DE2315328C3 - Verfahren und Einrichtung zur Auswertung von Fadenfehler-Signalen - Google Patents
Verfahren und Einrichtung zur Auswertung von Fadenfehler-SignalenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Auswertung von Signalen, die von
Fehlern verursacht sind, die am laufenden Faden in einer Fadenerzeugungsvorrichtung kapazitiv aufgenommen
werden, wobei alle einen bestimmten Schwellenwert übersteigenden Signale verwertet werden.
Es ist bekannt, in Garn- oder Fadenerzeugungsvorrichtungen den laufenden Faden zu überwachen und die
auftretenden Titer-Schwankungen in Signale zu übersetzen, die aufgezeichnet werden und Aufschluß geben
über die Qualität des erzeugten Fadens. In der US-PS 85 924 ist eine für diesen Zweck gedachte Einrich- Μ
tung beschrieben, bei der eine zusätzliche Fehlerkomponente dadurch gewonnen werden kann, daß der durch
einen kapazitiven Fühler abzutastende Faden zusätzlich zu Schwingungen angeregt wird. Die an den Fühler
angeschlossenen Schaltungsmittel enthalten Frequenz-Filter, die als Ausgangssignal nur solche Frequenzen des
Eingangssignals durchlassen, die höher als die Frequenz der Schwingungsanregung sind. Das bedeutet, daß über
längere Zeit sich erstreckende Abweichungen vom Normalwert unberücksichtigt bleiben. Diese Einrichtung
dient gleichzeitig dazu, unvermeidbaren Nullpunktsschwankungen oder -Wanderungen zu begegnen.
Absolutmessungen sind dadurch möglich, daß mittels der Vorrichtung, die den zu überwachenden Faden in
Schwingungen versetzt, der Faden aus der Meßstelle ('5
vollständig herausbewegt wird.
Eine aus der US-PS 33 03 698 bekannte Einrichtung bezweckt, bei Abweichungen des Titers von einem
vorgegebenen Grenzwert oder bei Herausfallen aus einem bestimmten Bereich ein Signal oder einen
Bearbeitungsvorgang auszulösen, wenn der abweichende Abschnitt eine bestimmte Länge übersteigt Bei
dieser bekannten Einrichtung sollen natürliche oder statistische Unregelmäßigkeiten, insbesondere bei aus
Naturfasern hergestellten Garnen, unberücksichtigt bleiben. Dagegen führen über größere Längen reichende
Abweichungen vom Normalwert oder Normalbereich zu Fehlersignalen bzw. dazu, daß z. B. bei
Garnwickelvorrichtungen das die Qualität beeinträchtigende Stück herausgeschnitten wird. In dieser Einrichtung
geht das Signal, das von einem kapazitiven Fühler ausgelöst wird, in eine Schaltung, die einerseits die
Titer-Abweichung, andererseits die Länge bestimmt, auf der die Titer-Abweichung auftritt. Diese beiden aus dem
aufgenommenen Signal abgeleiteten Bestimmungen gehen dann in eine nachgeschaltete Einrichtung, die
entweder die Fehler aufzeichnet oder z. B. beim Aufwickeln von Garn auf Spulen eine Schneidvorrichtung
steuert, die das fehlerhafte Stück beseitigt
Bei üblichen Einrichtungen zum Erzeugen von Chemiefasern mit einer großen Anzahl von Spinn-Einrichtungen
werden Titer-Schwankungen aus dem Grunde überwacht und aufgenommen, um Aufschlüsse
darüber zu erhalten, daß bei der Verwendung der Fäden für die Herstellung von Web- und Wirkwaren
möglicherweise Farbstreifen und Färbungsflecke erscheinen können, wenn die Fäden von der vorgesehenen
Qualität abweichen.
Bei bekannten Verfahren werden bislang periodisch die Kapazitätsfühler auf Fadenfehler anzeigende Signale
abgefragt, und die periodisch aufgenommenen Abfragewerte werden dann in eine gemeinsame
Datenverarbeitungsvorrichtung eingegeben und in dieser zu einer Gesamtbewertung kombiniert. Dieses
Verfahren liefert einen statistischen Überblick über die Gesamtqualität.
