DE69205691T2

DE69205691T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen der Qualität eines falschdralltexturierten Garns.

Info

Publication number: DE69205691T2
Application number: DE69205691T
Authority: DE
Inventors: Bernd Neumann
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1992-01-14
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2012-01-15
Also published as: DE69205691D1; EP0495446B1; US5440870A; TW354078U; EP0495446A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung der Qualität eines laufenden Fadens, umfassend die Schritte des kontinuierlichen Abgreifens der Zugkraft des laufenden Fadens und ein Verfahren zum Falschzwirnen eines Fadens gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche, das beispielsweise durch die EP-A-0 406 736 bekannt ist.
Ein Verfahren zur Überwachung der Fadenzugkraft eines in der Texturierzone zwischen der Falschzwirneinheit und dem Ausgangslieferwerk laufenden Fadens einer vielstelligen Falschzwirnkräuselmaschine, bei dem ein Mittelwertsignal laufend gebildet wird, ist aus der US-PS 4,720,702 von Martens bekannt. Bei jenem bekannten Verfahren wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Fadenzugkraft zwischen der Falschzwirneinheit und dem Liefersystem der Texturierzone wesentliche Rückschlüsse bezüglich der Führung des Verfahrens während der Texturierung und der Qualität des erzeugten Fadens erlaubt. Insbesondere wird die Fadenzugkraft derart geführt, daß einerseits die Minimal- und Maximalwerte der zugkraft einen bestimmten Bereich auf beiden Seiten des kontinuierlich bestimmten Mittelwerts nicht verlassen, und derart, daß andererseits der kontinuierlich gebildete Mittelwert der Fadenzugkraft einen vorbestimmten Bereich nicht verläßt.
Durch die EP-A-0 406 736 sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Fadenzugkraft an jeder einzelnen einer Vielzahl von Arbeitsstellen bekannt, in denen der Mittelwert der überwachten Zugkraft an jeder Stelle kontinuierlich bestimmt wird. Der Differentialwert zwischen dem überwachten Wert und dem Mittelwert wird gleichfalls kontinuierlich bestimmt Ein erstes Alarmsiqnal wird immer dann erzeugt, wenn der Mittelwert den vorgegebenen Toleranzbereich verläßt und ein zweites Alarmsignal wird immer erzeugt, wenn der Differentialwert einen zweiten vorgegebenen Toleranzbereich verläßt. Die Alarme werden in Anzahl und Dauer aufgezeichnet, um einen Hinweis bezüglich der Qualität des erzeugten Fadens zur Verfügung zu stellen.
Mit der EP-A-0 406 736 als dem der vorliegenden Erfindung am nächsten kommenden Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Intensität und Gleichmäßigkeit des Zwirnablaufs in der Texturierzone zu überwachen und auch die Gleichmäßigkeit der Zwirnfixierung zu überwachen und aufzuzeichnen, die in dem laufenden Faden durch ein thermisches Fixierverfahren erzielt wird, da diese Parameter unmittelbar die Ergebnisse widerspiegeln und die Qualität des sich ergebenden Fadens anzeigen.
Diese Aufgabe wird im wesentlichen durch die in dem kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche angegebene Lösung gelöst.
Die obigen und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der hier erläuterten Ausführung durch die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung erreicht, das die Schritte des kontinuierlichen Abgreifens der Zugkraft im laufenden Faden umfaßt, während kontinuierlich der Variationskoeffizient der abgegriffenen Fadenzugkraft bestimmt und ein Fehlersignal immer dann erzeugt wird, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen vorliegt: (1) der Variationskoeffizient überschreitet eine vorgegebene obere Grenze, und (2) der Variationskoeffizient fällt unter eine vorgegebene untere Grenze.
