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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein System, das die Aufdrehspannung in
einer Falschdrahtzwirnmaschine misst und basierend auf den Daten
der gemessenen Aufdrehspannung auftretende Probleme in der Falschdrahtzwirnmaschine
selbst und bei der Qualität
von falschdrahtverzwirntem strukturiertem Garn steuert.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Falschdrahtzwirnmaschinen
zum Falschdraht-Verzwirnen von synthetischen Fasern, die aus thermoplastischen
Harzen wie Polyester, Nylon, etc. hergestellt sind, werden weithin
für die
Produktion von falschdrahtverzwirntem strukturiertem Garn verwendet,
durch Hindurchführen
eines unvollständig verzwirnten
Garns (nachfolgend wird darauf einfache als „Zuführgarn" Bezug genommen) durch einen Heizer
und durch Ziehen von diesem, während
er mit einer Falschdrahtzwirneinheit verzwirnt wird. Die Zwirneinheit
wird eingebaut, um die Verzwirnung beim Laufen des Garns bereitzustellen,
während
es mit einer Rotationsreibungsoberfläche in einem festen Winkel
in Kontakt ist, und als Zwirnsysteme für die Zwirneinheit sind Spindelzwirnsysteme,
Gurtzwirnsysteme, Reibungsscheibenzwirnsysteme, etc bekannt. In
allen diesen Zwirnsystemen wird das Zuführgarn, das durch die Zwirneinheit
verzwirnt wird, durch Aufheizen mit Aufheizmitteln während des Zwirnschritts
ausgehärtet,
wonach es aufgedreht wird, um ihm eine Falschdrahtgestalt zu geben
und als falschdrahtverzwirntes Garn zu strukturieren.
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Im Übrigen treten
wegen unüblicher
Aufdrehspannung in dem Falschdrahtzwirnschritt Defekte im Zuführgarn auf,
wie gebrochene Fillamente und Flusen. Es ist konsequenterweise gebräuchlich
geworden, eine Qualitätsüberwachung
in der Falschdrahtzwirnmaschine durch Zeitsequenzüberwachung
der Aufdrehspannung durchzuführen,
wie sie in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 7-138828 beschrieben ist.
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Es
ist ebenfalls eine seit kurzem Praxis, die Aufdrehspannung mit einem
Spannungssensor zu Erfassen und zu Messen, wie die in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 6-24318 beschriebenen
Technik, und die Qualität
basierend auf diesen Ergebnissen auf den Packungen von aufgewickeltem
falschdrahtverzwirntem Garn einzuteilen. Ein anderes Verfahren ist
ebenfalls, Spannungssteuermittel zum Einstellen der Garnabgabekraft
und der Zwirnkraft in der Falschdrahtzwirneinheit hinzuzufügen, so
dass die Aufdrehspannung innerhalb eines Zielsteuerungsbereichs
fällt.
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Nach
einer sehr sorgfältigen
Recherche bezüglich
der Aufdrehspannung wurden die Erfinder jedoch darin bestärkt, dass
das Aufdrehspannungsniveau oft um etwa +/– 5g in Abhängigkeit der Eigenschaften
des Zuführgarns
variiert. Wenn eine solch große
Spannungsvariation auftritt, ist es höchstwahrscheinlich möglich, dass
das Zuführgarn
beim Bearbeiten unter zu normalen Bedingungen unterschiedlichen
Bedingungen in einem anderen Schritt als dem Falschdrahtzwirnschritt
irgendeine Art von Schwierigkeit erfährt.
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Trotzdem
kann das gleichmäßige Aufrechterhalten
des Aufdrehspannungsniveaus innerhalb eines Steuerbereichs durch
Spannungssteuermittel, wie sie in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 6-264318 offenbart
sind, in einem Fehler bei der Erkennung von Produktionshystereseschwierigkeiten
resultieren, selbst wenn das beim Falschdrahtzwirnschritt zugeführte Zuführgarn manchmal
unter Bedingungen mit irgendeiner Art von Schwierigkeit vorbereitet
wird. Im schlimmsten Fall kann Zuführgarn, das Schwierigkeiten
erfahren hat, direkt dem Falschdrahtzwirnschritt unterworfen werden
und als strukturierte Garnpackung auf den Markt gebracht werden.
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Im
Licht der oben erwähnten
Umstände
haben die Erfinder unablässig
die Faktoren analysiert, die in die Variation der Aufdrehspannung
während des
Falschdrahtzwirnschritts involviert sind, und als Ergebnis herausgefunden,
dass diese Variation eng mit den Filamenteigenschaften des Zuführgarns,
wie der Dernierungleichheit und der Orientierungsungleichheit, verbunden
sind. Es ist ebenfalls herausgefunden worden, dass die folgenden
ernsten Probleme in konventionellen Echtzeit-Aufdrehspannungs-Überwachungssystemen innewohnen,
die einfach die aktuellen Werte der Aufdrehspannung online mit dem
Verstreichen der Zeit überwachen.
