WO1992015737A1 - Verfahren und einrichtung zum steuern einer vernetzten anlage - Google Patents

Verfahren und einrichtung zum steuern einer vernetzten anlage Download PDF

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WO1992015737A1
WO1992015737A1 PCT/CH1992/000048 CH9200048W WO9215737A1 WO 1992015737 A1 WO1992015737 A1 WO 1992015737A1 CH 9200048 W CH9200048 W CH 9200048W WO 9215737 A1 WO9215737 A1 WO 9215737A1
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WO
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machine
spinning
data
winding
control
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PCT/CH1992/000048
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English (en)
French (fr)
Inventor
Urs Meyer
Angelo Lucca
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Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Publication date
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    • 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
    • D01H13/32—Counting, measuring, recording or registering devices
    • 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
    • D01H13/145—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions ; Monitoring the entanglement of slivers in drafting arrangements set on carriages travelling along the machines; Warning or safety devices pulled along the working unit by a band or the like

Definitions

  • This invention relates to the interaction of linked process stages e.g. a ring spinning machine, if necessary with an automatic operator assigned to this ring spinning machine, and a winding machine linked to the ring spinning machine, which in turn is equipped with a yarn cleaner which is suitable for recording the yarn quality.
  • linked process stages e.g. a ring spinning machine, if necessary with an automatic operator assigned to this ring spinning machine, and a winding machine linked to the ring spinning machine, which in turn is equipped with a yarn cleaner which is suitable for recording the yarn quality.
  • Quality control is an increasingly important task for both short staple and chemical spinning (see e.g. EP 26472; EP 196090 as well as the article "On-line quality control for false twist texturing” in chemical fibers / textile industry from October 1991, page 1196).
  • the material flow tracking and in particular the head tracking for quality control or quality control is a topic that deserves increasing attention in the spinning mill.
  • the patent literature includes the following publications (among others) on this topic: CH 410718; DOS 3603002; DOS 3628045; EP 392249; DOS 4003428; DOS 4002500; DOS 4111488.
  • DOS 3712654 It has already been proposed in DOS 3712654 to collect data both in a spinning machine and in a winding machine and to operate the system on the basis of the linking of these data. In particular, a special cop preparation is provided for this purpose, which should also serve as a sorting point. How the system is to be operated is not clearly apparent from DOS 3712654, and in DOS 4103428, which was later submitted by the same applicant company, it is pointed out that the earlier proposal required a "relatively large technical effort" . This may be due to the fact that the data that would have to be collected on the ring spinning machine in accordance with DOS 3712654 are not normally required to operate the machine itself.
  • the "package” (cop, spool) is considered as a unit.
  • the data collected refer to the package in its entirety, even if the thread has been continuously monitored.
  • the invention relates to a plant or to a plant part which consists of linked process stages.
  • the process stages can be designed in such a way that the errors of the upstream stage (s) must be dealt with in a downstream stage in such a way that they are not forwarded.
  • the flow capacities of the stages can be coordinated with one another or dependent on one another, so that an increase in the error rate when delivering to the downstream stage exceeds a certain limit, the ability of this stage, the required flow rate to meet predetermined minimum quality requirements and to maintain when the supply is interrupted is impaired.
  • Each stage can include a large number of production sites.
  • the invention is particularly suitable for use in a fully automated or low-operator system, for example in a system that has no scheduled human activity for at least two days (Friday evening to Monday) and during the night shift Interventions can continue to work.
  • the control of such a system is much easier if a process control system is provided at least for the more complex system parts.
  • the upstream stage (s) can provide information depends on its sensor technology. This level will normally include at least a minimal sensor system (thread breaks). However, it will often not be equipped with the same sophisticated sensors (see e.g. EP 322470) as the subsequent stage, at least if the further processing in the subsequent stage is to prevent the error from being forwarded (error elimination; error correction).
  • the sensors of the upstream stage should preferably be supplemented such that any faults in the coil (or in the container) can be located. If the machines of the upstream stages are not provided with any suitable sensors, certain data can still be collected, for example, by means of automatic controls or data acquisition machines, and the location in the coil or in the container can be determined from the fill level of the container or from the structure of the coil getting closed.
  • thread breaks are of particular importance. As is clear from the article "Effects of thread breaks in ring and OE rotor spinning on the yarn properties and running behavior in weaving preparation and weaving" (S. Schlichter and Prof. J. Lunensch, Dornbirn, man-made fiber conference, September 1985) When expression comes, thread breaks are a sign of bad yarn. These are not just the break points themselves (which can be replaced by good splices), but rather weak or inferior places in the uninterrupted yarn, which later lead to processing difficulties.
  • the aim of this invention is to further develop the cooperation between the machines mentioned in a modern spinning mill.
  • the invention provides, in particular, a system which includes a spinning machine with an automatic control device assigned to this machine and a further processing machine linked to the spinning machine, and means for checking the quality of the yarn packs delivered to the further processing machine and for identifying those Spinning station which has produced a certain package, characterized in that the said agent is indirect, for example via the spinning machine control, or can issue a control command directly to the operating machines for decommissioning a specific spinning station and the operating machine is provided with means for executing this command.
  • each spinning station can be provided with a respective device for stopping the supply of material to this spinning station and the automatic control device with means for actuating this device.
  • a suitable device is shown in EP 3188938.
  • the automatic control device can be designed to carry out other measures to shut down a spinning station, e.g. for switching off a drive motor individually assigned to this spinning station.
  • This first aspect of the invention is of course particularly advantageous if the further processing machine is provided with means for checking a yarn in a manner which cannot be carried out in the spinning machine itself, e.g. for testing a ring spun yarn for the presence of thick / thin parts, number fluctuations, periodic unevenness, hairiness, etc.
  • the invention is concerned in particular with a system which comprises a spinning machine with an automatic control device assigned to this spinning machine and a further processing machine linked to the spinning machine, the automatic control device having means for collecting data relating to the states of the spinning stations of the Spinning machine is provided.
  • a system is described in DOS 3909746.
  • the system is characterized by the fact that the state data of the Allocate machine time and forward the data obtained therefrom to the further processing machine, so that a controller of the further processing machine adapts the treatment of each individual package delivered by the spinning machine to this further processing machine to the status data generated when this package was formed.
  • the machine time is determined by the packing cycle of the spinning machine.
  • This cycle includes e.g. for a ring spinning machine, a start-up phase, a phase of normal spinning, a final phase and a doff phase.
  • the exact process characteristics of each such phase can be adapted to the spinning conditions, but will in any case be detectable at least in the control of the spinning machine at any time (e.g. by reading from a memory).
  • the machine time can be determined indirectly via the time of day, whereby means must be available in order to assign a given time to an ascertainable package formation cycle. This can be done in that, at the end of a pack formation cycle, the status data corresponding to a specific pack are directly assigned to this pack or to a carrier for the pack.
  • the means for performing this step are known and are not discussed in this description. You can e.g. can be taken from DOS 3603002 or 3628045.
  • the respective status data can be assigned indirectly to the corresponding package using a suitable information management system.
  • a suitable system is described in German Patent Application No. P 40 24 307.9.
  • cop tracking The above-mentioned acquisition of the condition data of packs is referred to as cop tracking in the following.
  • the CH 410718 mentioned at the beginning contains statements about this Cop tracking.
  • the present invention also includes such a bobble tracking, which means that a functional combination with the steps described here and with bobble tracking belongs within the scope of the invention.
  • cop tracking either the sleeves of the cops or carriers for the sleeves, so-called peg trays, can be coded.
  • the cops can be taken over by the ring spinning machine in the order of the spindles and subsequently converted, for example, to special peg trays with integrated semiconductor memory (for example according to DOS 4024202), which only circulate in the winding machine, so that in this way the individual cops are assigned to the spindles or spinning positions of the ring spinning machine.
  • the origin of an individual spinning cop or an individual pack without marks can be inferred by replicating the distance covered by the latter on a computer, individual sensors having to be present at certain points along the path covered by the pack.
  • a suitable system has been shown in PCT Patent Application No. WO 92/02669.
  • the controls of the individual machine components must have the following stored data:
  • the operating machine generates a status image of the spinning positions it manages, the machine time being stored as a reference for the cop assembly. These data are continuously transferred from the operating machine to the spinning machine during operation.
  • the spinning machine provides a status image of all spinning positions of the machine, experience data being stored as in a logbook, for example the time as a reference for the build-up of the cops in the individual occurrences.
  • This data is sent to the Transfer winder.
  • the transmission can be controlled directly or via a process control computer before the cop transfer begins.
  • a process control computer serves as a data interface in the case of different networks in the spinning plant.
  • the winding machine maintains a list of all adopted
  • Preferred or adapted processing of packs which have been assigned to the predetermined categories of status data for example preferred processing of cops without thread breaks in the cop preparation of a winder and / or a predetermined preparation operation for cops with thread breaks or the diversion of such cops to a designated preparation point).
  • the operating machine can comprise at least one data memory, which at any time (during the operation of the machine) contains an "image" of the status of the spinning positions assigned to this machine, and is provided with a clock which is equipped with a clock Spinning machine control can be correlated.
  • the time of a detected state change can then be stored in a predetermined relationship to the state change itself, so that the time of the change, the new state and a spinning position identification are linked to composite data.
  • Means are also available for at least occasionally transferring status data to a corresponding data memory of the spinning machine.
  • the status data is assigned to the machine time at the latest after this transfer.
  • a "data packet" is then assigned to a corresponding package on the basis of the data stored in the spinning machine.
  • FIG. 1 schematically shows a ring spinning machine RSM and a splicing machine SPM. which form a machine network through a connection in the form of a Peg Tray conveyor system PTFS.
  • the ring spinning machine comprises two rows of spindles, one row on the long side of the machine.
  • the figure shows ten spindles 1 to 10 or 11 to 20 per row of spindles.
  • a practical embodiment comprises approximately five hundred spindles per row of spindles.
  • Each spindle is assigned a respective supply spool, which feeds roving into this spinning position comprising a spindle via a sliver clamp.
  • the match clip is formed according to Figures 15 to 19 of EP 388938.
  • the clamping head normally releases the sliver run, but can be switched to a clamping position by an operating robot BR according to DOS 3909746 in order to shut down the spinning position by cutting off the supply of material from the supply spool.
  • the machine has two end heads, of which the EK end head contains a machine control MS.
  • This control works via the drive system (not shown) of the machine in order to drive the machine continuously (while it is in operation) according to a machine cycle (pack formation cycle).
  • a machine cycle packet formation cycle.
  • Each cycle is completed by a doff phase, the cops formed during this cycle being removed from the respective spindles by a suitable doff device (not shown) and replaced by new sleeves. During the doffing, each spindle stands still.
  • the machine After doffing, the machine is accelerated to its operating speed, the course of this (run-up) phase being able to be adapted in order to minimize the breakage of the starting thread or to form the base of the cop.
  • the machine runs after one predetermined spinning program (in the controller) to form a cop of a predetermined size.
  • the operating speed can be controlled in order to keep the number of thread breaks (eg per hour) at an (empirically determined) level or a yarn property that can only be checked on the winder (eg the hairiness) within limits.
  • the machine When the cop is almost full, the machine begins a final phase (spinning), where the machine slows down and is prepared for the subsequent doff phase. This cycle is repeated through the entire operating time of the machine and defines "the machine time”.
  • the "machine time” determines the bobbin forming process - for each machine time (in the cycle) there is a corresponding point in the bobbin forming characteristic, if you want to determine an event in the bobbin forming (eg a thread break) compared to the bobbin forming characteristic, this can be done by means of the machine time.
  • each Pag Tray PT comprising a sliding washer and a cop receiving pin.
  • the peg trays, including the cops, are then gradually or slowly moved gradually or slowly to the end of the machine facing the winder by a suitable PGFS conveyor system, where the peg trays are sequentially discharged from the part of the PTFS conveyor system on the ring spinning machine and into the part of the conveyor system be introduced on the winder.
  • the peg trays with their respective cops are then forwarded to a cop preparation KB, where they are prepared for rewinding in the winding units SS.
