Zero Twist Feeder door IRO

Ontvang onze
casebook

VINTECC-klanten-Iro

Door Brecht Vermeulen, Project Manager bij Vintecc, Creator of Smarter Machines

Onze competenties

  • Matlab/Simulink modeleren
  • Digital Twin
  • Snelle prototyping

Door modelgebaseerde ontwerpen en codegeneratie te introduceren, werd het traject van idee, naar proof of concept, naar marktintroductie aanzienlijk korter.

Brecht Vermeulen

IRO is een Zweeds bedrijf dat deel uitmaakt van de groep Vandewiele en al meer dan 60 jaar innovatieve accessoires levert voor textielmachines, we denken hierbij aan: een uitgebreid assortiment van inslagtoevoersystemen en hulpapparatuur voor rapier-, projectiel-, lucht- en waterstraalweefmachines

IRO Zero Twist Feeder

De Zero Twist Feeder is een actief gestuurd systeem om platte banden en garens zonder twist naar een weefgetouw te voeren.

Uitdaging

Bij het weven met een klassieke feeder wordt het garen van de spoel getrokken in de axiale richting van de spoel en gebufferd op een aangedreven axiale spoel; dit om de onderbroken garenvraag van het weefgetouw met hoge snelheden aan te kunnen.

Door deze manier van toevoeren ontstaat er een twist in het garen dat naar het weefgetouw wordt gevoerd. Bij het weven van platte garens, vb. platte kunststof tapes, resulteert dit in textiel van mindere kwaliteit. De reden hiervoor is omdat de wendingen in het garen als kleine openingen in het textiel kunnen worden gezien.

Het garen moet tijdens het weven altijd worden uitgerekt. Als de spanning te laag is, kunnen er garenlussen in de stof ontstaan. Als de spanning te hoog is, kan het garen breken. Bij voorkeur blijft de garenspanning dus constant, ondanks de hoge garenversnellingen tijdens elke invoer.

Oplossing

IRO heeft een systeem ontwikkeld waarbij de spoel actief wordt afgerold in radiale richting.
Een actief gestuurde bufferarm lost het verschil op tussen: het afrollen van de spoel met een constante snelheid, en de repetitieve, maar wisselende garenvraag van de weefmachine, per weefmachinecyclus. Bij het bufferen en loslaten van garen uit de buffer, moet de garenspanning zo constant en laag mogelijk blijven gedurende de hele invoercyclus.
Een veergespannen sensorarm met lage traagheid, meet de garenspanning en geeft deze door aan het besturingssysteem dat de bufferarm bedient.

Modelgebaseerde benadering

Vintecc was betrokken bij de ontwikkeling van de geavanceerde besturingsalgoritmen. De snelheid waarmee het weefgetouw draait, zijn te hoog voor een klassiek feedbacksysteem. Ook moet het besturingssysteem flexibel en slim genoeg zijn om het hoofd te bieden aan:

  • verschillende soorten garen
  • verschillende soorten klossen
  • verschillende soorten weefgetouwen met verschillende breedtes die op verschillende snelheden draaien.

Voor deze ontwikkeling gebruikten we de modelmatige aanpak.

Eerst werd er een digital twin gemaakt van de Zero Twist Feeder en de garenvraag door het weefgetouw in Simulink. Zo kon de ontwikkeling van de besturingssoftware in simulatie beginnen. Het controlemodel bestaat uit een automatische kalibratieroutine om de variabiliteit (van garens, klossen en weefgetouwen) aan te kunnen, alsook een leerstrategie om de garenspanning tijdens het weven constant te houden.

Van het gecreëerde bestuderingsmodel werd code gegenereerd en werd het ingezet op een controller doel om te testen op een prototype van de Zero Twist Feeder. Dit bewees dat het concept van Zero Twist Feeding resulteert in een aanzienlijke verbetering van de textielkwaliteit.

Gebruiksvriendelijke interface op een tablet

Daarnaast ontwikkelde Vintecc ook een HMI om het systeem te besturen, enkele parameters te wijzigen en belangrijke signalen te visualiseren. Dit zorgde ervoor dat textielingenieurs van IRO het systeem konden uitproberen en verbeteringen konden voorstellen.

De relevante machine-informatie wordt opgehaald uit een OPC-UA-server en wordt gevisualiseerd op een webpagina.

Dit omvat belangrijke diagnostische informatie en visualisatie van belangrijke info in grafieken, zoals de garenspanning. Vanuit de HMI kunnen verschillende machine-instellingen worden ingesteld om de Zero-Twist Feeder te configureren.

De Zero-twist feeder wordt met een kleine tablet aan de klant geleverd. Voor de gebruiksvriendelijkheid is de HMI ook ingezet als Android-app, die dezelfde HMI schermvulling toont na verbinding met de lokale wifi-hotspot van de Zero-twist feeder.

Service technici en ingenieurs hebben met een paswoord toegang tot Capture.

Capture logt alle belangrijke sensorwaarden en de machinestatus in een hoog tempo lokaal op de IPC, met een bewaarbeleid van één maand. Als een klant problemen ervaart, helpt dit om het probleem te onderzoeken en nuttige feedback te geven.

Ontwikkeling van de snelheid

De modelgebaseerde benadering heeft verschillende voordelen:

Ten eerste zorgde het gebruik van een digitale twin ervoor dat de besturingssoftware sneller kon ontwikkeld worden zonder schade te riskeren.
IRO waardeerde ook dat het model realistisch was en dat er in technische eenheden over kon worden gepraat.
Dit maakte de discussies met niet-softwaregerichte ingenieurs gemakkelijker.

Ten tweede, zorgde de codegenerator van het besturingsmodel ervoor dat snelle iteraties van software mogelijk was.
Dit versnelde de ontwikkeling aanzienlijk.
Amper 1,5 jaar nadat IRO het eerste prototype had gebouwd en Vintecc betrokken raakte bij de softwareontwikkeling, werd de machine gepresenteerd op de ITMA2019-beurs in Barcelona.

Eindresultaat

Vintecc assisteerde IRO bij de softwareontwikkeling van de Zero Twist Feeder.
Door modelgebaseerd ontwerp en codegenerator te introduceren, werd het pad van idee, naar proof of concept, naar marktintroductie aanzienlijk korter.
Binnen de Van De Wiele groep heeft de workflow die wordt gebruikt voor de ontwikkeling van de Zero Twist Feeder, de aandacht getrokken van verschillende geïnteresseerde divisies.

Na de marktintroductie werd besloten om de productie te lanceren en de eerste units aan klanten te verkopen. IRO en Vintecc blijven verder samenwerken om de Zero Twist Feeder te verbeteren wat betreft prestaties en functies.

 

Door modelgebaseerde ontwerpen en codegeneratie te introduceren, werd het traject van idee, naar proof of concept, naar marktintroductie aanzienlijk korter.

Brecht Vermeulen

Onze competenties

  • Matlab/Simulink modeleren
  • Digital Twin
  • Snelle prototyping

Heeft u een gelijkaardig project en heeft u nood aan expertise in Digital Twin & rapid prototyping?

Deze projecten vind je wellicht ook interessant

Onze oplossingen

Software ontwikkeling / sensor technologie / Automatische code generatie

Process simulatie / Virtuele inbedrijfsstelling / Geautomatiseerd testen

Data verzameling & exploratie / Rapportering & Alarmering / IoT & Cloud

Machine learning / Data gedreven inzicht / Visie systemen