Способ контроля движущейся нити

 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к определению качества движущейся нити в процессе ее изготовления и обработки. Сущность изобретения: качество движущейся нити в процессе изготовления и обработки контролируют путем непрерывного измерения усилия натяжения нити. Для этого при возникновении определенных дефектов устанавливают кривую усилия натяжения нити и накапливают ее в виде изображения дефекта. Непрерывно измеряемое усилие натяжения нити контролируют по совпадению с изображением дефекта или участками изображения дефекта и при возникновении характерной для данного дефекта кривой выдают сигнал качества. Сигнал качества может быть использован для регулирования параметров способа. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно: к способам контроля движущейся нити в процессе ее изготовления и/или обработки.

Известен способ контроля движущейся нити, включающий измерение натяжения нити в процессе ее изготовления и/или обработки, определения качества движущейся нити (см. ЕР заявка N 0207471, кл. G 01 N 33/36, 1987).

Недостатком известного способа является то, что оценка натяжения нити, производимая в процессе текстурирования за органом ложного кручения фрикционного типа, производится без учета дефектов, влияющих на качество нити.

Предложенный способ контроля движущейся нити устраняет указанные недостатки известного способа.

В предложенном способе контроля движущейся нити, включающем измерение натяжения нити в процессе ее изготовления и/или обработки, определение качества движущейся нити, дополнительно осуществляют запись натяжения нити в виде кривой измеряемого натяжения, а также запись дефекта соответственно в виде кривой изменения натяжения нити при возникновении определенного дефекта, накапливают и запоминают в виде образцового изображения дефектов участки записи изменения натяжения нити, сравнивают запись натяжения нити с образцовыми изображениями дефектов и совпадение одного из участков записи измеряемого натяжения нити с образцовым изображением дефекта, используют как информацию о качестве движущейся нити.

В качестве параметров, влияющих на возникновение дефекта в процессе изготовления и/или обработки движущейся нити, используют изменения технологических параметров, например, изменение титра, отсутствие нитей, отсутствие препарирования, изменение плотности вытяжки, изменение скорости намотки, равномерности толщины нити по длине, способности окрашивания, изменение прочностных свойств нити. В предложенном способе накапливают и запоминают запись измеренного натяжения нити, по меньшей мере, для части процесса ее изготовления или обработки, а качество движущейся нити определяют путем сравнения записи дефекта со всеми частичными длинами записи натяжения движущейся нити. Запись дефекта осуществляют в границах изменения амплитудных и частотных колебаний натяжения нити, а качество движущейся нити определяют путем непрерывного сравнения сигнала усилия натяжения с накопленной записью дефекта. Задают критерии совпадения значений записи натяжения нити и записи дефекта путем наложения записи дефекта и критериев совпадения, образуют и накапливают маску дефекта, а качество движущейся нити определяют путем сравнения между маской дефекта и измеренным натяжением нити.

Ниже изобретения поясняется с помощью примера его осуществления. На фиг. 1 схематично изображен ход процесса, а именно: прядильного процесса для изготовления и вытяжки химической комплексной нити. На фиг. 2 изображены запись натяжения и маска дефекта.

Нить 1 прядут из термопластичного материала, загружаемого через загрузочное устройство 2 в экструдер 3. Экструдер приводят в действие электродвигателем 4, управляемым посредством блока управления 49. В экструдере термопластичный материал расплавляют. Для этого служит работа деформации, вводимая через экструдер в материал. Дополнительно предусмотрено нагревательное устройство 5 в виде резистивного нагрева, управляемое блоком управления 50 нагревом. По расплавопроводу 6 с датчиком 7 температуры расплав попадает к шестеренчатому насосу 9, приводимому в действие электродвигателем 44. Блок управления 45 насосом управляет электродвигателем 44 таким образом, что возможна очень тонкая регулировка частоты его вращения. Насос 9 подает поток расплава к прядильной головке 10, на нижней стороне которой находится фильера 11. Из фильеры 11 расплав выходит в виде тонких элементарных нитей 12, проходящих через охлаждающую шахту 14, в которой путем обдува 15 на элементарные нити поперек или радиально направляют поток воздуха и за счет этого охлаждают их.

