DE3237371C2

DE3237371C2 - Vorrichtung zur Ermittlung von Fehlerorten an einem Riemchenstreckwerk einer Spinnmaschine

Info

Publication number: DE3237371C2
Application number: DE3237371A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Higashiyama Kyoto Inada; Hisaaki Shiga Kato; Shoji Nagaokakyo Kyoto Sakai; Yoshihiko Kusatsu Shiga Samoto
Original assignee: Murata Machinery Ltd
Current assignee: Murata Machinery Ltd
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1982-10-08
Publication date: 1986-11-13
Also published as: JPH0229772B2; DE3237371A1; CH659494A5; JPS5862511A; US4491831A

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der Fa dengleichmäßigkeit bei einer Textilmaschine, insbesondere Spinnmaschine, bei dem ein Analogsignal für die Fadenungleichmäßigkeit unter Zuhilfenahme eines Detektors (6) erzielt wird, welches anschließend in einem Analog/Digital-Wandler digitalisiert wird und zur Analyse zyklischer und nicht zyklischer Fadenungleichmäßigkeiten in einem Rechner (10) ausgewertet und das Ergebnis in Anzeigegeräten (21, 26) angezeigt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer derartigen aus »Textil-Rundschau« Januar 1955, Seite 6 bekannten Vorrichtung wird eine Fehlerortsbestimmung in Form von Spektrogrammen, in denen Querschniusschwankungen nach den Wellenlängen, d. h. nach ihren Abständen a· / Faden aufgetragen sind, gewonnen. Dabei wird unterschieden nach streng periodischen Querschnittsschwanl tilgen, die auf unrund laufende Zylinder zurückzuzführen sind, und Querschnittsschwankungen variabler Wellenlängen, die auf falsch eingestellte Streckwerke zurückzuführen sind.

Die Spektrogramme werden dabei unabhängig vom Betrieb der Spinnmaschine und getrennt voneinander erzeugt Bis zur Erzielung des endgültigen Prüfergebnisses wird daher die Spinnmaschine weiterbetrieben, ohne daß Fehler an der Spinnmaschine behoben werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der sowohl Fehler an den Walzen (zyklische Fehler) als auch am Riemchen des Riemchenstreckwerks (nicht zyklische Fehler) bei Betrieb der Spinnmaschine ermittelt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

In vorteilhafter Weise ist es durch die Erfindung möglhh, während des Betriebs der Spinnmaschine in relativ kurzer Zeit eine Ermittlung der Fehlerorte, welche zu den Fadenungleichförmigkeiten führen, zu erzielen.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele dargestellt. Sie dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein Streckwerk und einen Spinndüsenteil einer Spinnmaschine mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltung für einen Detektor bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 ein Blockschaltbild für ein Ausführungsbei

spiel der Erfindung;

Fig. 4 ein Beispiel für ein elektrisches Signal, das von einem Detektor bei einem Ausführungsbcispiel der Erfindung erzeugt wird;

Fig. 5 ein Beispiel für ein frequenzabhängiges Spektrum eines Signals, das vom Detektor erzeugt wird;

Fig. 6 das Prinzip einer Integralanalyse des vom Detektor erzeugten Signals;
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels, das bei mehreren Spinnstellen der Spinnmaschine gleichzeitig zur Anwendung kommt und Fig. 8 ein Schaltbild, das einen Teil der in Fig. 7

gezeigten Anordnung näher darstellt.

