CN101535545B - 用于针监控的方法和设备 - Google Patents

Abstract

用于监控针织机的针的、根据本发明的方法基于动态地确定单个针脉冲之间的被监控的时间区间。在单个信号脉冲之间的至少一个或多个之前的时段的持续时间被作为对于实时待评估的时间间隔的量度。同样地，可动态地确定用于产生信号脉冲的开关阈值。又对之前的脉冲的振幅进行分析，确定趋势，并且由该趋势确定用于产生当前信号脉冲的开关阈值。借助该方法能够对在所有针位置处产生的脉冲进行评估。如果特意地仅部分地装备针筒，各个的针位置能够被相应地指示并且从评估中去除。这样得到可靠的、稳健的和值得信赖的监控方法。

Description

用于针监控的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于监控针织机上的针的方法和一种相应的设备。

背景技术

针织机具有大量的织针，这些织针遭受一定的磨损并且尤其是可能折断。针织机、尤其是圆织机经常用于大货量连续生产。如果针折断，在生产的货物中引起了缺陷。生产出废品。然而，针折断可能一再出现。因此关注的是，对运行的针织机的针进行监控。为此，已付诸了各种努力。

US-PS 3,577,750公开了一种具有呈光栅形式的光传感器的监控装置，针头运行通过该监控装置的测量区段。在针头穿过时由光栅的光区段产生的脉冲变换成矩形脉冲。在完好的针时这种脉冲的长度是相对大的，而在折断的针时该脉冲的长度是明显较小的。如果脉冲长度比期望的短，则发出报警信号。

这种监控方法基于机器转速恒定的前提。应当这样灵敏地调整，即，甚至已经在辨识到针弯曲或辨识到仅钩的部分被破坏时，在针织机发生转速波动时就发出报警信号。

同样适用于由DE-OS 1 915 362示出的方法。在此，针的钩运行穿过用于光学的针监控装置的镜头的焦点。光学地产生信号，该信号包含周期性的组成部分，在所述周期性的组成部分中可以看到单个脉冲。当针弯曲时，单个脉冲稍早或稍晚地出现。随之而来地，时间间隔到相邻脉冲之一缩短并且到另一个相邻脉冲增大。当针缺失时，两个彼此跟随的脉冲之间的时间间隔相对于标准值增加一倍。以这种方式，针的监控归结为时间测量。这例如通过将实际获得的脉冲与一列额定脉冲的比较来进行，其中，当实际获得的脉冲偏离于额定脉冲时，则释放错误信号。

此外，DD 274 455 A1提出针监控装置，方法是由单个针导出信号脉冲并且将信号脉冲转换成数字信号。对于每根针，执行在储存的信号值与实际的信号值之间的比较。如果信号处于预给定的数值范围之外，则产生错误信号。

此外，DE-OS 20 40 515提出，以光电探测头对针进行探测并且检查所产生的脉冲的数目。为此，使用预选计数器，将该预选计数器预调整到针的额定数量。计数器对针脉冲进行倒数。当预选计数器在一周或多周机器旋转之后没有变为期望值(零)时，则产生报警信号。

最后所述的方法对机器转速的波动不敏感。同样地，针振动几乎不能导致机器关断，该针振动使得在机器旋转期间彼此跟随的针脉冲之间的时间间隔减小或增大。然而，该方法仅当机器的针数已知时可以应用。同样地，在完整的机器旋转之后即对缺失或弯曲的针进行采集。在最不利的情况下，为了采集而需要多周的机器旋转。然而，目标是顺畅地采集到错误。

