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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR MONITORING A YARN TENSION OF A RUNNING YARN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/224398
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for monitoring a yarn tension of a running yarn in a yarn treatment process. To this end, the yarn tension of the yarn is continuously measured and the measurement signals for the yarn tension are compared with a threshold value of an admissible yarn tension. In the event of an inadmissible tolerance deviation of the measurement signals, a short-term signal path of the yarn tension is detected as a fault graph. In order to enable a fault diagnosis, the fault graph of the yarn tension is analysed using a machine learning program. The fault graph is then allocated to one of the existing fault categories or to a new fault category. The device according to the invention comprises for this purpose a diagnosis unit (18), which cooperates accordingly with the yarn tension evaluation unit (19).

Inventors:
HUTHMACHER JÖRG (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/064413
Publication Date:
December 13, 2018
Filing Date:
June 01, 2018
Export Citation:
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Assignee:
OERLIKON TEXTILE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B65H59/40; B65H63/02; G01L5/10; G01N33/36
Domestic Patent References:
WO2015052624A12015-04-16
Foreign References:
US5682146A1997-10-28
EP2107027A22009-10-07
DE19614027A11998-01-22
EP2644551A22013-10-02
DE19614027A11998-01-22
Attorney, Agent or Firm:
NEUMANN, Ditmar (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden Faden in einem Fadenbehandlungsprozess, bei welchem die Fadenspannung des Fadens fortlaufend gemessen wird, bei welchem Messsignale der Fadenspannung mit zumindest einem Grenzwert einer zulässigen Fadenspannung verglichen werden und bei welchem bei einer unzulässigen Toleranzabweichung der Messsignale ein kurzzeitiger Signalverlauf der Fadenspannung als ein Fehlergraph erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dassder Fehlergraph der Fadenspannung mit einem maschinellen Lernprogramm analysiert wird und dass der Fehlergraph einer bekannten Fehlergraphkategorie oder einer neuen Fehlergraphkategorie zugeordnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlergraphkategorien jeweils durch ein Fehlermuster eines der Fehlergraphen und/oder einer Gruppe von Fehlergraphen spezifiziert sind. 3. Verfahren nach einem der Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Fehlergraphkategorien eine bestimmte Prozessstörung und/oder ein bestimmter Bedienungsfehler und/oder ein bestimmter Störparameter und/oder ein bestimmter Produktfehler zugeordnet ist/sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Zuordnung eines der Fehlergraphen zu einer der Fehlergraphkategorien ein die Fehlergraphkategorie betreffender Steuerungsbefehl zu einer Prozessänderung ausgelöst wird. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Fehlergraphen durch zumindest einen Maschinenlernalgorithmus des maschinellen Lernprogramms ausgeführt wird.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Fehlergraphkategorien allein durch den Maschinenlernalgorithmus aus analysierten Fehlergraphen bestimmt ist.

Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden Faden in einem Fadenbehandlungsprozess, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend eine Fadenspannungsmessemrichtung (17) mit einem Fadenspannungssensor (17.1) und mit einem Messsignalaufnehmer (17.2) und eine Fadenspan- nungsauswertungseinheit (19) mit einem Fehlergrapherzeuger (19.1), dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannungsauswertungseinheit (19) mit einer Diagnoseeinheit (18) derart zusammenwirkt, dass ein Fehlergraph mit einem maschinellen Lernprogramm analysierbar ist und dass dem Fehlergraphen eine bekannte Fehlergraphkategorien oder eine neue Fehlergraphkategorie zugeordnet wird.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (18) eine Speichereinheit (21) und einen programmierbaren Lernprozessor (20) zur Ausführung des maschinellen Lernprogramms aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lernprozessor (20) mit einer Eingabeeinheit (22) gekoppelt ist, durch welche ein oder mehrere ermittelte Fehlergraphen einlesbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lernprozessor (20) mit einer Ausgabeeinheit (23) gekoppelt ist, durch welche eine Zuordnung der analysierten Fehlergraphen einer der Feh- lergraphkategorien visualisierbar ist.