In Fig. 1 ist eine Spinndüse 1 dargestellt, welche ein Faserband in Drehung versetzt. Das Faserband wird gestreckt durch Hinterwalzen 2, Laufriemchen 3 und Vorderwalzen 4. Der gesponnene Faden Y wird, nachdem er die Spinndüse 1 durchlaufen hat, auf eine nicht näher dargestellte Spule aufgewickelt und vorher über Ablaufwalzen 5 geführt. Nach den Ablaufwalzen 5 ist ein als Dickstellenfänger 6 ausgebildeter Detektor vorgesehen. Dieser besitzt eine lichtemittierende Diode 7 und einen Fototransistor 8, welche im einzelnen in Fig. 2 dargestellt sind. Bei dieser Ausffihrungsform wird ein analoges elektrisches Signal (Fig. 4) vom Dickstellenfänger 6 ausgesendet. Dieser Dickstellenfängcr wird verwendet für die Überprüfung der Fadenunregelmäßigkeit.
Der Dickstellenfänger 6 ist ausgebildet als Detektor mit hoher EmpfindEichkeit und einem hohen Ansprechverhalten bezüglich der Lichtmenge, welche ausgesendet wird von der Diode 7. Dieses von der Diode 7 ausgesendete Licht wird empfangen von dem Fototransistor 8 und in das elektrische Signal S umgewandelt.

Wenn ein großer Fadenfehler erfaßt wird, wird eine nicht näher dargestellte Fadenschneideinrichtung betätigt, durch die der fehlerhafte Teil des Fadens Y herausgeschnitten wird. Das elektrische Signal S, welches von dem Dickestellenfänger 6 ausgesendet wird, wird in einen Rechner 10 weitergeleitet. Vorher wird das elektrische Signal in folgender Weise digitalisiert:

Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, gelangt das analoge elektrische Signal S durch ein Tiefpaßfilter 11 (- 60 dB/ OCT), in welchem das Signal geglättet wird und durch welches ein Umfalteffekt oder eine unzureichende Abtastung analoger Daten durch eine entsprechende Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters verhindert wird. Die Vermeidung des Umfalteffekts durch Verwendung des Tiefpaßfilters wird erzielt bevorzugt mit Hilfe des Nyquist-Theorems. Das Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 11 wird durch einen Verstärker 12 (mit einem Verstärkungsgrad von bevorzugt 50) auf eine elektrische Spannung verstärkt, die für die Analog/Digital-Umwandlung geeignet ist. Im Analog/Digital-Wandier 13 wird dann das Signal in ein Digitalsignal umgewandelt. Der Analog/Digital-Wandier 13 tastet die zu digitalisierenden Eingangssignal mit Hilfe eines Oszillators 14 ab. Dieser bestimmt eine Abtastzeit bzw. -frequenz in Abhängigkeit von der Frequenzbandbreite, die gemäß bekannter Techniken analysiert werden soll. Die

; -Frequenzbandbreite, welche analysiert werden soll, beträgt 0-50 Hz für einen gesponnenen Faden bei einer Spinngeschwindigkeit von etwa 150 m/min.
Das auf diese Weise digitalisierte Signal wird in den Rechner eingegeben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Signal einer Spektralanalyse und einer Integralanalyse unterzogen.
Bei der Spektralanalyse wird das vom Analog/Digitnl-

Wandler 13 kommende Signal durch ein Fenster 15 bewertet und einem Fourier-Transformatoj 16 zur Berechnung weitergeleitet. Das Rechenergebnis wird vektoriell zusammengesetzt in einer Aufbereitungseinrichtung 17 zu einem Spektrum für alle Frequenzkomponenten.

Durch eine Aufbereitungsschaltung 18 wird das Spektrum aller Frequenzkomponenten aufbereitet, so daß es zur Analyse geeignet ist derart, daß ein Signal, das eine feste Frequenz (beispielsweise 50 Hz) überschreitet, abgetrennt wird (eine Analyse der Frequenzen > 50 Hz ist nicht erforderlich, um Ungleichmäßigkeiten im Faden, der mit einer Geschwindigkeit von 150 m/min transportiert wird, zu finden). Während des Rechenvorgangs kann die Amplitude des Spektrums erhöht oder erniedrigt werden. Das aufbereitete Signal wird aus dem P.echner 10 in einen Digital/Analog-Wandler 20 eingebracht und in ein Analogsignal umgewandelt, das graphisch an einem Wiedergabegerät 21 wiedergegeben werden kann (Fig. 5). Das auf dem Wiedergabegerät 21 dargesteiite Spektrum eriaubt eine Beurteilung der zyklischen Fadenunregelmäßigkeiten. Mit der Bezugsziffer 22 ist eine Alarmschaltung bezeichnet, die weiter unten noch beschrieben wird. Das Sammeln und Aufbereiten der Daten zur Gewinnung der in der Fig. 5 dargestellten Information erfordert etwa 40 Sekunden Echtzeit.

