專利名稱：紗廠粗紡機(jī)的在線質(zhì)量檢控方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在紡紗廠粗紡機(jī)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品質(zhì)量檢控方法。該方法是通過測定所生產(chǎn)棉紗橫截面的波動以及根據(jù)測試設(shè)備中測得的信號來導(dǎo)出產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)檢測這些參數(shù)相對于可選極限值的偏差和由質(zhì)量不均勻度形成所述參數(shù)之一。
例如在USTER SLIVERDATA數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中就使用了這種產(chǎn)品質(zhì)量的檢控方法(USTER是Zell weger Uster AG的注冊商標(biāo))。上述系統(tǒng)在紡紗廠的粗紡機(jī)上被用于監(jiān)測生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量。在產(chǎn)品質(zhì)量檢控范圍內(nèi)，除了監(jiān)測質(zhì)量不均勻度以外，還監(jiān)測棉條個數(shù)以及周期性和實際上的周期性質(zhì)量波動情況。
眾所周知，影響著最終成品質(zhì)量的大多數(shù)缺陷是由棉條個數(shù)、棉條不均勻度、周期性質(zhì)量分布波動和抽紗缺陷造成的。此外，根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗知道一些短密區(qū)也能造成質(zhì)量問題。因為這種密區(qū)會導(dǎo)致生產(chǎn)中的成本劇增，也會影響最終成品的質(zhì)量和降低所有工藝步驟的效率。
到目前為止監(jiān)測這些短密區(qū)還只能在實驗室進(jìn)行。棉條堆積、機(jī)器另件缺陷、不當(dāng)?shù)木S護(hù)和清洗以及經(jīng)常發(fā)生的機(jī)器設(shè)定錯誤都是引起所述短密區(qū)的因素。若考慮到現(xiàn)代的高質(zhì)量抽紗機(jī)僅在一分鐘內(nèi)就能制成50個線軸或更多的紗線，那么就可知道實驗室監(jiān)控方法是不能解決產(chǎn)品質(zhì)量缺陷的嚴(yán)重問題。這只能用“在線”檢控法才可能解決。
本發(fā)明現(xiàn)在提供的就是在紗廠粗紡機(jī)的生產(chǎn)線上能監(jiān)測所述短密區(qū)的一種在線檢控方法。
本發(fā)明上述目的是通過下述方法達(dá)到的將測得的一些信號同第一個極限值相比較，求得相對于被測棉條期望重量的偏差，所述極限值是作為質(zhì)量分布不均勻度和可選定極限值系數(shù)的乘積而產(chǎn)生。而任何超過上述第一極限值的區(qū)域即被認(rèn)為是一種密區(qū)。
本發(fā)明的這種方法能從某一長度和某一橫截面的棉條可靠地檢測那些密區(qū)。上述長度取決于棉條的傳送速度和儀器的傳感頻率。一個典型實施例中的長度約為4厘米。不過這并不意味著測不出較短長度上的密區(qū)，只是不能保證百分之百的檢測可靠性。根據(jù)質(zhì)量分布不均勻度來確定上述第一個極限值的優(yōu)點是所述的密區(qū)不是用它們橫截面的絕對值而是用期望棉條重量的百分比所表示的橫截面增量的相對值定義的。確切地說，這些密區(qū)在織物上引起的可辨認(rèn)缺陷往往是隱蔽但用此法卻可測定的。
因此在某些情況下，熟練的檢測人員可預(yù)先對這種密區(qū)進(jìn)行目測。但目前的情況就不可能了。這不僅是因為生產(chǎn)速度增大了，而且還因為生產(chǎn)棉條的機(jī)器，例如抽紗機(jī)、梳棉機(jī)和精梳機(jī)目前大多數(shù)都由外機(jī)殼全部罩住，因此根本不可能再用目測方法監(jiān)測棉條了。另一方面，隨著生產(chǎn)速度的增大，短密區(qū)的數(shù)量也有隨之增多的趨勢。這是由于這些密區(qū)主要由機(jī)器另件和抽吸系統(tǒng)的缺陷以及需要進(jìn)行維修的機(jī)器部件無法控制的磨損引起的。而上述缺陷和磨損是隨生產(chǎn)速度的增大而變得嚴(yán)重。