发明内容

因此，本发明的任务在于，完成一种用于监控针织机上的针的、改进的方法。

该任务借助根据权利要求1所述的方法来解决：

在根据本发明的方法中，当针或钩穿过光传感器的视场时，总是由光学的监控装置产生单个信号脉冲。彼此跟随的单个信号脉冲之间的时间间隔被记录。当两个实时信号脉冲之间的时间间隔明显大于或明显小于两个前面出现的针脉冲之间的时间间隔时，则产生报警信号。换句话说，对如下情况进行监控，即，实时的时间间隔是否明显大于还是小于一个(或多个)前面的时间间隔。因此，时间间隔彼此在时间上的偏差不超过一定的界限量。为了确定界限量，能够确定两个界限因子p_o和p_u，两个界限因子p_o和p_u例如为1.2或0.8(也就是120％和80％)。从而，可以容许针织机的速度波动。例如，当针织机被慢慢加速时，信号脉冲之间的时间间隔发生变化，方法是信号脉冲变得越来越小。然而，从信号脉冲到信号脉冲的时间间隔的减小是很清楚的，并且大多不超过例如20％的量。然而，当针折断或严重弯曲时，在每个转速下在相应由弯曲的针引发的时间间隔与之前的时间间隔之间发生很大的偏差。这可以被利用来产生报警信号。当针折断时，则由跟随该断针的针再次产生信号脉冲。因此，由于脉冲缺失，时间间隔增加一倍，这显然高于上述的例如确定20％的时间偏差的界限。

因此，能够不依赖于根据本发明的方法对转速波动的不灵敏性地、保险地采集到弯曲或折断的针。此外，缺失的针能够被立即采集到。不必等待机器运行。

所述界限因子能够依赖于针织机的运行状态地被确定。例如这些界限因子可以在机器起动时变化，方法是提高上界限因子，并且减小下界限因子。这增大了对于时间间隔的允许的公差。在稳定的运行中，可以减小两个界限因子之间的差距，由此，收缩公差区间。因此，弯曲的针可以在其变形和其磨损的很早的阶段中被采集。

界限因子能够被对称地(例如0.8和1.2，这相应于±20％)或不对称地(例如0.9和1.3，这相应于-10％和+30％)确定。

此外，符合目的的是，对每周机器旋转出现的信号脉冲的数目进行记录，例如进行计数。可以将该数目与预给定的额定数相比较。如果出现偏差，则能够产生报警信号。同样可行的是，当该偏差继续存在于多周机器旋转之上时，才产生报警信号。

有利地，在测试运行中确定额定数。在此，既不需要也不符合目的的是，对由针产生的信号图案进行记录。信号图案能够由于针振动和由于被针带动的线的影响而在各次运转之间变化。然而，所采集的针的数目，即所采集的信号脉冲的数目不允许变化，这借助本方法可靠地监控。

此外，符合目的的是，在针织机中(该针织机在其针列中具有期望的空隙)，对由此省去的信号脉冲的号码(即索引)进行记录。对于信号列的这些脉冲，报警信号的产生被抑止。在一定程度上，可任意短时间地使得用于这些脉冲的报警信号产生装置失效。

符合目的的是，不仅对每周旋转所采集的信号脉冲的数目进行采集，而且必要时也采集其振幅。根据需要来显示振幅。在此，对于各个脉冲的振幅能够被单个地显示，当针筒很慢地转动时，这在配置机器时对于配置者来说是有用的信息。同样可行的是，当机器快速运行时，仅显示信号脉冲的最高和/或最低的振幅峰值。此外可行的是，显示中值信号振幅，以便向操纵者传递信号：监控设备是否被正确地定位。

通过运行的振幅采集，能够将开关阈值动态地适合于从模拟信号到数字信号的信号转换。例如，通过必要时一个或多个之前信号脉冲的中值振幅值的加权平均值能够形成对于下一个信号脉冲的期望的中值。通过从期望的中值中减去固定值，能够获知用于信号形成的下触发阈值。通过将固定值加在期望的中值上，能够获知用于信号形成的上触发阈值。

相应的优点适用于实施本方法的、根据权利要求11所述的设备。

附图说明

附图中示出根据本发明的方法的实施例。在此，说明书限于对本发明的主要方面和其它实际情况进行解释。较小的改动是可行的。专业人士能够以附图的惯常的方式获悉未描述的细节，就这方面来说，这些未示出的细节补充了附图说明。其中：

