EP0415222A2 - Verfahren zum Einstellen der Ansprechgrenze elektronischer Garnreiniger - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for setting the response limit of electronic yarn cleaners taking into account the fineness or number of the yarn to be cleaned, the fineness being measured during the cleaning process and the result of this measurement being compared with set tolerance limits.
- the present invention now has the task of eliminating the risk of confusion on the one hand and, on the other hand, of enabling the response limits to be set optimally on the basis of the actual production conditions. In addition, the operation should be simplified.
- This object is achieved according to the invention in that when setting the yarn cleaner, the number of false alarms permissible for a given yarn length, i.e. the permissible alarm frequency, is determined, that during the cleaning process the measured values of the fineness are continuously registered and their distribution is determined and that the servers division of the measured values and the response limits are determined independently from the specified permissible alarm frequency based on statistical laws.
- the method according to the invention thus enables the response limits to be set automatically, this setting being optimized such that only a predetermined number of false alarms occur. A mix-up of yarns of different fineness is excluded and there is an additional advantage that any tolerances of the control devices are taken into account.
- the invention further relates to a device for carrying out the above-mentioned method, with sensors for monitoring the yarn count, with actuators for triggering an operation triggered by the measurement signal of the associated sensor and with a central signal processing stage with which the sensors and the actuators are connected.
- the device according to the invention is characterized in that the central signal processing stage has a stage for statistical evaluation of the measurement signals from the sensors, an input stage for the input of the permissible alarm frequency and a stage for determining the response limits.
- Fig. 1 shows a block diagram of a yarn cleaning system used on winding machines.
- Each of these winding machines has a number of winding units, which are combined in sections, of which two, SM1 and SM2, are symbolically indicated in the figure.
- Each winding unit is equipped with a sensor 1 for monitoring the yarn count and with an actuator 2 for triggering an operation triggered by the measurement signal of the associated sensor 1.
- the yarn count signals GF from the sensors 1 are routed to a central signal processing unit 5, for example to the USTER POLYMATIC central unit, via multiplexers 3 and a bus 4.
- the output signals of the central signal processing 5 reach the corresponding actuators 2 via the bus 4 and a demultiplexer 6.
- the central signal processing 5 contains an A / D converter 7, into which the yarn count signals GF from the sensors 1 (FIG. 1) arrive.
- the digitized yarn count signals GF * arrive in comparators 8, where they are compared with an upper and a lower limit value.
- comparators 8 of this type are provided, which determine the limits within which the signal of each sensor 1 lies and then forward the respective fineness signal to a counter 9 assigned to the relevant cross-sectional class.
- each signal received by one of the comparators 8 is counted as an event, so that the counter readings of all counters 9 indicate a histogram of the fineness distribution of the threads of all winding positions.
- a mean 10 and standard deviation are calculated in a statistical level 10 using the methods of statistics.
- the mean value MW calculated in this way arrives in an addition and subtraction stage 11 or 12.
- the standard deviation SA arrives at one input of a multiplication stage 13, at the other input of which the output signal of an input stage 14 for the input of a permit alarms per length N of yarn size.
- N There is a relationship between this quantity N and the alarm frequency, assuming a normal distribution due to the usual fluctuations in production. This relationship is such that an alarm frequency of one percent is represented by a value of 2.58 and an alarm frequency of one per thousand by a value of 3.29 for the size N.
- the product N times SA, ie alarm frequency times standard deviation is thus formed in multiplication stage 13.
- the output signal of the multiplication stage 13, that is to say the product mentioned, is now fed to the addition and subtraction stage 11 or 12, the output signal of which indicates the upper and lower limit values GO and GU of the fineness. These limit values are thus obtained by adding and subtracting the product N times the standard deviation to or from the mean MW.
- the central signal processing unit 5 sends a signal to the demultiplexer 6, which controls the corresponding actuator 2, causing the Production has stopped until the fault has been rectified.
- the response limits that is to say the limit values GO and GU, are determined independently on the basis of the measured fineness distribution and the predetermined permissible alarm frequency N. Measured values lying outside the alarm limits, that is to say those measured values which lead to the activation of the relevant actuator 2, are not taken into account for the statistics.
- a certain number of, for example, 100 basic measured values must be available.
- these basic values are determined for each new cop or after a thread break, i.e. when the production site is started or restarted.
- the mean value and standard deviation are then determined from these basic measured values.
- the described method leads to an optimal, automatic setting of the response limits on the basis of the actual circumstances, only a predetermined number of false alarms occurring and this number forming the basis for the setting of the response limits. This results in an optimum between defects which remain in the yarn and those which are removed and also lead to disruptive production downtimes and knots.
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Abstract
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Ansprechgrenze elektronischer Garnreiniger unter Berücksichtigung der Feinheit oder Nummer des zu reinigenden Garns, wobei während des Reinigungsprozesses die Feinheit gemessen und das Ergebnis dieser Messung mit eingestellten Toleranzgrenzen verglichen wird.
