VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR ÜBERWACHUNG EINER MEHRZAHL VON ARBEITSSTELLEN EINER RINGSPINNMASCHINE
FACHGEBIET
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen einer Mehrzahl von Arbeitsstellen einer Ringspinnmaschine, gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
STAND DER TECHNIK
Mit dem System USTER® RINGDATA der Uster Technologies AG wird eine laufende Folge von Arbeitsstellen einer Ringspinnmaschine auf Fadenbruch überwacht. Zu diesem Zweck wird ein im Fachjargon „Wandersensor" oder „Wandermaus" genannter Tastkopf an den Arbeitsstellen vorbei geführt. Der Tastkopf ist mit einem magnetischen Fühler zur berührungslosen Erfassung der Rotationsbewegung der Ringläufer ausgerüstet. Der Fühler nimmt elektrische Signale auf, die bei korrektem Fadenlauf erzeugt werden und bei fehlendem Faden ausfallen. Dieses System ist z. B. in der US-4,122,657 A oder im
Prospekt „USTER® RINGDATA - Datensystem für die Ringspinnerei", Zellweger Uster AG, 1982/1987, beschrieben. USTER® RINGDATA kann ins Expertensystem USTER® RING EXPERT eingebunden werden, welches inklusive Hardware z. B. im Prospekt „USTER® RING EXPERT - Technical Data", Uster Technologies AG, Juni 2006, beschrieben ist. Es erlaubt zwar eine unmittelbare Überwachung der Arbeitsstellen auf Fadenbruch hin, aber keine weiter gehende Überwachung der in den einzelnen Arbeitsstellen erzeugten Garnqualität.
Verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur Qualitätsüberwachung von Spinnstellen und zum Qualitätsmanagement in Spinnereien sind auch schon bekannt, z. B. aus der
DE-43'06'095 Al und der US-6,352,214 Bl. Gemäss diesen Schriften werden Kopse auf einer Ringspinnmaschine hergestellt. Diese Kopse werden zu einer nachgeschalteten Spulmaschine umgespult, beispielsweise auf grossere Kreuzspulen. Beim Umspulen
durchläuft das Garn einen Garnprüfer oder Garnreiniger. Über ein ebenfalls vorhandenes Kopsverfolgungssystem kann auf der Basis von Fadenqualitätsinformationen, die der Garnprüfer liefert, angegeben werden, welche Spinnstelle das betreffende Garn erzeugt hat. Dazu sind die einzelnen Kopse mit einer geeigneten Markierung wie einem Strichcode versehen. An oder neben der Ringspinnmaschine ist eine ortsfeste Lesevorrichtung für die Markierungen auf den einzelnen Kopsen vorgesehen, die im Bereiche eines Transportbandes für die leeren oder bewickelten Kopse angeordnet ist. Es kann auch ein an sich bekannter Bedienungsautomat vorgesehen sein, der die Arbeitsstellen einer Spinnmaschine periodisch passiert und nach Bedarf gewisse Operationen an einer Spinnstelle vornimmt und z.B. Fadenbrüche feststellt. Ein Nachteil dieser bekannten Vorrichtung ist insbesondere darin zu sehen, dass die Lesevorrichtung für die Markierungen auf den einzelnen Kopsen im Bereiche eines Transportbandes für die Kopse vorgesehen ist, was die Möglichkeit von fehlerhaften Zuordnungen zwischen Spinnstellen und Markierungen auf Kopsen zulässt. Bei dieser Anordnung ist es nämlich zwingend, dass die Kopse in einer solchen Reihenfolge die Lesevorrichtung passieren, die der Anordnung der Spinnstellen auf der Spinnmaschine entspricht. Diese Zuordnung kann gestört werden, wenn z.B. ein Kops vom Transportband fällt. Damit ist die richtige Kopsverfolgung nicht mehr garantiert.