本發(fā)明還涉及使用上述監(jiān)測方法的設(shè)備，該設(shè)備具有一個用于監(jiān)測棉條橫截面的探測器以及一個用來處理探測器信號的評價部件。該評價部件具有第一通道以確定所述的質(zhì)量分布不均勻度。
本發(fā)明所述的設(shè)備的特點在于，其評價部件還有第二通道用以分析以超出第一個可調(diào)極限值的超出數(shù)表示的探測器信號，該極限值與棉條橫截面的增大及也由在第一通道內(nèi)測定的質(zhì)量分布不均勻度所確定的尺寸相對應(yīng)。
下面通過附圖所示實例更詳細(xì)地解釋本發(fā)明典型的實施例。附圖中

圖1示出紡織廠粗紡機(jī)的在線質(zhì)量檢控系統(tǒng)的原理圖。而圖2所示的是信號處理過程的方框圖。
圖1示出了在紡紗廠的粗紡機(jī)上所使用的檢控生產(chǎn)過程及產(chǎn)品質(zhì)量的USTERSLIVERDATA數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。測量部件1是在每一傳送中用于記錄被監(jiān)測纖維棉條2的橫截面波動。該裝置是安裝在被監(jiān)測的生產(chǎn)纖維棉條的機(jī)器上，也就是說例如安裝在梳棉機(jī)、抽紗機(jī)或精梳機(jī)上。由于所述的測量部件1不屬于本發(fā)明的主題，因此本文不用詳細(xì)討論。有關(guān)棉條橫截面波動的特別有利的測量部件，可詳閱美國US-A-4864853專利。
所述的測量信號是從測量部件1通過一個稱為機(jī)器站3連接到處理機(jī)4。在由具體多達(dá)16臺測量部件1所組成的一組設(shè)備各設(shè)置一臺處理機(jī)4。除了從所述的測量部件1輸入測量信號外，所述的機(jī)器站3還處理從一個生產(chǎn)線探測器(圖中未示出)通過線路5饋進(jìn)的輸入信號。所述探測器記錄有關(guān)速度、運行情況和停機(jī)次數(shù)。所記錄的是監(jiān)測與生產(chǎn)速度成正比的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)數(shù)，如傳送筒或壓延機(jī)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速。
來自生產(chǎn)線探測器的信號也同樣經(jīng)過機(jī)器站3輸入所述的處理機(jī)4，以便用從各傳送路線所測得測量值來計算產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)情況的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)和輸入的極限值相比較，若上述數(shù)據(jù)超過了極限值，處理機(jī)啟動適宜的機(jī)器站3于是機(jī)器站3會啟動相應(yīng)動作。該動作或是在超限程度仍可接受不太嚴(yán)重的情況下，啟動警示燈6;或是在超限嚴(yán)重情況下，通過線路7發(fā)出使機(jī)器停機(jī)的信號。
如圖所示，每個機(jī)器站3有停機(jī)接線8和一個稱為數(shù)字機(jī)終端9的連接。前者通過機(jī)器信號自動記錄停機(jī)的原因;后者是輸入和輸出站，借此可輸入各種代碼和檢索資料。
所述處理機(jī)4和一個中央單元10相連。該中央單元的主要功能是周期性地詢問處理機(jī)，處理和儲存測得的值和機(jī)器信號，控制與用戶的對話和向更高級系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)。連到該中央單元10的視頻和/或打印機(jī)終端(圖中未示)作為人機(jī)對話站。
