DE2750153C3

DE2750153C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Auswertung von Garnsignalen zum Erkennen zumindest angenähert periodischer Querschnittsschwankungen an Offenendspinnmaschinen o.dgl

Info

Publication number: DE2750153C3
Application number: DE2750153A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing.Eth Uster Mannhart (Schweiz)
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1977-11-09
Publication date: 1981-01-22
Also published as: GB1597639A; HU180322B; BE863391A; JPS53117460A; DE2750153A1; DE2750153B2; CS196398B2; CH614421A5; HK782A; US4152931A; MY8200221A; IN149305B

Description

1 falls /(x) > 0
0 falls/U) < 0

Bei dem im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Verfahren (CH-PS 5 68 405) wird zum Erkennen des fehlerhaften Arbeitens von Spinnaggregaten an Offenendspinnmaschinen, insbesondere von Störungen, die sich durch Verunreinigungen des Spinnrotors ergeben, zwischen dem Auslauf des Garns aus dem Spinnrotor ^₀ und der Kreuzspule der Garnquerschnitt oder der Garndurchmesser gemessen und in ein elektrisches Signal umgeformt, v/obei dieses Signal auf Besonderheiten untersucht wird, die sich im Signal aus den genannten Störungen ergeben, wobei beim Auftreten von derartigen Besonderheiten ein weiteres Signal abgegeben wird, das dazu verwendet werden kann, Signallampen. Alarmglocken oder Schalter zu betätigen. Zur Ermittlung der Signalbesonderheiten wird dabei die Summenhäufigkeitsverteilung des Garnquersehnitts ausgewertet.

Von besonderer Bedeutung ist be! den heute üblichen hohen Arbeitsgeschwindigkeiten das schnelle und frühzeitige Erkennen fehlerhafter Garne, und zWäf insbesondere das Erkennen periodischer Anteile, die der allgemeinen, durch defl Herstellüngsprozeß bedingten Ungleichmäßigkeit eines Garns überlagert sind. Wenn auch solche periodischen Anteile in der allgemeinen in diesem Fall läßt sich die Autokorrelationsfunktion

Rl·) =

k If - r)

Ii=I

sehr einfach berechnen, da an die Stelle der Multiplikation die EXOR-Funktion tritt, die sich schaltungsmäßig mit einem Gatter, beim Mikrocomputer mit einem 2^sec-Befehl vollziehen läßt. Diese »Autokorrelationsfunktion der Signumfunktion« ist auch unter dem Namen »Polaritäts-Koinzidenz-Detektor« bekannt.

Der Analog-Digital wandler verkleinert sich auf einen Komparator. Bei der Weiterverarbeitung mit einem n-bit-Mikrocomputer können außerdem π derart zerlegte Signale parallel; eingegeben werden. Eine solche Anordnung zeigt Fig, L Die von den Detektoren 11,12, 13,,, aufgenommenen Garnsignale Uw, Um, Un ... Werden in Komparatoren 2t, 22, 23 ,.. in positive oder negative Signale φι, φ2, fa... zerlegt, welche je an einen Eingang eines Mikrocomputers 30 zur weiteren Auswertung geführt sind.

Da die Signalamplituden ohne Einfluß auf den Wert

der Signumfunktion sind, wird eine Verstärkungs- oder Empfindlichkeitsregelung überflüssig. Zudem kann man die Komparatoren 21,22,23... in die Detektoren 11,12, 13 ... integrieren. Diese geben dann nur zwei mögliche Ausgangszustände ab, wcs die Störsicherheit vergrö-

Dieses Auswerteprinzip erlaubt jedoch nur die Feststellung periodischer Querschnittsschwankungen, nicht aber diejenige von erhöhter Ungleichmäßigkeit

Eine weitere Vereinfachung ergibt sich, wenn man nicht die Autokorreiationsfunktion R(v) nach Formel (2) der Signumfunktion berechnet, sondern nach

P =

(3)

Diese Funktion laßt sich besonders schaltungsmäßig sehr einfach realisieren, und zwar ohne Mikrocomputer. Falls man die Grenzen Ti und V₂ geeignet wählt, so daß sie den Bereich der möglichen Perioden umfassen und die Auswertung über eine genügend lange Tsit fortsetzt, ist auch diese Funktion in der Lage, Garnsignale mit periodischem Anteil von Normalgarn zu unterscheiden, was auch experimentell bestätigt werden konnte.

