DE19921429A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerkorrektur eines von einem Meßorgan gelieferten Meßwertes von Faserband in einer Textilmaschine - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerkorrektur eines von einem Meßorgan gelieferten Meßwertes von Faserband in einer TextilmaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerkorrektur von geschwindigkeitsabhängigen Merkmalen, insbesondere der Dicke, eines Faserbands in einer Textilmaschine, insbesondere Strecke sowie eine Vorrichtung. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den geschwindigkeitsabhängigen Fehler im Meßsignal eines Meßorgans der Textilmaschine zu korrigieren. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß jedem Meßwert jeweils ein korrespondierender, insbesondere inverser und geschwindigkeitsabhängiger Korrekturwert gebildet wird und mittels des Korrekturwerts jeder Meßwert entsprechend einzeln korrigiert wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerkorrektur von geschwindig
keitsabhängigen Meßwerten, insbesondere der Dicke, eines Faserbands in
einer Textilmaschine, insbesondere Strecke sowie eine Vorrichtung.
Die DE 44 41 067 A1 betrifft ein Regulierstreckwerk für Faserbänder an ei
ner Strecke mit einem Einlaufmeßorgan für eine Mehrzahl von einlaufenden
Faserbändern. Es ist mindestens ein Verzugsfeld, ein Antriebssystem und
eine Steuerung bzw. eine Regelung für das Antriebssystem vorhanden. Die
Steuerung bzw. die Regelung reagiert auf ein vom Einlaufmeßorgan gelie
fertes Meßsignal, um über das Antriebssystem den Verzug des Faserbandes
zu ändern, so daß Masseschwankungen in Vorlagefaserbänder korrigiert
werden. Das Regulierstreckwerk soll eine verbesserte Vergleichmäßigung
der Faserbänder, insbesondere bei Änderung der Liefergeschwindigkeit,
z. B. beim Abbremsen und Beschleunigen, ermöglichen.
Das Meßsignal des Einlaufmeßorgans soll in Abhängigkeit der Betriebsbe
dingungen angepaßt werden, um von diesen Bedingungen hervorgerufene
Wirkungen auf die Meßergebnisse auszugleichen. Der Stand der Technik
geht davon aus, das Meßsignal des Einlaufmeßorgans in Abhängigkeit von
der Liefergeschwindigkeit zu korrigieren (dort Spalte 2, 52. bis 54. Zeile).
Die Liefergeschwindigkeit wird jedoch an den dortigen Lieferwalzen am Aus
gang einer Streckwerksanordnung ermittelt (entspricht den Kalanderwalzen
nach dem Bandtrichter). Diese Herangehensweise geht von der in der Praxis
bekannten Vorstellung aus, daß dort am Tastwalzenpaar die Geschwindig
keit des Faserbandes nicht gemessen werden kann, wo aufgrund der Regu
lierung Verzugsverstellungen gemacht werden, da auch das Tastwalzenpaar
mechanisch mit den Verzugswalzenpaaren gekoppelt ist. So besteht die
Vorstellung, am Ausgang des Streckwerks die Liefergeschwindigkeit des
Faserbandes zu ermitteln. Aus den Werten der Liefergeschwindigkeit und
des Verzuges wird die Einzugsgeschwindigkeit des Faserbandes am Ein
laufmeßorgan errechnet.
Diese bisherige Betrachtungsweise geht davon aus, daß am Einlaufmeßor
gan die Geschwindigkeitsänderung durch Regulierung nicht vorhanden sei,
d. h. daß die Einlaufgeschwindigkeit ebenso wie die Liefergeschwindigkeit
als gleichbleibend angenommen wird.
Diese Annahme berücksichtigt nicht die tatsächlich vorhandene Geschwin
digkeitsänderung und den damit zusätzlich erzeugten Fehler. Dieser Sach
verhalt kann durch Verwendung der Liefergeschwindigkeit nicht in dem vom
Stand der Technik vorgeschlagenen Korrekturverfahren berücksichtigt wer
den. Es ist davon auszugehen, daß der Fehler im einlaufenden Band +/- 25%
der Dicke betragen kann. Beispielsweise kann bei einem Fehler von - 25%
eine Drehzahländerung von 33% gegenüber der Drehzahl des Nomi
nalverzuges auftreten. Dieser Sachverhalt kann bei dem Korrekturverfahren
nach dem Stand der Technik nicht mit Verwendung der Liefergeschwindig
keit ausreichend berücksichtigt werden. Das Korrekturverfahren nach dem
Stand der Technik ist deshalb bei den modernen Streckwerken nicht geeig
net.
Das betrachtete Meßorgan ist ein das Fasermaterial berührend abtastendes
Meßorgan. Als ein solches Meßorgan sind in der Spinnerei bekannt gewor
den, das Tastwalzenpaar oder ein Trichter mit Tastfinger. Charakteristisch
für dieses Meßorgan ist, daß ein Tastmittel, beispielsweise die bewegliche
Tastrolle eines Tastwalzenpaares oder der beweglichen Tastfinger eines
Trichters das bewegte Fasermaterial berührend abtastet. Das Tastmittel wird
bei eingestelltem Druck auf das Fasermaterial gepreßt. Der Hub aus der
Bewegung des Tastmittels wird umgeformt in ein elektrisches Meßsignal,
dessen Meßwert der gemessenen Dicke des Fasermaterials entspricht.
Diese Art von Meßorgan wird an Spinnereimaschinen zur Messung der
Dicke des Fasermaterials eingesetzt. Das ist beispielsweise üblich für die Re
gulierung des Streckwerks von Karden, Strecken oder Ringspinnmaschinen
sowie beim Regulieren des Einzugs von Fasermaterial in die Spinnbox einer
Rotorspinnmaschine. Der vom Meßorgan gelieferte Meßwert wird an eine
Regulierung gegeben, die die Arbeitsorgane einer Spinnereimaschine regu
liert.
Die Entwicklung zu höherer Produktivität einer Spinnereimaschine ist be
gleitet von einer Erhöhung der Geschwindigkeit des Fasermaterials. Stell
vertretend für Spinnereimaschinen wird diese Entwicklung am Beispiel der
Strecke deutlich gemacht.
Von ursprünglich 850 m/min Liefergeschwindigkeit wird bei modernen Strecken
am Ausgang des Streckwerks eine Liefergeschwindigkeit des Faserma
terials von 1000 m/min erreicht. Damit wurde auch am Einlauf die Ge
schwindigkeit des Faserbandes wesentlich erhöht. Da Regulierstreckwerke
ein Meßorgan zur Steuerung oder Regelung des Verzuges haben, war in
jedem Falle eine steigende Geschwindigkeit des Fasermaterials am Meßor
gan relevant.
Es wurde generell erkannt, daß ein störender Fehler im Meßsignal erzeugt
wird, wenn sich das Fasermaterial in der Phase des Hochlaufs auf Betriebs
geschwindigkeit oder von Betriebsgeschwindigkeit in den Stillstand befindet.
Das betrifft auch Geschwindigkeitsänderungen am Meßorgan infolge der
Regulierung des Verzugs. Es zeigte sich, daß beim Beschleunigen oder
Bremsen der Bewegung des Fasermaterials der Fehler des Meßsignals um
so größer wird, je größer die Geschwindigkeitsdifferenz des zu messenden
Fasermaterials wird.
Nachteilig ist, daß bei eintretenden Geschwindigkeitsdifferenzen des be
wegten Fasermaterials ein fehlerhaftes Meßsignal erzeugt wird, dessen Ver
arbeitung bei der Regulierung von Arbeitsorganen einer Spinnereimaschine
spürbar störend ist, d. h. zu fehlerhaften Regulierungen führt.
Beim Regulierstreckwerk als Arbeitsorgan führt dies beispielsweise zu feh
lerhaft verzogenen Fasermaterial während des Hochlaufs bzw. der Stillset
zung oder beim Geschwindigkeitswechsel infolge Kannenwechsel. Das er
gibt deutliche Abweichungen der Bandnummer gegenüber der bei Betriebs
geschwindigkeit erzeugten Bandnummer.