  • a plurality of such cops are sequentially rewound to form a package or a so-called cone.
  • the function of the winding machine and its control are described, for example, in US 4984749; DOS 3928831 and DOS 4017303.
  • the conveying of the peg tray from the cop preparation to one of the winding stations is accomplished by the conveyor system depending on a suitable control (not shown) of the winding machine.
  • the empty peg trays, each with a respective head carrier (a sleeve), are then conveyed back from the winding units via the conveyor system to the ring spinning machine.
  • An alternative system, according to which the copings are changed from peg trays of the ring spinning machine to peg trays of the winding machine, has been shown, for example, in DOS 4003428 and in DOS 4008990.
  • the processing capacity of the winding units must be selected in such a way that within a machine cycle of the ring spinning machine (ie while the spinning machine is producing a new bobbin lot), the bobbin winder has processed all the bobbins of the previous cycle (of the previous lot).
  • the adaptation of the rewinding capacity to the ring spinning capacity represents an important decision when planning the plant. For cost reasons, a large reserve of winding capacity will rarely be available. Compared to the ring spinning machine, the winding machine is relatively expensive (capital-intensive), so that it should be used (used) continuously.
  • the efficiency of the winding machine is therefore an essential feature of the efficiency of the system or its operation and management.
  • the ring spinning machine is equipped with a BDA operating machine (e.g. a "ROBOfil” -Registered Trade Mark operating robot from the applicant).
  • the machine BDA in the figure is shown schematically in a parking position at the end of the machine, where it e.g. waiting for the end of the doffing phase of the spinning machine.
  • the operating machine patrols around the spinning machine in order to carry out operating operations after it has been programmed.
  • the preferred variant of the machine works according to a method which is described in DOS 3909746, according to which the machine not only carries out operating operations but also collects information (data) relating to the states of the spinning stations.
  • DOS 3909746 the automatic control device transmits its newly collected data to the ring spinning machine control, which is indicated in the figure by the arrow U.
  • a control SSP for the winding machine SPM can be connected to the network NW2 via a line VL. May further also another 'data connection to another network to be realized from the coil control for process control in form.
  • the control SSP of the winding machine SPM contributes the data to the so-called cop tracking. This control can Thread cleaner control integrated or be integrated with this.
  • Each "main machine” (the ring spinning machine RSM with its automatic control unit BDA and the winding machine SPM with its yarn cleaner GR) each have an "information mass” that should preferably be exchanged to optimize the network.
  • About your automatic control "white” e.g. the ring spinning machine, how many thread breaks are present in a particular cop. This information is of great importance for the control of the winding machine, as should be shown below in the description of the overall system.
  • the spooling machine SPM (or its yarn cleaner GR) can determine via the bobble tracking that a certain spindle of the ring spinning machine always produces bad yarn (which cannot be clearly determined by the automatic operator alone).
  • the information (data) could be exchanged directly between the main machines.
  • the exchange is accomplished indirectly via a process control computer PLR.
  • the computer PLR is connected by a first network NW1 to the ring spinning machine RSM (among others) and via a second network NW2 to the splicing machine SPM (among others).
  • the process control system is preferably based on our PCT patent application no. PCT / CH 92/00014 dated January 21, 1992.
  • the system is preferably designed for bidirectional communication between the computer and the machine, it being possible for control commands from the computer to be directed to the machine controls.
  • a suitable signal can therefore go from the computer to the BDA operating machine (for example via the machine control MS), so that the machine sends one from the computer fixed spinning position by actuating the corresponding match clamp and thereby prevents the production of an unusable yarn (with the corresponding loss of material).
  • both the automatic machine and the spinning machine comprise three memories I, II, III or memory parts I, II, III, where the respective data, time, spindle number and state of the Spindle can be stored.
  • the time of an event stored in the machine can be determined in relation to the machine time.
  • the events detected by the machine when patrolling are transmitted to the machine at the end of the round.
  • the data can be formed into “packets” so that at the end of a machine cycle there is a "data packet” for each spindle, which represents the "events” ascertained by the operating machine for this cop.
  • This "package” can be "directly” (eg according to DOS 3628045) assigned to the respective cop, or this can be done indirectly via the process master computer PLR.
  • the machine and the automaton then collect data and form data packets for the next cop lot.
  • the data packets are thus delivered to the control of the winding machine.
  • the evaluation or utilization of these data packets in the winding machine are not described in detail here, but some possibilities are indicated in the description of an overall system.
  • FIG. 1 shows a single machine network. However, the plant will include a number of ring spinning machines and winding machines which are managed by a common process control computer. An example of such a system is now outlined as an overall system.
  • the facility includes:
  • a flyer spool transport system consisting of - One or more coil transfer stations, according to the number of flyers in the system
  • one or more bobbin transfer stations corresponding to the number of ring spinning machines in the system
  • shut down spinning positions by actuating a roving clamp and mark them for the operator
  • head preparation for example a special preparation station
  • the yarn quality is further increased by
  • the appearance of the defective cop allows conclusions to be drawn about the place of origin and the origin of the error, for example the defective function of the winding unit, the cop preparation, the spinning unit, the operating robot, the spinning unit of the flyer
  • the function and setting of the yarn cleaner can be checked in the laboratory in a follow-up check using particularly interesting patterns.
  • FIG. 2 A practical embodiment of the spinning area from flyer to winder for an automated system is shown in FIG. 2, but still schematically, in order to represent the IT aspects of the system.
  • the system section shown includes (in the order of the process stages, i.e. the "chaining" of the machines):
  • a template delivery stage here represented by the flyer stage 300,
  • a final spinning stage 320 in this case formed by ring spinning machines
  • a Vorga ntran ⁇ port ⁇ y ⁇ tem 310 around flyer spools from the flyer level 300 to the final spinning level 320 and empty sleeves to be carried back from the final spinning stage 320 to the flyer stage 300, and d) a further processing stage, here the rewinding stage 330, in order to convert the cops formed on the ring spinning machines into larger (cylindrical or conical) packages (cross-wound bobbins).
  • Each processing stage 300, 320, 330 comprises a plurality of main work units (machines), each of which is provided with its own control. This control is not shown in FIG. 2, but is explained in more detail below in connection with FIG. 3. Attached to the respective machine control are robotics units (operating machines) that are directly assigned to this machine. In FIG. 2, a separate doffer is provided for each flyer of level 300 - the "flyer opening" function is indicated in FIG. 2 with box 302.
  • One possible implementation is e.g. shown in EP-360 149 and DE-OS-3 702 255.
  • FIG. 2 there is also an automatic operator per row of spinning stations for operating the spinning stations and a push-on operation for the roving feed for each ring spinning machine of stage 320.
  • the "spinning station operation" function is indicated by boxes 322, 324 (one box per row of spinning stations) and the "roving feed” function by boxes 326.
  • One possible implementation is e.g. shown in EP-41 99 68 or PCT patent application no. PCT / CH 91/00225 dated November 2, 1991.
  • the roving transport system 310 is also provided with its own control, which is not to be explained in more detail here.
  • the system 310 comprises a unit for cleaning roving bobbins before they are returned to the flyer level 300.
  • the function "roving bobbin cleaner" is indicated by the box 312.
  • a possible execution this part of the system is shown in EP-43 12 68 (and partly in EP-39 24 82).
  • the ring spinning machines of stage 320 and winding machines of stage 330 together form a "machine network", which ensures that the cops are transported to the winding machines. This assembly is controlled from the winder.
  • a network 350 is provided, as a result of which all machines of stages 300, 320, 330 and the system 310 for signal exchange (data transmission) are connected to a process control computer 340.
  • the computer 340 directly operates an alarm system 342 and an operator 344 e.g. in a control center or in a master's office.
  • a very important function of the rewinding of ring spun yarn is the so-called yarn cleaning, which is indicated by the box 360.
  • the yarn cleaner is connected to the process control computer 340 via the network 350. Yarn defects are eliminated by this device and at the same time information (data) is obtained which enables conclusions to be drawn about the preceding process stages.
  • the thread cleaning function is carried out on the winder.
  • FIGS. 3 and 4 show somewhat more detailed but still schematic representations of a ring spinning machine 321
  • FIG. 3 stage 320 and a winder 331 (Fig. 4) stage 330.
  • the control of the machine 321 is indicated schematically by 323 and the control of the machine 331 by 333.
  • a single working position 330 (FIG. 3), 380 (FIG. 4) is indicated schematically for each machine 321, 331.
  • the work station 370 comprises a suspension (not shown) in the attachment (not shown) for a flyer bobbin 371, which supplies roving 312 to a drafting system 373.
  • the fibers emerging from the drafting system 373 are spun into a yarn 374, which is wound on a sleeve 375 to form a head 376.
  • the sleeve 375 is carried by a spindle (not shown) which is set in rotation about its own longitudinal axis by a drive motor 373 (single spindle drive) assigned to this spindle.
  • the work station 380 of the winding machine comprises a feed (not shown) for individual head carriers 381 (e.g. so-called “peg trays"), each of which carries a head 382.
  • the yarn 383 of the cop is unwound and delivered to a thread changer 385 via a splicer 384.
  • a bobbin holder (not shown) carries a sleeve (not shown) as the core of a packing 386, which is formed by the rotation of the sleeve about its own (horizontal) axis with an axial movement of the thread generated by the traversing.
  • each work station 370, 380 is provided with its own sensors. In the case of the ring spinning machine, this consists of a simple sensor 378 per spinning station in order to determine whether the spinning station (of the spindle motors 377) is in operation or not.
  • the winding unit 380 can be provided with a corresponding sensor 387.
  • the winding unit 380 is additionally provided with a yarn testing device 361, which forms an element of the yarn cleaner 360 (FIG. 2).
  • the yarn testing device comprises a yarn sensor (not separately indicated), which monitors predetermined quality parameters of the yarn and delivers corresponding signals (data) to a data acquisition unit 362 of the machine 331, which the data receives. for all winding units of this machine.
  • the data unit 362 constitutes a further element of the yarn cleaner 360.
  • the controls 323, 333 and the data unit 362 are connected to the control computer 340 (FIG. 2) via lines 351, 352 and 353 of the network 350 (FIG. 2).
  • the data unit 362 also exchanges signals with the controller 333 of the winding machine.
  • the automatic controls can also be provided with sensors, for example as shown in our US Pat. No. 4,944,033.
  • the system is designed in such a way that computer 340 has direct access to the "raw data" of sensors 378, 387, 361, although the individual controls 323, 333, 362 in the absence of a control command from the control computer 340, independently of this computer (partially autonomous), using the output signals of the sensors 378, 387, 361.
  • This means that the raw data of the sensor system are not combined into “reports” by the controls 323, 333 and 362, which reduce the information content of the sensor system signals by "concentration” and which are forwarded to the master computer. Instead, they are passed on to the master computer (at least on request from the master computer 340) as quality or status signals unchanged in terms of content.
  • "Raw data” in terms of control) are basically "actual values" of the sensors or signals derived from them, in any case data originating from the sensors.
  • Each machine 321, 331 is also provided with an "operating surface” 325 or 335, which is connected to the respective controller 323 or 333 and enables human-machine (or even robot-machine) communication.
  • the "control surface” can also be referred to as a "control panel”, or “control panel” or “control console”.
  • An example of such a user interface is shown in DE-OS-37 34 277, but not for a ring spinning machine, but for a draw frame. The principle is for everyone such controls. Further examples can be found in the article "New microcomputers for the textile industry" by F. Hánl in Melliand textile reports from September 1991 (ITMA edition).
  • the system is programmed and designed in such a way that the host computer 340 can provide operator support via the user interface 325 or 335 of the respective machine, i.e. the master computer can send control commands over the network 350 and the machine controls can receive and follow such control commands, so that the state of the user interface is determined by the master computer 340 over the respective controller.
  • Fig. 2 is greatly simplified. A realistic description of the complexity of such a system is beyond the scope of a patent specification. However, part of the problem arises from the article "Designing the feasible - increasing the flexibility and economy of a cotton mill” by Leopold Schoeller jr. in Melliand textile reports, 2/1992, page 126 ff.