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Es
wurde insbesondere herausgefunden, dass, wenn die Aufdrehspannung
einfach mit dem Verstreichen der Zeit gemessen wird und der Spannungsniveauwert
innerhalb eines vorgegebenen Bereichs gesteuert wird oder der Zyklus
der variierenden Spannung und die Größe ihrer Amplitude gesteuert
werden, um die Stabilität
des Prozesses zu beurteilen, diese absolut ineffektiv zum Beurteilen sind,
welche Art von Schwierigkeiten das Zuführgarn während dem Prozess unterworfen
wurde, und in welchem Schritt diese aufgetreten sind.
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Aus
diesem Grund, selbst wenn Variationen in der Aufdrehspannung während des
Falschdrahtzwirnschritts auftreten, ist es sehr schwierig zu beurteilen,
welche Schwierigkeiten in welchem Stadium der Vorbereitung des Garns,
welches dem Falschdrahtzwirnschritt zugeführt wird, aufgetreten sind
oder welche Art von Schwierigkeit an welchem Ort in der Falschdrahtzwirnmaschine
selbst aufgetreten sind, und es wurde tatsächlich absolut kein Versuch
unternommen, basierend auf der Aufdrehspannung diese Faktoren aufzudecken.
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Daher
werden große
Bemühungen
und viel Zeit benötigt,
um die Ursachen der Schwierigkeiten mit dem strukturierten Garn
oder ein Problem der Falschdrahtzwirnmaschine selbst während dem Falschdrahtzwirnschritt
herauszufinden. Zusätzlich sind
die Messungen, die für
die Garnvorbereitung nach dem Entdecken des Grunds genommen werden,
oft um ein paar Wochen verspätet
und selbst wenn Schwierigkeiten mit der Falschdrahtmaschine selbst
auftreten, wird das Problem in der Falschdrahtmaschine manchmal
nicht bemerkt und der problematische Zustand setzt sich für die zukünftige Falschdrahtverwindung
daher fort.
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Darüber hinaus
beinhalten die Werte für
die überwachte
Aufdrehspannungsvariation eine Variation, die überhaupt nicht auf die Eigenschaften
des Zuführgarns
bezogen ist, wie Störungen
durch Maschinenvibrationen der Falschdrahtzwirnmaschine, und deren
Einfluss kann in einer Missinterpretation der Daten resultieren.
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Die
US-Patentveröffentlichung
Nr.
US 5,502,961 offenbart
eine Falschverdrehmaschine, welche ein Garn zwischen überkreuzten
Riemen quetscht, und die einen Sensor zum Entdecken einer Aufdrehspannung
des Garnabschnitts beinhaltet, der den Riemen nachgeschaltet angeordnet
ist, und die durch den Sensor erfasste Aufdrehspannung wird an einen
Zielwert einer Aufdrehspannung durch Einstellen eines Kontaktdrucks
zwischen den Riemen oder einer Laufgeschwindigkeit der Riemen gesteuert.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Im
Licht der oben beschriebenen gegenwärtigen Umstände ist es eine Aufgabe der
Erfindung, ein Steuerungssystem für eine Falschdrahtzwirnmaschine
bereitzustellen, die sofort und genau den Ort der Schwierigkeiten
in verschiedenen Bestandteilelementen der Falschdrahtzwirnmaschine
basierend auf Daten der Aufdrehspannung in der Falschdrahtzwirnmaschine
lokalisieren kann, und die den Falschdrahtzwirnprozess stabilisieren
kann.
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Das
Falschdrahtzwirnsteuersystem der Erfindung ist folgendermaßen.
- 1. Ein Verfahren zum Behandeln von Falschdrahtverzwirnen,
welches das Entdecken von Fehlern in einer Falschdrahtzwirnmaschine
und/oder der Qualität
des Falschdrahtgarns umfasst, gekennzeichnet durch das online-Messen
der Aufdrehspannung des Falschdrahtgarns, dem Unterziehen des Signals
der gemessenen Aufdrehspannung einer Fast-Fourier-Transformation,
und Aufzeichnen der Veränderung
des Signals der Aufdrehspannung in einem Frequenzbereich.
- 2. Ein Verfahren nach 1 wie oben, bei dem die Fehler in der
Falschdrahtzwirnmaschine selbst und die Qualität des Falschdrahtgarns durch
Ausführen
einer vergleichenden Kontrolle zwischen einem Muster des Signals
der Aufdrehspannung, welches einer Fast-Fourier-Transformation unterzogen ist, und einem
vorgegebenen Referenzmuster behandelt werden.
- 3. Ein Verfahren nach 2 wie oben, bei dem das Muster des Signals
der Aufdrehspannung, welches einer Fast-Fourier-Transformation unterzogen ist, der integrale
Wert und/oder der Spitzenwert des Beitrags der Spannungsveränderung
in jedem Frequenzband ist, das durch Kennzeichnen als ein spezifisches
Frequenzband an einem oder einer Vielzahl von Orten festgelegt ist,
wobei der Grenzbereichswert für
den Integralwert und/oder den Spitzenwert als ein Referenzmuster festgesetzt
wird, in dem bewertet wird, dass ein Fehler aufgetreten ist, wenn
der festgelegte Integralwert und/oder der Spitzenwert jeden Grenzwert überschreitet.