Dieser quantitative Umfang des geschwindigkeitsabhängigen Fehlers im
Meßsignal wurde erst deutlich aufgrund des vollständigen Einsatzes von
Digitaltechnik. Infolge einer höheren Rechengenauigkeit der ausgewerteten
Meßwerte wurde die quantitative Auswirkung des Fehlers sichtbar. Vorher
wurde der Fehler stets als vernachlässigbar eingeschätzt. In diesem Zu
sammenhang entsteht die Frage nach der Ursache für den Fehler.
Das Fasermaterial hat eine Kräuselung (Faserrauheit, Haarigkeit) der Fa
sern (Naturfasern) und es gibt Lufteinschlüsse zwischen den Fasern. Bei
steigender Geschwindigkeit des Fasermaterials wird der störende Einfluß
dieser Faktoren in wachsendem Maße spürbar, trotz gleichmäßiger Pres
sung des Tastmittels auf das Fasermaterial.
Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einem das Fasermaterial bzw. das Faser
band berührend abtastenden Meßorgan einer Textilmaschine zur Ermittlung
der Dicke bzw. Masse des Fasermaterials oder des Faserbands den ge
schwindigkeitsabhängigen Fehler im Meßsignal zu korrigieren.
Bei den hohen Geschwindigkeiten des Fasermaterials moderner Spinnerei
maschinen wurde der Zusammenhang gefunden, daß bei wachsender Ge
schwindigkeit des Fasermaterials sich der Grad einer Verdichtung des Fa
sermaterials durch das Tastmittel des Meßorgans verringert, obwohl der
Deingestellte Anpressdruck durch das Tastmittel im wesentlichen konstant
bleibt. Das führt in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fasermaterials zu
einem Fehler im Meßsignal zur Dicke des Fasermaterials und wird sichtbar,
wenn dieses fehlerbehaftete Meßsignal für eine solch wichtige Funktion wie
beispielsweise die Regulierung des Verzuges des Fasermaterials, einer
Qualitätsüberwachung des Fasermaterials oder einer mengenmäßig Dosie
rung der Materialzufuhr in die Spinnereimaschine benutzt wird. Dieser Ein
fluß war bisher bei älteren Spinnereimaschinen nicht ausreichend in ein Kor
rekturverfahren für das Meßsignal einbezogen. Unter dem Begriff Faserma
terial wird insbesondere bei einer Textilmaschine z. B. Strecke ein oder meh
rere Faserbänder verstanden.
Die quantitative Entwicklung des Fehlers im Meßsignal in Abhängigkeit der
Geschwindigkeit des zu messenden Fasermaterials war bisher nicht exakt
bekannt. Es wurde gefunden, daß der Fehler im Meßsignal in Abhängigkeit
der Geschwindigkeit des Fasermaterials einer Funktion mit monoton stei
gendem, insbesondere logarithmischem Verlauf entspricht.
Dabei wurde von der Annahme ausgegangen, daß bei einer Geschwindig
keit von 0 m/min (Stillstand) der Fehler den Wert 0 (%) hat. Weiterhin wird
oder Fehler bis in eine Größenordnung von 25% betrachtet. Dieser Fehlerbe
reich repräsentiert die möglichen Betriebssituationen für das Fasermaterial
und damit den größten zu kompensierenden Fehler im Meßsignal.
Der Funktionsverlauf des Fehlers zeigt, daß der Fehler abhängig ist von der
Geschwindigkeit des Fasermaterials und der Art des Fasermaterials. Beim
Hochlauf aus dem Stillstand der Spinnereimaschine durchläuft das Faser
material beispielsweise beim Einlauf in ein Streckwerk Geschwindigkeits
werte von 0 m/min bis zu etwa 290 m/min.
Eine exakte Nachbildung des funktionalen Verlaufs des Fehlers beispiels
weise während des Hochlaufs ist aber schwer möglich, da aufgrund der in
der digitalen Meßtechnik üblichen Torzeit (entspricht einem Digitalschritt)
vorhandene Zwischenwerte zwischen einem Meßwert und dem folgenden
Meßwert nicht erfaßt werden können.
Bei einer sehr kurzen Hochlaufzeit (etwa 100 ms) für das Fasermaterial bis
zur Betriebsgeschwindigkeit (etwa 290 m/min) müßte eine extrem kurze Tor
zeit realisiert werden, um in der sehr kurzen Hochlaufzeit ausreichende Ge
schwindigkeitsmeßwerte zu erhalten. Ein hochauflösender, aber teurer Im
pulsgeber wäre erforderlich. Dieser Möglichkeit wirkt entgegen, daß bei
niedrigen Drehzahlen (im Drehzahlbereich nahe Null) eine so geringe Im
pulsfrequenz des Impulsgebers erzeugt wird, daß bei extrem kurzer Torzeit
für einzelne Torzeiten keine Impulse erfaßbar sind.
Diese Sachverhalte erweisen sich in der Hochlaufphase als hinderlich beim
Einsatz der digitalen Impulsfrequenz-Meßung für die exakte Nachbildung
des Verlaufs der Einlaufgeschwindigkeit und des Banddickenfehler.
Es wurde gefunden, daß fehlerbehaftete Meßwerte aus einer Funktion durch
entsprechend zugeordnete Werte zu korrigieren sind, die sich aus einer in
versen Funktion ermitteln lassen. Zu jedem Meßpunkt der Geschwindigkeit
des Fasermaterials ergibt sich der zugehörige Fehler eines Meßwertes und
ein zugehöriger Korrekturwert aus einer inversen Funktion. Hierzu benötigt
man den exakten funktionalen Verlauf des Fehlers während einer Änderung
der Einlaufgeschwindigkeit, um den exakten Verlauf der inversen Funktions
kurve zu ermitteln.
Nur mit exakter, inverser Funktionskurve liegen exakte Korrekturwerte zu
jedem Wert der Einlaufgeschwindigkeit vor. Wenn der funktionale Verlauf
des Fehlers nicht exakt (d. h. nicht lückenlos) ermittelbar war, dann kann der
von der Stammfunktion abgeleitete inverse Funktionsverlauf nicht exakt sein.
Es wurde im Rahmen der Erfindung darauf verzichtet, den funktionalen Ver
lauf des Fehlers (exakt) zu ermitteln. Vielmehr konzentrieren sich die Ziel
setzungen der Erfindung auf eine direkte Ermittlung der Korrekturwerte.
Das der Erfindung zugrunde liegende allgemeine Prinzip beruht darauf, daß
zu einem Wert, insbesondere Meßwert, jeweils ein korrespondierender, ins
besondere inverser und geschwindigkeitsabhängiger, Korrekturwert gebildet
wird und mittels des Korrekturwertes jeder Wert entsprechend einzeln korri
giert wird. Insgesamt ergibt sich aus den Werten bzw. Meßwerten in Abhän
gigkeit der Geschwindigkeit des Faserbandes ein, vorzugsweise monoton
steigender bzw. fallender, Funktionsverlauf und aus den Korrekturwerten ein
inverser, vorzugsweise monoton fallender bzw. steigender, Funktionsverlauf.
Durch die Invertierung der Meßwertkurve bzw. der einzelnen Werte wird ei
ne Fehlerkorrektur des fehlerbehafteten Wertes erreicht. Durch die direkte
Zuordnung eines Korrekturwertes des fehlerbehafteten Wertes wird eine
geschwindigkeitsabhängige direkte Beeinflussung der Regulierung einer
Strecke verwirklicht, so daß beim Hochfahren nach Korrektur der fehlerbe
hafteten Meßwerte eine Vergleichmäßigung des Faserbandes, das während
des Hochlaufs die Strecke durchläuft, eintritt. Der zu korrigierende Wert
kann z. B. auch ein Mittelwert von mehreren Meßwerten oder dergleichen
sein.
Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dieses allgemeine Prinzip in ei
nem empirischen und einem automatischen bzw. selbstlernenden Konzept
weiterzubilden. In beiden Fällen wird erreicht, daß die korrigierte Meßwert
kurve nach Differenzbildung vom fehlerbehafteten Meßwert und dem jeweili
gen Korrekturwert eine Gerade erzielt wird, die im wesentlichen parallel zur
Abszisse ist. In diesem Fall weist die Einstellungskurve eine Steigung von
Null auf, d. h. daß nach Korrektur des geschwindigkeitsabhängigen Fehlers
(Meßwert) durch einen korrespondierenden, ebenfalls geschwindigkeitsab
hängigen Korrekturwert, der fehlerbereinigte Meßwert im wesentlichen ge
schwindigkeitsunabhängig ist. Zunächst wird das empirische Korrekturver
fahren und dessen Vorrichtung beschrieben.
Zu diesem Zweck müssen muß aus der Bewegung des Fasermaterials wäh
rend einer Geschwindigkeitsänderung des Faserbands mittels eines Meßor
gans geschwindigkeitsproportionale Signale erzeugt werden. Diese Signale
können beispielsweise Impulsfolgen oder Impulsfolgen mit einer vorbe
stimmten Frequenz (Impulsfolgefrequenz) umfassen. Dieses Meßorgan kann
vorteilhafterweise ein Impulsgeber sein, der mit einem Walzenpaar, insbe
sondere einem Tastwalzenpaar gekoppelt ist. Gemessen wird die Drehge
schwindigkeit der Tastwalze, die ein Äquivalent für die Geschwindigkeit des
Fasermaterials im Einlauf ist.
Die dabei erzeugte geschwindigkeitsproportionale Signale, z. B. Impulsfol
gefrequenzen des Impulsgebers, werden einer Auswerteeinrichtung zuge
führt. Die Auswerteeinrichtung umfaßt eine Ermittlungseinrichtung, eine
Umformungseinrichtung und eine Anpassungseinrichtung.
Die Ermittlungseinrichtung ermittelt die Periodendauer von virtuellen Weg
segmenten auf den Tastrollenumfang in Abhängigkeit der Einlaufgeschwin
digkeit des Fasermaterials während einer relevanten Geschwindigkeitsände
rung, wie dem Hochlauf, der Stillsetzung oder verzugsbedingten Geschwin
digkeitsänderungen. Damit ist jedem Wert der Einlaufgeschwindigkeit eine
Periodendauer zuordenbar. Die Periodendauer in Abhängigkeit der Einlauf
geschwindigkeit des Fasermaterials widerspiegelt einen monoton fallenden,
insbesondere exponentiellen, Verlauf. Dieser ermittelte monoton fallende
Verlauf der Funktion entspricht einer inversen Funktionskurve zum monoton
steigenden, insbesondere logarithmischen, Verlauf des Fehlers. Um mit den
Werten aus dieser inversen Kurve arbeiten zu können, wird jeder Wert der
Periodendauer in einer Umformungseinrichtung in einen Frequenzwert um
geformt.
In einem weiteren Schritt erfolgt durch Kehrwertbildung ein Umformen auf
die Periodendauer. Mit dieser Umformung, die zu einer Art der Umkehrung
bzw. Negation des Meßwerts, wird ein auswertbarer, definierter Fensteraus
schnitt der monoton fallend verlaufenden, inversen Funktion gebildet, in dem
der Wert der Periodendauer zur Verfügung steht.
Jeder Wert der Periodendauer wird anschließend einer Anpassungseinrich
tung zugeführt. In der Anpassungseinrichtung wird die Abhängigkeit des
verwendeten Fasermaterials berücksichtigt, d. h. angepaßt. Die Anpassung
kann beispielsweise durch eine Verstärkung oder Abschwächung erfolgen.
Der dann bereitstehende Wert entspricht einem Korrekturwert, der in einer
Korrektureinrichtung zur Korrektur des fehlerbehafteten Meßwertes zu ver
wenden ist.
Um zu überprüfen, daß die verwendeten Korrekturwerte aus der richtigen
inversen Funktion verwendet werden, erfolgt eine Plausibilitäts-Prüfung. Zu
zwei, möglichst weit auseinanderliegenden Geschwindigkeitswerten wird die
erfolgte Korrektur betrachtet. In beiden Fällen der Geschwindigkeitswerte
muß der Differenzwert aus Fehlerwert und Korrekturwert auf einer gemein
samen "Einstellungskurve" liegen. Die Einstellungskurve ist eine parallel zur
Abszisse verlaufende Kurve. Nur in diesem Fall zeigt die Prüfung mittels
Einstellungskurve, daß die entsprechende inverse Funktion gefunden wurde.
Das Korrekturverfahren hat den Vorteil, daß es unabhängig von der Ge
schwindigkeitskennlinie des Fasermaterials im Hochlauf ist. Das Korrektur
verfahren arbeitet somit geschwindigkeitsunabhängig. Da stets konstante
Weglängen des Fasermaterials betrachtet werden, arbeitet das Verfahren in
diesem Sinne "wegabhängig".
Neben dem aufgeführten empirischen Korrekturverfahren ist es in einer al
ternativen Weiterbildung des Generalprinzips möglich, das Korrekturverfah
ren selbstlernend auszubilden. Hierbei wird die Fehlerfunktion im Gegensatz
zur empirischen Vorgehensweise automatisch und selbständig ermittelt, so
daß jeder fehlerbehaftete und geschwindigkeitsabhängige Meßwert entspre
chend durch die Selbstoptimierung und Autokorrektur sofort und eigenstän
dig korrigiert wird. Die Kompensation des Fehlers eines Meßwertes erfolgt
fortlaufend während des Betriebes der Strecke. Außerdem ist die Ausbildung
einer dynamischen Anpassung der Fehlerfunktion vorgesehen. Durch die
Selbstkorrektur des Verfahrens ist es nicht erforderlich, material- und ma
schinenbedingte Eigenschaften und/oder weitere mögliche Einflüsse zu be
rücksichtigen.
Erfindungsgemäß wird ein Korrekturwert aus den Meßwerten des Meßor
gans und einem Vergleichsmeßwert gebildet und mittels des gebildeten Kor
rekturwertes und den ursprünglichen Meßwerten des Faserbandes werden
die Meßwerte korrigiert. Alle verwendeten und gebildeten Werte sind ein
gangsseitig direkt oder indirekt mit dem Meßorgan verbunden.
Besonders ist es von Vorteil, wenn die Meßwerte des Faserbandes und/oder
der Korrekturwert und/oder der Vergleichswert und/oder der korrigierte Wert
in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Faserbandes ermittelt werden.
Hierdurch wird die dynamische Anpassung und Autokorrektur des Verfah
rens erreicht, derart, daß das Verfahren als Ergebnis im wesentlichen einen
geschwindigkeitsunabhängigen korrigierten Wert (für alle Geschwindigkeiten
des Faserbandes) erzielt. Durch die Geschwindigkeitsabhängigkeit der ent
sprechenden Werte werden diese dynamisch und fortlaufend angepaßt.
Diese automatische Adaption führt zu einer autonomen Funktionsweise, oh
ne daß von außen in den Verfahrensablauf eingegriffen werden muß.
Weiter ist es vorzugswürdig, wenn die Meßwerte des Faserbandes in vorbe
stimmten Abschnitten erfaßt werden. Das Verfahren zielt darauf ab, das Fa
serband nicht fortlaufend meßtechnisch festzuhalten, sondern in Abschnitten
einer bestimmten Länge zu erfassen. Die untersuchte Länge des Faserban
des ist hinreichend klein gewählt, z. B. 30 mm, so daß beim Hochlauf der
Strecke die verschiedenen Geschwindigkeiten des zu verstreckenden Fa
serbandes beim Anfahren der Textilmaschine erfaßt werden.
Darüber hinaus ergeben sich Vorteile, daß aus den Meßwerten des Faser
bandes ein Mittelwert gebildet wird. Dieser Mittelwert wird in einer Weiterbil
dung als mittlerer Wert eines durch das Meßorgan erfaßten Faserbandab
schnittes dargestellt. Somit kann jedem Faserbandabschnitt genau ein mitt
lerer Wert zugeordnet werden.