由處理機(jī)4所計算的所述質(zhì)量控制數(shù)據(jù)為以下幾種質(zhì)量分布不均勻度(棉條個數(shù)的變化系數(shù))以CV%表示;
指示周期性和非周期性抽紗缺陷的質(zhì)量分布波動圖譜;
平均棉條個數(shù)相對于期望值(重量)的偏差，以A%表示。
因此所述系統(tǒng)可用作一種報警系統(tǒng)，對于上述每個質(zhì)量參數(shù)都輸入了各自的報警極限，當(dāng)這些極限被超出時，對應(yīng)于各自傳送線的警示燈6(圖1)開始閃爍。除了上述報警極限外，還輸入大于1的停機(jī)系數(shù)，用于確定與“報警極限和停機(jī)系數(shù)的乘積偏離多少時，機(jī)器就停機(jī)。
波動系數(shù)取整個譜圖分析長度上的平均值。為此每個傳送線的譜圖由處理機(jī)4連續(xù)測定。這個值被周期性地更新，其更新周期取決于這些機(jī)器的連續(xù)性，例如其范圍在15分鐘到幾個小時之間。
眾所周知，周期性和實際上的周期性缺陷，即所謂的抽紗波都可在譜圖上識別。前者用一些煙囪狀圖形表示;而后者用一些山坡圖形表示。為便于分析譜圖，后者再被分成若干試驗區(qū)域。對每一區(qū)域利用濾波器和報警極限確定從波形圖或煙囪狀圖形的什么缺陷幅值開始報警的。而監(jiān)測主要是基于對所述試驗區(qū)或試驗窗口中的值同圍繞所述試驗窗口的所謂基礎(chǔ)窗口得到的值進(jìn)行比較。當(dāng)所述試驗窗口的值與那些基礎(chǔ)窗口值之比值大于報警極限值時，就發(fā)出警報。
由中央單元10所計算的生產(chǎn)數(shù)據(jù)串也被加到這些由處理機(jī)4所計算的質(zhì)量數(shù)據(jù)中。所述的生產(chǎn)數(shù)據(jù)例如是落紗筒個數(shù)或容器或交換次數(shù)、實際效率、生產(chǎn)量、在100%效率下每小時的理論上的可能產(chǎn)量、每一落紗筒或容器交換的時間、機(jī)器的停車次數(shù)、總的停車時間和測得的傳送速度。
根據(jù)圖2機(jī)器站3以三個通道處理著由測量部件1測得的信號MS。其中在第一通道K1中，確定較小波動的棉條個數(shù)的波動系數(shù)CV%;在第二通道K2中確定棉條個數(shù)相對于所需數(shù)值的偏差A(yù)%;而在第三通道K3中則監(jiān)測著短密區(qū)DS的情況。根據(jù)前述USTER SLIVERDATA(數(shù)據(jù)處理)系統(tǒng)的配置情況和在所述處理機(jī)4及機(jī)器站3分別對波動系數(shù)及棉條個數(shù)偏差所進(jìn)行的雙重計算，不是本發(fā)明的主要內(nèi)容。此外，通過將處理機(jī)4的功能合并入機(jī)器站3內(nèi)便可免去這種雙重計算。
在第一通道K1中測試著在100米長的棉條范圍內(nèi)截取約4厘米長的棉條個數(shù)的波動情況;和第一通道K1相反，第二通道K2是一個測長距通道，進(jìn)行棉條個數(shù)相對于期望值偏差的測定，當(dāng)被處理的對象或材料以及棉條個數(shù)變化時，測量部件1(圖1)可對所述期望值進(jìn)行校準(zhǔn)。棉條個數(shù)相對于期望值的偏差被累計。因此棉條的波動情況自始至終被計算并儲存在通道K2中。
在第三通道K3中，對纖維棉條2(圖1)的短密區(qū)DS即在一定尺寸的橫截面所發(fā)生的非周期性增量進(jìn)行監(jiān)測。大量產(chǎn)生的密區(qū)，是由棉條堆積，機(jī)器另件缺陷、不當(dāng)?shù)木S護(hù)和清洗以及錯誤的機(jī)器調(diào)定等因素所致。這些因素會影響生產(chǎn)，導(dǎo)致成本提高甚至影響最終成品的質(zhì)量和所有工藝步驟的效率。
到目前為止只能在實驗室中也就是說離線地監(jiān)測短密區(qū)，但實際上這是低效的。這是因為每層棉條分級中只監(jiān)測產(chǎn)品的0.02%，因此靠實驗室監(jiān)測不是個好辦法。此外，在現(xiàn)代高性能抽紗機(jī)上，每分鐘就能從所生產(chǎn)的棉條中制造出50線軸或更多的紗線。
