eine Abkühleinrichtung 1.3 vorgesehen, um die durch die Spinndüse 1.2 frisch extrudierten Filamente abzukühlen. Der Spinnvorrichtung 1 folgt im Fadenlauf eine Verstreckvorrichtung 2, um einen durch Zusammenschluss der Filamente gebildeten Faden 9 abzuziehen und zu verstrecken. Hierzu weist die Verstreckvorrichtung zwei Galettenduo 2.1 auf.The spinning device 1 has a spinning head 1.1 to accommodate melt-carrying components and a spinneret 1.2 held on the underside. A cooling device 1.3 is provided below the spinning head 1.1 in order to cool the filaments freshly extruded through the spinning nozzle 1.2. The spinning device 1 is followed in the thread path by a stretching device 2 in order to draw off and stretch a thread 9 formed by joining the filaments. For this purpose, the stretching device has two duo godets 2.1.

Anschließend wird der Faden 9 der Kräuselvorrichtung 3 zugeführt. Die Kräuselvorrichtung 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel eine Texturierdüse 3.1 und eine Kühltrommel 3.2 auf. Durch die Texturierdüse 3.1 wird der Faden 9 zu einem Fadenstopfen aufgestaut und anschließend am Umfang der Kühltrommel 3.2 abgekühlt.The thread 9 is then fed to the crimping device 3 . In this exemplary embodiment, the crimping device 3 has a texturing nozzle 3.1 and a cooling drum 3.2. The thread 9 is accumulated to form a thread plug by the texturing nozzle 3.1 and then cooled on the circumference of the cooling drum 3.2.

Durch die Relaxiervorrichtung 5 wird der gekräuselte Faden 9 von der Kühltrommel. 3.2 abgezogen und nachbehandelt. Hierzu weist die Relaxiervorrichtung 5 zwei Galetteneinheiten 5.1 und eine zwischen den Galetteneinheiten 5.1 angeordnete Verwirbelungseinrichtung 5.2 auf.The curled thread 9 is removed from the cooling drum by the relaxation device 5 . 3.2 stripped and post-treated. For this purpose, the relaxation device 5 has two godet units 5.1 and a swirling device 5.2 arranged between the godet units 5.1.

Am Ende des Prozesses wird der Faden 9 zu Kreuzspulen 10 gewickelt. Das Aufwickeln der Kreuzspule 10 erfolgt in der Aufspulvorrichtung 4. Die Aufspulvorrichtung 4 weist in einem Maschinengestell 4.1 einen drehbar gelagerten Drehteller 4.3 auf. An dem Drehteller 4.3 sind zwei Spulspindeln 4.2 um 180° versetzt zueinander auskragend gehalten. Jede der Spulspindeln 4.2 ist mit einem hier nicht dargestellten Spindelmotor verbunden, um abwechselnd den Faden 9 zu einer Kreuzspule 10 zu wickeln. Die Spulspindeln 4.2 lassen sich durch den Drehteller 4.3 abwechselnd in einen Betriebsbereich und einen Wechselbereich führen. In dem Betriebsbereich wirken die Spulspindeln 4.2 mit einer Tastwalze 4.4 und einer Changiereinrichtung 4.5 zusammen. Der Changiereinrichtung 4.5 ist ein Kopffadenführer 4.6 vorgeordnet. Zu Ablage des Fadens 9 weist die Changiereinrichtung 4.5 ein oder mehrere Changiermittel auf, die den Faden 9 innerhalb eines Changierhubes hin- und herführen. Hierzu ist die Changiereinrichtung 4.5 ebenfalls mit einem hier nicht dargestellten Antrieb gekoppelt. Der Faden 9 wird sodann über den Umfang der Tastwalze 4.4 am Umfang der Kreuzspule 10 abgelegt. Die Tastwalze 4.4 liegt mit Kontakt am Umfang der Kreuzspule 10 an.At the end of the process, the thread 9 is wound into cheeses 10 . The winding of the cheese 10 takes place in the winding device 4. The winding device 4 has a rotatably mounted turntable 4.3 in a machine frame 4.1. On the turntable 4.3, two winding spindles 4.2 are offset by 180° and cantilevered from one another. Each of the winding spindles 4.2 is connected to a spindle motor, not shown here, in order to alternately wind the thread 9 into a cheese 10. The winding spindles 4.2 can be guided alternately into an operating area and a changing area by the turntable 4.3. In the operating area, the winding spindles 4.2 work together with a feeler roller 4.4 and a traversing device 4.5. The traversing device 4.5 is preceded by a head thread guide 4.6. To deposit the thread 9, the traversing device 4.5 has one or more traversing means, which guide the thread 9 back and forth within a traversing stroke. For this purpose, the traversing device 4.5 is also coupled to a drive, not shown here. The thread 9 is then deposited on the circumference of the cross-wound bobbin 10 over the circumference of the feeler roller 4.4. The feeler roller 4.4 is in contact with the circumference of the cross-wound bobbin 10.