- 4. Ein Verfahren nach 1 wie oben, beinhaltend das Überwachen
des spezifischen Frequenzbandes der Aufdrehspannungssignals, das
einer Fast-Fourier-Transformation
unterzogen wird, an einem oder einer Vielzahl von Orten durch Fehlerbewertungsmittel,
und Bewerten der Orte und/oder der Natur eines Fehlers, der in der Falschdrahtzwirnmaschine
oder während
der Vorbereitung des Garns aufgetreten ist, das der Falschdrahtzwirnmaschine
zugeführt
wird.
- 5. Ein Verfahren nach 1 wie oben, umfassend das online-Messen der Aufdrehspannung
eines Garns, welches in der Falschdrahtzwirnmaschine falschverzwirnt
wurde, durch einen Spannungsdetektor, und diskretes Umwandeln des
Signals der Aufdrehspannung, welches durch den Spannungsdetektor
erfasst wurde, mittels diskreter Umwandlungsmittel.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein schematisches Prozessdiagramm einer Falschdrahtzwirnmaschine,
die für
die Erfindung verwendet wird.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine typische Konstruktion einer Steuervorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Graph, der einen typischen Modus der Beurteilung von Schwierigkeiten
mit dem Zuführgarn
basierend auf einem Muster zeigt, das durch eine Fast-Fourier-Transformation erhalten
wurde.
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4 ist
ein Graph, der einen typischen Modus zur Beurteilung von Schwierigkeiten
in der Falschdrahtzwirnmaschine selbst zeigt, basierend auf einem
Muster, das durch die Fast-Fourier-Transformation erhalten wurde,
in einem Fall des normalen Betriebs.
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5 ist
ein Graph, der ein typisches Fast-Fourier-Transformationsmuster zum Beurteilen von
Schwierigkeiten mit der Falschdrahtzwirnmaschine selbst zeigt, wenn
die Beurteilung von „Schwierigkeiten" gemacht wurde.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen der Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt.
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1 ist
ein allgemeines Prozessdiagramm, das schematisch einen Zug-Falschdrahtzwirnprozess
(„draw-false
twisting process")
darstellt, der ein Zug-Falschdrahtzwirnsteuersystem der Erfindung und
eine dafür
geeignete Vorrichtung verwendet. 2 ist ein
Blockdiagramm, das ein typisches Schwierigkeitsbeurteilungsmittel
(Steuersystem) für eine
Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
(„draw-false twisting
machine") gemäß der Erfindung
zeigt. Die 3 bis 5 sind Frequenzgraphen,
die Ergebnisse von Messungen der Aufdrehspannung in Zug-Falschdrahtzwirnmaschinen
und Fast-Fourier-Transformationen
der gemessenen Spannungen zeigen.
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In 1 ist 1 eine
Zuführgarnpackung
und das Garn Y wird aus der Zuführgarnpackung 1 durch eine
Zuführrolle 2 herausgezogen
und einer Zug-Falschdrahtzwirnmaschine zugeführt. Das Zuführgarn Y
wird dann durch eine Zug-Falschdrahtzwirneinheit 4,
die einer Förderrolle 3 vorgelagert
angeordnet ist, verzwirnt, und nachträglich auf eine Verzwirnstoppführung 5 aufgerollt.
Das nachträgliche
Aufrollen auf die Verzwirnstoppführung 5 wird
thermisch durch eine Heizvorrichtung 6 festgesetzt, durch
die die verzwirnte Gestalt bestimmt wird. Kühlvorrichtungen 8a und 8b führen eine
Kühlung des
aufgeheizten Garns Y durch. Vorliegend wird, wenn nötig, eine
zweite Heizvorrichtung 7 verwendet, um die Eigenschaften
des strukturierten Garns zu modifizieren. Schließlich wird das Garn Y, dessen Verwindung
ausgehärtet
ist, auf einen Wickler 11 durch die Förderrollen 9 und 10 gefördert, und
als eine Falschdrahtzwirngarnpackung aufgewickelt.
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In
dem Zug-Falschdrahtzwirnsteuersystem und der -vorrichtung gemäß der Erfindung
für einen Zug-Falschdrahtzwirnprozess,
der diesen Aufbau aufweist, ist ein Hauptmerkmal, dass die Aufdrehspannung
des Falschdrahtzwirngarns online gemessen wird, verschiedene Daten
aus der gemessenen Aufdrehspannung herausgezogen werden und ihr
Inhalt analysiert wird, um Probleme zu bestimmen (Schwierigkeiten).
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In
anderen Worten, während
des Falschdrahtverzwirnens umfasst die durch den Spannungsdetektor 13 erfasste
Aufdrehspannung das Erfassen der Aufdrehspannung als einen Komplex
aus einer Anzahl von überlappenden
Faktoren, umfassend die Spannung aufgrund des Verzwirnens, die Hitzeschrumpfung
aufgrund der Hitze, die Reibungkraft der Führung, etc., und eine variable
Spannung, die durch Schwierigkeiten in der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine selbst aufgetreten
sind, von denen alle eine starke Korrelation mit den Eigenschaften
des Zuführgarns
haben. Wenn die Analyse der Aufdrehspannung, die ein Komplex aus
diesen verschiedenen überlappenden
Faktoren ist, die verschiedenen Faktoren getrennt festlegen kann,
wird daher basierend auf den analysierten Daten die Unterscheidung ermöglicht,
welche dieser getrennten Faktoren für die Schwierigkeiten verantwortlich
sind. Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung ist die Realisierung von
diesen. mittels einer Fast-Fourier-Transformation.
