用于运行环锭纺纱机的方法和环锭纺纱机
技术领域
本发明涉及按照独立专利权利要求的前序部分所述的用于运行环式机（Ringmaschine）的方法和环锭纺纱机。
背景技术
具有作为对于带式驱动装置的替代物的单锭驱动装置的环锭纺纱机是已经长久以来已知的，尽管其至今在实际中出于不同原因而相对于常规的带式驱动装置还不能够占优。与此相应地，在该领域存在大量的出版物，这些出版物尤其是致力于在机架上、也即在锭轨上对这种锭机组的固定或者驱动方案。CH698768A2公开例如一种这样的具有单锭驱动装置的纺纱机。EP1191132A2和EP389849A2同样公开了具有单锭驱动装置的纺纱机。
这些驱动装置包括旋转有效的电驱动电机，其经由在驱动电机的轴末端侧所设置的操纵器、例如以引导辊子的形式所装备的方式来作用到纱线、纤维、羊毛或针织物上。此外，典型地设置不同的外部传感器以及附加的执行元件，所述外部传感器尤其是用于检测该纱线的、该纤维的、该羊毛的或该针织物的方位。附加的执行元件例如用于预张紧或定位纱线、纤维、针织物或羊毛。旋转有效的电驱动电机通常总体上以弹性地安装的方式来设置，以便一方面保护该驱动装置免于谐振问题并且另一方面也在高转速情况下保证足够的运转平稳性和使用寿命。
为了控制或调节电驱动电机，设置分散式控制模块。该分散式控制模块在功能上并且通常也在空间上被设置为驱动装置的部分，该分散式控制模块本来就与外部传感器和附加的执行元件共同作用。该分散式控制模块通过适合的通信装置来与上级的中央控制装置连接。
该中央控制装置尤其是对该纺织机的多个驱动装置进行协调。原则上，已经多年来证明在纺织机中对这样的驱动装置的使用是适合的。尽管如此，分布式实施的系统是比较大的、昂贵的并且鉴于装配和维护方面是耗费的。
文献EP2999096A2涉及一种纺织机，其具有至少一个驱动装置，该驱动装置包括旋转有效的电驱动电机，该电驱动电机具有总是区段式地由驱动电机的壳体所包围的定子，该定子具有至少一个绕组，该电驱动电机具有在驱动电机的轴上关于定子可旋转地保持的转子并且具有用于该轴的至少一个轴承，其包括用于支撑该驱动电机的至少各个功能组件的弹性装置并且包括被分配给该驱动电机的分散式控制模块，该分散式控制模块一方面与该驱动电机共同作用并且另一方面与该驱动装置的至少一个传感器共同作用并且其具有用于与上级的中央控制装置通信的装置，其中至少一个被设置用于支撑轴的轴承通过该弹性装置而关于该定子而言挠性地支撑在该壳体上，使得该轴与转子相对于该定子可移动地被保持，使得作为驱动电机而设置电的同步电机并且通过第一传感器能够检测该轴的相对于该壳体的位置和/或通过第二传感器能够检测该轴的旋转角。
WO2009132469A1公开一种具有单锭驱动装置的纺纱机，其特征在于，控制区段包括四个电路板，这些电路板分别包括多个锭驱动装置电子部件单元，其中在这些电路板上通过线路路径来引导进行能量供给和与锭驱动装置电子部件单元的通信，其中电路板被构造为分段电路板，其包括该分段电子部件单元和一个或多个连接接口，外部通信设备和电流供给装置以及电路板彼此串联连接。
在此情况下，有关的锭驱动装置电子部件单元或分段电子部件单元例如可以被设计用于自主实施以下功能其中的一个或多个：纱线断头检测、粗纺阻挡、单锭驱动控制、单锭驱动装置的热监控、粗纺切换、锭子转速测量、纱线应力测量、与所分配的自动行进装置的通信、纺纱位置操作者引导、干扰显示、手动开关和/或其他传感器功能。优选地，通过被分配给相应的工位的电机驱动装置的电流或功率消耗能够通过相应的锭驱动装置电子部件单元确定纱线断头和/或经提高的纱线应力。由机器控制单元自身来进行例如起动控制和/或流程控制，所述起动控制和/或流程控制不仅在正常关断而且也在供电故障时的紧急关断的情况下能够变得有效。
但是，对于这些实施方式而言不利的是，尤其是在单锭驱动装置处必须确保来自中央控制装置的通信，这通过现有的通信装置是不可能的。此外，在单锭驱动装置情况下迄今为止在这样的范围内而不可能的是，在中央控制装置中获得关于锭子的、锭子状态的或纺纱情形的进一步的信息并且尤其是将其使用用于预见性维护。
发明内容
本发明的任务进一步是：提出一种具有单锭驱动装置的纺织机，该纺织机尤其是环锭纺纱机，其中提供关于锭子的状态的信息并且能够将其使用用于预见性维护。
