Förderprojekt YarnSelector

 

Entwicklung einer automatischen Garnaussonderungseinheit zur Reduzierung von Gewebefehlern im Luftdüsenwebprozess

01.10.2020

Steckbrief

Eckdaten

Laufzeit:
01.10.2020 bis 30.09.2022
Akronym:
YarnSelector
Gruppe:
Produktionssysteme
Fördergeber:
AiF-IGF

Kontakt

Name

Philipp Schubert

Gruppenleiter Produktionssysteme

Telefon

work
+49 241 80-28031

E-Mail

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Motivation

Beim Luftdüsenweben wird ein Schussfaden mithilfe von Druckluft beschleunigt und im Rietkanal eingetragen. Während des Schusseintrags können Schussfehler, wie zum Beispiel Fadenbrüche oder unvollständig eingetragene Schüsse auftreten. Hierdurch kommt es zu Maschinenstillständen oder Gewebefehlern, welche sowohl die Produktivität der Anlage als auch die Gewebequalität mindern.

Bisher wurde das Garn als vorgegebener und unveränderlicher Parameter bei der Untersuchung von Schussfehlern betrachtet. Eine Analyse des Ausgangsgarns auf Fehlstellen (beispielsweise Dick- und Dünnstellen) bietet jedoch das Potential, einen Großteil der Gewebefehler frühzeitig zu erkennen. Um die Gewebequalität zu erhöhen und Maschinenstillstände zu meiden, wird im Rahmen des Forschungsprojekts daher ein System entwickelt, welches das Garn unmittelbar vor dem Schusseintrag bewertet und im Falle einer Fehlstelle aussondert.

 

Projektziele und Methoden

Ziel des Projektes ist eine Reduktion der Gewebefehler durch Einsatz eines automatisierten Garnaussonderungssystems. Das System soll dabei das Garn vor Eintrag in das Webfach bewerten, Fehlstellen im Garn automatisch erkennen und den beschädigten Garnabschnitt zur Laufzeit aussondern. Ziel ist eine Erhöhung der Gewebequalität, die Einsparung von Materialkosten sowie eine Vermeidung effizienzsenkender Maschinenstillstände.

Zwecks Online-Detektion von Garnfehlern wird ein optischer Sensor zwischen Spule und Vorspulgerät integriert. Mithilfe eines modellbasierten Zustandsbeobachters wird anschließend der Positionsverlauf detektierter Fehlstellen berechnet. Hierdurch kann die anschließende Aussonderung lediglich auf die fehlerhaften Wicklungen beschränkt werden. Die zu konstruierende Aussonderungseinheit garantiert dabei eine ausreichend hohe Dynamik, um die Fehlerstelle im laufenden Prozess auszusondern. Eine Synchronisierung des Aussonderungsvorgangs mit dem Webprozess erfolgt über eine ereignisbasierte Prozessführung, welche die aktiven Schusskanäle koordiniert und sicherstellt, dass die Webmaschine weiterhin mit möglichst hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann. Hierzu sollen Maschinenparameter wie die Abspulgeschwindigkeit der Spule oder die Maschinengeschwindigkeit mittels einer modellbasierten optimalen Steuerung angepasst werden. Schussbedingte Maschinenstillstände sollen so weitestgehend verhindert werden.

 

Innovationen und Perspektiven

Materialbedingte Ursachen für Schussfehler werden in Industrie und Forschungsarbeiten nur selten betrachtet. Ansätze zur Online-Garnanalyse und Selektion existieren derzeit nicht. Im Rahmen des Projekts werden Garnfehlstellen als primäre Ursache für Schussfehler und Maschinenstillstände betrachtet und über eine neuartige Garnaussonderungseinheit zur Laufzeit automatisch ausgesondert. Ein großes Potential der Automatisierungslösung (Aussonderungseinheit und überlagerte, optimale Prozessführung) liegt in der gegenüber etablierten Prozesssteuerungen erhöhten Effizienz aufgrund der reduzierten Maschinenstillstände. Zudem verspricht der Einsatz des automatisierten Garnaussonderungssystems eine verbesserte Gewebequalität, da abhängig des eingestellten Schwellwertes auch Garnabschnitte minderer Qualität ausgesondert werden können.

 
Projektpartner