EP3760772B1 - Optimization of the operation of a spinning machine - Google Patents

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EP3760772B1
EP3760772B1 EP20179126.6A EP20179126A EP3760772B1 EP 3760772 B1 EP3760772 B1 EP 3760772B1 EP 20179126 A EP20179126 A EP 20179126A EP 3760772 B1 EP3760772 B1 EP 3760772B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
yarn
control device
parameter
production speed
specified
Prior art date
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Active
Application number
EP20179126.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP3760772A1 (en
Inventor
Patrick Werheit
Philipp Schiffers
Jürgen HÜLS
Michael Spitzer
Jörg von Livonius
Anna Turowski
Jan Märtin
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.)
Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Original Assignee
Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
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
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Publication of EP3760772A1 publication Critical patent/EP3760772A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3760772B1 publication Critical patent/EP3760772B1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/42—Control of driving or stopping
    • D01H4/44—Control of driving or stopping in rotor spinning
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/14—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/14—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements
    • D01H13/22—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements responsive to presence of irregularities in running material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/42—Control of driving or stopping

Definitions

  • the present invention relates to a method for optimizing the operation of a spinning machine, in particular an open-end rotor spinning machine or an air jet spinning machine, in terms of quality and productivity.
  • the invention also relates to a device comprising a control device and the spinning machine.
  • the EP 2 565 306 B1 discloses an open-end rotor spinning machine in which the speed of the spinning rotors is automatically set depending on a determined thread breakage rate and the thread breakage rate is thereby regulated so that the thread breakage rate is in a specified target range below a maximum thread breakage rate.
  • the speed of the spinning rotor directly determines the production speed of the open-end rotor spinning machine.
  • the thread take-off speed and the feed speed of the fiber sliver are changed according to the speed of the spinning rotor.
  • the yarn In rotor spinning, the yarn is formed in the rotor groove of the spinning rotor.
  • the deposited fibers are given rotation due to the torsional moment of the rotating yarn end. This rotation creates the yarn strength required for the yarn draw-off.
  • the thread When the yarn is drawn out of the rotor groove, the thread must have a strength that is greater than the centrifugal force in the rotor generated by the yarn circulation. Otherwise, the thread would break in the area of the rotor. With an almost constant breaking force, the centrifugal force of the rotating yarn end increases quadratically as the rotor speed increases. Doubling the rotor speed therefore leads to four times the thread tension in the area of the rotor. The risk of thread breakage in the area of the rotor therefore increases with increasing rotor speed.
  • the yarn breakage rate that can be accepted when operating an open-end rotor spinning machine depends on the number of means available to remedy yarn breakage.
  • the yarn breakage rate is the number of yarn breaks in relation to the operating time of the open-end rotor spinning machine or a work station.
  • the yarn breakage is remedied by a piecing machine.
  • Piecing can be semi-automatic, which means that an operator is required for piecing.
  • Piecing can also be carried out automatically using a piecing carriage. There are also machines where piecing can be carried out automatically at a work station. In the first In the first case, the number of acceptable thread breaks depends on the number of operators available. In the second case, the permissible thread break rate is determined by the number of piecing carriages. In the case of autonomous piecing at the work stations, it is important how many piecings can be carried out in parallel without affecting an adequate vacuum supply. Based on the conditions described, a maximum permissible number of thread breaks can be specified.
  • the speed at which the yarn is produced and thus the productivity of the open-end rotor spinning machine increases with increasing rotor speed. It is therefore desirable that the spinning rotors are operated at the maximum possible speed.
  • the EN 10 2004 053 505 A1 discloses a method for optimizing the productivity of an air jet spinning machine by reducing the production speed when the number of thread breaks increases and increasing it when the number of thread breaks decreases.
  • the production speed is adjusted depending on the thread breakage rate.
  • the delivery speed and the take-off speed are adjusted accordingly.
  • the compressed air is adjusted accordingly depending on the production speed.
  • the WO 2018/101240 A1 discloses a method for optimizing a winding machine in conjunction with a spinning machine.
  • the US 5 551 223 A discloses a method for optimizing the spinning geometry of a ring spinning machine, wherein the spinning geometry and the spindle speed are influenced such that the yarn breakage rate and the spinning tension are within a predetermined range.
  • Yarn cleaners record measurable properties of the yarn during production. This is intended to identify yarn defects. A cleaning limit can be used to determine which yarn defects are cleaned out and which remain in the yarn. In addition to cleaning out yarn defects, the yarn cleaner also enables the quality of the yarn to be assessed.
  • the object of the present invention is to optimize both productivity and quality in yarn production.
  • the object is achieved by a method for optimizing the operation of a spinning machine in terms of quality and productivity.
  • a yarn with predetermined yarn properties is produced, a quality parameter of the yarn is recorded during spinning, a parameter for setting the production speed is specified, the quality parameter and the parameter for setting the production speed are evaluated and the production speed is set depending on a target variable, wherein the target variable includes the quality parameter.
  • the optimization is preferably carried out for an open-end rotor spinning machine or for an air-jet spinning machine.
  • the yarn properties include yarn fineness and yarn twist.
  • the raw material used also influences the yarn properties.
  • the yarn properties can preferably also be specified by machine and/or production parameters. These include in particular the spinning equipment, such as spinning rotors, opening rollers and take-off nozzles or spinnerets.
  • the spinning vacuum or spinning pressure, the draft given by the spinning device and the twist given also play a role.
  • the open-end rotor spinning machine the ratio of take-off speed, fiber sliver feed and rotor speed is important.
  • the air jet spinning machine it is the ratio of spinning pressure and delivery speed.
  • the CV value and/or IPI values are particularly preferred for optimizing yarn production.
  • the CV value is a measure of the evenness of the yarn; the more uneven the yarn, the higher the CV value.
  • the IPI values are so-called common yarn defects (imperfections) that are not considered to be disruptive when viewed individually. They are mostly below the cleaning range activated in the short defect matrix. IPI values can be specified for thick spots, thin spots and NEPs.
  • the rotor speed is the main parameter for setting the production speed on an open-end rotor spinning machine.
  • the feed and take-off speed must then be adjusted accordingly.
  • the parameter for setting the production speed the delivery speed can be selected.
  • the spinning pressure is adjusted to the delivery speed in order to maintain the yarn properties.
  • the invention is based on the knowledge that the production speed of the spinning machine has a direct influence on the quality of the yarn produced. As the production speed increases, the quality of the yarn produced decreases. By adjusting the production speed depending on a quality parameter, maximum productivity can be achieved while maintaining a desired quality. To further increase productivity, the limits for the quality parameter can be adjusted.
  • the optimization can be carried out for the entire spinning machine, i.e. all workstations are operated at the same production speed.
  • the setting is then preferably made based on average values or based on the evaluation of the production speed and quality parameters at a pilot spinning station. It is also possible to optimize each workstation individually. This requires self-sufficient workstations that are equipped with individual drives. Each workstation can produce at its own individual production speed. This means that each workstation can be given different limits for the quality parameters and different yarn properties. Groups of workstations on which yarns with the same yarn properties are produced can also be combined for optimization.
  • the production speed is adjusted using a control device depending on a target variable, wherein the target variable includes the quality parameter.
  • the control device can preferably be equipped with artificial intelligence.
  • a device which has a control device and a spinning machine.
  • the device comprises means for producing a yarn with predetermined yarn properties, means for detecting a quality parameter of the yarn during spinning and means for specifying a parameter for setting the production speed.
  • the control device is designed to evaluate the quality parameter and the parameter for setting the production speed and the control device is designed such that the setting of the production speed is carried out with the aid of the Control device can be carried out depending on a target variable, wherein the target variable includes the quality parameter.
  • the control device can be part of the spinning machine and in this case is preferably designed as a central control device and/or workstation control.
  • the integrated control device preferably also takes on the known control functions of a spinning machine.
  • the control device can also be (spatially) independent of the spinning machine. It is only necessary that the required data can be exchanged between the control device and the spinning machine.