- Es ist bekannt (siehe zum Beispiel USTER News Bulletin Nr. 29/August 1981 "Das USTER-System der Garnfehlerkontrolle", USTER - eingetragenes Warenzeichen der Zellweger Uster AG), dass eine wesentliche Voraussetzung für eine genaue und reproduzierbare Garnreinigung die richtige Basiseinstellung für die zu reinigende Garnpartie ist. Der wichtigste Wert, der bei dieser Basiseinstellung berücksichtigt werden muss, ist die Garnnummer oder Feinheit, anhand welcher die Ansprechgrenzen (= Toleranzwerte) festgelegt werden, bei derer Ueberschreiten ein Reinigerschnitt ausgelöst wird.
- Da in Spinnereien normalerweise Garne verschiedener Feinheit gesponnen werden, kann es zu Verwechslungen kommen, insbesondere dann, wenn sich die Feinheiten nur wenig voneinander un terscheiden. Schon geringe Unterschiede in der Feinheit führen aber im Gewebe oder Gewirk zu sichtbaren Streifen, welche das Produkt unbrauchbar machen. Um diese Verwechslungsgefahr zu vermeiden, sind Garnüberwachungsanlagen erhältlich, die die Garnfeinheit messen und beim Ueberschreiten der eingestellten Toleranzgrenze einen Alarm auslösen oder die Produktion stoppen. Weil aber jedes Garn von Natur aus eine gewisse Ungleichmässigkeit aufweist und auch gewisse Feinheitsabweichungen im normalen Produktionsprozess nicht vollständig vermieden werden können, stösst die Einstellung der Ansprechgrenzen auf Schwierigkeiten. Werden nämlich die Toleranzgrenzen zu eng eingestellt, dann treten häufig Fehlalarme auf. Sind die Grenzen dagegen zu weit, dann können nicht alle Fehler erkannt werden.
- Die vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe, einerseits die genannte Verwechslungsgefahr auszuschalten und andererseits eine optimale Einstellung der Ansprechgrenzen anhand der tatsächlichen Produktionsgegebenheiten zu ermöglichen. Ausserdem soll die Bedienung vereinfacht werden.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei der Einstellung des Garnreinigers die Anzahl der für eine gegebene Garnlänge zulässigen Fehlalarme, also die zulässige Alarmhäufigkeit, festgelegt wird, dass während des Reingungsprozesses die Messwerte der Feinheit laufend registriert werden und ihre Verteilung bestimmt wird und dass aus dieser Ver teilung der Messwerte und aus der vorgegebenen zulässigen Alarmhäufigkeit anhand statistischer Gesetzmässigkeiten die Ansprechgrenzen selbstständig festgelegt werden.
- Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht also eine automatische Einstellung der Ansprechgrenzen, wobei diese Einstellung so optimiert wird, dass nur eine vorbestimmte Anzahl von Fehlalarmen auftritt. Eine Verwechslung von Garnen unterschiedlicher Feinheit ist ausgeschlossen und als zusätzlicher Vorteil ergibt sich, dass allfällige Toleranzen der Kontrollgeräte mitberücksichtigt werden.
- Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens, mit Sensorer zur Ueberwachung der Garnfeinheit, mit Aktoren zur Auslösung einer durch das Messsignal des zugehörigen Sensors ausgelösten Operation und mit einer zentralen Signalverarbeitungsstufe, mit welcher die Sensoren und die Aktoren verbunden sind.
- Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Signalverarbeitungsstufe eine Stufe zur statistischen Auswertung der Messsignale der Sensoren, eine Eingabestufe für die Eingabe der zulässigen Alarmhäufigkeit und eine Stufe zur Festlegung der Ansprechgrenzen aufweist.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt:
- Fig. 1 ein Blockschema einer nach dem erfirdungsgemässen Verfahren arbeitenden Garnreingungsanlage; und
- Fig. 2 ein Schema zur Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Bildung der Ansprechgrenzen.
- Für die nachfolgende Beschreibung wird die elektronische Garnreinigung als bekannt vorausgesetzt. Es wird in diesem Zusammenhang auf das schon erwähnte USTER News Bulletin Nr. 29/August 1981 verwiesen.
- Fig. 1 zeigt ein Blockschema einer auf Spulmaschinen eingesetzten Garnreinigungsanlage. Jede dieser Spulmaschinen besitzt eine Anzahl von Spulstellen, die in Sektionen zusammengefasst sind, von denen in der Figur zwei, SM1 und SM2, symbolisch angedeutet sind. Jede Spulstelle ist nit einem Sensor 1 zur Ueberwachung der Garnfeinheit und mit einem Aktor 2 zur Auslösung einer durch das Messsignal des zugehörigen Sensors 1 ausgelösten Operation ausgerüstet. Die Garnfeinheitssignale GF der Sensoren 1 sind über Multiplexer 3 und eine Sammelleitung 4 an eine zentrale Signalverarbeitung 5, beispielsweise an die USTER POLYMATIC-Zentraleinheit, geführt. Die Ausgangssignale der zentralen Signalverarbeitung 5 gelangen über die Sammelleitung 4 und einen Demultiplexer 6 an die entsprechenden Aktoren 2.