  • the invention brings the most advantages where the machines to be controlled each have a large number of production sites. This represents both a problem and an opportunity. On the one hand, it is then difficult to locate the source of the error. On the other hand, it is possible to switch off a source of error once it has been located without significantly affecting the productivity of the system as a whole.
  • the invention also gains importance depending on the problems of recovering the faulty processed material. If the belt breaks at the exit of a draw frame, the can in the belt storage can be replaced immediately and the partially filled can can be delivered to the fiber recovery system part. The same treatment of an appropriate amount of yarn is highly undesirable.
  • the number of thread breaks is an important indicator of the yarn quality.
  • the determination of the number of thread breaks is not a problem for either the winding machine or the ring spinning machine.
  • the spinning positions of the ring spinning machine are not provided with their own sensors (for example according to EP 436204; EP 432401 or DOS 4011944)
  • the machine can be provided with a suitable mobile data acquisition device, of which the previously mentioned operating machines are only to be understood as examples.
  • communication capability is often also guaranteed today, for example according to DOS 4008794 or PCT / CH 92/00014. However, this is also not essential, since it is also known to hold the data directly on the package itself, for example according to DOS 4112073 or DOS 4024202.
  • a ring spinning machine Before changing the bobbin, a ring spinning machine must be brought to a standstill (and then brought back up to the operating speed), i.e. the spool change represents an interruption in production. Accordingly, it should be kept as short as possible and this means that the spools cannot be treated individually.
  • Such information can be seen from DOS 3942304 or can be derived therefrom.
  • Such information can also be used "downstream" from a "separation point" e.g. in a machine assembly of a cross-wound spinning machine with a double-wire twisting machine, as has been shown in DOS 3802900.
  • the machine is indicated at 70 in FIG. 5. It includes winding units, of which only three locations 72, 74, 76 are indicated in FIG. 5; In a practical design, twenty or more winding units are normally found.
  • the cop preparation is indicated at 78.
  • Peg trays (not shown) with cops are fed into cop preparation 78 via a feed path 80 and leave the cop preparation in the direction of the winding positions on transport path 82. They leave the winding positions on transport path 84 and are either at cop preparation 78 or at a discharge path 86 (if fully unwound) is supplied.
  • the winding machine 70 is not (as in FIG. 1) connected to a single ring spinning machine, but rather to a plurality of ring spinning machines (flexible link - e.g. according to EP 344597).
  • An example of the arrangement can be found in DOS 3235442.
  • each peg tray is treated individually, and there is the possibility of treating the peg trays differently, as is the case e.g. already in EP 402630; EP 406541 and DOS 3434576 is provided in a different context.
  • this production site should be switched off. This can e.g. by means of a mobile machine, as already suggested in connection with FIG. 1. But it can also be done by the machine itself, e.g. where each production site is provided with its own match clamp that can be triggered by the machine control (e.g. according to US 4,763,467). However, it can also be carried out by an operator if appropriate instructions are given (e.g. according to WO 91/16481).

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Abstract

In einer Spinnereianlage, die eine Spinnmaschine (RSM) mit einem der Spinnmaschine zugeordneten Bedienungsautomaten (BDA) und eine mit der Spinnmaschine verkettete Weiterverarbeitungsmaschine (SPM) umfasst, besitzt der Bedienungsautomat Mittel zum Sammeln von Daten bezüglich der Zustände der Spinnstellen der Spinnmaschine. Weiterhin sind Mittel vorhanden, die gesammelten Zustandsdaten der Maschinenzeit zuzuordnen und die daraus gewonnenen Daten an die Weiterverarbeitungsmaschine derart weiterzuleiten, dass eine Steuerung der Weiterverarbeitungsmaschine die Behandlung jeder einzelnen von der Spinnmaschine an diese Weiterverarbeitungsmaschine gelieferten Packung an die bei der Bildung dieser Packung erzeugten Zustandsdaten anpasst. Dadurch wird eine rationellere Betriebsweise der Weiterverarbeitungsmaschine und eine gesteigerte Qualität des Spinngutes erreicht.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer vernetzten Anlage
Diese Erfindung bezieht sich auf das Zusammenwirken von ver¬ ketteten Prozessstufen z.B. einer Ringspinnmaschine, allen¬ falls mit einem dieser Ringspinnmaschine zugeordneten Bedie¬ nungsautomaten, und einer mit der Ringspinnmaschine verket¬ teten Spulmaschine, welche ihrerseits mit einem Garnreiniger ausgerüstet ist, der für eine Erfassung der Garnqualität ge¬ eignet ist.
Stand der Technik in der Spinnerei:
Die Qualitätskontrolle ist eine zunehmend wichtige Aufgabe sowohl der Kurzstapel- wie auch der Chemief serspinnerei (siehe z.B. EP 26472; EP 196090 sowie den Artikel "On-line- Qualitätskontrolle beim Falschzwirntexturieren" in Chemie¬ fasern/Textilindustrie vom Oktober 1991, Seite 1196).
Die Materialflussverfolgung und insbesondere die Kopsverfol¬ gung zur Qualitätskontrolle bzw. Qualitätsregelung ist ein Thema, das zunehmende Beachtung in der Spinnerei verdient. Die Patentliteratur umfasst die folgenden Veröffentlichungen (unter anderem) zu diesem Thema: CH 410718; DOS 3603002; DOS 3628045; EP 392249; DOS 4003428; DOS 4002500; DOS 4111488.
Die "Informatik-Vernetzung" der Spinnerei ist ein weiteres Thema, das heute hochaktuell ist. Es können die folgenden Veröffentlichungen erwähnt werden: DOS 2125731; DOS 3906508; DOS 3924779; DOS 4112284; EP 365901. Ausserdem sind wichtige Einzelheiten eines solchen Systems in der neuen PCT Patent¬ anmeldung Nr. PCT/CH 92/00014 vom 21. Januar 1992 aufgeführt, Schliesslich ist die Robotik zur Bedienung der einzelnen Spinnstellen einer Spinnmaschine seit ca. 15 Jahren Stand der Technik, wobei für die Ringspinnmaschine insbesondere in den letzten drei Jahren neue Impulse festzustellen sind. In die¬ sem Zusammenhang sind insbesondere die DOS 3909746 und die EP 388938 zu erwähnen. Die Ausnutzung eines fahrbaren Auto¬ maten zum Sammeln von Daten bezüglich der Zustände der be¬ dienten Spinnstellen ist von Anfang an vorgesehen worden - siehe z.B. US 4005392, US 3,789,595; DPS 2635714 und JP- Gbm-2.32702.
Es ist natürlich auch eine ständige Aufgabe sowohl der Kon¬ strukteuren als auch der Spinnereimeister die Anlagen zu op¬ timieren, wobei normalerweise die einzelnen Prozessstufen bzw. Arbeitselemente jede(s) für sich optimiert werden -siehe z.B. DOS 2454721; DOS 3806165 und EP 415222.
Es ist schon in DOS 3712654 vorgeschlagen worden, Daten so¬ wohl in einer Spinnmaschine als auch in einer Spulmaschine zu sammeln und die Anlage anhand der Verknüpfung dieser Daten zu betreiben. Dafür vorgesehen ist insbesondere eine spezielle Kopsvorbereitung, die auch als eine Sortierstelle dienen soll. Wie die Anlage zu betreiben ist, kommt aus DOS 3712654 nicht klar zum Vorschein, und in der von der gleichen A-mel- derfirma später eingereichten DOS 4103428 wird darauf hinge¬ wiesen, dass der frühere Vorschlag einen "verhältnismässig grossen technischen Aufwand" erfordert hat. Dies ist mögli¬ cherweise darauf zurückzuführen, dass die Daten, die nach DOS 3712654 an der Ringspinnmaschine zu sammeln wären, nicht normalerweise zum Betrieb der Maschine selbst erforderlich sind.
Es ist auch in der Spulerei bestens bekannt, sowohl eine Fehlermeldungssensorik wie auch eine Fadenlängenmessung vorzusehen, und es ist sogar vorgeschlagen worden, die Fa¬ denlängenmessung (beim Unterbleiben des Längenmessungssi¬ gnals) als Fehlermeldung zu verwenden (DPS 3240486).
In den bekannten Vorschlägen wird die "Packung" (Kops, Spule) als Einheit betrachtet. Die gesammelten Daten beziehen sich auf die Packung in ihrer Ganzheit, auch dann, wenn der Faden kontinuierlich überwacht wurde.
Erfindung - Anlageart:
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage bzw. auf einen Anlageteil, die bzw. der aus verketteten Prozessstufen be¬ steht. Die Prozessstufen können dabei derart gestaltet sein, dass die Fehler der vorgeschalteten Stufe(n) in einer nach¬ geschalteten Stufe derart behandelt werden müssen, dass sie nicht weitergeleitet werden. Dabei können die Durchflusska¬ pazitäten der Stufen aufeinander abstimmbar bzw. voneinander abhängig sein, so dass eine Erhöhung der Fehlerquote beim Einliefern in die nachgeschaltete Stufe über eine gewisse Grenze die Fähigkeit dieser Stufe, den erforderlichen Durchfluss bei der Erfüllung von vorgegebenen minimalen Qua¬ litätsanforderungen und beim unterbrochenen Zufuhr aufrecht¬ zuerhalten, beeinträchtigt. Dabei kann jede Stufe eine Viel¬ zahl von Produktionsstellen umfassen.
Unter solchen Umständen ist es ratsam, Informationen zwischen den Stufen auszutauschen, um die gegenseitige Abstimmung der Zustände der verketteten Stufen zu ermöglichen. Die Erfindung ist insbesondere zur Anwendung in einer vollautomatisierten oder bedienungsarmen Anlage geeignet, z.B. in einer Anlage, die zumindest über zwei Tage (Freitagabend bis Montag) und während der Nachtschicht ohne planmässige menschliche Eingriffe weiterarbeiten kann. Die Steuerung einer solchen Anlage ist wesentlich einfacher, wenn ein Prozessleitsyste zumindest für die komplexeren Anlageteile vorgesehen ist.
Es ist schon vorgeschlagen worden, nachdem Fehler in der Folge bzw. der nachgeschalteten Stufe erkannt worden sind, die Lieferquelle zu überprüfen (z.B. CH 410718 und DOS 4003428). Bis zur eindeutigen Erkennung dieser Quelle kann eine grosse Menge fehlerhaften Materials in das System ein¬ geliefert werden, welches über eine längere Zeit den Wir¬ kungsgrad der Anlage nach unten drücken kann.
Es ist auch vorgeschlagen worden, Spulen zweiter Qualität aus der Weiterverarbeitung auszuschliessen (z.B. EP 196090). Dies löst wohl das Qualitätsproblem - hat aber auch Auswirkungen auf den Wirkungsgrad der Anlage und lässt die Frage der Weiterverarbeitung bzw. der Entsorgung dieses "Ausschusspro¬ duktes" offen. Dabei ist möglicherweise viel gutes Garn in diesen "Ausschusspackungen" vorhanden.
Ob die vorgeschaltete(n) Stufe(n) Informationen zur Verfügung stellen kann bzw. können, hängt von ihrer Sensorik ab. Diese Stufe wird normalerweise zumindest eine minimale Sensorik umfassen (Fadenbrüche). Sie wird aber oft nicht mit einer gleich hochgezüchteten Sensorik (siehe z.B. EP 322470) wie die Nachfolgestufe versehen sein, zumindest dann wenn die Weiterverarbeitung in der Folgestufe das Weiterleiten des Fehlers verhindern soll (Fehlerausscheidung; Fehlerbehebung).
Die Sensorik der vorgeschalteten Stufe ist vorzugsweise der¬ art zu ergänzen, dass allfällige Fehler in der Spule (bzw. im Gebinde) geortet werden können. Wenn die Maschinen der vorgeschalteten Stufen mit keiner ge¬ eigneten Sensorik versehen sind, kann trotzdem z.B. mittels Bedienungsautomaten bzw. Datenerfassungsautomaten gewisse Daten gesammelt werden, und die Stelle in der Spule bzw. im Gebinde kann aus dem Füllstand der Gebinde bzw. vom Aufbau der Spule geschlossen werden.
