EP0312805B1 - Produktionssteuerung - Google Patents
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Classifications
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- D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
- D01G15/00—Carding machines or accessories; Card clothing; Burr-crushing or removing arrangements associated with carding or other preliminary-treatment machines
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- D01G23/00—Feeding fibres to machines; Conveying fibres between machines
- D01G23/02—Hoppers; Delivery shoots
Definitions
- the present invention relates to fiber processing machines or systems with a plurality of different fiber processing stages.
- a short-staple spinning mill comprises a plurality of fiber-processing stages between the bale store and the bobbin packing or bobbin conveying system.
- the fibers are processed in the form of an elongated, coherent structure (ribbon, sliver, yarn), while in the "upstream” stages the fibers are processed in various, non-contiguous or relatively coarse Shapes are processed, e.g. free-flying, as a cotton ball, in bales etc.
- production changes ie changes in the material flow per unit of time, of a fiber processing machine are brought about by changing the "processing width", that is to say by changing the width of the material flow (transverse to the direction of flow) through the processing elements of the machine, without reducing the flow rate per time and Change length unit of width significantly.
- the "specific production” (the production per unit length of the effective machine width) can thus be kept essentially constant, which means an approximately constant quality.
- the overall production of the machine (flow per unit of time across the entire width) can, however, be changed in a controllable manner.
- the principle can be used to control or regulate a fiber processing plant.
- a target value for the overall production of a processing stage can be determined and the processing range of this stage can be changed accordingly, either directly or as a function of a determined deviation in a target / actual comparison.
- the invention is particularly advantageous where the machine works with a template in the form of a wadding and in particular in the control or regulation of a feed machine for a card sliver.
- the invention also encompasses a fiber processing device with means for controlled change in the processing range of this device.
- the device could, for example, comprise a working element of variable effective length, for example a working element consisting of a plurality of adjacent, individually drivable working elements, so that the number of elements in operation can be controlled.
- This variant could be used for bale removal, as already indicated in our European patent application No. 221 306.
- the length of the work organ can be kept constant while the width of the template can be changed.
- the width of a filling shaft (parallel to the length of the feed roller) of a feed machine could be changed, for example as described in DOS 3149965 or DOS 3542816.
- the invention is advantageous both in a continuous system and in a batch system, i.e. the individual stages can normally run with a continuously changeable production, or they can work in the so-called stop / go mode, the production remaining constant within a go interval.
- the invention can advantageously be combined with other control methods, e.g. In our European patent No.93235 we describe a method for optimizing stop / go conditions in a bale removal machine. Fine production changes have to be accepted. Such fine production changes could e.g. be carried out with the help of the present invention, so that the specific production and thereby the quality remains constant.
- a target value for the total production of a stage can represent either the current production or the average (effective) production of the stage.
- the latter can only be used for a certain period of time (measurement) are determined, taking into account any production fluctuations (eg switch-off intervals during stop / go operation, changes in current production during "continuous" operation).
- Fig. 1 shows four processing stages of the blow room / opening of a short batch spinning mill.
- Level K represents the carding machine
- level S the card feed
- level M a mixing operation
- level A the bale removal.
- Other stages can also be provided, for example an additional cleaning stage between bale removal and mixing.
- the entire system is controlled by a master computer uP, a control signal q representing the total production of the card is obtained and supplied to the master computer uP so that the latter can determine the corresponding production of each stage upstream of the cards via corresponding lines s, m, b. This controls the material flow MF1, MF2, MF3 between the different stages.
- each upstream stage determines its production on the basis of two signals, namely one Signal from the host computer ⁇ P and a signal from the immediately downstream stage.
- This arrangement is well known and can operate either continuously or discontinuously, as previously described.
- a production change in an upstream stage is usually carried out by changing a roller speed, a conveying speed or a "processing depth” (e.g. the removal depth of a bale opener).
- a processing depth e.g. the removal depth of a bale opener.
- Fig. 2 shows schematically a material template V and a work roll W of a job.
- the roller W normally has a predetermined length L, which is provided, for example, with a clothing or with noses or teeth in order to be able to process fibers over this length L.
- the technology depends on the speed of the roller W, its clothing, the (predetermined) thickness t of the template V and the fiber density in the template.
- a necessary change in production is usually effected by changing the roller speed.