Um das Wickeln des Fadens 9 zu einer Kreuzspule 10 zu steuern und zu überwachen, werden eine Mehrzahl von Wickelparametern erfasst und einer Steuereinrichtung 6 zugeführt. Die hierzu eingesetzten Antriebe, Sensoren und Aktoren sind hier nicht näher dargestellt. So ist es beispielsweise bekannt, dass die Aufwickelgeschwindigkeit zum Wickeln des Fadens 9 zu der Kreuzspule 10 möglichst konstant gehalten werden muss. Hierzu wird die Drehzahl der Tastwalze 4.4 überwacht. Um die Tastwalzendrehzahl möglichst konstant zu halten, muss bei wachsendem Spulendurchmesser der Kreuzspule 10 die Spindeldrehzahl der Spulspindel 4.2 kontinuierlich angepasst werden. Mit zunehmendem Spulendurchmesser der Kreuzspule 10 verändert sich die Winkellage des Drehtellers 4.3. In order to control and monitor the winding of the thread 9 into a cross-wound bobbin 10 , a plurality of winding parameters are recorded and fed to a control device 6 . The drives, sensors and actuators used for this purpose are not shown in detail here. For example, it is known that the winding speed for winding the thread 9 into the cross-wound bobbin 10 must be kept as constant as possible. For this purpose, the speed of the feeler roller 4.4 is monitored. In order to keep the feeler roller speed as constant as possible, the spindle speed of the winding spindle 4.2 must be continuously adjusted as the package diameter of the cross-wound bobbin 10 increases. As the bobbin diameter of the cross-wound bobbin 10 increases, the angular position of the turntable 4.3 changes.

Darüberhinaus ist es erforderlich, dass der Faden 9 möglichst mit einem Kreuzungswinkel abgelegt wird, der zu einer gleichmäßigen Fadenablage und insbesondere einer zylindrischen Form der Kreuzspule führt. So ist es bekannt, dass der Kreuzungswinkel sich aus der Überwachung der Changiergeschwindigkeit, des Spulendurchmessers und der Tastwalzendrehzahl ergibt. All diese Wickelparameter werden kontinuierlich erfasst und der Steuereinrichtung 6 aufgegeben, um diese mit vorgegebenen Sollwerten zu vergleichen und ggf. zu steuern.In addition, it is necessary that the thread 9 is deposited with a crossing angle that leads to a uniform thread deposit and in particular a cylindrical shape of the cross-wound bobbin. It is known that the crossing angle results from monitoring the traversing speed, the bobbin diameter and the scanning roller speed. All of these winding parameters are continuously recorded and given to the control device 6 in order to compare them with specified target values and, if necessary, to control them.

Für den Fall, dass die Kreuzspule 10 einen vorbestimmten Enddurchmesser aufweist, erfolgt eine sogenannter Spulenwechsel, in dem der Drehteller 4.3 die Spulspindeln 4.2 zu einer Fadenübergabe verschwenkt. Die in dem Betriebsbereich gehaltene Spulspindel 4.2 wird in dem Wechselbereich und die im Wechselbereich gehaltene Spulspindel 4.2 wird in den Betriebsbereich geführt. Hierbei wird der Faden selbsttätig von der Kreuzspule 10 zu der übernehmenden Spulspindel 4.2 übergeben. Bei der Übergabe wird der Faden gefangen und gerissen, um eine neue Kreuzspule 10 wickeln zu können. Derartige Wendevorgänge bilden eine kritische Phase im Schmelzspinnprozess, damit der Faden kontinuierlich von der Aufspulvorrichtung 4 aufgenommen werden kann. Für den Fall, dass während eines Wendevorganges ein Fadenriss entsteht, ist eine Unterbrechung des Schmelzspinnprozesses erforderlich.If the cross-wound bobbin 10 has a predetermined final diameter, a so-called bobbin change takes place, in which the turntable 4.3 pivots the bobbin spindles 4.2 to transfer the thread. The winding spindle 4.2 held in the operating area is guided into the changing area, and the winding spindle 4.2 held in the changing area is guided into the operating area. Here, the thread is automatically transferred from the cheese 10 to the receiving winding spindle 4.2. When handing over the thread is caught and torn to wind a new cheese 10 can. Such turning processes form a critical phase in the melt spinning process so that the thread can be continuously taken up by the winding device 4 . In the event that a thread breaks during a turning process, the melt spinning process must be interrupted.