  • the control device can be connected to the spinning machine via a network.
  • the control device can then also be connected to other spinning machines in the spinning mill for optimization purposes.
  • the control device can preferably be designed as a PC, laptop or tablet or include these.
  • the means for producing a yarn are preferably designed as a spinning device, in particular as an open-end rotor spinning device or air jet spinning device.
  • the means for detecting a quality parameter of the yarn are preferably designed as a yarn cleaner.
  • An operating device can be provided for specifying a parameter for setting the production speed.
  • the thread breakage rate is recorded and evaluated and the target variable includes the thread breakage rate.
  • the target variable therefore includes both the quality parameter and the thread breakage rate.
  • the production speed is set both as a function of the quality parameter and as a function of the thread breakage rate.
  • the production speed is preferably set so that both the quality parameter and the thread breakage rate are within predetermined limits. In this way, both productivity and quality can be optimally adjusted. This ensures that the production speed is only high enough that any thread breaks that occur can still be remedied.
  • the production speed is also limited so that the quality parameter remains within the predetermined limits.
  • an advantageous embodiment of the device according to the invention has means for detecting the thread breakage rate, the control device is designed to evaluate the thread breakage rate and the target value comprises the thread breakage rate.
  • Thread breaks can be determined in a manner known per se with the aid of thread monitors or also with the aid of yarn cleaners.
  • a corresponding evaluation device evaluates the thread breaks and determines the thread breakage rate.
  • the evaluation device can also be part of the control device.
  • the control device comprises a user interface on which the parameter for setting the production speed and the target size are displayed simultaneously.
  • the parameter for setting the production speed is displayed on the user interface.
  • the parameter for setting the production speed can also be changed via the same user interface. The operator thus receives all the relevant information that he needs to set the production speed.
  • the user interface thus simplifies the setting for the operator.
  • the user interface can be part of an operating device of the spinning machine or can be the screen of a PC, laptop or tablet.
  • a particularly clear representation of the time course of the parameter for setting the production speed and the target size on the user interface is provided. This allows the operator to easily see how changes in the production speed affect the target size and decide whether the production speed can be increased or should be reduced.
  • a limit value for the target value can be specified for the control device.
  • an upper and a lower limit value for the quality parameter is specified or can be specified by the control device.
  • the upper limit value is particularly important.
  • the limit value(s) are also displayed on the user interface. It is also advantageous to display the limit value(s) in the display of the time course.
  • control device is designed to control the production speed or the parameter for Automatically change the production speed setting depending on the deviation of the target value from the specified limit
  • the control device can preferably be designed to determine suggestions for changing the parameter for setting the production speed.
  • the suggestions are determined depending on the deviation of the target value from the specified limit value.
  • the respective suggestion is preferably displayed to the operator on the user interface. The operator can then, in conjunction with a corresponding design of the control device, confirm the suggestion or change it manually and only then confirm it. Only after confirmation is the change in the production speed carried out by the control device.
  • the control device is designed to create and save data sets that include the specified yarn properties, the parameter for setting the production speed and the associated target value.
  • the control system preferably has a connection to the Internet. This means that not only local data sets are available, but also data sets from other spinning mills. This means that the case basis can be significantly increased and the learning of the system accelerated.
  • control device is preferably designed to compare the data sets with the specified yarn properties and a specified limit value for the target size and to select a data set for operating the spinning machine depending on the comparison.
  • the device is preferably designed to use the selected data set. This means that a data set is preferably selected by comparison and the spinning machine is preferably operated on the basis of the selected data.
  • control device has an interface for revising the selected data set.
  • the control device is preferably designed to apply and store the revised data set. This allows the data set to be reviewed and the case base to be expanded subsequently.
  • the Fig.1 shows a user interface of a control device with the help of which the operator of the spinning machine can set the production speed depending on a target value.
  • the target value includes a quality parameter, namely a CV value, and the yarn break rate.
  • the CV value is given in %.
  • the exemplary embodiment relates to an open-end rotor spinning machine.
  • the user interface initially contains information that allows conclusions to be drawn about the yarn properties.
  • Field 1 shows the batch name
  • field 2 the batch number
  • field 3 the yarn number
  • field 4 the work area.
  • the work area indicates the spinning positions for which the optimization is carried out.
  • field 5 the observation time to be used for optimization can be specified. The remaining time is specified in field 6.
  • a reference speed for the spinning rotor can be specified.
  • a step size (Delta Rotor Speed) can be specified with which the rotor speed is changed for optimization.
  • the upper limit (max) for the thread breakage rate is specified.
  • Field 16 allows the entry of a lower limit (min) for the CV value.
  • the upper limit (max) of the CV value is specified.
  • the optimization process is started by pressing the start button 10.
  • the process can be interrupted or ended using the stop button 11.
  • the spinning machine initially starts operating at the reference speed 9.
  • the current rotor speed is shown in field 8.
  • the current production is shown in field 12. This means that the meters of yarn produced are shown.
  • the current thread breakage rate 13 and the CV value 15 are also shown.
  • the specified limit values are shown directly adjacent. The operator can now see at a glance whether and how far the thread breakage rate 13 and the CV value 15 are from the limits.
  • the operator can now change the rotor speed directly via the reference speed 9 or by pressing a button by the previously specified step size 7.
  • control device is designed to make suggestions for changing the rotor speed. Such suggestions can be displayed, for example, via a pop-up window.
  • An algorithm can be stored in the control device that calculates this suggestion based on the deviation of the thread breakage rate 13 and the CV value 15 from the specified limit values 14, 16, 17 and the step size 7. The operator has the opportunity to check the suggestion again before the change in the rotor speed is carried out.
  • Fig. 2 shows such a graphical representation again using the example of an open-end rotor spinning machine.
  • a CV value is shown as the target value.
  • the Fig. 2 shows the curve 20 of the CV value and the curve 21 of the rotor speed over time (Time).
  • the lower limit 18 and the upper limit 19 for the CV value are also shown.
  • the CV value is within the specified limits, but only just above the lower limit 18. This means that there is the possibility of increasing the rotor speed and increasing productivity.
  • the rotor speed is increased in several steps.
  • the CV value increases until the upper limit 19 is exceeded.
  • the rotor speed is reduced again by the last step carried out. This means that an optimized operating point has been found that has a higher production speed. However, the CV value is still within the specified limits.
  • the Fig.3 illustrates an optimization of the operation of a spinning machine in terms of quality and productivity using the principle of case-based closure.
  • the process is largely automatic and is carried out by the control device according to the invention, which includes, for example, a chip with artificial intelligence.
  • the starting point for the optimization is a case base or a database 22.
  • This database 22 contains a large number of data sets 23 with optimized operating points of one or more spinning machines under specified conditions.
  • the data sets 23 also contain the specified yarn properties, the parameter for setting the production speed and the resulting target value.
  • Reference number 24 defines specified conditions under which the operation of a spinning machine is to be optimized.
  • the specified conditions 24 include at least the specified yarn properties and a specified limit value for the target value.
  • the conditions 24 are then compared with the data sets 23 and the data set 22 that comes closest to the conditions 24 is selected (retrieve). This results in data set 25. By applying this data set 25 under the specified conditions, the applied data set 26 is obtained (reuse).
  • the method described is preferably carried out automatically by the control device.
  • the control device preferably has an interface that enables revision by the operator (revise). This produces data set 27, which is then retained in the database 22 as data set 28. This allows the control system to learn and to access a larger database 22 for future

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Optimierung des Betriebes einer Spinnmaschine, insbesondere einer Offenend-Rotorspinnmaschine oder einer Luftdüsenspinnmaschine, in Bezug auf Qualität und Produktivität. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung umfassend eine Steuereinrichtung und die Spinnmaschine.The present invention relates to a method for optimizing the operation of a spinning machine, in particular an open-end rotor spinning machine or an air jet spinning machine, in terms of quality and productivity. The invention also relates to a device comprising a control device and the spinning machine.