Von besonderer Bedeutung ist das Vorkommen von Fadenbrüchen. Wie aus dem Artikel "Auswirkungen von Fadenbrüchen beim Ring- und OE-Rotorspinnen auf die Garneigenschaften und das Lauf¬ verhalten in Webereivorbereitung und Weberei" (S. Schlichter und Prof. J. Lunenschloss, Dornbirn, Chemiefasertagung, Sep¬ tember 1985) klar zum Ausdruck kommt, sind Fadenbrüche ein Zeichen von schlechtem Garn. Es handelt sich hier nicht bloss um die Bruchstellen selbst (die durch gute Spleisse ersetzt werden können), sondern um schwache bzw. minderwertige Stel¬ len im ununterbrochenen Garn, die später zu Verarbeitungs¬ schwierigkeiten führen.
Es ist das Ziel dieser Erfindung die Zusa menarbeit zwischen den erwähnten Maschinen einer modernen Spinnerei weiterzu- entwickeln.
Aspekte der Erfindung:
In einem Aspekt sieht die Erfindung insbesondere eine Anlage vor, die eine Spinnmaschine mit einem dieser Maschine zuge¬ ordneten Bedienungsautomaten und eine mit der Spinnmaschine verketteten Weiterverarbeitungsmaschine beinhaltet sowie Mittel zur Prüfung der Qualität der an die Weiterverarbei¬ tungsmaschine gelieferten Garnpackungen und zum Identifizie¬ ren derjenigen Spinnstelle, die eine -bestimmte Packung her¬ gestellt hat, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Mit¬ tel mittelbar, z.B. über die Spinnmaschinen-Steuerung, oder unmittelbar einen Steuerbefehl an den Bedienungsautomaten zur Stillegung einer bestimmten Spinnstelle erteilen kann und der Bedienungsautomat mit Mitteln zur Ausführung dieses Befehles versehen ist.
In einer Anlage nach diesem ersten Aspekt der Erfindung kann jede Spinnstelle mit einer jeweiligen Vorrichtung zum Unter¬ binden der Materialzufuhr zu dieser Spinnstelle und der Be¬ dienungsautomat mit Mitteln zur Betätigung dieser Vorrichtung versehen werden. Eine geeignete Vorrichtung ist in der EP 3188938 dargestellt. Dort ist auch die Betätigung dieser Vorrichtung durch einen Bedienungsautomaten zu finden. Der Bedienungsautomat kann aber zur Ausführung von anderen Massnahmen zum Stillegen einer Spinnstelle ausgelegt sein, z.B. zum Abschalten eines dieser Spinnstelle einzeln zuge¬ ordneten Antriebsmotors.
Dieser erste Aspekt der Erfindung ist natürlich besonders dann vorteilhaft, wenn die Weiterverarbeitungsmaschine mit Mitteln zum Prüfen eines Garnes auf eine Art und Weise vor¬ gesehen sind, die in der Spinnmaschine selbst nicht durch¬ führbar ist, z.B. zum Prüfen eines Ringεpinngarnes auf das Vorhandensein von Dick-/Dünnsteilen, NummerSchwankungen, pe¬ riodische Ungleichmässigkeit, Haarigkeit, usw.
In einem weiteren Aspekt befasst sich die Erfindung insbe¬ sondere mit einer Anlage, die eine Spinnmaschine mit einem dieser Spinnmaschine zugeordneten Bedienungsautomaten und eine mit der Spinnmaschine verketteten Weiterverarbeitungs¬ maschine umfasst, wobei der Bedienungsautomat mit Mitteln zum Sammeln von Daten bezüglich der Zustände der Spinnstellen der Spinnmaschine versehen ist. Eine solche Anlage ist in DOS 3909746 beschrieben. Die Anlage ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, die Zustandsdaten der Maschinenzeit zuzuordnen und die daraus gewonnenen Daten an die Weiterverarbeitungsmaschine weiterzuleiten, so dass eine Steuerung der Weiterverarbeitungsmaschine die Behandlung je¬ der einzelnen von der Spinnmaschine an diese Weiterverarbeitungsmaschine gelieferten Packung an die bei der Bildung dieser Packung erzeugten Zustandsdaten anpasst.
Die Maschinenzeit ist durch den Packungsbildungszyklus der Spinnmaschine bestimmt. Dieser Zyklus umfasst z.B. für eine Ringspinnmaschine eine Anfahrphase, eine Phase des normalen Spinnbetriebes, eine Abschlussphase und eine Doffphase. Die genaue Ablaufcharakteristik jeder solchen Phase kann an die Spinnverhältnisse angepasst werden, wird aber auf jeden Fall mindestens in der Steuerung der Spinnmaschine jederzeit feststellbar sein (z.B. durch Ablesen aus einem Speicher).
Die Maschinenzeit kann mittelbar über die Uhrzeit festge¬ stellt werden, wobei Mittel vorhanden sein müssen, um eine gegebene Uhrzeit einem feststellbaren Packungsbildungszyklus zuzuordnen. Dies kann dadurch geschehen, dass am Schluss ei¬ nes Packungsbildungszyklus die einer bestimmten Packung ent¬ sprechenden Zustandsdaten dieser Packung bzw. einem Träger für die Packung unmittelbar zugeordnet werden. Die Mittel zur Ausführung dieses Schrittes sind bekannt und werden in dieser Beschreibung nicht behandelt. Sie können z.B. aus der DOS 3603002 oder 3628045 entnommen werden. In einer Alternativ¬ lösung können die jeweiligen Zustandsdaten mittelbar über ein geeignetes Informationsverwaltungssystem der entsprechenden Packung zugeordnet werden. Ein geeignetes System ist in der deutschen Patenanmeldung Nr. P 40 24 307.9 beschrieben.
Die oben erwähnte Erfassung der Zustandsdaten von Packungen wird im folgenden als Kopsverfolgung bezeichnet. Die eingangs erwähnte CH 410718 beinhaltet Ausführungen über diese Kopsverfolgung. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine derartige Kopsverfolgung, was bedeutet, dass eine funktio¬ neile Kombination mit den hier beschriebenen Schritten und mit der Kopsverfolgung in den Rahmen der Erfindung gehört. Bei der Kopsverfolgung können entweder die Hülsen der Kopse oder Träger für die Hülsen, sogenannte Peg Trays, kodiert werden. Andererseits können die Kopse von der Ringspinnma¬ schine in der Reihenfolge der Spindeln übernommen werden, und nachher z.B. auf besondere Peg Trays mit integriertem Halb¬ leiterspeicher (z.B. nach DOS 4024202) umgesetzt werden, die nur in der Spulmaschine zirkulieren, so dass auf diese Weise die Zuordnung der einzelnen Kopse zu den Spindeln bzw. Spinnstellen der Ringspinnmaschine erfolgt. Weiterhin kann auf die Herkunft eines einzelnen Spinnkops bzw. einer ein¬ zelnen Packung ohne Marken durch Nachbilden der von dieser zurückgelegten Wegstrecke auf einem Computer geschlossen werden, wobei einzelne Sensoren an bestimmten Punkten des von der Packung zurückgelegten Pfades vorhanden sein müssen. Ein dazu geeignetes System ist in PCT Patentanmeldung Nr. WO 92/02669 gezeigt worden. Die Steuerungen der einzelnen Ma¬ schinenkomponenten müssen zu diesem Zweck über die folgenden gespeicherten Daten verfügen:
1. Der Bedienungsautomat erzeugt ein Zustandsabbild der von ihm betreuten Spinnstellen, wobei die Maschinenzeit als Referenz für den Kopsaufbau abgespeichert wird. Diese Daten werden während des Betriebes laufend vom Bedie¬ nungsautomaten an die Spinnmaschine übertragen.
2. Die Spinnmaschine liefert ein Zustandsabbild aller Spinnstellen der Maschine, wobei Erfahrungsdaten wie in einem Logbuch gespeichert werden, beispielsweise die Uhrzeit als Referenz für den Kopsaufbau bei den einzelnen Vorkommnissen. Diese Daten werden beim Doffen an den Spuler übertragen. Die Uebertragung kann direkt oder über einen Prozessleitrechner vor Beginn der Kopsübergabe ge¬ steuert werden. Ein Prozessleitrechner dient als Daten¬ schnittstelle für den Fall unterschiedlicher Netzwerke in der Spinnereianlage.
3. Die Spulmaschine führt eine Liste aller übernommenen
Kopse mit den Angaben über den Zeitpunkt der Fadenbrüche.
Die Anpassung der Behandlung dieser Packungen in Abhängigkeit von ihren jeweiligen Zustandsdaten hängt von der Steuerung der Spulmaschine ab. Als Beispiele werden die folgenden Mög¬ lichkeiten aufgeführt:
1. Ausscheiden von für die Weiterverarbeitung ungeeigneten Packungen, bevor sie die Arbeitsstellen der Weiterver¬ arbeitungsmaschine belasten können, z.B. am Eingang der Kopsverarbeitung der Spulmaschine im Maschinenverbund Ringspinnmaschine - Spulmaschine; siehe hierzu z.B. die DOS 3337348.
2. Zuteilung der gelieferten Packungen an vorbestimmte Ar¬ beitsstellen der Weiterverarbeitungsmaschine in Abhän¬ gigkeit von den jeweiligen der Packung zugeordneten Zu¬ standsdaten z.B. derart, dass an vorbestimmten Arbeits¬ stellen der Spulmaschine im Verbund Ringspinnmaschine - Spulmaschine nur Kopse ohne Fadenbrüche zu Kreuzspulen bzw. Konen umgespult werden, damit an diesen Arbeits¬ stellen die Herstellung von Packungen erster Qualität gewährleistet ist.
3. Bevorzugte bzw. angepasεte Verarbeitung von Packungen, die den vorbestimmten Kategorien von Zustandsdaten zuge¬ ordnet wurden, z.B. bevorzugte Verarbeitung von Kopsen ohne Fadenbrüche in der Kopsvorbereitung einer Spulma¬ schine und/oder eine vorbestimmte Vorbereitungsoperation für Kopse mit Fadenbrüchen bzw. die Umleitung solcher Kopse an eine dafür vorgesehene Vorbereitungsstelle) .
Zur Zuordnung der Zustandsdaten zur Maschinenzeit kann der Bedienungsautomat mindestens einen Datenspeicher umfassen, der jederzeit (während des Betriebes vom Automaten) ein "Bild" der Zustände der diesem Automat zugeordneten Spinn¬ stellen enthält, sowie mit einer Uhr versehen wird, welche mit einer Uhr der Spinnmaschinensteuerung korreliert werden kann. Die Uhrzeit einer festgestellten Zustandänderung kann dann in einem vorbestimmten Verhältnis zur Zustandsänderung selbst gespeichert werden, sodass die Uhrzeit der Aenderung, den neuen Zustand und eine Spinnεtellenidentifikation zu Kompositdaten verknüpft werden. Es sind auch Mittel vorhan¬ den, um Zustandsdaten mindestens gelegentlich an einen ent¬ sprechenden Datenspeicher der Spinnmaschine zu übertragen. Spätestens nach dieser Uebertragung findet die Zuordnung der Zustandsdaten zur Maschinenzeit statt. Die Zuordnung eines "Datenpaketes" zu einer entsprechenden Packung erfolgt dann anhand der in der Spinnmaschine gespeicherten Daten.
Der Austausch der Daten zwischen der Spinnmaschine und der Spulmaschine kann direkt (über eine geeignete Signalleiter¬ verbindung) zwischen diesen Maschinen erfolgen. In der be¬ vorzugten Anordnung erfolgt der Datenaustausch nicht direkt sondern mittels eines Prozessleitsystems, das nach unserer schweizerischen Patentanmeldung Nr. PCT/CH 92/00014 vom 21. Januar 1992 gebildet werden kann. Der volle Inhalt der ge¬ nannten PCT Anmeldung ist hiermit in dieser Anmeldung einge¬ schlossen. Die Erfindung ist nicht auf die Kombination der obenerwähnten Aspekte eingeschränkt, obwohl diese Kombination die bevor¬ zugte Ausführung und die Basis des nachstehend anhand der Zeichnungen darzulegenden Beispiels darstellt. Wo aber eine Anlage für den Austausch von Daten, nicht aber für die Weiterleitung von Steuerbefehlen zwischen den Maschinen aus¬ gelegt ist, wäre es möglich z.B. eine geeignete Instruktion an die Bedienung über die Bedienungsoberfläche der zutref¬ fenden Maschine zu erteilen. Die Instruktion könnte z.B. lauten: "Spinnstelle Nr. xyz stilllegen". Ein dazu geeignetes System ist in PCT Patentanmeldung WO 91/16481 gezeigt. Der volle Inhalt der letztgenannten PCT Anmeldung ist hiermit in dieser Anmeldung eingeschlossen.