Um die Gefahr der fehlerhaften Zuordnung zu vermeiden, schlagen die EP-0'342'527 Al und die US-4,660,370 A vor, die Kopshülsen selbst mit eindeutigen Codierungen bzw. Kennmarken zu identifizieren. Die Codierungen können z. B. in Form eines Strichcodes oder eines beschriebenen Magnetbandes vorliegen. Der Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass an jeder Spinnstelle ein Lesegerät für die Codierung angeordnet werden muss, was bei grossen Spinnmaschinen teuer und aufwändig ist.
Gemäss der DE-42'09'203 Al werden die einzelnen Spinnstellen einer Ringspinnmaschine durch Garnreiniger in einer mit der Ringspinnmaschine verbundenen Spulmaschine überwacht. Zu diesem Zweck werden die Signale des Garnreinigers ausgewertet, um unmittelbar Rückschlüsse auf die Spinnstelle ziehen zu können, die den jeweiligen Kops hergestellt hat. Dazu wird ein beschreibbarer Informationsträger auf einem Caddy, der den Kops zur Spulmaschine transportiert, mit entsprechender Information beschrieben. In jeder Spulstelle ist eine Leseeinrichtung angeordnet, welche die auf dem Informationsträger
gespeicherten Informationen über die Ringspinnspindel, die den Kops erzeugt hat, liest. Diese gelesene Information wird zu Beginn des Umspulprozesses dem Spulstellenrechner zugeführt, der die Verknüpfung mit den beim Umspulen entstehenden Reinigersignalen vornimmt. Ähnliche Verfahren lehren die EP-0'392'249 A2, die US-4,838,019 A und die US-5, 107,667 A. Auch hier besteht die Gefahr einer fehlerhaften Zuordnung der Spinnstellen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, bei der die Identifikation der Arbeitsstellen der Spinnmaschine sicher und ohne Fehler erfolgt und die ausserdem sehr einfach und kostengünstig zu realisieren ist.
Diese und andere Aufgaben werden durch die erfmdungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Die Erfindung baut auf dem bekannten System USTER® RINGDATA auf. Dieses beinhaltet bekanntlich eine „Wandermaus" mit einem Bewegungssensor zur Erfassung von Fadenbrüchen, der mittleren Drehzahl an den Arbeitsstellen und/oder von Spinnstellen mit zu geringer Drehzahl. Erfindungsgemäss wird nun diesem Bewegungssensor ein weiterer Sensor zur Identifikation von Kopshülsen beigefügt. Der weitere Sensor dient der Erfassung von Identifikationsdaten, die beispielsweise als sichtbare oder unsichtbare Markierungen auf dem Kops oder insbesondere auf der Kopshülse (dem Spulenkörper) aufgebracht sind. Die beiden Sensoren werden in einem an den Arbeitsstellen vorbei geführten Tastkopf zur berührungslosen Aufnahme von Signalen zusammengefasst, welcher an einer Überwachungseinheit angeschlossen ist. Die Überwachungseinheit erhält ferner Qualitätsdaten von einem Garnprüfer und einem zweiten Identifikationssensor, die beide an einer Weiterverarbeitungsmaschine für das Garn, bspw. einer Spulmaschine, angeordnet sind. Die Überwachungseinheit nimmt aufgrund der vom ersten und zweiten
Identifikationssensor empfangenen Daten eine Zuordnung der Qualitätsdaten zur jeweiligen Arbeitsstelle vor. Durch statistische Auswertung der Qualtitätsdaten aus dem Garnprüfer kann für jede Spinnstelle ein „Qualtiätsprofil" erstellt werden, das angibt, wie gut die Qualität des auf der betreffenden Spinnstelle gesponnenen Garns ist. Anhand des Qualitätsprofils kann eine ungenügende Spinnstelle oder eine „Ausreisser"- Spinnstelle erkannt, besser eingestellt oder repariert werden. Dazu kann es nötig sein, die Spinnstelle vorübergehend stillzulegen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient also zum Überwachen einer Mehrzahl von Arbeitsstellen einer Ringspinnmaschine, an denen Garn gesponnen und auf Kopshülsen aufgewickelt wird. Die Vorrichtung weist mindestens einen Garnprüfer und einen zweiten Identifikationssensor zur Identifikation von Kopshülsen auf. Der Garnprüfer und der zweite Identifikationssensor sind an einer Weiterverarbeitungsmaschine für das Garn angeordnet. Eine Überwachungseinheit ist zum Empfang von Daten mit dem Garnprüfer und dem zweiten Identifikationssensor verbunden. Die Vorrichtung beinhaltet ferner einen an den Arbeitsstellen vorbei fuhrbaren Tastkopf zur berührungslosen Aufnahme von Signalen. Der Tastkopf weist einen Bewegungssensor für die Überwachung der Arbeitsstellen sowie einen ersten Identifikationssensor zur Identifikation von Kopshülsen an den Arbeitsstellen auf und ist zur Übermittlung von Daten an die Überwachungseinheit eingerichtet.