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Die
vorliegende Erfindung benötigt
daher zuerst genaue online-Messungen der Aufdrehspannung in der
die verschiedenen überlappenden
Faktoren umfasst sind. Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein Spannungsdetektor
(Sensor), der in 1 mit der Nummer 13 bezeichnet
wird, der Falschzwirneinheit 4 nachgelagert vorgesehen,
um kontinuierlich die Aufdrehspannung zu erfassen. Der Spannungsdetektor 13 ist
gewöhnlicherweise
einer, der beispielsweise die Aufdrehspannung mit einer Keramikspannung-Aufnahmeführung zum
Erfassen einer Garnaufdrehspannung erfasst, der durch eine Gegenkraft bearbeitet
ist und die erfasste Gegenkraft in ein elektrisches Signal umwandelt.
Der verwendete Erfassungsstrom kann generell der eines bekannten Spannungsdetektors
mit einer Hall-Einrichtung sein, die ein elektrisches Signal wie
eine Spannung, etc. als Antwort auf eine aufgebrachte Kraft erzeugt,
oder ein Kontakt- oder Nicht-Kontakt-Potentiometer, das ein Potential,
das durch eine aufgebrachte Kraft erzeugt wird, in ein elektrisches
Signal wie eine Spannung, etc. umwandelt. In diesem Fall ist es
offensichtlich, einen nachteiligen Effekt auf die Eigenschaften oder
die Handhabbarkeit des zu bearbeitenden Garns durch Abwägen des
Materials, der Gestalt und der Anbringungsposition der Spannungsaufnahmeführung zu
vermeiden.
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Wie
oben erklärt überwacht
und steuert das System Schwierigkeiten mit der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
selbst und Schwierigkeiten mit dem Zuführgarn, indem die erfasste
Aufdrehspannung einer Fast-Fourier-Transformation unterworfen wird
und die Daten in verschiedenen Arten verarbeitet werden; dies wird
nun unter Bezugnahme auf 2 dargestellt.
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In 2 wird
ein Aufdrehspannungssignal (analoges Signal) online in einer Zeitsequenzart durch
den Spannungsdetektor 13 erfasst, der der Zug-Falschdrahtzwirneinheit 4 nachfolgend
angeordnet ist, wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und
in eine Steuereinrichtung 14 eingebettet, und nachdem das
Signal durch einen Verstärker 15 verstärkt wurde,
wird es durch Entfernen der unnötigen hohen
Frequenzkomponenten und der niedrigen Frequenzkomponenten durch
einen Bandpassfilter 16 vorbearbeitet.
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Dieses
vorbearbeitete Aufdrehspannungssignal (analoges Signal) wird dann
in ein digitales Signal durch eine diskrete Umwandlung und Quantisierung
des analogen Signals in einem vorgegebenen Abtastinterval durch
einen A/D (Analog/Digital) Unwandler umgewandelt. Das Fast-Fourier-Transformationsmittel 18 wandelt
Daten im Zeitbereich in Daten im Frequenzbereich um, um ein Aufdrehspannungssignalmuster
im Frequenzbereich zu erhalten. Das Aufdrehspannungssignalmuster,
das auf diese Art erhalten wird, wird mit einem Referenzmuster durch
Vergleichsmittel 19 verglichen und das Ergebnis wird an
einer Anzeige 20 ausgegeben und in ein Problem-Beurteilungsmittel,
wie ein Hostrechner (nicht gezeigt) zur Beurteilung der Existenz
von Schwierigkeiten eingegeben. Der Hostrechner (nicht gezeigt)
sichert und lagert die analysierten Daten, damit sie als Basisdaten
für weitere
Datenanalysen verwendet werden.
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Gemäß der Erfindung
ist es essentiell, die Aufdrehspannung als einen Komplex von einer
Anzahl von, wie oben erwähnt, überschneidenden
Faktoren zu analysieren, um sie neu zu trennen und jeden der überschneidenden
Faktoren herauszunehmen, um das Problem genau festzulegen. Es ist
daher notwendig, die ungewollten Störgeräusche durch eine Vorbehandlung
zu eliminieren, und dieses wird durch Umwandlung des Aufdrehspannungssignals, das
durch den Spannungsdetektor 13 erfasst wurde, in ein elektrisches
Signal erreicht, durch Einbetten dieses Signals in die Steuereinrichtung 14 und
Verstärken
des Signals mit dem Verstärker 15 und
dann durch die Eliminierung der ungewollten Störgeräuschkomponente mit dem Bandpassfilter 16.
Zu dieser Zeit kann ein Anti-Aliasingfilter aktiv eingebracht werden,
um Aliasing zu eliminieren, das durch das durchführen der Fast-Fourier-Transformation
erzeugt wurde.