在图1中最大限度示意化地示出具有附属的监控装置的针织机的一组针，

在图2中示出一列针以及由这些针导出的脉冲，

在图3中示出有针折断的一列针以及从其中导出的脉冲，

在图4中示出有针缺失的一列针和从其中导出的脉冲，以及

在图5中示出一列针和由其产生的模拟信号。

具体实施方式

在图1中最大程度示意化地示出呈圆织机形式的针织机1，该圆织机具有在针筒3上的针2。为针2分配有光监控装置4，光头5和分析仪6从属于该光监控装置4。头5例如通过光导纤维6连接到光源7上，以将光束发送到经过的针或发送到这些针的钩或发送到针的头。光束可以具有特殊的频率，其中，光接收器则被调整到所述频率，以避免外来光干扰。同样地，为了避免外来光干扰而能够使用脉冲的和/或调制的光。于是，仅对相应于发送光的接收光进行分析。

通过使用光导体及具有前部外直径为例如仅1至2mm的头5，而能够将传感器定位在针织机的难以接近的部位上。例如能够设置传感器头，在该传感器头中，两个光导体合计具有仅大约0.5mm的直径。由此，被监控的面非常小。因而，即使对于非常小的针，也确保对仅一个单个的针头进行监控。

传感器头优选被带至很接近针头。传感器头与针头之间的距离例如仅为0.2至0.5mm。这样获得很高的接收信号强度。

对于提花针织机(在提花针织机中，单个的针被选择性地不完全提出)，可以为每个针设置两个传感器。当针完全被拔出时，由两个传感器采集，而当针被不完全地提出时，仅由稍低地安置的、第二传感器采集。这开辟了对针织机功能进行分析的其它可能性。

为了提高针监控的可靠性，在针织机上能以例如在针织机的外周上的十根针的距离地设置另一传感器。其它传感器能够以其它距离设置。如果例如设置两个传感器(针相继经过这两个传感器)，则可以设置为，仅当两个传感器相继传输相同的错误讯息时，才使得机器停止。

分析仪6通过光导纤维9与头5连接。分析仪6包括一个或多个显示器10以及一个或多个例如以键盘11的形式的输入机构。此外，分析仪6包括未另外示出的电子处理机构，例如呈硬件或软件形式的、一个或多个处理器、信号形成器等机构，它们对于专业人士为了实施以下所述功能而设置为：

图2中示出一列完好的针2。这些针在头5处产生模拟信号AS，该模拟信号AS例如可以由被头5吸收的光强度导出。于是，针2的每次光反射产生一个相应的信号峰值。该信号峰值通过信号形成器变换成下面进一步示出的信号脉冲S₁至S_n。当针筒3以均匀的转速转动并且针2完全完好无缺时，单个信号脉冲S₁至S_n之间的时间间隔T₁至T_n彼此完全相同。这时，分析仪持续监控时间间隔T₁至T_n。当时间间隔T_i基本上与时间间隔T_i-1一样大时，分析仪则使接收的信号脉冲S_i作为对于上一个信号脉冲S_i-1的有效的跟随脉冲S_i。当满足：

p_u·T_i-1＜T_i＜p_o·T_i-1            (1)

时，则是这种情况，其中，p_o和p_u表示用于下持续时间偏差的下界限因子。例如值p_u可以为0.8。p_o可以为1.2。因此，时间间隔T_i可以至少为时间间隔T_i-1的80％并且最多为时间间隔T_i-1的120％。

如果上述测试是阳性的，也就是说，如果每个T_i在T_i-1的80％至120％的区间内，则信号脉冲S_i作为有效的信号脉冲，并且不产生报警信号。该脉冲例如被计数。

然而，如果信号脉冲S_i处于上述时间区间之外，即信号脉冲S_i偏离之前的时间间隔T_i-1超过20％，则该信号脉冲S_i不可作为有效的信号脉冲。因此，在期望的区间中不存在有效的脉冲，并且产生报警信号。因此，折断的针或严重弯曲的针在其首次一经过头5前面时就被采集到。为了改善错误辨识的保险性，能够由位于针织机的外周的不同部位的多个传感器得来相应的错误信号，其中，仅当所有传感器对于相同的针位置产生错误信号时，才产生有效的错误信号。

如果仅使用单个传感器用于监控，则可以设置为，当处于时间窗之外的或缺失的信号脉冲在随后的机器旋转期间在相同的部位或针位置处重复时，才产生报警信号。所述时间窗表示为ΔTi＝p_u·T_i-1-p_o·T_i-1，其中ΔTi为时间窗，p_u为下界限因子，T_i-1为参考时间间隔，p_o为上界限因子。对此要提示的是，在为了比较而采用的时间间隔T_i-1的部位处也可采用另外的参考时间值，该参考时间值例如由多个之前的时间间隔计算出。例如该计算可以通过计算算数平均值、加权平均值或其它比较值来进行。

