CN101384500A - 对纱线筒子的品质进行分级的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于通过算术模块(25)对纱线(3)的品质进行自动分级尤其用于检测所述纱线(3)的镜像的方法。所述方法包括如下步骤：借助于相机(21)对所述纱线(3)的至少一个图像进行光学检测；利用变换算法将所述图像的数字版本的像素转换成数据值；以及根据所述数据值计算品质指数。另外，本发明还公开了一种用于执行本发明方法的装置。

Description

对纱线筒子的品质进行分级的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于对纱线筒子(yarn bobbin)的品质进行自动分级尤其用于检测所述纱线筒子的图案区的方法和装置。根据本发明的方法适于应用在纱线的复摇(re-reeling)处理中以及以复摇速度实现所述复摇处理的装置(复摇装置)中，所述方法包括从供给筒子对纱线去缠绕并且将所述纱线缠绕到以缠绕速度进行旋转的纱线载体上的步骤，其中，所述纱线通过线轨迹从所述供给筒子导引到所述纱线载体。

背景技术

在纱线生产过程中频繁地执行纱线的复摇。关于这一点，希望对纱线进行缠绕从而使得筒子作为供给筒子能够以最佳可行方式应用在接下来的处理中。具体地讲，应该将缠绕的方式和缠绕的密度进行优化。例如，在一些纱线处理过程的情况下，不能够接受纱线非系统性地缠绕到所述供给筒子上即对纱线进行已知的“随机缠绕”。此外，当例如在染色过程中处理纱线时，对要进行染色的纱线进行复摇或者将预定纱线长度即预定运行长度的纱线缠绕到筒子上。

期望以尽可能快的缠绕速度(复摇速度)执行复摇。然而，随着缠绕速度增大，在复摇处理中要进行复摇的纱线的线张力也增大，并且日益更加频繁地发生线张力的波动。由于缠绕过程中线张力波动会导致缠绕的纱线密度波动，所以后者会导致生产出的筒子上的缠绕的品质下降。在接下来的处理过程中，后者能够依次损害这些筒子的去缠绕行为。此外，在复摇过程中，线张力波动能够容易地导致断线。后者累积发生尤其在整数缠绕比(whole number winding ratio)即筒子旋转与所谓的供给筒子的图案区或图案的倍冲数(double strokerate)之比。在这些区域中，这些线层靠近在一起并且没有通过交叉点进行固定，从而在纱线的越端去缠绕(over-end unwinding)过程中这会导致一起拖拽相邻线以及由此导致线张力峰值或者导致断线。这些线张力峰值明显地限制复摇速度。

通常，通过脱离辊子(脱离传递系统)的旋转运动从供给筒子脱离纱线。所述脱离辊子一般包括主辊子和被动分离辊子，其中，所述主辊子由电机进行驱动，所述被动分离辊子确定围绕所述主辊子的纱线的缠绕的几何形状。为了避免去缠绕区域中的线张力的变化，已知通过“咬送辊子”即另一个辊子在主辊子上施加压力。由此，纱线夹在主辊子与所述另一个辊子之间，其结果是，纱线以主辊子的切向速度进行脱离。另外，已知不同的预拉伸系统，这些预拉伸系统被布置在供给筒子与传递单元之间，从而照从供给卷筒进行脱离的样子增大并稳定纱线的线张力。在复摇过程中频繁地将纱线进行越端脱离。在越端撤回(over-end withdrawal)的过程中，供给筒子自身不旋转，由此，在越端撤回的过程中，可以与立即可用预留供给筒子进行工作。

除了由于供给筒子的图案所导致的提及的线张力峰值，由于以下原因在复摇过程中纱线的线张力在线轨迹上发生改变，这些原因如下:

因为由于纱线的去缠绕使得供给筒子的直径随时间而减小，所以通过沿着筒子轴的纱线移动形成的“气球”的几何形状相应改变，其结果是线张力受到影响；以及

随着筒子的直径由于纱线的脱离而减小，“气球”的旋转速度增大，作用于“气球”中纱线的离心力增大，这会导致线张力增大。

已经出现了，在已知的复摇过程的情况下，如果保持高复摇速度则仅仅能够将线波动减小到不满意的程度，并且尤其在图案区中发生张力峰值。

基于DE 40 30 892 A1知道:利用线张力传感器测量复摇过程中供给筒子的区域中的线张力并且在例如取决于供给筒子品质的张力峰值的情况下根据所述线张力调整复摇速度从而避免断线。在这种情况下，利用线在线张力传感器产生的摩擦热测量线张力。由此自动间接地确定了供给筒子的品质。这种线张力测量的缺点在于:线张力传感器在线上产生附加应力，从而可能会导致断线。