На конце охлаждающей шахты 14 элементарные нити соединяют посредством препарационного валика 13 в комплексную нить 1 и пропитывают препарационной жидкостью. Нить сматывают из охлаждающей шахты и от фильеры посредством приемного диска 16, обиваемого нитью несколько раз. Для этого служит направляющий валик 17, установленный наискось к диску 16 с возможностью свободного вращения. Диск 16 приводится во вращение с предварительно регулируемой скоростью посредством электродвигателя 18 и частотного датчика 22. Эта скорость сматывания во много раз выше обычной скорости выхода элементарных нитей из фильеры 11.

За приемным диском 16 расположена пара вытяжных дисков 19.1 и 19.2 с дополнительным направляющим валиком 20.1 и 20.2. Оба соответствуют по конструкции приемному диску 16 с направляющим валиком 17. Для привода вытяжных дисков 19.1, 19.2 служат соответственно электродвигателя 21.1, 21.2 с частотными датчиками 23.1, 23.2. Входную частоту частотных преобразователей 22, 23.1, 23.2 равномерно задает управляемый частотный датчик. Таким образом, на частотных преобразователях 22, 23.1, 23.2 можно индивидуально устанавливать частоту вращения соответственно приемного диска 16 или вытяжных дисков 19.1, 19.2. Уровень скорости приемного 16 и вытяжных 19.1, 19.2 дисков, напротив, устанавливают сообща на частотном преобразователе 24.

От последнего вытяжного диска 19.2 нить 1 попадает к так называемому "головному нитеводителю" 25, а от него в раскладочный треугольник 26 (27). На фиг. 1 раскладочное устройство не изображено. Речь может при этом идти о винтовом валике и проходящем в нем нитераскладчике, который возвратно-поступательно направляет нить по длине бобины 33. При этом нить обвивает за раскладочным устройством контактный валик 28, прилегающий к поверхности бобины 33. Он служит для измерения поверхностной скорости бобины 33, образующейся на гильзе 35, которая зажата на веретене 34 мотальной головки. Веретено 34 приводится во вращение электродвигателем 36 и блоком управления 37 таким образом, что поверхностная скорость бобины 33 остается постоянной. Для этого в качестве регулируемой величины посредством ферромагнитного вкладыша 30 и магнитного импульсного датчика 31 определяют частоту вращения свободно вращающегося контактного валика 28 на валу 29.

Вытяжной диск 19.1 содержит нагревательное устройство 41, с помощью которого можно нагреть корпус диска и соответственно подогреть нить. За счет этого можно в большой степени повлиять на достигнутые вытяжкой свойства нити. Температурой нагревательного устройства 53 управляет блок управления 40 нагревом.

Вибрационный генератор 39, ферромагнитная вставка 38.

За вытяжным диском 19.2 по ходу движения нити предусмотрен датчик натяжения нити тензометр 8, который вырабатывает сигнал, представляющий усилие натяжения нити. В приборе 48 преобразуется непрерывно измеряемое усилие нити (запись натяжения нити). Выходной сигнал прибора 48 идет в вычислительный блок 46, в котором запись натяжения нити можно накопить для всей намотки бобины или основных, выбранных частей намотки.

Вычислительный блок соединен с памятью 47 записей дефектов, в которой хранятся, так называемые, "записи дефектов" или "изображения дефектов". В качестве записи дефекта в рамках настоящей заявки накоплена характеристическая кривая усилия натяжения нити, которая предварительно опытным путем была установлена как симптом определенного дефекта. Дополнительно или в качестве альтернативы можно также получить и накопить характеристическую кривую величины, выведенной из усилия натяжения нити. Такими выведенными величинами могут служить, например, первое или второе выведение кривой усилия натяжения нити, стандартное отклонение усилия натяжения нити, среднее значение, отклонение усилия натяжения нити от заданных предельных значений и т.п. Необходимо для каждой формы дефекта установить, какая из этих величин, т.е. усилие натяжения нити или выведенная из этого величина, имеет особенно характерный для дефекта вид.

Последовательным образом измеренное усилие натяжения нити преобразуется в приборе 48 также в выведенную величину, если запись дефекта накоплена как выведенная величина.

При вводе в память 47 записи дефекта необходимо еще дополнительно ввести в память 43 критерии схожести. Память 43 представляет собой логический модуль, посредством которого задают граничные области для сравнения введенных в цифpовом виде значений записи натяжения нити и записи дефекта.

