CN113165827B

CN113165827B - 监视和操作纺织机的方法和纺织机的操作装置

Info

Publication number: CN113165827B
Application number: CN201980059473.XA
Authority: CN
Inventors: J·胡特马赫尔
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2018-09-12
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2023-03-10
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: WO2020053030A1; CN113165827A; DE112019004557A5

Abstract

本发明涉及一种用于监视和操作纺织机的方法以及用于制造和处理合成丝线的纺织机的操作装置。在此，至少一个产品参数和/或过程参数被监视并通过机器学习程序被分析，以便由此确定干扰源。在诊断了感染源之后，干扰源被分配给一个或多个相关操作类别(BK)。为此，根据本发明的操作装置包括传感器装置(17)和分析/诊断单元(18)，所述分析/诊断单元(18)被连接到操作管理单元(23)，借助所述操作管理单元能根据所确定的干扰源生成操作命令以用于多个操作类别(BK)之一并将其发送到被分配给其中一个操作类别(BK)的电子终端(24.1‑24.3)。

Description

监视和操作纺织机的方法和纺织机的操作装置

技术领域

本发明涉及用于监视和操作用于制造和处理合成丝线的纺织机的方法并且涉及用于制造和处理合成丝线的纺织机的操作装置。

背景技术

从WO2003/027369A1中知道了用于监视和操作纺织机的通用方法和通用操作装置。

通常，在合成丝线的制造、处理和进一步加工中要连续监视制造过程。为此例如测量产品参数或过程参数以便能够纠正直接导致可能的质量下降的不可接受的偏差。在通用方法和通用操作装置中，为此例如连续测量和监视丝线张力和加热装置的温度。在此，将测量值与存储的设定值进行比较，并且如果超过设定值，则开始执行操作。为了能够在这种纺织机内的大量处理站处进行快速干预，控制装置被耦联至到移动式操作单元，从而操作人员可立即启动操作动作。

然而，在已知方法中且伴随已知的操作装置而存在如下问题，例如产品参数的偏差可由许多干扰源引起。就此而言，操作人员必须检查加工站内的影响产品参数的所有可能原因。此外，这种纺织机需要由不同的操作人员进行的各种操作活动。因此，例如一名操作员负责在启动时穿引在处理站中的丝线走向并在制造过程中负责监视它。

从DE102009022190A1中知道一种纺织机操作系统，其中，操作人员使用移动操作单元来接收操作指令并借助位置检测系统在纺织机的个别工作站处执行有针对性的活动。虽然这真地允许改善制造过程中的干扰传递和相关工作站的操作，但这仅在操作人员有能力并胜任在纺织机上执行相关操作的情况下进行。

发明内容

因此，本发明的目的是改进用于监视和操作纺织机的已知方法以及用于纺织机的操作装置，从而可实现在制造过程中的快速准确的有针对性的操作和干扰源纠正。

该目的通过本发明的方法和操作装置来实现。

本发明的特殊优点是，一方面，在监视产品参数和/或过程参数时出现的特征测量值曲线被用于识别可能的干扰源，另一方面，多个操作类别之一被马上分配给干扰源以发出操作命令。这样一来，可以实现立即纠正在纺织机处理站内所识别出的干扰源的找准目标的操作命令。在此，例如需要丝线引导操作、维护操作或维修操作的各种操作活动被定义为操作类别。

为了能够快速且有针对性地执行由操作类别限定的操作活动，至少一个操作人员被分配给每个操作类别，其中，具有个性化地址的移动电子终端被分配给每个操作人员。这样一来，确保了可由各自负责的操作人员有针对性地快速执行在纺织机内的各种操作活动。这样可以避免由繁琐信息链造成的时间延迟。

在此特别有利的是，工作指令通过操作命令被直接传输到移动终端，其中该操作指令在操作人员的相关终端上产生成警报信号。当包含工作指令的操作命令到达终端时，相关的操作人员例如收到声音信号。因此，用于纠正干扰源的信息直接与相关的操作人员在一起，以便可以执行快速干预以纠正干扰源。

在某些情况下必须由经过专门培训的操作人员进行操作活动。这样的干预介入工艺过程和纺织机优选通过身份识别系统来保护。因为本发明的如下有利改进方案，即，操作人员通过操作命令获得可通过终端作为电子身份标识读取的授权，故也可以快速安全地进行这样的特殊操作活动。

