EP0312805A1 - Produktionssteuerung - Google Patents

Abstract

Eine Änderung der Produktion einer faserverarbeiten­den Maschine wird durch eine Änderung der Verarbei­tungsbreite (B) bewerkstelligt.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf faserverar­beitende Maschinen bzw. faserverarbeitende Anlagen mit einer Mehrzahl verschiedener faserverarbeitender Stufen.
Stand der Technik
• Eine Kurzstapelspinnerei umfasst eine Mehrzahl faser­verarbeitender Stufen zwischen dem Ballenlager und der Spulenpackerei bzw. dem Spulenfördersystem. In den "nachgeschalteten" Stufen, normalerweise nach der Karderie, werden die Fasern in der Form eines längli­chen, zusammenhängenden Gebildes (Band, Lunte, Garn) verarbeitet, während in den "vorgeschalteten" Stufen die Fasern in verschiedenen, nicht zusammenhängenden bzw. relativ groben Formen verarbeitet werden, z.B. freifliegend, als eine Watte, in Ballen usw..
• Dabei ist es bekannt, dass die "Bearbeitung" der Fa­ sern in diesen vorgeschalteten Stufen einen wesentli­chen Einfluss auf die Qualität des Endproduktes aus­übt. Es ist auch bekannt, dass diese "Bearbeitung" von der Durchflussmenge pro Zeiteinheit (die "Produktion") in jeder Verarbeitungsstufe abhängig ist, was zu Anstrengungen geführt hat, die Produktion durch "kontinuierlichen" Betrieb der Anlage so weit wie möglich über Zeit zu vergleichmässigen und dabei durchschnittlich eine bessere Qualität (z.B. Reinigungsgrad) zu erreichen.
• Das Problem liegt aber darin, dass kleinere unvermeid­bare Veränderungen der Produktion nicht leicht aus­geglichen werden können, so dass die durchschnittlich bessere Qualität durch kleinere, aber doch unangeneh­me Qualitätsschwankungen erkauft werden muss.
Die Erfindung
• Gemäss dieser Erfindung werden Produktionsänderungen, d.h. Änderungen des Materialdurchflusses pro Zeitein­heit, einer faserverbeitenden Maschine durch Änderung der "Verarbeitungsbreite" bewerkstelligt, d.h. durch Änderung der Breite des Materialflusses (quer zur Flussrichtung) durch die Verarbeitungsorgane der Maschine, ohne dabei die Durchflussmenge pro Zeit­und Längeneinheit der Breite wesentlich zu ändern. Damit kann die "spezifische Produktion" (die Produktion pro Längeneinheit der effektiven Maschinenbreite) im wesentlichen konstant gehalten werden, was eine ungefähr konstante Qualität bedeutet. Die Gesamtproduktion der Maschine (Durchfluss pro Zeiteinheit über der ganzen Breite) kann aber in einer kontrollierbaren Art und Weise verändert werden.
• Das Prinzip kann zur Steuerung oder Regelung einer fa­serverarbeitenden Anlage ausgenützt werden. Wie bei einem konventionellen Steuer- oder Regelverfahren, kann ein Sollwert für die Gesamtproduktion einer Verarbeitungsstufe bestimmt werden und die Verarbeitungsbreite dieser Stufe entsprechend verändert werden, entweder direkt oder in Abhängigkeit von einer festgestellten Abweichung bei einem Soll/Ist-Vergleich.
• Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, wo die Ma­schine mit einer Vorlage in der Form einer Watte ar­beitet und insbesondere in der Steuerung oder Rege­lung einer Speisemaschine für einen Kardenstrang.
• Die Erfindung umfasst auch eine faserverarbeitende Vorrichtung mit Mitteln zur kontrollierten Verände­rung der Verarbeitungsbreite dieser Vorrichtung. Die Vorrichtung könnte z.B. ein Arbeitsorgan veränderba­rer effektiver Länge umfassen, z.B. ein Arbeitsorgan, das aus einer Mehrzahl nebeneinanderliegender, indi­viduell antreibbarer Arbeitselemente besteht, so dass die Anzahl in Betrieb stehender Elemente gesteuert werden kann. Diese Variante könnte bei der Ballenab­tragung benutzt werden, wie in unserer europäischen Patentanmeldung Nr. 221 306 schon angedeutet wurde. In einer anderen Variante kann aber die Länge des Arbeitsorgans konstant gehalten werden, während die Breite der Vorlage veränderbar ist. Es könnte z.B. die Breite eines Füllschachtes (parallel zur Länge der Speisewalze) einer Speisemaschine geändert werden, beispielsweise, wie in DOS 3149965 oder DOS 3542816 beschrieben worden ist.
• Die Erfindung ist sowohl in einer kontinuierlich ar­beitenden Anlage als auch in einer diskontinuierlich arbeitenden Anlage vorteilhaft, d.h. die individuel­len Stufen dürfen normalerweise mit einer kontinuier­lich veränderbaren Produktion laufen, oder sie dürfen im sogenannten Stop/Go-Modus arbeiten, wobei die Pro­duktion innerhalb eines Go-Intervalls konstant bleibt. Die Erfindung kann vorteilhafterweise mit anderen Steuer- und Regelverfahren kombiniert werden, z.B. in unserem europäischen Patent No.93235 beschreiben wir ein Verfahren zur Optimierung von Stop/Go-Verhältnissen in einer Ballenabtragungsma­schine. Dabei müssen feine Produktionsänderungen in Kauf genommen werden. Solche feinen Produktions­änderungen könnten z.B. mit Hilfe der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden, so dass die spezifische Produktion und dadurch die Qualität konstant bleibt.