Bei der Integralanalyse wird das Signa! für die Fadenungleichmäßigkeit durch den Analog/Digital-Wandler 13 digitalisiert und in den Rechner 10 eingebracht und einem Integrator 23 zugeleitet. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, wird der Absolutwert der Abweichung von einem festgelegten Wert E über eine bestimmte Strecke 1 (Fadenlänge, entlang welcher die Fadengleichmäßigkeit überwacht wird, normalerweise etwa 25 m) integriert. j_/cf TYcFi von Lj WiFu cnipinscit uCstinimt hit jeden Fadentyp. Der Integralwert kann aufgefaßt werden als Prozentwert U% in Relation zu E, wobei U die Uster-Fadenungleichmäßigkeitsmeßnummer ist, welche in der Textilindustrie allgemein bekannt ist.

Der Integralwert wird an eine Rechnerschaltung 24 weitergeleitet. Diese Rechnerschaltung 24 rechnet Zählgruppen von 5 als eine Einheit und berücksichtigt den Rest zum Ausgleich von Zifferneinheiten nicht. Die Rechnerschaltung sendet ein Signal pin eine Alarmschaltung 25, wenn der errechnete Integraiwert einen vorgegebenen Integralwert überschreitet. Der errechnete Integralwert kann digital als numerischer Wert an einem Wiedergabegerät 26 wiedergegeben werden. Die vom Wiedergabegerät 26 wiedergegebene Ablesung stellt die Standardabweichung vom Durchschnittswert E dar. Das Sammeln und Aufbereiten der Daten zur Gewinnung der auf dem Wiedergabegerät 26 wiedergegebenen Information beansprucht etwa 61 Sekunden Echtzeit.

Wenn der Faden Y zyklische Ungleichmäßigkeiten aufweist, wie es übertrieben in Fig. 2 dargestellt ist, und die Spinngeschwindigkeit 152 m/min beträgt, erfaßt der Dickstellenfänger 6 die Ungleichmäßigkeiten und sendet, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, ein elektrisches ^Signal 5 aus. Dieses Signal S wird, wie im vorstehenden ^beschrieben, digitalisiert und in Echtzeit durch den Rechner 10 verarbeitet. Das Signal wird zu einem frequenzabhängigeni Spektrum und einen Integralwert aufbereitet, und das Spektrum wird im Wiedergabegerät 21 und der Integralwert auf dem Wiedergabegerät 26 wiedergegeben. Durch Beurteilung dieser Angaben in der im folgenden beschriebenen Weise ist eine mathematische Überprüfung des Fadens und eine Abschätzung eines fehlerhaften Teils an der Spinnmaschine möglich.

In Fig. 5 kann beispielsweise von den beiden Spitzen

bei den Frequenzen 28,6 und 32,6 Hz geschlossen werden, daß diese Ungleichmäßigkeit resultiert aus den Vorderwalzen aufgrund der Tatsache, daß der Zyklus Xt der oberen Vorderwalze gleich 32,3 Umdrehungen/ see ist. Dieser Wert errechnet sich aus (152 χ 100/60)/ (2,5 x π). Der Zyklus XB entspricht dem der unteren Vorderwalze und beträgt 28,8 Umdrehungen/sec und errechnet sich aus (152 x 100/60)/2,8 x π). Hierbei beträgt die Fadengeschwindigkeit 152 m/min, besitzt die obere Vorderwalze einen Durchmesser D, von 28 mm und die untere Vorderwalze einen Durchmesser D_b von 25 mm.

