EP0644282B1 - Procedure for quality control during fabrication of a plurality of yarns - Google Patents

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EP0644282B1
EP0644282B1 EP94114094A EP94114094A EP0644282B1 EP 0644282 B1 EP0644282 B1 EP 0644282B1 EP 94114094 A EP94114094 A EP 94114094A EP 94114094 A EP94114094 A EP 94114094A EP 0644282 B1 EP0644282 B1 EP 0644282B1
Authority
EP
European Patent Office
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production
points
procedure according
reference point
measurement
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP94114094A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0644282A1 (en
Inventor
Jörg Spahlinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barmag AG, Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag AG
Publication of EP0644282A1 publication Critical patent/EP0644282A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0644282B1 publication Critical patent/EP0644282B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/32Counting, measuring, recording or registering devices

Definitions

  • the present invention relates to a method for quality control in the production of a large number of threads in a corresponding number of mutually identical production sites.
  • a method for quality monitoring in the production of a large number of threads is known from EP 0 439 106 A1.
  • the individual production site is monitored in that the reference signal is obtained from the measurement of process parameters of a large number of production sites.
  • the simplest form of evaluation consists in forming a cross-section that evaluates all manufacturing sites equally. A statement about the cross section of all manufacturing sites is then made the quality of the overall process or the product. However, this statement is not necessarily correct as an absolute quantity, but depends on the condition of the manufacturing sites. If the course of the process is shifted uniformly in all manufacturing locations relative to the actually intended state, there are no significant deviations between the manufacturing locations in the cross-sectional formation. As a result, the uniformity of the cross section appears as an indication of the presence of the desired process, but the overall process itself runs in an undesired manner.
  • the aim of the present invention is to provide a method in which the production processes can be controlled as uniformly and equally well as possible at all points in a multi-digit textile machine with justifiable measurement and evaluation effort.
  • the further development according to the invention represents the comparison of the process parameters (measured values) in all manufacturing points with a so-called reference point, the process flow of which is assumed to be representative of an optimally set process flow. In doing so, an attempt is made to influence the process parameters at this reference point in a targeted manner in order to approach the intended course of the process. By comparing the common process parameter of each individual point with the reference point, one can then conclude how close the actual process flow comes to the intended process flow and determine a quality signal for evaluating the threads produced. All manufacturing sites are also controlled uniformly with regard to the decisive parameters.
  • the reference value at which an expected deviation in the thread quality is predetermined is obtained from the manufacturing site concerned.
  • the control signal serves as the reference value, by means of which the decisive process parameter of the reference point is regulated. Both alternatives ensure a time-related statement about the process control at the individual manufacturing site.
  • a method for quality control in the production of a large number of threads in a corresponding number of mutually identical production sites is specified, the method being applicable in the textile machine irrespective of the type of production or further processing actually present.
  • All manufacturing points of the system are equipped with measuring devices with which at least one signal can be continuously recorded via measured variables which are particularly meaningful for the process of the respective manufacturing point.
  • At least one additional signal about the state of the process is acquired at one or at a few manufacturing sites of the system in order to obtain more precise information about the actual process course.
  • Process parameters that can be controlled directly as well as parameters that are meaningful for the process can be measured.
  • these correlation results are examined by an evaluation that runs automatically in the higher-level evaluation unit with regard to one or more typical properties of the product (for example dyeability, uniformity of the thread during the winding travel, etc.) and from this specifications for further influencing of the individual or derived from the few reference points.
  • statements about the quality of the product can be made at the manufacturing sites.
  • a statement on the quality of the product at each manufacturing site can be made on the basis of a quality parameter.
  • the quality variable can be determined by comparing the process parameter (s) with predetermined target values or by comparing the process parameters of the reference point (s).
  • the central point in controlling the quality of the threads produced in a multi-digit textile machine is the uniformity of the properties of the threads produced across all manufacturing locations.
  • actuating variables are determined which specify the individual desired process parameters in all manufacturing points of the multi-digit machine in an identical manner.
  • the type of manipulated variable determination depends on the process at hand.
  • the reference points are considered to be representative of the process flow in the entire system and conclusions are drawn for the control of the other manufacturing points.
  • tolerance bands are defined which surround the respective mean values of the measurement parameters and whose width stands for permissible deviations from a target value. This eliminates, in particular, high-frequency components of the measured variable signals, which would otherwise impair the meaningfulness of the measured signals for the evaluation.
  • the central task of the higher-level evaluation unit is to control the process-dependent parameters of the manufacturing sites in such a way that the desired product-specific properties can be achieved in the sum effect.
  • the focus is on the uniformity of the manufacturing result across all manufacturing sites. Due to the typical further processing of a large number of finished bobbins in corresponding finished products, the properties of the individual bobbins may differ only minimally with regard to further processing steps.
  • the quality of each individual thread produced or the quality of the thread is of course also important control and ensure the finished coil for each manufacturing site.
  • conclusions for the quality of the manufactured coils of each individual manufacturing site can also be drawn from the recorded and correlated or evaluated measuring signals.
  • the production qualities of the individual coils are recorded by automatic evaluation and documentation and are automatically assigned to them as a characteristic during or after the end of the production process.
  • Figure 1 shows a possible embodiment for the quality control of a multi-digit textile machine according to the concept of the invention.
  • a sensor 10 or 10 'or 10' ' (often the thread tension measurement) and possibly a few further sensors 11 or 11' or 11 ''.
  • the data of these sensors are e.g. transferred as thread tension signal 15 or signals of further measured variables 16 to a higher-level evaluation unit 1.
  • further measured variables such as the coil contour detection 7, the K value detection 8, the elastic modulus detection 9, and further process sensors 11 (frequency analysis, etc.) can be installed.
  • the signals from these measuring devices also go to the higher-level evaluation unit as different measuring signals 14.
  • the superordinate evaluation unit 1 is now responsible for the determination of values derived from the measured values and for the correlation of all signals from the measured value sensors recorded at the same time.
  • the evaluation unit For the evaluation processes that run automatically in this evaluation unit, the evaluation unit must have specifications about the desired product characteristics 2 and specifications about the process dependencies 3 that actually occur. On the basis of these specifications and a corresponding, automatically running conclusion logic, the superordinate evaluation unit 1 can make statements about the process state in the reference point 4 and in the manufacturing points 5, 5 ',. Based on the known process flows, these statements lead to specifications regarding the process control of both the reference point 4 and the production points 5 and 5 '.
  • This control information is sent to the various manufacturing sites in different ways. All reference points are, because they are to be influenced as much as possible, via subordinate control loops 17 regulated locally.
  • the higher-level evaluation unit therefore provides these local control loops (preferably a separate control loop for each controllable variable) with setpoints for influencing the process.
  • the local control loops ensure corresponding changes in the process control. These are in turn measured by sensors 7 to 11 and reported back to the higher-level evaluation unit 1 as measurement signals. The process is therefore tracked in a quality control loop with regard to the quality of the manufactured product.
  • All other manufacturing points 5, 5 ', ... receive control values for influencing the various process parameters instead of the target values used in the reference points.
  • These are the manipulated variables 12 and 13 in the manufacturing site 5 and 5 '.
  • the process in the manufacturing site is influenced on the basis of the specified manipulated variables; these are detected by sensors 10 'or 10' 'and possibly 11' or 11 '' and are again triggered by signals 15 and possibly 16 the higher-level evaluation unit reported back.
  • quality control which is based on the optimized process management in the reference locations and the quality control implemented there.
  • the quality control is thus set up and kept in operation on the basis of the signal connection 18 for the feedback of the measured variables and the output of manipulated variables or setpoints via the parameter specification 19.
  • the desired product parameters 2 and the process dependencies 3 occurring in a given process are of central importance for a product-related control of quality the present process of the higher-level evaluation unit 1, and ideally contain all the parameters required to achieve an optimal manufacturing result. These specifications can be specified or changed both by the manufacturer of the quality control and by the user of the quality control system. This allows the process control to be largely adapted to changed manufacturing processes.
  • Figure 2 shows the typical structure for producing a coil from a synthetic fiber.
  • the thread 23 is drawn off from an extrusion and spinning unit 20 by means of a godet arrangement 21 and wound up on an empty spool with the aid of a traversing device 27.
  • the thread is given appropriate physical properties such as tensile strength, extensibility, titer and others by appropriate measures.
  • the thread can also be passed through texturing devices, not shown here, in order to achieve desired surface properties.
  • the winding on a spool shown in the lower area of FIG. 1 follows.
  • the continuously drawn thread 23 is guided via a top thread guide 25 to a traversing device 27, which initially moves the thread back and forth on the rotating empty bobbin 28 and then on the rotating bobbin pack 29.
  • the drive motor 30 required to rotate the package is controlled by an actuator 31 so that the peripheral speed on the surface of the package always remains constant.
  • the frequency of the oscillation is specified via a drive motor which is controlled by the actuating device 32.
  • the coordination between the speed of the winding spindle motor 30 and the frequency of the traversing is achieved by synchronization, the traversing control 32 being informed of the speed of the winding spindle by the speed measuring device 44.
  • a thread tension measuring device 24 is connected, which enables a continuous detection of the thread tension.
  • the thread tension signal is freed of disturbing high-frequency vibrations via a filter 33 and passed on to the evaluation device 35 as a record 34 of the tension force.
  • the central evaluation device 35 is responsible for controlling all actuators in the process in such a way that an optimal process flow is achieved.
  • the main actuators in this process are: 31 Actuator for coil drive 32 Actuator for traversing drive 36,37,38 Actuators of the godet arrangement 39 Actuator for godet heating 40 Actuator for dosing pump 41 Extrusion speed actuator 42 Actuator for heating the extruder 43 Influencing the cooling air flow
  • Figure 3 shows schematically three manufacturing locations 4, 5 and 5 '.
  • a thread 23 or 23 'or 23' ' is produced at each of the production points. This is a partial section of the overall process from FIG. 2, the godet arrangement and the thread tension measurement being shown in detail. However, it can also be a manufacturing site in any other machine for manufacturing a chemical thread, for example a false twist crimping machine. Production in the context of this application is understood not only to mean spinning, but also the processing of the thread.
  • each thread is drawn out of the actual production zone by a godet 45 or 45 'and 45' '.
  • a thread tension sensor 24 or 24 'or 24 " which consists of a deflecting thread guide and the actual sensor.
  • the filament tension which is measured by the respective sensor 24, 24 'and 24' ', is influenced by this heating.
  • the manufacturing site 4 the measured thread tension is regulated at the same time.
  • the manufacturing location 4 therefore serves as a reference location.
  • the measurement parameter namely the thread tension, is specified to a controller 47.
  • the controller 47 generates an actuating signal 39 for the heating control as a function of a setpoint S. This regulation with adjustment of the temperature of the godet 22 keeps the thread tension at the sensor 24 constant.
  • control signal 39 is now given as control signal 39 'or 39''via the line 48 identically to the heating controls of the other manufacturing sites 5 or 5'. Hence the temperatures of the godets 22 'and 22''of these other manufacturing points are set identically to the reference point.
  • the control signal 39 is further passed on to the local evaluation unit 46 and compared there with the target value S. This comparison can also be made against a tolerance band on both sides of the setpoint S. A quality signal Q1 is obtained from this for the quality of the control.
  • the thread tension is also measured by corresponding thread tension sensors 24 'or 24' 'and the measured value is given to a local evaluation unit 46' or 46 '' assigned to the manufacturing point and compared there with the thread tension signal determined in the reference point 4.
  • Quality signals Q2 and Q3 are determined from this.
  • Fig. 4 shows schematically three manufacturing sites 5, 5 'u. 5 ''.
  • This is a chemical thread made of polyester, for example.
  • the lower part of a spinning station is shown as the manufacturing site. It can however, act at a manufacturing site in any other machine for manufacturing a chemical thread, for example a crimping machine.
  • production means not only spinning but also processing of the thread.
  • the thread is drawn out of the actual production zone by a godet 22, 22 ', 22''.
  • Each thread then passes through a thread tension sensor with the deflecting thread guides 49 and the actual sensor 24. Then the thread arrives at a head thread guide 50.
  • the coil 28 is formed on the winding spindle 51.
  • the winding spindle 51 is driven in such a way that the forming coil has a constant peripheral speed.
  • a measuring roller 52 is used, which is in circumferential contact with the coil.
  • a heating device 53.1, 53.2, 53.3 is used for this purpose.
  • the thread tension which is measured by the respective sensor 24, is influenced by this heating.
  • the manufacturing point 5 therefore serves as a reference point.
  • the measurement parameter, namely the thread tension, is specified to a controller 54.
  • the controller 54 generates an actuating signal 55 for the heating control 53.1 as a function of a setpoint S. This regulation with adjustment of the temperature of the godet 22 keeps the thread tension at the sensor 24 constant.
  • the control signal is now also given identically to the heating controls 22 'and 22''of the other manufacturing sites 5 and 5''. Therefore the temperatures of the godets 22 'and 22''of these other manufacturing sites are set identical to the reference site.
  • the control signal 55 is further compared on the computer 56.1 of the manufacturing site 5 with the target value S or a tolerance band on both sides of the target value. A quality signal is obtained from this for the quality of the control.
  • the thread tension is now also measured by corresponding thread tension sensors 24, 24 ′′, and the measured value is given via line 57.2, 57.3 to a computer 56.2, 56.3 assigned to the manufacturing location. It would now be expected that the measured value would also remain constant at these points. However, malfunctions can also occur at the manufacturing sites 5 'or 5'', as is shown for the manufacturing site 5''from the indicated writing of the computer 56.3.
  • the measurement signal of the individual manufacturing points 5 'and 5'' is again compared in the computer with a target value.
  • the mean value can be formed from the measurement signal. It is then monitored whether the measured value leaves a tolerance band applied on both sides of the mean value. But also also whether the mean value leaves a given tolerance band.
  • the control signal 55 can serve as a reference signal or a tolerance band applied around the control signal on both sides. This alternative is shown in the drawing.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Qualitätssteuerung bei der Herstellung einer Vielzahl von Fäden in einer entsprechenden Anzahl untereinander gleichartiger Herstellungsstellen.The present invention relates to a method for quality control in the production of a large number of threads in a corresponding number of mutually identical production sites.