Die EP 2 565 306 B1 offenbart eine Offenend-Rotorspinnmaschine, bei die Drehzahl der Spinnrotoren automatisch in Abhängigkeit von einer jeweils ermittelten Fadenbruchrate eingestellt wird und dadurch die Fadenbruchrate so geregelt wird, dass die Fadenbruchrate in einem vorgegebenen Sollbereich unterhalb einer maximalen Fadenbruchrate liegt. Die Drehzahl des Spinnrotors bestimmt unmittelbar die Produktionsgeschwindigkeit der Offenend-Rotorspinnmaschine. Damit bei einer Änderung der Drehzahl der Spinnrotoren vorgegebene Garnparameter bzw. Garneigenschaften eingehalten werden, werden die Fadenabzugsgeschwindigkeit und die Einspeisegeschwindigkeit des Faserbandes entsprechend der Drehzahl des Spinnrotors verändert.The EP 2 565 306 B1 discloses an open-end rotor spinning machine in which the speed of the spinning rotors is automatically set depending on a determined thread breakage rate and the thread breakage rate is thereby regulated so that the thread breakage rate is in a specified target range below a maximum thread breakage rate. The speed of the spinning rotor directly determines the production speed of the open-end rotor spinning machine. In order to maintain specified yarn parameters or yarn properties when the speed of the spinning rotors changes, the thread take-off speed and the feed speed of the fiber sliver are changed according to the speed of the spinning rotor.

Beim Rotorspinnen erfolgt die Garnbildung in der Rotorrille des Spinnrotors. Hier wird den abgelegten Fasern infolge des Torsionsmoments des umlaufenden Garnendes Drehung erteilt. Diese Drehung erzeugt die für den Garnabzug notwendige Garnfestigkeit. Beim Abzug des Garnes aus der Rotorrille muss der Faden eine Festigkeit aufweisen, welche größer ist als die durch den Garnumlauf erzeugte Zentrifugalkraft im Rotor. Anderenfalls würde der Faden bereits im Bereich des Rotors reißen. Bei nahezu konstanter Reißkraft steigt die Zentrifugalkraft des umlaufenden Garnendes bei einer zunehmenden Rotordrehzahl quadratisch an. Damit führt eine Verdopplung der Rotordrehzahl zu einer vierfachen Fadenspannung im Bereich des Rotors. Die Gefahr des Fadenbruches im Bereich des Rotors nimmt somit mit der Steigerung der Rotordrehzahl zu.In rotor spinning, the yarn is formed in the rotor groove of the spinning rotor. Here, the deposited fibers are given rotation due to the torsional moment of the rotating yarn end. This rotation creates the yarn strength required for the yarn draw-off. When the yarn is drawn out of the rotor groove, the thread must have a strength that is greater than the centrifugal force in the rotor generated by the yarn circulation. Otherwise, the thread would break in the area of the rotor. With an almost constant breaking force, the centrifugal force of the rotating yarn end increases quadratically as the rotor speed increases. Doubling the rotor speed therefore leads to four times the thread tension in the area of the rotor. The risk of thread breakage in the area of the rotor therefore increases with increasing rotor speed.

Die Fadenbruchrate, die beim Betrieb einer Offenend-Rotorspinnmaschine akzeptiert werden kann, hängt von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Mittel zur Fadenbruchbehebung ab. Die Fadenbruchrate ist dabei die Anzahl der Fadenbrüche bezogen auf die Betriebszeit der Offenend-Rotorspinnmaschine bzw. einer Arbeitsstelle. Der Fadenbruch wird durch einen Anspinner behoben. Das Anspinnen kann halbautomatisch erfolgen, das heißt, dass für das Anspinnen ein Bediener erforderlich ist. Das Anspinnen kann auch mittels eines Anspinnwagens automatisch erfolgen. Es sind auch Maschinen bekannt, bei denen das Anspinnen autark an einer Arbeitsstelle automatisch durchgeführt werden kann. Im ersten Fall hängt die Anzahl der akzeptierbaren Fadenbrüche von der Anzahl der zur Verfügung stehenden Bediener ab. Im zweiten Fall wird die zulässige Fadenbruchrate von der Anzahl der Anspinnwagen bestimmt. Beim autarken Anspinnen an den Arbeitsstellen ist von Bedeutung, wie viele Anspinner parallel durchgeführt werden können, ohne dass eine ausreichende Unterdruckversorgung beeinträchtigt wird. Aufgrund der beschrieben Bedingungen kann eine maximal zulässige Fadenbruchzahl festgelegt werden.The yarn breakage rate that can be accepted when operating an open-end rotor spinning machine depends on the number of means available to remedy yarn breakage. The yarn breakage rate is the number of yarn breaks in relation to the operating time of the open-end rotor spinning machine or a work station. The yarn breakage is remedied by a piecing machine. Piecing can be semi-automatic, which means that an operator is required for piecing. Piecing can also be carried out automatically using a piecing carriage. There are also machines where piecing can be carried out automatically at a work station. In the first In the first case, the number of acceptable thread breaks depends on the number of operators available. In the second case, the permissible thread break rate is determined by the number of piecing carriages. In the case of autonomous piecing at the work stations, it is important how many piecings can be carried out in parallel without affecting an adequate vacuum supply. Based on the conditions described, a maximum permissible number of thread breaks can be specified.

Die Geschwindigkeit mit der das Garn produziert wird und damit die Produktivität der Offenend-Rotorspinnmaschine steigen mit zunehmender Rotordrehzahl. Deshalb ist es wünschenswert, dass die Spinnrotoren mit der maximal möglichen Drehzahl betrieben werden.The speed at which the yarn is produced and thus the productivity of the open-end rotor spinning machine increases with increasing rotor speed. It is therefore desirable that the spinning rotors are operated at the maximum possible speed.

Die DE 10 2004 053 505 A1 offenbart ein Verfahren zum Optimieren der Produktivität einer Luftdüsenspinnmaschine, indem die Produktionsgeschwindigkeit bei erhöhter Anzahl von Fadenbrüchen reduziert und bei verringerter Anzahl von Fadenbrüchen erhöht wird. Auch hier wird also die Produktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Fadenbruchrate eingestellt. Zur Änderung der Produktionsgeschwindigkeit werden die Liefergeschwindigkeit und die Abzugsgeschwindigkeit entsprechend eingestellt. Damit die Spinndrehung in Relation zur Liefergeschwindigkeit konstant bleibt, wird entsprechend die Druckluft in Abhängigkeit von der Produktionsgeschwindigkeit eingestellt.The EN 10 2004 053 505 A1 discloses a method for optimizing the productivity of an air jet spinning machine by reducing the production speed when the number of thread breaks increases and increasing it when the number of thread breaks decreases. Here too, the production speed is adjusted depending on the thread breakage rate. To change the production speed, the delivery speed and the take-off speed are adjusted accordingly. To ensure that the spinning rotation remains constant in relation to the delivery speed, the compressed air is adjusted accordingly depending on the production speed.

