本發(fā)明涉及一種用于在梳理設(shè)備處設(shè)置纖維定向的方法和裝置。

背景技術(shù)：
在梳理設(shè)備處，纖維塊被開松直至成為單纖維。由此制成的纖維網(wǎng)通常由以確定的方向定向的纖維構(gòu)成，所述確定的方向例如能夠通過機器方向(MachineDirection＝MD)預(yù)設(shè)。該纖維網(wǎng)在縱向方向上具有高的強度，但是在橫向方向(CrossDirection＝CD)上只有低的強度。通過例如對在繃圈和工作輥之間的間隙進行影響或者通過對從繃圈中送出的纖維網(wǎng)進行壓紗，纖維的縱向定向能夠被反作用。但是，壓紗過程提高了所產(chǎn)生的纖維網(wǎng)的單位面積重量，并且從而降低了設(shè)備的生產(chǎn)速度，這是因為所產(chǎn)生的纖維束的長度縮短。此外已知的是，制造在所有方向上強度幾乎相等的雜亂纖維網(wǎng)。在這種情況下，所要求的雜亂層不是恒定的尺寸，而是嚴重取決于產(chǎn)品所要求的其它特性，所述產(chǎn)品例如用作衛(wèi)生用品、隔音材料、過濾器或類似物。為了產(chǎn)生具有較高強度和較高單位面積重量的材料，已知的是，將纖維束轉(zhuǎn)動90°相互層疊并進一步處理各纖維束。然而，為此所需要的交叉鋪網(wǎng)機非常昂貴。依據(jù)個別情況，目前需要精確地與最終產(chǎn)品一致的纖維定向。所述纖維定向能夠在全部纖維絨中產(chǎn)生，或者僅在所選擇的區(qū)域中產(chǎn)生。重新定向的纖維絨具有對于最終產(chǎn)品而言明顯更好的機械特性，這涉及強度和延展度。在此，在縱向方向和橫向方向上的各向同性之比MD/CD＝1是非常均衡的。但是因為對于特定的產(chǎn)品要求而言需要其它各向同性比，因此纖維束的單位面積重量也隨著在梳理機的區(qū)域中設(shè)置的纖維定向而改變。目前，在梳理機上設(shè)置纖維定向通過手動地設(shè)置相關(guān)組件實現(xiàn)，所述組件例如為除紗器、壓紗輥或雜亂輥，僅列舉幾個。但是，這種設(shè)置通過機器操作者手動地進行，而機器操作者受主觀觀察限制并從而由于所需要的與在此期間的實驗室分析的迭代步驟而非常耗時和耗材。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
因此本發(fā)明的目的是，提供一種用于在梳理設(shè)備處設(shè)置纖維定向的方法和裝置，借助其實現(xiàn)設(shè)備部件的快速的和自動化的設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)教導(dǎo)，確定纖維絨的纖維定向并且產(chǎn)生第一調(diào)節(jié)參數(shù)，接著沿纖維絨的輸送方向求得纖維絨的單位面積重量并且將其作為第二調(diào)節(jié)參數(shù)產(chǎn)生，其中，將第一和第二調(diào)節(jié)參數(shù)與相配設(shè)的控制參數(shù)進行比較，并且在調(diào)節(jié)參數(shù)偏離控制參數(shù)時能夠借助于信號操縱用于纖維定向的至少一個調(diào)整環(huán)節(jié)和/或用于單位面積重量的至少一個調(diào)整環(huán)節(jié)。沿纖維絨的輸送方向在至少一個出料側(cè)上的送紗輥的下游測量所述纖維定向。因此，在該測量點之前在壓紗輥處、除紗器處、雜亂輥處或繃圈處進行用于纖維定向的設(shè)置。因為通過設(shè)置纖維定向也改變纖維絨的單位面積重量，所以沿纖維絨的輸送方向在用于纖維定向的第一測量元件的下游測量單位面積重量。借助本發(fā)明的特征可能的是，不僅設(shè)置纖維定向，而且在此也設(shè)置關(guān)于在后續(xù)的生產(chǎn)設(shè)備處的纖維網(wǎng)帶長度和重量的生產(chǎn)量或生產(chǎn)速度。