Zur Herstellung von Chemiefaserfäden kommen in der Regel Anlagen zum Einsatz, die aus einer Vielzahl gleichartiger Herstellungsstellen bestehen, in denen jeweils gleichartige und gleichzeitig ablaufende Prozeßschritte realisiert sind. Jeder der gleichartigen Prozesse wird dabei durch eine Vielzahl von Einflußgrößen bestimmt, aus deren Summe sich die Qualität des in der jeweiligen Herstellungsstelle erzeugten Fadens definiert.For the production of man-made fiber threads, systems are generally used which consist of a large number of similar manufacturing sites, in which process steps of the same type and which take place simultaneously are implemented. Each of the similar processes is determined by a large number of influencing variables, the sum of which defines the quality of the thread produced in the respective manufacturing site.

Ein Verfahren zur Qualitätsüberwachung bei der Herstellung einer Vielzahl von Fäden ist bekannt durch die EP 0 439 106 A1. Dabei wird bei der Herstellung eines synthetischen Fadens durch Texturierung mittels Falschzwirnen die einzelne Herstellungsstelle dadurch überwacht, daß das Referenzsignal aus der Messung von Prozeßparametern einer Vielzahl von Herstellungsstellen gewonnen wird.A method for quality monitoring in the production of a large number of threads is known from EP 0 439 106 A1. In the production of a synthetic thread by texturing by means of false twisting, the individual production site is monitored in that the reference signal is obtained from the measurement of process parameters of a large number of production sites.

Die einfachste Form der Auswertung besteht dabei in einer Querschnittsbildung, die alle Herstellungsstellen gleichrangig bewertet. Aus dem Querschnitt aller Herstellungsstellen wird dann eine Aussage über die Qualität des Gesamtverfahrens bzw. des Produktes gewonnen. Diese Aussage ist jedoch als absolute Größe nicht unbedingt richtig, sondern hängt vom Zustand der Herstellungsstellen ab. Ist der Prozeßverlauf in allen Herstellungsstellen gleichmäßig relativ zum eigentlich beabsichtigten Zustand verschoben, so ergeben sich bei der Querschnittsbildung keine signifikanten Abweichungen der Herstellungsstellen untereinander. Dadurch erscheint die Gleichmäßigkeit des Querschnittes als Indiz für das Vorhandensein des gewünschten Prozeßverlaufes, der Gesamtprozeß selber läuft aber in einer nicht gewünschten Weise ab.The simplest form of evaluation consists in forming a cross-section that evaluates all manufacturing sites equally. A statement about the cross section of all manufacturing sites is then made the quality of the overall process or the product. However, this statement is not necessarily correct as an absolute quantity, but depends on the condition of the manufacturing sites. If the course of the process is shifted uniformly in all manufacturing locations relative to the actually intended state, there are no significant deviations between the manufacturing locations in the cross-sectional formation. As a result, the uniformity of the cross section appears as an indication of the presence of the desired process, but the overall process itself runs in an undesired manner.

Es ist Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem mit vertretbarem Meß- und Auswertungsaufwand eine möglichst gleichmäßige und gleich gute Steuerung der Herstellungsprozesse an allen Stellen einer vielstelligen Textilmaschine zu erreichen ist.The aim of the present invention is to provide a method in which the production processes can be controlled as uniformly and equally well as possible at all points in a multi-digit textile machine with justifiable measurement and evaluation effort.

