对纺纱机的运行的优化的制作方法

本发明涉及用于在质量和生产率方面优化纺纱机尤其是气流式纺纱机或空气喷射式纺纱机的运行的方法。本发明还涉及一种包括控制装置和纺纱机的设备。

背景技术：

ep2565306b1公开了一种气流式纺纱机，其中，纺纱转杯的转速根据当时所确定的断纱率被自动调节并由此调整该断纱率，使得断纱率在低于最高断纱率的指定理论范围内。纺纱转杯的转速直接确定气流式纺纱机的生产速度。为了在纺纱转杯的转速变化时遵守指定的纱线参数或纱线特性，纱线退绕速度和纤维条进给速度根据纺纱转杯的转速被改变。

在纺纱转杯中，纱线形成在纺纱转杯的转杯沟槽内进行。在此，由于旋转的纱线头的扭矩而赋予存放的纤维捻度。该捻度产生纱线退绕所需的纱线强度。在从转杯沟槽中抽出纱线时，纱线必须具有一定强度，该强度大于通过纱线旋转而在转杯内所产生的离心力。否则纱线将会在转杯区域内已经撕裂。在撕裂力近似恒定的情况下，旋转的纱线头的离心力随着转杯转速提高而以平方形式增大。为此，转杯转速的倍增将导致在转杯区域内的四倍纱线张力。在转杯区域内的断纱危险因此随着转杯转速的提高而增大。

在气流式纺纱机运行时可接受的断纱率取决于可供使用的断纱消除机构的数量。断纱率在此是与气流式纺纱机或工位的运行时间相关的断纱数量。断纱通过生头装置(anspinner)被消除。生头可以半自动进行，即，为了生头而需要操作者。生头也可以借助生头小车自动进行。还已知如下机器，在此可以自给自足地在一个工位上自动执行生头。在第一种情况下，可允许断纱的数量取决于可供使用的操作者的数量。在第二种情况下，容许的断纱率可以由生头小车的数量确定。在工位上的自给自足式生头时有意义的是多少生头装置能并行运行而不会不利地影响足够的真空供应。可以根据所述条件确定最大容许断纱数。

气流式纺纱机的纱线生产速度和进而生产率随着转杯转速提高而增大。因此值得期待的是纺纱转杯以最大可能转速运行。

de102004053505a1公开了一种用于通过以下事实来优化空气喷射式纺纱机的生产率的方法，即，生产速度随着断纱数量增加而降低并且随着断纱数量减少而增加。因此，在这里，生产速度也依据断纱率进行调节。为了改变生产速度，要相应调节供应速度和退绕速度。为了与供应速度相关地保持恒定的纺纱捻度，根据生产速度相应调节压缩空气。

前述出版物只关注纺纱机生产率。但所生产的纱线的质量同样有着重要意义。因此在现有技术中已知例如像ep0877108b1所描述的所谓的清纱器。

清纱器在纱线生产期间检测可测的纱线特性。通过这种方式可确定纱线瑕疵。通过清理极限可以确定要去除哪种纱线瑕疵以及将哪些留在纱线中。除了去除纱线瑕疵外，清纱器还使得能够评估纱线质量。

技术实现要素：

本发明的目的是在纱线生产时不仅优化生产率、也优化质量。

该任务通过一种用于在质量和生产率方面优化纺纱机的运行的方法来完成。根据本发明的方法，生产具有指定的纱线特性的纱线，在纺纱作业期间检测该纱线的质量参数，设定用于调节生产速度的参数，对所述质量参数和用于调节生产速度的参数进行分析，并且依据目标值来进行生产速度的调节，其中该目标值包括所述质量参数。

所述优化优选针对气流式纺纱机或空气喷射式纺纱机来进行。

纱线特性例如是纱线支数和纱线捻度。此外，所用原材料也会影响纱线特性。纱线特性优选也可以通过机器参数和/或生产参数来指定。这尤其包括纺纱部件如纺纱转杯、开松辊和退绕嘴或纺纱嘴。另外，纺纱真空或纺纱压力、借助纺纱部件所提供的牵伸和所获得的捻度都起到一定作用。在气流式纺纱机中重要的是退绕速度、纤维条供应和转杯转速之比。在空气喷射式纺纱机中，它是纺纱压力和供应速度之比。

质量参数优选描述与指定纱线特性的偏差。为了优化纱线的生产，尤其优选地采用cv值和/或ipi值。在此，cv值是纱线均匀度的尺度，纱线越不均匀，cv值越大。ipi值是所谓的常见纱线瑕疵(纱疵)，它们单独来看不会被视为有问题。它们大部分低于在短瑕疵矩阵内启动的清除范围。ipi值可以用于说明厚结、细结和毛结。

如上文已描述的，作为用于调节生产速度的参数在气流式纺纱机中首先考虑转杯转速。为了保持纱线特性，于是必须相应调整进给和退饶速度。在空气喷射式纺纱机的情况下，可以选择供应速度作为用于调节生产速度的参数。纺纱压力根据供应速度被相应调整以维持纱线特性。