• Ein Verfahren zur Regelung der Kardenspeisung ist in unserer schweizerischen Patentanmeldung Nr. 3109/87 beschrieben worden. Dieses Verfahren wurde primär zur Anwendung mit einem Stop/Go Betriebsmodus konzipiert, um die mit dem "kontinuierlichen" Betrieb verbundenen Qualitätsschwankungen zu vermeiden. Die Kombination eines Verfahrens gemäss 3109/87 mit dem nun vorliegen­den Verfahren bringt aber wesentlich grössere Frei­heit zur Bestimmung des Betriebsmodus.
• Ob ein "kontinuierlicher" oder diskontinuierlicher (Stop/Go) Betriebsmodus gewählt wird, kann ein Soll­wert für die Gesamtproduktion einer Stufe entweder die momentane Produktion oder die durchschnittliche (effektive) Produktion der Stufe darstellen. Letztere kann aber nur über eine gewisse Zeit- (Mess-)periode festgestellt werden, wobei allfällige Produktions­schwankungen (z.B. Ausschaltintervalle beim Stop/Go Betrieb, Aenderungen der momentanen Produktion beim "kontinuierlichen" Betrieb) berücksichtigt werden müssen.
• Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Figu­ren näher erläutert. Es zeigt:
• Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer faserver­arbeitenden Anlage einer Kurzstapelspinnerei, und
• Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Arbeits­stelle dieser Anlage zur Erklärung des neuen Prinzips.
• Fig. 1 zeigt vier Verarbeitungsstufen der Putzerei / Öffnerei einer Kurzstapelspinnerei. Die Stufe K stellt die Karderie dar, die Stufe S die Kardenspei­sung, die Stufe M eine Mischoperation und die Stufe B die Ballenabtragung. Es können auch andere Stufen vor­gesehen werden, z.B. eine zusätzliche Reinigungsstufe zwischen der Ballenabtragung und dem Mischen. Die ganze Anlage ist von einem Leitrechner uP gesteuert, wobei ein die Gesamtproduktion der Karderie darstel­lendes Steuersignal q gewonnen und an den Leitrechner µP geliefert wird, so dass Letzterer die entsprechen­de Produktion jeder den Karden vorgeschalteten Stufe über entsprechende Leitungen s, m, b bestimmen kann. Dadurch wird der Materialfluss MF1, MF2, MF3 zwischen den verschiedenen Stufen gesteuert. Es können auch Rückkoppelungen r zwischen den Stufen vorgesehen wer­den, so dass jede vorgeschaltete Stufe ihre Produk­tion anhand von zwei Signalen bestimmt, nämlich einem Signal vom Leitrechner µP und einem Signal von der un­mittelbar nachgeschalteten Stufe. Diese Anordnung ist wohlbekannt und kann entweder kontinuierlich oder dis­kontinuierlich arbeiten, wie schon einleitend be­schrieben wurde.
• Eine Produktionsänderung in einer vorgeschalteten Stu­fe wird normalerweise durch Änderung einer Walzendreh­zahl, einer Fördergeschwindigkeit oder einer "Bearbei­tungstiefe" (z.B. die Abtragtiefe eines Ballenöff­ners) durchgeführt. Dies bedeutet aber jedesmal eine Änderung der "spezifischen Produktion", d.h. der Durchflussmenge (P) pro Zeiteinheit (h) pro Längen­einheit (L) der "Verarbeitungsbreite". Letzterer Begriff wird nun anhand der Fig. 2 näher erläutert werden.
• Fig. 2 zeigt schematisch eine Materialvorlage V und eine Arbeitswalze W einer Arbeitsstelle. Die Walze W hat normalerweise eine vorbestimmte Arbeitslänge L, welche z.B. mit einer Garnitur oder mit Nasen oder Zähnen versehen ist, um Fasern über die ganze Länge L verarbeiten zu können. Die Vorlage V hat normalerwei­se eine entsprechende Breite B (B = L), so dass Fa­sern über die ganze Länge L an die Walze W geliefert werden. Die Technologie (Faserbearbeitung) hängt von der Drehzahl der Walze W, ihrer Garnitur, der (vorbe­stimmten) Dicke t der Vorlage V und der Faserdichte in der Vorlage ab. Eine notwendige Produktionsände­rung wird normalerweise durch Änderung der Walzendreh­zahl bewirkt. Da aber die Garniturart, Vorlagedicke und Vorlagedichte nicht entsprechend geändert werden können, bedeutet dies beim konventionellen Verfahren eine Technologie- (sprich Qualitäts-) Änderung. Ge­mäss dieser Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Produktionsänderung durch eine Änderung der effekti­ven Länge L und/oder der effektiven Breite B durchge­führt wird, wobei alle anderen Parameter konstant ge­halten werden können und insbesondere die Durchfluss­menge pro Stunde pro Längeneinheit der Arbeitswalze W konstant gehalten werden kann.
• Fig. 2 zeigt schematisch durch gestrichelte Linien zwei Möglichkeiten zur Veränderung der Produktion auf diese Weise, nämlich eine "Ausbreitung" bzw. "Ein­engung" der Vorlagenbreite, z.B. zwischen den Werten B und B1, und eine Verlängerung bzw. Abkürzung der Ar­beitslänge L durch Zusammenstellung der Walze W aus nebeneinanderliegenden, individuell antreibbaren Wal­zenteilen Wl bis W4.
• Normalerweise wird es nicht sinnvoll sein, eine Ände­rung der Arbeitslänge L durchzuführen ohne eine ent­sprechende Änderung der Vorlagenbreite B , weil sonst unter bestimmten Betriebsverhältnissen Randteile der Vorlage V nicht bearbeitet werden, was sich auch nach­teilig auswirken könnte.
• Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung im Zusammen­hang mit Arbeitsorganen in der Form von Walzen einge­schränkt und auch nicht auf eine Vorlage in der Form einer Watte. In einer Reinigungsstelle, wo die Fasern in der Form von frei fliegenden Flocken durch die Ma­schine transportiert werden, könnte auch die effekti­ve Arbeitsbreite der Maschine gemäss dieser Erfindung geändert werden.