Eine Schaltungsanordnung für die Realisierung der Funktion P nach Formel (3) für einen Kanal zeigt F i g. 2.

Der Ablauf beginnt mit dem Löschen eines Zählers 36. Dann wird durch eine »SampIe-and-Hold«-Stufe 20 ein Amplitudenwert i/'des Garnsignals Uu abgetastet Ein Komparator 21 realisiert die Signumfunktion. Entsprechend der Polarität des Abtastwertes erscheint an seinem Ausgang »0« oder »1«. Dieser Wert wird in ein unterteiltes Schieberegister 31 mit k-b'its eingelesen, indem der ganze Inhalt um ein Bit nach rechts verschoben wird. Der am meisten rechts stehende Wert fällt dabei heraus. Dieses Schieberegister enthäli die k zuletzt abgetasteten und auf ihr Vorzeichen reduzierten Abtastwerte U' des Signals U_u- Jetzt wird der Schalter 34, der ei'/.en Teil 33 des Schieberegisters 31 überbrückt, geschlossen, wodurch der Inhalt des zweiten Teils 33 des Schieberegisters einmal durchlaufen werden kann.

Dabei wird jedes Bit mit einem Gatter 35 mit dem am Ausgang des Komparators 21 anstehenden neuen Bit verglichen.

Soferr die beiden Bits gleich sh.d, läßt das Gatter 35 den Zähler 36 um eine Einheit aufwärts, im anderen Fall um eine Einheit abwärts zählen. Bei einem rein stochastischen Signal wird die Zahl der übereinstimmenden Bits geni.u gleich sein wie die Zahl der divergierenden; der Zähler 36 zählt also ebenso oft aufwärts, wie abv/ärts. Sein Endwert nach einem Überwachungsimervall hinreichender Dauer liegt also

15

30

55

40

45

50 nahe bei NuN. Wenr das Garnsignal jedoch einen periodischen Anteil hat, dann finden häufiger Obereinstimmungen statt. Der Zähler 36 zählt dann häufiger aufwärts als abwärts und enthält am Ende eines Zyklus einen Wert, der einen vorgegebenen Vergleiehswert überschreitet, eo daß ein digitaler Komparator 37 als Schwellwerteinrichtung einen Impuls an ein Schaltmittel 38 abgibt Dieses Spaltmittel 38 steuert Signaloder Abstellvorrichtungen an, die auf das Auftreten von Garnsignalen mit periodischen Anteilen aufmerksam machen.

Die Länge des ersten Teils 32 des Schieberegisters 31 bestimmt τι, die Länge des ganzen Schieberegisters 31 bestimmt τ. Dies sei mit folgendem Beispiel illustriert: Wird das Garn in 1-Zentimeter-Intervallen abgetastet und ist das ganze Schieberegister 24 Bit lang, mit dem Abgriff nach 10 Bit, dann entspricht Ti einer Periodenlänge von 10 cm, r> einer solchen von 24 cm. Dc erfaßbare Bereich ist dadurch abe· -icht auf 10 bis 24 cm Periodenlänge beschränkt, sondert; jmfaßt den Bereich 5 cm bis 24 cm. Eine Periode von 5 cm weist nämlich bei Bildung der Autokorrelationsfunktion (AKF) bei 10 cm eine erste »Oberwelle« auf, die somit in den direkt erfaßbaren Bereich von 10 cm bis 24 cm fällt

Fig.3 zeigt nun die AKF40 R(r) der Signumfunktion eines Garnsignals mit periodischem Anteil, wobei die Periode~länge mit τ, bei 41, beispielsweise mit 15 cm Wellenlänge ermittelt wurde. Die Spitze 41 bedeutet, daß jeweils in Abständen von 15 cm eine überwiegend übereinstimmende Polarität festgestellt wird, beispielsweise häufiger als in Abständen von 20 cm. Diese Spitze wiederholt sich bei 42 (2 τ, bzw. 42, 3 τ, ...). was eine Grundeigenschaft der AKF ist.

Der Wert P nach Gleichung (3) entspricht der Räche oberhalb der Abszisse minus Fläche unterhalb der Abszisse. Dieser Wert ist größer, wenn eine Spif ze 41 als Folge eines periodischen Anteils im GamsignaJ vorhanden ist, als wenn dies nicht der Fall wäre.