Die dynamische und selbstlernende Autokorrektur ist besonders dann vor
teilhaft ausgebildet, wenn der Vergleichsmeßwert als geschwindigkeitsab
hängiger Wert bei hohen Geschwindigkeiten des Faserbandes ermittelt wird.
Bei einer hohen Faserbandgeschwindigkeit wird allgemein davon ausge
gangen, daß sich die Meßwerte nur geringfügig unterscheiden, d. h. die rela
tive Änderung des Meßwertes sehr gering ist. Der so ermittelte Vergleichs
meßwert dient als Referenz zur Bildung des Korrekturwertes.
Desweiteren ist es vorzuziehen, wenn der Mittelwert des Faserbandes zum
Vergleichsmeßwert, insbesondere einem gleitenden Mittelwert, beiträgt. Der
Vergleichsmeßwert wird jeweils zu einer bestimmten Geschwindigkeit des
Faserbandes bzw. des Faserbandabschnittes gebildet. Durch die Mittelung
der jeweiligen Mittelwerte über mehrere Hochläufe werden die gemittelten
Meßwerte eines Faserbandabschnittes bei einer bestimmten Geschwindig
keit nochmals gemittelt, so daß spontane Schwankungen ausgemittelt wer
den. Als Ergebnis erhält man einen im wesentlichen stabilen und fast
schwankungsfreien Funktionsverlauf in Abhängigkeit der Geschwindigkeit
des Faserbandes. Außerdem unterliegt der als Referenz verwendete Ver
gleichsmeßwert nur geringfügigen bzw. zu vernachlässigenden Schwankun
gen. Um möglichst aktuelle Daten für die Autokorrektur zu gewinnen werden
die Mittelwerte nach dem FIFO-Prinzip in einem gleitenden Mittelwert, z. B.
über die letzten 16 Hochläufe, zusammengefaßt.
Um Aussagen über die Textilmaschine und die Faserbänder treffen zu kön
nen, werden vorteilhafterweise die gleitenden Mittelwerte in einen Korrektur
graphen bzw. eine Korrekturtabelle übertragen. Durch die Aufzeichnung die
ser Werte können während oder nach dem Betrieb die Daten analysiert wer
den, so daß Qualität und Güte des erzeugten Faserbandes bzw. über die
Textilmaschine überwacht werden können.
Vorteilhafterweise wird die Abweichung bzw. der Korrekturwert des Faser
bandes aus der Differenz des Mittelwertes bei hohen Geschwindigkeiten des
Faserbandes und dem Mittelwert eines Faserbandabschnittes gebildet.
Durch die Zuordnung des Faserband-Mittelwertes zu einem jeweiligen Kor
rekturwert bei der gleichen Geschwindigkeit wird die individuelle Abwei
chung von dem Referenzwert erzielt.
Außerdem wird der korrigierte Meßwert bevorzugt aus der Summe des
Meßwertes des Faserbandes und des Korrekturwertes gebildet. D.h. jeder
Meßwert des Faserbandes bzw. des Faserbandabschnittes wird einzeln kor
rigiert durch die Abweichung des Mittelwertes über dem gesamten Faser
bandabschnitt von einem Referenzwert (Mittelwert über mehrere Hochläufe
des Faserbandes bei einer hohen Geschwindigkeit der Faserbänder). Hier
bei wird von der Annahme ausgegangen, daß sich die Geschwindigkeit des
Faserbandes innerhalb des betrachteten Abschnittes geringfügig oder kaum
ändert. Deshalb muß der gewählte Faserbandabschnitt recht kurz sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung werden sämtlichen Werten, die vom
Meßorgan erfaßt oder erfindungsgemäß erzeugt werden, Speicheradressen
mindestens einer Speicher- bzw. Rechnereinrichtung zugewiesen. Durch die
Umsetzung der Werte in digitale Werte können mittels der Speicher- bzw.
Rechnereinrichtungen die erfaßten und errechneten Daten leicht und schnell
verwaltet und errechnet werden. Mit den leistungsfähigen und günstigen
Rechnerchips stehen Einrichtungen zur Verfügung, die große Datenmengen
gut verwalten können. Durch den Einsatz von Multiprozessoren ist das erfin
dungsgemäße selbstlernende Autokorrekturverfahren leicht und kostengün
stig zu realisieren.
Von Vorteil ist es außerdem, wenn die Speicheradressen der Speicher- bzw.
Rechnereinrichtungen in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Faserban
des adressiert werden. Dies ermöglicht eine erheblich bessere und günstige
re Adressenverwaltung der Daten. Besonders bevorzugt werden nach der
Erfindung virtuelle Bandsegmente konstanter Länge erfaßt, deren Perioden
dauer mittels einer Einrichtung zur Periodendauermessung gemessen wer
den. Danach kann die Geschwindigkeit des virtuellen Bandsegmentes be
stimmt werden. Bei niedrigen Faserbandgeschwindigkeiten ergibt sich eine
große Periodendauer, die mit zunehmender Bandgeschwindigkeit geringer
wird. Da die Änderungen des Meßfehlers beim Hochlauf sehr hoch sind,
werden dort mehr Speicherplätze benötigt als bei hohen Geschwindigkeiten
des Faserbandes, da dort die relative Änderung des Meßwertes im Vergleich
zu niedrigen Geschwindigkeiten gering ist. Durch die Umrechenbarkeit von
Periodendauern in Frequenzen korrespondieren große Periodendauern bzw.
niedrige Frequenzen mit einem großen Speicherplatzbedarf und kleine Peri
odendauern bzw. hohe Frequenzen mit einem geringen Speicherplatzbedarf.
Durch diese Adressierbarkeit der Speicherplätze in Abhängigkeit der Ge
schwindigkeit bzw. der Periodendauer wird der Speicherbedarf optimal ver
waltet, da wenig Redundanz in den Datensätzen vorhanden ist. Beim
Hochlauf wird mehr Speicherkapazität benötigt als bei hohen Geschwindig
keiten des Faserbandes. Die jeweilige Speicheradresse wird somit vorteil
hafterweise als Funktion der Periodendauer bzw. Frequenz eines virtuellen
Bandsegments mit einer konstanten Länge bestimmt. Durch die Adressier
barkeit der Speicher (RAM) erhält man ein exaktes Abbild des Funktionsgra
phen.
Um langfristige Aussagen über die Textilmaschine zu machen, wird vorteil
hafterweise der Korrekturgraph bzw. die Korrekturtabelle während eines
Kannenwechsels an einer Textilmaschine generiert oder aktualisiert. Aus
dem Korrekturgraphen kann der als Referenz bestimmte Meßwert bzw. glei
tende Mittelwert entnommen werden. Die Nutzung einer Korrekturtabelle
dient zur Verteilung und Entzerrung der Rechnerleistung, wenn ein Prozes
sor verwendet wird, der eine zu geringe Rechenleistung aufweist.
Darüber hinaus ist es Ziel der Erfindung eine Vorrichtung vorzuschlagen,
gemäß der das Autokorrekturverfahren ausgeführt werden kann. Die Vor
richtung zur Fehlerkorrektur weist ein Meßorgan auf, das Meßwerte eines
durchlaufenden Faserbandes erfaßt und an eine Korrektureinrichtung liefert
und die Korrektureinrichtung angepaßte Werte an eine Regulierung für ein
Arbeitsorgan einer Textilmaschine, insbesondere Strecke, liefert. Erfin
dungsgemäß ist die Vorrichtung derart weitergebildet, daß die Korrekturein
richtung eine Einrichtung zur Bildung der korrigierten Meßwerte aufweist und
eine Korrekturwerteinrichtung, wobei die Einrichtung zur Bildung der korri
gierten Meßwerte eingangsseitig mit dem die Meßwerte erfassenden Meß
organ und der Korrekturwerteinrichtung verbunden ist. Hierbei werden par
allel zueinander Meßwerte des Meßorgans an beide Einrichtungen (Ein
richtung zur Bildung der korrigierten Meßwerte bzw. Korrekturwerteinrich
tung) geliefert. Ausgangsseitig ist die Korrekturwerteinrichtung mit der Ein
richtung zur Bildung der korrigierten Meßwerte verbunden. In der Korrektur
werteinrichtung wird die Abweichung eines Meßwertes von einem Referenz
wert festgestellt und an die Einrichtung zur Bildung der korrigierten Meß
werte weitergegeben. In dieser Einrichtung wird zu jedem gemessenen
Meßwert des Meßorgans der entsprechende Korrekturwert bei der gleichen
Geschwindigkeit des Faserbandes gegeben. Als Ergebnis wird der korri
gierte Meßwert an eine weitere Einheit, z. B. Regulierung, weitergegeben.