因此可能的是，在連續(xù)生產(chǎn)時快速地改變梳理設(shè)備的設(shè)置，而不會有損于后續(xù)的生產(chǎn)設(shè)備。在有利的設(shè)計方案中，調(diào)整環(huán)節(jié)的操縱以預(yù)設(shè)的時間間隔逐步地進行，因此不發(fā)生過度調(diào)節(jié)，在過度調(diào)節(jié)的情況下纖維定向和生產(chǎn)量或生產(chǎn)速度經(jīng)受過大的波動。所述時間間隔由死時間和測量元件的測量時間構(gòu)成，以至于調(diào)節(jié)參數(shù)能夠接近控制參數(shù)。在本方法的優(yōu)選的實施方案中，所述死時間由待調(diào)整的調(diào)整環(huán)節(jié)與測量元件的距離產(chǎn)生。因此只有當(dāng)已改變的調(diào)整環(huán)節(jié)的效果能夠由測量元件采集時才進行重新調(diào)整。本發(fā)明的一個重要特征是，調(diào)節(jié)器包括特性曲線調(diào)節(jié)器，所述特性曲線調(diào)節(jié)器能夠借助于模糊邏輯描繪出復(fù)雜的有效相關(guān)性并且能夠借助于用于不同的纖維類型的經(jīng)驗值對可能的故障參數(shù)做出反應(yīng)。在此，調(diào)節(jié)器是梳理設(shè)備的控制裝置的集成的組成部件。第一測量元件包括至少一個CCD相機，所述CCD相機適于求得在纖維絨的大致整個寬度上的纖維定向。該第一測量元件能夠是距纖維絨一定距離地以大視角監(jiān)視整個工作寬度的單個CCD相機，或者該第一測量元件能夠是距纖維絨短的距離地周期性地巡視工作寬度的單個CCD相機。此外能夠?qū)⒍鄠€CCD相機設(shè)置到纖維絨的工作寬度上，其測量范圍能夠部分重合。這些CCD相機允許實際地實時確定MD/CD比，以至于在沒有產(chǎn)生損耗的情況下實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的非常快速的調(diào)節(jié)。對于CCD相機可替代地，也能夠使用高分辨率的攝像機或具有圖像分析程序的光學(xué)測量元件。在有利的實施方案中，第二測量元件能夠構(gòu)造為輻射測量裝置或光學(xué)測量裝置或構(gòu)造為傳送帶秤，借助其能夠可靠和準(zhǔn)確地測量單位面積重量。優(yōu)選的是，調(diào)整環(huán)節(jié)構(gòu)造為高動態(tài)性伺服馬達或線性驅(qū)動器，其能夠?qū)φ{(diào)整環(huán)節(jié)的改變非?？斓刈龀龇磻?yīng)。通過伺服馬達能夠設(shè)置脫紗輥的和/或壓紗輥的和/或雜亂輥的轉(zhuǎn)速或圓周速度。在此被證實為有利的是，為了設(shè)置纖維定向，纖維絨的壓紗多級式地進行。也就是說，在脫紗輥下游的后續(xù)的輥(例如第一壓紗輥)具有比脫紗輥低的速度。此外因此后續(xù)的壓紗輥又具有比第一壓紗輥低的速度。因此纖維定向能夠基于預(yù)設(shè)的MD/CD值被非常準(zhǔn)確地設(shè)置。在另一實施方案中，借助于伺服馬達或線性驅(qū)動器能夠設(shè)置脫紗輥和/或壓紗輥和/或雜亂輥彼此間的距離。因此也能夠?qū)w維絨進行壓紗并且從而設(shè)置纖維定向。不言而喻，將圓周速度的改變和各輥彼此間的距離的改變進行組合是可能的和有意義的。在一個優(yōu)選的設(shè)計方案中，借助于至少一個伺服馬達或線性驅(qū)動器能夠設(shè)置在繃圈處的梳理間隙的尺寸。因此，在纖維絨中非常早地設(shè)置纖維定向，這能夠?qū)φ{(diào)節(jié)時間產(chǎn)生正面的影響。