1 1. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Lernprozessor (20) ein neuronales Netz zur Ausführung des maschinellen Lernprogramms aufweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinheit (18) mit einer Maschinensteuereinheit (16) verbunden ist, durch welche ein Steuerbefehl zur Prozessänderung ausführbar ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden Faden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Fadenspan- nung an einem laufenden Faden in einem Fadenbehandlungsprozess gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Überwachung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.

Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden Faden in einem Fadenbehandlungsprozess ist beispielsweise aus der DE 196 14 027 AI bekannt.

Bei der Herstellung und Behandlung von Fäden ist es üblich, Produkt und / oder Prozessparameter kontinuierlich zu überwachen, um so eine möglichst stabile Prozessführung und insbesondere möglichst eine stabile Produktqualität an dem Faden zu erhalten. Insbesondere bei der Herstellung von textu- rierten Fäden hat sich die Überwachung einer Fadenspannung an dem laufenden Faden bewährt, um Prozess Störungen und / oder Produktschwan- kungen zu erkennen. Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden Faden wird hierzu die Fadenspannung an dem Faden fortlaufend gemessen. Die dabei erzeugten Messsignale der Fadenspannung werden mit einem Schwellwert einer zulässigen Fadenspannung verglichen. Hierbei können sogenannte Fehlergraphen erzeugt werden, die den Signalverlauf der Messsignale der Fadenspannung bei unzulässiger Toleranzabweichung aufzeigen. Somit lassen sich insbesondere Qualitätsschwankungen an dem Faden feststellen, die beispielsweise eine Qualitätseinstufung ermöglicht. Darüber hinaus ist bekannt, dass die Fehlergraphen in Abhängigkeit von der jeweiligen Störung im Prozess unterschiedliche Signalverläufe der Fadenspannung wiedergeben. So können erfahrene Operator den Signalverlauf der Fadenspannung eines Fehlergraphen nutzen, um eine mögliche Störquelle zu identifizieren.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden Faden in einem Fadenbehandlungsprozess derart weiter- zubilden, dass eine verbesserte Prozessführung zur Herstellung gleichmäßiger Fadenqualitäten möglich wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspan- nung an einem laufenden Faden in einem Fadenbehandlungsprozess zu schaffen, mit welchem es möglich ist, Prozess Störungen zu identifizieren sowie schnell und gezielt zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merk- malen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die Fehlergraphen der Messsignalverläufe der Fadenspannung als Indiz einer Prozess Störung genutzt werden können. Um die Fehlergraphen als Grundlage für eine Diagnose zu verwenden, wird erfindungsgemäß der Fehlergraph mit einem maschinellen Lernprogramm analysiert. Danach wird der Fehlergraph einer bekannten Fehlergraphkategorie oder einer neuen Fehlergraphkategorie zugeordnet. Damit liegt eine eindeutige Klassifizierung des Fehlergraphens vor. Insbesondere die Zuordnung zu einer bekannten Fehlergraphkategorie ermöglicht eine frühzeitige Fehlerdiagnose, so dass zugrundeliegende Störursachen schnell erkannt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass während des Prozesses sich bisher nicht bekannte oder bisher nicht berücksichtigte neue Prozess Störungen einstellen. In diesem Fall kann der Fehlergraph durch das maschinelle Lernprogramm einer neuen Fehlergraphkategorie zugeordnet werden.

Die ermittelten Fehlergraphen können zur Erweiterung eines Datenpools gespeichert. Da die Fehlergraphen sich in ihrem Kurvenverlauf unterscheiden, besteht auch die Möglichkeit, die Fehlergraphkategorien durch ein Fehlermuster eines der Fehlergraphen oder einer Gruppe von Fehlergraphen der Fadenspannung zu spezifizieren. Dadurch lässt sich bei der Analyse der Fehlergraphen durch das maschinelle Lernprogramm eine Visualisierung der be- treffenden Fehlergraphkategorie wesentlich verbessern.