Beispiele von Anlagen nach dieser Erfindung werden nachfol¬ gend anhand der Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 (schematisch) eine Ringspinnmaschine und eine Spulmaschine, die zu einem "Maschinenverbund" verknpüft worden sind,
Fig. 2 (schematisch) die verketteten Stufen Flyer-Ring- spinn-Spuler einer Spinnerei, zusammen mit den dazu erforderlichen Transportsystemen und Bedienungsauto¬ maten,
Fig. 3 (schematisch) eine Spinnstelle einer Ringspinnmaschine,
Fig. 4 (schematisch) eine Spulεtelle einer Spulmaschine,
Fig. 5 (εchematisch) eine Aufsicht auf einer Spülmaschine. Figur 1 zeigt schematisch eine Ringspinnmaschine RSM und eine Sp lmaschine SPM,. die durch eine Verbindung in der Form eines Peg Tray Fördersystems PTFS ein Maschinenverbund bilden.
Die Ringspinnmaschine umfasst zwei Spindelreihen, eine Reihe pro Maschinenlängsseite. Die Figur zeigt zehn Spindeln 1 bis 10 bzw. 11 bis 20 pro Spindelreihe. Eine praktische Ausfüh¬ rung umfasst ca. fünfhundert Spindeln pro Spindelreihe.
Jeder Spindel ist eine jeweilige Vorlagespule zugeordnet, welche Vorgarn in diese Spindel umfassende Spinnstelle über je eine Luntenklemme speist. Die Luntenklemme ist nach den Figuren 15 bis 19 der EP 388938 gebildet. Der Klemmkopf gibt normalerweise den Luntenlauf frei, kann- aber durch einen Be¬ dienungsroboter BR nach DOS 3909746 in die Klemmposition um¬ gestellt werden, um die Spinnstelle durch Unterbinden der Materialzufuhr von der Vorlagespule stillzulegen.
Die Maschine hat zwei Endköpfe, wovon der Endkopf EK eine Maschinensteuerung MS enthält. Diese Steuerung arbeitet über das AntriebsSystem (nicht gezeigt) der Maschine, um die Ma¬ schine kontinuierlich (während sie in Betrieb ist) gemäss einem Maschinenzyklus (Packungsbildungszyklus) anzutreiben. Jeder Zyklus ist durch eine Doffphase abgeschlossen, wobei die während diesem Zyklus gebildeten Kopse durch eine geeig¬ nete DoffVorrichtung (nicht gezeigt) von den jeweiligen Spindeln entfernt und durch neue Hülsen ersetzt werden. Wäh¬ rend des Doffens steht jede Spindel still.
Nach dem Doffen wird die Maεchine auf ihre Betriebsgeschwin¬ digkeit beschleunigt, wobei der Verlauf dieser (Hochlauf-) Phase angepasst werden kann, um die Anfahrfadenbrüche zu mi¬ nimieren bzw. um die Baεiε des Kops zu bilden. Nach dem Abschluss der Anfahrphase läuft die Maschine nach einem vorgegebenen Spinnprogramm (in der Steuerung), um einen Kops einer vorbestimmten Grosse zu bilden. Die Betriebsgeschwin¬ digkeit kann gesteuert werden, um die Anzahl Fadenbrüche (z.B pro Stunde) auf einem (empirisch festgestellten) Niveau zu halten oder eine Garneigenschaft, die erst auf der Spulma¬ schine geprüft werden kann (z.B. die Haarigkeit) in Grenzen zu halten.
Wenn der Kops fast voll ist, beginnt die Maschine eine Abschlussphase (Abspinnen), wo die Maschine verlangsamt und für die anschliessende Doffphase vorbereitet wird. Dieser Zykluε wird durch die ganze Betriebszeit der Maschine wie¬ derholt und definiert dabei "die Maschinenzeit". Die "Ma¬ schinenzeit" bestimmt das Kopsbildungsverfahren - für jeden Maschinenzeitpunkt (im Zyklus) gibt es einen entsprechenden Punkt in der Kopsbildungscharakteriεtik, wenn man ein Ereig- niε bei der Kopεbildung (z.B. ein Fadenbruch) gegenüber dem Kopsbildungscharakteristik festlegen will, kann man dies mittels der Maschinenzeit.
Die von den Spindeln entfernten Kopse werden auf je einen Peg Tray, z.B. nach europäischer Patentanmeldung Nr. 450 661 aufgesetzt, wobei jeder Pag Tray PT eine Gleitscheibe und einen Kops aufnehmenden Zapfen umfasst. Die Peg Trays samt Kopse, werden dann durch ein geeignetes Fördersystem PGFS schrittweise oder langsam kontinuierlich auf das der Spulma¬ schine zugewandte Maschinenende bewegt, wo die Peg Trays der Reihe nach aus dem Teil des Fördersyεtemε PTFS auf der Ringεpinnmaεchine ausgeschleust und in den Teil des Fördersystems auf der Spulmaschine eingeschleust werden.
Die Peg Trays mit ihren jeweiligen Kopse werden dann an eine Kopsvorbereitung KB weitergeleitet, wo sie auf das Umspulen in den Spulstellen SS vorbereitet werden. Die Figur zeigt nur drei solche Spulstellen aber eine praktische Ausführung wird einige Spulstellen mehr umfassen. In jeder Spulstelle werden sequentiell eine Mehrzahl solcher Kopse zu einer Kreuzspule bzw. einem sogenannten Cone umgespult. Die Funktion der Spulmaschine und ihrer Steuerung sind z.B. in US 4984749; DOS 3928831 und DOS 4017303 beschrieben. Daε Weiterleiten der Peg Tray von der Kopsvorbereitung zu einer der Spulstellen wird durch das Fördersystem in Abhängigkeit von einer geeigneten Steuerung (nicht gezeigt) der Spulmaschine bewerkstelligt. Die geleerten Peg Trays, je mit einem jeweiligen Kopsträger (einer Hülse) werden dann von den Spulstellen über das Fördersystem an die Ringspinnmaschine zurückbefördert. Ein Alternativsystem, wonach die Kopse von Peg Trays der Rings¬ pinnmaschine auf Peg Trays der Spulmaschine umgesteckt werden ist z.B. in DOS 4003428 und in DOS 4008990 gezeigt worden.
Die Verarbeitungskapazität der Spulstellen muss derart ge¬ wählt werden, dass innerhalb eines Maschinenzykluε der Ringspinnmaschine (d.h. während die Spinnmaschine ein neues Kopslos herstellt) die Spulmaschine alle Kopse deε vorherge¬ henden Zykluεεes (des vorhergehenden Los) abgearbeitet hat. Die Anpassung der Umspulkapazität an die Ringspinnkapazität stellt eine wichtige Entεcheidung beim Planen der Anlage dar. Eε wird auε Kostengründen nur selten eine grosse Reserve von Spulkapazität zur Verfügung stehen. Die Spulmaschine ist ge¬ genüber der Ringspinnmaschine realtiv teuer (Kapitalinten¬ siv) , so dass sie möglichεt kontinuierlich auεgelaεtet (aus¬ genutzt) werden sollte. Der Wirkungsgrad der Spulmaschine ist daher ein weεentlicheε Merkmal der Effizienz der Anlage bzw. ihrer Bedienung und Managements. Es ist dementsprechend das stetige Ziel der Maschinenbauer, den Wirkungsgrad dieser Stufe hoch zu halten bzw. zu erhöhen (siehe z.B. DOS 3806165; EP 406451 und EP 427990). ährend des Umspulens wird das Garn "gereinigt", wobei vor¬ bestimmte Garnfehler durch eine Garnreinigung GR ausge¬ schnitten werden. Dabei können Daten über die Qualität des jeweiligen Kops gesammelt und durch eine geeignete "Kopsver¬ folgung" bis zur Spindel der Ringspinnmaschine zurückverfolgt werden. Die Einzelheiten solcher Kopsverfolgungssysteme sind kein Gegenstand dieser Erfindung. Verschiedene Systeme sind bekannt. Beispiele εind im εchon erwähnten Stand der Technik zu finden.
Die Ringspinnmaschine ist mit einem Bedienungsautomat BDA (z.B. einem "ROBOfil"-Registered Trade Mark-Bedienungsroboter der Anmelderin) versehen. Der Automat BDA in der Figur ist schematisch in einer Parkposition am Maschinenende gezeigt, wo er z.B. auf das Ende der Doffphase der Spinnmaschine war¬ tet. Während des normalen Spinnens patrouilliert der Bedie¬ nungsautomat um die Spinnmaschine, um Bedienungsoperationen nach seiner Programmierung auszuführen. Die bevorzugte Vari¬ ante des Automaten arbeitet nach einem Verfahren, das in DOS 3909746 beschrieben ist, wonach der Automat nicht nur Bedie¬ nungsoperationen ausführt sondern nach Informationen (Daten) bezüglich der Zustände (Status) der Spinnstellen sammelt. Am Schluss jeder "Runde" (wenn er in die Parkposition zurück¬ kehrt) überträgt der Bedienungsautomat seine neu gesammelten Daten an die Ringspinnmaschinensteuerung, was in der Figur durch den Pfeil U angedeutet wird.
Gemäss Figur 1 kann eine Steuerung SSP für die Spulmaschine SPM über eine Leitung VL mit dem Netzwerk NW2 in Verbindung stehen. Weiterhin kann auch eine andere' Datenverbindung von der Spulensteuerung zum Prozessleitrechner in Form eines weiteren Netzwerkes verwirklicht werden. Die Steuerung SSP der Spulmaschine SPM steuert die Daten zur sogenannten Kops¬ verfolgung bei. Diese Steuerung kann die Garnreinigersteuerung integriert enthalten oder mit dieser zusammengelegt sein.
Jede "Hauptmaschine" (die Ringspinnmaschine RSM mit ihrem Bedienungsautomat BDA und die Spulmaschine SPM mit ihrem Garnreiniger GR) besitzen je eine "Informationsmasse", die sich zur Optimierung des Verbundes vorzugsweise ausgetauscht werden sollte. Ueber ihren Bedienungsautomat "weiss" z.B. die Ringspinnmaschine, wie viele Fadenbrüche in einem bestimmten Kops vorhanden sind. Diese Informationen sind für die Steue¬ rung der Spulmaschine von grosser Bedeutung, wie nachstehend in der Beschreibung des Gesamtsystems dargestellt werden sollte. Die Spulmaschine SPM (bzw. ihre Garnreiniger GR) kann über die Kopsverfolgung feststellen, dass eine bestimmte Spindel der Ringspinnmaschine stets schlechtes Garn produ¬ ziert (was durch den Bedienungsautomateh allein nicht ein¬ deutig feststellbar ist).
Die Informationen (Daten) könnten direkt zwischen den Haupt¬ maschinen ausgetauscht werden. In der bevorzugten Ausführung (Figur 1) wird der Austausch indirekt über einen Prozessleit¬ rechner PLR bewerkstelligt. Der Rechner PLR ist durch ein erstes Netzwerk NW1 mit der Ringspinnmaschine RSM (unter an¬ derem) und über ein zweites Netzwerk NW2 mit der Sp lma¬ schine SPM (unter anderen) verbunden. Das Prozessleitsystem ist vorzugsweise nach unserer PCT Patentanmeldung Nr. PCT/CH 92/00014 vom 21. Januar 1992 gebildet.