In Praxis ist es üblich, dass die Aufspulvorrichtungen 4 in den Schmelzspinnvorrichtungen regelmäßig zur Wartung ausgetauscht werden. Hierbei hängt die Produktivität im wesentlichen von der Zuverlässigkeit der Aufspulvorrichtungen 4 ab. Insoweit ist es für den Schmelzspinnprozess besonders wichtig, einen Fadenriss zu vermeiden. Falls ein Fadenriss auftritt, muss die Ursache möglichst schnell erkannt und behoben werden. Zum Erkennen von Fadenrissen ist es üblich, dass sogenannte Fadenbruchsensoren der Aufspulvorrichtung zugeordnet werden, um das Auftreten eines Fadenrisses möglichst schnell zu erkennen. Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Fadenriss allein aus der Überwachung der Wickelparameter zu detektieren.In practice, it is common for the take-up devices 4 in the melt spinning devices to be regularly replaced for maintenance. In this case, the productivity essentially depends on the reliability of the winding devices 4 . In this regard, it is particularly important for the melt spinning process to avoid a thread break. If a thread breaks, the cause must be identified and remedied as quickly as possible. In order to detect thread breakage, it is common for so-called thread breakage sensors to be assigned to the winding device in order to detect the occurrence of a thread breakage as quickly as possible. Alternatively, however, there is also the possibility of detecting the thread break solely by monitoring the winding parameters.

Hierzu ist die Steuereinrichtung 6 mit einer Überwachungseinrichtung 7 verbunden. Innerhalb der Überwachungseinrichtung 7 ist ein Datenspeicher 7.1 und ein Softwaremodul 7.2 vorgesehen. Die Überwachungseinrichtung 7 ist mit einem Tastbildschirm 8 verbunden, um einem Operator gegenüber eine Visualisierung von Analyseergebnissen sowie eine Bedienung zu ermöglichen.For this purpose, the control device 6 is connected to a monitoring device 7 . A data memory 7.1 and a software module 7.2 are provided within the monitoring device 7. The monitoring device 7 is connected to a touch screen 8 in order to allow an operator to visualize analysis results and to operate them.

Zur Überwachung der Aufspulvorrichtung werden eine Mehrzahl von Wickelparametern wie beispielsweise die Spindeldrehzahl der Spulspindel 4.2, die Drehzahl der Tastwalze 4.4, der Spulendurchmesser der Kreuzspule 10, die Changiergeschwindigkeit der Changiereinrichtung 4.5, die Aufwickelgeschwindigkeit des Fadens 9 und die Wickelzeit zur Wicklung der Kreuzspule 10 usw. erfasst und im Datenspeicher 7.1 der Überwachungseinrichtung 7 abgelegt. Mit Hilfe einer Überwachungssoftware wird ein aus den Wickelparametern abgeleiteter Durchmesserzuwachs der Kreuzspule 10 während einer Wicklung der Kreuzspule 10 kontinuierlich überwacht. Die Wicklung der Kreuzspule wird in Fachkreisen als auch sogenannte Spulreise bezeichnet. Im ungestörten Betrieb führ das Aufwickeln des Fadens 9 zu einem kontinuierlichen Zuwachs des Durchmessers der Kreuzspule 10. Insoweit lässt sich aus der Überwachung des Durchmesserzuwachses der Kreuzspule ein möglicher Fadenriss identifizieren.To monitor the winding device, a number of winding parameters such as the spindle speed of the winding spindle 4.2, the speed of the feeler roller 4.4, the bobbin diameter of the cross-wound bobbin 10, the traversing speed of the traversing device 4.5, the winding speed of the thread 9 and the winding time for winding the cross-wound bobbin 10, etc. recorded and stored in the data memory 7.1 of the monitoring device 7. With the help of a monitoring software, one is derived from the winding parameters Increase in diameter of the cross-wound bobbin 10 during a winding of the cross-wound bobbin 10 continuously monitored. The winding of the cross-wound bobbin is referred to in technical circles as so-called bobbin winding. In undisturbed operation, the winding of the thread 9 leads to a continuous increase in the diameter of the cross-wound bobbin 10. In this respect, a possible thread breakage can be identified from the monitoring of the diameter increase of the cross-wound bobbin.