Um nach der Zuordnung der Fehlergraphen zu einer der Fehlergraphkategorien eine schnelle und gezielte Prozessänderung durchzuführen, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher jedem der Fehlergraph- kategorien eine bestimmte Prozessstörung und / oder ein bestimmter Bedienungsfehler und / oder ein bestimmter Störparameter und / oder ein bestimmter Produktfehler zugeordnet ist / sind. Damit kann nach Zuordnung der Fehlergraphen sofort die zugrundeliegende Ursache für die Fadenspan- nungsabweichung beseitigt werden. So lassen sich insbesondere bei der Herstellung der Fäden größere Ausschussmengen vermeiden.

Zur Automatisierung des jeweiligen Fadenbehandlungsprozesses ist die Verfahrensvariante vorteilhaft, bei welcher nach Zuordnung eines der Fehlergraphen zu einer der Fehlergraphkategorien ein die Fehlergraphkategorie betreffender Steuerungsbefehl zu einer Prozessänderung ausgelöst wird. Die Prozessänderung könnte beispielsweise ein direkter Eingriff in den Fadenbehandlungsprozess bewirken oder einen Eingriff durch einen Operator einleiten.

Da bei einem Fadenbehandlungsprozess eine Vielzahl von Fehlergraphen auftreten, hat sich die Verfahrensvariante besonders bewährt, bei welcher die Analyse der Fehlergraphen durch zumindest einen Maschinenlernalgo- rithmus des maschinellen Lernprogramms ausgeführt wird. So lässt sich eine künstliche Intelligenz dazu nutzen, um selbst bei einer großen Datenmenge strukturierte Analysen durchzuführen und bekannte und neue Fehlergraphkategorien schnell herauszufinden. Hierbei ist es jedoch zunächst erforderlich, dass der Maschmenlernalgorithmus zum Lernen zunächst auf ermittelte Basisdaten zurückgreift. Hierzu werden Fehlergraphen, die einer der Fehlergraphkategorien zuvor zugewiesen wurden, dem Maschmenlernalgorithmus zum Lernen übergeben. Nach einer Lernphase ist es möglich, dass der Maschmenlernalgorithmus durch Analyse eines vorgegeben Fehlergraphen selbsttätig diesen zumindest einer der vorhandenen Fehlergraphkategorien oder einer neuen Fehlergraphkategorie zuordnet. So können vorteilhaft auch neue Ursachen von Störungen im Prozess zukünftig erkannt und definiert werden. Die erfmdungsgemäße Vorrichtung lässt die Fadenspannungsauswertungs- einheit unmittelbar mit einer Diagnoseeinheit zusammenwirken, so dass Fehleridentifizierung und Diagnose möglich wird. Die Diagnoseeinheit er- möglicht so zunächst eine Analyse eines Fehlergraphen mit einem maschinellen Lernprogramm und eine anschließende Zuordnung des Fehlergraphen zu einer bestehenden Fehlergraphkategorien oder einer neuen Fehlergraphkategorie. Um die neu ermittelten Fehlergraphen für nachfolgende Analysen nutzen zu können, weist die Diagnoseeinheit eine Speichereinheit zur Speicherung der Fehlergraphen und einen programmierbaren Lernprozessor zur Ausführung des maschinellen Lernprogramms und anschließender Bestimmung der Fehlerkategorie auf.

Dabei könnte der Lernprozessor mit einer Eingabeeinheit gekoppelt sein, durch welche ein oder mehrerer ermittelte Fehlergraphen einlesbar sind. Damit können vorteilhaft auch bereits bekannte Fehlergraphkategorien der Diagnoseeinheit aufgebeben werden, um das maschinelle Lernprogramm zu verbessern.