Die WO 2018/101240 A1 offenbart ein Verfahren zur Optimierung einer Spulmaschine im Verbund mit einer Spinnmaschine.The WO 2018/101240 A1 discloses a method for optimizing a winding machine in conjunction with a spinning machine.

Die US 5 551 223 A offenbart ein Verfahren zur Optimierung der Spinngeometrie einer Ringspinnmaschine, wobei die Spinngeometrie und die Spindeldrehzahl derart beeinflusst werden, dass die Fadenbruchrate und die Spinnspannung in einem vorgegebenen Bereich liegen.The US 5 551 223 A discloses a method for optimizing the spinning geometry of a ring spinning machine, wherein the spinning geometry and the spindle speed are influenced such that the yarn breakage rate and the spinning tension are within a predetermined range.

Die zuvor genannten Schriften betrachten ausschließlich die Produktivität der Spinnmaschinen. Die Qualität des produzierten Garnes ist jedoch ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Deshalb sind im Stand der Technik sogenannte Garnreiniger bekannt, wie bspw. in der EP 0 877 108 B1 beschrieben.The above-mentioned documents only consider the productivity of the spinning machines. However, the quality of the yarn produced is also of crucial importance. Therefore, so-called yarn cleaners are known in the state of the art, for example in the EP 0 877 108 B1 described.

Garnreiniger erfassen während der Produktion des Garns messbare Eigenschaften des Garns. Auf diese Weise sollen Garnfehler ermittelt werden. Durch eine Reinigungsgrenze kann festgelegt werden, welche Garnfehler ausgereinigt werden und welche im Garn verbleiben. Neben der Ausreinigung von Garnfehlern ermöglicht der Garnreiniger auch die Bewertung der Qualität des Garns.Yarn cleaners record measurable properties of the yarn during production. This is intended to identify yarn defects. A cleaning limit can be used to determine which yarn defects are cleaned out and which remain in the yarn. In addition to cleaning out yarn defects, the yarn cleaner also enables the quality of the yarn to be assessed.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Garnproduktion sowohl die Produktivität als die Qualität zu optimieren.The object of the present invention is to optimize both productivity and quality in yarn production.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Optimierung des Betriebes einer Spinnmaschine in Bezug auf Qualität und Produktivität gelöst. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Garn mit vorgegebenen Garneigenschaften produziert, ein Qualitätsparameter des Garns wird während des Spinnbetriebes erfasst, ein Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit wird vorgeben, der Qualitätsparameter und der Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit werden ausgewertet und die Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit erfolgt in Abhängigkeit von einer Zielgröße, wobei die Zielgröße den Qualitätsparameter umfasst.The object is achieved by a method for optimizing the operation of a spinning machine in terms of quality and productivity. According to the method according to the invention, a yarn with predetermined yarn properties is produced, a quality parameter of the yarn is recorded during spinning, a parameter for setting the production speed is specified, the quality parameter and the parameter for setting the production speed are evaluated and the production speed is set depending on a target variable, wherein the target variable includes the quality parameter.

Die Optimierung erfolgt vorzugsweise für eine Offenend-Rotorspinnmaschine oder für eine Luftdüsenspinnmaschine.The optimization is preferably carried out for an open-end rotor spinning machine or for an air-jet spinning machine.

Die Garneigenschaften sind z. B. Garnfeinheit und Garndrehung. Außerdem beeinflusst das verwendete Rohmaterial die Garneigenschaften. Die Garneigenschaften können vorzugsweise auch durch Maschinen- und/oder Produktionsparameter vorgegeben werden. Dazu gehören insbesondere die Spinnmittel, wie Spinnrotoren, Auflösewalzen und Abzugsdüsen bzw. Spinndüsen. Außerdem spielt der Spinnunterdruck bzw. Spinndruck, der mittels der Spinneinrichtung erteilte Verzug und die erteilte Drehung eine Rolle. Bei der Offenend-Rotorspinnmaschine kommt es auf das Verhältnis von Abzugsgeschwindigkeit, Faserbandzuführung und Rotordrehzahl an. Bei der Luftdüsenspinnmaschine ist es das Verhältnis von Spinndruck und Liefergeschwindigkeit.The yarn properties include yarn fineness and yarn twist. The raw material used also influences the yarn properties. The yarn properties can preferably also be specified by machine and/or production parameters. These include in particular the spinning equipment, such as spinning rotors, opening rollers and take-off nozzles or spinnerets. The spinning vacuum or spinning pressure, the draft given by the spinning device and the twist given also play a role. With the open-end rotor spinning machine, the ratio of take-off speed, fiber sliver feed and rotor speed is important. With the air jet spinning machine, it is the ratio of spinning pressure and delivery speed.

Qualitätsparameter beschreiben Abweichungen von vorgegebenen Garneigenschaften. Zur Optimierung der Herstellung des Garns werden besonders vorzugsweise der CV-Wert und/ oder IPI-Werte verwendet. Der CV-Wert ist dabei ein Maß für die Gleichmäßigkeit des Garns, je ungleichmäßiger das Garn ist, desto höher ist der CV-Wert. Die IPI-Werte sind sogenannte häufige Garnfehler (Imperfektionen), die einzeln betrachtet nicht als störend beurteilt werden. Sie liegen größtenteils unterhalb des in der Kurzfehler-Matrix aktivierten Ausreinigungsbereichs. Es können IPI-Werte für Dickstellen, Dünnstellen und Neps angegeben werden.Quality parameters describe deviations from specified yarn properties. The CV value and/or IPI values are particularly preferred for optimizing yarn production. The CV value is a measure of the evenness of the yarn; the more uneven the yarn, the higher the CV value. The IPI values are so-called common yarn defects (imperfections) that are not considered to be disruptive when viewed individually. They are mostly below the cleaning range activated in the short defect matrix. IPI values can be specified for thick spots, thin spots and NEPs.

Wie oben bereits beschrieben kommt als Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit bei einer Offenend-Rotorspinnmaschine vor allem die Rotordrehzahl in Betracht. Damit die Garneigenschaften erhalten bleiben, müssen dann Einspeisung und Abzugsgeschwindigkeit entsprechend angepasst werden. Bei der Luftdüsenspinnmaschine kann als Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit die Liefergeschwindigkeit gewählt werden. Der Spinndruck wird zur Beibehaltung der Garneigenschaften der Liefergeschwindigkeit entsprechend angepasst.As already described above, the rotor speed is the main parameter for setting the production speed on an open-end rotor spinning machine. In order to maintain the yarn properties, the feed and take-off speed must then be adjusted accordingly. On the air-jet spinning machine, the parameter for setting the production speed the delivery speed can be selected. The spinning pressure is adjusted to the delivery speed in order to maintain the yarn properties.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass die Produktionsgeschwindigkeit der Spinnmaschine direkt Einfluss auf die Qualität des produzierten Garns hat. Mit zunehmender Produktionsgeschwindigkeit nimmt die Qualität des produzierten Garnes ab. Durch Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einem Qualitätsparameter, kann die maximale Produktivität bei Einhaltung einer gewünschten Qualität erreicht werden. Um die Produktivität weiter zu erhöhen, können die Grenzen für den Qualitätsparameter angepasst werden.The invention is based on the knowledge that the production speed of the spinning machine has a direct influence on the quality of the yarn produced. As the production speed increases, the quality of the yarn produced decreases. By adjusting the production speed depending on a quality parameter, maximum productivity can be achieved while maintaining a desired quality. To further increase productivity, the limits for the quality parameter can be adjusted.