该任务与专利权利要求1的前序部分相应地通过一种方法而由此得以解决：
存在至少一个分段模块，该分段模块被分配给多个分散式控制模块；
其中，该分段控制模块通过其由分散式控制模块来获得关于转动部转速、转动部的状态、锭子的运行状态、轴承状态或轴承损坏或油位的信息。
该任务也与专利权利要求的前序部分相应地通过环锭纺纱机由此得以解决：
存在至少一个分段模块，该分段模块被分配给多个分散式控制模块；
其中，该分段控制模块具有用于与分散式控制模块通信的装置；和
该分段控制模块包括用于确定关于转动部转速、转动部的状态、锭子的运行状态、轴承状态或轴承损坏或油位的信息的装置。
能够由分段模块来询问关于所分配的分散式控制模块的电驱动装置的电流形状和/或负荷减少的（多个）信息并且由其来发送给分段模块并且在那里进行评估。在一种可替代的实施方式中，能够由所分配的分散式控制模块来评估关于电驱动装置的电流形状和/或负荷减少的（多个）信息并且由该控制模块来发送给被分配给该分散式控制模块的分段模块。有利地，该分段模块可以相继地询问所有的所分配的分散式控制模块，获得并评估所述信息。该分段模块将有利地具有用于询问所分配的分散式控制模块的相应装置。
所述评估可以包括平均值形成或傅里叶变换。在傅里叶变换的范畴内，在设计中可以尤其是应用到短时傅里叶变换、Gabor变换、快速傅里叶变换或离散傅里叶变换，作为离散余弦变换或作为离散正弦变换。在小波变换的情况下尤其是使用离散小波变换、快速小波变换、小波包变换或静态小波变换。同样地，可以使用信号的离散的、静态特征参量并且放弃在频域中的信号变换。作为特征参量尤其是应用到随机变量、例如期望值、绝对偏差、方差、斜度、余量或协方差。同样地，可以使信号相关、尤其是交叉相关或自相关。最终，能够构成经变换的信号和静态的特征参量的组合。共同的意图尤其是：在模式识别的范畴内将实际测量信号与参考信号状态比较，其中参考信号能够由一个或多个相邻锭子的信息而生成或者从存储器读出。这尤其是基于关于论及的信号的相似性的论述，根据特定特征来进行，其中所述特定特征从该信号中生成并且在特征工具中被汇总。
分散式控制模块可以有利地基于电驱动装置的负荷减少来确定纱线断头并且将其通知给所分配的分段模块。该分段模块于是具有用于通信的装置，以便在控制模块处通知维护车所述负荷减少或纱线断头。此外，控制模块可以有利地使用来自电驱动装置的电流信号的信息，以用于锭子的、转动部的转速调节或纱线应力的调节。
有利地，从单锭驱动装置获得的关于转动部转速、转动部的状态、锭子的运行状态、轴承状态或轴承损坏或油位的信息能够经由中央控制装置被转发给用于预见性维护的系统。用于预见性维护的系统有利地具有适合的算法，以便基于一个或多个数据的时间上的发展、不同的由锭子测量的数据相互间的比较（交叉相关）以及与数据库中存储的数据的比较来预测，在何时单锭驱动装置的、环形转动部等等的哪个元件必须在何时被更换。该系统也包括存储器，以便存储所述数据。利用该系统，操作员可以提前规划需要的维护。用于预见性维护的系统可以此外与自动预订系统一起使用，使得能够进行对替换件和磨损件的必要预订并且使其及时地存在以用于维护。
作为锭子的电驱动装置可以存在电的同步电机或异步电机或者无刷直流电机。所述锭子可以具有机械的和/或磁性的轴承。
本发明也涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品的特征在于，该计算机程序产品能够直接地被加载到环锭纺纱机的内部存储器中并且包括软件代码段，在该计算机程序产品在环锭纺纱机上被执行的情况下，利用这些软件代码段来实施根据前述的根据本发明的方法权利要求之一所述的方法步骤。
附图说明
在接下来的实施例中描述本发明的其他优点，其中：
图1示意性地示出具有单锭驱动装置的环锭纺纱机；和
图2示意性地示出环锭纺纱机的通信系统。
仅仅示出了对于本发明重要的特征。相同的特征在不同的附图中配备有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示意性地示出根据本发明的环锭纺纱机1，该环锭纺纱机拥有多个并排布置的纺纱位置2。这些纺纱位置2处于在环锭纺纱机1的纵向X上布置在头部31和脚部32之间。环锭纺纱机1的头部31和脚部32可以包含轴承、驱动装置、控制装置等等，这些都是对于机器的运行而言必要的。如进一步例如在图1中示意性示出的两个纺纱位置2处可见的，每个纺纱位置2由粗纱管4组成，该粗纱管被布置在牵伸装置5上并且在该粗纱管上卷绕有粗纱6。该粗纱6从粗纱管4通过牵伸装置5来伸展，该粗纱在此处被拉伸，以便然后被引导至纱形成元件。环绕的转动部或者环形转动部将完成的纱卷绕到管纱7上。该管纱7被安置在锭子8上。