為了使所設(shè)置的纖維定向?qū)罄m(xù)的生產(chǎn)過程不產(chǎn)生影響，能夠經(jīng)由用于單位面積重量的調(diào)整環(huán)節(jié)對在梳理設(shè)備之前的纖維塊的量或纖維塊在傳送帶上的層厚產(chǎn)生影響。因此能夠確保在纖維絨處的不變的生產(chǎn)長度或生產(chǎn)量，以至于后續(xù)的生產(chǎn)設(shè)備能夠持續(xù)地移動。本方法的另一有利的實施方案提出，在具有兩個脫紗單元的梳理設(shè)備中，在纖維絨結(jié)合到一起并被增強之前，在每個傳動帶的區(qū)域中測量纖維定向和單位面積重量，這是因為在纖維絨結(jié)合到一起之后準(zhǔn)確地測量進而調(diào)節(jié)纖維定向變得困難。此外，該方法步驟提供了如下可能性：制造纖維定向不同的兩個纖維絨并且后續(xù)將各纖維塊增強，以至于能夠產(chǎn)生增強的纖維網(wǎng)，所述纖維網(wǎng)能夠最優(yōu)地適配于所期望的產(chǎn)品特性。本發(fā)明的另一改進方案能夠如下進行，即測量元件設(shè)置在傳送帶的其中兩個纖維絨結(jié)合到一起的區(qū)域中。在此，用于下方的纖維絨的測量元件設(shè)置在下方的傳送帶之下，而用于上方的纖維絨的測量元件設(shè)置在上方的傳送帶之上。因此能夠在非常短的路程上與后續(xù)的增強的纖維網(wǎng)無關(guān)地單獨地為每個纖維絨設(shè)置纖維定向。根據(jù)本發(fā)明的用于在梳理設(shè)備處設(shè)置纖維定向的裝置包括第一測量元件，所述第一測量元件適于確定纖維絨的纖維定向。此外該裝置包括第二測量元件以及調(diào)節(jié)器，所述第二測量元件適于求得纖維絨的單位面積重量，所述調(diào)節(jié)器將來自測量元件的用于纖維定向和用于單位面積重量的調(diào)節(jié)參數(shù)與相應(yīng)的控制參數(shù)進行比較。在此，在調(diào)節(jié)參數(shù)偏離控制參數(shù)時，所述調(diào)節(jié)器生成信號，通過所述信號能夠操縱用于纖維定向的至少一個調(diào)整環(huán)節(jié)和/或用于單位面積重量的至少一個調(diào)整環(huán)節(jié)。在有利的實施方案中，第一測量儀沿纖維絨的輸送方向設(shè)置在至少一個出料側(cè)上的送紗輥的下游。因此由于前面的壓紗過程能夠非?？斓販y量和設(shè)置纖維定向，而不會由于誤差值而發(fā)生生產(chǎn)損耗。此外，第二測量儀沿纖維絨的輸送方向設(shè)置在第一測量元件的下游，以至于能夠借助纖維定向(其能夠改變單位面積重量)的設(shè)置來測量并且在梳理設(shè)備之前影響單位面積重量。因此確保后續(xù)的連續(xù)生產(chǎn)。由于具有至少一個CCD相機的第一測量元件實際地實時確定纖維定向，所以過程偏差的在線檢測是可能的，因此確保了可連續(xù)測量性和構(gòu)建于其上的對纖維網(wǎng)質(zhì)量的調(diào)節(jié)。由在梳理機中的技術(shù)問題產(chǎn)生的故障(例如設(shè)備磨損、變臟或堵塞或錯誤的機器設(shè)置)能夠立即被識別出和排除。通過生產(chǎn)的在線監(jiān)視可以降低過程成本。附圖說明下面借助于示意性示出的可能的實施例詳細闡述本發(fā)明。附圖示出：圖1梳理設(shè)備；圖2從梳理機送出的纖維帶的俯視圖；圖3具有雜亂輥的另一梳理設(shè)備。具體實施方式在圖1中示出已知的梳理設(shè)備1，該梳理設(shè)備具有用于纖維塊的進料側(cè)1a和用于纖維絨20的一個或多個出料側(cè)1b。在梳理設(shè)備1的進料側(cè)1a的上游設(shè)置有未示出的喂入機構(gòu)，例如震動井筒式喂入機構(gòu)(Rüttelschachtspeiser)，借助所述喂入機構(gòu)將纖維塊置于未示出的傳送帶上。