Die Optimierung kann für die ganze Spinnmaschine erfolgen, das heißt alle Arbeitsstellen werden mit der gleichen Produktionsgeschwindigkeit betrieben. Die Einstellung erfolgt dann vorzugsweise aufgrund von Mittelwerten oder anhand der Auswertung der Produktionsgeschwindigkeit und Qualitätsparameter an einer Pilotspinnstelle. Es ist auch möglich jede Arbeitsstelle individuell zu optimieren. Dazu sind autarke Arbeitsstellen erforderlich, die mit individuellen Einzelantrieben ausgestattet sind. Jede Arbeitsstelle kann mit ihrer eigenen individuellen Produktionsgeschwindigkeit produzieren. Damit können jeder Arbeitsstelle auch unterschiedliche Grenzen für den Qualitätsparameter und unterschiedliche Garneigenschaften vorgegeben werden. Es können auch Gruppen von Arbeitsstellen auf denen Garne mit gleichen Garneigenschaften produziert werden für die Optimierung zusammengefasst werden.The optimization can be carried out for the entire spinning machine, i.e. all workstations are operated at the same production speed. The setting is then preferably made based on average values or based on the evaluation of the production speed and quality parameters at a pilot spinning station. It is also possible to optimize each workstation individually. This requires self-sufficient workstations that are equipped with individual drives. Each workstation can produce at its own individual production speed. This means that each workstation can be given different limits for the quality parameters and different yarn properties. Groups of workstations on which yarns with the same yarn properties are produced can also be combined for optimization.

Vorzugsweise erfolgt die Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit mit Hilfe einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einer Zielgröße, wobei die Zielgröße den Qualitätsparameter umfasst. Die Steuereinrichtung kann dabei vorzugsweise mit künstlicher Intelligenz ausgestattet sein.Preferably, the production speed is adjusted using a control device depending on a target variable, wherein the target variable includes the quality parameter. The control device can preferably be equipped with artificial intelligence.

Dementsprechend wird die Aufgabe auch durch eine Vorrichtung gelöst, die eine Steuereinrichtung und eine Spinnmaschine aufweist. Die Vorrichtung umfasst Mittel zur Produktion eines Garns mit vorgegebenen Garneigenschaften, Mittel zur Erfassung eines Qualitätsparameters des Garns während des Spinnbetriebes und Mittel zur Vorgabe eines Parameters zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit. Erfindungsgemäß ist die Steuereinrichtung zur Auswertung des Qualitätsparameters und des Parameters zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit ausgebildet und die Steuereinrichtung ist so ausgebildet, dass die Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit mit Hilfe der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von einer Zielgröße erfolgen kann, wobei die Zielgröße den Qualitätsparameter umfasst.Accordingly, the object is also achieved by a device which has a control device and a spinning machine. The device comprises means for producing a yarn with predetermined yarn properties, means for detecting a quality parameter of the yarn during spinning and means for specifying a parameter for setting the production speed. According to the invention, the control device is designed to evaluate the quality parameter and the parameter for setting the production speed and the control device is designed such that the setting of the production speed is carried out with the aid of the Control device can be carried out depending on a target variable, wherein the target variable includes the quality parameter.

Die Steuereinrichtung kann Teil der Spinnmaschine sein und ist in diesem Fall vorzugsweise als zentrale Steuereinrichtung und/oder Arbeitsstellensteuerung ausbildet. Die integrierte Steuereinrichtung übernimmt neben den Aufgaben bei der erfindungsgemäßen Optimierung vorzugsweise auch die bekannten Steuerfunktionen einer Spinnmaschine. Die Steuereinrichtung kann aber auch (räumlich) unabhängig von der Spinnmaschine sein. Es ist lediglich notwendig, dass die erforderlichen Daten zwischen der Steuereinrichtung und der Spinnmaschine ausgetauscht werden können. Dazu kann z. B. innerhalb einer Spinnerei die Steuereinrichtung über ein Netzwerk mit der Spinnmaschine verbunden sein. Die Steuereinrichtung kann dann zur Optimierung auch mit weiteren Spinnmaschinen der Spinnerei verbunden sein. Bei bestimmten, im Folgenden noch beschriebenen Ausführungsformen kann eine Anbindung der Steuereinrichtung und der Spinnmaschine an das Internet vorteilhaft sein. Die Steuereinrichtung kann vorzugsweise als PC, Laptop oder Tablet ausbildet sein oder diese umfassen.The control device can be part of the spinning machine and in this case is preferably designed as a central control device and/or workstation control. In addition to the tasks in the optimization according to the invention, the integrated control device preferably also takes on the known control functions of a spinning machine. The control device can also be (spatially) independent of the spinning machine. It is only necessary that the required data can be exchanged between the control device and the spinning machine. For this purpose, for example, within a spinning mill, the control device can be connected to the spinning machine via a network. The control device can then also be connected to other spinning machines in the spinning mill for optimization purposes. In certain embodiments described below, it can be advantageous to connect the control device and the spinning machine to the Internet. The control device can preferably be designed as a PC, laptop or tablet or include these.

Die Mittel zur Produktion eines Garnes sind vorzugsweise als Spinneinrichtung, insbesondere als Offenend-Rotorspinneinrichtung oder Luftdüsenspinneinrichtung, ausgebildet. Die Mittel zur Erfassung eines Qualitätsparameters des Garns sind vorzugsweise als Garnreiniger ausgebildet. Zur Vorgabe eines Parameters zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit kann eine Bedieneinrichtung vorhanden sein.The means for producing a yarn are preferably designed as a spinning device, in particular as an open-end rotor spinning device or air jet spinning device. The means for detecting a quality parameter of the yarn are preferably designed as a yarn cleaner. An operating device can be provided for specifying a parameter for setting the production speed.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fadenbruchrate erfasst und ausgewertet und die Zielgröße umfasst die Fadenbruchrate. Die Zielgröße umfasst also bei dieser Ausgestaltung sowohl den Qualitätsparameter als auch die Fadenbruchrate. Das heißt, die Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit erfolgt sowohl in Abhängigkeit von dem Qualitätsparameter als in Abhängigkeit von der Fadenbruchrate. Die Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit erfolgt vorzugsweise so, dass sowohl der Qualitätsparameter als auch die Fadenbruchrate innerhalb vorgegebener Grenzen liegt. So können sowohl Produktivität als auch Qualität optimal eingestellt werden. Es kann so sichergestellt werden, dass die Produktionsgeschwindigkeit nur so hoch, dass die auftretenden Fadenbrüche noch behoben werden können. Auch wird die Produktionsgeschwindigkeit so begrenzt, dass der Qualitätsparameter innerhalb der vorgegebenen Grenzen bleibt.According to an advantageous development of the method according to the invention, the thread breakage rate is recorded and evaluated and the target variable includes the thread breakage rate. In this embodiment, the target variable therefore includes both the quality parameter and the thread breakage rate. This means that the production speed is set both as a function of the quality parameter and as a function of the thread breakage rate. The production speed is preferably set so that both the quality parameter and the thread breakage rate are within predetermined limits. In this way, both productivity and quality can be optimally adjusted. This ensures that the production speed is only high enough that any thread breaks that occur can still be remedied. The production speed is also limited so that the quality parameter remains within the predetermined limits.