Das Ziel der Erfindung wird erreicht mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.The aim of the invention is achieved with a method having the features of claim 1. Advantageous refinements of the method are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Weiterentwicklung stellt den Vergleich der Prozeßparameter (Meßwerte) in allen Herstellungsstellen mit einer sogenannten Referenzstelle dar, deren Prozeßverlauf als repräsentativ für einen optimal einzustellenden Prozeßverlauf angenommen wird. Dabei wird durch gezielte Beeinflussung der Prozeßparameter an dieser Referenzstelle versucht, dem jeweils beabsichtigten Prozeßverlauf nahezukommen. Man kann dann durch Vergleich des gemeinsamen Prozeßparameters jeder einzelnen Stelle mit der Referenzstelle darauf schließen, wie nahe der tatsächliche Prozeßablauf dem beabsichtigten Prozeßablauf kommt und daraus ein Qualitätssignal zur Bewertung der hergestellten Fäden ermitteln. Ebenfalls werden sämtliche Herstellungsstellen hinsichtlich der entscheidenden Parameter einheitlich gesteuert.The further development according to the invention represents the comparison of the process parameters (measured values) in all manufacturing points with a so-called reference point, the process flow of which is assumed to be representative of an optimally set process flow. In doing so, an attempt is made to influence the process parameters at this reference point in a targeted manner in order to approach the intended course of the process. By comparing the common process parameter of each individual point with the reference point, one can then conclude how close the actual process flow comes to the intended process flow and determine a quality signal for evaluating the threads produced. All manufacturing sites are also controlled uniformly with regard to the decisive parameters.

Der Referenzwert, an dem eine zu erwartende Abweichung der Fadenbeschaffenheit vorherbestimmt wird, wird aus der betroffenen Herstellungsstelle gewonnen. Als Alternative hierzu dient als Referenzwert das Stellsignal, durch welches der entscheidende Prozeßparameter der Referenzstelle geregelt wird. Beide Alternativen gewährleisten eine zeitbezogene Aussage über die Prozeßführung an der einzelnen Herstellungsstelle.The reference value at which an expected deviation in the thread quality is predetermined is obtained from the manufacturing site concerned. As an alternative to this, the control signal serves as the reference value, by means of which the decisive process parameter of the reference point is regulated. Both alternatives ensure a time-related statement about the process control at the individual manufacturing site.

Durch die Beschränkung der Prozeßbeobachtung an der Referenzstelle auf nur einen Prozeßparameter (häufig der Verlauf der Fadenspannung) wird jedoch nicht die tatsächlich mögliche Qualität der Prozeßbeobachtung erreicht, die sich aus der Kenntnis der Abhängigkeiten einzelner Prozeßparameter sowie den technologischen Möglichkeiten einer Messung aus der Auswertung weiterer Prozeßparameter tatsächlich gewinnen ließe.By restricting the process monitoring at the reference point to only one process parameter (often the course of the thread tension), however, the actually possible quality of the process monitoring is not achieved, which results from the knowledge of the dependencies of individual process parameters and the technological possibilities of measurement from the evaluation of further process parameters would actually win.

Durch Messung vieler dieser Einflußgrößen an jeder Referenzstelle ist es mit hinreichender Genauigkeit möglich, den Zustand des Gesamtprozesses zu erfassen und in bezug auf die Qualität der hergestellten Fäden zu beeinflussen.By measuring many of these influencing variables at each reference point, it is possible with sufficient accuracy to record the state of the overall process and to influence it in relation to the quality of the threads produced.

Der hierzu erforderliche Aufwand zur Messung der Prozeßgrößen sowie zur Auswertung der gewonnenen Prozeßdaten nimmt mit der Anzahl der Referenzstellen zu. Wände man jedoch zum Beispiel an einer Textilmaschine mit 216 Herstellungsstellen alle relevanten Prozeßgrößen ermitteln, so ist dafür an allen Herstellungsstellen der gleiche apparative Aufwand zu treiben sowie die Daten aus allen 216 Herstellungsstellen simultan zu verarbeiten. Die hierfür erforderlichen Kosten sind für die praktische Anwendung nicht zu vertreten. Die Beschränkung auf eine oder einige Referenzstellen vermindert den apparativen Aufwand jedoch erheblich.The effort required to measure the process variables and to evaluate the process data obtained increases with the number of reference points. However, if all the relevant process variables are determined on a textile machine with 216 manufacturing sites, for example, the same amount of equipment is required for all manufacturing sites and the data from all 216 manufacturing sites are to be processed simultaneously. The costs required for this are practical Application not to be represented. However, the restriction to one or a few reference points considerably reduces the expenditure on equipment.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zur Qualitätssteuerung bei der Herstellung einer Vielzahl von Fäden in einer entsprechenden Anzahl von untereinander gleichartigen Herstellungsstellen angegeben, wobei das Verfahren unabhängig von der Art des tatsächlich vorliegenden Herstellungs- bzw. Weiterverarbeitungsprozesses in der Textilmaschine anwendbar ist.In one exemplary embodiment of the invention, a method for quality control in the production of a large number of threads in a corresponding number of mutually identical production sites is specified, the method being applicable in the textile machine irrespective of the type of production or further processing actually present.

Alle Herstellungsstellen der Anlage sind mit Meßeinrichtungen ausgestattet, mit denen sich mindestens ein Signal über Meßgrößen kontinuierlich erfassen läßt, die besonders aussagekräftig für den Prozeßverlauf der jeweiligen Herstellungsstelle sind.All manufacturing points of the system are equipped with measuring devices with which at least one signal can be continuously recorded via measured variables which are particularly meaningful for the process of the respective manufacturing point.

Neben diesen an jeder Herstellungsstelle vorhandenen Meßwerterfassungsgeräten wird an einer oder an wenigen Herstellungsstellen der Anlage mindestens ein zusätzliches Signal über den Zustand des Prozesses erfaßt, um genauere Aussagen über den tatsächlichen Prozeßverlauf zu erlangen. Dabei können sowohl direkt regelbare Prozeßparameter als auch nur indirekt für den Prozeß aussagekräftige Größen meßtechnisch erfaßt werden.In addition to these measurement data acquisition devices available at each manufacturing site, at least one additional signal about the state of the process is acquired at one or at a few manufacturing sites of the system in order to obtain more precise information about the actual process course. Process parameters that can be controlled directly as well as parameters that are meaningful for the process can be measured.

Alle diese erfaßten Größen sowohl an den einzelnen Herstellungsstellen als auch an der oder den Referenzstellen werden an eine übergeordnete Auswerteeinheit gemeldet, die ggf. aus den erfaßten Werten davon abgeleitete ebenfalls aussagekräftige Kenngrößen ermittelt. Dieser übergeordneten Auswerteeinheit sind gleichzeitig ggf. bestehende Abhängigkeiten der Meßgrößen bzw. der abgeleiteten Kenngrößen bekannt, so daß aus den Einzelwerten durch geeignete Korrelation eine Aussage über den Prozeßzustand der Referenzstellen bzw. der Herstellungsstellen getroffen werden kann.All of these recorded quantities both at the individual manufacturing locations and at the reference location or locations are reported to a higher-level evaluation unit, which, if necessary, also determines meaningful parameters derived from the recorded values. This higher-level evaluation unit also knows any existing dependencies of the measured variables or the derived parameters, so that a statement about the Process status of the reference points or the manufacturing points can be taken.

Als weiterer Auswertungsschritt werden diese Korrelationsergebnisse durch eine automatisch in der übergeordneten Auswerteeinheit ablaufende Bewertung im Hinblick auf eine oder mehrere typische Eigenschaften des Produktes (zum Beispiel Färbbarkeit, Gleichmäßigkeit des Fadens während der Spulreise etc.) untersucht und hieraus Vorgaben für eine weitere Beeinflussung der einzelnen oder der wenigen Referenzstellen abgeleitet. Darüberhinaus können Aussagen über die Qualität des Produktes an den Herstellungsstellen getroffen werden. Eine Aussage über die Qualität des Produktes an jeder Herstellungsstelle kann anhand einer Qualitätsgröße getroffen werden. Die Qualitätsgröße kann durch einen Vergleich des oder der Prozeßparameter mit vorgegebenen Sollwerten oder durch Vergleich mit den Prozeßparametern der Referenzstelle(n) ermittelt werden.As a further evaluation step, these correlation results are examined by an evaluation that runs automatically in the higher-level evaluation unit with regard to one or more typical properties of the product (for example dyeability, uniformity of the thread during the winding travel, etc.) and from this specifications for further influencing of the individual or derived from the few reference points. In addition, statements about the quality of the product can be made at the manufacturing sites. A statement on the quality of the product at each manufacturing site can be made on the basis of a quality parameter. The quality variable can be determined by comparing the process parameter (s) with predetermined target values or by comparing the process parameters of the reference point (s).

Zentraler Punkt bei der Steuerung der Qualität der hergestellten Fäden in einer vielstelligen Textilmaschine ist die Gleichmäßigkeit der Eigenschaften der hergestellten Fäden über alle Herstellungsstellen hinweg. Hierzu werden aus der genauen Kenntnis des Prozeßablaufes an der bzw. den Referenzstellen Stellgrößen bestimmt, die einzelne gewünschte Prozeßparameter in allen Herstellungsstellen der vielstelligen Maschine in identischer Weise vorgeben. Die Art der Stellgrößenermittlung ist hierbei vom jeweils vorliegenden Prozeß abhängig. Die Referenzstellen werden dabei als repräsentativ für den Prozeßablauf in der gesamten Anlage angesehen und daraus Schlußfolgerungen für die Steuerung der anderen Herstellungsstellen getroffen.The central point in controlling the quality of the threads produced in a multi-digit textile machine is the uniformity of the properties of the threads produced across all manufacturing locations. For this purpose, from the precise knowledge of the process sequence at the reference point or reference points, actuating variables are determined which specify the individual desired process parameters in all manufacturing points of the multi-digit machine in an identical manner. The type of manipulated variable determination depends on the process at hand. The reference points are considered to be representative of the process flow in the entire system and conclusions are drawn for the control of the other manufacturing points.