Da die Länge einer allfällig vorhandenen Periode zum vornherein nicht bekannt ist. genügt es nicht, die AKF nur für eine Verzögerung bzw. für einen Abstand τ zu berechnen. Man bestimmt sie vielmehr für einen Bereich T2 - Γι. in dem Perioden erwat tet werden.

Fig.4 zeigt schließlich noch die AKF44 mit einer Periode von 5 cm Wellenlänge. Die mit Grundwelle zu bezeichnende erste Erhebung 45 liegt unterhalb des im Beispiel gemäß F i g. 3 meßbaren Bereichs tti = 10 cm bis τ2 = 24 cm; die Oberwellen mit Spitzen 46,47,48 liegen aber innerhalb desselben. Damit können mit einem Meßbereich T₂-T₁ über 10 bis 24 cm auch Perioden mit kürzeren Wellenlängen erfaßt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Auswertung von Garnsignalen zum Erkennen zumindest angenähert periodischer Querschnittsschwankungen an Offenend-Spinnmaschinen oder dergleichen, bei dem die Garnsignale mit Detektoren aus dem Querschnitt bzw. Durchmesser des laufenden Garns gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Garnsignal (x(t)) zunächst diskrete Werte entnommen werden und durch Vergleich die Polarität dieser diskreten Werte bestimmt wird, und daß dann ausgezählt wird, wie oft in konstanten Zeitabständen (τ) eine übereinstimmende Polarität der Garnsignale (x(t)) für alle Zeitabstände (τ) im Bereich eines vorgebbaren Intervalls (τη—τή auftritt

2. Vor-ichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur 2η Bestimmung der Polarität der diskreten Werte Komparatoren (21) vorgesehen sind und das Zählen durch ein unterteiltes Schieberegister (31) erfolgt, von dem ein Teil (33) mit einem Schalter (34) zumindest zeitweise überbrückbar und damit sein Inhalt abfragbar ist, daß ferner ein Gatter (35) vorgesehen ist, dem über einen ersten Eingang (a) die Ausgangssignale des !Comparators (21) und über einen weiteren Eingang (b) die vom Teil (38) des Schieberegisters (31) abgefragten Werte zugeführt werden, aaß dabei ein Vergleich der im Teil (33) enthaltenen Werte mit de\< neuen, den jeweiligen Komparator (21) durchlaufenden Wert stattfindet, derart, daß bei gleicher Po' rität dieser Werte in einem Zähler (36) eine Einheit addiert und bei ungleicher Polarität eine Einheit subtrahiert wird, und daß ein weiterer Komparator (37) vorgesehen ist. der dem Zähler (36) einen Grenzwert vorgibt, bei dessen Überschreiten Schaltmittel (38) betätigt werden.

Ungleichmäßigkeit nicht besonders hervorstechen, können sie sich doch in der Weiterverarbeitung der Garne sehr störend auswirken, da sie den sogenannten Moire-Effekt erzeugen, der das entsprechende Produkt unbrauchbar macht

Der in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, periodische Querscfaiittsschwankungen im Garn von Offenendspinnmaschinen einfacher als bisher zu erfassen und auszuwerten.

Diese einfach zu realisierenden Verfahrensschritte und meßtechnischen Maßnahmen erbringen eine schnelle und zuverlässige Aussage bezüglich einer vorliegenden periodischen Ungleichmäßigkeit, die es ermöglicht, unverzüglich die notwendigen Gegenmaßnahmen zu treffen.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine problemfreie Realisierung in der Digitaltechnik möglich ist und damit auch besonders einfache und dennoch schnell arbeitende Schaltungen Verwendung finden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der F i g. 1 bis 4 erläutert; es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung,

F i g. 2 ein Bloe⁵schaltbild einer Ausführungsvariante,

Fig.3 eine Autokorrelationsfunktion der Signumfunktion eines ersten Garnsignals,

F i g. 4 eine weitere Autokorrelationsfunktion.

Bei der Verarbeitung eines Garnsignals in einem 8-bit-Mikrocomputer beträgt die Anzahl der Zerlegungsstufen des Garnsignals 256. Wenn man die Anzahl der Zerlegungsstufen vermindert, dann erhält man im Grenzfall zwei Zerlegungsstufen, also beispielsweise logisch »1«, wenn das Signal positiv ist, oder logisch »0«, wenn das Signal negativ ist. Mit anderen Worten, man bildet die Signumfunktion des Garnsignals, die definiert ist