Damit bei der Prozessführung ein Operator über den jeweiligen Prozesslauf informiert ist, ist des Weiteren vorgesehen, dass der Lernprozessor mit einer Ausgabeeinheit gekoppelt ist, durch welche eine Zuordnung der analy- sierten Fehlergraphen einer der Fehlergraphkategorien visualisierbar ist. Diese Ausgabeeinheit kann dabei vorteilhaft drahtlos mit dem Lernprozessor gekoppelt sein und jede Art von Gerät darstellen, mit welchem die Anzeige einer Fehlergraphkategorie möglich ist. Um ein möglich autarkes System zur Fehlerdiagnose zu erhalten, ist des Weiteren vorgesehen, dass der Lernprozessor ein neuronales Netz zur Ausführung eines maschinellen Lernprogramms aufweist. So können auch komplexe Fadenbehandlungsprozesse mit entsprechend großer Datenviel- falt kontinuierlich und sicher überwacht werden.

Zu Überwachung mehrere Fadenbehandlungsprozesse ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Weiterbildung vorteilhaft nutzbar, bei welchem der Lernprozessor räumlich getrennt zu der Eingabeeinheit und der Ausga- beeinheit angeordnet ist. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass der Lernprozessor mit mehreren Eingabeeinheiten und/oder mehreren Ausgabeeinheiten in Kontakt steht. Die Verbindung erfolgt dann bevorzugt drahtlos, so dass der Lernprozessor auch in einem virtuellen Raum ausgebildet sein könnte.

Zur Automatisierung wird die erfindungsgemäße Vorrichtungsvariante vorteilhaft genutzt, bei welcher die Diagnoseeinheit mit einer Maschinensteuereinheit verbunden ist, durch welche ein Steuerbefehl zur Prozessänderung ausführbar ist. So können präzise Störursachen unmittelbar nach Zuordnung des jeweiligen Fehlergraphen beseitigt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden in einem Fadenbehandlungsprozess wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

Es stellen dar: Fig. 1 schematisch einen Fadenbehandlungsprozess mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung

Fig. 2 schematisch das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen

Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung aus Fig. 1

Fig. 3.1

bis

Fig. 3.5 mehrere unterschiedliche Fehlergraphen unterschiedlicher Fehlergraphkategorien

In der Fig. 1 ist schematisch ein Fadenbehandlungsprozess mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Der Fadenbehandlungsprozess betrifft einen Texturierprozess, wie er in einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen einer Texturiermaschine ausführbar ist. In Fig. 1 ist schematisch eine Bearbeitungsstelle 1 und eine Spulstelle 2 einer derartigen Texturiermaschine dargestellt. Die Bearbeitungsstelle 1 weist eine Vorlagestation 4 auf, in welcher eine Vorlagespule 5 und eine Reservespule 6 gehalten sind. Die Vorlagespule 5 liefert einen Faden 3, der zum Verstrecken und Texturieren in die Bearbeitungsstelle 1 überführt wird.

Der Abzug des Fadens von der Vorlagespule 5 erfolgt durch eine erste Ga- letteneinheit 7.1. Die Galetteneinheit 7.1 wird über einen Galettenantrieb 8.1 angetrieben. Im weiteren Verlauf ist der Galetteneinheit 7.1 eine Heizeinrichtung 9, eine Kühleinrichtung 10 und ein Texturieraggregat 1 1 nach- geordnet. Das Texturieraggregat 1 1 wird über einen Texturierantrieb 1 1.1 angetrieben. Das Texturieraggregat 1 1 ist vorzugsweise als Friktionsdrallgeber ausgebildet, um an dem Faden 3 einen Falschdrall zu erzeugen. Zum Verstrecken des Fadens ist dem Texturieraggregat 1 1 eine zweite Ga- letteneinheit 7.2 nachgeordnet, die durch den Galettenantrieb 8.2 betrieben wird. Die Galetteneinheit 7.2 ist im Aufbau identisch zu der ersten Galet- teneinheit 7.1, wobei die zweite Galetteneinheit 7.2 mit einer höheren Um- fangsgeschwindigkeit zum Verstrecken des Fadens betrieben wird. Innerhalb der Bearbeitungsstelle 1 wird der Faden 3 somit texturiert und gleichzeitig verstreckt. Nach der Behandlung des Fadens wird dieser durch eine dritte Galetteneinheit 7.3 zu einer Spulstelle 2 geführt. Die Galetteneinheit 7.3 wird durch den Galettenantrieb 8.3 angetrieben.