Bei der Auswertung der Meßparameter der Referenzstellensignale sowie der Signale aus den einzelnen Herstellungsstellen werden Toleranzbänder definiert, die die jeweiligen Mittelwerte der Meßparameter umgeben und deren Breite für zulässige Abweichungen von einem Sollwert stehen. Hierdurch werden vor allem hochfrequente Anteile der Meßgrößensignale eliminiert, die ansonsten die Aussagekraft der gemessenen Signale für die Auswertung beeinträchtigen würden.When evaluating the measurement parameters of the reference point signals and the signals from the individual production points, tolerance bands are defined which surround the respective mean values of the measurement parameters and whose width stands for permissible deviations from a target value. This eliminates, in particular, high-frequency components of the measured variable signals, which would otherwise impair the meaningfulness of the measured signals for the evaluation.

Da bei einer derartigen Steuerung der Anlage nur ein geringer Einfluß auf die Steuerung einer einzelnen Herstellungsstelle besteht, muß bei Verlassen des zulässigen Wertebereiches durch einen der Meßparameter bzw. einen der daraus abgeleiteten Werte eine Reaktion der übergeordneten Auswerteeinheit vorgenommen werden. Tritt ein mehr als kurzzeitiges, derartiges Verhalten in einer der Herstellungsstellen bzw. der Referenzstelle auf, so muß diese Herstellungsstelle abgeschaltet oder als fehlerhaft gekennzeichnet werden. Ist in einer Anlage mit nur einer Referenzstelle diese von der Abweichung eines Meßparameters betroffen, so muß die Gesamtanlage abgeschaltet bzw. überprüft werden.Since with such a control of the system there is only a slight influence on the control of an individual manufacturing point, a reaction of the higher-level evaluation unit must be carried out when one of the measurement parameters or one of the values derived therefrom leaves the permissible value range. If more than short-term behavior of this type occurs in one of the manufacturing points or the reference point, this manufacturing point must be switched off or identified as faulty. If a system with only one reference point is affected by the deviation of a measurement parameter, the entire system must be switched off or checked.

Zentrale Aufgabe der übergeordneten Auswerteeinheit ist es, die prozeßabhängigen Parameter der Herstellungsstellen derart zu steuern, daß in der Summenwirkung die gewünschten produktspezifischen Eigenschaften realisiert werden können. Hierbei steht in einer vielstelligen Textilmaschine die Gleichmäßigkeit des Herstellungsergebnisses über alle Herstellungsstellen im Vordergrund. Aufgrund der typischen Weiterverarbeitung einer Vielzahl von fertigen Spulen in entsprechenden Fertigprodukten dürfen die Eigenschaften der einzelnen Spulen im Hinblick auf Weiterverarbeitungsschritte nur minimal differieren. Neben dieser Erzielung eines möglichst gleichmäßigen Herstellungsergebnisses ist selbstverständlich auch die Güte jedes einzelnen erzeugten Fadens bzw. die Qualität der fertigen Spule für jede Herstellungsstelle zu kontrollieren und zu gewährleisten.The central task of the higher-level evaluation unit is to control the process-dependent parameters of the manufacturing sites in such a way that the desired product-specific properties can be achieved in the sum effect. In a multi-digit textile machine, the focus is on the uniformity of the manufacturing result across all manufacturing sites. Due to the typical further processing of a large number of finished bobbins in corresponding finished products, the properties of the individual bobbins may differ only minimally with regard to further processing steps. In addition to achieving a production result that is as uniform as possible, the quality of each individual thread produced or the quality of the thread is of course also important control and ensure the finished coil for each manufacturing site.

Um diese Ziel zu erreichen, werden in den Referenzstellen möglichst vielfältige Messungen der Eigenschaften des Produktes bzw. des Prozeßablaufes vorgenommen. Dabei können sowohl einzelne Parameter bzw. Meßgrößen als auch Kombinationen mindestens zweier Parameter bzw. Meßgrößen zur Überwachung des Prozeßablaufes genutzt werden. Typischerweise, aber nicht auf die folgende Auflistung derartiger Meßgrößen beschränkt, werden folgende Prozeßparameter in Abhängigkeit vom jeweils vorliegenden Prozeß gemessen und zur Überprüfung genutzt:

  • Erfassung der Fadenspannung vor dem Aufspulvorgang
  • Erfassung der Spulenkontur der gewickelten Spule
  • Erfassung des sogenannten K-Wertes, des Verhältnisses von Changierfrequenz zur Drehzahl der Spule, mittels geeigneter Meßverfahren (hierbei vor allem auch indirekte Messung dieses Frequenzverhältnisses über Signale aufgrund typischen Fadenverhaltens)
  • Bestimmung des Elastizitätsmoduls der hergestellten Fäden.
In order to achieve this goal, measurements of the properties of the product and the process flow are carried out in the reference points as diverse as possible. Both individual parameters or measured variables and combinations of at least two parameters or measured variables can be used to monitor the process flow. Typically, but not limited to the following list of such measurands, the following process parameters are measured depending on the respective process and used for checking:
  • Detection of the thread tension before the winding process
  • Detection of the coil contour of the wound coil
  • Acquisition of the so-called K-value, the ratio of the traversing frequency to the speed of the bobbin, by means of suitable measuring methods (especially indirect measurement of this frequency ratio via signals based on typical thread behavior)
  • Determination of the elastic modulus of the threads produced.

Neben der Messung einzelner Parameter während des Fadenlaufes innerhalb einer Herstellungsstelle können auch mehrere gleichartige Sensoren bzw. gleichartige Kombinationen unterschiedlicher Sensoren gleichzeitig an unterschiedlichen Stellen des Fadenlaufes innerhalb einer Herstellungsstelle angeordnet sein. Durch derartige Kombinationen können auch Veränderungen des Fadens innerhalb des Fadenlaufes entdeckt und erfaßt werden. Hieraus lassen sich ggf. weitere beschreibende Kenngrößen des Prozesses ermitteln.In addition to the measurement of individual parameters during the thread run within a production point, several sensors of the same type or combinations of different sensors of the same type can also be arranged simultaneously at different points in the thread path within a production point. Such combinations can also be used to detect and record changes in the thread within the thread path. From this, further descriptive parameters of the process can be determined if necessary.

Innerhalb eines Herstellungsprozesses lassen sich aus der Kenntnis des zeitlichen Verlaufes einzelner Signale auch Schlußfolgerungen ziehen auf ein typischerweise vorkommendes Fehlverhalten des Fadens oder einzelner Prozeßparameter in der Herstellungsstelle. Untersucht man nun einzelne typische Signalverläufe bzw. Kombinationen typischer Signalverläufe auf derartige Verhaltensweisen, so lassen sich mittels geeigneter Vergleichsverfahren diese ungewünschten Verhaltensweisen erkennen und ggf. auf bestimmte Anlagenteile zurückbeziehen. Die Erkennung typischer Frequenzen innerhalb des Signalverlaufes erlaubt zum Beispiel einen Rückschluß auf eine korrelierende Frequenz von bewegten Maschinenteilen.Within a manufacturing process, knowledge of the temporal course of individual signals can also be used to draw conclusions about a typically occurring misconduct of the thread or individual process parameters in the manufacturing site. If individual typical signal profiles or combinations of typical signal profiles are now examined for such behavior, suitable comparison methods can be used to identify these undesired behavior and, if necessary, relate it to specific system parts. The detection of typical frequencies within the signal curve allows, for example, a conclusion to be drawn about a correlating frequency of moving machine parts.

Werden in den Referenzstellen oder der Referenzstelle eine Vielzahl von Signalen erfaßt, aus denen Schlußfolgerungen für die Prozeßführung der Gesamtanlage gezogen werden können, so müssen umgekehrt in den anderen Herstellungsstellen eine Vielzahl von Stelleinrichtungen von der zentralen Auswerteeinheit angesteuert und mit identischen Stellgrößen beschickt werden. Durch diese direkte Beeinflussung der einzelnen Herstellungsstellen aufgrund von Signalen aus den Referenzstellen ist eine möglichst exakte Prozeßführung in den Einzelstellen unter Berücksichtigung der genannten Gleichmäßigkeit erzielbar.If a large number of signals are recorded in the reference points or the reference point, from which conclusions can be drawn for the process control of the overall system, conversely, in the other manufacturing points, a large number of actuating devices must be controlled by the central evaluation unit and loaded with identical manipulated variables. As a result of this direct influence on the individual production points on the basis of signals from the reference points, the most exact possible process control in the individual points can be achieved taking into account the uniformity mentioned.