In der bevorzugten Ausführung umfaßt der Schritt der Erzeugung eines Fehlersignals die Erzeugung des Signals immer dann, wenn der Variationskoeffizient die obere Grenze überschreitet und immer dann, wenn er unter die untere Grenze fällt. Desgleichen kann ein Alarmsignal immer dann gegeben werden, wenn dar Fehlersignal für eine vorgegebene Zeitspanne aus der Spanne zwischen der oberen und der unteren Grenze herausfällt, und diese Alarmsignale können gezählt werden, um einen Hinweis auf die Qualität des Fadens zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, einen unmittelbaren Indikator für gewisse von dem Fadentiter unabhängige Unterscheidungsmerkmale des Fadens zu erhalten. Zum Beispiel ist das Fallen des Variationskoeffizienten unter den unteren Grenzwert nicht notwendigerweise ein Anzeichen für einen besonders glatten und daher vorteilhaften Fadenweg, sondern eher ein Anzeichen für die Tatsache, daß der aufgebrachte Zwirn unzureichend ist.
Vom technologischen Standpunkt aus ist es vorteilhaft, die Fehlersignale als kurzzeitige Alarmsignale aus zugeben. Um den Einfluß irrelevanter Störungen zu vermeiden, werden diese Fehlersignale gezählt, und nur das Überschreiten vorgegebener Summen wird zum Eingriff in das Verfahren oder zur Ausgabe von Signalen zur Qualitätsklassifikation benutzt.
Es wurde gefunden, daß das Fallen unter den unteren Grenzwert auf der einen Seite und die Überschreitung des oberen Grenzwertes auf der anderen Seite Warnsignale für unterschiedliche Fehler darstellen. Die Überschreitung des oberen Grenzwertes zeigt hauptsächlich an, daß die Fixierung des Zwirns durch die Thermofixierung nicht in Ordnung ist. Das kann auf Verschmutzung der Heizschiene, auf schlechter Fadenführung in der Heizschiene, auf Fadenfehlern oder ungleichmäßiger Befeuchtung des von seiner Vorlagespule ablaufenden Fadens beruhen. Ein Fallen unter den unteren Grenzwert zeigt in typischer Weise eine nicht ausreichende Zwirngebung an. Die Ursache kann sein, daß der Falschzwirngeber außer Betrieb ist, daß der Faden nicht richtig im Falschzwirngeber geführt ist und daß der Falschzwirngeber defekte Reibeleinente besitzt oder verschmutzt ist.
Aus dem oben angegebenen Grund werden die Alarmsignale vorzugsweise getrennt gezählt, und nach Überschreitung des oberen Grenzwertes und Unterschreitung des unteren Grenzwertes wird hieraus ein Warnsignal gegeben.
Nachdem einige der Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung dargelegt wurden, werden andere mit Fortschreiten der Beschreibung bei der Betrachtung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen erkennbar, in denen Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Teils des die Signale verwertenden Schaltplans der vorliegenden Erfindung ist; Die Figuren 2 und 3 sind Diagramme, welche in Übereinstimmung mit der Erfindung die Werte der abgegriffenen Zugkraft und den gegen die Zeit aufgetragenen Variationskoeffizienten darstellen; und Fig. 4 ist ein Diagrammschema einer Falschzwirnvorrichtung und eines Teils des Steuerkreises in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Was insbesondere die Zeichnung betrifft, so zeigt die Fig. 4 in schematischer Darstellung eine Falschzwirnvorrichtung für Fäden und einen Teil des Steuerkreises dieser Erfindung. Weitere Einzelheiten des in der Fig. 4 dargestellten Vorrichtung können dem U.S Patent von Martens, Nr. 4.720,702, entnommen werden, dessen Inhalt durch die Bezugnahme hier ausdrücklich mit umfaßt ist.
Wie in der Fig. 4 dargestellt, ist jede Arbeitsstelle einer Falschzwirnkräuselmaschine mit einer Lieferspule 39 versehen, von der ein zu behandelnder Faden 40 mit Hilfe eines ersten Liefersystems 41 abgezogen wird. In der dargestellten Ausführung ist vor der Lieferrolle 41 eine Schneidvorrichtung 42 angeordnet. Hinter der ersten Lieferrolle 41 wandert der Faden entlang einer Heizplatte 43, die in der dargestellten Ausführung gerade ist, jedoch gekrümmt sei kann, und die beispielsweise auf 200º erhitzt ist. Nach der Heizplatte 43 läuft der Faden 40 durch eine Kühlzone (nicht dargestellt) und dann durch einen Falschzwirner 44 konventioneller Ausführung. Auf den Falschzwirner 44 folgt ein Fadenzugkraftmeßinstrument 1, das es gestattet, die Fadenzugkraft kontinuierlich abzugreifen. Danach wird der Faden 40 durch eine zweite Lieferrolle 45 abgezogen und entweder zu einem-weiteren Heizsystem oder, wie gezeigt, unmittelbar zu einer Aufnahme weitergeleitet, wo er zu einer Spule 46 aufgewikkelt wird.