被用于制造合成丝线的纺织机具有大量处理站，其结果就是操作人员可能位于远离干扰源的位置上。就此而言，优选实施如下方法变型，在此，操作人员的终端通过位置确定接收器来确定位置。因此可以传输准确找准的路径信息，使得操作人员迅速找到干扰源。

自然，高生产率专用于在纺织机操作中的例如卷曲丝线的制造。就此而言，必须尽快考虑生产率变化以便例如在纺织机处调节满卷筒管的移除或喂给筒管的供应。以下方法变型已被证明非常适用于转发此类信息，在此，已被确定的干扰源被分配给多个信息类别之一并且发送命令被发给信息类别。在此，作为信息类别可以考虑有关处理站或纺纱点完全失效的信息、有关多个处理站或纺纱点完全失效的信息或有关一个或多个处理站或纺纱点的质量降低的信息。

为了转发信息而在此规定，一个或多个信息接收人被分配给每个信息类别，其中，具有个性化地址的电子视觉显示器被分配给每个信息接收人。例如可被分配给过程工程师、过程管理员或质量管理员的平板电脑、笔记本电脑或计算机可以在此被用作视觉显示器。

为了实现快速直接的信息交换，信息通过发送命令被发送到视觉显示器，其中，发送命令在视觉显示器上生成输入信号。由此，信息接收人被通知存在新信息。

因为操作人员和信息接收人必须在纺织机工作期间以及为了在纺织机的过程指导而相互沟通，故以下方法变型是特别有利的，在此，所有移动终端被链接到一个共用通信网络以便交换工作指令和/或所有视觉显示其被链接以便交换信息。

当在运行丝线上作为产品参数连续测量丝线张力时，在制造卷曲丝线过程中找到干扰源的效率被发现是最佳的。因此，在一段时间内的丝线张力测量值的典型曲线可被用来识别工艺过程中的不同干扰源。

根据本发明的操作装置具有以下特别优点，可以将来自过程或产品的监视的结果和分析直接链接到操作管理系统以识别干扰源。因此根据本发明，分析/诊断单元被连接到操作管理单元，借此并根据所确定的干扰源，可以针对多个操作类别之一产生操作错误，其可被发送至被分配给其中一个操作类别的电子终端。通过这种方式，整个纺织机的操作可设计成高效了许多。纠正过程中的干扰源所需的操作活动可以快速且有针对性地被发送给相应的操作人员。

被分配给操作类别的操作人员在系统中通过移动终端的个人专用地址是已知的并且可在建立了相关的操作类别之后直被接联系以纠正各自干扰源。

除了操作变形机外，用于过程控制的信息管理也是确保高生产率的一个重要因素。为此，该操作管理单元被连接到多个视觉显示器，每个视觉显示器被分配给一个信息接收人用于接收与一个或多个信息类别有关的信息，其中，每个视觉显示器具有个人专用地址。因此，与所制造的丝线的质量降低或与丝线制造中的总体失效有关的信息可被提供给相应的信息接收人，例如过程工程师或过程管理员或者两者。

因此，本发明具有如下的巨大优点，除了识别出制造过程中的干扰源外，还可以有针对性地自动启动干扰源纠正。当避免产品参数和过程参数偏差时，由可能出现的过程单元的分析或监视所导致的时间延迟可能作为干扰源成为问题。

附图说明

以下，基于本发明操作装置的实施例并参照附图来更详细说明根据本发明的用于监视和操作纺织机的方法，其中：

图1示意性示出用于制造卷曲丝线的纺织机的处理站的实施例，

图2和图3示意性示出根据图1的纺织机的本发明操作装置的实施例，

图4.1至图4.4示意性示出多个干扰图，每个干扰图具有各种干扰源的丝线张力测量信号曲线。

具体实施方式

图1示意性示出纺织机、在此是用于制造卷曲丝线的变形机的处理站的实施例。这类变形机包括大量这样结构相同的处理站。因此缘故，在此仅更详细描述纺织机的其中一个处理站。

图1示意性示出纺织机的处理站1和卷绕位置2。处理站1具有筒子架4，在该筒子架中保持有喂给筒管5和备用筒管6。喂给筒管5供应丝线3，丝线进入处理站1以进行牵伸和变形。喂给筒管5的一个纱线尾通过丝线结被连接到备用筒管6的一个纱线头。因此，实现了在喂给筒管5用完之后的丝线3连续抽出。然后，备用筒管6的纱线尾被连接到新筒管5的纱线头。