In der 2 ist hierzu ein zeitlicher Verlauf des Durchmesserzuwachses schematisch in einem Diagramm dargestellt. Neben dem Spulendurchmesesr sind nch die zeitlichen Verläufe eines Kreuzungswinkels, einer Aufwickelgeschwindigkeit und einer Tastwalzendrehzahl schematisch dargestellt. Der Spulendurchmesser ist hierbei durch eine durchgezogene Linie in dem Diagramm in 2 dargestellt. So ergibt ist beim Wickeln des Fadens 9 ein sägezahnförmiger Verlauf des Spulendurchmessers der Kreuzspule 10. So ist ein kontinuierlicher Wachstum der Kreuzspule 10 beginnend von einem Hülsendurchmesser einer Leerhülse, die zur Aufnahme der Kreuzspule dient, bis hin zu einem Enddurchmesser der Kreuzspule 10 zu erkennen. Sobald der Enddurchmesser der Kreuzspule erreicht ist, erfolgt ein Spulenwechsel, so dass eine neue Kreuzspule gewickelt wird.In the 2 a time course of the increase in diameter is shown schematically in a diagram. In addition to the bobbin diameter, the time characteristics of a crossing angle, a winding speed and a feeler roller speed are also shown schematically. Here, the coil diameter is represented by a solid line in the diagram 2 shown. Thus, when the thread 9 is wound, a sawtooth-shaped course of the bobbin diameter of the cross-wound bobbin 10 results. A continuous growth of the cross-wound bobbin 10 can be seen, beginning with a sleeve diameter of an empty sleeve, which is used to hold the cross-wound bobbin, up to a final diameter of the cross-wound bobbin 10. As soon as the final diameter of the cross-wound bobbin is reached, the bobbin is changed so that a new cross-wound bobbin is wound.

Für den Fall, dass vor Erreichen des Enddurchmessers der Kreuzspule kein Durchmesserzuwachs mehr stattfindet, muss ein Fadenriss vorliegen.In the event that the diameter of the cheese no longer increases before the final diameter is reached, there must be a broken thread.

In 2 ist die Situation eines Fadenrisses dargestellt und auf der Zeitachse mit dem Bezugszeichen F gekennzeichnet. An dieser Stelle ist der Enddurchmesser der Kreuzspule nicht erreicht, so dass die Ursache des Fadenrisses sehr wahrscheinlich außerhalb der Aufspulvorrichtung liegt und im vorgeordneten Prozess erfolgt sein muss.In 2 the situation of a thread break is shown and marked with the reference character F on the time axis. At this point, the final diameter of the cross-wound bobbin has not been reached, so that the cause of the thread break is very likely outside of the winding device and must have taken place in the upstream process.

Da der Enddurchmesser der Kreuzspule 10 beim Wickeln des Fadens unterschiedliche Werte annehmen kann, wird zur Bestimmung der Ursache des Fadenrisses ein weiterer aus den Wickelparametern abgeleiteter Kreuzungswinkel zur Ablage des Fadens an der Oberfläche der Kreuzspule kontinuierlich überwacht. So ist es üblich, dass der Kreuzungswinkel mit zunehmendem Durchmesser vergrößert wird. In der 2 ist der Kreuzungswinkel schematisch durch die gepunktete Linie gekennzeichnet. Auch am Anfang der Spulreise wird der Kreuzungswinkel kontinuierlich vergrößert. Insbesondere beim Wendevorgang wird der Kreuzungswinkel auf einen bestimmten Wert eingestellt. Durch die Veränderung des Kreuzungswinkels wird erreicht, dass die Kreuzspule eine gleichmäßig zylindrische Form aufweist.Since the final diameter of the cross-wound bobbin 10 can assume different values when the thread is wound, another crossing angle derived from the winding parameters for depositing the thread on the surface of the cross-wound bobbin is continuously monitored to determine the cause of the thread break. So it is common that the crossing angle is increased as the diameter increases. In the 2 the crossing angle is indicated schematically by the dotted line. The crossing angle is also increased continuously at the start of the winding cycle. In particular, when turning, the crossing angle is set to a specific value. By changing the crossing angle, the cross-wound bobbin has a uniformly cylindrical shape.