為記錄密區(qū)DS，首先將密區(qū)定義為橫截面相對于期望值的增加率(specific increase)，如在橫截面上至少40%的增量，而相對于期望的棉條重量偏差的極限值是固定的。即系數(shù)K和通道K1中平均算得的不均勻度CV%的乘積為固定不變。其中K系數(shù)本身取決于棉條的每100米極限值允許超出多少。因此K值越大，允許超出值越小。
在這方面，期望的棉條重量不是一個靜態(tài)量而是一個動態(tài)量。在工作狀態(tài)下，可計算在每種情況下最近100米的棉條重量平均值從而確定系統(tǒng)的工作點。若該工作點亦即上述平均值偏離了期望的棉條重量，則就要修正所述極限值。
為了使用戶能盡可能方便地使用該系統(tǒng)，可設(shè)定多個，例如8個可供選擇的記錄方案，而用戶便可在這些記錄方案中選定他認(rèn)為最合適的一種。因此用戶無須輸入多位數(shù)值，而只須輸入有關(guān)的記錄方案例如利用一數(shù)字或字母即可。
下列表1給出了如何能確定記錄方案的一個例子表1
表1的第一列總共給出8種記錄方案EV;第二列是對100米長度上棉條的超出數(shù)的相應(yīng)極限值GN;第三列是相對于期望的棉條重量(或100米棉條重量的平均值)偏差的極限值GA;最后第四列表示機(jī)器只停一次或由于標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計的不均勻度波動而發(fā)出報警所對應(yīng)多少千米的棉條長度。
在方案1到3中，每一超出數(shù)都要停機(jī)，所對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計非均勻度波動的可能發(fā)生停機(jī)的棉條長度在100千米到10000千米之間。在其余的方案中，對應(yīng)于超出數(shù)的GN值采用2、5、10、20或50，在這種情況下，正態(tài)統(tǒng)計不均勻度波動長度為每10000千米棉條可能停機(jī)一次。
下面給出確定密區(qū)DS極限值的一個例子假設(shè)選定記錄方案EV＝3;期望的棉條重量Nm＝0.28，對應(yīng)于3.57克/米;CV%＝3。
所述極限值的計算為GA＝5.8×CV%＝5.8×3%＝17.4%所述絕對極限值等于期望的棉條重量加上所述的極限值GA，即3.57+0.62＝4.19克/米(和期望的棉條重量差不多)。
在目前的情況下，密區(qū)DS的極限值總計為4.19克/米。若這一極限值在100米棉條長度上被超出一次，則機(jī)器就要停機(jī);若只超出極限值百分之幾，則系統(tǒng)只發(fā)報警而不停機(jī)。
系統(tǒng)的工作條件如下纖維棉條2每秒鐘被測420次，并對在4厘米長的棉條上測得的值取平均值。這樣，在每4厘米的棉條長度上，以在近期可予見的最大傳送速度1000米/分鐘傳送，則至少可測得一個數(shù)據(jù);若以較低的速度傳送，則可測得更多的數(shù)據(jù)。這就意味著在4厘米長度上若存在密區(qū)必能100%地被記錄下來。統(tǒng)計分析表明既使在只有1厘米長度上也仍會有40%的被記錄概率。
若所選定的記錄方案EV太靈敏，則可將現(xiàn)有的極限值放寬附加輸入百分?jǐn)?shù)。例如若選定方案3，CV等于3.1%而極限值GA總計18%，若輸入6%，則給定新的極限值為24%。方案EV的設(shè)定顯示和輸入以及附加百分點的輸入，都可通過數(shù)字機(jī)終端9(見圖1)進(jìn)行。
權(quán)利要求