图2示意性地示出环锭纺纱机1的通信系统。该环锭纺纱机1为了驱动锭子8而具有单锭驱动装置9，这些单锭驱动装置驱动这些锭子8。作为单锭驱动装置9使用电驱动装置，因此例如使用电的同步电机、异步电机、无刷直流电机等或者同等价值的电机。给每个单锭驱动装置9分配分散式控制模块10。
这些锭子8、单锭驱动装置9和控制模块10被布置在环锭纺纱机1的锭轨22上。该锭轨22仅仅示意性地被示出并且处于该锭轨22上的构件相应地在图2中在该元件之内。锭轨22有利地是可移动地安装的。所述电驱动装置9的连接端具有连接电缆，这些连接电缆在锭轨22上被合并并且在锭轨的末端处被连接在电流供给装置上。有利地，通过插接连接来实现在电驱动装置9上的连接端。
控制模块10具有如下任务：监控单锭驱动装置9并且实施来自上级控制装置的指令。在本发明的范畴内能够设想的是，将单锭驱动装置9的多个分散式控制模块10合并。多个分散式控制模块10、例如64个控制模块10与上级的分段控制模块11通信，在图2中示例性地示出其中的两个。但是，分段控制模块11的数目将取决于锭子8的数目，就如这利用虚线的控制模块10表明的那样。分段模块11处理来自控制模块10的信息并且将该信息转发。多个分散式的分段控制模块11与环锭纺纱机1的上级中央控制模块12通信。该中央控制模块12是中央机器控制装置，该中央机器控制装置拥有所有的机器数据并且将其在统计学上处理和视觉化。为此目的，将显示器20连接到该中央控制模块12上。所述机器数据可以在此处由用户通过显示器20来询问。也可能的是，将所述数据转发到移动应用上。
在中央控制模块12和分段控制模块11之间存在机器数据总线13，并且在分段控制模块11和分散式控制模块10之间存在分段数据总线14。该分段数据总线14负责用于在控制模块10和分段控制模块11之间的通信；通过该分段数据总线，由分段模块11将指令传送给控制模块10，并且将锭子8的电驱动装置9的测量数据或运行状态由控制模块10输送到分段控制模块11。
附加于或者独立于数据总线13、14地，存在数字通信网15，中央控制模块12和分散式控制模块10利用其来彼此通信。通过该通信网15来将时间关键的和安全性相关的信息由中央控制装置12通过分段控制模块11（虚线）直接转发到控制模块10。通过该通信网15，可以同时地由该中央控制装置12来对该电驱动装置9的所有分散式控制模块10进行作用，因此可以例如通过数字通信网络15来将例如开始/停止信号或用于控制加速度或制动斜坡的指令由中央控制装置12发送到分散式控制模块10。
图2还示出指令和报告元件17，其中给每个单锭驱动装置9分配恰好一个指令和报告元件17。这些指令和报告元件以操作元件17的形式被布置在环锭纺纱机的环形轨23上。多个控制模块16通过分段指令总线19来与指令和报告元件17连接并且是其上级的。机器指令总线18确保在控制模块16和中央模块12之间的通信。只要是控制模块10确定出错误，该信息就通过总线系统14、13、18、19被发送给所分配的报告元件17并且在那里示出。该操作者然后具有在环形轨23上将指令（例如开始或停止）在指令元件17上输入的可能性，其中该指令然后通过总线系统14、13、18、19被发送回给控制模块10。
基于电流消耗（负荷减少）能够从单锭驱动装置9的分散式控制模块10确定纱线断头或爬行锭子（Schleichspindel）。基于电流形状，可以在机械轴承情况下确定转速、转动部转速、转动部状态、锭子的运行状态、轴承状态或轴承损坏、油位等等。一旦该锭子8装备有磁性轴承，就可以附加地通过激活的磁性轴承的电流消耗来确定管纱7的重量。在负荷减少和与此关联的纱线断头的情况下，确定的分散式控制模块10可以将其报告给分段控制模块11。但是，该分段模块11也可以相继地询问所有所分配的离散式控制模块10。因此获得的信息然后相继地被评估并且运行状态被确定。