Entsprechend weist eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Mittel zur Erfassung der Fadenbruchrate auf, die Steuereinrichtung ist zur Auswertung der Fadenbruchrate ausgebildet und die Zielgröße umfasst die Fadenbruchrate. Fadenbrüche können in an sich bekannter Weise mit Hilfe von Fadenwächtern oder auch mit Hilfe von Garnreinigern ermittelt werden. Eine entsprechende Auswerteeinrichtung wertet die Fadenbrüche aus und ermittelt die Fadenbruchrate. Die Auswerteeinrichtung kann auch Teil der Steuereinrichtung sein.Accordingly, an advantageous embodiment of the device according to the invention has means for detecting the thread breakage rate, the control device is designed to evaluate the thread breakage rate and the target value comprises the thread breakage rate. Thread breaks can be determined in a manner known per se with the aid of thread monitors or also with the aid of yarn cleaners. A corresponding evaluation device evaluates the thread breaks and determines the thread breakage rate. The evaluation device can also be part of the control device.

Die Steuereinrichtung umfasst gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Benutzeroberfläche, auf der gleichzeitig der Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit und die Zielgröße dargestellt sind. Das heißt, neben dem Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit wird auf der Benutzeroberfläche zumindest der Qualitätsparameter angezeigt. Je nach Ausbildung der Zielgröße werden weitere Qualitätsparameter und/oder die Fadenbruchrate auf der Benutzeroberfläche angezeigt. Vorzugsweise kann über die gleiche Benutzeroberfläche auch der Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit verändert werden. Der Bediener erhält so alle relevanten Informationen, die er für die Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit benötigt. Mit Hilfe der Benutzeroberfläche wird damit die Einstellung für den Bediener vereinfacht. Die Benutzeroberfläche kann Teil einer Bedieneinrichtung der Spinnmaschine sein oder auch der Bildschirm eines PCs, Laptops oder Tablets sein.According to a preferred embodiment, the control device comprises a user interface on which the parameter for setting the production speed and the target size are displayed simultaneously. This means that in addition to the parameter for setting the production speed, at least the quality parameter is displayed on the user interface. Depending on the design of the target size, further quality parameters and/or the thread breakage rate are displayed on the user interface. Preferably, the parameter for setting the production speed can also be changed via the same user interface. The operator thus receives all the relevant information that he needs to set the production speed. The user interface thus simplifies the setting for the operator. The user interface can be part of an operating device of the spinning machine or can be the screen of a PC, laptop or tablet.

Besonders übersichtlich ist eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Parameters zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit und der Zielgröße auf der Benutzeroberfläche. Damit kann der Bediener leicht erkennen, wie sich Änderungen der Produktionsgeschwindigkeit auf die Zielgröße auswirken und entscheiden, ob die Produktionsgeschwindigkeit gesteigert werden kann oder gesenkt werden sollte.A particularly clear representation of the time course of the parameter for setting the production speed and the target size on the user interface is provided. This allows the operator to easily see how changes in the production speed affect the target size and decide whether the production speed can be increased or should be reduced.

Vorzugsweise kann der Steuereinrichtung ein Grenzwert für die Zielgröße vorgegeben werden. Vorzugsweise wird ein oberer und ein unterer Grenzwert für den Qualitätsparameter vorgegeben bzw. ist mittels der Steuereinrichtung vorgebbar. Bei der Fadenbruchrate kommt es vor allem auf den oberen Grenzwert an. Vorzugsweise werden der oder die Grenzwerte auch auf der Benutzeroberfläche angezeigt. Auch ist einer Darstellung des oder der Grenzwerte in der Darstellung des zeitlichen Verlaufs vorteilhaft.Preferably, a limit value for the target value can be specified for the control device. Preferably, an upper and a lower limit value for the quality parameter is specified or can be specified by the control device. For the thread breakage rate, the upper limit value is particularly important. Preferably, the limit value(s) are also displayed on the user interface. It is also advantageous to display the limit value(s) in the display of the time course.

Gemäß einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Steuereinrichtung ausgebildet, um die Produktionsgeschwindigkeit bzw. den Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Abweichung der Zielgröße von dem vorgegebenen Grenzwert automatisch zu verändernAccording to a possible embodiment of the device according to the invention, the control device is designed to control the production speed or the parameter for Automatically change the production speed setting depending on the deviation of the target value from the specified limit

Die Steuereinrichtung kann bevorzugt dazu ausgebildet sein, Vorschläge für eine Änderung des Parameters zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit zu ermitteln. Die Vorschläge werden in Abhängigkeit von der Abweichung der Zielgröße von dem vorgegebenen Grenzwert ermittelt. Der jeweilige Vorschlag wird dem Bediener vorzugsweise auf der Benutzeroberfläche angezeigt. Der Bediener kann dann in Verbindung mit einer entsprechenden Ausbildung der Steuereinrichtung, den Vorschlag bestätigen oder manuell ändern und erst dann bestätigen. Erst mit der Bestätigung wird die Änderung der Produktionsgeschwindigkeit von der Steuereinrichtung durchgeführt.The control device can preferably be designed to determine suggestions for changing the parameter for setting the production speed. The suggestions are determined depending on the deviation of the target value from the specified limit value. The respective suggestion is preferably displayed to the operator on the user interface. The operator can then, in conjunction with a corresponding design of the control device, confirm the suggestion or change it manually and only then confirm it. Only after confirmation is the change in the production speed carried out by the control device.

Zur optimalen Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit der Spinnmaschine können Prinzipien der künstlichen Intelligenz zum Einsatz kommen. In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung ist die Methode des fallbasierten Schließens (engl. case-based reasoning) besonders vorteilhaft. Hierbei werden Probleme durch Analogieschluss gelöst. Um die dazu notwendige Fallbasis zu schaffen, ist die Steuereinrichtung zum Erstellen und Speichern von Datensätzen, die die vorgegebenen Garneigenschaften, den Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit und die zugehörige Zielgröße umfassen, ausgebildet. Wie schon erläutert verfügt die Steuerung vorzugsweise über eine Verbindung zum Internet. Damit stehen nicht nur lokale Datensätze, sondern auch Datensätze anderer Spinnereien zur Verfügung. Damit kann die Fallbasis deutlich vergrößert und das Lernen des Systems beschleunigt werden.Principles of artificial intelligence can be used to optimally adjust the production speed of the spinning machine. In connection with the present invention, the method of case-based reasoning is particularly advantageous. Here, problems are solved by analogy. In order to create the necessary case basis, the control device is designed to create and save data sets that include the specified yarn properties, the parameter for setting the production speed and the associated target value. As already explained, the control system preferably has a connection to the Internet. This means that not only local data sets are available, but also data sets from other spinning mills. This means that the case basis can be significantly increased and the learning of the system accelerated.