Neben der direkten Steuerung des Herstellungsprozesses können aus den erfaßten und korrelierten bzw. bewerteten Meßsignalen auch Schlußfolgerungen für die Qualität der hergestellten Spulen jeder einzelnen Herstellungsstelle getroffen werden. Hierzu werden durch eine automatische Auswertung und Dokumentation die Herstellungsqualitäten der einzelnen Spulen erfaßt und diesen während bzw. nach Beendigung des Herstellungsprozesses automatisch als Merkmal zugeordnet.In addition to the direct control of the manufacturing process, conclusions for the quality of the manufactured coils of each individual manufacturing site can also be drawn from the recorded and correlated or evaluated measuring signals. For this purpose, the production qualities of the individual coils are recorded by automatic evaluation and documentation and are automatically assigned to them as a characteristic during or after the end of the production process.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, in Verbindung mit der Zeichnung.Further advantages, features and possible uses of the present invention result from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawing.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1
einen typischen Aufbau eines Systems zur Qualitätssteuerung bei der Herstellung von Fäden
Fig. 2
einen typischen Herstellungsprozeß von Chemiefaser-Fäden
Fig. 3
eine typische Temperaturführung mittels beheizter Galetten bei der Herstellung von Chemiefaser-Fäden entsprechend Figur 2
Fig. 4
einen schematischen Aufbau dreier Herstellungsstellen.
In the drawing shows
Fig. 1
a typical structure of a system for quality control in the manufacture of threads
Fig. 2
a typical manufacturing process of synthetic fiber threads
Fig. 3
a typical temperature control by means of heated godets in the manufacture of man-made fiber threads according to FIG. 2
Fig. 4
a schematic structure of three manufacturing sites.

Figur 1 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel für die Qualitätssteuerung einer vielstelligen Textilmaschine entsprechend dem erfindungsgemäßen Gedanken.Figure 1 shows a possible embodiment for the quality control of a multi-digit textile machine according to the concept of the invention.

Die vielstellige Textilmaschine besteht aus einer Anzahl von gleichartigen Herstellungsstellen, die in der Figur 1 wie folgt dargestellt sind:

  • Eine Referenzstelle 4 zur genauen Erfassung des Prozeßverlaufs. Statt nur einer Referenzstelle können auch eine geringe Zahl weiterer Referenzstellen eingesetzt werden.
  • Weitere Herstellungsstellen unbestimmter Anzahl, die hier beispielhaft durch die Herstellungsstellen 5 bzw. 5' dargestellt sind.
The multi-digit textile machine consists of a number of similar manufacturing locations, which are shown in FIG. 1 as follows:
  • A reference point 4 for accurate detection of the process. Instead of just one reference point, a small number of other reference points can also be used.
  • Further manufacturing sites of indefinite number, which are shown here by way of example by manufacturing sites 5 and 5 '.

Allen Herstellungsstellen gemeinsam ist die Überwachung des Prozeßverlaufes mit einem Sensor 10 bzw. 10' bzw. 10'' (häufig der Fadenspannungsmessung) und ggf. wenigen weiteren Sensoren 11 bzw. 11' bzw. 11''. Die Daten dieser Sensoren werden z.B. als Fadenspannungssignal 15 bzw. Signale weiterer Meßgrößen 16 an eine übergeordnete Auswerteinheit 1 übergeben. Zusätzlich können an der Referenzstelle 4 weitere Meßgrößen wie die Spulenkonturerfassung 7, die K-Wert-Erfassung 8, die E-Modul-Erfassung 9, sowie weitere Prozeßsensoren 11 (Frequenzanalyse etc.) installiert werden. Die Signale dieser Meßeinrichtungen gehen als verschiedene Meßsignale 14 ebenfalls an die übergeordnete Auswerteeinheit.Common to all manufacturing sites is the monitoring of the process with a sensor 10 or 10 'or 10' '(often the thread tension measurement) and possibly a few further sensors 11 or 11' or 11 ''. The data of these sensors are e.g. transferred as thread tension signal 15 or signals of further measured variables 16 to a higher-level evaluation unit 1. In addition, at the reference point 4, further measured variables such as the coil contour detection 7, the K value detection 8, the elastic modulus detection 9, and further process sensors 11 (frequency analysis, etc.) can be installed. The signals from these measuring devices also go to the higher-level evaluation unit as different measuring signals 14.

Die übergeordnete Auswerteeinheit 1 ist nun für die Ermittlung von aus den Meßwerten abgeleiteten Werten sowie für die Korrelation aller zeitgleich erfaßten Signale aus den Meßwertgebern zuständig.The superordinate evaluation unit 1 is now responsible for the determination of values derived from the measured values and for the correlation of all signals from the measured value sensors recorded at the same time.

Für die in dieser Auswerteinheit automatisch ablaufenden Bewertungsvorgänge müssen der Auswerteeinheit Vorgaben über die gewünschten Produktkennwerte 2 sowie Vorgaben über die tatsächlich auftretenden Prozeßabhängigkeiten 3 zur Verfügung stehen. Anhand dieser Vorgaben sowie einer entsprechenden, automatisch ablaufenden Schlußfolgerungslogik kann die übergeordnete Auswerteeinheit 1 Aussagen über den Prozeßzustand in der Referenzstelle 4 sowie in den Herstellungsstellen 5, 5',... treffen. Diese Aussagen führen anhand der bekannten Prozeßabläufe zu Vorgaben hinsichtlich der Prozeßsteuerung sowohl der Referenzstelle 4 als auch der Herstellungsstellen 5 und 5'.For the evaluation processes that run automatically in this evaluation unit, the evaluation unit must have specifications about the desired product characteristics 2 and specifications about the process dependencies 3 that actually occur. On the basis of these specifications and a corresponding, automatically running conclusion logic, the superordinate evaluation unit 1 can make statements about the process state in the reference point 4 and in the manufacturing points 5, 5 ',. Based on the known process flows, these statements lead to specifications regarding the process control of both the reference point 4 and the production points 5 and 5 '.

Diese Steuerungsinformationen werden den verschiedenen Herstellungsstellen auf unterschiedliche Art und Weise zugeleitet. Alle Referenzstellen werden, da sie weitestmöglich beeinflußt werden sollen, über unterlagerte Regelkreise 17 lokal geregelt. Die übergeordnete Auswerteeinheit gibt deshalb diesen lokalen Regelkreisen (für jede regelbare Größe vorzugsweise ein separater Regelkreis) Sollwerte für die Prozeßbeeinflussung vor. Die lokalen Regelkreise sorgen für entsprechende Veränderungen der Prozeßführung. Diese werden wiederum über die Sensoren 7 bis 11 gemessen und als Meßsignale an die übergeordnete Auswerteeinheit 1 zurückgemeldet. Der Prozeß wird also hinsichtlich der Qualität des hergestellten Produktes in einem Qualitätsregelkreis nachgeführt.This control information is sent to the various manufacturing sites in different ways. All reference points are, because they are to be influenced as much as possible, via subordinate control loops 17 regulated locally. The higher-level evaluation unit therefore provides these local control loops (preferably a separate control loop for each controllable variable) with setpoints for influencing the process. The local control loops ensure corresponding changes in the process control. These are in turn measured by sensors 7 to 11 and reported back to the higher-level evaluation unit 1 as measurement signals. The process is therefore tracked in a quality control loop with regard to the quality of the manufactured product.

Alle anderen Herstellungsstellen 5, 5',... bekommen statt der in den Referenzstellen benutzten Sollwerte direkt Stellgrößen für die Beeinflussung der verschiedenen Prozeßparameter. Dies sind die Stellgrößen 12 bzw. 13 in der Herstellungsstelle 5 bzw. 5'. Auch hier tritt aufgrund der vorgebenenen Stellgrößen eine Beeinflussung des Prozesses in der Herstellungsstelle auf, diese werden über die Sensoren 10' bzw. 10'' und ggf. 11' bzw. 11'' erfaßt und über die Signale 15 und ggf. 16 wiederum an die übergeordnete Auswerteeinheit zurückgemeldet. Hinsichtlich dieser Herstellungsstellen liegt damit eine Qualitätssteuerung vor, die sich aber auf der optimierten Prozeßführung in den Referenzstellen und die dort realisierte Qualitätsregelung stützt.All other manufacturing points 5, 5 ', ... receive control values for influencing the various process parameters instead of the target values used in the reference points. These are the manipulated variables 12 and 13 in the manufacturing site 5 and 5 '. Here, too, the process in the manufacturing site is influenced on the basis of the specified manipulated variables; these are detected by sensors 10 'or 10' 'and possibly 11' or 11 '' and are again triggered by signals 15 and possibly 16 the higher-level evaluation unit reported back. With regard to these manufacturing locations, there is therefore quality control, which is based on the optimized process management in the reference locations and the quality control implemented there.

Die Qualitätssteuerung wird damit anhand der Signalverbindung 18 zur Rückmeldung der gemessenen Größen sowie der Ausgabe von Stellgrößen bzw. Sollwerten über die Parametervorgabe 19 aufgebaut und in Betrieb gehalten.The quality control is thus set up and kept in operation on the basis of the signal connection 18 for the feedback of the measured variables and the output of manipulated variables or setpoints via the parameter specification 19.