Es hat sich aber gezeigt, daß dieser statistische Überblick nicht reicht, wenn die Abfrageperioden
zugrunde gelegt werden, die mit verhältnismäßig einfachen Einrichtungen verwirklicht werden können.
Es ist damit zu rechnen, daß auch Fehiersignale in den Zeiten zwischen der Abtastung eintreten und sich
abträglich auf die allgemeine Gütebestimmung der Garne auswirken, ohne daß diese Signalausfälle
bemerkt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, trotz Abfragung mit verhältnismäßig langen Pausen zu einer
einwandfreien, brauchbaren Bewertung der überprüften Fäden zu gelangen. Nach der Erfindung wird diese
Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine Einrichtung gemäß Anspruch 2
ermöglicht die Ausführung des Verfahrens.
Die Erfindung läßt sich mit verhältnismäßig geringem Aufwand ausführen. Verfahren und Einrichtung sind
sehr einfach und arbeiten auch unter den Bedingungen, die in Einrichtungen zur Herstellung von Chemiefasern
herrschen, zuverlässig und einwandfrei. Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielsweise
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Anordnung der Hauptbestandteile
einer zur Ausführung des erfindungsgemaßen Verfahrens geeigneten Einrichtung,
Fig. 2 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsvorgange des Signal-Verarbeitungssysiems und
F i g. 3 ein ergänzendes Diagramm zu F i g. 2.
In Fig. 1 ist ein Faden 100 dargestellt, der von einer
Spinneinheit zugeführt wird, die wenigstens aus einer Spinndüse, einer Streckvorrichtung und einem Behandlungsbad
oder dergleichen besteht, wobei diese Teile der Einfachheit halber nicht gezeigt sind. Der Faden 100
läuft durch eine Fühlerlücke, die zwischen einem Paar stationärer Kondensatorelektroden ausgebildet ist, die
zu einem Fehlerfühler 4-1 des Kapazitätstyps gehören, der hier schematisch als Block gezeigt ist. Das derart
wahrgenommene Fehler-Signal wird durch eine Ausgangsleitung
Nr. 1 dem Eingangsanschluß 22-1 eines zeitweiligen Speicherkreises 5-1 zugeführt, der ein
siliziumgesteuertes Gleichrichterelement 6-1, das ais Speicherelement wirkt, Kondensatoren 9-1, 12-1 und
Halbleiter-Dioden 10-1, 11-1 und Widerstände 7-1, 8-1 enthält. Diese Schaltungselemente sind in der dargestellten
Weise miteinander leitend verbunden.
In gleicher Weise werden die Fäden 101, 102 ... 100 + r. durch entsprechende Fehlerfühler 4-2,4-3... 4-n
hindurchgeführu von denen jeder ebenso wie der
ersterwähnte Fühler 4-J gebaut ist Die kapazitiv abgetasteten Fehler-Signale werden von dort aus durch
entsprechende Ausgangsleitungen Nr. 2, Nr. 3 ... Nr. η den zeitweiligen Speichern 5-2,5-3... 5-n zugeführt, von
denen jeder ebenso wie der oben erwähnte erste Speicherkreis 5-1 gebaut ist.
Die Eingangsanschlüsse 22-2, 22-3 ... 22-n entsprechen dem Anschluß 22-1. Dasselbe gilt für die
entsprechend bezeichneten Elemente, wobei jeweils die letzte Ziffer hinter dem Bindestrich auf den jeweiligen
Kanal hinweist.
Die entsprechenden Fehler-Signale, die von den Fühlern 4-1, 4-2, 4-3 ... 4-n geliefert werden, sind in
Fig. 2 bei 16,26,36, n6 beispielsweise dargestellt. Diese
Garnfehler-Signale \b, 2b, 3b ... nb werden durch Abtastkontakte 14a-l, 14a-2, 14a-3 ... 14a-n der
Abtaster 14,15 als aufeinanderfolgende Eingänge einer ersten Informationsverarbeitungseinrichtung 19 zugeführt,
die nur vereinfacht als Block dargestellt ist.