In einer Weiterbildung weist die Korrekturwerteinrichtung eine Einrichtung
zur Bildung von Korrekturwerten auf, die eingangsseitig mit einer Einrichtung
zur Mittelwertbildung der Meßwerte und mit einer Vergleichsmeßwertein
richtung verbunden ist. Zur Vereinfachung der Autokorrektur werden Mittel
werte über einen vorbestimmten kleinen Faserbandabschnitt in der Einrich
tung zur Mittelwertbildung ausgebildet. Die Vergleichsmeßwerteinrichtung
liefert einen Referenzwert.
Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Vergleichsmeßwerteinrichtung
eingangsseitig mit der Einrichtung zur Mittelwertbildung verbunden ist.
Durch diese Verbindung können zur Ausführung der Autokorrektur die er
mittelten Mittelwerte des Faserbandes zur Bestimmung eines Referenzwer
tes verwendet werden. Der Referenzwert bestimmt sich dadurch, daß die
relative Fehleränderung des Meßwertes bei hohen Geschwindigkeiten sehr
gering ist.
Vorteilhafterweise erfaßt die Vergleichsmeßwerteinrichtung eine Einrichtung
zur Bildung von gleitenden Mittelwerten und/oder eine Einrichtung zur Bil
dung eines Korrekturgraphen bzw. einer Korrekturtabelle. Mittels dieser Ein
richtungen läßt sich der Referenzwert leicht bestimmen.
Die Korrektureinrichtung ist in einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung
mittels mindestens einer Rechnereinheit ausgebildet. Durch die Bereitstel
lung von Rechnerkapazitäten läßt sich die große Datenmenge gut verwalten
und auswerten, so daß die korrigierten Meßwerte an die Reguliereinheit
oder ein anderes Arbeitsorgan weitergegeben werden kann, um die gemes
sene Stelle des Faserbandes entsprechend auszuregulieren.
Außerdem ist vorgesehen, daß die Korrektureinrichtung Speichereinrichtun
gen für die Daten aufweist.
Ferner ist erfindungsgemäß die Korrektureinrichtung mit einer Erfassungs
einrichtung von Faserband bzw. Faserbandabschnitten und/oder deren Ge
schwindigkeit verbunden. Gemäß der Erfindung werden virtuelle Bandseg
mente mit einer konstanten Länge vermessen, wobei die Periodendauer ei
nes Bandsegments entsprechend ermittelt wird. Durch die Verbindung der
Korrektureinrichtung mit der Erfassungseinrichtung können die Werte in Ab
hängigkeit der Geschwindigkeit des jeweiligen Abschnittes einander zuge
ordnet werden.
Darüber hinaus ist es vorzugswürdig, wenn die Speichereinrichtung in Ab
hängigkeit der Geschwindigkeit des Faserbandes bzw. der Faserbandab
schnitte adressierbar sind. Aufgrund dieser eindeutigen Zuordnung zwi
schen Geschwindigkeit und den in der Rechnereinrichtung gespeicherten
Werten findet eine eindeutige Zuordnung statt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in den
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Vorrichtung zur Durchführung des empiri
schen Korrekturverfahrens,
Fig. 2 schematisch die Einstellungskurve des empirischen Verfah
rens,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung für ein
selbstoptimierenden Korrekturverfahrens,
Fig. 4 eine Alternative der Vorrichtung für das selbstlernende Auto
korrekturverfahren,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Funktionsgraphen.
Fig. 1 zeigt ein in Pfeilrichtung transportiertes Fasermaterial FM. Das Fa
sermaterial FM wird vor einem Arbeitsorgan AO durch ein Tastwalzenpaar
TR1, TR2 nach der Dicke abgetastet. Das Arbeitsorgan AO wird gebildet
durch ein Verzugsstreckwerk VS. Das Verzugsstreckwerk VS besitzt ein
Lieferwalzenpaar W5, W6 welches eine annähernd konstante Lieferge
schwindigkeit für das Fasermaterial FM gewährleistet. Die Veränderung des
Verzuges erfolgt durch einen Reguliermotor RM. Der Reguliermotor RM ist
mit einem Planetengetriebe PG ausgerüstet. Der Reguliermotor RM erteilt
über das Planetengetriebe PG im Falle einer Verzugsänderung den Ver
zugswalzenpaaren W1, W2, W3, W4 eine Drehzahlerhöhung oder Drehzahlre
duzierung. Diese verzugsbedingte Drehzahlveränderung wird aufgrund der
mechanischen Kopplung zu den Verzugswalzenpaaren W1, W2, W3, W4
auch am Tastwalzenpaar TR1, TR2 spürbar.
Das Tastwalzenpaar hat eine feststehende, rotierende Tastwalze TR2 und
eine bewegliche Tastwalze TR1. Die bewegliche Tastwalze TR1 ist unter
gleichbleibenden Druck auf die feststehende Walze TR2 angepreßt. Bei Än
derungen der Dicke des Fasermaterials ändert die bewegliche Tastwalze
TR1 ihren Hub. Diese Änderung des Hubes wird im Signalwandler SW in ein
elektrisches Signal gewandelt. Dieses elektrische Meßsignal repräsentiert
die Dicke des Fasermaterials. Dieses Meßsignal wird einem Analog/Digital-
Wandler 12 zugeführt. Den Ausgang bildet ein digitaler Meßwert des Meßsi
gnals. Dieser Meßwert wird einer Korrektureinrichtung 1 zugeführt. In diese
Korrektureinrichtung 1 wird ein Korrekturwert eingeführt, der den Meßwert
um den Fehleranteil korrigiert. Der so korrigierte Meßwert wird einer Regu
lierung 2 zugeführt, die auf Grundlage des korrigierten Meßwertes eine
Drehzahländerung des Reguliermotors RM herbeiführen kann. Bei erfolgter
Drehzahländerung des Reguliermotors RM wird somit eine Verzugsände
rung im Streckwerk realisiert.
Im nachfolgenden wird erläutert, wie der Korrekturwert erzeugt wird. Benötigt
wird ein Meßorgan, welches ein zur Bewegung des Fasermaterials ge
schwindigkeitsproportionales Signal erzeugt. Das können beispielsweise
analog arbeitende oder digital arbeitende Meßorgane sein.
Nach Fig. 1 ist ein digital arbeitender Impulsgeber IG mechanisch mit der
Drehbewegung der Tastwalze TR2 gekoppelt. Durch die Drehgeschwindig
keit des Tastwalzenpaares TR1, TR2 ist die Geschwindigkeit des Fasermate
rials FM eine Bewegung mit proportionaler Geschwindigkeit. Infolge der me
chanischen Kopplung zwischen Tastwalze TR2 und Impulsgeber IG liefert
letzterer eine geschwindigkeitsproportionale Impulsfolgefrequenz. Diese ge
schwindigkeitsproportionale Impulsfolgefrequenz wird in eine Einrichtung 3
zur Korrekturwerterzeugung geliefert. Die Einrichtung 3 zur Korrekturwerter
zeugung hat eine Einrichtung 4 zur Periodendauermessung, eine Umrech
nungseinrichtung 5 und eine Anpassungseinrichtung 6.