Das System ist vorzugsweise für bidirektionale Kommunikation zwischen dem Rechner und der Maschine ausgelegt, wobei Steu¬ erbefehle vom Rechner an die Maschinensteuerungen gerichtet werden können. Ein geeignetes Signal kann deswegen vom Rech¬ ner an den Bedienungsautomat BDA (z.B. über die Maschinen¬ steuerung MS) gehen, so daεε der Automat eine vom Rechner festgelegte Spinnstelle durch Betätigung der entsprechenden Luntenklemme stillegt und dadurch die Herstellung eines un¬ brauchbaren Garnes (mit dem entsprechenden Materialverlust) unterbindet.
Zur Optimierung der Steuerung der Spulmaschine braucht es aber mehr Daten, als in DOS 3909746 erwähnt wurden. Es ist vorteilhaft festzustellen, nicht nur wieviel Fadenbrüche in einem bestimmten Kops vorhanden sind, sondern auch wann im Kopsbildungszyklus diese Fadenbrüche stattfanden. Da diese Informationen mindestens in der Kombination Ringspinnmaschi¬ ne/Bedienungsautomat vorhanden sind, ist es möglich, sie aufzubereiten. Dafür ist es aber notwendig, jedem "Ereignis" (Fadenbruch) zwei weitere "Daten" zuzuordnen, nämlich die Zeit dieses Ereignis (gegenüber dem Maschinenzyklus) und die Spindelnummer (oder andere Identifikationen). Im System nach der Figur 1 ist dies dadurch realisiert, dass sowohl der Au¬ tomat als auch die Spinnmaschine drei Speicher I, II, III bzw. Speicherteile I, II, III umfasst, wo die jeweiligen Da¬ ten Uhrzeit, Spindelnummer und Zustand der Spindel abgelegt werden können. Durch Korrelierung der Uhrzeiten kann der im Automat gespeicherte Zeitpunkt eines Ereignisses gegenüber der Maschinenzeit festgestellt werden.
Die beim Patrouillieren vom Automat festgestellten Ereignisse werden am Schluss der Runde an die Maschine übertragen. Min- deεtenε in der Maεchine, allenfallε auch im Automat, können die Daten zu "Paketen" gebildet werden, sodass am Schluss eines Maschinenzyklusses für jede Spindel ein "Datenpaket" vorhanden ist, welches die vom Bedienungsautomaten für diesen Kops festgestellten "Ereignisse" darstellt. Dieses "Paket" kann "direkt" (z.B. nach DOS 3628045) dem jeweiligen Kops zugeordnet werden, oder dies kann indirekt über den Prozess- leitrechner PLR erfolgen. Die Maschine und der Automat sam¬ meln dann Daten und bilden Datenpakete für das nächste Kops- loε.
Die Datenpakete werden somit der Steuerung der Spulmaschine zugestellt. Die Auswertung bzw. Ausnutzung dieser Datenpakete in der Spulmaschine werden hier nicht in allen Einzelheiten beschrieben, aber einige Möglichkeiten sind im Rahmen der Beschreibung eines Gesamtsystems angedeutet.
Die Figur 1 zeigt einen einzigen Maschinenverbund. Die Anlage wird aber einige Ringspinnmaschinen und Spulmaschinen umfas¬ sen, die von einem gemeinsamen Prozessleitrechner geleitet werden. Ein Beispiel einer solchen Anlage wird nun als Ge- samtεystem im Umrisε angedeeutet.
1. Allgemeine Beεchreibung der Anlage
Die Anlage umfasst:
- eine Flyerstufe bestehend aus
- einem oder mehreren Flyer, welche
- ein einziges Vorgarn erzeugen
- mit einer Leitsystem-kompatiblen Bedieneroberfläche ausgerüstet sind
- mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden sind
- bei Vorgarn-Bruch selbsttätig stoppen und Alarm auslö¬ sen
- für die normalen Betriebsabläufe auf der Vorgarn-Seite keine menschlichen Eingriffe benötigen.
- ein Flyerspulentransportsystem bestehend aus - einer oder mehreren Spulen-Uebernahmestationen, entsprechend der Anzahl Flyer im System
- einem Pfad- oder Schienensyεte mit einer Anzahl Transportfahrzeugen
- einer oder mehreren Spulen-Uebergabestationen, ent¬ sprechend der Anzahl Ringspinnmaschinen im System
- einer Hülsen-Reinigungsstation
- einer oder mehreren Hülsen-Uebergabestationen, ent¬ sprechend der Anzahl Flyer im System
- einer zentralen Steuerung, welche
- mit einer Leitsystem-kompatiblen Bedieneroberfläche ausgerüstet ist
- mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden ist
- bei Störungen selbsttätig den Betriebsablauf unterbricht und Alarm auslöst
- für die normalen Betriebsabläufe keine menschlichen Eingriffe erfordert.
eine Ringspinn-Stufe bestehend aus
- einer oder mehreren Ringspinnmaschinen, welche
- Garn erzeugen
- mit einer Leitsyεtem-kompatiblen Bedieneroberfläche auεgerüεtet iεt
- mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden sind
- bei Störungen selbsttätig stoppen und Alarm auslösen
- das Doffen und die Uebergabe der Kopse an die Spulmaschine vollautomatisch erledigen '
- die Uebernahme und den Rückfluss der Hülsen automatisch bewältigen
- mit einem oder mehreren Bedienungsrobotern ausgerü- εtet sind, welche
- die Spinnstellen überwachen - den Betriebszustand der Spinnstellen laufend an die Steuerung der Ringspinnmaschine oder ggf. direkt an den Leitrechner melden
- Fadenbrüche beheben
- Spinnstellen mit Störungen selbsttätig durch Betä¬ tigung einer Vorgarnklemme stillsetzen
- Spinnstellen auf Anforderung hin durch Betätigung einer Vorgarnklemme stillsetzen und für den Bedie¬ ner markieren
- bei Störungen selbεttätig εtoppen und Alarm auεlö- sen.
einer Spuler-Stufe bestehend aus
- einer oder mehreren Spulmaschinen, welche
- Garn umspulen
- die einzelnen Kopse, welche von den Ringspinnmaschi¬ nen geliefert wurden, bezüglich Herkunft auf die Spinnstelle zurückverfolgt (Kopεverfolgung)
- mit einer Leitεyste -kompatiblen Bedieneroberfläche ausgerüstet sind
- mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk verbunden sind
- bei Störungen selbsttätig stoppen und Alarm auslöεen
- mit einem vollautomatischen Garnspleisεer auεgerüεtet εind
- den Spulenwechεel und die Rückgabe der Kopse an die Spinnmaschine vollautomatisch erledigen
- an jeder Spulstelle über einen Garnreiniger verfügen, welche
- die Spulstellen überwachen
- den Betriebszuεtand der Spulεtelle laufend an die Garnreiniger-Steuerung oder ggf. direkt an die Spulmaεchinen-Steuerung melden - bei Fehlstellen im Garn das Umspulen durch Schnitt unterbrechen
- Spulstellen mit Störungen selbsttätig durch wie¬ derholte Betätigung des Garn-Schneiders stillsetzen und für den Bediener markieren
- mit einer eigenen Garnreiniger-Steuerung in Ver¬ bindung stehen, welche ihrerseits
- mit dem Leitrechner über ein Daten-Netzwerk ver¬ bunden ist
- bei Störungen selbsttätig Alarm auslöst
- die Qualitätsdaten der einzelnen Garn-Sensoren auswertet, klassiert und speichert.
einem Leitrechner bestehend aus
- einer Zentraleinheit
- einem oder mehreren Daten-Netzwerken zur Verbindung mit den Flyern, dem Spulentransportsystem, den Ringspinnma¬ schinen, ggf. den Bedienungsrobotern, den Spulmaschinen, ggf. der Garnreiniger-Steuerung
- einer (Leitsystem-kompatiblen) Bedieneroberfläche
- einem Drucker
- einem zentralen Masεenspeicher für Daten
- ggf. einer Datenleitung für den Austausch von Informa¬ tion mit einem überlagerten Betriebsleitsystem
- einer Alarmeinrichtung für das Bedienpersonal.
A. Stillsetzen von Spinnstellen mit Qualitätsmängeln mittels der Bedienungsautomaten
Im Zusammenwirken der Elemente
- Qualitätserfassung auf dem Kops mit Garnreiniger (be¬ kannt) und/oder Spuler (EP 0 373 324) - Kops-Verfolgung auf Spinnstelle ( DE 36 03 002 und DE 36 28 045 )
- Informations-Verbund mit Einbezug von Ringspinnmaschine , Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
- ROBOfil-Funktion Luntenklemme
werden Spinnstellen mit Qualitätsmängeln, beispielsweise
- häufige Garnfehler, Nummernschwankung, hohe Ungleichmässigkeit, Schwachstellen durch ungenügender Drehung, infolge
- schadhaftem Streckwerk, beschädigtem Ring/Läufer, defekter Spindel, mangelhafter Vorgarnεpule
nicht nur erkannt, εondern auch vermieden, indem
- die betreffende Spinnεtelle auεεer Betrieb genommen,
- die Spinnstelle für den Bediener markiert und
- der Fluss des Vorgarnes unterbrochen und somit
- weitere Verluste durch Produktion von Ausschuss ver¬ mieden wird.
Ausscheiden von Kopsen mit häufigen Fehlstellen aufgrund der durch ROBOfil gelieferten Information bei der Uebergabe an die Kopsvorbereitung
Beschreibung:
Im Zusammenwirken der Elemente
- Ueberwachung der einzelnen Spindeln durch ROBOfil, mit Erfassen der Fadenbrüche und der automatischen und ma¬ nuellen Ansetzvorgänge - Kops-Verfolgung auf Spinnstelle (DE 36 03 002 und DE 36 28 45)
- Informations-Verbund mit Einbezug von Ringspinnmaschine, Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
- Ausεcheiden von Kopsen im Eingang der Kopsvorbereitung, (DE 33 37 348), vorzugsweise mit klassierter und geson¬ derter Ablage der ausgeschiedenen Kopse für die spätere Untersuchung im Labor
wird der Nutzeffekt der Spulmaschine erhöht, indem
- das Verarbeiten von vornherein unbrauchbarer Kopse ganz vermieden wird.
Gesonderte Behandlung von Kopsen mit spezifischen Fehl¬ stellen aufgrund der durch ROBOfil gelieferten Information bei der Weiterverarbeitung auf der Spulmaschine.
Beschreibung:
Im Zusammenwirken der Elemente
- Ueberwachung der einzelnen Spindeln' durch ROBOfil, mit Erfassen der Fadenbrüche und der automatischen und ma¬ nuellen Ansetzvorgänge
- Kops-Verfolgung auf Spinnstelle (DE 36 03 002 und DE 36 28 045)
- Informations-Verbund mit Einbezug von Ringspinnmaschine, Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
wird der Nutzeffekt der Spulmaschine erhöht, indem
- Kopse ohne Fadenbruch bevorzugt in der Kopsvorbereitung bearbeitet werden - Kopεe mit Fadenbruch ggf. geεpeichert und an zeitlich verεchoben verarbeitet werden, beiεpielεweise nach Abarbeitung der fadenbruchlosen Kopεe und vor dem näch- εten Doff-Vorgang, wobei die nicht mehr zur Verarbeitung gelangenden Kopεe auεgeεchieden werden
- Für Kopεe mit Fadenbruch besonders wirkungsvolle Ver¬ fahren in der Kopsvorbereitung eingesetzt werden, bei- spielsweiεe eine beεondere Vorbereitungsstation
Weiter wird die Garnqualität erhöht, indem
- Kopse ohne Fadenbruch an besonderε bezeichneten Spul- εtellen umgeεpult werden, um so Garnspulen höchster Qualität mit einem Minimum an Spleissεtellen und "Faεt-Fadenbrüchen" zu erhalten (ggf. DE 36 28 045, DE 36 03 002, DE 33 48 022)
Klaεεierte und geεonderte Ablage der ausgeschiedenen Kopse für die εpätere Unterεuchung im Labor, in Verbindung mit Angabe der produzierenden Spinnstelle
Beεchreibung
Im Zuεammenwirken der Elemente
- Auεεcheiden von mangelhaften Kopsen im Kopstranεport der Spulmaεchine, jedenfalls vor Rückgabe der Hülεe an die Spinnmaεchine, mit Ablage der auεgeschiedenen Kopεe einzeln oder gruppenweise Fächer
- Kops-Verfolgung auf Spinnstelle (DE 36 03 002 und DE 36 28 045) - Informationε-Verbund mit Einbezug von Ringεpinn aεchine, Bedienungsroboter, Spulmaschine und Garnreiniger
wird die Bestimmung und Behebung von Schwachstellen in der gesamten Ringspinn-Anlage erleichtert und verbessert, in¬ dem
- das Erscheinungsbild des mangelhaften Kopses Rück¬ schlüsse auf den Entstehungsort und die Entstehungsweise des Fehlers erlaubt, beispielsweise auf mangelhafte Funktion der Spulstelle, der Kopsvorbereitung, der Spinnstelle, des Bedienungsroboters, der Spinnstelle des Flyers
- die Funktion und Einstellung des Garnreinigers anhand von besonderε intereεεanten Muεtern im Labor in einer Nachkontrolle überprüft werden kann.