Andererseits werden die in den zeitweiligen Speichern 5-1, 5-2, 5-3 ... 5-n gespeicherten Signale, die
beispielsweise und zur Erläuterung in F i g. 2 bei 3c und nc dargestellt sind, abgenommen und über entsprechende
Abtastkontakte 146-1, 146-2, 146-3 ... 146-n der
Abtaster 14, 15 in Reihenfolge einem Ausgabekreis 20 zugeführt, der ebenfalls nur vereinfacht als Block
dargestellt ist. Die Arbeitsreihenfolge der ersten und zweiten Abtastkontaktreihe kann in der Ordnung 14a-l,
146-1,14a-2,146-2,14j-3,146-3... 14a-n, 146-n erfolgen.
Der Block 21 stellt eine End-Gesamtinformationsverarbeitungseinrichtung
dar, die über ihre entsprechenden Eingänge 21a und 216 mit der ersten und der zweiten
Informationsverarbeitungsvorrichtung 19 bzw. 21 verbunden ist und die von dort kommenden Signalausgänge
verarbeiten kann. Wenn mit einem vollautomatischen Signalverarbeitungssystem gearbeitet wird, kann
die Endverarbeitungsvorrichtung 21 ein elektronischer Computer vom Digital-Typ sein. Statt dessen kann auch,
wenn nur ein sehr vereinfachtes Informationsaufzeichnungssystem benutzt wird, der Endinformationsverarbeiter
21 ein Digital-Drucker oder eine entsprechende Endaufzeichnungsvorrichtungsein.
Der mit 15 bezeichnete Teil des Abtastkreises 14, 15 stellt praktisch einen Steuerabschnitt dar und ist in
Reihe mit einem vorzugsweise in integrierter Schaltung
gebauten Zeitgeber 16 und einem Relais 17 verbunden, die durch entsprechende Blöcke vereinfacht dargestellt
sind. Synchron mit den Abtastvorgängen, d>e in F i g. 2
oder 3 bei \a 1, 2n 1 und 3a 1 gezeigt sind, liefert der
Steuerteil 15 aufeinanderfolgend Signale 22a der Signalreihe 22 an den Zeitgeber 16, der aufgrund dieser
Erregung für eine vorbestimmte Zeitspanne in Tätigkeit tritt, wenn ein Signal 23a, das zu einer Signalreihe 23
gehört, eintrifft. Zu dieser Zeit wird das Relais 17 so gesteuert, daß es seinen Kontakt 18 schließt, der an
seinem einen Ende mit einem vor dem Ausgabekreis 20 gelegenen Punkt und an seinem anderen Ende mit der
Erde verbunden ist Der Zeitgeber 16 wird zurückgestellt, wenn das Signal 226 in der Signalreihe 22 eintrifft,
wodurch die Tätigkeit des Relais 17 beendet und der dazu gehörende Relaiskontakt 18 aus seiner Schließstellung
gelöst wird. Der Kontakt 18 wird daher wieder geöffnet usw.
In Fig. 2 sind Gruppen (1), (2), (3) ... (n) von Signalreihen dargestellt, die in Verbindung mit den
Vorgängen in den Fühlern 4-1, 4-2, 4-3 ... 4-n und den jeweils anschließenden elektronischen Schaltkreisen
usw. auftreten. Die Pfeile T in F i g. 2 und 3 veranschaulichen den Zeitabiauf.
Die Wellenreihen la, 2a, 3a ... na veranschaulichen entsprechende Signal-Abfrage- oder Musterungsvorgänge.
Die Arbeitsablauffolge wird durch Fi g. 3 besser verständlich.
Zum Beispiel wird eine Musterung ausgeführt für jede der Zeitspannen IaI, la2 ... in Verbindung mit dem
ersten Fehler-Signal 16.
Gleichfalls wird für jede der Zeitspannen 2a 1,2a 2...
eine Musterung ausgeführt in Verbindung mit dem zweiten Fehler-Signal 26. Entsprechend werden Musterungen
in gleicher Weise während jeder Zeitspannen 3a 1,3a 2... der Wellenreihe 3a in Verbindung mit dem
Fehler-Signal 36 ausgeführt usw., bis zur Musterung während der Zeitspannen na 1, na2 ... der Wellenreihe
na für die n-te Fehler-Signalreihe n6.