Die Einrichtung 4 zur Periodendauermessung umfaßt eine Einrichtung 7 zur
Erzeugung virtueller Wegsegmente, d. h. die Erzeugung von Perioden. Die
Einrichtung 7 zur Erzeugung virtueller Wegsegmente erhält die geschwin
digkeitsproportionale Impulsfolgefrequenz. Durch Interupt-Steuerung wird
beispielsweise periodisch jeder 20. Impuls markiert, d. h. herausgelesen. Der
Abstand von einem bis zum 20. Impuls entspricht einer Periode. Diese Peri
ode ist so gewählt, daß sie ein Abbild eines Wegabschnittes geförderten
Fasermaterials zwischen dem Tastwalzenpaar darstellt. Beispielsweise kann
der Abstand zwischen jedem 20. Impuls aus der Impulsfolgefrequenz einer
Wegstrecke von 30 mm entsprechen. Der Umfang der Tastwalze wird bei
spielsweise in Kreissegmenten bekannter Länge (z. B. 30 mm) abgebildet.
Solche Perioden werden an den Periodendauerzähler 9 geliefert. Ein Oszil
lator 8 liefert Impulse einer eingestellten Frequenz. Nach Ablauf einer Peri
ode liefert der Periodendauerzähler 9 das Ergebnis an einen Periodendauer-
Zwischenspeicher 10. Der Periodendauer-Zähler 9 wird auf Reset geschal
ten und der Periodendauer-Zähler 9 arbeitet erneut mit der nachfolgenden
Periode.
Ein Zusammenfassen dieser Werte der Periodendauer ergibt einen monoton
fallenden, insbesondere exponentiellen Verlauf, der ein inverser Funktions
verlauf zur Fehlerkurve darstellt. Damit diese inverse Funktion aufgrund ih
rer unendlichen Endpunkte auch auswertbar wird, erfolgen Zwischenschritte,
die diese Auswertung letztlich ermöglichen. Dabei handelt es sich um ein
Umrechnen von den Werten der Periodendauer T auf Werte der Frequenz
und eine Rückrechnung zur Periodendauer. Dieser Sachverhalt wird reali
siert mit der Umrechnungseinrichtung 5.
Der Wert aus der Umrechnungseinrichtung 5 wird einer Anpassungsein
richtung 6 übergeben. Dort erfolgt die Anpassung an das verwendete Fa
sermaterial. Über einen Multiplikationsfaktor, bzw. eine entsprechende Ver
stärkung oder Abschwächung des jeweiligen Wertes, wird in der Anpas
sungseinrichtung 6 die Kräuselung der Fasern im Fasermaterial und die
Kompressionsfähigkeit des Fasermaterials berücksichtigt. Die Faserband
hängigen Einflüsse bzw. Faktoren sind durch eines empirische Vorgehens
weise ermittelbar und in der Anpassungseinrichtung 6 vorbestimmbar. Damit
wird die inverse Funktion in einem Koordinatensystem so verschoben, daß
die inverse Funktion exakt auf die geschwindigkeitsabhängige Fehlerkurve
angepaßt wird. In einer Weiterbildung ist die Anpassungseinrichtung 6 ma
nuell betätigbar, d. h. je nach Faserart kann die Anpassung durch Bedie
nungspersonal verändert werden.
Dieser so die Anpassungseinrichtung 6 verlassende Korrekturwert verläßt
damit die Einrichtung 3 zur Korrekturerzeugung und wird in die Korrekturein
richtung 1 eingeführt. In der Korrektureinrichtung 1 erfolgt die Korrektur je
des Meßwertes mit dem entsprechenden Korrekturwert. Die Regulierung 2
erhält somit korrigierte Meßwerte.
Um die mit dem Korrekturverfahren erzeugten Korrekturwerte bzw. die Lage
der dazu zutreffenden inversen Funktion zu überprüfen, macht sich eine
Einstellkontrolle erforderlich.
Eine Möglichkeit besteht darin, zu zwei Geschwindigkeitswerten, die mög
lichst weit auseinanderliegen, die erfolgte Korrektur zu betrachten. Zu jedem
Geschwindigkeitswert muß der Differenzwert aus Fehlerwert und Korrektur
wert auf einer gemeinsamen Einstellungskurve liegen. Fig. 2 zeigt eine sol
che Einstellungskurve EK. Weiterhin sind gezeigt, die monoton steigende,
vorzugsweise logarithmisch, verlaufende Fehlerkurve K1 und die dazugehö
rige inverse, d. h. monoton fallende, insbesondere exponentiell, verlaufende
Funktion K2. Zu einem Geschwindigkeitswert v0 während des Hochlaufs wird
ein Korrekturwert x1 ermittelt. Dazu wird der entsprechende Fehlerwert x2
bestimmt. Aus dem Fehlerwert x2 abzüglich dem Korrekturwert x1 ergibt sich
ein Differenzwert x3. Eine analoge Verfahrensweise wird zu einem anderen
Geschwindigkeitswert v1 gemacht. Es wird der Korrekturwert x'2 ermittelt und
der Fehlerwert x'1 bestimmt. Aus der Differenz zwischen Fehlerwert x'1 und
Korrekturwert x'2 wird ein Differenzwert x'3 ermittelt. Die beiden ermittelten
Differenzwerte x3 und x'3 müssen auf einer Geraden liegen, die parallel zur
Abszisse läuft, dann ist die Bedingung erfüllt, daß Differenzwert x3 = Diffe
renzwert x'3 ist und somit zur Fehlerkurve eine korrekt ermittelte inverse Kur
ve K2 vorliegt. Das ist das Ziel der Einstellkontrolle.
In der Praxis kann es vorkommen, daß die Einstellkontrolle nicht sofort eine
Gleichheit der Differenzwerte x3 und x'3 hat. In einem solchen Fall muß z. B.
durch ein Optimierungsverfahren (iteratives Verfahren) die Gleichheit der
Differenzwerte x3 und x'3 ermittelt werden. Das Auffinden dieses Optimums
kann folgendermaßen erfolgen: Es wird das Korrekturverfahren außer Be
trieb gesetzt. Damit sind keine Korrekturwerte vorhanden, d. h. es werden
fehlerbehaftete Meßwerte geliefert. Es besteht jetzt die Möglichkeit, den An
preßdruck der Tastwalze zu unterschiedlichen Werten der Geschwindigkeit,
z. B. während des Hochlaufs zu betrachten. Es wird der Anpreßdruck in einer
Richtung verändert und auf einen neuen Wert eingestellt. Dann wird zu ei
nem anderen Geschwindigkeitswert gemessen und der ermittelte Anstieg
zwischen den beiden Punkten wird überprüft hinsichtlich seiner Annäherung
an die reale, vorbekannte Fehlerkurve.
Fig. 3 und 4 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel einer Korrekturein
richtung 20 bzw. 30 gemäß einer selbstlernenden und selbstoptimierenden
Fehlerkorrektur von Meßfehlern an Bandmaße messenden Sensoren, z. B.
einer Strecke. In beiden Fällen wird die Korrektureinrichtung 20, 30 jeweils
mit Meßwerten TW eines bekannten Meßorgans (vgl. Fig. 1) eingangssei
tig beaufschlagt. Jede der Korrektureinrichtungen 20 bzw. 30 besteht ferner
aus einer Korrekturwerteinrichtung 21 bzw. 31 und einer Einrichtung 22, 32
zur Bildung der korrigierten Meßwerte. Die beiden Einrichtungen 21, 22 bzw.
31, 32 werden in parallelen Pfaden mit den Meßwerten TW versorgt. Aus
gangsseitig liefert die Korrekturwerteinrichtung 21 bzw. 31 einen Korrektur
wert FW an die Einrichtung zur Bildung der korrigierten Meßwerte 22 bzw.
32. An ihrer Ausgangsseite leitet die Korrektureinrichtung 20 bzw. 30 den in
der Einrichtung 22, 32 zur Bildung der korrigierten Meßwerte erzeugten
fehlerfreien Meßwert an eine Regulierung für Arbeitsorgane weiter.