- the clothing type, template thickness and template density cannot be changed accordingly, this means a change in technology (i.e. quality) in the conventional process.
- it is proposed that that a production change is carried out by changing the predetermined length L and / or the predetermined width B, all other parameters being able to be kept constant and in particular the flow rate per hour per unit length of work roll W being kept constant
- Fig. 2 shows schematically by dashed lines two possibilities for changing the production in this way, namely a "spreading” or “narrowing" of the original width, e.g. between the values B and B1, and an extension or shortening of the working length L by assembling the roller W from adjacent, individually drivable roller parts W1 to W4.
- the invention is not restricted to the use in connection with work organs in the form of rollers and also not to a template in the form of a cotton wool.
- a cleaning station where the fibers are transported through the machine in the form of free-flying flakes, the effective working width of the machine could also be changed according to this invention.
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf faserverarbeitende Maschinen bzw. faserverarbeitende Anlagen mit einer Mehrzahl verschiedener faserverarbeitender Stufen.
- 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 Fasern 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.
- Gemäss dieser Erfindung werden Produktionsänderungen, d.h. Änderungen des Materialdurchflusses pro Zeiteinheit, einer faserverarbeitenden 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 Zeit- und 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 A 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 uP 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 vorbestimmte Länge (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 Länge L, welche z.B. mit einer Garnitur oder mit Nasen oder Zähnen versehen ist, um Fasern über die diese Länge L verarbeiten zu können. Die Vorlage V hat normalerweise eine vorbestimmte Breite B (B = L), so dass Fasern über diese Breite B an die Walze W mit der Länge L 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 vorbestimmten Länge L und/oder der vorbestimmten 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 W1 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 (6)
- Verfahren zur Aenderung der Produktion einer faserverarbeitenden Maschine (A,S), welche entweder mit einer faserabtragenden Walze (W) mit einer vorgegebenen Länge (L) und einer vorgegebenen Drehzahl, allein oder kombiniert mit einem faserabgebenden Schacht versehen ist, welcher eine Faservorlage (V) mit einer vorgegebenen Breite (B, B1) einer vorgegebenen Dicke (t) und einer vorgegebenen Dichte an eine mit diesem Schacht kombinierten Walze (W) abgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Aenderung der Produktion entweder die Länge (L) der Walze (W) oder die Breite (B,B1) der Faservorlage (V) verändert wird, während die Drehzahl der Walze (W), die Dicke (t) und die Dichte der Faservorlage (V) beibehalten wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine Teil einer Mehrzahl von Verarbeitungsstufen (A,M,S,K) einer Putzerei/ Karderie einer Kurzstapelspinnerei ist und die Aenderung der Produktion aufgrund der Anforderung einer dieser Maschine nachgeschalteten Verarbeitungsstufe gesteuert oder geregelt wird. - Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verarbeitungsstufen um eine Kardenspeisung (S) und eine darauffolgende Karderie (K) handelt. - Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verarbeitungsstufen um eine Ballenabtragung (A) und einer darauffolgenden Putzerei-Mischereistufe (M) handelt. - Verfahren nach Anspruch 3 und 4,
dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Kombination der Verarbeitungsstufen der Ansprüche 3 und 4 unter Aneinanderreihung der Verarbeitungsstufen des Anspruches 3 an diejenigen des Anspruches 4 handelt und dabei die Karderie (K) als die der Ballenabtragung (A) und der Kardenspeisung (S) nachgeschaltete Verarbeitungsstufe vorgesehen ist. - Faserverarbeitungsanlage einer Kurzstapelspinnerei zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorangehenden Verfahrensansprüchen, mit einer Ballenabtragung (A) mit Abtragwalzen (W) mit einer vorgegebenen Abtraglänge (L), einer Putzerei-/Mischereistufe (M), einer Kardenspeisung (S) mit einem Speiseschacht zur Abgabe einer Faservorlage (V) mit einer vorgegebenen Breite (B,B1) und einer Karderie (K),
dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Produktion die genannte Abtraglänge (L) und/oder die genannte Breite (B,B1) der Faservorlage (V) unter unveränderter Beibehaltung aller anderen allfällig vorhandenen, ebenfalls produktionssteuerbaren Variablen, wie z.B. die Drehzahl der Abtragwalze (W), sowie die Dicke (t) und die Dichte der Faservorlage (V) Verändert wird.
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