Der Fadenfühler 1 erzeugt ein Ausgangssignal, das in seiner Größe und Form oder Neigung kennzeichnend für die Fadenzugkraft und deren Schwankungen zwischen dem Falschzwirner 44 und der Lieferrolle 45 ist. Dieses Signal wird in einen Schaltkreis 47 eingespeist, der innerhalb der Strich-Punkt-Linien in Fig. 4 liegt und der von einem weiter unten beschriebenen Grenzwertspeicher 48 vorgegebene Grenzwerte als Vergleichswerte erhält. Während jeder Fadenfühler 1 jeder Stelle einer Texturierinaschine einem Schaltkreis 47 zugeordnet ist, ist ein Grenzwertspeicher 48 einer Gruppe von Texturierstellen einer vielstelligen Texturiermaschine zugeordnet.
Das der Fadenzugkraft zwischen dem Falschzwirner 44 und der Lieferrolle 45 zugeordnete Ausgangssignal wird durch einen Verstärker 54 verstärkt, um ein mit X bezeichnetes Signal (das korrespondierende Signal ist im Patent 4,720,702 mit U bezeichnet) einer elektrischen Spannung zu erhalten. Von der Spannung X formt ein Filter 55 einen Mittelwert MX. Das gemessene Signal X und sein kontinuierlich gebildeter Mittelwert MX werden einem Differentialverstärker 58 eingegeben, in dem die Differenz zwischen gemessenem Wert und Mittelwert gebildet wird. Um eine detailliertere Beschreibung Angaben zu den anderen in Fig. 4 dargestellten Schaltkreiselementen zu erhalten, kann auf das oben zitierte U.S. Patent Nr. 4,720,702 verwiesen werden.
Figur 1 zeigt die in Übereinstimmung mit der Erfindung weitergeführte Behandlung des gemessenen Wertes X und seines Mittelwerts MX. Insbesondere wird das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 58 einem Quadrierglied 3 zugeführt. Ein weiteres Filtern des quadrierten Signals ² im Filter 4 und die Bestimmung der Wurzel aus dem gefilterten Signal bei 5 erlauben es, die Standardabweichung S zu bilden. Aus der Standardabweichung S wird dann in dem Rechenelement 6 der Quotient mit dem Mittelwert MX bestimmt und als Variationskoeffizient bzw. relative Standardabweichung CV in Form einer Prozentzahl ausgegeben. In Vergleichsgliedern 7 und 8 wird dieser kontinuierlich gebildete Variationskoeffizient CV kontinuierlich mit einem vorgegebenen Maximalwert und einem vorgegebenen Minimalwert verglichen. Die Ausgangssignale werden in den Zählern 9 bzw. 10 addiert, die sich so ergebenden Summen zeigen die oben erwähnten Fehler an.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, kann die Standardabweichung S definiert werden als die Quadratwurzel des guadrierten Mittelwerts der Abweichung des Signals X vom Mittelwertsignal MX. Ebenso kann der Variationskoeffizient CV definiert werden als das Verhältnis der Standardabweichung S zum Mittelwertsignal MX.
Die Figuren 2 und 3 stellen den Meßschrieb sowohl des kontinuierlichen Fadenzugkraftsignals X als auch einen graphischen Schrieb des daraus gebildeten kontinuierlichen Variationskoeffizienten CV dar. Fig. 2 illustriert eine Phase mit einer sehr unruhigen Kurve entweder der Fadenzugkraft oder des Fadenzugkraftsignals X. In diesem Schrieb wird die obere Grenze des CV- Wertes überschritten und folglich als Fehlersignal ausgegeben.
Fig. 3 zeigt eine Phase mit einem periodisch fehlerfreien Fadenzugkraftsignal X. In dieser Graphik fällt die Kurve unter den unteren Grenzwert des Variationskoeffizienten. Die Art der in diesem Fall vorliegenden Fehler wurde oben beschrieben.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß das Summieren der Fehlersignale nicht nur das Auftreten des Fehlersignals selbst, sondern auch die Zeitdauer des auftretenden Fehlersignals einschließt. Das geschieht dadurch, daß das jeweilige Fehlersignal in bestimmten, fest vorgegebenen Zeitabständen wiederholt wird, solange der Fehler, d.h. ein Über- oder Unterschreitung des Grenzwertes vorliegt. Mit anderen Worten gesagt wird ein Alarmsignal immer dann erzeugt, wenn das Fehlersignal die vorgegebene obere Grenze über schreitet und immer dann, wenn das Fehlersignal unter den vorgegebenen unteren Grenzwert fällt, und diese Signale werden gezählt, um daraus einen Indikator für die Fadenqualität zu erhalten. Das U.S.-Patent 5,018,390 von Muller enthält eine weitere Beschreibung eines vergleichbaren Zählvorgangs, und die Offenbarung dieses Patents ist ausdrücklich durch Verweis einbezogen.