Die an die Korrekturwerteinrichtung 21 bzw. 31 gelieferten Meßwerte TW
der Tastrolle, die die Meßwerte eines Faserbandsegments darstellen, wer
den gemittelt in einer Einrichtung zur Mittelwertbildung 23 bzw. 33. Von die
ser Einrichtung zur Mittelwertbildung 23, 33 wird der gebildete Mittelwert
MW eines Faserbandsegments weitergegeben an eine Vergleichsmeßwer
teinrichtung 25, 35. In dieser Vergleichsmeßwerteinrichtung 25, 35 werden
die bei einer bestimmten Faserbandgeschwindigkeit erfaßten Mittelwerte des
Faserbandes zu einem gleitenden Mittelwert von beispielsweise 16
Hochläufen der Maschine zusammengefaßt. Diese Einrichtung arbeitet nach
FIFO-Prinzip, d. h. wenn über n Bandläufe bzw. Mittelwerte ein gleitender
Mittelwert GM gebildet wird und nach einem weiteren Hochlaufen der (n+1)-te
Mittelwert bei dieser einen bestimmten Geschwindigkeit vorliegt, so wird
der erste Mittelwert gestrichen und der neue (n+1)-te für den neuen gleiten
den Mittelwert GM berücksichtigt. Dies trägt dazu bei, daß stets nur aktuelle
Werte zur Ermittlung eines Vergleichswertes herangezogen werden. Der
Vergleichsmeßwert wird als Wert aus dem erhaltenen Funktionsgraphen als
Mittelwert bei hohen Faserbandgeschwindigkeiten ermittelt. Bei dieser ho
hen Geschwindigkeit ist die relative Änderung des Meßwertes vernachläs
sigbar gering, so daß von einem fast fehlerfreien Meßwert ausgegangen
werden kann. Der als Referenz ermittelte gleitende Mittelwert GM bei einer
hohen Faserbandgeschwindigkeit gefundene Wert wird an einer Einrichtung
zur Bildung von Korrekturwerten 24 weitergeleitet (Fig. 3).
Der Mittelwert eines Faserbandsegments MW wird gleichzeitig parallel dazu
direkt an die Einrichtung zur Bildung von Korrekturwerten 24, 34 weiterge
leitet. In dieser Einrichtung 24 bzw. 34 wird die Differenz zwischen dem Re
ferenzwert und dem Mittelwert MW eines Faserbandsegments gebildet. Als
Ergebnis erhält man die Fehlerabweichung bzw. den Fehler FW, der von der
Korrekturwerteinrichtung 21, 31 weitergeleitet wird an die Einrichtung zur
Bildung der korrigierten Meßwerten 22, 32. An diese Einrichtung 22, 32 wer
den die Meßdaten von der Tastrolle TW parallel zu dem aufgezeigten Ver
arbeitungsweg in der Korrekturwerteinrichtung 21 bzw. 31 geliefert. In der
Einrichtung 22, 24 zur Bildung der korrigierten Meßwerte wird die Summe
der Meßdaten TW und des Fehlerwertes FW gebildet. Als Ergebnis erhält
man im wesentlichen fehlerfreie Meßwerte, die beispielsweise an eine Re
guliereinheit weitergeleitet werden.
In einer Weiterbildung und Alternative des Verfahrens und der Vorrichtung
aus Fig. 3 ist es möglich, die in der Vergleichsmeßwerteinrichtung 35 ge
bildeten gleitenden Mittelwerte GM an eine Einrichtung 36 zur Bildung eines
Korrekturgraphen bzw. einer Korrekturtabelle KT weiterzuleiten. Aus dieser
Korrekturtabelle KT wird in dem oben aufgezeigten Sinne der Vergleichswert
ermittelt, der an die Einrichtung zur Bildung von Korrekturwerten 34 weiter
geleitet wird (Fig. 4). Die Übertragung der gleitenden Mittelwerte GM in
eine Korrekturtabelle KT ist dann zu bevorzugen, wenn nicht genügend
Rechnerkapazität zur Verfügung steht und somit für eine Entzerrung der
Prozessorauslastung sorgt. Die Übertragung der gleitenden Mittelwerte GM
in die Korrekturtabelle KT kann vorteilhafterweise dann erfolgen, wenn an
der Textilmaschine beispielsweise ein Kannenwechsel erfolgt.
Durch die ständige Aktualisierung (vor allem der gleitenden Mittelwerte GM),
stehen für die Korrektur der Meßwerte TW immer neue Daten zur Verfü
gung, die die tatsächlichen Eigenschaften der in der Textilmaschine vorhan
denen Faserbänder repräsentieren. Somit wird einerseits das Verfahren
selbstlernend und selbstoptimierend ausgebildet und erfaßt jeweils die Ei
genschaften der verwendeten Faserbänder, der Textilmaschine und andere
produktionsrelevante Einflüsse, so daß eine dynamische Anpassung der
Meßwerte fortlaufend und aktualisiert erfolgt.
Zur leichteren Verwaltung der Daten wird das dargestellte Verfahren vorteil
hafterweise in einer Rechnereinrichtung mit Speicheradressen ausgebildet.
Da gemäß dem Verfahren Meßwerte von virtuellen Garnsegmenten mit einer
konstanten Länge erfaßt werden, deren Periodendauer mittels einer Ein
richtung zur Periodendauermessung (siehe Fig. 1) ermittelt wird, so kann
die gemessene Periodendauer dazu verwendet werden, die RAM-
Speicherzellen der Rechnereinrichtung zu adressieren. Da jeder Speicher
zelle dann eine bestimmte Geschwindigkeit des Faserbandes zugeordnet
wird, wird ein exaktes Abbild des Funktionsgraphen der Meßwerte und deren
Abweichung dort gespeichert. Hierzu ist die Einrichtung zur Periodenmeß
dauer mit der Korrektureinrichtung 20 bzw. 30 verbunden. In einer weiteren
Alternative ist die Einrichtung zur Periodendauermessung mit einzelnen Ein
richtungen der Korrektureinrichtung 20, 30 verbunden.
In Fig. 5 sind die Funktionsgraphen der Mittelwerte M bzw. der gleitende
Mittelwerte und der Abweichung F in Abhängigkeit der Faserbandgeschwin
digkeiten schematisch dargestellt. Der Funktionsgraph M entspricht einer im
wesentlichen monoton steigenden Funktionskurve, die sich asymtotisch ei
ner Geraden annähert. Gemäß dem Verfahren wird bei einer hohen Ge
schwindigkeit des Faserbandes vH ein Referenzwert MH ermittelt. Von die
sem Referenzwert MH werden alle anderen Werte des Funktionsgraphen M
abgezogen. Hierdurch wird die Abweichung des jeweiligen Meßwertes von
der Referenz gebildet, die eine Abweichungskurve F ergibt. Somit wird bei
jeder Geschwindigkeit zu jedem gemittelten Meßwert ein korrespondierender
Fehlerwert bzw. Abweichungswert eindeutig berechnet. Beispielsweise kor
respondiert bei einer niedrigen Faserbandgeschwindigkeit vL ein Mittelwert
ML mit dem Abweichungswert FL. Zur Korrektur des Meßwertes ML wird die
Summe aus den beiden Werten ML und dessen Abweichung FL gebildet.
Hierdurch erhält man den fehlerfreien Meßwert M'L, der zur Reguliereinheit
einer Strecke weitergeleitet.
Der Vorteil des selbstlernenden, selbstoptimierenden Verfahrens ist, daß die
Fehlerfunktion bzw. Abweichung der jeweiligen Meßwerte eigenständig ge
funden wird, die zur Kompensation der Meßfehler sich eignet. Hierzu ist es
nicht erforderlich, daß von außen manuell in den Korrekturablauf eingegrif
fen werden muß.
Insgesamt ermöglicht die Erfindung eine besser Ausregulierung der Faser
bänder, beispielsweise in einer Strecke, beim Hochlauf der Maschine. Dies
kann sowohl auf empirische oder auf selbstoptimierende Weise geschehen.