喂给筒管5中抽出丝线3通过第一输送单元7.1执行。输送单元7.1由驱动机构8.1驱动。在此实施例中，输送单元7.1由被驱动的导丝辊和可自由旋转的辊形成，丝线缠绕该自由旋转的辊多圈。加热装置9、冷却装置10和变形单元11布置在输送单元7.1的更下游。变形单元11被变形驱动机构11.1驱动。优选地，变形单元11以摩擦捻线器形式实现以便在丝线中产生假捻，假捻的作用是使丝线的单独长丝卷曲。第二输送单元7.2跟在变形单元11之后用于牵伸丝线并被驱动机构8.2驱动。输送单元7.2的构造与第一输送单元7.1相同，但第二输送单元7.2以更高的周向速度操作以牵伸丝线。因此，合成丝线3在处理站1中被同时变形和牵伸。

在丝线3卷曲之后，它通过第三输送单元7.3被送至卷绕位置2。输送单元7.3被驱动机构8.3驱动。

卷绕位置2包括承载筒管14的筒管架13。筒管架13被设计为可旋转并且可以手动操作或自动操作以更换筒管14。被辊驱动机构15.1驱动的驱动辊15被分配给筒管架13。具有可被驱动的横动导丝器的横动装置12被分配给卷绕位置2以将丝线落置到筒管15的周面上。横动导丝器为此通过横动驱动机构12.1被往复驱动运动。

卷绕位置2的横动驱动机构12.1和辊驱动机构15.1被设计为单独的驱动机构并被连接到机器控制单元16。输送单元7.1、7.2和7.3的驱动机构8.1、8.2和8.3以及处理站1的变形单元11的驱动机构11.1也以单独驱动机构的形式实现并被连接至机器控制单元16。

连续地监视和分析至少一个产品参数和优选是多个过程参数，以监视处理站1中的制造过程。为了解释本发明的操作装置，解释了在处理站1中的制造过程监视，以一个产品参数为例。在输送单元7.2和7.3之间的测量点处的丝线3中的丝线张力作为产品参数被连续测量。例如，在输送单元7.2和7.3之间的所示位置上示出测量点。还优选在输送单元7.2上游的丝线路径中测量丝线张力。为此设置传感器装置17，其包括丝线张力传感器17.1和测量信号转换器17.2。传感器装置17被连接到分析/诊断单元18。分析/诊断单元18被连接到操作管理单元23。还参照图2和图3以进一步解释本发明的操作装置。

在图2中示意性示出分析/诊断单元18的结构，并且在图3中示出操作管理单元23的通信网络以及相关的终端和视觉显示器。操作管理单元23在图中也用缩写BME命名。

在图2中示意性示出用于分析丝线张力测量信号的分析/诊断单元18。在此实施例中，该单元18包括学习处理器20。学习处理器20被连接到测量值评估模块19。测量值评估模块19被连接至传感器装置17的测量信号转换器17.2。

学习处理器20具有可编程设计并且优选包括神经网络以便执行机器学习程序。机器学习程序包含至少一种机器学习算法以便能够使用人工智能进行丝线张力测量信号的广泛分析。

输入模块21和输出模块22被分配给学习处理器20。在学习处理器20与测量值评估模块19之间、在输入模块21和输出模块22之间的连接可以分别通过连线连接或无线连接完成。在尤其无线连接的情况下可行的是不必直接在变形机上维持独立单元。因此也可以使用位于虚拟空间中的学习程序。

已通过测量信号转换器17.1被传送的且通过测量值评估模块19被处理的测量信号在学习处理器20中通过机器学习程序被分析。机器学习程序包括至少一种机器学习算法，其借助神经网络执行在一端时间内所出现的丝线张力测量信号序列的结构化分析，以实现多个干扰源之一的早期诊断。在此，分析在一段时间内出现丝线张力测量信号的测量信号变化并揭示用于识别特定干扰源的典型特征。

不同干扰源的许多干扰图在图4.1至图4.4中例如通过丝线张力的典型测量信号序列被示意性举例示出。每个干扰图都表明例如可能在纺织机处理站中出现的典型干扰源。根据图4.1的干扰图示出在一个丝线结处的丝线张力的信号曲线，其在此被标示为干扰源A。