Die Erfindung umfasst auch eine Kombination einer Ringspinnmaschine mit einer Weiterverarbeitungsmaschine. Die Ringspinnmaschine weist eine Mehrzahl von Arbeitsstellen, an denen Garn gesponnen und auf Kopshülsen aufgewickelt wird, auf. Die Weiterverarbeitungsmaschine verarbeitet das Garn weiter. Mindestens ein Garnprüfer und ein zweiter Identifikationssensor zur Identifikation von Kopshülsen sind an der Weiterverarbeitungsmaschine angeordnet. Es ist eine Überwachungseinheit vorgesehen, welche zum Empfang von Daten mit dem Garnprüfer und dem zweiten Identifikationssensor verbunden ist. Die Kombination beinhaltet auch einen an den Arbeitsstellen vorbei führbaren Tastkopf zur berührungslosen Aufnahme von Signalen.
Der Tastkopf weist einen Bewegungssensor für die Überwachung der Arbeitsstellen sowie einen ersten Identifikationssensor zur Identifikation von Kopshülsen an den Arbeitsstellen auf und ist zur Übermittlung von Daten an die Überwachungseinheit eingerichtet.
- A -
Im erfindungsgemässen Verfahren zum Überwachen einer Mehrzahl von Arbeitsstellen einer Ringspinnmaschine wird an den Arbeitsstellen Garn gesponnen und auf Kopshülsen aufgewickelt. Während einer Weiterverarbeitung wird das Garn einer Qualitätsprüfung unterzogen, und Kopshülsen werden identifiziert. Es werden Daten der Qualitätsprüfung unter Verwendung der Identifikation während der Weiterverarbeitung derjenigen Arbeitsstelle zugeordnet, an welcher das Garn gesponnen wurde. Während des Spinnvorgangs werden die Kopshülsen an den Arbeitsstellen identifiziert. Die Identifikation während des Spinnvorgangs wird ebenfalls für die Zuordnung verwendet.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass die Identifikation der Kopse auf der Spinnmaschine absolut zuverlässig erfolgt, da diese auf der Spinnstelle noch während des Spinnvorgangs geschieht. Dabei spart man eine gesonderte Lesevorrichtung für Markierungen auf dem Kops, die normalerweise am Ausgang der Spinnmaschine angeordnet ist. Durch die Anordnung des ersten Identifikationssensors auf einem Tastkopf, z. B. auf einer so genannten und an sich bekannten „Wandermaus", entstehen praktisch keine Zusatzkosten, Die Identifikation .der einzelnen Kopse erfolgt redundant mehrfach, d. h. bei mehreren Durchgängen des Tastkopfes. Damit kann eine fehlerhafte Erfassung der Daten auf dem Kops ausgeschlossen oder korrigiert werden, falls diese auftritt.
AUFZÄHLUNG DER ZEICHNUNGEN
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der schematischen Zeichnungen detailliert erläutert.
Figur 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung der erfindungsgemässen Vorrichtung.
Figur 2 zeigt einen Teil der Vorrichtung gemäss Fig. 1.