Die Spulstelle 2 weist einen Spulenhalter 13 auf, welcher eine Spule 14 trägt. Der Spulenhalter 13 ist schwenkbar ausgebildet und lässt sich zum Auswechseln der Spule 14 manuell oder automatisiert bedienen. Dem Spulhalter 13 ist eine Treibwalze 15 zugeordnet, die durch einen Walzenantrieb 15.1 angetrieben wird. Zum Verlegen des Fadens am Umfang der Spule 15 ist der Spulstelle 2 eine Changiereinheit 12 zugeordnet, die einen antreibbaren Changierfadenführer aufweist. Der Changierfadenführer wird hierzu über den Changierantrieb 12.1 angetrieben. Der Changierantrieb 12.1 und der Walzenantrieb 15.1 der Spulstelle 2 sind als Einzelantriebe ausgebildet und mit einer Maschinensteuereinheit 16 verbunden. Ebenso sind die Galettenantriebe 8.1, 8.2 und 8.3 sowie der Texturierantrieb 1 1.1 der Bearbeitungsstelle 1 als Einzelantriebe ausgeführt und mit der Maschinensteuereinheit 16 gekoppelt.

Zur Prozessüberwachung wird an dem laufenden Faden 3 in einem Fadenabschnitt zwischen den Galetteneinheiten 7.2 und 7.3 kontinuierlich eine Fadenspannung gemessen und überwacht. Hierzu ist eine Fadenspan- nungsmesseinrichtung 17 vorgesehen, die einen Fadenspannungssensor 17.1 und einen Messsignalaufnehmer 17.2 aufweist. Der Fadenspannungs- messeinrichtung 17 ist mit einer Diagnoseinheit 18 verbunden. Zur weiteren Erläuterung der Diagnoseeinheit 18 wird zusätzlich zu der Fig. 2 Bezug genommen.

In der Fig. 2 ist schematisch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer Fadenspannung an einem laufenden Faden dargestellt. Die Diagnoseeinheit 18 umfasst hierbei die Fadenspannungsauswertungseinheit 19, die direkt mit der Fadenspannungsmesseinrichtung 17 verbunden ist. So werden die Messsignale des Messsignalaufnehmers 17.2 der Fadenspan- nungsauswertungseinheit 19 zugeführt. Innerhalb der Fadenspannungsaus- wertungseinheit 19 werden die Messsignale aufbereitet und mit zumindest einem Grenzwert verglichen. Üblicherweise wird das Messsignal an der Fadenspannung mit einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert verglichen. Sobald eine unzulässige Toleranzabweichung der Fadenspannung erkannt wird, wird ein kurzzeitiger Messsignalverlauf der Fadenspannung aufgezeichnet und als ein Fehlergraph erzeugt. Hierzu weist die Fa- denspannungsauswertungseinheit 19 einen Fehlergrapherzeuger 19.1 auf. Der Fehlergraph wird an einem Lernprozessor 20 übergeben. Der Lernpro- zessor 20 ist programmierbar ausgeführt und weist vorzugsweise ein neuronales Netz auf, um ein maschinelles Lernprogramm auszuführen. Das maschinelle Lernprogram umfasst zumindest einen Maschinenlernalgorithmus, um mit künstlicher Intelligenz umfangreiche Analysen durchführen zu können.

Dem Lernprozessor 20 ist eine Speichereinheit 21 zugeordnet, in welcher ein Datenpool von Fehlergraphen gespeichert ist. Desweiteren sind dem Lernprozessor 20 eine Eingabeeinheit 22 und eine Ausgabeeinheit 23 zugeordnet. Die Verbindungen zwischen dem Lernprozessor 20 und der Fadenspan- nungsmesseinrichtung 17, der Speichereinheit 21, der Eingabeeinheit 22 und der Ausgabeeinheit 23 kann durch jeweils eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung erfolgen. Insbesondere bei einer drahtlosen Verbindung besteht die Möglichkeit, dass die einzelnen Einheiten nicht unbedingt am selben Ort gehalten werden müssen. So ist der Lernprozessor 20 bevorzugt drahtlos in der Diagnoseeinheit 18 integriert. Dabei besteht auch die Möglichkeit den Lernprozessor 20 unabhängig von der Eingabeeinheit 22 und der Ausgabeeinheit in einem virtuellen Raum anzuordnen.