1.用于紡紗廠粗紡機(jī)的一種在線質(zhì)量檢控方法，該方法是通過記錄所生產(chǎn)棉條的橫截面變動和根據(jù)所得到的測量信號導(dǎo)出一些質(zhì)量參數(shù)、這些質(zhì)量參數(shù)相對于所選定極限值的偏差和所述質(zhì)量參數(shù)之一的質(zhì)量分布不均勻度，該方法的特征是所述測量信號都要和相對于被監(jiān)測棉條(2)期望重量的偏差的第一極限值相比較，所述極限值作為質(zhì)量分布不均勻度(CN%)和可選擇極限值系數(shù)的乘積而產(chǎn)生；所述第一極限值的每個超出數(shù)(exceeding)即被定義為密區(qū)(DS)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于可以確定在一定長度上如100米的棉條重量的平均值;以及一旦所述工作點偏離所述期望重量時，所述平均值就構(gòu)成所述期望重量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于對由測量信號求出的第一極限值的超出數(shù)和單位長度棉條所允許的數(shù)值的第二極限值進(jìn)行比較，若第二極限被超出，則系統(tǒng)發(fā)出報警和/或機(jī)器停機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于如此選定所述的極限值系數(shù)，以致根據(jù)第二極限值，由正態(tài)統(tǒng)計的不均勻度所引起的報警和/或停機(jī)的概率分別為每十萬米、百萬米或千萬米的棉條(2)一次報警或停機(jī)一次。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于用于所述極限值系數(shù)、第一極限值和第二極限值的各種數(shù)值被組合為成對的值，這些值形成記錄密區(qū)(DS)的記錄方案，這些記錄方案是可識別的;所述極限值是通過輸入有關(guān)的記錄方案而輸入到機(jī)器的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于輸入機(jī)器的極限值通過輸入附加的百分點而可被加寬。
7.實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的設(shè)備，該設(shè)備具有一個用來監(jiān)測棉條橫截面的探測器和一個處理該探測器信號的評價部件，該部件具有用來測定質(zhì)量分布不均勻度的第一通道，上述設(shè)備的特征在于該部件具有一個第二通道(K2)，以便用第一可調(diào)極限值的超出數(shù)來分析探測器信號，該極限值對應(yīng)于棉條(2)橫截面的增量，而其尺寸也是由第一通道(K1)中確定的質(zhì)量分布不均勻度所確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于用于記錄第一極限值超出數(shù)的數(shù)值并用于將該數(shù)值和作為單位棉條長度超出數(shù)的允許數(shù)值第二極限值相比較的裝置和用于當(dāng)?shù)诙O限被超出時能發(fā)出報警(6)和/或使機(jī)器(7)停機(jī)的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征在于所述極限值能以表格值形式輸入到機(jī)器中，該表格包含有多個成對的相關(guān)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于輸入到機(jī)器中的第一極限值可通過輸入附加的數(shù)單獨被加寬。
全文摘要
借助探測器(1)記錄所生產(chǎn)的棉條(2)的橫截面波動。用所測得的數(shù)據(jù)來導(dǎo)出若干產(chǎn)品質(zhì)量參數(shù)，其中的一個參數(shù)是由質(zhì)量分布不均勻度形成的。這些測量信號和作為被測棉條(2)期望重量偏差的第一個極限值進(jìn)行比較。該極限值是質(zhì)量分布不均勻度和可選擇極限值系數(shù)的乘積。任何超過第一極限值的超出數(shù)都被認(rèn)為是出現(xiàn)的密區(qū)。
文檔編號D01G23/06GK1092121SQ9410083
公開日1994年9月14日 申請日期1994年1月13日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月13日
發(fā)明者P·費勒, W·格呂布勒 申請人:澤韋格·烏斯特有限公司