Figur 3 zeigt einen weiteren Teil der Vorrichtung gemäss Fig. 1.
AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Figur 1 zeigt je einen Teil einer Ringspinnmaschine 1 und einer Spulmaschine 2 als Beispiel einer Weiterverarbeitungsmaschine für ein Garn 22. Auf der Ringspinnmaschine 1 erkennt man einige Arbeits- oder Spinnstellen 3, 4 und 5, wobei weitere hier nicht gezeigte Spinnstellen vorhanden sind. Vor den Spinnstellen 3-5 ist eine Ringbank 6 angeordnet, die während des Spinnvorganges in an sich bekannter und deshalb hier nicht näher dargestellter Weise Hubbewegungen in Richtung eines Pfeils 7 ausführt.
Auf der Ringbank 6 ist ein Tastkopf 8 auf einer Führungsschiene 11 angeordnet, der in Richtung eines Pfeils 9 daraufhin und her bewegbar ist. Dazu ist der Tastkopf 8 beidseits an einem Zugband 10, 10' befestigt, das auf Rollen 12, 12' aufgerollt werden kann. Diese sind von je einem Antriebsmotor 13, 13' alternierend angetrieben, so dass das Zugband 10, 10' den Tastkopf 8 an den Spinnstellen 3-5 vorbeiführt. Je ein Schaltorgan 14, 14' ist mit dem zugeordneten Motor 13, 13' verbunden und bewirkt eine Richtungsumkehr des Tastkopfes 8 bei Erreichen der Endstellungen auf der Führungsschiene 11.
Ein von einer Spinnstelle 3 zur anderen 4 bewegbarer Tastkopf zur Überwachung der Funktionstüchtigkeit der Spinnstellen 3-5 ist an sich als „Wandermaus" aus den Systemen USTER® RING EXPERT und USTER® RINGDATA® bekannt und wird z. B. in den Veröffentlichungen US-4, 122,657 A, „USTER® RINGDATA - Datensystem für die Ringspinnerei", Zellweger Uster AG, 1982/1987, oder „USTER® RING EXPERT - Technical Data", Uster Technologies AG, Juni 2006, beschrieben.
Figur 2 zeigt den erfindungsgemässen Tastkopf 8, wie er von der Seite der Spinnstellen 3- 5 her gesehen wird, mit einem Bewegungssensor 30 zum Erfassen der Bewegung des Läufers 27 und einem ersten Identifikationssensor 31 zum Lesen von Identifikationsdaten 21 von Kopshülsen 20 (vgl. Fig. 1).
Ferner zeigt Figur 1 eine Überwachungseinheit 17, die über erste Datenübertragungsmittel 10, 10', 16, 16' mit dem Tastkopf 8 verbunden ist, so dass der Tastkopf 8 Daten an die Überwachungseinheit übermitteln kann. Die Datenübertragung vom Tastkopf 8 zur Überwachungseinheit 17 kann z. B. über die Zugbänder 10, 10' und erste Datenleitungen
16, 16' erfolgen, wobei die ersten Datenleitungen 16, 16' über Schleifkontakte mit jeweils einer der Rollen 12, 12' verbunden sind, die jeweils galvanisch mit den Zugbändern 10, 10' kontaktiert sind. Die Überwachungseinheit 17 ist über zweite Datenübertragungsmittel 18, bspw. eine Datenleitung, auch mit einem zweiten Identifikationssensor 19 auf der Spulmaschine 2 verbunden, der Identifikationsdaten 21 auf der Kopshülse 20 lesen und an die Überwachungseinheit 17 weitergeben kann.