Wenn bei anderen Frequenzen Spitzen in der Aufzeichnung des Spektrums auftreten, sind die Fadenungleichmäßigkeiten zurückzuführen auf Fehler an anderen Walzen oder am Antriebssystem. Die genaue Fehlerortung kann dann in ähnlicher W .-,e, wie vorstehend beschrieben, durchgeführi werden.

Der Integralwert, der am Wiedergabegerät 26 angezeigt wird, gibt die Abweichung der Fadendicke auf einer bestimmten Fadenstrecke 1 wieder. Dieser Wert kann erfaßt werden, wenn die Messung in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt wird. Die Gesamtsumme der Abweichung auf der Garnstrecke von beispielsweise 152 m kann auf diese Weise ermittelt werden. Wenn die Gesamtsumme der Abweichungen 250 U% beträgt und einen Bereich überschreitet, der in bekannter Weise als zulässig erachtet wird (beispielsweise um 50 gegenüber 200 U%), kann daraus geschlossen werden, daß mit hoher Wahrscheinlichkeit für diesen hohen Grad der Fadenungleichmäßigkeit die verschlissene Oberfläche der Laufriemchen verantwortlich ist.

Die Beurteilung der Fadenurlgleichmäßigkeit, wie sie durch die Wiedergabegeräte 21 und 26 angegeben wird, kann durch eine Bedienungsperson erfolgen. Eine Aus-Wertung kann jedoch auch derart sein, daß durch eine Auiomatenanordnung ein Stopsignal für die Spinnmaschine und ein Alarmsignal 22 abgegeben wird. Dieses wird auf dem Wiedergabegerät 21 angezeigt wenn die Amplitude einer bestimmten Komponente des Spektrums eine vorgegebene Höhe L in den Rechneischalrungen 18 und 24 überschreitet. In gleicher Weise kann ein Stopsignal für jede Spinnnstelle der Spinnmaschine sowie ein Alarmsignal 25 abgegeben werden und auf dem Wiedergabegerät 26 angezeigt werden. Diese erfolgt dann, wenn der Integralwert eine bestimmte vorgegebene Höhe überschreitet.

Die Fehler, welche auf diese Weise in der Spinnmaschine ermittelt wurden, können sofort beseitigt werden, beispielsweise durch Entfernen der Walzen, so daß einwandfreie Betnebsbedingungen rasch wiederhergestellt werden.

Da bei der Vorrichtung nach der Erfindung das vom Detektor abgegebene Analogsignal digitalisiert wird und unter Echtzeit oder nahezu Echtzeit in der vorbeschriebenen Weise verarbeitet wird, benötigt man eine äußerst kurze Zeitdauer für die Analyse (in -?iner Größenordnung Millisekunden bei der Errechnung in der Praxis) im Vergleich zu der Aufbereitung und Verarbeitung von Analogsignjlen ohne Umwandlung. Die Zeitdauer, welche für die Prüfung und Analyse der Information über die Garnungleichmäßigkeit benötigt wird, ist etwa gleich lang wie die Zeit, die erforderlich ist, daß eine bestimmte zu messende Garnstrecke durch den