本发明基于以下认识，纺纱机的生产速度直接影响所生产的纱线的质量。随着生产速度提高，所生产的纱线的质量降低。通过依据质量参数调节生产速度，可以在遵守期望质量的同时获得最大生产率。为了进一步提高生产率，可以调整质量参数的极限。

所述优化可以针对整个纺纱机进行，即，所有工位以相同的生产速度运行。所述调节于是优选基于平均值或依据对前导纺纱位上的生产速度和质量参数的分析进行。也可行的是对各个工位进行单独优化。为此需要自给自足式工位，其配备有独立的单独驱动装置。各个工位能以其固有独特生产速度进行生产。为此，针对每个工位也可以设定针对质量参数和不同纱线特性的不同极限。也可以将生产具有相同纱线特性的纱线的成组工位进行联合优化。

优选地，生产速度的调节借助控制装置依据目标值来进行，其中该目标值包括所述质量参数。该控制装置在此优选可以配备有人工智能。

相应地，该任务也通过一种设备来完成，该设备具有控制装置和纺纱机。该设备包括用于生产具有指定的纱线特性的纱线的机构、用于在纺纱作业期间检测纱线的质量参数的机构和用于设定用于调节生产速度的参数的机构。根据本发明，该控制装置被设计成对该质量参数和用于调节生产速度的参数进行分析，并且该控制装置被设计成使得生产速度的调节能够借助该控制装置依据目标值来进行，其中该目标值包含所述质量参数。

该控制装置可以是纺纱机的一部分，并且在这种情况下优选被设计为中央控制装置和/或工位控制装置。集成式控制装置除了在根据本发明的优化中的任务外还优选担负起纺纱机的已知控制功能。但该控制装置也可以(在空间上)独立于纺纱机。只需要所需的数据能在所述控制装置和纺纱机之间交换即可。为此，例如可以在纺纱厂内通过网络将该控制装置连接至纺纱机。该控制装置于是可以为了所述优化也连接至纺纱厂的其它纺纱机。在某些且以下还将描述的实施方式中，将该控制装置和纺纱机连接至互联网可能是有利的。该控制装置优选可以被设计为个人电脑、笔记本电脑或平板电脑，或者包括个人电脑、笔记本电脑或平板电脑。

用于生产纱线的机构优选被设计为纺纱装置、尤其是气流式纺纱装置或空气喷射式纺纱装置。用于检测纱线质量参数的机构优选被设计为清纱器。为了设定用于调节生产速度的参数，可以设置操作机构。

根据本发明方法的一个有利改进方案，对断纱率进行检测和分析并且所述目标值包括断纱率。因此，所述目标值在该设计方案中不仅包括质量参数，也包括断纱率。也就是说，生产速度的调节不仅依据质量参数、也依据断纱率来进行。生产速度的调节优选如此进行，即，使得质量参数和断纱率都处于指定极限内。因此，生产率还有质量都可以被最佳调设。因此可以保证生产速度仅高达还能消除所出现的断纱的程度。生产速度也被如此限制，即，使得质量参数保持在指定极限内。

相应地，根据本发明的设备的一个有利设计方案具有用于检测断纱率的机构，控制装置被设计成对该断纱率进行分析并且所述目标值包括该断纱率。断纱可以按照本身已知的方式借助纱线监测器或也借助清纱器来确定。相应的分析装置对断纱进行分析并求出断纱率。该分析装置也可以是控制装置的一部分。

根据一个优选实施方式，控制装置包括用户界面，用于调节生产速度的参数和所述目标值被同时显示在该用户界面上。即，除了所述用于调节生产速度的参数外，在用户界面上至少还显示质量参数。根据目标值的设定，在用户界面上显示其它的质量参数和/或断纱率。优选也可以通过相同的用户界面来改变所述用于调节生产速度的参数。操作者因此获得其为了调节生产速度而需要的所有相关的信息。借助该用户界面，为此针对操作者简化了所述调节。用户界面可以是该纺纱机的操作装置的一部分或也可以是个人电脑、笔记本电脑或平板电脑的屏幕。

尤其一目了然的是在用户界面上显示了用于调节生产速度的参数的和目标值的时间曲线。为此，操作者能容易地识别出生产速度改变如何影响目标值并且判断生产速度是可提高还是应该降低。

目标值的极限值优选可以指定给控制装置。优选地，指定针对质量参数的一个上限值和一个下限值，或者可以借助控制装置来指定该上限值和下限值。断纱率尤其视上限值而定。优选也在用户界面上显示所述极限值。在时间曲线的显示中示出所述极限值也是有利的。

根据本发明的设备的一个可能实施方式，控制装置被设计成依据目标值与指定极限值的偏差来自动改变生产速度或用于调节生产速度的参数。

控制装置优选可被设计成确定改变用于调节生产速度的参数的提议。依据目标值与指定极限值的偏差确定该提议。所考虑的提议优选在用户界面上被显示给操作者。操作者于是可以结合控制装置的相应设计来确认该提议或者人工改变并随后再确认。只有随着确认才会由控制装置执行生产速度的改变。