该分组模块11为了确定所提及的运行状态而具有用于评估所获得的信息的（计算）装置。该计算装置包括用于形成电流消耗的平方平均值的装置和用于变换电流形状的装置。为了将信号从时域变换到频域，尤其是利用经验模式分解作为主要组成部分来使用傅里叶变换、小波变换或希尔伯特黄变换。在傅里叶变换的范畴内，在设计中可以尤其是应用到短时傅里叶变换、Gabor变换、快速傅里叶变换或离散傅里叶变换，作为离散余弦变换或作为离散正弦变换。在小波变换的情况下尤其是使用离散小波变换、快速小波变换、小波包变换或静态小波变换。同样地，可以使用信号的离散的、静态特征参量并且放弃在频域中的信号变换。作为特征参量尤其是应用到随机变量、例如期望值、绝对偏差、方差、斜度、余量或协方差。同样地，可以使信号相关、尤其是交叉相关或自相关。最终，能够构成经变换的信号和静态的特征参量的组合。共同的意图尤其是：在模式识别的范畴内将实际测量信号与参考信号状态比较，其中参考信号能够由一个或多个相邻锭子的信息而生成或者从存储器读出。这尤其是基于关于论及的信号的相似性的论述，根据特定特征来进行，其中所述特定特征从该信号中生成并且在特征工具中被汇总。
在可替代的实施方式中，控制模块10具有上文所提及的（计算）装置，以便评估运行状态。所述计算装置将结果然后发送给所分配的分段模块11，用于进一步处理。此外，控制模块10可以使用来自电驱动装置9的电流信号的信息，用于锭子8的、转动部的转速调节和纱线应力的调节。
在图1中示出的维护车21沿着环锭纺纱机1的纺纱位置的纵向x来移动，以便例如消除纱线断头或其他故障。只要是控制模块10或分段模块11以上文提及的方式（电流消耗、负荷减少等等）来确定出纱线断头、爬行锭子或其他功能故障，就可以通知该维护车该纺纱位置8。该维护车然后行驶至该纺纱位置8并且例如重新安置纱线或以其他方式来消除故障。例如通过总线13、14来将通信发送给中央控制模块12，其通知维护车。
有利地，从单锭驱动装置获得的关于转动部转速、转动部的状态、锭子8的运行状态、轴承状态或轴承损坏或油位的信息能够在纺纱机1自身上被显示和/或经由中央控制装置12被转发给用于预见性维护的系统24。
用于预见性维护的系统24具有适合的算法，以便基于一个或多个数据的时间上的发展、不同的由锭子测量的数据相互间的比较（交叉相关）以及与数据库中存储的数据的比较来预测，在何时单锭驱动装置9的、环形转动部等等的哪个元件必须在何时被更换。该系统24也将包括存储器，以便存储这些数据。这样的以大数目的数据（大数据）来工作的系统例如从WO2018055508中已知。
用于预见性维护的系统24还包括显示装置，该显示装置是纺纱厂的中央显示装置，在该中央显示装置上示出各个机器和尤其是环锭纺纱机1。操作员可以在那里提前了解（多个）机器的所需的维护并且对其进行规划。用于预见性维护的系统24将包括所有必要的用于维护的信息（其包括操作指导和显示在内）：在哪个机器上，在何时必须执行哪些维护。这些信息可以也被发送给环锭纺纱机1并且在那里在本地显示器20上被显示。一旦操作员结束了维护的必要步骤，他就将其在显示器20上或中央显示器上输入并且确认工作结束。
该用于预见性维护的系统24可以此外与自动预订系统一起使用，使得能够进行对替换件和磨损件的必要预订并且使其及时地存在以用于环锭纺纱机1的单锭驱动装置9的维护。
本发明也涉及一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品能够直接地被加载到环锭纺纱机1的内部存储器中并且包括软件代码段，在所述计算机程序产品在所述环锭纺纱机1上被执行的情况下，利用所述软件代码段来实施根据前述的根据本发明的方法权利要求之一所述的方法步骤。
附图标记列表
1 环锭纺纱机
2 纺纱位置
31 环锭纺纱机1的头部
32环锭纺纱机1的脚部
4 粗纱管
5 牵伸装置
6 粗纱
7 管纱
8 锭子
9 锭子8的单锭驱动装置
10 单锭驱动装置9的分散式控制模块
11 分段控制模块
12 中央控制模块
13 机器数据总线
14 分段数据总线
15 数字通信网
16 用于指令和报告元件17的控制模块
17指令和报告元件，操作单元
18 机器指令总线
19 分段指令总线
20 显示器
21 维护车
22 锭轨
23 环形轨
24 用于预见性维护的系统
25 预订系统。