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Nachfolgend
wird das Aufdrehspannungssignal, das in der oben beschriebenen Weise
vorbearbeitet wurde, einer diskreten Umwandlung (Abtastung) durch
den A/D-Umwandler 17 unterworfen und dann quantisiert,
und die diskrete Umwandlung wird in der Abtastfrequenz durchgeführt, die
durch die Fast-Fourier-Transformationsmittel 18 festgelegt wurde.
Die Abtastfrequenz muss natürlich
gemäß einer öffentlich
bekannten Abtastkonstante auf eine Frequenz von zumindest dem Zweifachen
des gemessenen Frequenzbereichs festgelegt werden und muss eine
Frequenz sein, die durch Trennen der verschiedenen überschneidenden
Daten für
die Aufdrehspannung extrahiert werden kann.
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Daher
wird die Fast-Fourier-Transformation mittels der Fast-Fourier-Transformationsmittel 18 basierend
auf den Daten durchgeführt,
die aus dem diskret umgewandelten und quantisierten Aufdrehspannungssignal
bestehen, und das Aufdrehspannungssignal wird aus einem Zeitbereich
in einen Frequenzbereich umgewandelt. Das Aufdrehspannungssignal, das
so in einen Frequenzbereich umgewandelt wurde, wird schließlich als
Analysedatensatz verwendet, um den Ort der an jedem Element der
Zug-Falschdrahtzwirnmaschine auftretenden Schwierigkeiten zu diagnostizieren
oder den Grund und den Ort der Schwierigkeiten, die während der
Vorbereitung des Garns Y auftreten, das aus der Zuführgarnpackung 1 zugeführt wird.
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In
dem oben beschriebenen Aufdrehspannungsdaten-Analyseprozess ist der erste Schritt
ein Spannungsvariations-Beitragsmuster
für jede
Frequenz des Aufdrehspannungssignals zu suchen, das einer Fast-Fourier-Transformation
unterworfen ist. Solch ein Muster kann beispielsweise ein Integralwert
(Bereichswert) sein, der durch Integrieren des Spannungsvariationsbeitrags über das
spezifizierte Frequenzband festgelegt ist, oder des Spitzenwerts des
Spannungsvariationsbeitrags innerhalb des spezifizierten Frequenzbands.
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Wenn
jedoch eine Schwierigkeit aufgetreten ist und zwei oder mehrere
Faktoren involviert sind, die zueinander eng in Bezug stehen, ist
es manchmal unmöglich,
die Schwierigkeit einfach durch Überwachen
des spezifischen Frequenzbandes an einem Ort festzulegen. In solchen
Fällen
ist es notwendig, gleichzeitig eine Vielzahl von spezifizierten
Frequenzbändern
zu überwachen.
Hier können
kleine Veränderungen
des Spannungsvariationsbeitrags in jeder Frequenz ignoriert werden,
und nur die Wellenformmuster für
große
Veränderungen
herausgenommen werden und das große Veränderungsmuster kann als repräsentatives
Muster verglichen werden. D. h. eine Anzahl von verschieden groß ausgebildeten
Mustern für
den Spannungsvariationsbeitrag bei jeder Frequenz kann vorbereitet
und diese Ausbildungsmuster verglichen werden. Dies wird durchgeführt, indem
die Muster einer Berechnung gemäß einem
Programm unterworfen werden, das schon in dem Hostrechner eingegeben
ist, und mit den Ergebnissen von einem schon eingegebenen Referenzmuster
verglichen werden.
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Wenn
jedoch Grenzwerte wie ein Integralwert (Bereichswert) und Spitzenwerte
als Vergleichsmuster verwendet werden, wird nur ein einzelner Wert
ohne Verwendung des Hostrechners verglichen, was daher eine leichte
und schnelle Datenverarbeitung erlaubt, ebenso wie in den meisten
Fällen der
erwarteten „Schwierigkeiten" eine genaue Beurteilung,
obwohl dies nicht universell gilt. In solchen Fällen wird beurteilt, dass das
Zug-Falschdrahtzwirnsystem „Schwierigkeiten" hat, wenn die vorgegebenen
Integralwert(Bereichswert) und Spitzenwertgrenzwerte mit dem berechneten
Integralwert (Bereichswert) und Spitzenwert verglichen werden, und der
berechnete Integralwert (Bereichswert) und der Spitzenwert die jeweiligen
Grenzwerte überschreiten.
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Gemäß der Erfindung
ist es daher vorteilhafterweise möglich die Grenzwerte des Integralwerts (Bereichswerts)
oder des Spitzenwerts als Muster für einen Spannungsvariationsbeitrag
für jede
Frequenz des Aufdrehspannungssignals zu verwenden. Ferner erlauben
daher das Falschdrahtzwirnsteuerungssystem und dessen Steuerungsvorrichtung
zum ersten Mal, die Schwierigkeiten in der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
selbst und die Schwierigkeiten mit dem Zuführgarn zu überwachen, was gemäß dem Stand
der Technik nicht möglich
war, sodass das Zug-Falschdrahtzwirnsystem genau gesteuert werden
kann.