In der Spulmaschine 2 soll in an sich bekannter Weise in der Ringspinnmaschine 1 gesponnenes Garn 22 vom Kops 24 auf eine Kreuzspule 23 aufgewickelt werden. Dabei durchläuft das Garn 22 einen Garnprüfer 25, beispielsweise einen an sich bekannten Garnreiniger, der Qualtitätsparameter wie Gleichmässigkeit, Haarigkeit, Dick- und Dünnstellen usw. erfasst, auf die Erfüllung bestimmter Qualitätskriterien hin untersucht und nötigenfalls festgestellte Fehlstellen aus dem Garn entfernt. Der Garnprüfer 25 ist ebenfalls über dritte Datenübertragungsmittel 26, bspw. eine Datenleitung, mit der Überwachungseinheit 17 verbunden.
Die Überwachungseinheit 17 beinhaltet mindestens eine (nicht dargestellte) Speichereinheit, in der mindestens ein Computerprogramm zur Kopsverfolgung gespeichert ist, und mindestens eine (nicht dargestellte) Recheneinheit zur Ausführung des Computerprogramms. Die Kopsverfolgung erfolgt aufgrund der vom ersten Identifikationssensor 31 und vom zweiten Identifikationssensor 19 an die Überwachungseinheit 17 übermittelten Daten. Die Überwachungseinheit 17 kann auch aus mehreren Teilen bestehen, von denen beispielsweise ein Teil der Ringspinnmaschine 1 und ein anderer Teil der Spulmaschine 2 zugeordnet sein kann. In diesem Falle sind beide Teile durch entsprechende Mittel zum Austausch von Daten miteinander verbunden. Ferner beinhaltet die Überwachungseinheit 17 ein Computerprogramm zur Erfassung von Fadenbrüchen und von so genannten Schleicherspindeln, das durch Daten aus dem Bewegungssensor 30 gespeist wird.
Die Identifikationsdaten 21 auf der Kopshülse 20 können z. B. in Form eines Strichcodes, eines Farbcodes, von alphanumerischen Zeichen, eines Magnetbandes und/oder eines RFID-Transponders (Radio Frequency Identification, Identifizierung mit Hilfe von Hochfrequenz) vorliegen. Die Kennzeichnung von Kopshülsen 20 mit Hilfe von
Identifikationsdaten 21 und entsprechende Mittel zum Lesen der Identifikationsdaten 21 sind an sich aus den Schriften GB- 1,032,731 A, US-4,660,370 A, US-6,352,214 Bl, EP-0'342'527 Al, EP-0'392'249 A2 oder EP-1'055'632 A2 bekannt.
Die Datenübertragung vom Tastkopf 8, vom zweiten Identifikationssensor 19 bzw. vom Garnprüfer 25 zur Überwachungseinheit 17 kann alternativ durch andere, an sich bekannte Datenübertragungsmittel wie Infrarot- oder Funkwellen bewerkstelligt werden.
Figur 3 zeigt einen Schnitt A-A gemäss Fig. 1. Dabei erkennt man die Ringbank 6 mit einem Läufer 27, den Tastkopf 8 und die Führungsschiene 11. Auf der Kopshülse 28 ist hier beispielsweise an ihrem oberen Ende eine Markierung 29 sichtbar, die Identifikationsdaten über die Kopshülse 28 enthält. Diese Identifikationsdaten 29 werden vom Tastkopf 8 ausgelesen, an die Überwachungseinheit 17 übermittelt und der betreffenden Spinnstelle 3-5 zugeordnet.