发明内容

本发明解决提供用于对纱线筒子的品质进行自动分级的方法和装置的问题，其中，所述方法和装置能够避免现有技术的缺点，在尤其以高复摇速度进行纱线复摇期间内，使用所述方法和装置能够通过品质确定处理避免对线强加应力。

通过独立权利要求的方法和装置解决这个问题。从属权利要求表示本发明的优选实施例。

根据本发明，采用计算模块通过下面步骤解决针对用于对纱线筒子的品质进行自动分级尤其用于确定所述纱线筒子的图案区的方法的问题，所述步骤如下:

通过相机拍摄所述纱线筒子的至少一个图像；

通过变换算法将所述图像的数字版本的像素转换成数据值；以及

根据所述数据值计算品质指数。

通过由根据本发明的方法执行的所述纱线筒子的光学品质分级，不需要进行接触就能够确定所述纱线筒子品质。如果采用了以足够速度工作的计算模块，所述方法能够用作用于控制复摇速度的基础，其结果例如是在复摇期间线张力传感器不是必需的。能够利用作为所述相机的可购买到的模块和作为所述计算模块的计算机以成本有效和简单方式实现所述方法。

在根据本发明的方法的第一优选实施例中，对所述变换算法利用傅立叶变换，所述数据值作为由此在频域中产生的傅立叶变换的幅值被计算。为了这个目的，通过至少一个光源均匀地照明所述纱线筒子是有利的。为这个目的，所述纱线筒子的图像的数字版本的像素被解释为数值已知的空间域中的离散二维傅立叶变换的基础。可用作可购买到的程序库中的软件模块的已知快速傅立叶变换(FFT)适于作为傅立叶变换算法。通过应用傅立叶变换，诸如当缠绕低劣时产生的纱线筒子的图像的粗糙结构能够被可靠地检测作为傅立叶变换的低频成分。

同时，有利的是，在通过求值(by evaluation)例如通过相乘根据所述数据值计算品质指数之前，通过加权因子对所述数据值进行加权，以例如在特定品质缺陷的情况下强调明显发生的频率范围。在最简单情况下，能够选择与低频对应的仅仅一个频率范围。在这种情况下，选择的频率的加权因子对应于1，未选择的频率的加权因子对应于0。如果所述加权因子被选择为与关联的幅值的频率值成反比，则通过以这种方式执行的加权，与高频相比较而言，对低频更加强烈地估值。与精细结构相比较而言，所述纱线筒子的图像中的粗糙结构由此更加强烈地进入品质指数。

作为傅立叶变换的替代，能够有利地应用对灰度值的变换作为所述变换算法，所述数据值作为所述灰度值被计算。能够通过非常小的计算量执行这个处理变型，并且这个处理变型适于高复摇速度的应用和/或具有在去缠绕处理即不规则缠绕处理中迅速改变的筒子品质。

为了实现所述方法，优选的是，由一个光源照明纱线筒子，对所述光源进行定位从而使得所述光源的光束方向与纱线筒子的纵轴形成锐角。筒子缠绕的粗糙结构由此将可以容易地识别出的特别明显的阴影投射到筒子的图像上，并且由此在所述图像的灰度值表示中引人注目。

如果对所述数据值进行了比例缩放，在这种情况下，根据所述比例缩放后的值计算品质指数，则能够排除对例如当通过相机记录纱线筒子的图像时的照明水平之类的所述计算出的数据值产生影响的外部参数。由此，连续记录的一个纱线筒子或不同纱线筒子的图像的品质指数的绝对值与所述外部参数无关。由此不需要将调整适应于所述外部参数，就能够实现用于例如复摇速度的调整的品质指数的利用。

能够通过对每种情况下一个图像的数据值进行求和以简单方式计算品质指数。

根据本发明的用于以复摇速度对纱线进行复摇的方法包括如下步骤:

从纱线筒子对纱线去缠绕；以及

将所述纱线缠绕到以缠绕速度进行旋转的纱线载体上，所述纱线通过线轨迹从所述纱线筒子导引到所述纱线载体。

在所述处理中，连续确定来自所述纱线筒子的纱线的复摇速度控制变量，并且通过调整模块调整作为所述复摇速度控制变量的函数的复摇速度。根据本发明，根据用于对纱线筒子的品质进行自动分级的本发明方法计算出的品质指数用作所述复摇速度控制变量。这种复摇方法使得能够依据在复摇过程中改变的当前筒子品质对复摇速度进行控制，而不需要用于测量纱线的线张力的纱线上的附加应力。如果当品质指数增大时复摇速度减小并且当品质指数减小时复摇速度增大，则在当前筒子表面上的粗糙结构即纱线的粗糙缠绕的情况下，复摇速度减小，由此避免了线张力峰值。

根据本发明的用于对纱线筒子的品质进行分级的装置被设计用于实现根据本发明的用于对纱线筒子的品质进行自动分级的方法。根据本发明用于对纱线筒子的品质进行分级的装置包括相机和计算模块。所述相机被设计用于拍摄所述纱线筒子的至少一个图像，并且所述计算模块被设计用于通过变换算法将所述图像的数字版本的像素转换成数据值并且用于根据所述数据值计算品质指数。根据本发明的用于对纱线筒子的品质进行分级的装置能够发挥根据本发明的用于对纱线筒子的品质进行自动分级的方法的优点。

根据本发明的用于以复摇速度对纱线进行复摇的复摇装置被设计用于实现根据本发明的复摇方法。根据本发明的所述复摇装置包括:

供给筒子保持器，被设计用来接收其纱线要被去缠绕的纱线筒子；以及

纱线载体保持器，可以以缠绕速度进行旋转，被设计用于接收能够缠绕纱线的纱线载体，其中，所述纱线被布置为通过线轨迹从所述纱线筒子导引到所述纱线载体。

根据本发明，提供了一种根据本发明的用于对纱线筒子的品质进行分级的装置。所述用于对纱线筒子的品质进行分级的装置被设计用于连续确定品质指数作为来自所述纱线筒子的纱线的复摇速度控制变量，其中，提供了一种调整模块，所述调整模块被设计用于控制用于调整作为所述复摇速度控制变量的函数的复摇速度的复摇组件。所述根据本发明的复摇装置能够实现所述根据本发明的复摇方法，并且能够有利地应用在纱线处理机器中。

附图说明

在下文中，对照附图通过示例性实施例更加详细地解释本发明。

图1示出了根据本发明的复摇装置；

图2a和2b均示出了用于照明纱线筒子的光源的布置；

图3a和3b均示出了纱线筒子的图像和通过傅立叶变换进行的像素的转换的数据值的图示的屏幕截图；

图4a和4b均示出了纱线筒子的图像和转换成灰度值的像素的数据值的图示；以及

图5a和5b均示出了11个纱线筒子的品质指数的表示，其中，通过将由傅立叶变换获得的数据值进行相加确定图5a中的品质指数；并且通过将由变换成灰度值获得的数据值进行求和确定图5b中的品质指数。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的用于对纱线进行复摇的复摇装置1。从纱线筒子3对纱线进行去缠绕，其中，所述纱线筒子3用作供给筒子并且布置在供给筒子保持器4中。纱线载体7布置在纱线载体保持器8中，其中，纱线缠绕在所述纱线载体7上。复摇组件9对纱线载体保持器8进行驱动从而使得纱线载体保持器8以缠绕速度(winding-on speed)进行旋转，其中，所述复摇组件9采取摩擦辊子的形式并且是用于驱动纱线载体保持器8的缠绕组件。通常，复摇组件9包括电机，其中，所述电机与纱线进行接合从而它至少能够影响复摇速度。在重新缠绕的处理中，纱线在线轨迹10上从供给筒子3导引到纱线载体7。纱线处理模块12另外布置在线轨迹10中。例如，所述纱线处理模块12可以是润滑单元。为了对作为复摇速度控制变量的函数的复摇速度进行调整，即，在所示情况下对缠绕速度进行调整，提供了根据本发明的用于对纱线筒子的品质进行分级的装置。所述用于对纱线筒子的品质进行分级的装置连续地确定作为纱线的复摇速度控制变量的品质指数即品质指数的值。通过调整模块14对复摇组件9进行控制从而调整作为复摇速度控制变量的函数的复摇速度即品质指数的值。为了这个目的，调整模块14经由线缆连接到复摇组件9。用于对纱线筒子的品质进行分级的装置包括光源20和相机21，其中，所述光源20被设计用于照明纱线筒子3，所述相机21被设计用于拍摄纱线筒子3的至少一个图像。用于对纱线筒子的品质进行分级的装置的计算模块25被设计用于通过变换算法将图像的数字版本的像素转换成数据值或者在连续确定的情况下通过变换算法将连续拍摄的图像的数字版本的像素转换成数据值，并且根据这些数据值计算品质指数。在附图中作为计算模块25的程式化表示的流程图示出了根据这些数据值计算品质指数。为了从相机传输图像，计算模块25经由线缆连接到相机21。对照明纱线筒子3的光源20进行定位从而使得光源20的光束方向27与纱线筒子3的纵轴29形成锐角α，由此例如由低劣缠绕导致的碰撞在纱线筒子的表面上投射尽可能尖锐的阴影。由此，所示的布置尤其适于应用变换算法，其中，执行从数字像素到灰度值的转换，根据其确定品质指数的数据值作为灰度值被计算。