Informatik-Aspekte:
Eine praktische Ausführung des Spinnereibereiches Flyer bis Spulmaschine für eine automatisierte Anlage ist in Fig. 2 ge¬ zeigt, allerdings immer noch schematisch, um die Informatik- Aspekte des Systems darzustellen. Der dargestellte Anlageteil umfasst (in der Reihenfolge der Prozessstufen, d.h. der "Ver¬ kettung" der Maschinen):
a) eine Vorlagelieferstufe, hier durch die die Flyerstufe 300 dargestellt,
b) eine Endspinnstufe 320, in diesem Fall durch Ringspinnma- εchinen gebildet,
c) ein Vorga ntranεportεyεtem 310, um Flyerεpulen von der Flyerεtufe 300 an die Endspinnεtufe 320 und leere Hülεen von der Endspinnstufe 320 zurück an die Flyerstufe 300 zu tragen, und d) eine Weiterverarbeitungsεtufe, hier die Umεpulεtufe 330, um die an den Ringεpinnmaεchinen gebildeten Kopse in grösseren (zylindrischen oder konischen) Packungen (Kreuzspulen) umzuwandeln.
Jede Verarbeitungsstufe 300, 320, 330 umfasst eine Mehrzahl von Hauptarbeitseinheiten (Maεchinen), die je mit einer ei¬ genen Steuerung versehen sind. Diese Steuerung ist in Fig. 2 nicht gezeigt, wird aber nachfolgend in Zusammenhang mit Fig. 3 etwas näher erläutert. An der jeweiligen Maschinen¬ steuerung angehängt, sind Robotikeinheiten (Bedienungsauto¬ maten), die dieser Maschine direkt zugeteilt werden. In Fig. 2 ist für jeden Flyer der Stufe 300 ein eigener Doffer vorgese¬ hen - die Funktion "Flyerdoffen" ist in Fig. 2 mit den Kasten 302 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in EP-360 149 bzw. in DE-OS-3 702 255 gezeigt.
In Fig. 2 sind auch für jede Ringspinnmaschine der Stufe 320 ein Bedienungsautomat pro Spinnstellenreihe zur Bedienung der Spinnstellen und eine Aufsteckungsbedienung für die Vorgarn¬ zufuhr vorgeεehen. Die Funktion "Spinnstellenbedienung" iεt mit den Kaεten 322, 324 (ein Kasten pro Spinnstellenreihe) und die Funktion "Vorgarnzufuhr" mit den Kasten 326 angedeutet. Eine mögliche Ausführung ist z.B. in EP-41 99 68 oder PCT Pa¬ tentanmeldung Nr. PCT/CH 91/00225 vom 02.11.1991 gezeigt.
Das Vorgarntransportsyεtem 310 iεt auch mit einer eigenen Steuerung verεehen, die hier nicht näher erläutert werden soll. Daε Syεtem 310 umfaεεt eine Einheit zum Reinigen von Vorgarnspulen, bevor sie an die Flyerεtufe 300 zurückgegeben werden. In Fig. 2 ist die Funktion "Vorgarnspulenreiniger" durch den Kasten 312 angedeutet. Eine mögliche Ausführung dieses Anlageteiles ist in EP-43 12 68 (und zum Teil in EP-39 24 82) gezeigt.
Die Ringspinnmaschinen der Stufe 320 und Spulmaschinen der Stufe 330 bilden zusammen einen "Maschinenverbund", wodurch der Transport der Kopse an die Spulmaschinen gewährleistet ist. Die Steuerung dieses Verbundes erfolgt von der Spulma¬ schine aus.
Ein Netz 350 ist vorgesehen, wodurch alle Maschinen der Stufen 300, 320, 330 und das System 310 für den Signalaustausch (Da¬ tenübermittlung) mit einem Prozesεleitrechner 340 verbunden sind. Der Rechner 340 bedient direkt ein Alarmsystem 342 und eine Bedienung 344 z.B. in einer Leitstelle bzw. in einem Meisterbüro.
Eine sehr wichtige Funktion deε Umεpulens von Ringspinngarn ist die sogenannte Garnreinigung, die mit dem Kasten 360 an¬ gedeutet ist. Der Garnreiniger ist über dem Netz 350 mit dem Prozessleitrechner 340 verbunden. Durch diese Vorrichtung werden Garndefekte eliminiert und gleichzeitig Informationen (Daten) gewonnen, die Rückschlüεse auf die vorangehenden Ver¬ fahrensstufen ermöglichen. Die Garnreinigungsfunktion wird an der Spulmaschine ausgeübt.
Die Figuren 3 und 4 zeigen etwas detailliertere aber noch schematische Darstellungen einer Ringspinnmaschine 321
(Fig. 3) der Stufe 320 und einer Spulmaschine 331 (Fig. 4) der Stufe 330.
Die Steuerung der Maschine 321 ist schematisch mit 323 und die Steuerung der Maschine 331 mit 333 angedeutet. Für jede Ma¬ schine 321, 331 ist eine einzige Arbeitsposition 330 (Fig. 3), 380 (Fig. 4) schematisch angedeutet. Im Fall der Ringspinnmaschine 321 umfasst die Arbeitsstelle 370 eine Aufhängung (nicht gezeigt) in der Aufsteckung (nicht gezeigt) für eine Flyerspule 371, welche Vorgarn 312 an ein Streckwerk 373 liefert. Die auε dem Streckwerk 373 auεtretenden Fasern werden zu einem Garn 374 gesponnen, das auf einer Hülse 375 zu einem Kopε 376 aufgewickelt wird. Die Hülεe 375 ist von einer Spindel (nicht gezeigt) getragen, die durch einen, dieser Spindel zugeordneten Antriebsmotor 373 (Einzelspindelantrieb) in Rotation um die eigene Längsachse versetzt wird.
Die Arbeitsstelle 380 der Spulmaschine umfasεt eine Zufuhr (nicht gezeigt) für einzelne Kopεträger 381 (z.B. sogenannte "Peg-Trays") , die je einen Kops 382 tragen. Das Garn 383 des Kopses wird abgewickelt und über einen Spleisser 384 an eine Fadenchangierung 385 geliefert. Ein Spulenhalter (nicht ge¬ zeigt) trägt eine Hülse (nicht gezeigt) als Kern einer Packung 386, die durch die Rotation der Hülse um die eigene (waag¬ rechte) Achse bei einer von der Changierung erzeugten axialen Bewegung des Fadens gebildet wird.
Es wird angenommen, jede Arbeitsstelle 370, 380 sei mit einer eigenen Sensorik versehen. Im Fall der Ringspinnmaschine be¬ steht dieε auε einem einfachen Senεor 378 pro Spinnstelle, um festzustellen, ob die Spinnstellen (der Spindelmotoren 377) in Betrieb ist oder nicht. Die Spulstelle 380 kann mit einem entsprechenden Sensor 387 versehen werden. Die Spulstelle 380 ist aber zusätzlich mit einem Garnprüfgerät 361 versehen, welches ein Element des Garnreinigers 360 (Fig. 2) bildet. Das Garnprüfgerät umfasst einen Garnsensor (nicht separat ange¬ deutet), der vorbeεtimmte Qualitätεparameter deε Garnes über¬ wacht und entsprechende Signale (Daten) an eine Datenerfas- εungεeinheit 362 der Maεchine 331 liefert, welche die Dater. für alle Spulstellen dieser Maschine zusammenfasεt. Die Da¬ teneinheit 362 stellt ein weiteres Element des Garnreinigers 360 dar. Ueber Leitungen 351, 352 und 353 des Netzes 350 (Fig. 2) sind die Steuerungen 323, 333 und die Dateneinheit 362 mit dem Leitrechner 340 (Fig. 2) verbunden. Die Datenein¬ heit 362 tauscht auch Signale mit der Steuerung 333 der Spul¬ maschine aus. Die Bedienungsautomaten können auch mit Sensoren versehen werden, z.B. wie in unserem US-Patent 4 944 033 ge¬ zeigt ist.
Nach der PCT-Anmeldung Nr. PCT/CH 92/00014 ist die Anlage derart gebildet, dass der Rechner 340 den direkten Zugang zu den "Rohdaten" der Sensorik 378, 387, 361 hat, obwohl die einzelnen Steuerungen 323, 333, 362 in der Abwesenheit eines Steuerungbefehls vom Leitrechner 340 unabhängig von diesem Rechner (teil-autono ) anhand der Ausgangssignale der Sensorik 378, 387, 361 arbeiten. Das heisst, die Rohdaten der Sensorik werden nicht durch die Steuerungen 323, 333 und 362 zu "Be¬ richten" zusammengefasst, die daε Informationsgehalt der Sensorikεignale durch "Konzentration" reduzieren und die an den Leitrechner weitergeleitet werden. Stattdeεsen werden sie (mindestens auf Anfrage des Leitrechners 340) als inhaltlich unveränderte Qualitäts- bzw. Zustandεεignale an den Leitrech¬ ner weitergegeben. "Rohdaten" (im Sinne der Steuerung) εind grundsätzlich "Istwerte" der Sensorik oder daraus hergeleitete Signale, jedenfalls von der Sensorik stammende Daten.
Jede Maschine 321, 331 ist auch mit einer "Bedienungsoberflä¬ che" 325 bzw. 335 versehen, die mit der jeweiligen Steuerung 323 bzw. 333 verbunden ist und Mensch-Maschine (oder sogar Robot-Maschine) Kommunikation ermöglicht. Die "Bedienungs¬ oberfläche" kann auch als "Bedienungsfeld", oder "Bedienungs- tableau" oder "Bedienungskonsol" bezeichnet werden. Ein Bei¬ spiel einer solchen Bedienungsoberfläche ist in DE- OS-37 34 277 gezeigt, allerdings nicht für eine Ringspinnma¬ schine, sondern für eine Strecke. Das Prinzip ist für alle solchen Bedienungsmittel gleich. Weitere Beispiele sind im Artikel "Neue Mikrocomputer für die Textilindustrie" von F. Hösel in Melliand Textilberichte vom September 1991 (ITMA Ausgabe) zu finden.
Nach der Erfindung ge äsε der PCT Patentanmeldung Nr. WO/91/16481 ist die Anlage derart programmiert und ausgelegt, dass der Leitrechner 340 Bedienungsunterstützung über die Be¬ dienungsoberfläche 325 bzw. 335 der jeweiligen Maschine lei¬ sten kann, d.h. der Leitrechner kann Steuerbefehle über dem Netz 350 senden und die Maschinensteuerungen können derartige Steuerbefehle empfangen und befolgen, sodass der Zustand der Bedienungsoberfläche vom Leitrechner 340 über der jeweiligen Steuerung bestimmt wird.
Fig. 2 ist stark vereinfacht. Eine realistische Darstellung der Komplexität einer solchen Anlage sprengt den Rahmen einer Patentschrift. Ein Teil der Problematik ist aber aus dem Ar¬ tikel "Das Machbare gestalten - Erhöhung der Flexibilität und Wirtschaftlichkeit einer Baumwollspinnerei" von Leopold Schoeller jr. in Melliand Textilberichte, 2/1992, Seite 126 ff, ersichtlich.