图4.2所示出的干扰源B表示丝线张力突降，其例如可能由丝线断裂或操作错误造成。在这种情况下，丝线张力传感器上的丝线张力突然完全消失。

干扰图确定干扰源C。例如干扰源C可以表示在其中一个工艺单元处或在导丝件如脏污的冷却装置处的磨损情况。

在图4.3所示的干扰图中出现短暂的丝线张力损失，其在此被分配给干扰源D。在这里可能存在在络筒位置上更换筒管时的过程干扰。

可以在图4.4所示的干扰图中识别出丝线张力测量信号的重复过度升高。在这种情况下，最终的干扰图被分配给干扰源E。例如干扰源E可能源自丝线的不均匀变形。

因此，每个干扰源A至E对应于在处理站1处的具体过程干扰或具体产品缺陷。图4.1至4.4所示的干扰图及其干扰源是示例性的。在例如如图1所示的制造过程中可能出现大量干扰源，这些干扰源例如也可以通过过程参数例如加热温度或驱动机构转速的并行监视来监视。

如可以从图1和图2的图示中看到地，分析/诊断单元18被直接连接到操作管理单元23。因此，各自所识别出的干扰源通过操作管理单元23的输出模块22被传送。操作管理单元23内，多个操作类别之一被分配给相关的干扰源。可以将过程控制、服务、维修或其它操作活动区分为操作类别。在此实施例中，干扰源被分配给操作类别BK₁、BK₂或BK₃。操作类别BK₁可以包括操作人员在处理站1处执行的操作活动。操作类别BK₂可以包括维护人员的操作活动。操作类别BK₃例如可以被分配给用于修理过程单元的操作活动。这样一来，干扰源A至E被分配给至少其中一个或多个操作类别。因此，在丝线断裂情况下将干扰源B分配给操作类别BK₁以便在处理站内重新连接丝线。例如，干扰源C可被分配操作类别BK₂以便纠正冷却装置污染。但如果发生必须更换过程单元以便修理，则干扰源C也可被分配给操作类别BK₃。

在操作管理单元23内，除了操作类别外，干扰源还被分配给各种信息类别。在此的信息类别形成不同的信息接收者，它们监视过程和负责过程控制和整个制造过程。第一信息类别IK₁例如可能涉及影响直接过程控制的信息。信息类别IK₂例如可能涉及与在所有处理站处的制造过程总生产率有关的信息。因此，尤其要将干扰源B分配给信息类别IK₁和IK₂。在过程控制以及生产率中都要考虑生产故障。影响所所生产的丝线的质量的干扰源也可被分配给其中一个或两个信息类别。

如可以从图3的图示中看出地，操作管理单元23通过通信网络26被链接至多个移动终端24.1、24.2和24.3和多个视觉显示装置25.1和25.2。在这里，终端24.1、24.2和24.3均被分配给其中一个操作类型。因此，终端24.1被分配给操作类别BK₁，终端24.2被分配给操作类别BK₂，而终端24.3被分配给操作类别BK₃。每个终端24.1到24.3在此都被分配给一个操作人员。操作类别BK₁被分配给携带终端24.1的操作员。终端24.1为此具有个人专用地址。终端24.2因此被分配给服务人员，而终端24.3被分配给维修人员。专用电子设备、智能手表或移动电话可在此被用作终端。终端24.1至24.3在此也相互连接以便交换工作指令和信息。

除了终端24.1至24.2之外，视觉显示单元25.1和25.2还被连接至操作管理单元23以便显示信息。在此，视觉显示装置25.1被分配给信息类别IK₁，视觉显示装置25.2被分配给信息类别IK₂。信息类别IK₁可以例如包含过程工程师的信息，而信息类别IK₂可以包含过程工程师的信息。就此而言，每个视觉显示装置25.1和25.2都有一个个人专用地址。以移动或固定方式所使用的笔记本电脑、平板电脑或计算机可被用作视觉显示装置25.1。