图2a和2b均示出了当利用根据本发明的方法时用于照明纱线筒子3的光源20的布置。在每种情况下，对相机21进行定位，使得它的记录方向30与纱线筒子3的纵轴29垂直。

在图2a中，相对于相机21的记录方向对称地布置两个光源20，其中，这两个光源20离纱线筒子3的距离均是30cm，从而能够对纱线筒子3的表面进行均匀照明。当应用傅立叶变换作为所述变换算法时，均匀照明是有利的，这些数据值作为由此在频域中产生的傅立叶变换的幅值被计算。

在图2b中，与图1一样对光源20进行定位从而使得光源20的光束方向与纱线筒子3的纵轴29形成锐角，由此例如由低劣缠绕导致的碰撞在纱线筒子表面上投射尽可能尖锐的阴影。由此，图2b所示的布置尤其适于应用变换算法，其中，将数字像素转换成灰度值。

图3a和3b均示出了纱线筒子的图像即7.5cm×10cm图像部分和通过傅立叶变换进行的像素的变换的数据值的图示。在图3a的上部图示中，示出了相对粗糙即低劣缠绕的纱线筒子的具有明显图案区的表面的图像。在所述图像上绘制由Λ标记的箭头以表示:所述图像能够被解释为空间域中的波的二维图示。已经清楚的是，通过大的波长重复由粗糙缠绕产生的表面结构。下部图示示出了频域中的数字化图像的离散二维傅立叶变换的幅值的视觉效果，即在二维(x频率和y频率)频域中的图像之下的频率的幅值的图示，在这两个坐标方向上的频率均被比例缩放到最大值100。

图3b示出了均匀缠绕纱线筒子的空间域中的图像和这个图像的离散二维傅立叶变换的与图3a对应的图示。基于傅立叶变换的图示的比较，显而易见的是，在图3a的低劣缠绕纱线筒子的情况下，与图3b的均匀缠绕纱线筒子相比较，即基于坐标原点的区域中的傅立叶变换的图示中的像素的比较，在低频处具有相对大的幅值。为了获得与照明无关的品质指数的值，通过原始图像的全部强度对傅立叶变换的幅值进行比例缩放。由于低劣缠绕的粗糙结构会导致长波图像成分，所以基于所述空间域图示能够立即明白后者。在低劣缠绕筒子的情况下，与在均匀缠绕筒子的情况下相比较，幅值的相加由此产生更高品质值指数。这里，因此品质指数与筒子品质成反比。由此必须以这样的方式执行复摇速度的调整，从而使得随着品质指数的增大，复摇速度减小。

图4a和4b均示出了纱线筒子的图像和关联像素转换成灰度值的数据值的图示。图4a示出了具有均匀缠绕的纱线筒子，图4b示出了具有粗糙缠绕的纱线筒子。相应的是，在转换成灰度值的图像中，在每种情况下，关于纱线筒子的原始图像的右侧，在图4b中，与图4a相比较而言，清楚的是，阴影更加明显。也就是说，在图4b中，与图4a相比较而言，存在更多高灰度值的像素，即，暗像素。由此，在图4a中，与图4b相比较而言，将这些灰度值进行相加会导致较低品质指数。这里也一样，与在图3a和3b中描述的傅立叶变换的情况下一样，品质指数由此针对筒子品质进行表现。

图5a和5b均示出了11个纱线筒子的品质指数的表示。在这种情况下，在图5a中通过将由傅立叶变换获得的数据值相加来确定品质指数，在图5b中通过将由转换灰度值获得的数据值相加来确定品质指数。通过将傅立叶变换的不同频率范围相加获得由11个纱线筒子的品质指数形成的图5a的三个曲线。通过将低频范围即坐标原点的区域中的20乘以20、15乘以15以及10乘以10的数据值相加来计算11个纱线筒子的品质指数。出现的情况是:即使相对低频范围的求和足以确定有意义的品质指数，由于不同求和的品质指数彼此之间的关系与分辨率无关，所以在对低频范围进行求和的处理中已经可以描述相对品质。在通过对灰度值进行求和获得的图5b所示的品质指数的情况下，品质指数的关系实质上没有改变，从而这里筒子的品质分级与图5a的对应的品质分级一致。