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Das
aufgezeichnete „spezifische
Frequenzband" das
oben erwähnt
wurde, wird komplett durch die festgelegten Bedingungen bestimmt,
wie die Arbeitsgeschwindigkeit der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine, die Fördergeschwindigkeit
oder die Garnführungs-Einstellungsposition.
Durch Voreinstellen des gewünschten
spezifischen Frequenzbands entsprechend dem Faktor, der analysiert
werden soll, ist es daher möglich,
die Schwierigkeiten in Bezug auf den Faktor zu beurteilen, der überwacht
wird. Überflüssig zu
erwähnen,
dass das Muster des Grenzwerts des Integralwerts oder des Spitzenwerts
ebenfalls wie gewünscht
eingestellt werden kann.
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Wenn
eine vergleichende Beurteilung von komplexen Mustern durchgeführt wird,
werden die für diese
Analyse verwendeten Daten in den Hostrechner als Schwierigkeits-Beurteilungsmittel
für den
Ort der Schwierigkeiten für
jedes Element eingegeben, die die Zug-Falschdrahtzwirnmaschine zusammenstellen,
und der Datenanalyseprozess wird durch den Rechner ausgeführt. Mit
anderen Worten wird in den Rechner ein Referenzmuster für jeden
Musterdatensatz eines Integralwerts oder eines Spitzenwerts voreingegeben,
die als auf Schwierigkeiten hinweisende Daten beurteilt werden sollen,
die aus einer Vielzahl von spezifischen Frequenzbändern zusammengestellt
sind, und die Schwierigkeiten können
durch Vergleichen mit diesen Referenzmustern beurteilt werden. Für eine einfache Beurteilung
ob ein spezifischer Grenzwert (Muster) überschritten wurde, oder ob
nicht, ist es jedoch möglich,
die Schwierigkeiten zu beurteilen, indem ein elektrisch einfacher
Vergleichskreis als Schwierigkeitsbeurteilungsmittel konstruiert
wird, ohne eine komplexe Berechnung für den Musterauszug und einen
Vergleich mit dem Hostrechner durchzuführen. Die spezifischen Frequenzbanddaten,
die für
diese Analyse verwendet werden, können als Schwierigkeitsanalysedaten
für die
Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
selbst und/oder für
das Zuführungsgarn
eingebaut werden, solange es in unterschiedlichen periodischen Variationen
auftritt.
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Das
Steuerungssystem gemäß der oben
beschriebenen Erfindung, erlaubt die schnelle Erfassung der Ursache
und des Orts der Schwierigkeiten in einer Zug-Falschdrahtzwirnmaschine,
wo immer sie auch auftreten, durch Überwachen des vorher genannten
spezifischen Frequenzbands. D. h., als Ergebnis einer gewissenhaften
Recherche durch die vorliegenden Erfinder in Bezug auf die Aufdrehspannung
wurde es möglich,
Schwierigkeiten in dem Zug-Falschdrahtzwirnschritt durch Überwachen
eines spezifischen Frequenzbands aus den Daten zu diagnostizieren,
die in der Aufdrehspannungsvariation enthalten sind, selbst wenn
das Aufdrehspannungsniveau um etwa ± 5 g in Abhängigkeit
der Eigenschaften des Zuführgarns
variiert.
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Ein
konkretes Beispiel der Anwendung des Steuersystems der Erfindung
wird nun detailliert mit Bezugnahme auf die 3 bis 5 erklärt. In 3 zeigt
die Kurve (1) eine Problemsituation im Vorbereitungsschritt
für das
Garn, das in die Zug-Falschdrahtzwirnmaschine geführt werden
soll und die Kurve (2) zeigt die Produktion unter normalen Prozessbedingungen.
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Als
erstes zeigt 3 einen Fall eines Fast-Fourier-Transformationsprozesses,
der auf ein U%-Problem (Denierungleichheit in Längenrichtung des Garns) aufgrund
eines Kühleffekts
in dem Garn Y fokussiert ist, das in dem Falschdrahtzwirnschritt zugeführt wird.
Hier war die Arbeitsgeschwindigkeit der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
1000 m/min, das Zugverhältnis
war 1,795, das Zuführgarn
Y war teilweise gerichtetes Garn (POY) das mit 3000 m/min gesponnen
wurde, die U% für
den Kühlfehler
(1) war 0,83, und die U% für die angemessene Kühlung (2) war
0,47. Der gezeigte Frequenzbandbereich von 0,1 Hz (f0) bis 0,3 Hz
(f1) ist als das spezifische Frequenzband zum Überwachen der Kühldefekte
in dem Spinnschritt für
das Garn (Y) festgelegt, das für
den Falschdrahtzwirnschritt geliefert wird. Grenzwerte werden für den Integralwert
(Bereichswert) oder Spitzenwert von diesem eingestellten Frequenzband
von f0 bis f1 vorbestimmt. Hier wurde der Grenzwert für den Integralwert
(Bereichswert) auf 0,6 eingestellt. Dann wird der berechnete Integralwert
(0,83) mit dem eingestellten Grenzwert (0,6) verglichen, und wenn der
berechnete Integralwert den Grenzwert überschreitet, kann beurteilt
werden, dass ein Problem mit dem U% während des Spinnschritts des
in die Zug-Falschdrahtzwirnmaschine versorgten Garns aufgetreten
ist.