Um einen passenden Fall unter den gespeicherten Datensätzen zu ermitteln, ist die Steuereinrichtung vorzugsweise zum Vergleich der Datensätze mit den vorgegebenen Garneigenschaften und einem vorgegebenen Grenzwert für die Zielgröße und zur Auswahl eines Datensatzes für den Betrieb der Spinnmaschine in Abhängigkeit des Vergleichs ausgebildet ist. Die Vorrichtung ist vorzugsweise zur Anwendung des ausgewählten Datensatzes ausgebildet. Das heißt, es wird vorzugsweise durch Vergleich ein Datensatz ausgewählt und die Spinnmaschine wird vorzugsweise auf Basis der ausgewählten Daten betrieben.In order to determine a suitable case among the stored data sets, the control device is preferably designed to compare the data sets with the specified yarn properties and a specified limit value for the target size and to select a data set for operating the spinning machine depending on the comparison. The device is preferably designed to use the selected data set. This means that a data set is preferably selected by comparison and the spinning machine is preferably operated on the basis of the selected data.

Damit der Bediener den ausgewählten Datensatz bewerten und überarbeiten kann, weist die Steuereinrichtung eine Schnittstelle zur Überarbeitung des ausgewählten Datensatzes auf.To enable the operator to evaluate and revise the selected data set, the control device has an interface for revising the selected data set.

Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise zur Anwendung und Speicherung des überarbeiteten Datensatzes ausgebildet. So kann der Datensatz überprüft werden und anschließend die Fallbasis erweitern.The control device is preferably designed to apply and store the revised data set. This allows the data set to be reviewed and the case base to be expanded subsequently.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
eine Benutzeroberfläche zur Durchführung der erfindungsgemäßen Optimierung;
Fig. 2
eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Parameters zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit und der Zielgröße;
Fig. 3
eine schematische Darstellung der Optimierung nach dem Prinzip des fallbasierten Schließens
The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. Shown are:
Fig.1
a user interface for carrying out the optimization according to the invention;
Fig. 2
a representation of the time course of the parameter for setting the production speed and the target size;
Fig.3
a schematic representation of the optimization according to the principle of case-based reasoning

Die Fig. 1 zeigt eine Benutzeroberfläche einer Steuereinrichtung mit deren Hilfe der Bediener der Spinnmaschine die Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Zielgröße durchführen kann. In dem Ausführungsbeispiel umfasst die Zielgröße einen Qualitätsparameter, nämlich einen CV-Wert, und die Fadenbruchrate (Yarn breaks). Der CV-Wert wird in % angegeben. Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Offenend-Rotorspinnmaschine.The Fig.1 shows a user interface of a control device with the help of which the operator of the spinning machine can set the production speed depending on a target value. In the exemplary embodiment, the target value includes a quality parameter, namely a CV value, and the yarn break rate. The CV value is given in %. The exemplary embodiment relates to an open-end rotor spinning machine.

Die Benutzeroberfläche enthält zunächst Angaben, die Rückschlüsse auf die Garneigenschaften zulassen. Im Feld 1 wird der Losname, im Feld 2 die Losnummer, im Feld 3 die Garnnummer und im Feld 4 der Arbeitsbereich angezeigt. Der Arbeitsbereich gibt die Spinnstellen an, für die die Optimierung durchgeführt wird. Durch Angabe der Losnummer und des Losnamens ist jederzeit eine Nachverfolgbarkeit weiterer für die Garneigenschaften relevanter Maschinen- und Produktionsparameter gewährleistet.The user interface initially contains information that allows conclusions to be drawn about the yarn properties. Field 1 shows the batch name, field 2 the batch number, field 3 the yarn number and field 4 the work area. The work area indicates the spinning positions for which the optimization is carried out. By specifying the batch number and batch name, traceability of other machine and production parameters relevant to the yarn properties is guaranteed at any time.

Im Feld 5 kann der Betrachtungszeitraum (Observation time) angegeben werden, der für die Optimierung verwendet werden soll. Die verbleibende Zeit (Remaining time) wird in Feld 6 angegeben. In Feld 9 kann eine Referenzdrehzahl für den Spinnrotor angeben werden. Ferner kann in Feld 7 eine Schrittgröße (Delta Rotor Speed) angegeben werden, mit die Rotordrehzahl zur Optimierung verändert wird. Im Feld 14 wird die obere Grenze (max) für die Fadenbruchrate angegeben. Das Feld 16 ermöglicht die Eingabe einer unteren Grenze (min) für den CV-Wert. Im Feld 17 wird die obere Grenze (max) des CV-Wertes vorgegeben.In field 5, the observation time to be used for optimization can be specified. The remaining time is specified in field 6. In field 9, a reference speed for the spinning rotor can be specified. In field 7, a step size (Delta Rotor Speed) can be specified with which the rotor speed is changed for optimization. In field 14, the upper limit (max) for the thread breakage rate is specified. Field 16 allows the entry of a lower limit (min) for the CV value. In field 17, the upper limit (max) of the CV value is specified.

Durch die Betätigung der Startfläche 10 wird der Optimierungsvorgang gestartet. Mit der Stopfläche 11 kann der Vorgang unterbrochen oder beendet werden. Der Betrieb der Spinnmaschine startet zunächst mit der Referenzdrehzahl 9. Die aktuelle Rotordrehzahl wird in Feld 8 angezeigt. Die laufende Produktion (Production) wird im Feld 12 angezeigt. Das heißt, es werden die Meter produzierten Garns angegeben. Ferner wird die aktuelle Fadenbruchrate 13 und der CV-Wert 15 angegeben. Direkt angrenzend sind die vorgegebenen Grenzwerte angegeben. Der Bediener sieht nun auf einen Blick, ob und wie weit, die Fadenbruchrate 13 und der CV-Wert 15 von den Grenzen entfernt sind. Der Bediener kann nun die Rotordrehzahl direkt über die Referenzdrehzahl 9 oder per Tastendruck, um die vorher festgelegte Schrittgröße 7, verändern.The optimization process is started by pressing the start button 10. The process can be interrupted or ended using the stop button 11. The spinning machine initially starts operating at the reference speed 9. The current rotor speed is shown in field 8. The current production is shown in field 12. This means that the meters of yarn produced are shown. The current thread breakage rate 13 and the CV value 15 are also shown. The specified limit values are shown directly adjacent. The operator can now see at a glance whether and how far the thread breakage rate 13 and the CV value 15 are from the limits. The operator can now change the rotor speed directly via the reference speed 9 or by pressing a button by the previously specified step size 7.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, Vorschläge für eine Änderung der Rotordrehzahl zu machen. Solche Vorschläge können z. B. über ein Pop-up-Fenster anzeigt werden. In der Steuereinrichtung kann ein Algorithmus hinterlegt sein, der auf Basis der Abweichung der Fadenbruchrate 13 und des CV-Wertes 15 von den vorgegebenen Grenzwerten 14, 16, 17 und der Schrittgröße 7 diesen Vorschlag berechnet. Der Bediener hat hier noch mal die Möglichkeit den Vorschlag zu überprüfen, bevor die Änderung der Rotordrehzahl durchgeführt wird.In an alternative embodiment, the control device is designed to make suggestions for changing the rotor speed. Such suggestions can be displayed, for example, via a pop-up window. An algorithm can be stored in the control device that calculates this suggestion based on the deviation of the thread breakage rate 13 and the CV value 15 from the specified limit values 14, 16, 17 and the step size 7. The operator has the opportunity to check the suggestion again before the change in the rotor speed is carried out.

Um dem Bediener die Entscheidung über eine Änderung der Produktionsgeschwindigkeit zu erleichtern, kann vorteilhafterweise der zeitliche Verlauf des Parameters zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit und der Zielgröße grafisch dargestellt werden. Die Fig. 2 zeigt eine solche grafische Darstellung wieder am Beispiel einer Offenend-Rotorspinnmaschine. Als Zielgröße ist ein CV-Wert dargestellt.In order to make it easier for the operator to decide whether to change the production speed, the temporal progression of the parameter for setting the production speed and the target size can be displayed graphically. Fig. 2 shows such a graphical representation again using the example of an open-end rotor spinning machine. A CV value is shown as the target value.