Von zentraler Bedeutung für eine produktgerechte Steuerung der Qualität sind die gewünschten Produktkennwerte 2 sowie die in einem vorliegenden Prozeß auftretenden Prozeßabhängigkeiten 3. Diese werden je nach vorliegendem Prozeß der übergeordneten Auswerteeinheit 1 vorgegeben, und enthalten im Idealfall alle zur Erzielung eines optimalen Herstellungsergebnisses benötigten Kenngrößen. Diese Vorgaben können sowohl vom Hersteller der Qualitätssteuerung, als auch vom Anwender des Qualitätssteuerungssystems vorgegeben bzw. verändert werden. Hierdurch läßt sich eine weitgehende Anpassung der Prozeßsteuerung an veränderte Herstellungsvorgänge erreichen.The desired product parameters 2 and the process dependencies 3 occurring in a given process are of central importance for a product-related control of quality the present process of the higher-level evaluation unit 1, and ideally contain all the parameters required to achieve an optimal manufacturing result. These specifications can be specified or changed both by the manufacturer of the quality control and by the user of the quality control system. This allows the process control to be largely adapted to changed manufacturing processes.

Figur 2 zeigt den typischen Aufbau zur Herstellung einer Spule aus einer synthetischen Faser. Der Faden 23 wird dabei mittels einer Galettenanordnung 21 aus einer Extrusions- und Spinneinheit 20 abgezogen und mit Hilfe einer Changiereinrichtung 27 auf einer Leerspule aufgewickelt. In der Galettenanordnung 21 werden dem Faden durch entsprechende Maßnahmen erwünschte physikalische Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Dehnungsfähigkeit, Titer und anderes verliehen. Der Faden kann auch durch hier nicht gezeigte Texturiereinrichtungen geführt werden, um erwünschte Oberflächeneigenschaften zu erzielen.Figure 2 shows the typical structure for producing a coil from a synthetic fiber. The thread 23 is drawn off from an extrusion and spinning unit 20 by means of a godet arrangement 21 and wound up on an empty spool with the aid of a traversing device 27. In the godet arrangement 21, the thread is given appropriate physical properties such as tensile strength, extensibility, titer and others by appropriate measures. The thread can also be passed through texturing devices, not shown here, in order to achieve desired surface properties.

Im Anschluß an diese eigentliche Herstellung und Veredelung des Fadens schließt sich die im unteren Bereich der Figur 1 dargestellte Aufwicklung auf einer Spule an. Hierzu wird der kontinuierlich abgezogene Faden 23 über einen Kopffadenführer 25 auf eine Changiereinrichtung 27 geführt, die den Faden anfänglich auf der sich drehenden Leerspule 28 bzw. danach auf der sich drehenden Spulpackung 29 hin und her verlegt. Der zur Drehung des Spulpaketes erforderliche Antriebsmotor 30 wird über eine Stelleinrichtung 31 so gesteuert, daß die Umfangsgeschwindigkeit auf der Spulpackungsoberfläche immer konstant bleibt. Die Frequenz der Changierung wird dabei über einen Antriebsmotor vorgegeben, der von der Stelleinrichtung 32 angesteuert wird. Die Abstimmung zwischen Drehzahl des Spulspindelmotors 30 und Frequenz der Changierung wird durch Synchronisation erreicht, wobei der Changiersteuerung 32 die Drehzahl der Spulspindel vom Drehzahlmeßgerät 44 mitgeteilt wird. Durch Auswahl geeigneter Changiergesetze werden gewünschte Eigenschaften der Ablage des Fadens auf der Spule erreicht.Following this actual production and finishing of the thread, the winding on a spool shown in the lower area of FIG. 1 follows. For this purpose, the continuously drawn thread 23 is guided via a top thread guide 25 to a traversing device 27, which initially moves the thread back and forth on the rotating empty bobbin 28 and then on the rotating bobbin pack 29. The drive motor 30 required to rotate the package is controlled by an actuator 31 so that the peripheral speed on the surface of the package always remains constant. The frequency of the oscillation is specified via a drive motor which is controlled by the actuating device 32. The coordination between the speed of the winding spindle motor 30 and the frequency of the traversing is achieved by synchronization, the traversing control 32 being informed of the speed of the winding spindle by the speed measuring device 44. By selecting suitable traversing laws, desired properties of depositing the thread on the bobbin are achieved.

Zwischen die Galettenanordnung 21 und die Changiereinrichtung 27 bzw. den Kopffadenführer 25 ist ein Fadenzugkraftmeßgerät 24 geschaltet, das eine kontinuierliche Erfassung der Fadenzugkraft ermöglicht. Das Fadenzugkraftsignal wird über ein Filter 33 von störenden hochfrequenten Schwingungen befreit und als Schrieb 34 der Zugkraft an die Auswerteeinrichtung 35 weitergegeben.Between the godet arrangement 21 and the traversing device 27 or the top thread guide 25, a thread tension measuring device 24 is connected, which enables a continuous detection of the thread tension. The thread tension signal is freed of disturbing high-frequency vibrations via a filter 33 and passed on to the evaluation device 35 as a record 34 of the tension force.

Die zentrale Auswerteeinrichtung 35 ist dafür zuständig, alle im Prozeß befindlichen Stellglieder derart anzusteuern, daß ein optimaler Prozeßverlauf erreicht wird. Als Stellglieder bei diesem Prozeß sind vor allen Dingen zu nennen: 31 Stellglied für Spulenantrieb 32 Stellglied für Changierantrieb 36,37,38 Stellglieder der Galettenanordnung 39 Stellglied für Galettenheizung 40 Stellglied für Dosierpumpe 41 Stellglied für Extrusionsdrehzahl 42 Stellglied für Heizung des Extruders 43 Beeinflussung des Kühlluftstromes The central evaluation device 35 is responsible for controlling all actuators in the process in such a way that an optimal process flow is achieved. The main actuators in this process are: 31 Actuator for coil drive 32 Actuator for traversing drive 36,37,38 Actuators of the godet arrangement 39 Actuator for godet heating 40 Actuator for dosing pump 41 Extrusion speed actuator 42 Actuator for heating the extruder 43 Influencing the cooling air flow

Die sorgfältige Abstimmung aller dieser Stellgrößen ist hierbei Voraussetzung für die Herstellung eines einwandfreien Fadens sowie die Einstellung der gewünschten Eigenschaften des Fadens.The careful coordination of all these manipulated variables is a prerequisite for the production of a perfect thread and the setting of the desired properties of the thread.

Figur 3 zeigt schematisch drei Herstellungsstellen 4, 5 und 5'. An jeder der Herstellungsstellen wird jeweils ein Faden 23 bzw. 23' bzw. 23'' hergestellt. Dabei handelt es sich um einen Teilausschnitt des Gesamtprozesses aus der Figur 2, wobei die Galettenanordnung und die Fadenspannungsmessung detailliert gezeigt werden. Es kann sich jedoch auch um eine Herstellungsstelle in einer beliebigen anderen Maschine zur Herstellung eines Chemiefadens handeln, zum Beispiel einer Falschzwirnkräuselmaschine. Unter Herstellung im Rahmen dieser Anmeldung wird nicht nur das Spinnen, sondern auch das Bearbeiten des Fadens verstanden.Figure 3 shows schematically three manufacturing locations 4, 5 and 5 '. A thread 23 or 23 'or 23' 'is produced at each of the production points. This is a partial section of the overall process from FIG. 2, the godet arrangement and the thread tension measurement being shown in detail. However, it can also be a manufacturing site in any other machine for manufacturing a chemical thread, for example a false twist crimping machine. Production in the context of this application is understood not only to mean spinning, but also the processing of the thread.

Am jeder der Herstellungsstellen wird der Faden durch eine Galette 45 bzw. 45' und 45'' aus der eigentlichen Herstellungszone abgezogen. Jeder Faden durchläuft nach dem Galettendurchlauf einen Fadenspannungssensor 24 bzw. 24' bzw. 24", der aus einem Umlenkfadenführer und dem eigentlichen Sensor besteht.At each of the production points, the thread is drawn out of the actual production zone by a godet 45 or 45 'and 45' '. After passing through the godet, each thread passes through a thread tension sensor 24 or 24 'or 24 ", which consists of a deflecting thread guide and the actual sensor.

Die Galetten 22 bzw. 22' bzw. 22'' sind beheizt. Durch diese Beheizung wird die Fadenspannung, die durch den jeweiligen Sensor 24, 24' und 24'' gemessen wird, beeinflußt. Am der Herstellungsstelle 4 erfolgt gleichzeitig eine Regelung der gemessenen Fadenspannung. Die Herstellungsstelle 4 dient daher als Referenzstelle. Der Meßparameter, nämlich die Fadenspannung, wird einem Regler 47 vorgegeben. Der Regler 47 erzeugt ein Stellsignal 39 für die Heizungssteuerung in Abhängigkeit von einem Sollwert S. Durch diese Regelung mit Verstellung der Temperatur der Galette 22 wird die Fadenspannung am Sensor 24 konstant gehalten.The godets 22 or 22 'or 22' 'are heated. The filament tension, which is measured by the respective sensor 24, 24 'and 24' ', is influenced by this heating. At the manufacturing site 4, the measured thread tension is regulated at the same time. The manufacturing location 4 therefore serves as a reference location. The measurement parameter, namely the thread tension, is specified to a controller 47. The controller 47 generates an actuating signal 39 for the heating control as a function of a setpoint S. This regulation with adjustment of the temperature of the godet 22 keeps the thread tension at the sensor 24 constant.