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Mit
anderen Worten, wenn die in 3 (1) gezeigten
Ergebnisse erhalten werden, (ein U% Integralwert von 0,83), werden
die Kühlbedingungen
im Spinnschrittzuführgarn
als unakzeptabel (NG) beurteilt, und dieses Ergebnis wird in den
Hostrechner (nicht gezeigt) eingegeben und durch eine Anzeige 20 ausgegeben.
Wenn jedoch das in 3 (2) gezeigte Ergebnis (ein
U% Integralwert von 0,47), was kleiner als der eingestellte Grenzwert
(0,6) ist, kann das Zuführgarn
Y als unter geeigneten Kühlbedingungen
gesponnen (OK) betrachtet werden.
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Zusätzlich zu
dem U% in dem spezifischen Frequenzband, das verwendet wird um die
Schwierigkeiten mit dem Zuführgarn
Y zu beurteilen, können im Übrigen ebenfalls
andere Faktoren zum Beurteilen der Schwierigkeiten erwähnt werden,
wie die Ausladungsdruckfluktuationsfrequenz und der Wicklungsbreitenzyklus
der Zuführgarnpackung 1.
Das „spezifische
Frequenzband" für jeden
von diesen Faktoren wird durch Hysterese von Garnschwierigkeiten
festgelegt, die in der Vergangenheit aufgetreten sind, und es wird
für jeden
Faktor für
einen konstanten Online-Vergleich eingerichtet, wenn ein Problemmuster
auftritt. Hier wird ein Referenzmuster (beispielsweise der Integralwert – oder der
Spitzenwertgrenzwert) im vornherein festgelegt, um unnormale Werte
zu beurteilen, und das Ergebnis wird in einen Hostrechner oder ähnliches
voreingegeben. Die Problembedingungen oder der Ort, die Schwierigkeiten
erfahren haben (der Schwierigkeitsschritt) werden durch Vergleich
jedes Musters aus den analysierten Daten entdeckt.
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Solch
ein Gegensatz mit Hysterese des Zuführgarns Y resultiert in Feedbackdaten
für die
Beurteilung von unnormalen Prozessen in einem Garnvorbereitungssschritt
vor dem Falschdrahtzwirnschritt, sowie dem Spinnschritt, was effektive
Daten zur Verbesserung der Prozessbedingungen sind. Sobald ein Problem
aufgetreten ist, ist es möglich,
sofort zu beurteilen, was für
eine Art von Schwierigkeit es ist und die aufgetretene Schwierigkeit
schnell zu spezifizieren, und das voreingestellte Lösungsverfahren auszuführen. Das
eliminiert die Notwendigkeit zuerst zu analysieren und sich den
Problemen erst nachdem sie aufgetreten sind, anzunehmen, wie es
gemäß dem Stand
der Technik war.
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Ein
Steuersystem zum schnellen Abhandeln von einem Problem, das als „Problem,
welches in der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine selbst auftritt" analysiert wurde,
wird nun unter Bezugnahme auf die 4 und 5 erklärt.
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Die 4 und 5 sind
Graphen, die Beispiele von Fast-Fourier-Transformationsprozessen zur
Abnutzung einer Quetschwalze zeigen, die an einer Garnzuführwalze 2 einer
Zug-Falschdrahtzwirnmaschine angebracht ist. 4 zeigt einen
Fall, der ein neues Produkt ohne Abnutzung der Quetschwalze verwendet,
und 5 zeigt einen Fall, der eine abgenutzte Quetschwalze
verwendet (40 bis 60 μm Abnutzung).
Hier war die Falschdrahtzwirnmaschinen-Arbeitsgeschwindigkeit 1000
m/min und um die Abnutzung der Quetschwalze zu reduzieren war der Verstellwegzyklus
des Garns zur Variierung der Halteposition des Garns durch die Quetschwalze
25 Sekunden. Das spezifische Frequenzband f0 bis f1 zum Überwachen
der Quetschwalzenabnutzung wurde auf einen Bereich von 0,038 bis
0,042 Hz eingestellt um 0,04 Hz herum gemittelt, aufgrund des Verstellwegszyklus
von 25 Sekunden.
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Der
Integralwert (Bereichswert) aus Integration des Beitrags aus der
Spannungsvariation für jede
Frequenz in dem spezifischen Frequenzband von f0 bis f1, oder des
Spitzenwerts der Spannungsvariationsbeitrags in diesem Band wurden
auch als ein Muster zum Vergleich mit einem Referenzmuster berechnet.
Das berechnete Muster wird dann mit einem voreingestellten Referenzmuster
verglichen (beispielsweise dem Grenzwert des integrierten Werts
oder Spitzenwerts). Wenn ein Spitzenwert, der die Grenze überschreitet,
wie in 5 berechnet wird, resultiert dies daher in einem
Urteil, dass die Abnutzung der Quetschwalze der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
gestiegen ist, und dies resultiert in einer Eingabe in einen Hostrechner
(nicht gezeigt) und wird durch eine Anzeige 20 angezeigt.