所述傳送帶例如構(gòu)造有輻射測量裝置或光學(xué)測量裝置或傳送帶秤，所述輻射測量裝置或光學(xué)測量裝置或傳送帶秤測量被置于傳送帶上的纖維層并且將數(shù)據(jù)輸送給控制裝置。在控制裝置內(nèi)將重量數(shù)據(jù)與梳理設(shè)備1的處理速度進行比較，以至于梳理設(shè)備以近似恒定的速度產(chǎn)生均勻的纖維絨20。對于震動井筒式喂入機構(gòu)可替代地，梳理設(shè)備1也能夠構(gòu)造有具有集成的纖維網(wǎng)厚度測量裝置的梳理機喂入機構(gòu)，其中經(jīng)由所述纖維網(wǎng)厚度測量裝置來求得重量。在梳理設(shè)備1中將纖維塊在設(shè)備的進料側(cè)1a處輸入并且經(jīng)由牽伸羅拉2、前置式紗筒3和傳輸單元4一直引至繃圈5，以至于纖維塊被開松直至成為單纖維并被定向。在傳送纖維塊過程期間，換向輥6和工作輥7將纖維保持在前置式紗筒3上或繃圈5上，以至于形成纖維絨20，所述纖維絨在繃圈5之后被脫紗輥8朝出料側(cè)1b的方向傳輸。在該實施例中，繃圈5順時針轉(zhuǎn)動并且將所產(chǎn)生的纖維絨20移交給上方的和下方的相向轉(zhuǎn)動的脫紗輥8。為了使纖維絨20能夠從繃圈5移交到脫紗輥8上，在繃圈5和脫紗輥8之間設(shè)置非常小的間隙。此外，脫紗輥8的表面構(gòu)造為使得在該輥表面和待移交的纖維之間能夠形狀鎖合。一個或多個壓紗輥9、9’以及呈環(huán)繞的傳送帶11的形式的脫紗單元連接到脫紗輥8上，所述傳送帶必要時能夠構(gòu)造有一個或多個送紗輥12。在圖1中示出的梳理設(shè)備1構(gòu)造有上方的和下方的脫紗單元，并且因此纖維絨20能夠形成兩個分開的層。當(dāng)然還可能的是，梳理設(shè)備1構(gòu)造有僅一個脫紗單元。在圖2中示出從梳理機1中送出的纖維帶20的俯視圖，其中沒有細節(jié)地標(biāo)明梳理機1的區(qū)域。在送紗輥12的下游(圖1)在每個傳送帶11的區(qū)域中設(shè)置有第一測量元件13，所述第一測量元件測量纖維絨20的纖維定向。第一測量元件13能夠包括一個或多個CCD相機，所述CCD相機在纖維絨20的寬度上測量纖維定向。測量結(jié)果是纖維定向的MD/CD比，該MD/CD比作為實際值或調(diào)節(jié)參數(shù)13a輸送給調(diào)節(jié)器15(圖2)并且與用于纖維定向的額定值或控制參數(shù)16進行比較。通過LED燈用光來照射纖維絨并且將由此產(chǎn)生的圖像通過特殊的算法轉(zhuǎn)換成纖維定向，CCD相機快速實時地確定纖維定向。不言而喻，對于CCD相機的可替代的解決方案是可能的，其中例如借助于高分辨率的攝像機和相配設(shè)的圖像分析程序能夠光學(xué)地確定纖維定向。在朝出料側(cè)1b的方向上在第一測量元件13的下游設(shè)置有第二測量元件14，該第二測量元件測量纖維絨20的單位面積重量。第二測量元件14能夠構(gòu)造為輻射測量裝置或光學(xué)測量裝置或者構(gòu)造為傳送帶秤，其將實際的單位面積重量作為第二實際值或調(diào)節(jié)參數(shù)14a輸送給調(diào)節(jié)器15。預(yù)設(shè)的單位面積重量作為額定值或控制參數(shù)17輸送給調(diào)節(jié)器15，并且將其與用于單位面積重量的第二調(diào)節(jié)參數(shù)14a進行比較。由于調(diào)節(jié)偏差，調(diào)節(jié)器15求得不同的預(yù)設(shè)調(diào)整參數(shù)，這些調(diào)整參數(shù)作用到不同的調(diào)整環(huán)節(jié)18、19、19’、19”、19”’、……上，這些調(diào)整環(huán)節(jié)又影響纖維定向和/或單位面積重量。