Bedeutung der Maschinentypen
Sofern eine Maschine (bzw. ein ihr zugeordneter Automat) in der Lage ist, das eigene Produkt zu kontrollieren und Fehler zu beheben (z.B. nach DOS 4015636, Düsenspinnen) ist diese Erfindung nicht anwendbar. Die Erfindung kommt zur Anwendung, wo eine nachgeschaltete Stufe die Aufgabe des Auffangens von Fehler erfüllt (vgl. PCT Patentanmeldung WO 92/00409 - die Funktion der "Trennstelle"). Nach einem Aspekt dieser Erfin¬ dung wird die "Trennstellenfunktion" dadurch ergänzt, dass Informationen, die in der vorgeschalteten Stufe gewonnen wer¬ den können, zur Anpasεύng bzw. Entlaεtung der "Trennεtelle" verwendet werden, um dadurch den Wirkungsgrad der Anlage bzw. des Anlageteils zu erhöhen. Es wird nun die Bedeutung ein¬ zelner Elemente der Anlage für diese Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.
Die Erfindung bringt am meisten Vorteile, wo die zu steuernden Maschinen je eine Vielzahl von Produktionsstellen aufweisen. Dies stellt sowohl ein Problem wie auch eine Chance dar. Ei¬ nerseits ist es dann schwierig, die Fehlerquelle zu orten. Andererseits ist es möglich, eine einmal geortete Fehlerquelle auszuschalten, ohne die Produktivität der Anlage als Ganzes massgebend zu beeinträichtigen.
Die Erfindung gewinnt auch in Abhängigkeit von den Problemen der Wiedergewinnung des fehlerhalt verarbeiteten Materials an Wichtigkeit. Beim Bandbruch am Ausgang einer Strecke kann die Kanne in der Bandablage sofort ausgewechselt werden und die teil-gefüllte Kanne an den Faserwiedergewinnungsanlageteil geliefert werden. Die gleiche Behandlung einer entsprechenden Menge Garn ist höchst unerwünscht.
Die Fadenbruchzahl
wie schon erwähnt stellt die Fadenbruchzahl ein wichtiger In¬ diz für die Garnqualität dar. In einer automatisierter Anlage ist die Feststellung der Fadenbruchzahl ein Problem weder für die Spulmaschine noch für die Ringspinnmaschine. Wo die Spinnstellen der Ringspinnmaschine mit keiner eigenen Sensorik (z.B. nach EP 436204; EP 432401 oder DOS 4011944) verεehen εind, kann die Maschine mit einem dazu geeigneten fahrbaren Datenerfasεungsgerät versehen sein, wovon die schon erwähnte Bedienungsautomaten nur als Beispiele zu verstehen sind. Für moderne Spinnmaεchinen iεt oft die Kommunikationsfähigkeit heutzutage auch gewährleistet z.B. nach DOS 4008794 oder PCT/CH 92/00014. Dies ist aber auch nicht wesentlich, da das direkte Festhalten der Daten auf der Packung selbst ist auch bekannt z.B. nach DOS 4112073 oder DOS 4024202.
Bedeutung des Transportsystems
Vor des Spulenwechsels muss eine Ringεpinnmaεchine zum Still- εtand gebracht werden (und nachher wieder auf die Betriebs¬ drehzahl hochgefahren werden) d.h. der Spulenwechsel stellt ein Produktionsunterbruch dar. Er soll dementsprechend so kurz wie möglich gehalten werden und dies bedeutet, dass die Spulen nicht einzeln behandelt werden können.
In modernen Maschinen werden alle während eines Betriebs- bzw. Maschinenzyklus hergestellten Packungen möglichst gleichzeitig gedofft und durch leere Hülsen ersetzt. Nur einzelne Spulen (vielleicht nur eine einzige) werden aber fehlerhalt sein. Das Transportsystem ist daher vorzugsweise in der Lage einzelne Spulen oder eine kleine Spulengruppe auszurangieren. Dies er¬ fordert ein Transportsystem in Kombination mit einer spezi¬ ellen (vorzugsweise eigenen) Steuerung ("Intelligenz"). Solche Systeme stehen seit einigen Jahren zur Verfügung (siehe z.B. den Artikel "Rechnergestützte Transportsysteme in der textilen Fertigung" in Melliand Textilberichte, 7/1985, Seite 499 ff). Sie haben heute mit dem Peg Tray Transport Systeme für den Kopstransport ein hohes Entwicklungsniveau erreicht.
Anhand der Fadenbruchzahl ist es daher möglich, fehlerhafte Spulen von der Weiterverarbeitung auszuschliessen und dadurch die nachgeschalteten Stufen zu entlasten. Es ist aber eben¬ falls möglich solche Spulen an speziell dafür vorgesehenen Weiterverarbeitungsstellen bzw. - Maschinen weiterzuleiten, was zu einer klaren Unterscheidung zwischen Produkten erster und zweiter Qualität führt. Dies wird nachfolgend näher in Zuεammenhang mit der Spulmaschine (als Beispiel) erläutert.
Bedeutung der Fehlerursache Die verschiedenen Fehlerursachen führen zu ganz verschiedenen Wirkungen bezüglich der Produktequalität. Eine defekte Spinn¬ stelle produziert laufend schlechtes Garn - sie soll abge¬ stellt werden. Eine Fehlbedienung an einer normal arbeitenden Spinnstelle führt möglicherweise zu einem Einzelfadenbruch, der zu irgendeiner Phase des Kopsaufbaueε vorkommen kann.
Die Auswirkungen solcher Vorfälle auf die Kopεbildung εind in EP 360287 (inεbesondere Fig. 3 bis 6) schon erläutert worden und es ist da vorgesehen, Kopsmissbildungen in der Kopsvorbe¬ reitung festzustellen, so dasε die anεchlieεsende Kopsbehand¬ lung entsprechend angepasst werden kann. Diese Erfindung sieht nun die Möglichkeit vor, die Auswirkungen von Fehlern vor dem Einliefern in die Kopsvorbereitung festzuεtellen (und dadurch auch die Kopsvorbereitung zu entlasten), so dass entsprechende Masεnahmen getroffen werden können. Dazu ist es aber notwendig festzustellen, wo im Aufbau eines gegebenen Kops der Fehler bzw. die Fehler entstanden sind.
Die Verwendbarkeit solcher Informationen bei der Weiterverar¬ beitung ist z.B. aus DOS 3942304 ersichtlich bzw. läsεt εich darauε ableiten. Solche Informationen lassen sich auch "flussabwärtε" von einer "Trennεtelle" verwenden z.B. in einem Maεchinenverbund einer kreuzspulherstellenden Spinnmaschine mit einer Doppeldrahtzwirnmaschine, wie dies in DOS 3802900 gezeigt worden iεt.
Bedeutung der Weiterverarbeitungsmaschinen
Es hat offensichtlich keinen Zweck, Informationen an die Weiterverarbeitungsmaεchinen zu liefern, die εie nicht ver¬ wenden können. Die techniεchen Mittel zur Verwendung der er¬ wähnten Informationen εind aber in modernen Spulmaschinen vorhanden. Um dies zu verdeutlichen, sind in Fig. 5 die wesentlichen Elemente einer Spulmaschine zur Verarbeitung von auf Peg Trays getragenen Kopse abgebildet.
Die Maschine ist in Fig. 5 mit 70 angedeutet. Sie umfasst Spulstellen, wovon in Fig. 5 nur drei Stellen 72,74,76 ange¬ deutet sind; in einer praktischen Ausführung sind normaler¬ weise zwanzig oder mehr Spulstellen zu finden.
Die Kopsvorbereitung ist mit 78 angedeutet. Peg Trays (nicht gezeigt) mit Kopse werden über einen Zufuhrweg 80 in die Kopsvorbereitung 78 eingeliefert und verlasεen die Kopεvorbe- reitung in Richtung der Spulεtellen auf den Transportpfad 82. Sie verlassen die Spulstellen auf dem Transportpfad 84 und werden entweder an die Kopsvorbereitung 78 oder an einen Ab¬ fuhrweg 86 (wenn voll abgespult) geliefert. In diesem Fall wird angenommen, dass die Spulmaschine 70 nicht (wie in Fig.l) mit einer einzigen Ringspinnmaεchine, εondern mit einer Mehr¬ zahl von Ringεpinnmaεchinen (flexibler Link - z.B. gemäss EP 344597) verbunden iεt. Ein Beispiel der Anordnung ist in DOS 3235442 zu finden.
In einer solchen Maschine wird jeder Peg Tray einzeln behan¬ delt, und es besteht die Möglichkeit, die Peg Trays unter¬ schiedlich zu behandeln, wie dies z.B. schon in EP 402630; EP 406541 und DOS 3434576 in einem anderen Zusammenhang vor¬ gesehen ist.
Es ist nun möglich, z.B. Kopse ohne Fehler an die Spulstelle 76 und weitere, nicht gezeigte Spulstellen zu richten, während mit Fehlern behafteten Kopse an die Spulstellen 72 und 74 weitergeleitet werden.
Qualitätskontrolle Die vorgeschalteten Maschinen sind normalerweise nicht in der Lage (d.h. sie haben keine dazu geeignete Sensorik), das Pro¬ dukt vollständig zu überwachen bzw. zu kontrollieren. Die de¬ finitive Prüfung findet nach wie vor in der Spulstelle statt. Das Verhalten der vorgeschalteten Stufen wird auch nach wie vor anhand der Prüfergebnisse in der nachgeschalteten Stufe beurteilt.
Wo eindeutig in einer Spulmaschine ermittelt werden kann, dass eine bestimmte Produktionsstelle laufend ein schlechtes Pro¬ dukt herstellt und die ihr nachgeschalteten Stufen belastet, sollte diese Prodüktionsεtelle ausgeschaltet werden. Dies kann z.B. mittels eines fahrbaren Automaten geschehen, wie schon im Zusammenhang mit Fig. 1 vorgeschlagen. Es kann aber auch von der Maεchine selbst bewerkstelligt werden, z.B. wo jede Pro- duktionεεtelle mit einer eigenen, von der Maschinensteuerung auslösbaren Luntenklemme versehen ist (z.B. nach US 4,763,467). Es kann aber auch von einem Bediener ausgeführt werden, wenn eine entsprechende Instruktion erteilt wird (z.B. nach WO 91/16481) .
Die Ermittlung der wahren Ursache(n) eineε Fehlerε iεt in den meiεten Fällen εowieεo eine Aufgabe für ein Prozeεεleitsystem, weil nur grobe Fehler εich eindeutig anhand von Messwerten an einer einzigen Stelle auswerten lassen. Aus diesem Grund ist in dieser Patentschrift die Ermittlung des Fehlertyps nicht behandelt worden. Das Prozessleitsyεtem iεt in anderen Pa¬ tentanmeldungen beεchrieben.

Claims

Figure imgf000039_0001
aufgewundenen Gebilde, gekennzeichnet durch Mittel zur Fehlerortung innerhalb des Körpers.
Ein Aufwindeverfahren für ein längliches Gebilde, wobei Fehler im aufgewundenen Gebilde festgeεtellt werden kön¬ nen, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehler geortet wer¬ den.
Ein Gerät nach anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daεε derartige Mittel zum Speichern von Fehlerortungεdaten vorhanden sind, daεs diese Daten eindeutig dem entspre¬ chenden Körper zugeordnet werden können.
PCT/CH1992/000048 1991-03-07 1992-03-06 Verfahren und einrichtung zum steuern einer vernetzten anlage Ceased WO1992015737A1 (de)

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JP92505914A JPH05507529A (ja) 1991-03-07 1992-03-06 ネットワーク化された設備の制御方法および装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH69791A CH685202A5 (de) 1991-03-07 1991-03-07 Verfahren zum Steuern einer vernetzten Spinnereianlage.
CH697/91-2 1991-03-07

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WO1992015737A1 true WO1992015737A1 (de) 1992-09-17

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