为了最佳调节纺纱机的生产速度，可以采用人工智能原理。与本发明相结合地，基于事件推断(事例推理)的方法可能是特别有利的。在这种情况下，通过模拟推理来解决问题。为了提供为此所需的事件基础，控制装置被设计成创建和存储包含所述指定纱线特性、用于调节生产速度的参数和对应的目标值的数据组。如已经描述的，该控制装置优选具备与互联网的连接。为此，不仅有本地数据组可供使用，也有其它纺纱厂的数据组可供使用。为此，事件基础可被显著扩大并且系统学习可被加速。

为了从所存储的数据组中确定合适的事件，控制装置优选被设计成将该数据组与指定纱线特性和目标值的指定极限值进行比较并依据比较结果选择一个数据组用于纺纱机运行。所述设备优选被设计成应用所选的数据组。也就是说，优选通过比较来选择一个数据组，并且该纺纱机优选基于所选数据来运行。

为了操作者能评估并修订所选的数据组，控制装置具有用于修订所选数据组的界面。

控制装置优选被设计成应用并存储经修订的数据组。因此，该数据组可以被检查且随后事件基础可以被扩充。

附图说明

以下将结合实施例来详述本发明，在附图中：

图1示出了用于执行根据本发明的优化的用户界面；

图2示出了用于调节生产速度的参数和目标值的时间曲线；

图3示意性示出了按照事件推断原理的优化。

具体实施方式

图1示出了控制装置的用户界面，纺纱机的操作者借此可以依据目标值来执行生产速度的调节。在此实施例中，目标值包括质量参数(即cv值)和断纱率("yarnbreaks")。该cv值按照％来给出。此实施例涉及气流式纺纱机。

用户界面初始包含一些指示，这些指示允许得出有关纱线特性的结论。在格1中示出了批名，在格2中示出了批号，在格3中示出了纱线号，在格4中示出了工作区。该工作区表明要对此进行优化的纺纱位。通过说明批号和批名，随时可以保证跟踪与纱线特性相关的其它设备参数和生产参数。

在格5中可以说明应被用于所述优化的观察时段。在格6中说明剩余时间。在格9中可以说明纺纱转杯的参考转速。另外，在格7中可以说明可以此改变转杯转速以便优化的步值(δ转杯速度)。在格14中说明断纱率的上限(最大值)。格16容许输入cv值的下限(最小值)。在格17中设定cv值的上限(最大值)。

通过操作开始按钮10，优化过程被启动。利用停止按钮11，可以中断或结束所述过程。纺纱机运行首先以参考转速9开始。当前转杯转速在格8中被示出。连续生产在格12中被示出。即，说明了生产纱线米数。还给出了当前断纱率13和cv值15。紧邻地给出了指定极限值。操作者现在一目了然是否有断纱以及断纱率13和cv值15与极限值相差多大。操作者现在可以直接通过参考转速9或通过按下按键以事先确定的步值7来改变转杯转速。

在一个替代实施方式中，控制装置被设计成针对转杯转速变化做出提议。这样的提议例如可以通过弹窗来显示。控制装置中可存有算法，该算法依据断纱率13和cv值15与指定极限值14、16、17以及步值7的偏差计算所述提议。操作者此时可以在执行转杯转速改变之前再次检查所述提议。

为了让操作者容易对生产速度变化做出判断，有利地可以用图形示出用于调节生产速度的参数和目标值的时间曲线。图2又以气流式纺纱机为例示出这种图形显示。作为目标值示出一个cv值。

图2因此示出关于时间的cv值曲线20和转杯转速曲线21。此外示出了cv值的下限18和上限19。在关注开始，cv值在指定极限内，但仅略高于下限18。即，在这里存在以下可能，可以提高转杯转速并且提高生产率。转杯转速分多步被提高。cv值一直增大直至超过上限值19。转杯转速以最后执行的步值又被降低。由此找到一个经过优化的具有较高生产速度的工作点。而cv值与过去一样在指定极限内。

图3示出了借助事件推断的在质量和生产率方面对纺纱机运行的优化。此过程基本上自动进行并且由根据本发明的控制装置来执行，其例如包括具有人工智能的芯片。

优化的起始点是事件基础或数据库22。数据库22包含大量数据组23，其具有在指定条件下一台或多台纺纱机的优化工作点。为此，数据组23包含指定的纱线特性、用于调节生产速度的参数和由此得到的目标值。附图标记24表示指定条件，应在该指定条件下优化纺纱机的运行。该指定条件24至少包括指定的纱线特性和目标值的指定极限值。现在将条件24与数据组23进行比较并且选择最接近条件24的数据组22(取回)。由此得到了数据组25。通过在指定条件下应用该数据组25，获得所应用的数据组26(再次使用)。到目前为止，所述方法优选通过控制装置自动进行。该控制装置优选具有接口，其容许操作者进行修订(改写)。由此，获得数据组27，其最终作为数据组28被收入数据库22(保存)。通过这种方式，控制装置学习并且可以针对未来的优化动用更大的数据库22。

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