Das erfindungsgemässe Verfahren läuft wie folgt ab:
Während des Betriebs der Ringspinnmaschine 1 bewegt sich die Ringbank 6 in vertikaler Richtung vom unteren Ende der Kopshülse 28 zum oberen Ende, wobei dieser grossen Bewegung kleinere Oszillationsbewegungen überlagert sind. Diese vertikalen Bewegungen sind in Figur 1 mit einem Pfeil 7 angedeutet. Gleichzeitig bewegt sich der Tastkopf 8 mehrmals in horizontaler Richtung vom einen Ende seiner Führungsschiene 11 zum anderen Ende und zurück, wie das der Pfeil 9 in Figur 1 andeutet. Dabei überwacht der Bewegungssensor 30 beim Durchgang vor den Spinnstellen 3-5 die Bewegung der Läufer 27 und gibt ein entsprechendes Signal an ein Auswerteorgan ab, wie dies beispielsweise in der US-4, 122,657 A beschrieben ist. Gemäss der vorliegenden Erfindung kann dieses
Auswerteorgan Teil der Überwachungseinheit 17 sein. Durch Auswertung der Daten vom Bewegungssensor 30 kann die Überwachungseinheit 17 feststellen, ob die Geschwindigkeit der Läufer 27 vorgegebenen Werten entspricht bzw. ob ein Läufer 27 stillsteht, was einen Fadenbruch anzeigen würde. Wenn die Ringbank 6 eine solche Stellung erreicht hat, in der der erste Identifikationssensor 31 im Tastkopf 8 Markierungen 29 auf die Kopshülsen 28 erfassen kann, gibt dieser ebenfalls seine Daten an die Überwachungseinheit 17 ab. Im Speicher der Überwachungseinheit 17 wird die Zuordnung der betreffenden Spinnstelle 3-5 zu jeder Kopshülse 28 gespeichert, d. h. für jede
Kopshülse 28 wird eine Angabe darüber gespeichert, aufweicher Spinnstelle 3-5 sie bewickelt wurde.
Ist der Spinnvorgang auf der Ringspinnmaschine 1 beendet, so werden die Kopse 24 in an sich bekannter und deshalb hier nicht näher dargestellter Weise der
Weiterverarbeitungsmaschine, hier z. B. der Spulmaschine 2 zugeführt und darauf installiert, wobei aber die Kopse 24 dazwischen auch in einem Lager zwischengelagert werden können. Beim Umspulen auf der Spulmaschine 2 wird das Garn 22 in einem Garnprüfer 25 geprüft. Dabei werden beispielsweise Dick- und Dünnstellen, die Gleichmässigkeit, die Haarigkeit, vorhandene Fremdfasern oder Fremdkörper ermittelt und entsprechende Daten oder Signale über die Leitung 26 oder einen Bus an die Überwachungseinheit 17 weitergeleitet. An der Spulmaschine 2 erfasst der zweite Identifikationssensor 19 wiederum die Markierung 21 auf der Kopshülse 20 und gibt ein entsprechendes Signal über die zweiten Datenübertragungsmittel 18 an die Überwachungseinheit 17 ab. Darin werden nun die Daten aus dem Garnprüfer 25 mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen, um festzustellen, ob das auf der Spulmaschine 2 umgespulte Garn 22 geforderten Qualtitätskriterien entspricht oder nicht. Durch die bereits vorgängig im Speicher der Überwachungseinheit 17 gespeicherten Daten lässt sich nun leicht ermitteln, aufweicher der Spinnstellen 3-5 das betreffende Garn 22 hergestellt wurde.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben diskutierten Ausführungsformen beschränkt. Bei Kenntnis der Erfindung wird der Fachmann weitere Varianten herleiten können, die auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören.
BEZUGSZEICHENLISTE
1 Ringspinnmaschine
2 Weiterverarbeitungsmaschine, z. B. Spulmaschine
3-5 Spinnstellen
6 Ringbank
7 vertikale Hubbewegung der Ringbank
8 Tastkopf
9 horizontale Bewegungsrichtung des Tastkopfes
10, 10' Zugband
11 Führungsschiene für Tastkopf
12, 12' Rollen für Zugband
13, 13' Antriebsmotoren für Tastkopf
14, 14' Schaltorgan für Tastkopf
16, 16' erste Datenleitungen
17 Überwachungseinheit
18 zweite Datenübertragungsmittel
20 Kopshülse in Weiterverarbeitungsmaschine
21 Identifikationsdaten auf Kopshülse
22 Garn
23 Kreuzspule
24 Kops
25 Garnprüfer
26 dritte Datenübertragungsmittel
27 Läufer
28 Kopshülse in Ringspinnmaschine
29 Identifikationsdaten auf Kopshülse
30 Bewegungssensor
31 erster Identifikationssensor