提出了一种用于通过计算模块25对纱线筒子3的品质进行自动分级尤其用于检测纱线筒子3的图案区的方法以及一种实现所述方法的装置，其中，所述方法包括如下步骤:通过相机21拍摄纱线筒子3的至少一个图像；通过变换算法将图像的数字版本的像素转换成数据值；以及根据所述数据值计算品质指数。

本发明不限于以上特定的示例性实施例。相反，可以进行多种变型，只要基本不同的结构利用本发明的特征即可。

Claims (11)

1.一种用于通过计算模块(25)对纱线筒子(3)的品质进行自动分级尤其用于检测所述纱线筒子(3)的图案区的方法，所述方法包括如下步骤:

通过相机(21)拍摄所述纱线筒子(3)的至少一个图像；

通过变换算法将所述图像的数字版本的像素转换成数据值；以及

根据所述数据值计算品质指数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:

对所述变换算法应用傅立叶变换，所述数据值作为由此在频域中产生的傅立叶变换的幅值被计算。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于:

在通过求值根据所述数据值计算品质指数之前，用加权因子对所述数据值进行加权，优选的是，其中，所述加权因子与关联的幅值的频率值成反比。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:

作为所述变换算法，应用转换为灰度值的转换，所述数据值作为所述灰度值被计算。

5.根据权利要求3到4中的至少一项所述的方法，其特征在于:

通过光源(20)对所述纱线筒子(3)进行照明，对所述光源(20)进行定位从而使得所述光源(20)的光束方向(27)与所述纱线筒子(3)的纵轴(29)形成锐角。

6.根据权利要求1到5中的至少一项所述的方法，其特征在于:

对所述数据值进行比例缩放，根据比例缩放后的值计算所述品质指数。

7.根据权利要求1到6中的至少一项所述的方法，其特征在于:

通过对所述数据值进行求和来计算所述品质指数。

8.一种用于以复摇速度对纱线进行复摇的方法，所述方法包括如下步骤:

从纱线筒子(3)对纱线进行去缠绕；以及

将所述纱线缠绕到以缠绕速度进行旋转的纱线载体(7)上，所述纱线通过线轨迹(10)从所述纱线筒子(3)导引到所述纱线载体(7)，

其中，连续确定来自所述纱线筒子(3)的纱线的复摇速度控制变量，并且通过调整模块(14)对作为所述复摇速度控制变量的函数的所述复摇速度进行调整，

其特征在于:

根据权利要求1到7中的至少一项计算的品质指数用作所述复摇速度控制变量，优选的是，随着品质指数增大，所述复摇速度减小，并且，随着品质指数减小，所述复摇速度增大。

9.一种被设计用于实现根据权利要求1到7中的至少一项的方法的纱线筒子品质分级装置，该纱线筒子品质分级装置具有:

相机(21)，被设计用于拍摄纱线筒子(3)的至少一个图像；以及

计算模块(25)，被设计用于通过变换算法将所述图像的数字版本的像素转换为数据值和用于根据所述数据值计算品质指数。

10.一种用于以复摇速度对纱线进行复摇的复摇装置(1)，被设计用于实现根据权利要求8的复摇方法，该复摇装置包括:

供给筒子保持器(4)，被设计用来接收具有要被去缠绕的纱线的纱线筒子(3)；以及

纱线载体保持器(8)，该纱线载体保持器能够以缠绕速度进行旋转，被设计用于接收能够在其上缠绕纱线的纱线载体(7)，其中，所述纱线被布置为通过线轨迹(10)从所述纱线筒子(3)导引到所述纱线载体(7)，

其特征在于:

提供根据权利要求8的纱线筒子品质分级装置，该纱线筒子品质分级装置被设计用来连续地确定作为来自所述纱线筒子(3)的纱线的复摇速度控制变量的品质指数，其中，提供一种调整模块(14)，该调整模块被设计用来控制用于作为所述复摇速度控制变量的函数对所述复摇速度进行调整的复摇组件(9)。

11.一种纱线处理机，具有至少一个根据权利要求10的复摇装置。

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