Claims

1. Ein Verfahren zum Überwachen der Qualität eines laufenden Fadens, das die Schritte des kontinuierlichen Abgreifens der Zugkraft in dem laufenden Faden umfaßt, gekennzeichnet durch die Schritte der (des):

Bildung eines die Zugkraft des laufenden Fadens kennzeichnenden Signals (X),

Filterung des genannten Signals (X), um daraus einen Mittelwert (MX) abzuleiten;

Ableitung eines die Differenz (a) zwischen dem genannten Mittelwert und dem genannten Zugkraftsignal kennzeichnenden Signals;

Quadrierung des Differenzsignals (a);

Filterung des Signalguadrats (a²);

Ziehung der Quadratwurzel (S) aus dem gefilterten Signalguadrat;

und Erhaltens des Variationskoeffizienten CV durch Bestimmung des Quotienten aus dem genannten Mittelwert (MX) und der genannten Quadratwurzel (S),

Erzeugung eines Fehlersignals immer dann, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen vorhanden ist, nämlich:

der Variationskoeffizient (CV) überschreitet eine vorgegebene obere Grenze oder

der Variationskoeffizient (CV) fällt unter eine vorgegebene untere Grenze;

Erzeugung eines Alarmsignals immer dann, wenn ein Fehlersignal über eine vorgegebene Zeit vorliegt; und

getrennte Zählung der Alarmsignale für den die vorgegebene obere Grenze überschreitenden Variationskoeffizienten oder den unter die vorgegebene untere Grenze fallenden Variationskoeffizienten, um so eine getrennte Angabe zur Qualität des Fadens zu liefern.

2. Ein Verfahren zum Falschzwirnen eines Fadens (40) umfassend die Schritte der Fadenförderung entlang eines Fadenwegs unter nacheinander erfolgendem Erhitzen des Fadens, Kühlen des Fadens, Falschzwirnen des Fadens und dann Aufwickeln des Fadens zu einer Spule (46), kontinuierliches Abgreifen der Zugkraft des laufenden Fadens (40) an einer Stelle (1) zwischen dem Ort (44), an dem der Falschzwirn aufgebracht wird, und dem Ort (46), an dem der Faden zu einer Spule gewickelt wird, Ableitung eines die Zugkraft des laufenden Fadens kennzeichnenden Signals X,

Filtern des Signals, um daraus einen Mittelwert MX abzuleiten,

Ableiten eines Signals, das kennzeichnend ist für die Differenz zwischen dem genannten Mittelwert MX und dem genannten Zugkraftsignal X, gekennzeichnet durch

das kontinuierliche Bestimmen des Variationskoeffizienten CV der abgegriffenen Fadenzugkraft durch

a) Quadrieren des Differenzsignals zum Erhalten des Quadrats ²,

e) Filtern des guadrierten Signals a²,

f) Ziehen der Quadratwurzel S aus dem gefilterten quadrierten Signals a²,

g) Bilden des Quotienten CV aus der genannten Quadratwurzel S und dem Mittelwert MX und

Erhalten des Variationskoeffizienten CV durch Bestimmung des Quotienten aus dem genannten Mittelwert (MX) und der besagten Quadratwurzel (S),