In dem Lernprozessor 20 wird der von dem Fehlergrapherzeuger 19.1 erzeugter Fehlergraph mit dem maschinellen Lernprogramm analysiert. Hierzu weist das maschinelle Lernprogramm zumindest einen Maschinenlernal- gorithmus auf, der mit Hilfe eines neuronalen Netzes eine strukturierte Analyse des Fehlergraphen zur Identifizierung einer Fehlergraphkategorie ausführt. Eine Fehlergraphkategorie kann hierbei durch ein einziges Fehlermuster eines der Fehlergraphen oder einer Gruppe von Fehlergraphen spezifiziert sein.

In den Fig. 3.1 bis 3.5 sind einige Ausführungsbeispiele von Fehlermustern typischer Fehlergraphen und Fehlergraphkategorien dargestellt. Jeder der in den Fig. 3.1 bis 3.5 dargestellten Fehlermuster bildet einen Fehlergraph nach, der einer bestimmten Fehlergraphkategorie zugeordnet ist.

In der Fig. 3.1 ist hierzu beispielhaft in der oberen Bildhälfte der Verlauf des Messsignals der Fadenspannung als Fehlergraph dargestellt. Das Messsignal der Fadenspannung wird in diesem Fall mit einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert verglichen. In dem Fehlergraph ist der obere Grenzwert mit dem Kennbuchstaben OG und der untere Grenzwert mit dem Buchstaben UG gekennzeichnet. Hierzu ist auf der Ordinate die Fadenspannung T und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen. Bei dem in Fig. 3.1 dargestellten Signalverlauf der Fadenspannung ist eine kurzzeitige Über- schreitung des oberen Grenzwertes zu erkennen. Diese sehr plötzliche Überschreitung hat ihre Ursache in einem sogenannten Knotenüberlauf. So geht aus dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 hervor, dass ein Ende der Vorlagespule mit einem Anfang der Reservespule verknotet ist, um einen kontinuierlichen Prozess zu ermöglichen. Dieser Verbindungsknoten im Fadenlauf führt am Fadenspannungssensor 17.1 zu einer kurzzeitigen Fadenspannungserhöhung. Insbesondere für den Weiterverarbeitungsprozess ist die Information von großer Bedeutung, ob eine Endspule einen Knoten und somit das Vorlagematerial von zwei Vorlagespulen enthält. In der Fig. 3.1 ist der in der oberen Bildhälfte dargestellte Fehlergraph als ein Fehlermuster in der unteren Bildhälfte dargestellt. Das in Fig. 3.1 in der unteren Bildhälfte dargestellte Fehlermuster könnte beispielsweise eine Fehlergraphkategorie A darstellen. In der späteren Prozessführung lässt sich somit durch Analyse der Fehlergraphen die Fehlergraphkategorie A ermit- teln und möglicherweise mit dem Fehlermuster einem Operator gegenüber visualisieren.

In den Fig. 3.2 bis 3.5 sind weitere Fehlermuster dargestellt, die jeweils eine bestimmte Fehlergraphkategorie bestimmen.

Das in Fig. 3.2 dargestellte Fehlermuster bestimmt die Fehlergraphkategorie B. Die Fehlerkategorie B könnte ihre Störursache in einem Fadenbruch oder einem Bedienfehler, da die Fadenspannung an dem Fadenspannungssensor plötzlich komplett einbricht. Das in Fig. 3.3 dargestellte Fehlermuster bestimmt die Fehlergraphkategorie C. Die Fehlergraphkategorie C könnte beispielsweise eine Verschleißsituation an den Prozessaggregaten beispielsweise einer vom Faden kontak- tierten Kühlschiene darstellen.