Das Stellsignal 39 wird als Stellsignal 39' bzw. 39'' nun über die Leitung 48 identisch auch den Heizungssteuerungen der übrigen Herstellungsstellen 5 bzw. 5' vorgegeben. Daher werden die Temperaturen der Galetten 22' und 22'' dieser anderen Herstellungsstellen identisch zu der Referenzstelle eingestellt.The control signal 39 is now given as control signal 39 'or 39''via the line 48 identically to the heating controls of the other manufacturing sites 5 or 5'. Hence the temperatures of the godets 22 'and 22''of these other manufacturing points are set identically to the reference point.

Das Stellsignal 39 wird weiterhin an die lokale Auswerteeinheit 46 weitergegeben und dort mit dem Sollwert S verglichen. Dieser Vergleich kann auch gegenüber einem Toleranzband beidseits des Sollwertes S vorgenommen werden. Daraus wird für die Qualität der Regelung ein Qualitätssignal Q1 gewonnen. An den übrigen Herstellungsstellen wird durch entsprechende Fadenspannungssensoren 24' bzw. 24'' die Fadenspannung ebenfalls gemessen und der Meßwert jeweils einer der Herstellungsstelle zugeordneten lokalen Auswerteeinheit 46' bzw. 46'' vorgegeben und dort mit dem in der Referenzstelle 4 ermittelten Fadenspannungssignal verglichen. Daraus werden Qualitätssignale Q2 bzw. Q3 ermittelt.The control signal 39 is further passed on to the local evaluation unit 46 and compared there with the target value S. This comparison can also be made against a tolerance band on both sides of the setpoint S. A quality signal Q1 is obtained from this for the quality of the control. At the other manufacturing points, the thread tension is also measured by corresponding thread tension sensors 24 'or 24' 'and the measured value is given to a local evaluation unit 46' or 46 '' assigned to the manufacturing point and compared there with the thread tension signal determined in the reference point 4. Quality signals Q2 and Q3 are determined from this.

Es wäre nun zu erwarten, daß der Meßwert an diesen Stellen ebenfalls konstant bleibt. Es können jedoch an den Herstellungsstellen 5 bzw. 5' auch Störungen auftreten, die ab einem definierbaren Schwellwert zu einem Abbruch des Herstellungsprozesses in der jeweiligen Herstellungsstelle führen müssen.It would now be expected that the measured value would also remain constant at these points. However, malfunctions can also occur at the manufacturing sites 5 and 5 ', which must lead to an abort of the manufacturing process in the respective manufacturing site from a definable threshold value.

Statt in den lokalen Auswerteeinheiten 46' bzw. 46'' die Qualitätssignale Q2 bzw. Q3 auszugeben, ist auch eine Rückführung der gemessenen Fadenspannungssignale auf eine zentrale Auswerteeinheit gemäß Fig. 1 denkbar.Instead of outputting the quality signals Q2 or Q3 in the local evaluation units 46 'or 46' ', a return of the measured thread tension signals to a central evaluation unit according to FIG. 1 is also conceivable.

Die Fig. 4 zeigt schematisch drei Herstellungsstellen 5, 5' u. 5''. An jeder der Herstellungsstellen wird jeweils ein Faden 23, 23' u. 23'' hergestellt. Dabei handelt es sich um einen Chemiefaden aus z.B. Polyester. Gezeigt ist als Herstellungsstelle der untere Teil einer Spinnstelle. Es kann sich jedoch auf um eine Herstellungsstelle in einer beliebigen anderen Maschine zur Herstellung eines Chemiefadens handeln, z.B. einer zwirnkräuselmaschine. Unter Herstellung wird im Rahmen dieser Anmeldung nicht nur das Spinnen sondern auch das Bearbeiten des Fadens verstanden. Am jeder der Herstellungsstellen wird der Faden durch eine Galette 22, 22', 22'' aus der eigentlichen Herstellungszone abgezogen. Jeder Faden durchläuft sodann einen Fadenspannungssensor mit den Umlenkfadenführern 49 und dem eigentlichen Sensor 24. Sodann gelangt der Faden zu einem Kopffadenführer 50. Im Anschluß an den Kopffadenführer 50 wird der Faden durch die Changiereinrichtung 27 hin und her verlegt und dabei auf eine Spule 28 aufgewickelt. Die Spule 28 wird auf der Spulspindel 51 gebildet. Die Spulspindel 51 ist derart angetrieben, daß die sich bildende Spule eine konstante Umfangsgeschwindigkeit hat. Hierzu dient eine Meßwalze 52, die in Umfangskontakt an der Spule anliegt.Fig. 4 shows schematically three manufacturing sites 5, 5 'u. 5 ''. A thread 23, 23 'u. 23 '' made. This is a chemical thread made of polyester, for example. The lower part of a spinning station is shown as the manufacturing site. It can however, act at a manufacturing site in any other machine for manufacturing a chemical thread, for example a crimping machine. In the context of this application, production means not only spinning but also processing of the thread. At each of the production points, the thread is drawn out of the actual production zone by a godet 22, 22 ', 22''. Each thread then passes through a thread tension sensor with the deflecting thread guides 49 and the actual sensor 24. Then the thread arrives at a head thread guide 50. The coil 28 is formed on the winding spindle 51. The winding spindle 51 is driven in such a way that the forming coil has a constant peripheral speed. For this purpose, a measuring roller 52 is used, which is in circumferential contact with the coil.

Die Galetten 22, 22', 22'' sind beheizt. Hierzu dient jeweils eine Heizeinrichtung 53.1, 53.2, 53.3. Durch diese Beheizung wird die Fadenspannung, die durch den jeweiligen Sensor 24 gemessen wird, beeinflußt. Am der Herstellungsstelle 5 erfolgt gleichzeitig eine Regelung der gemessenen Fadenspannung. Die Herstellungsstelle 5 dient daher als Referenzstelle. Der Meßparameter, nämlich die Fadenspannung wird einem Regler 54 vorgegeben. Der Regler 54 erzeugt ein Stellsignal 55 für die Heizungssteuerung 53.1 in Abhängigkeit von einem Sollwert S. Durch diese Regelung mit Verstellung der Temperatur der Galette 22 wird die Fadenspannung am Sensor 24 konstant gehalten.The godets 22, 22 ', 22' 'are heated. A heating device 53.1, 53.2, 53.3 is used for this purpose. The thread tension, which is measured by the respective sensor 24, is influenced by this heating. At the manufacturing site 5, the measured thread tension is regulated at the same time. The manufacturing point 5 therefore serves as a reference point. The measurement parameter, namely the thread tension, is specified to a controller 54. The controller 54 generates an actuating signal 55 for the heating control 53.1 as a function of a setpoint S. This regulation with adjustment of the temperature of the godet 22 keeps the thread tension at the sensor 24 constant.

Das Stellsignal wird nun identisch auch den Heizungssteuerungen 22' und 22'' der übrigen Herstellungsstellen 5, und 5'' vorgegeben. Daher werden die Temperaturen der Galetten 22' und 22'' dieser anderen Herstellungsstellen identisch zu der Referenzstelle eingestellt.The control signal is now also given identically to the heating controls 22 'and 22''of the other manufacturing sites 5 and 5''. Therefore the temperatures of the godets 22 'and 22''of these other manufacturing sites are set identical to the reference site.

Das Stellsignal 55 wird weiterhin an dem Rechner 56.1 der Herstellungsstelle 5 mit dem Sollwert S verglichen bzw. einem Toleranzband beidseits des Sollwertes. Daraus wird für die Qualität der Regelung ein Qualitätssignal gewonnen. Am den übrigen Herstellungsstellen wird durch entsprechende Fadenspannungssensoren 24, 24'' die Fadenspannung nunmehr ebenfalls gemessen und über Leitung 57.2, 57.3 der Meßwert jeweils einem der Herstellungsstelle zugeordneten Rechner 56.2, 56.3 vorgegeben. Es wäre nun zu erwarten, daß der Meßwert an diesen Stellen ebenfalls konstant bleibt. Es können jedoch an den Herstellungsstellen 5' oder 5'' auch Störungen auftreten, wie dies für die Herstellungsstelle 5'' an den angedeuteten Schrieb des Rechners 56.3 gezeigt ist. Das Meßsignal der einzelnen Herstellungsstellen 5' und 5'' wird in dem Rechner wiederum mit einem Sollwert verglichen. Hierzu kann aus dem Meßsignal der Mittelwert gebildet werden. Es wird sodann überwacht, ob der Meßwert ein beidseits des Mittelwerts angelegtes Toleranzband verläßt. Ebenso aber auch, ob der Mittelwert ein vorgegebenes Toleranzband verläßt. Alternativ oder zusätzlich kann als Referenzsignal das Stellsignal 55 dienen bzw. ein um das Stellsignal beidseits angelegtes Toleranzband. Diese Alternative ist in der Zeichnung dargestellt.The control signal 55 is further compared on the computer 56.1 of the manufacturing site 5 with the target value S or a tolerance band on both sides of the target value. A quality signal is obtained from this for the quality of the control. At the other manufacturing locations, the thread tension is now also measured by corresponding thread tension sensors 24, 24 ″, and the measured value is given via line 57.2, 57.3 to a computer 56.2, 56.3 assigned to the manufacturing location. It would now be expected that the measured value would also remain constant at these points. However, malfunctions can also occur at the manufacturing sites 5 'or 5'', as is shown for the manufacturing site 5''from the indicated writing of the computer 56.3. The measurement signal of the individual manufacturing points 5 'and 5''is again compared in the computer with a target value. For this purpose, the mean value can be formed from the measurement signal. It is then monitored whether the measured value leaves a tolerance band applied on both sides of the mean value. But also also whether the mean value leaves a given tolerance band. As an alternative or in addition, the control signal 55 can serve as a reference signal or a tolerance band applied around the control signal on both sides. This alternative is shown in the drawing.