Вычислительный блок выдает, следовательно, положительный сигнал не только при цифровом совпадении, но и при совпадении в определенных граничных областях.

Как вариант, запись дефекта может быть также выдана уже в памяти 47 в виде, так называемого, "изображения дефекта". Изображением дефекта в рамках настоящей заявки называется запись дефекта, когда она подготовлена таким образом, что зарегистрированы и накоплены все возможные кривые натяжения нити, характерным образом возникающие при определенном дефекте. В этом случае сравнение происходит в вычислительном блоке 46 в том смысле, что он проверяет, попадает ли актуальная запись натяжения нити (или выведенная из этого величина) в накопленные области изображения дефекта.

На фиг. 1 и еще более четко на фиг. 2 прямоугольник 22 на записи натяжения нити показывает область, в которой возникает определенный дефект. Типичным образом речь идет об утолщении, т.е. запутывании элементарной нити, возникшем в результате ее обрыва. Прохождение подобного утолщения через датчик 8 натяжения нити приводит к очень резкому увеличению натяжения нити, а затем к затуханию колебаний вокруг среднего значения. Крутизна возрастания, предельные значения и частота колебаний зависят от степени запутывания и возникшего за счет этого ухудшения внешнего вида нити. Характеристическим является, однако, колебание усилия натяжения нити, вызываемое и вводимое сначала за счет очень крутого возрастания усилия натяжения нити. В памяти 47 эта кривая накоплена таким образом, что регистрируется широкая область амплитуд колебаний и частот колебаний. Эта область имеет такую ширину, что, во всяком случае, возможна еще надежная индикация прохождения узлообразного запутывания через датчик натяжения нити.

Вычислительный блок 46 вырабатывает в этом случае сигнал качества Q.

Обработка сигналов качества Q, выработанных так, как это описано выше, происходит следующим образом: сигнал качества может быть выдан в виде оптического или акустического предупреждения или в виде записи, с помощью которой маркируют и классифицируют изготовленную бобину.

В качестве альтернативы или дополнительно сигнал качества может быть затем подан к одному или нескольким устройствам управления: 22 для приемного диска 16 и/или; 23.1, 23.2 для вытяжного диска 19.1 и/или 19.2 с целью воздействия на вытяжку; 24 для управления скоростью сматывания; 45 для управления частотой вращения насоса; 49 для управления частотой вращения экструдера; 50- для управления нагревательным устройством; 51- для управления охлаждающим устройством; 37- для управления скоростью намотки.

Управление экструдером включают, в частности, тогда, когда не используют дозирующий насос 9. В этом случае экструдер действует как насос, и за счет включения блока управления экструдером, т.е. за счет изменения частоты его вращения можно повлиять на объемную производительность экструдера.

При использовании дозирующего насоса 9 на пропускную способность прядильной головки 10 и фильеры 11 можно повлиять за счет включения блока управления 45 насосом, т.е. за счет изменения частоты его вращения.

За счет включения блока управления 51 охлаждающим воздухом можно повлиять на охлаждение. Это сказывается на титре нити. В частности, можно также за счет использования особых охлаждающих устройств, которые секторами охлаждают элементарные нити и/или фильер, повлиять на равномерность отдельных элементарных нитей.

В примере исполнения на фиг. 1 отдельные части установки выполнены с возможностью замены, и в этом случае выбирают соответственно другие параметры. В частности, экструдер может быть заменен выгружным насосом, и имеются также различные другие возможности охлаждения элементарных нитей. Также может быть предусмотрен дополнительный нагрев в вытяжных устройствах или вместо них.

В современных способах высокоскоростного прядения вытяжка дисками может быть ненужной. В этом случае нить либо сматывают от фильеры посредством единственного диска и подают к мотальной головке, либо сматывают от фильеры непосредственно с помощью намоточного устройства. С другой стороны, вытяжка может быть также заменена или дополнена другими элементами, например, дополнительным нагревательным устройством, в частности, нагревательной трубой.

В изображенном примере исполнения сигнал качества Q может быть использован для включения блока управления 24 сматыванием и/или блока управления 23.1 и/или 23.2 вытяжной.

Включение блока управления 24 сматыванием влияет на частоту вращения дисков 16, 19.1, 19.2 без изменения соотношения частот вращения. В этом случае вытяжка остается постоянной, а скорость нити изменяется. За счет этого можно повлиять на титр нити.