Gamungleichförmigkeitsdetektor hindurchgelangt. Dies entspricht der Zeit, die benötigt wird zur Abtastung der Daten. Die Genauigkeit der Analyse ist bedeutend höher als bei einer Analogauswertung. Beispielsweise läßt sich eine Unterscheidung erzielen zwisehen den fast gleichen Werten der Frequenzen der Fadenungleichmäßigkeiten, welche hervorgerufen werden durch die obere und untere Vorderwalze obgleich diese fast die gleichen Durchmesser haben. Eine derartige Unterscheidung ist bei einer Analoganalyse unmöglieh. Durch Digitalisierung des Analogsignals läßt sich jedoch diese Unterscheidung ohne weiteres erzielen. Hierdurch ist eine rasche Erfassung und Überwachung des fehlerhaften Fadens möglich. Einzelheiten des Fehlers können mit hoher Genauigkeit überwacht werden, is Dies ermöglicht eine genaue Bestimmung des fehlerhaften Teils an der Spinnmaschine, der den Fadenfehler bewirkt Dss «is^ituüsivrte Siⁿi.sl weiches die FwuSnungleichmäßigkeit angibt, läßt sich in vorteilhafter Weise auch noch dahingehend auswerten, daß es mit höherer Genauigkeit aufbereitet und ausgewertet werden kann als ein Analogsignal, welches verglichen wird mit vorbestimmten Größen in der Ausgangsstufe, die sich an den Rechnerteil anschließt.

Die Ermittlung von Fehlerorten kann an mehreren Spinnstellen unter Verwendung eines einzigen Rechners 10 durchgeführt werden. Wegen der Kürze der Zeit, die zur Durchführung jeder Analyse benötigt wird, und da eine Beschädigung an den Walzen oder ein Verschleißen der Laufriemchen nicht so häufig auftritt, können Fadenungleichmäßigkeiten an einer Spinnstelle innerhalb kurzer und regelmäßiger Abstände durchgeführt werden. Dies ermöglicht die sorgfältige Überwachung einer großen Anzahl von Spinnstellen.

In den Fig. 7 und 8 ist eine kombinierte Anordnung von Detektoren 6 gezeigt, die an allen Spinnstellen der Spinnmaschine 30 befestigt sind. Diese Detektoren sind mit dem Rechner 10 über einen Miltiplexer 31 herkömmlicher Art verbunden. Der Multiplexer 31 verbindet den jeweiligen Detektor an einer Spinnstelle der Spinnmaschine 30 für einen kurzen Zeitraum mit dem Rechner 10. Wenn beispielsweise 60 Spinnstellen vorgesehen sind, wird eine Meßzeit für jede Spinnstelle von beispielsweise 60 Sekunden vorgesehen. Die Fadenungleichmäßigkeitsprüfung wird dabei jede Stunde an jeder Spindel wiederholt.

Die Bezugsziffern 32 und 33 bezeichnen eine Übertragungsleitung für das Fadengleichmäßigkeitssignal sowie für ein Steuersignal.

Das Zeitintervall Tor die Messung kann in Abhängigkeit von der Fadengeschwindigkeit und der zu messenden Länge des Fadens auch verkürzt werden. Eine weitere Verkürzung der Meßzeit kann auch dann durchgeführt werden, wenn die Anzahl der Spinnstellen, die zu messen sind, gering ist.

Dadurch, daß man an den Analog/Digital-Wandler 13 einen Rechner 10 anschließt, läßt sich die Prüfung der Fadengleichmäßigkeit mit Hilfe des Rechners 10 unter Anwendung der Fourier-Analyse ohne weiteres durchführen.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Ermittlung von Fehlerorten an einem Riemchenstreckwerk einer Spinnmaschine durch Auswerten eines mit einem Detektor an einem laufenden Faden gewonnenen analogen Fadenungleichfönnigkeitssignals in Form von Spektren für eine bestimmte Fadenlänge, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (6) über einen Ana-Iog/Digital-Wandler (13) mit einem Rechner (10) verbunden ist, der aus dem Fadenungleichförmigkeitssignal durch einen Fourier-Transformator (16) ein frequenzabhängiges Spektrum und durch einen numerischen Integrator (23) einen Integralwert bildet, wobei bei Überschreiten eines durch die höchstzulässige Fadenungleichförmigkeit vorgegebenen Amplitudenwerts des frequenzabhängigen Spektrums und/oder eines für die bestimmte Fadenlänge vorgegebenen Integralwerts ein Alarmsignal ausgelöst oder die Spinnmaschine stillgesetzt wird.