Claims (32)
1. Verfahren zur Fehlerkorrektur von geschwindigkeitsabhängigen Meß
werten, insbesondere der Dicke, eines Faserbands in einer Textilma
schine, wobei an einem Meßorgan Meßwerte des Faserbands ermittelt
werden, die Meßwerte angepaßt werden und an eine Regulierung für
ein Arbeitsorgan der Textilmaschine, insbesondere Strecke, geliefert
werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Wert, insbesondere
Meßwert, jeweils ein korrespondierender, insbesondere inverser, und
geschwindigkeitsabhängiger Korrekturwert gebildet wird und mittels
des Korrekturwerts des Werts entsprechend einzeln korrigiert wird, wo
bei aus den Werten in Abhängigkeit der Geschwindigkeit sich ein, vor
zugsweise monoton steigender bzw. fallender, Funktionsverlauf und
aus den Korrekturwerten sich ein inverser, vorzugsweise monoton fal
lender bzw. steigender, Funktionsverlauf zu den Werten ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrek
turwert aus einer der Bewegung des Faserbands (FM) entsprechenden
geschwindigkeitsproportionalen Signalen, insbesondere Impulsfolgen,
bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Korrek
turwert mittels eines faserbandabhängigen Faktors bestimmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Korrekturwert nach einer Umrechnung und/oder einer
Anpassung zur Korrektur des Meßwertes benutzt wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die geschwindigkeitsproportionalen Signale in einer Ein
richtung (3) zur Korrekturwerterzeugung verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die geschwindigkeitsproportionale Signale in einer Ein
richtung (4) zur Periodendauermessung verwendet wird zur Ermittlung
einer Periodendauer, und diese Periodendauer nachfolgend in einer
Umrechnungseinrichtung (5) umgewandelt wird und der umgewandelte
Wert nachfolgend in einer Anpassungseinrichtung (6) mindestens mit
tels eines faserbandabhängigen Faktors als Korrekturwert ermittelt
wird.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die geschwindigkeitsproportionalen Signale von einem
Impulsgeber (IG) erzeugt werden und an die Einrichtung (4) zur Peri
odendauermessung weitergeleitet werden, so daß Perioden, die virtu
ellen Wegsegmenten entsprechen, mittels einer Einrichtung (7) erzeugt
werden und an einen Periodendauerzähler (9) geliefert werden und von
einem Oszillator (8) Impulse mit festgelegter Frequenz ebenfalls an den
Periodendauerzähler (9) geliefert werden und die ermittelte Dauer der
Periode mittels des Periodendauerzählers (9) an einen Periodendauer-
Zwischenspeicher (10) geliefert wird und nachfolgend zur Umrech
nungseinrichtung (5) geführt wird.
8. Vorrichtung zur Fehlerkorrektur von geschwindigkeitsabhängigen
Meßwerten, insbesondere der Dicke eines Faserbands in einer Textil
maschine, wobei ein Meßorgan Meßwerte des Faserbands erfaßt und
an eine Korrektureinrichtung liefert, und die Korrektureinrichtung ange
paßte Werte an eine Regulierung für ein Arbeitsorgan der Textilma
schine, insbesondere Strecke, liefert und zur Durchführung des Verfah
rens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
das Meßorgan (TR) mit einem Impulsgeber (IG) verbunden ist zur Er
zeugung von geschwindigkeitsproportionalen Signalen, insbesondere
Impulsfolgen, und der Impulsgeber (IG) mit einer Einrichtung (3) zur
Korrekturwerterzeugung verbunden ist, die zur Bestimmung jeweils ei
nes mit dem Meßwert korrespondierenden, vorzugsweise inversen, und
geschwindigkeitsabhängigen Korrekturwerts ausgebildet ist und mit der
Korrektureinrichtung (1) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein
richtung (3) zur Korrekturwerterzeugung über eine Einrichtung (4) zur
Periodendauermessung zur Erzeugung einer Periodendauer aus den
geschwindigkeitsproportionalen Signalen und eine Umwandlungsein
richtung (5) zur Umwandlung der ermittelten Periodendauer aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein
richtung (3) zur Korrekturwerterzeugung über eine Anpassungsein
richtung (6) verfügt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die An
passungseinrichtung (6) manuell betätigbar ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Korrek
turwert (FW) aus den Meßwerten (TW) des Faserbands und einem
Vergleichsmeßwert (GM, KT) gebildet wird und daß ein korrigierter
Meßwert (KW) durch die Meßwerte (TW) des Faserbands und dem
Korrekturwert (FW) gebildet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß
werte (TW) des Faserbands und/oder der Korrekturwert (FW) und/oder
der Vergleichswert (GM, KT) und/oder der korrigierte Meßwert (KW) in
Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Faserbands ermittelt werden.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meßwerte (TW) des Faserbands in vorbestimmten
Abschnitten erfaßt werden.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß aus Meßwerten (TW) des Faserbands ein Mittelwert
(MW) gebildet wird.
16. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Vergleichsmeßwert (GM) als Wert bei hohen Ge
schwindigkeiten des Faserbands ermittelt wird.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Mittelwert (MW) des Faserbands zum Vergleichs
meßwert (GM, KT), insbesondere einem gleitenden Mittelwert, beiträgt.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die gleitenden Mittelwerten (GM) für einen Korrekturgra
phen bzw. eine Korrekturtabelle (KT) verwendet werden.
19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Korrekturwert (FW) aus der Differenz von Mittelwert
bei hohen Geschwindigkeiten und dem Mittelwert (MW) gebildet wird.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der korrigierte Meßwert (KW) aus der Summe des Meß
werts des Faserbands (TW) und des Korrekturwerts (FW) gebildet
wird.
21. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß dem Mittelwert (MW) und/oder den gleitenden Mittel
werten (GM) und/oder dem Korrekturgraphen bzw. der Korrekturtabelle
(KT) und/oder dem Korrekturwert (FW) und/oder dem korrigierten
Meßwert (KW) Speicheradressen einer Speicher- bzw. Rechnerein
richtung zugewiesen werden.
22. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Speicheradressen in Abhängigkeit der Geschwindig
keit des Faserbands adressiert werden.
23. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Korrekturgraph bzw. die Korrekturtabelle (KT) wäh
rend eines Kannenwechsels generiert und/oder aktualisiert wird.
24. Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8 und zur Durchfüh
rung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche 1, 12 bis
23, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektureinrichtung (20, 30) ei
ne Einrichtung zur Bildung der korrigierten Meßwerte (22, 32) aufweist
und eine Korrekturwerteinrichtung (21, 31) aufweist, wobei die Einrich
tung zur Bildung der korrigierten Meßwerte (22, 32) eingangsseitig mit
dem die Meßwerte (TW) erfassenden Meßorgan und der Korrektur
werteinrichtung (21, 31) verbunden ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kor
rekturwerteinrichtung (21, 31) eine Einrichtung zur Bildung von Kor
rekturwerten (24, 34) aufweist, die eingangsseitig mit einer Einrichtung
zur Mittelwertbildung (23, 33) der Meßwerte und mit einer Vergleichs
meßwerteinrichtung (25, 35, 36) verbunden ist.
26. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vergleichsmeßwerteinrichtung (25, 35, 36) eingangs
seitig mit der Einrichtung zur Mittelwertbildung verbunden (23, 33) ist.
27. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Vergleichsmeßwerteinrichtung (25, 35, 36) eine Ein
richtung zur Bildung von gleitenden Mittelwerten (GM) und/oder eine
Einrichtung zur Bildung eines Korrekturgraphen bzw. einer Korrekturta
belle (KT) umfaßt.
28. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrektureinrichtung (20, 30) mittels mindestens ei
ner Rechnereinheit ausgebildet ist.
29. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrektureinrichtung (20, 30) Speichereinrichtungen
aufweist.
30. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrektureinrichtung (20, 30) mit einer Erfassungs
einrichtung von Faserband bzw. Faserbandabschnitten und/oder deren
Geschwindigkeit verbunden ist.
31. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Speichereinrichtungen in Abhängigkeit der Ge
schwindigkeit des Faserbands bzw. der Faserbandabschnitte adres
sierbar sind.
32. Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Korrektureinrichtung (20, 30) selbstlernend ausgebil
det ist.
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