Включение блока управления 23.1 или 23.2 вытяжкой влияет на соотношение частот вращения дисков 19.1, 19.2, 16 и изменяет, таким образом, кратность вытяжки. За счет изменения кратности вытяжки могут быть изменены прочностные свойства нити, а также титр.

За счет управления веретеном можно, наконец, управлять также с помощью параметра качества окружной скоростью бобины 33, регулируемой контактным валиком 28. Это влияет, в частности, на строение бобины и усилие натяжение нити, с которым она укладывается на бобине.

С другой стороны, все описанные выше влияющие параметры можно зарегистрировать способом согласно изобретению, если предварительно опытным путем было установлено, что дефекты в отношении этих влияющих параметров приводят к характеристической кривой натяжения нити. Так, в частности, могут быть зарегистрированы: изменение титра за счет регулирования частоты вращения электродвигателя 44 насоса, нагревательного устройства 5, за счет загрязнения фильеры, за счет изменения скорости сматывания диска 16; отсутствие элементарных нитей, например, за счет их обрыва; отсутствие препарирования (израсходованная препарационная жидкость, дефект препарационного валика 13); изменение кратности вытяжки, например, за счет загрязнения или износа дисков 16, 19.2, 1, 19.2; изменение прочностных свойств, например, за счет направляющих нагревательного устройства 41; изменение скорости намотки, например, за счет неравномерности вращения контактного валика 28.

Благодаря тому, что за счет логического модуля 43 или ввода маски изображения дефекта происходит не цифровое сравнение натяжения нити, а сравнение его отдельных участков, надежность информации или искомого дефекта ограничивается, т. е. может случиться так, что полученная с помощью вычислительного блока 46 информация неоднозначна. В таком случае для того, чтобы информация о сигнале качества была определеннее, можно также использовать дополнительные параметры или выведенные из них величины. На фиг. 1 показано, что при сравнении частоты вращения шпинделя и частоты вращения контактного валика 28 в компараторе 42 образуется сигнал, представляющий диаметр бобины или выведенную из этого величину, например, рост бобины в единицу времени. Этот выходной сигнал дополнительно подается к вычислительному блоку 46 и используется для оценки записи натяжения нити. Таким образом, путем сравнения записи натяжения нити с изображением дефекта, символизирующим узлообразное запутывание, можно подобное запутывание диагностицировать и одновременно верифицировать за счет того, что рост бобины изменяется одновременно с возникновением этой характеристической кривой натяжения нити.

Подобное изменение роста бобины говорит также о том, что не все элементарные нити, из которых состоит комплексная нить, движутся без помех и непрерывно.

Формула изобретения

1. Способ контроля движущейся нити, включающий измерение натяжения нити в процессе ее изготовления и/или обработки, определение качества движущейся нити, отличающийся тем, что осуществляют запись натяжения нити в виде кривой измеряемого натяжения, а также запись дефекта соответственно в виде кривой изменения натяжения нити при возникновении определенного дефекта, накапливают и запоминают в виде образцового изображении дефектов участки записи изменения натяжения нити, сравнивают запись натяжения нити с образцовыми изображениями дефектов и совпадение одного из участков записи измеряемого натяжения нити с образцовым изображением дефекта используют как информацию о качестве движущейся нити.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве параметров, влияющих на возникновение дефекта в процессе изготовления и/или обработки движущейся нити, используют изменения технологических параметров, например изменение титра, отсутствие нитей, отсутствие препарирования, изменение кратности вытяжки, изменение скорости намотки, равномерности толщины нити по длине, способности окрашивания, изменение прочностных свойств нити.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что накапливают и запоминают запись измеренного натяжения нити по меньшей мере для части процесса ее изготовления или обработки, а качество движущейся нити определяют путем сравнения записи дефекта со всеми частичными длинами записи натяжения движущейся нити.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что запись дефекта осуществляют в границах изменения амплитудных и частотных колебаний натяжения нити, а качество движущейся нити определяют путем непрерывного сравнения сигнала усилия натяжения с накопленной записью дефекта.

5. Способ по пп. 1 4, отличающийся тем, что задают критерии совпадения значений записи натяжения нити и записи дефекта, путем наложения записи дефекта и критериев совпадения образуют и накапливают маску дефекта, а качество движущейся нити определяют путем сравнения между маской дефекта и измеренным натяжением нити.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2