用于纖維定向的調(diào)整環(huán)節(jié)19、19’、19”、19”’、……能夠是脫紗輥8、壓紗輥9、9’和/或雜亂輥10(圖3)的高動態(tài)性伺服驅(qū)動器或線性驅(qū)動器，借助所述調(diào)整環(huán)節(jié)調(diào)節(jié)這些輥8、9、9’、10彼此間的距離以及其差速。此外伺服驅(qū)動器或線性驅(qū)動器能夠用作調(diào)整環(huán)節(jié)19，借助該調(diào)整環(huán)節(jié)設(shè)置在繃圈5處的梳理間隙的尺寸。例如通過壓紗輥9相對于脫紗輥8的低圓周速度，對纖維絨20進行壓紗，并且在此使纖維沿橫向方向重新定向。但是，纖維絨20的壓紗導(dǎo)致接著纖維絨20的所期望的單位面積重量提高，由此纖維絨20變得更緊密并從而產(chǎn)生小的生產(chǎn)長度。這導(dǎo)致還降低后續(xù)的設(shè)備的生產(chǎn)速度。為了補償這個不利的效果，能夠經(jīng)由在梳理設(shè)備1之前的用于單位面積重量的調(diào)整環(huán)節(jié)18減少喂入的纖維塊的量，因此更薄層的纖維塊被輸送到傳送帶上，但是該更薄層的纖維塊更快地引向梳理設(shè)備1，以至于單位面積重量14a的調(diào)節(jié)參數(shù)在此再次接近單位面積重量的控制參數(shù)17。通過減小脫紗輥8和壓紗輥9之間的間隙，實現(xiàn)相同的效果。這也導(dǎo)致纖維在橫向方向上的加強的重新定向，由此提高纖維絨20的單位面積重量，并且從而減小生產(chǎn)長度。在這兩種情況下，MD/CD比都變大。纖維絨20的多級式壓紗具有如下優(yōu)點：能夠非常準(zhǔn)確地設(shè)置MD/CD比，其中，對纖維定向的最大影響通過脫紗輥8和第一壓紗輥9之間的差速產(chǎn)生。在第一和第二壓紗輥9、9’之間的差速改善所期望的結(jié)果。例如能夠經(jīng)由伺服馬達的調(diào)整環(huán)節(jié)19、19’和19”將脫紗輥8的圓周速度調(diào)節(jié)為290m/min，將第一壓紗輥9的圓周速度調(diào)節(jié)為170m/min，并且將第二壓紗輥9’的圓周速度調(diào)節(jié)為140m/min，因此獲得約為2的MD/CD值，以至于獲得MD/CD值為1.1的纖維定向。在該過程期間，例如提高用于單位面積重量的調(diào)整環(huán)節(jié)18，以至于單位面積重量的調(diào)節(jié)參數(shù)14a再次適配于單位面積重量的控制參數(shù)17。在所期望的MD/CD值為3.1的情況下，能夠經(jīng)由伺服馬達的調(diào)整環(huán)節(jié)19、19’和19”將脫紗輥8的圓周速度調(diào)節(jié)為280m/min，將第一壓紗輥9的圓周速度調(diào)節(jié)為210m/min，并且將第二壓紗輥9’的圓周速度調(diào)節(jié)為180m/min，因此獲得約為1.6的總壓紗比，以至于獲得MD/CD比為3.1的纖維定向。同樣在這里，在該過程期間，例如提高用于單位面積重量的調(diào)整環(huán)節(jié)18，以至于單位面積重量的調(diào)節(jié)參數(shù)14a再次適配于單位面積重量的控制參數(shù)17。根據(jù)圖1的具有上方的和下方的脫紗單元的實施例，在壓紗輥9、9’的下游在傳送帶11的區(qū)域中分別具有第一測量元件13的布置結(jié)構(gòu)具有如下優(yōu)點：纖維絨20尚未被增強就已被開松直至成為單纖維。如果將兩個纖維絨20結(jié)合到一起并且然后才測量纖維定向，那么由于不同的絨結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生使整個調(diào)節(jié)設(shè)計方案明顯變得更復(fù)雜的問題。