Die Fig. 2 zeigt demnach den Verlauf 20 des CV-Wertes und den Verlauf 21 der Rotordrehzahl über der Zeit (Time). Außerdem ist die untere Grenze 18 und die obere Grenze 19 für den CV-Wert dargestellt. Am Anfang der Betrachtung liegt der CV-Wert innerhalb der vergebenen Grenzen, jedoch nur knapp oberhalb der unteren Grenze 18. Hier besteht also die Möglichkeit die Rotordrehzahl zu erhöhen und die Produktivität zu steigern. Die Rotordrehzahl wird in mehreren Schritten erhöht. Der CV-Wert steigt jeweils an bis der obere Grenzwert 19 überschritten ist. Die Rotordrehzahl wird um den zuletzt durchgeführten Schritt wieder gesenkt. Damit ist ein optimierter Arbeitspunkt gefunden, der eine höhere Produktionsgeschwindigkeit aufweist. Der CV-Wert liegt aber nach wie vor innerhalb der vorgegeben Grenzen.The Fig. 2 shows the curve 20 of the CV value and the curve 21 of the rotor speed over time (Time). The lower limit 18 and the upper limit 19 for the CV value are also shown. At the beginning of the analysis, the CV value is within the specified limits, but only just above the lower limit 18. This means that there is the possibility of increasing the rotor speed and increasing productivity. The rotor speed is increased in several steps. The CV value increases until the upper limit 19 is exceeded. The rotor speed is reduced again by the last step carried out. This means that an optimized operating point has been found that has a higher production speed. However, the CV value is still within the specified limits.

Die Fig. 3 veranschaulicht eine Optimierung des Betriebes einer Spinnmaschine in Bezug auf Qualität und Produktivität mit Hilfe des Prinzips des fallbasierten Schließens. Der Vorgang erfolgt weitestgehend automatisch und wird von der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung durchgeführt, die z. B. einen Chip mit künstlicher Intelligenz umfasst.The Fig.3 illustrates an optimization of the operation of a spinning machine in terms of quality and productivity using the principle of case-based closure. The process is largely automatic and is carried out by the control device according to the invention, which includes, for example, a chip with artificial intelligence.

Ausgangspunkt für die Optimierung ist eine Fallbasis bzw. eine Datenbasis 22. Diese Datenbasis 22 enthält eine Vielzahl von Datensätzen 23 mit optimierten Betriebspunkten einer oder mehrerer Spinnmaschinen unter vorgegebenen Bedingungen. Dazu enthalten die Datensätze 23 die vorgegebenen Garneigenschaften, den Parameter zur Einstellung der Produktionsgeschwindigkeit und die sich daraus ergebene Zielgröße. Bezugszeichen 24 definiert vorgegebene Bedingungen, unter denen der Betrieb einer Spinnmaschine optimiert werden soll. Die vorgegebenen Bedingungen 24 umfassen zumindest die vorgegebenen Garneigenschaften und einem vorgegebenen Grenzwert für die Zielgröße. Nun werden die Bedingungen 24 mit den Datensätzen 23 verglichen und der den Bedingungen 24 am nächsten kommende Datensatz 22 ausgewählt (Retrieve). Daraus ergibt sich der Datensatz 25. Durch die Anwendung dieses Datensatzes 25 unter den vorgegebenen Bedingungen erhält man den angewendeten Datensatz 26 (Reuse). Bis hier hin erfolgt das beschriebene Verfahren vorzugsweise automatisch durch die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine Schnittstelle auf, die eine Überarbeitung durch den Bediener ermöglicht (Revise). Damit erhält man den Datensatz 27, der schließlich als Datensatz 28 in die Datenbasis 22 übernommen wird (Retain). Damit lernt die Steuereinrichtung und kann für künftige Optimierungen auf eine größere Datenbasis 22 zurückgreifen.The starting point for the optimization is a case base or a database 22. This database 22 contains a large number of data sets 23 with optimized operating points of one or more spinning machines under specified conditions. The data sets 23 also contain the specified yarn properties, the parameter for setting the production speed and the resulting target value. Reference number 24 defines specified conditions under which the operation of a spinning machine is to be optimized. The specified conditions 24 include at least the specified yarn properties and a specified limit value for the target value. The conditions 24 are then compared with the data sets 23 and the data set 22 that comes closest to the conditions 24 is selected (retrieve). This results in data set 25. By applying this data set 25 under the specified conditions, the applied data set 26 is obtained (reuse). Up to this point, the method described is preferably carried out automatically by the control device. The control device preferably has an interface that enables revision by the operator (revise). This produces data set 27, which is then retained in the database 22 as data set 28. This allows the control system to learn and to access a larger database 22 for future optimizations.

Claims (12)

  1. Method for optimising the operation of a spinning machine with regard to quality and productivity, wherein:
    a yarn having specified yarn properties is produced;
    a quality parameter (15) of the yarn, which describes deviations from the specified yarn properties, is sensed during the spinning operation;
    a parameter (9) for setting the production speed is specified;
    the quality parameter (15) and the parameter (9) for setting the production speed are evaluated;
    the production speed is set in dependence on a target variable, the target variable comprising the quality parameter (15).
  2. Method according to claim 1, characterised in that the yarn break rate (13) is sensed and evaluated and the target variable comprises the yarn break rate (13).
  3. Apparatus, comprising a control device and a spinning machine,
    with means for producing a yarn having specified yarn properties,
    with means for sensing a quality parameter (15) of the yarn, which describes deviations from the specified yarn properties, during the spinning operation, and
    with means for specifying a parameter (9) for setting the production speed,
    the control device being designed to evaluate the quality parameter (15) and the parameter (9) for setting the production speed, and
    the control device being designed in such a way that the production speed can be set by means of the control device in dependence on a target variable, the target variable comprising the quality parameter (15).
  4. Apparatus according to claim 3, characterised in that means for sensing the yarn break rate are provided, the control device is designed to evaluate the yarn break rate (13), and the target variable comprises the yarn break rate (13).
  5. Apparatus according to claim 3 or 4, characterised in that the control device comprises a user interface, on which the parameter (9) for setting the production speed and the target variable are simultaneously displayed.
  6. Apparatus according to one of claims 3 to 5, characterised in that the control device is designed to display the time curve (20, 21) of the parameter (9) for setting the production speed and of the target variable.
  7. Apparatus according to one of claims 3 to 6, characterised in that a limit value (14, 16, 17) for the target variable can be specified to the control device.
  8. Apparatus according to one of claims 3 to 7, characterised in that the control device is designed to determine proposals for a change to the parameter (9) for setting the production speed.
  9. Apparatus according to one of claims 3 to 8, characterised in that the control device is designed to create and store data sets (23), which comprise the specified yarn properties, the parameter (9) for setting the production speed, and the associated target variable.
  10. Apparatus according to claim 9, characterised in that the control device is designed to compare the data sets (23) with the specified yarn properties and with a specified limit value for the target variable and to select a data set (25) for the operation of the spinning machine in accordance with the comparison.
  11. Apparatus according to claim 10, characterised in that the control device has an interface for editing the selected data set (26).
  12. Apparatus according to claim 11, characterised in that the control device is designed to apply and store the edited data set (27).
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