- Die automatische Bildung der Ansprechgrenzen erfolgt in der zentralen Signalverarbeitung 5, von welcher Fig. 2 einen Ausschnitt mit den einzelnen Funktionsstufen zeigt. Darstellungsgemäss enthält die zentrale Signalverarbeitung 5 einen A/D-Wandler 7, in welchen die Garnfeinheitssignale GF der Sensoren 1 (Fig. 1) gelangen. Die digitalisierten Garnfeinheitssignale GF* gelangen in Komparatoren 8, wo sie je mit einem oberen und mit einem unteren Grenzwert verglichen werden.
- Entsprechend der Anzahl der verschiedenen möglichen Garnquerschnitte sind derartige Komparatoren 8 vorgesehen, welche feststellen, innerhalb welcher Grenzen das Signal jedes Sensors 1 liegt und dann das jeweilige Feinheitssignal an einen der betreffenden Querschnittsklasse zugeordneten Zähler 9 weiterleiten. In jedem der Zähler 9 wird jedes von einem der Komparatoren 8 erhaltene Signal als Ereignis gezählt, so dass die Zählerstände aller Zähler 9 ein Histogramm der Feinheitsverteilung der Fäden aller Spulstellen angeben.
- Aus diesem Histogramm werden in einer Statistikstufe 10 nach den Methoden der Statistik Mittelwert und Standardabweichung berechnet. Der so berechnete Mittelwert MW gelangt in eine Additions- und Subtraktionsstufe 11 beziehungsweise 12. Die Standardabweichung SA gelangt an den einen Eingang einer Multiplikationsstufe 13, an deren anderem Eingang das Ausgangssignal einer Eingabestufe 14 für die Eingabe einer die zuläs sigen Alarme pro Garnlänge festlegenden Grösse N liegt. Zwischen dieser Grösse N und der Alarmhäufigkeit besteht ein unter der Annahme einer Normalverteilung aufgrund der üblichen Produktionsschwankungen abgeleiteter Zusammenhang. Dieser Zusammenhang ist derart, dass eine Alarmhäufigkeit von einem Prozent durch einen Wert von 2,58 und eine Alarmhäufigkeit von einem Promille durch einen Wert von 3.29 für die Grösse N repräsentiert wird. Somit wird in der Multiplikationsstufe 13 das Produkt N mal SA, entsprechend also Alarmhäufigkeit mal Standardabweichung gebildet. Das Ausgangssignal der Multiplikationsstufe 13, also das genannte Produkt, wird nun der Additions- und Subtraktionsstufe 11 bzw. 12 zugeführt, deren Ausgangssignal den oberen und unteren Grenzwert GO bzw. GU der Feinheit angibt. Diese Grenzwerte werden somit durch Addition und Subtraktion des Produkts N mal Standardabweichung zum bzw. vom Mittelwert MW erhalten.
- Sobald an einer Spulstelle von einem Sensor 1 (Fig. 1) eine die Grenzwerte GO oder GU über- beziehungsweise unterschreitende Feinheitsabweichung festgestellt wird, sendet die zentrale Signalverarbeitung 5 ein Signal an den Demultiplexer 6. Dieser steuert den entsprechenden Aktor 2 an, wodurch an der betreffenden Spulstelle die Produktion bis zur Behebung des Fehlers gestoppt ist.
- Wie schon erwähnt wurde, werden die Ansprechgrenzen, also die Grenzwerte GO und GU aufgrund der gemessenen Feinheitsverteilung und der vorgegebenen zulässigen Alarmhäufigkeit N selbständig festgelegt. Dabei werden für die Statistik ausserhalb der Alarmgrenzen liegende Messwerte, also solche Messwerte, die zur Aktivierung des betreffenden Aktors 2 führen, nicht berücksichtigt.
- Vor der Festlegung einer Alarmgrenze muss eine gewisse Anzahl von beispielsweise 100 Basismesswerten vorliegen. Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens an einer Spulmaschine werden diese Basiswerte bei jedem neuen Cops oder auch nach einem Fadenbruch, also beim Anlaufen oder Wiederanlaufen der Produktionsstelle, ermittelt. Aus diesen Basismesswerten werden dann Mittelwert und Standardabweichung bestimmt.
- Das beschriebene Verfahren führt zu einer optimalen, automatischen Einstellung der Ansprechgrenzen aufgrund der tatsächlichen Gegebenheiten, wobei nur eine vorbestimmte Anzahl von Fehlalarmen auftritt und diese Anzahl die Basis für die Einstellung der Ansprechgrenzen bildet. Dadurch ergibt sich ein Optimum zwischen Fehlern, die im Garn belassen, und solchen, die entfernt werden und zu ebenfalls störenden Produktionsstillständen und Knoten führen.
- Die Bedienung einer nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitenden Garnüberwachungsanlage ist äusserst einfach und die Ueberwachung auf Feinheitsfehler ist zuverlässig, wobei auch allfällige Gerätetoleranzen mitberücksichtigt werden.
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