Im Fall der ersten Fehler-Signalreihc 16 wird während der Musterungsperiode la2 der zweite
unregelmäßige Signalimpuls 16-2 entwickelt, der den festgelegten oberen Pegel lc/0 der beiden Begrenzungspegel
lc/0, IeO überschreitet und daher als
Fadenfehler der weiteren Informationsverarbeitung unterworfen wird.
Im Fall der zweiten Fehler-Signalreihe 26 überschreiten
alle Impulse die beiden Pegel 2c/0, 2eO und werden
daher während jeder der Musterungsperioden 2a 1,2a 2 der Informationsverarbeitung unterworfen.
In der ersten Fehler-Signalreihe 16 erscheint aber auch das erste Garnfehler-Signal 16 1, das außerhalb der
regulären, zugehörigen Musterungsperioden entwickelt worden ist. Bei den üblichen Musterungsverfahren kann
dieser Fehler-Impuls nicht mit berücksichtigt werden, so daß sich bei den üblichen Verfahren dadurch
beträchtliche Nachteile ergeben. Die Erfindung beseitigt diesen Nachteil. Der Fadenfehlerimpuls 36 1 z. B.,
der in der dritten Fehlersignalreihe 36 erscheint, übersteigt die vorgesehenen Pegel 3d, 3e, so daß der
zeitweilige Speicherkreis 5-3 nach Empfang dieses Fehlerimpulses erregt wird. Diesen Erregungs- oder
Speicherzustand entspricht 3c 1 in der Reihe 3c. Dieser
bo Zustand wird fortgesetzt, bis die nächste Musterungszeit 3a 2 beginnt und endet, wie die Reihen 3a und 3c
zeigen. Bei Beginn der Musterungszeit 3a 2 wird die gespeicherte Information als ein zufälliges und großes
FadenftMer-Signal ausgelesen, das weiter zu vorbei-
.., ten ist. Nach dem Auslesen wird tier Speicher
zurückgestellt und freigemacht für die zu erwartende Ausführung des nächsten Speichcrvurgangcs.
Das gleiche gilt für den Fehlerimpuls nb 1, der in der
/Men Garnfehler-Signalreihe nb außerhalb der zwei
aufeinanderfolgenden Musterungszeiten na 1 und na 2 der Wellenreihe na erscheint und der die beiden
vorgesehenen Begrenzungspegel nd und ne überschreitet. Das gespeicherte Signal ist bei nc 1 der Signalreihe
nc dargestellt. Der Impuls nb\ veranschaulicht auch in
diesem Fall einen zufälligen großen Fadenfehler, z. B. ein durch Bruch entstandenes Einzelfadenknäuel in
einem Multifil-Faden.
In Fig. 2 sind bei (3) verschiedene wirksame Signalbereiche 3dO, 3eO und 3d, 3e übereinander
dargestellt, um die mögliche Änderung des Bereiches zu veranschaulichen, der von der Art und den Eigenschaften
des Fadens und dem Ausmaß und Zweck der Qualitätsbewertung des Fadens abhängt. In F i g. 2 ist
bei (n^eine entsprechende Darstellung für verschiedene,
sich überlappende wirksame Faden-Signal-Bereiche gegeben, die durch nd 0, ne 0 bzw. nd, ne definiert si nd.
Als Beispiel wird nachstehend mit Bezug auf die F i g. 2 und 3 ausführlich ein erfindungsgemäßes
Faden-Qualitätsüberwachungssystem in einer Multifil-Garn-Fabrik
erläutert.