Erzeugung eines Fehlersignals immer dann, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen vorhanden ist, nämlich: der Variationskoeffizient cv überschreitet die vorgegebene obere Grenze oder

der Variationskoeffizient CV fällt unter die vorgegebene untere Grenze;

Erzeugung eines Alarmsignals immer dann, wenn ein Fehlersignal eine vorgegebene Zeit andauert; und

Zählen der Alarmsignale getrennt für den eine vorgegebene öbere Grenze überschreitenden Variätionskoeffizienten oder den unter eine vorgegebene untere Grenze fallenden Variationskoeffizienten derart, daß eine getrennte Qualitätsanzeige für den Faden zur Verfügung steht.

3. Vorrichtung zum Überwachen der Zugkraft eines laufenden Fadens, umfassend Abgreifmittel (1) zum kontinuierlichen Abtasten der Zugkraft des laufenden Fadens (40) und zum Erzeugen eines kontinuierlichen Ausgangssignals (X), das für die abgegriffene Zugkraft kennzeichnend ist,

erste Schaltkreismittel (3 - 5, 47, 55, 58), die in Wirkverbindung mit den Abgreifmitteln (1) stehn und umfassen:

a) Mittel (54) zur Ableitung eines für die Zugkraft des laufenden Fadens (40) repräsentativen Signals,

b) Mittel (55) zum Filtern des besagten Signals zur Ableitung eines Mittelwerts aus diesem,

c) Mittel (58) zur Ableitung eines für die Differenz zwischen dem genannten Mittelwert und dem erwähnten Zugkraftsignal repräsentativen Signals, und das

gekennzeichnet ist durch

das genannte erste Mittel, welches weiter umfaßt

d) Mittel (3) zum Quadrieren des obigen Differenzsignals,

e) Mittel (4) zum Filtern des guadrierten Signals,

f) Mittel (5) zum Ziehen der Quadratwurzel aus dem gefilterten quadrierten Signal, und

g) Mittel (6) zum Ableiten des Quotienten aus dem genannten Mittelwert und der genannten Quadratwurzel und zur Lieferung des Variationskoeffizienten als Ergebnis, und zweite Schaltkreismittel (7 - 10) zur Erzeugung ein Fehlersignal immer dann, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen vorhanden ist:

(1) der Variationskoeffizient CV überschreitet die vorgegebene obere Grenze oder

(2) der Variationskoeffizient CV fällt unter die vorgegebene untere Grenze,

wobei der besagte zweite Schaltkreis (7 - 10) Mittel zur Erzeugung eines Alarnsignals immer dann, wenn das Fehlersignal die vorgegebene obere Grenze für eine vorgegebene Zeit überschreitet oder immer dann, wenn das Fehlersignal für eine vorgegebene Zeit unter die vorgegebene untere Grenze fällt,

und Mittel zum Zählen der Alarmsignale enthält, um so einen Maßstab für die Qualität des Fadens (40) bereitzustellen.

4. Vorrichtung wie im Anspruch 3 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zählen der Alarmsignale Mittel (9, 10) einschließen, um die Alarmsignale getrennt zu zählen, die erzeugt werden, wenn das Fehlersignal die vorgegebene obere Grenze überschreitet oder unter die vorgegebene untere Grenze abfällt.

5. Vorrichtung wie in Anspruch 3 definiert, gekennzeichnet durch Mittel (41, 45) zum Fördern des Fadens (40) entlang einem Fadenlauf durch aufeinanderfolgendes Erhitzen (43) des Fadens (40), Kühlen des Fadens (40), Falschzwirnen (44) des Fadens (40), und dann Aufwickeln des Fadens zu einer Spule (46), und worin das erwähnte Abtastmittel (1) zwischen dem Ort (44), an dem der Faden (40) falschgezwirnt wird, und dem Ort, an dem der Faden zu einer Spule (46) gewickelt wird, angeordnet ist.

6. Vorrichtung wie in Anspruch 3 definiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (58) zur Ableitung eines für die Differenz zwischen dem erwähnten Mittelwert und dem Zugkraftsignal repräsentativen Signals einen Differentialverstärker umfaßt.