另一方面，针筒3的转速的缓慢的速度变化不能引起报警信号。报警信号可以在分析仪6的显示器10上显示。此外，可以继续传导该报警信号。为此可例如使用网络连接。该报警信号也可以被传导到针织机1，以使得该针织机1停止运转。

参照图3。图3示出针列2′，在该针列2′中，针2a部分地损坏，例如被折断。在这种情况下，相应的模拟信号AS未达到上阈值。不产生相应的数字信号脉冲。图3中下面可以看到在由相邻的针2b、2c产生的信号脉冲之间的相应大的空隙。相应地，时间间隔T₅是时间间隔T₄的两倍长。这样大的偏差不再被容许。界限p₀被超过，并且产生报警信号。

除了对单个脉冲进行监控之外，能够在分析仪6中设置有计数装置，该计数装置对产生的信号脉冲S₁至S_n进行计数。计数值可以对于针筒3的每周旋转而被重新确定。为此，分析仪6可以具有未另外示出的传感器或与这种传感器连接，这种传感器分别在针筒3的每周旋转时在限定的部位上提供脉冲。在此，可以是针筒每周旋转时一个脉冲或也可以是针筒每周旋转时多个脉冲。当每周旋转时所计数的脉冲的数目偏离额定数Z，可产生报警信号。这可以再次在分析仪6的显示器上显示或为了进一步处理而在网络中被有线或无线地继续传送。

额定数Z可以由操纵者例如在键盘11上键入。但也可以通过键盘11开启分析仪6的学习运行模式，在该学习运行模式中，分析仪6自动地采集针的数目。这可以例如在测试运行中通过一周或多周旋转结束。在测试运行中在完好的机器处采集的针的数目于是被储存为额定数Z。

在一些针织机中，针筒3未完全装备有针或在各个的针之间故意存在较大的空隙。在这种情况下，可以对分析仪6进行修改，即在预给定的选出的部位上中断针监控。图4中给出相应的操作方法的示例。这列针2具有两个空隙L₁、L₂。在图4中，针和附属的模拟信号AS以及信号脉冲S仅借助其索引位置1、2、3等标明。如显而易见地，针在索引位置3和6处缺失。相应地，在索引位置3和6处也不存在信号脉冲S。根据结合图2给出的说明，这些脉冲的缺漏将引起报警信号。但这在扩展的实施方式中被避免。不存在针2的索引位置-即在本实施例中索引位置3和6要么通过键盘11被输入到分析仪6中要么在测试运行中被记录。因此，相应的、从信号脉冲S₂延伸到信号脉冲S₄的时间间隔从上述测试中去除。同样适用于在信号脉冲S₇之前的时间间隔。

就此所描述的分析仪具有多个优点。一方面，该分析仪对针织机的转速波动不敏感。另一方面，该分析仪很大程度上对线的影响并且对针振动的影响不敏感。另外，弯曲或折断的针能够被可靠地采集。无需保存完整的针图案。通过提前保存缺失的针的位置能够监控不规则的针列，方法是针缺失的位置提前被储存。这凭借很小的储存位置行得通。在此，充分利用这个实际情况，即，针仅能够相应于预定的分配地存在于针筒上。因此，完全可以保存不存在针的索引位置，以便抑止在该部位处产生报警信号。

在本方法的另一有利的实施方式中，对由传感器产生的信号的振幅进行监控。这借助图5来示出。用于触发这些模拟信号的信号阈值Tl、Tb能够由之前的脉冲的信号阈值和信号中值Tm计算。以这种方式，能够对关于长波的信号振幅波动的趋势进行采集并且无损地实现。例如下触发界限Tl可以通过之前的脉冲的两个中值信号值Tm来近似计算。为此，例如可以使用中值构成法。例如可以对多个之前脉冲的中值进行加权相加并且除以某一因子。通过从期望的中值中减去固定值，能够获知用于下一个脉冲的信号形成的下触发阈值。通过将固定值加在期望的中值上，能够获知用于下一个脉冲的信号形成的上触发阈值。这得到滞后过程(Hysterese Verfahren)。因此，开关阈值Tl和Th依赖于之前的脉冲的信号振幅来动态地确定。因此，在针筒运转期间，规则地出现的信号振幅波动作为干扰因素是不起作用的。