Claims (7)

1. Ein Verfahren zur Durchführung einer kontrol­lierbaren Aenderung der Produktion einer faserverarbeitenden Maschine dadurch gekenn­zeichnet, dass die Produktionsänderung durch eine Aenderung der Verarbeitungsbreite der Maschine bewerkstelligt wird.

2. Ein Verfahren gemäss Anspruch 1 dadurch ge­kennzeichnet, dass bei einer Aenderung der Gesamtproduktion der Maschine, die spezifische Produktion im wesentlichen kon­stant gehalten wird.

3. Ein Verfahren gemäss Anspruch 1 oder 2 da­durch gekennzeichnet, dass die Aenderung ge­steuert oder geregelt wird.

4. Ein Verfahren gemäss Anspruch 3 dadurch ge­kennzeichnet, dass die Maschine eine watte­verarbeitende Kardenspeisemaschine ist und ein Steuer- bzw. Regelsignal von den Karden gewonnen wird.

5. Eine faserverarbeitende Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur kontrollier­ten Veränderung der Verarbeitungsbreite die­ser Vorrichtung vorhanden sind.

6. Eine Vorrichtung gemäss Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel ein Arbeits­organ variabler effektiver Länge umfassen.

7. Eine Vorrichtung gemäss Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine Speisevorrichtung zur Speisung einer Vorlage variabler Breite umfassen.

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