這尤其是在抽吸出的預(yù)先打開的纖維由于梳理設(shè)備中的邊緣抽吸而被輸送回過程中時產(chǎn)生嚴重影響，因此纖維定向不再統(tǒng)一和/或能夠出現(xiàn)在帶寬度上的大幅波動。對此可替代的布置結(jié)構(gòu)是，測量元件設(shè)置在上方的和下方的纖維絨結(jié)合到一起的區(qū)域中，其中，測量元件13、14能夠設(shè)置在下方的傳送帶之下，并且從而從下方測量下方的纖維絨20。在上方的傳送帶的區(qū)域中，如慣常那樣從上方測量上方的纖維絨20。該布置結(jié)構(gòu)非常節(jié)省空間并且能夠由于被改變的死時間而是有利的。調(diào)節(jié)器15有利地指集成的特性曲線族調(diào)節(jié)器，其能夠借助于模糊邏輯描繪出復(fù)雜的有效相關(guān)性。該調(diào)節(jié)器15同時是梳理設(shè)備1的控制裝置的集成的組成部件，所述梳理設(shè)備因此能夠補償在過程中產(chǎn)生的故障參數(shù)，例如大幅波動或不同的纖維含量。調(diào)節(jié)器15總是僅逐步地重新調(diào)整所述調(diào)整環(huán)節(jié)19、19’、19”、19”’、……，其中該調(diào)整以計算出的時間間隔進行，所述時間間隔由測量時間和死時間構(gòu)成。例如能夠?qū)⒁幻氲臅r間確定為測量時間。死時間由待調(diào)整的調(diào)整環(huán)節(jié)例如距第一或第二測量元件13、14的距離(即例如脫紗輥8或壓紗輥9、9’的伺服馬達距第二測量元件13的距離)參照纖維絨20的生產(chǎn)速度計算出。對于調(diào)整環(huán)節(jié)18、19、19’、19”、19”’、……的調(diào)整的值是經(jīng)驗值，其對于不同的纖維類型而言能夠是不同的并輸入調(diào)節(jié)器15中。同樣地，調(diào)節(jié)器的特性曲線族基于針對纖維絨的材料、MD/CD比、厚度以及從而針對纖維絨的單位面積重量的經(jīng)驗值。這些值存儲在調(diào)節(jié)器15的特性曲線族中并且因此在調(diào)節(jié)參數(shù)(13a、14a)偏離控制參數(shù)(16、17)時控制轉(zhuǎn)速或輥間隙的改變的大小。尤其是在改變輥間隙時(其中直接改變單位面積重量)，能夠直接實現(xiàn)到用于單位面積重量的調(diào)整環(huán)節(jié)(18)的信號，借助該信號在梳理設(shè)備之前影響輸送速度或被輸送的纖維塊的量。圖3的實施例與圖1的實施例的區(qū)別僅在于在繃圈5和脫紗輥8之間設(shè)置有雜亂輥10。由于其圓周速度、轉(zhuǎn)動方向和齒位，雜亂輥10在纖維絨20中產(chǎn)生特殊的雜亂層，該雜亂層通過后續(xù)的脫紗輥和壓紗輥8、9、9’壓縮和重新定向。鑒于所期望的MD/CD比，雜亂輥10的伺服驅(qū)動器構(gòu)成另一調(diào)整環(huán)節(jié)19”’。附圖標(biāo)記清單1梳理設(shè)備1a進料側(cè)1b出料側(cè)2牽伸羅拉3前置式紗筒4傳輸單元5繃圈6換向輥7工作輥8脫紗輥9、9’壓紗輥10雜亂輥11傳送帶12送紗輥13第一測量元件13a第一調(diào)節(jié)參數(shù)14第二測量元件14a第二調(diào)節(jié)參數(shù)15調(diào)節(jié)器16纖維定向的控制參數(shù)17單位面積重量的控制參數(shù)18用于單位面積重量的調(diào)整環(huán)節(jié)19、19’、19”、19”’、……用于纖維定向的調(diào)整環(huán)節(jié)20纖維絨