In diesem Fall sind die Fühler 4-1, 4-2, 4-3 ... 4-π der
Reihe nach an allen Streck-Zwirn-Einheiten der Fabrik angeordnet, wobei jeder Fühler unmittelbar stromaufwärts
der zugehörigen Spulenwickelstufe angeordnet ist. Daher werden alle hergestellten Multifil-Fäden
abgetastet, und die Abtastsignale, die zur Information über die Fadenstärkeschwankungen dienen, werden von
den entsprechenden Fühlern über die Verbindungsleitungen Nr. 1, Nr. 2, Nr. 3 ... Nr. n, wie oben erläutert,
weitergegeben. Diese Signale werden pro Faden alle 10 Sekunden einmal über die Ein-Aus-Schaltung der
Relaiskontakte 14a-l, 14a-2, 14a-3 ... 14a-n einer Musterung unterworfen. Diese aufeinanderfolgend
gemusterten Signale werden, wie oben erwähnte, dem ersten Primärverarbeiter 19 zugeführt.
Ein einen zufälligen großen Fadenfehler darstellender Impuls 3£>1, der meistens ein Knäuel anzeigt und
außerhalb der Musterungszeiten, wie 3a 1, 3a 2, erscheint und dabei die Begrenzungspege! 3d und 3e
übersteigt, wird von der Leitung Nr. 3 durch den Eingang£anschluö 22-3 und mit Hilfe der zur Schaltung
gehörenden Elemente, dem Kondensator 12-3, der Halbleiter-Dioden 10-3,11-3, dem Kondensator 9-3 und
dem Widerstand 7-3, auf das Steuergitter des siliziumgesteuerten Gleichrichterelementes 6-3 gegeben, das
dadurch erregt wird. Mit der Erregung des Elementes 6-3 wird das Potential an der Anodenseite des
Elementes 6-3 geändert, das im Erregungszustand bleibt, selbst wenn das den großen Fadenfehler anzeigende
Signal wieder auf den Umfang abnimmt, der in dem regulären, zulässigen Bereich liegt, der von den beiden
Begrenzungspegeln eingeschlossen wird. Das bedeutet, daß durch Auftreten eines Signals, das einen zufälligen,
großen Fadenfehler anzeigt, meistens ein Knäuel oder dergleichen, durch Betätigung des Elementes 6 ein
Übergang von der binären »0« auf eine binäre »1« zu Speicherzwecken bewirkt wird, wie in F i g. 2 bei nc 1
angedeutet ist. Dieser Speicherzustand dauert an, bis die nächst folgende Musterungszeit 3a 2 eintritt Zu dieser
zuletzt erwähnten Zeit werden die beiden Musterungskontakte 14a-3 und 14f>-3 gleichzeitig geschlossen. Das
große Fehler-Signal 3b 1 wird deshalb durch den jetzt geschlossenen ersten Relaiskontakt 14a-3 dem ersten
Primärverarbeiter 19 und das ausgelesene binäre Signal »1« aus dem Speicher 5-3 über die Anode des
siliziumgesteuerten Elementes 6-3 und den jetzt geschlossenen zweiten Relaiskontakt \4b-3 dem zweiten
Primärverarbeiter 20 zugeführt, der als Leseschaltung für große Fadenfehler wirkt und damit in Tätigkeit
gesetzt wird. Die Ausgänge aus den beiden Primärverarbeitern 19 und 20 werden dem schließlichen
Gesamtverarbeiter 21 zugeführt, der vorzugsweise ein elektronischer Digital-Computer sein kann.
Der erste Primärverarbeiter 19 kann gleichzeitig die
ίο Fadenfehler-Signale behandeln, welche die mittlere
Wellenhöhencharakteristik von Fadenfehler-Signalen zeigen, welche im voraus darauf verweisen, daß in dem
gefärbten und gewebten Tuch Farbstreifen erscheinen.
Ebenso können mittlere Wellenflächencharakteristiken
der Fadenfehler-Signale festgestellt werden, die im voraus auf das Erscheinen von Färbungsflecken
verweisen. Weiter können das Ausmaß oder die Größe der vorhandenen Einzelfadenknäuel, die entwickelten
außergewöhnlichen Einzelfadenzustände und Informationem über Fadenbrüche, falls vorhanden, ermittelt
werden.