Um nun beim Auftreten eines Fadenrisses, der erfindungsgemäß über den Spulenzuwachs der Kreuzspule detektierbar ist oder alternativ auch durch einen Fadenbruchsensor signalisiert wird, den Fadenriss in einen Wendefehler oder einen Prozessfehler zu klassifizieren, werden die Überwachungen des Spulenzuwachses sowie des Kreuzungswinkels miteinander koelliert. Für den Fall, dass der Enddurchmesser der Kreuzspule nicht ganz erreicht ist, jedoch der Kreuzungswinkel einen Wert aufweist, der während des Wendevorganges eingestellt ist, lässt sich der Fadenriss eindeutig als Wendefehler bestimmen. Insoweit ist der Fadenriss innerhalb der Aufspulvorrichtung aufgetreten.In order to classify the thread breakage into a turning error or a process error when a thread breakage occurs, which can be detected according to the invention via the package growth of the cheese or alternatively is also signaled by a thread breakage sensor, the monitoring of the package growth and the crossing angle are collated with one another. In the event that the final diameter of the cheese is not quite reached, but the crossing angle has a value that was set during the turning process, the thread breakage can be clearly identified as a turning error. In that regard, the thread breakage has occurred within the winding device.

In der 2 sind schematisch noch die Zeitverläufe der Aufwickelgeschwindigkeit und der Tastwalzendrehzahl dargestellt. Die Aufwickelgeschwindigkeit ist durch eine gestrichelte Linie und die Tastwalzendrehzahl durch eine strichpunktierte Linie in dem Diagramm eingetragen. Die Aufwickelgeschwindigkeit und die Tastwalzendrehzahl verlaufen während eines normalen Betriebes auf konstanter Höhe. Bei einem Fadenriss wird die Spulspindel abgebremst, so dass sowohl die Aufwickelgeschwindigkeit als auch die Tastwalzendrehzahl abfallen.In the 2 the time curves of the winding speed and the scanning roller speed are also shown schematically. The winding speed is entered by a dashed line and the feeler roller speed by a dot-dash line in the diagram. The winding speed and the feeler roller speed run at a constant level during normal operation. If the thread breaks, the winding spindle is braked so that both the winding speed and the sensor roller speed drop.

Um die Produktivität einer Schmelzspinnvorrichtung bzw. eines Schmelzspinnprozesses zu verbessern, ist einerseits die schnelle Ursachenfindung von Bedeutung, andererseits sind größere Erfolge mit einer vorbeugenden Wartung zu erzielen. Um die Daten der Wicklungsparameter für weitere Analysen nutzen zu können, werden diese während einer Spulreise fortlaufend erfasst und in dem Datenspeicher 7.1 in Form einer Datenbank abgelegt. Anschließend werden alle Daten mittels eines Klassifizierungsmodells oder auch anderer Modelle nach statistischen und mathematischen Methoden analysiert. So werden die Daten nach ihren Eigenschaften in Klassen geteilt. Das Klassifizierungsmodell wird anschließend in einer Trainingsphase mit einer Vielzahl historischer Daten der Wickelparameter mit einem Fadenriss und einer Vielzahl historischer Daten der Wickelparameter ohne einen Fadenriss trainiert. Somit können alle Daten in beispielsweise eine Klasse „erfolgreiches Wenden“ und eine Klasse „Fadenriss“ unterteilt werden. Die Fadenrisse können zusätzlich noch in die Klassen „Prozessfehler“ und „Wendefehler“ unterteilt werden.In order to improve the productivity of a melt-spinning device or a melt-spinning process, on the one hand it is important to find the cause quickly, on the other hand greater success can be achieved with preventive maintenance. In order to be able to use the data of the winding parameters for further analyses, these are recorded continuously during a winding cycle and stored in the data memory 7.1 in the form of a database. All data is then analyzed using a classification model or other models using statistical and mathematical methods. Thus, the data is divided into classes according to their properties. The classification model is then trained in a training phase with a large number of historical data of the winding parameters with a thread break and a large number of historical data of the winding parameters without a thread break. Thus, all data can be divided into, for example, a "successful turning" class and a "thread breakage" class. The thread breaks can also be subdivided into the classes "process errors" and "turning errors".

Somit ist das trainierte Klassifizierungsmodell in der Lage, aus momentan erfassten Daten der Wickelparameter der Wicklung der Kreuzspule eine Prognose für ein Auftreten eines Fadenrisses zu erstellen. Derartige Prognosen zeigen auf, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Fadenriss in Zukunft auftreten könnte.Thus, the trained classification model is able to create a prognosis for the occurrence of a yarn break from currently recorded data of the winding parameters of the winding of the cross-wound bobbin. Such forecasts show the probability of a thread breakage occurring in the future.