Bei dem in Fig. 3.4 dargestellten Fehlermustern liegt die Toleranzabweichung des Messsignals des Fehlergraphen am unteren Grenzwert. Dies deutet auf einen kurzzeitigen Fadenspannungsverlust hin. Das zugehörige Feh- lermuster definiert in diesem Fall die Fehlergraphkategorie D. Hier könnte eine Prozess Störung beim Spulenwechsel in der Spulstelle 2 vorliegen.

In dem in Fig. 3.5 dargestellten Fehlermuster ist eine wiederkehrende Überschreitung des Messsignals der Fadenspannung gegenüber dem oberen Grenzwert gemessen. Das zugehörige Fehlermuster bildet in diesem Fall die Fehlergraphkategorie E. Die Fehlergraphkategorie E könnte beispielsweise in einer ungleichmäßigen Texturierung des Fadens liegen.

Insoweit ist jedem der Fehlergraphkategorien A bis E eine bestimmte Pro- zessstörung oder ein bestimmter Bedienungsfehler oder ein bestimmter Produktfehler zugeordnet. Die in den Fig. 3.1 bis 3.5 dargestellten Fehlergraphkategorien sind beispielhaft. In einem Fadenbehandlungsprozess, wie in Fig. 1 dargestellt, kann eine Vielzahl von Fehlergraphkategorien auftreten, denen eine eindeutige Ursache im Prozess zugrunde liegt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Diagnoseeinheit 18 wird innerhalb des Lernprozessors 20 der von der Fadenspannungsauswertungseinheit 19 bereitgestellte Fehlergraph mit dem maschinellen Lernprogramm analysiert. Hierbei wird der Fehlergraph mit Hilfe von zumindest einem vorzugsweise mehre - ren Maschmenlernalgorithmen analysiert. Am Ende der Analyse erfolgt eine Klassifizierung in eine der bereits gelernten Fehlergraphkategorien. Falls es sich hierbei um eine noch nicht bekannte Fehlergraphkategorie handelt, wird eine neue Fehlerkategorie geschaffen und innerhalb des ma- schinellen Lernprogramms des Lernprozessors aufgenommen.

Zur Ausführung der Operationen weist der Lernprozessor ein neuronales Netz auf, um den Maschinenlernalgorithmus ausführen zu können. Die Diagnoseeinheit ist somit völlig autark, um die Fehlergraphen zu analysieren und damit die Fadenspannung zu überwachen und entsprechende Maßnahmen zur Behebung von Störungen einzuleiten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 hat die aktuelle Analyse der Fehlergraphen eine Zuordnung zur Fehlergraphkategorie A ergeben. Diese Feh- lergraphkategorie wird an der Ausgabeeinheit 23 beispielsweise durch das Fehlermuster visualisiert, so dass ein Operator informiert ist und ggf. selbst Handlungen durchführen kann. Alternativ könnte jedoch durch den Lernprozessor 20 unmittelbar ein Signal an die Maschinensteuereinheit 16 gegeben werden. Daher ist der Lernprozessor 20 auch mit der Maschinensteuer- einheit 16 verbunden. So könnte beispielsweise bei der Fehlergraphkategorie A ein vorzeitiger Spulenwechsel eingeleitet werden, um in der gewickelten Spule keine Knotenverbindung zu enthalten.

Im späteren Verlauf des Prozesses ist die Diagnoseeinheit 18 in der Lage auch neue bisher nicht bekannte Fehlerkategorien zu generieren. Die Diagnoseeinheit 18 stellt somit ein Selbstlernsystem dar, durch welches eine automatisierte Klassifizierung in verschiedenen Kategorien erfolgt. Jede der Fehlergraphkategorien könnte dabei eine bestimmte Prozessstörung darstellen, so dass den erfassten Fehlergraphen automatisiert über die Fehler- graphkategorie ein Störparameter zugeordnet werden könnte. Durch den Zusammenhang zwischen Fehlergraphkategorie und Störparameter könnten somit schnelle und eindeutige Fehlerdiagnosen in dem Texturierprozess ausgeführt und durch entsprechende Reaktionen automatisiert beseitigt werden.