根据本发明用于监控针织机的针的方法基于动态地确定各个针脉冲之间的被监控的时间区间。在各个信号脉冲之间的至少一个或多个之前周期的持续时间被作为对于实时待评估的时间区间的量度而采用。同样，可以对用于产生信号脉冲的开关阈值执行动态地确定。又对之前的脉冲的振幅进行分析，确定趋势，并且由该趋势确定用于产生实时信号脉冲的开关阈值。借助该方法能够对在所有针位置上产生的脉冲进行评估。当针筒被特意地仅部分地装备时，各个的针位置能够被相应地指示并且从评估中去除。这得到可靠的、稳健的和值得信赖的监控方法。

参考标号列表

1    针织机

2    针，2a、2b、2c

3    针筒

4    监控装置

5    头

6    分析仪

7    光导纤维

8    光源

9    光导纤维

10   显示器

11   键盘

Claims (14)

1.用于监控针织机上的针的方法，其中，在所述针与光传感器之间存在相对速度，并且所述针运动穿过所述传感器的视场，其中，在所述方法中至少对于一些针：

每当针运动穿过所述传感器的视场时，借助所述传感器产生信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)，

确定在彼此跟随的信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)之间的时间间隔(T₁、T₂、T₃、...、T_n)，并且仅当所述时间间隔(T_i)小于由上界限因子(p_o)与参考时间间隔(T_i-1)相乘的乘积(p_o·T_i-1)并且大于由下界限因子(p_u)与所述参考时间间隔(T_i-1)相乘的乘积(p_u·T_i-1)时，信号脉冲(S_i)才被记录为之前的信号脉冲(S_i-1)的有效的跟随脉冲(S_i)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考时间间隔是较早的时间间隔(T_i-1)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考时间间隔是由一个或多个较早的时间间隔(T_i-1...T_i-n)计算出的参考值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)的振幅(A₁、A₂、A₃、...、A_n)被记录。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为了产生所述信号脉冲，而利用由所述振幅(A₁、A₂、A₃、...、A_n)获知的、能变化的触发阈值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当信号脉冲(S_i)处在时间窗之外时，产生报警信号，所述时间窗表示为ΔTi＝p_u·T_i-1-p_o·T_i-1，其中ΔTi为时间窗，p_u为下界限因子，T_i-1为参考时间间隔，p_o为上界限因子。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述针织机每个行程或每周旋转记录到的信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)的数目与额定数(Z)相比较，并且当出现偏差时，产生报警信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述额定数(Z)在测试运行中被确定。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在测试运行中确定空位，在空位上针未设置在所述针织机上。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在测试运行中确定空位，在空位上针未设置在所述针织机上，当所述信号脉冲在空位处缺失并且因此在所述时间窗之内不出现时，抑止报警信号的产生。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法的实施在针织机启动时被中断。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在显示器上显示有每周旋转或每个行程所采集到的所述信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)的所述数目。

13.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，分别采集的所述信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)的所述振幅(A₁、A₂、A₃、...、A_n)显示在显示器上。

14.用于监控针织机上的针的设备，其中，在所述针与光传感器之间存在相对速度，并且所述针运动穿过所述传感器的视场，其中，所述设备具有控制装置，所述控制装置：

每当针运动穿过所述传感器的视场时，都对借助所述传感器产生的信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)进行采集，并且

对彼此跟随的信号脉冲(S₁、S₂、S₃、...、S_n)之间的时间间隔(T₁、T₂、T₃、...、T_n)进行确定，并且此时，仅当所述时间间隔(T_i)小于由上界限因子(p_o)与较早的时间间隔(T_i-1)相乘的乘积(p_o·T_i-1)并且大于由下界限因子(p_u)与较早的时间间隔(T_i-1)相乘的乘积(p_u·T_i-1)时，信号脉冲(S_i)才被记录为有效的跟随脉冲(S_i)。

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