Derartige Prognosen bevorstehender Fadenrisse können nun dazu genutzt werden, um beispielsweise einen der Wickelparameter zu ändern oder ein verschlissenes Bauteil zu ersetzen.Such forecasts of imminent yarn breaks can now be used to change one of the winding parameters or to replace a worn component, for example.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist am Beispiel einer Position einer Schmelzspinnvorrichtung erläutert. Grundsätzlich können gleichzeitig mehrere Spinnpositionen überwacht werden, um beispielsweise die Produktivität der einzelnen Wickler in den Spinnpositionen beurteilen zu können. So weisen Wendefehler daraufhin, dass die Fehlerursache innerhalb der Aufspulvorrichtung zu finden ist. Durch gezielte Wartung und Austausch von Aufspulvorrichtungen können somit verbesserte Produktivitäten in den Spinnstellen der Schmelzspinnvorrichtung erreicht werden. Andererseits ist das Aufzeichnen von Prozessfehlern besonders vorteilhaft, um die Fadenführung sowie die Behandlung des Fadens vor dem Aufwickeln überprüfen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ausschließlich die Daten der Wickelparameter, die regelmäßig erfasst werden, nutzbar gemach werden, um Analysen und Prognosen über mögliche Fadenrisse zu erstellen.The method according to the invention is explained using the example of a position of a melt spinning device. In principle, several spinning positions can be monitored at the same time, for example to be able to assess the productivity of the individual winders in the spinning positions. Turning errors indicate that the cause of the error can be found within the winding device. Improved productivity in the spinning positions of the melt spinning device can thus be achieved through targeted maintenance and replacement of winding devices. On the other hand, the recording of process errors is particularly advantageous in order to check the thread guidance and the treatment of the thread before winding. A further advantage of the invention lies in the fact that only the data of the winding parameters, which are recorded regularly, can be used to create analyzes and forecasts of possible thread breaks.

Zudem ist die in 1 dargestellte Aufspulvorrichtung mit einer Wickelstelle nur beispielhaft. Derartige Aufspulvorrichtungen werden bevorzugt mit mehreren Wickelstellen eingesetzt, so das zwei oder noch mehr Spulen den Umfang einer der Spulspindeln gleichzeitig gewickelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Aufspulvorrichtung ist unabhängig von der Anzahl der Wickelstellen immer einsetzbar.In addition, the 1 shown winding device with a winding position only as an example. Such spooling devices are preferably used with several winding positions, so that two or more spools are wound simultaneously around the circumference of one of the spool spindles. The method according to the invention for monitoring the winding device can always be used, regardless of the number of winding points.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102004052669 A1 [0003]
WO 2015/032759 A1 [0018]

Claims

Method for monitoring a winding device in a melt spinning process, in which at least one incoming thread is continuously wound into cross-wound bobbins, which are held alternately on two driven winding spindles, in which the winding spindles are guided to a thread transfer by a rotatable turntable, in which the thread is passed through a feeler roller is placed on the surface of the cross-wound bobbin and in which several winding parameters are continuously recorded and partially controlled, characterized in that an increase in diameter of the cross-wound bobbin derived from the winding parameters is continuously monitored during a winding (winding cycle) of the cross-wound bobbin in order to identify a thread break and /or to determine an origin of a thread breakage.

procedure after claim 1 , characterized in that a crossing angle derived from the winding parameters for depositing the thread on the surface of the cross-wound bobbin is continuously monitored.

procedure after claim 2 , characterized in that the monitoring of the increase in diameter of the cross-wound bobbin and the monitoring of the crossing angle for depositing the yarn are correlated and that the origin of the yarn tear is then determined as a turning error within the winding device or a process error outside the winding device.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the data of the winding parameters per winding (winding cycle) of the cheese are recorded and stored in a database and that all data are analyzed by means of a classification model.

procedure after claim 4 , characterized in that the classification model is trained during a training phase with a large number of historical data of the winding parameters with a thread break and a large number of historical data of the winding parameters without a thread break.

procedure after claim 4 or 5 , characterized in that the classification model creates a prognosis for the occurrence of the thread breakage from currently recorded data of the winding parameters of the winding of the cross-wound bobbin.

procedure after claim 6 , characterized in that the prognosis of the imminent thread break leads to a change in at least one of the winding parameters and/or to maintenance.