BezugszeichenlisteReference list

11
übergeordnete Auswerteeinheithigher-level evaluation unit
22nd
Vorgabe der gewünschten ProduktkennwerteSpecification of the desired product parameters
33rd
Vorgabe der auftretenden ProzeßabhängigkeitenSpecification of the process dependencies that occur
44th
Referenzstelle in einer vielstelligen TextilmaschineReference point in a multi-digit textile machine
55
Herstellungsstelle 1 einer vielstelligen TextilmaschineManufacturing site 1 of a multi-digit textile machine
5'5 '
Herstellungsstelle 2 einer vielstelligen TextilmaschineManufacturing site 2 of a multi-digit textile machine
77
SpulenkonturerfassungCoil contour detection
88th
K-Wert-ErfassungK value acquisition
99
E-Modul-ErfassungE-module detection
10,10',10"10.10 ', 10 "
FadenspannungserfassungThread tension detection
11,11',11"11.11 ', 11 "
weitere Prozeßsensorenfurther process sensors
1212th
Stellgrößen zur Herstellungsstelle 1Control variables for manufacturing site 1
1313
Stellgrößen zur Herstellungsstelle 2Control variables for manufacturing site 2
1414
Signale aller gemessenen Größen an der ReferenzstelleSignals of all measured quantities at the reference point
1515
Fadenspannungssignale an den HerstellungsstellenThread tension signals at the manufacturing sites
1616
weitere erfaßte Signale an den Herstellungsstellenfurther detected signals at the manufacturing sites
1717th
unterlagerte Regelkreise an der Referenzstellesubordinate control loops at the reference point
1818th
Signalübertragung an die übergeordnete Auswerteeinheit 1Signal transmission to the higher-level evaluation unit 1
1919th
Stellgrößenausgabe bzw. Sollwertvorgabe aus der übergeordneten Auswerteeinheit an die HerstellungsstelleCommand value output or setpoint specification from the higher-level evaluation unit to the manufacturing site
2020th
Extrusions- und SpinneinheitExtrusion and spinning unit
2121
GalettenanordnungGodet arrangement
22,22',22"22.22 ', 22 "
beheizte Galettenheated godets
2323
Fadenthread
2424th
FadenzugkraftsensorThread tension sensor
2525th
KopffadenführerHead thread guide
2626
ChangierdreieckTraverse triangle
2727
ChangiereinrichtungTraversing device
2828
Leerspule bzw. SpuleEmpty coil or coil
2929
SpulpackungBobbin pack
3030th
Antriebsmotor der SpuleeinrichtungDrive motor of the coil device
3131
Stellglied für Antriebsmotor der SpuleinrichtungActuator for drive motor of the winding device
3232
Stelleinrichtung für ChangierungAdjustment device for traversing
3333
Filterung des FadenzugkraftsignalsFiltering the thread tension signal
3434
Schrieb der FadenzugkraftWrote the thread pull
3535
Steuerung der Aufspuleinrichtung bzw. der HerstellungsstelleControl of the winding device or the manufacturing site
36,37,3836,37,38
Stellglieder für GalettenanordnungActuators for godet arrangement
39,39',39"39.39 ', 39 "
Stellsignale für Galettenbeheizung der Galetten 22, 22' bzw. 22"Control signals for godet heating of godets 22, 22 'or 22 "
4040
Stellglied für Dosierpumpe bei der ExtrusionActuator for dosing pump during extrusion
4141
Stellglied zur Verstellung der ExtrusionActuator for adjusting the extrusion
4242
Stellglied für Heizung der ExtrusionsstreckeActuator for heating the extrusion line
4343
KühlluftstromCooling air flow
4444
DrehzahlmeßgerätTachometer
45,45',45"45.45 ', 45 "
AbzugsgalettenDeduction godets
46,46',46"46.46 ', 46 "
lokale Auswerteeinheitenlocal evaluation units
4747
Heizungsregler für GaletteHeating controller for godets
4848
Leitung für StellwertübertragungLine for control value transmission
4949
UmlenkfadenführerDeflection thread guide
5050
KopffadenführerHead thread guide
5151
SpulspindelWinding spindle
5252
MeßwalzeMeasuring roller
53.153.1
HeizeinrichtungHeating device
53.253.2
HeizeinrichtungHeating device
53.353.3
HeizeinrichtungHeating device
5454
ReglerRegulator
5555
StellsignalControl signal
56.156.1
Rechnercomputer
56.256.2
Rechnercomputer
56.356.3
Rechnercomputer
57.157.1
Leitungmanagement
57.257.2
Leitungmanagement

Claims (16)

  1. Procedure for quality control in the production of a plurality of yarns in a corresponding number of production points of the same type, using the following steps:
    - continuous, simultaneous measurement of at least one process parameter (10, 10', 10") at each production point of the installation,
    - comparison of a process parameter (10, 10', 10") or of a characteristic quantity, derived from a process parameter (10, 10', 10"), of at least one production point (4), selected as a reference point, with the corresponding predefined setpoint value or reference characteristic quantity,
    - determination of a correcting quantity on the basis of the comparison,
    - control of all production points using the determined correcting quantity.
  2. Procedure according to Claim 1, characterized in that at least one additional process parameter (7, 8, 9, 11) is measured on at least one production point, and preferably few production points, as reference points, and all measured process parameters (7 - 11) and/or characteristic quantities derived from them are correlated at this reference point (4), or these few reference points, in knowledge of any interdependences which might exist.
  3. Procedure according to Claim 1 or 2, characterized in that the correcting quantities (12, 13, ...) of the individual process parameters are the input quantities for a control circuit (17) at the reference point or points (4).
  4. Procedure according to Claim 1, 2, or 3, characterized in that the correcting quantities (12, 13, ...) are identical for all production points (5, 5', ...).
  5. Procedure according to Claim 1 or 2, characterized in that tolerance bands around the respective mean values of the measurement parameters are predefined as allowable value ranges of the process parameters in the reference point or points (4) and the production points (5, 5', ...).
  6. Procedure according to Claim 5, characterized in that, in the event of departure from the allowable value range of one of the process parameters in the reference point or points (4) and/or in one or more of the production points (5, 5', ...), the respective production point is switched off or identified as faulty.
  7. Procedure according to Claim 1, characterized in that the product-specific characteristics to be achieved by the production process are primarily predefined, in each individual production point, with regard to the required uniformity of the production output in all production points (4, 5, 5', ...) and the quality of the produced yarn or produced bobbin.
  8. Procedure according to Claim 2, characterized in that different process parameters / characteristic quantities, or combinations of at least two process parameters / characteristic quantities, which describe or define the respective process control, are used for monitoring the progression of the process.
  9. Procedure according to Claim 1, 2 or 8, characterized in that the measurement of the yarn tension (10, 10', 10") is used as a process parameter at all production points (5, 5', ...) of the installation.
  10. Procedure according to Claim 8, characterized in that the measurement of the bobbin contour (7) is used as a process parameter at the reference point (4).
  11. Procedure according to Claim 8, characterized in that the measurement of the K-value, i.e., the ratio of the traversing frequency to the rotational speed of the bobbin, by means of appropriate measurement methods (8) is used as a process parameter at the reference point (4).
  12. Procedure according to Claim 8, characterized in that the determination of the modulus of elasticity (9) is used as a process parameter at the reference point (4).
  13. Procedure according to one of Claims 8 to 12, characterized in that a plurality of sensors of the same type or the same combinations of different sensors are disposed simultaneously at different points of the thread run within a production point (4, 5, 5 ...).
  14. Procedure according to one of Claims 8 to 12, characterized in that the measurement of typical events from typical signal progressions (11) or combinations of typical signal progressions of the possible measurement signals by means of appropriate comparison methods is used as a process parameter at the reference point (4).
  15. Procedure according to Claim 1 or 2, characterized in that different, or all, adjustment devices in the respective production process can be controlled by central predefinition of identical correcting quantities (12, 13, ...) at all production points (5, 5', ...).
  16. Procedure according to Claim 1, 5 or 6, characterized in that documents for the documentation of the production quality are automatically assigned to each bobbin during the production process.
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