在识别出干扰源并将其分配给其中一个操作类别的情况下，通过操作管理单元23产生操作命令并将其直接发送给各自终端24.1至24.2。操作命令在相关的终端24.1至24.3上产生警报信号以引起相关操作人员对工作指令的注意。因此，有关的操作人员被直接通知在有关的加工站中出现了干扰丝线制造且需要纠正的干扰源。另外，操作人员可接收通过操作命令经由终端23.1至23.4作为电子身份标识所读取的授权。这样一来，也可以迅速马上执行只要由技术人员执行的操作活动。

由于纺织机中有大量处理站，故终端23.1-23.4配备有位置确定接收器，以便确定各自操作人员的位置并提供直接路径信息以查找干扰源。于是，可以维持用于纺织机操作的短路径时间。

同时，已被确定的干扰源也可以马上被分配给信息类别之一，其中，操作管理单元23向相关信息类别发动发送命令。发送命令在有关的视觉显示器处生成输入信号以使有关的信息接收人能直接得到已传送的信息。在此，所确定的干扰源也可以被直接分配给信息类别，以便将相关信息相应快速地分发给有关的信息接收者。

如可以从图1中的图示看出地，控制装置16也被链接至组合网络26，从而也针对终端24.1-24.2允许立即介入过程控制。这样一来，操作人员可以通过终端24.1-24.3直接控制处理站1中的具体驱动机构和致动器。

用于如图2和图3所示的纺织机的操作装置就产品参数监视而言以及关于所示的操作类别和信息类别是示例性的。

原则上，可以监视并行的过程参数例如像工艺单元的设定值以及其它产品参数例如像绒毛形成。就此而言，可以识别许多干扰源。于是，对于纺织机操作而言，可能有超过所示的三个操作类别。本发明不限于特定数量的操作类别和信息类别。

这些由过程和产品决定。因此，用于在熔纺工艺中制造合成丝线的纺织机例如需要与丝线片相关的条件。不管各自过程如何，本发明都允许通过相应操作人员有针对性且快速地操作纺织机。

Claims

1.一种按以下步骤监视和操作用于制造和处理合成丝线的纺织机的方法：

1.1在至少一个时间间隔内获取产品参数和/或过程参数；

1.2用机器学习程序分析所获取的所述产品参数和/或所述过程参数；

1.3诊断多个干扰源之一并将相关的干扰源分配给多个操作类别之一，并且

1.4发出与有关的操作类别相关的操作命令，其中

至少一个操作人员被分配给每个操作类别，其中，具有个性化地址的电子终端被分配给每个操作人员。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，工作指令通过所述操作命令被传输到所述终端，其中，所述操作命令在所述操作人员的相关终端处生成警报信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述操作人员通过所述操作命令接收授权，所述授权通过所述终端作为电子身份标识被读取。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作人员的所述终端由位置确定接收器来确定位置。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所确定的所述干扰源被分配给多个信息类别之一，并且向相关的信息类别发出发送命令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，一个或多个信息接收人被分配给每个信息类别，其中，具有个性化地址的电子视觉显示器被分配给每个信息接收人。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述发送命令将一项信息转送至所述视觉显示器，其中所述发送命令在所述视觉显示器处生成输入信号。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所有终端被连接以便交换工作指令和/或所有视觉显示器被连接以将信息交换到公共通信网络中。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在运行丝线上作为产品参数连续测量丝线张力。

10.一种用于监视和操作用于制造和处理合成丝线的纺织机的操作装置，所述操作装置具有传感器装置(17)和分析/诊断单元(18)，其特征在于，所述分析/诊断单元(18)被连接到操作管理单元(23)，借助所述操作管理单元能根据所确定的干扰源生成操作命令以用于多个操作类别(BK)之一并将其发送到被分配给其中一个操作类别(BK)的电子终端(24.1-24.3)，

被分配给所述操作类别的所述终端(24.1-24.3)均包括个人专用地址并分别被分配给多个操作人员之一。

11.根据权利要求10所述的操作装置，其特征在于，所述操作管理单元(23)被连接到多个视觉显示器(25.1,25.2)，每个视觉显示器被分配给用于接收与一个或多个信息类别(IK)有关的信息的信息接收人，其中每个视觉显示器(25.1,25.2)具有个人专用地址。

12.根据权利要求10或11所述的操作装置，其特征在于，所述终端(24.1-24.3)均包括用于位置目的的位置确定接收器。

13.根据权利要求11所述的操作装置，其特征在于，所述终端(24.1-24.3)和/或所述视觉显示器(25.1,25.2)通过通信网络(26)相互连接。