Die Ausgänge aus der End-Verarbeitungsstufe 21 können hauptsächlich zur Kennzeichnung der Gesamtfadenqualität
benutzt werden. Die durch die Verarbeitung gewonnene Gesamtinformation über den Faden
kann benutzt werden, um die Qualität des Spinnmaterials und/oder die Gesamtspinnbedingungen der Fabrik
zu überwachen.
Wahrend jeder der kurzen Zeiten 23a der Wellenreihe 23, F i g. 3, die sich z. B. über eine Sekunde erstrecken,
ist der Relaiskontakt 18, Fig. 1, geschlossen und die Anode des dann arbeitenden siliziumgesteuerten Elementes
6-3 über die geschlossenen Relaiskontakte 146-3 und 18 geerdet. Daher wird der Speicher 5-3 über das
Element 6-3 frei gemacht für einen neuen Abtastvorgang und die Speicherung eines großen Fadenfehler-Signals.
In der Praxis tritt häufig ein kontinuierliches Fadenfehler-Signal (siehe Fig. 2, 2b) während der
Herstellung eines synthetischen Multifil-Garnes auf. In diesem Fall ist auch das obenerwähnte Musterungsverfahren
anwendbar und für den gewünschten Zweck ausreichend. Andererseits könnte, falls ein große;
Fehler, wie bei tbi, \b2, 3£>
1 oder nbi gezeigt. abgetastet würde, das sich ergebende Wickelknäuel oder die Spule ausschließlich aus diesem Grunde
ausgesondert werden. Erfindungsgemäß können solche großen Fadenfehler, wie große Einzelfadenknäuel,
praktisch fortlaufend abgetastet und mit dem wirtschaftlichen Musterungssystem, wie vorstehend beschrieben
und dargestellt, bearbeitet werden. Daher ist die Erfindung äußerst wertvoll für den Zweck, während
der Herstellung eine große Anzahl von Multifilgarnen die gesponnen, gestreckt und aufgewickelt werden, zu
überwachen.
Wie erwähnt, werden die zufällig entwickelter großen Fadenfehler in einen vorläufigen Speichel
eingebracht, in welchem jeweils bei Empfang dei entsprechenden Fehler-Signale die binäre »0« in ihrerr
Wi Zustand in eine binäre »1« übergeht so daß die erforderlichen Speichervorrichtungen äußerst einfach
billig und mit geringem Umfang ausgeführt werder können. Der Auslesevorgang zum Herausnehmen dei
gespeicherten Fehler-Signale aus dem Speicher kann into Vergleich mit üblichen bekannten Vorrichtunger
ebenfalls äußerst einfach und billig und mit geringen-Einrichtungsaufwand
verwirklicht werden.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Verfahren zur Auswertung von Signalen, die von Fehlern verursacht sind, die am laufenden Faden
in einer Fadenerzeugungsvorrichtung kapazitiv aufgenommen werden, wobei alle einen bestimmten
Schwellenwert übersteigenden Signale verwertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufnahmevorrichtungen einer Vielzahl von Fa- to denerzeugungsvorrichtungen periodisch abgefragt
werden und die in den Abfragepausen auftretenden, den Schwellenwert übersteigenden Fehlersignale
jeweils bis zur nächstfolgenden Abfrageperiode gespeichert werden. <5
2. Einrichtung zur Verarbeitung einer großen Anzahl von Fehlersignalen, mit einer Vielzahl von
Fühlern, von denen jeder einem Faden zur Abtastung und Ableitung von Signalen zugeordnet
ist, und mit einer ersten und einer zweiten, jedem Fühler zugeordneten und von diesem Signale
empfangenden Vorrichtung und einer Schaltungsvorrichtung, die die Ausgangssignale der ersten und
zweiten Vorrichtung empfängt, wobei die zweite Vorrichtung eine Diskriminatorschaltung enthält
und parallel zur ersten Vorrichtung liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Vorrichtung einen
von einem Diskriminator abhängigen Speicher (5-n) aufweist und die nachgeordnete Schaltungsvorrichtung
(14—21) einen ersten Schaltkreis (14, 15) zum periodischen Auslesen eines gegebenenfalls im
Speicher gespeicherten Signals und einen zweiten Schaltkreis (17, 18) zur Rückstellung des Speichers
enthält.
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