Durch Überwachen
des spezifischen Frequenzbands, das durch die Bedingungen festgelegt
ist, die für
die mechanischen Elemente der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine eingestellt
wurden (beispielsweise der Wicklungsverstellweg, die Entfernung
zwischen den Garnführungen,
etc.) und das Durchführen
andauernder Online-Vergleichsbeurteilungen ist es möglich, Feedbackdaten
für die
Prozesssteuerung der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
zu erhalten und im Fall von Schwierigkeiten schnell eine Lösung zu
implementieren.
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Aufgrund
der Natur der vorliegenden Erfindung, die eine Fast-Fourier-Transformation
verwendet, die nicht für
Ereignisspannung (augenblickliche Spannungssteigerung) oder die
Erfassung von Garnbruch geeignet ist, wird sie im Übrigen bevorzugt
in Verbindung mit einem konventionellen Aufdrehspannungssystem verwendet.
Es ist leicht zu erkennen, dass wenn sie in Verbindung mit einem
konventionellen System verwendet wird, da das System der Erfindung
die Aufdrehspannung online in einer im Wesentlichen kontinuierlichen
Weise misst, sie sehr leicht mit konventionellen Systemen verwendet
werden kann und das konventionelle Systeme natürlich zufrieden stellend mit
den oben beschriebenen Techniken in Verbindung mit der Beschreibung
des Standes der Technik verwendet werden können. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird das Aufdrehspannungssignal aus einer Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
einer Fast-Fourier-Transformationsaufbereitung unterworfen, wodurch
eine genaue Aschätzung
des Orts und der Natur der in der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine selbst
und/oder in dem Zuführgarn
auftretenden Schwierigkeiten durch das Online-Überwachen
der Spannung in einem Frequenzbereich erlaubt. Es ist daher möglich die
Kosten und die Zeit, die für
die Suche von den Schwierigkeiten verwendet werden müssen, stark
zu reduzieren. Daher können Probleme
im Vorbereitungsstatus der Garnzuführung für die Falschdrahtverzwirnung
entdeckt werden, was den Garnvorbereitungsschritt verbessert. Die Ausrüstung kann
ebenfalls verbessert werden, bevor häufige Ausrüstungsschwierigkeiten in der Zug-Falschdrahtzwirnmaschine
auftreten. Ein anderer merkbarer Effekt, der bereitgestellt wird,
ist die Stabilisierung des Falschdrahtzwirnschritts und/oder eine
leichtere und schnellere Steuerung der durchgeführten Garnqualitätskontrolle.
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Die
vorliegende Erfindung kann nicht nur für die Steuerung von Schwierigkeiten
in dem Prozess oder mit dem Zuführgarn
durch Überwachung
der erwarteten Schwierigkeiten angewendet werden, sondern kann ebenfalls
vorteilhafterweise zufällig
erfasste Schwierigkeiten abhandeln, die unerwartet auftreten. D.
h., wenn ein unbekanntes unnormales Muster, das im Stand der Technik
noch nicht gesehen wurde, in dem Muster erscheint, das von dem Aufdrehspannungssignal
erhalten wurde, welches durch eine Fast-Fourier-Transformationsaufbereitung
in einen Frequenzbereich transformiert wurde, können der Ort und die Ursachen
des unnormalen Musters untersucht und als ein unbekanntes Schwierigkeitsphänomen identifiziert
werden, was, wenn dasselbe Phänomen
später
auftritt, eine schnelle und genaue Durchführung einer Messung erlaubt.
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Das
ist aufgrund der Natur des Steuersystems der Erfindung so, welche
die Aufdrehspannung im Frequenzbereich so überwacht, dass wenn eine unbekannte
Schwierigkeit auftritt, es möglich
ist, unmittelbar das „spezifische
Frequenzband" zu
kennen, in dem sie aufgetreten ist. Daher ist es basierend auf den
Daten für
das „spezifische
Frequenzband" möglich, durch
Herausfinden des periodischen Zyklus und des Phänomens, das dieses „spezifische
Frequenzband" aufweist,
einfach zu untersuchen, wo die unbekannten Schwierigkeiten aufgetreten
sind. Darüber
hinaus, da diese Daten in einem Hostrechner konstant aufgezeichnet
und gespeichert werden, können
die gespeicherten Daten ausgelesen und reproduziert werden, um eine Überwachung
und eine Steuerung der Falschdrahtverwindung mit hoher Präzision zu
erlauben.
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Zusätzlich,
da das Steuersystem der Erfindung durch eine Fast-Fourier-Transformation
in einen Frequenzbereich umgewandelte Daten bearbeitet, ist es einfach,
die normal erlaubte Variation zu eliminieren, die der Variation
in den Eigenschaften des Zuführgarns
zurechenbar ist und welche schon bekannt ist, ebenso wie mechanische
Vibration, elektrische Leistungsstörgeräusche etc., wodurch ein Effekt
von deutlich erhöhter
Zuverlässigkeit
der Datenverarbeitung bereitgestellt wird.