CN111285185A - 卷绕机以及识别剩余纱线的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及卷绕机以及识别剩余纱线的装置，卷绕机具有用于纺纱筒子和纺纱筒子管的输送系统和沿纺纱筒子管的输送路径布置的用于识别在排出的纺纱筒子管上的剩余纱线的装置，以及涉及用于识别在纺纱筒子管上的剩余纱线的装置，其具有设计用于用红外光照射纺纱筒子的光源、用于创建纺纱筒子管的数字图像的图像采集单元和用于分析数字图像以确定剩余纱线的分析单元。为了改善在纺纱筒子管上的吸收红外线的剩余纱线的识别而规定，在该装置中该光源侧向与纺纱筒子管间隔设置，该分析单元设计用于检测在纺纱筒子管和纱线之间的对比差异。

Description

卷绕机以及识别剩余纱线的装置
技术领域
本发明涉及用于识别纺纱筒子管上的剩余纱线的装置，具有设计成用红外光照射纺纱筒子的光源、用于创建纺纱筒子管的数字图像的图像采集单元和用于分析数字图像以确定剩余纱线的分析单元。本发明还涉及卷绕机，其具有用于纺纱筒子和纺纱筒子管的输送系统以及用于识别纺纱筒子管上的剩余纱线的装置。
背景技术
在环锭纺纱机上制造出具有相对少量纱线的纺纱筒子。纺纱筒子在卷绕机上被倒筒成大卷装交叉卷绕筒子。卷绕机可具有用于纺纱筒子和纺纱筒子管的输送系统。输送系统将纺纱筒子自动供给卷绕机的单独卷绕工位。纺纱筒子的输送与卷绕工位上的退绕姿态对应地竖立或者说竖直进行。纺纱筒子安置在输送件上。这种输送件例如可以设计成具有用于纺纱筒子或纺纱筒子管的插装芯轴的输送盘。输送盘可以借助输送带在卷绕机内被输送。空的纺纱筒子管在纱线体退绕之后也又自动从输送系统中被排出。空的纺纱筒子管可以在环锭纺纱机上被用于制造新纺纱筒子。但可能出现纺纱筒子在卷绕工位上未被完全退绕并且在纺纱筒子管上留有剩余纱线。因此，被排出的纺纱筒子管被检查剩余纱线。纺纱筒子管的处理依据所发现的剩余纱线进行。当剩余纱线尚可利用时，纺纱筒子管接受管纱准备且被重新送至卷绕工位。当剩余纱线不可用时，纺纱筒子管被送至筒子管清理装置，随后其又在环锭纺纱机上被再次使用。否则，剩余纱线会在纺纱过程和纺纱筒子形成时带来麻烦。
由DE102014016784A1公开了，为了识别纺纱筒子管的剩余纱线而用集束光照射纺纱筒子管，其中光源的光轴与纺纱筒子管的轴线形成在2°与8°之间的锐角。
事实表明，利用这种布置，图像采集单元无法识别吸收红外线的纱线，像例如在染有炭黑的纱线时就是如此。
发明内容
因此，本发明的任务是改善纺纱筒子管上的吸收红外线的剩余纱线的识别。
本发明通过一种装置以及一种卷绕机来完成该任务。
根据本发明的用于识别纺纱筒子管上的剩余纱线的装置的特点是，光源在侧向上与纺纱筒子管间隔设置，并且分析装置设计用于检测纺纱筒子管与纱线之间的对比差异。
通过侧向间隔的光源，在此是指如下布置，此时的光源安置在竖立设于装置内的纺纱筒子管的侧旁，从而使得它在侧向上用红外线照射纺纱筒子管，在筒子管上获得均匀的亮度分布。红外线均匀照中纺纱筒子管和剩余纱线。纺纱筒子管上的剩余纱线导致纺纱筒子管的遮暗(shading)并且在纺纱筒子管的数字图像中因其阴影投射将被清晰识别出。由于侧设光源而做到了通过剩余纱线在纺纱筒子管上产生清晰的阴影。由此一来，在数字图像上，剩余纱线由纺纱筒子管清晰衬托。
根据本发明的装置设计因为测知遮暗而尤其容许识别吸收红外线的纱线，就像例如在颜色很深的如染有炭黑的纱线时那样，其不反射红外光且因此无法被图像采集单元采集。根据本发明的光照装置的布置和对由图像采集单元所产生的数字图像的分析因此例如也允许识别出所谓的炭黑纱线。此时分析装置可以外设或被集成到图像采集装置中。
对本发明重要的是光源如此照射纺纱筒子管，即，筒子管在侧向上被红外光均匀照射。根据一个尤其有利的设计，为此规定了光源的光轴与纺纱筒子管的纵轴线相交形成一个35°至90°、优选是45°至80°且尤其最好是55°至70°之间的角度。相应倾斜地布置光源尤其保证了在纺纱筒子管上的均匀亮度分布，从而由剩余纱线引起的阴影投射能尤其可靠地被图像采集单元检测。
本发明的设计尤其可靠地允许也可靠地探测吸收红外线的剩余纱线。根据本发明的另一个设计而规定，该装置具有安置在竖立于该装置内的纺纱筒子管上方的附加光源，附加光源设计用于用光照射纺纱筒子管。根据需要替代的或可接通的且尤其最好发出集束光且其光轴与纺纱筒子管的轴线形成一个在2°与8°之间的角度的附加光源的使用容许利用该装置识别除吸收红外线的剩余纱线外也识别反射红外线的剩余纱线。通过根据本发明的这个有利改进方案的附加光源的光轴布置做到了在剩余纱线上有比在纺纱筒子管上更多的光被反射。由此，在数字图像上，反光的剩余纱线处于纺纱筒子管的清晰衬托下。
本发明的这个有利改进方案因此允许不仅可靠识别吸收红外线的剩余纱线，也可靠识别反射红外线的剩余纱线。根据待处理的纺纱筒子管和布置在其上的纱线，在此可以根据需要替代地接入或接通附加光源，以因此保证在所有应用场合中可靠测知剩余纱线。在吸收红外线的剩余纱线的处理中，附加光源保持在关断状态下，从而纺纱筒子管主要由所述光源照射。
光源的使用已经保证了在纺纱筒子管上的可靠亮度分布，其允许图像采集单元可靠检测在纺纱筒子管上的遮暗。但根据本发明的一个有利改进方案而规定，该图像采集单元具有用于用光照射纺纱筒子管的发光体。耦合至图像采集单元的由发光体提供的第二光源的使用尤其保证在纺纱筒子管上的剩余纱线的可靠检测。
本发明基于以下状况，即，在纺纱筒子管上的吸收红外线的剩余纱线投射出作为对比可识别的阴影。在此，根据本发明的一个有利改进方案而规定，该纺纱筒子管具有相比于吸收红外线的剩余纱线形成对比的表面。形成对比的表面如相比于黑色纱线例如所谓的炭黑纱线具有高的对比度的明亮表面的使用以补充方式改善了在纺纱筒子管上的剩余纱线的识别精度。在纺纱筒子管的形成鲜明对比的表面、尤其光亮的例如白色的表面上很好地确定由剩余纱线造成的遮暗。
根据另一个优选实施方式，该光源包括多个子光源。因此该光源例如可以由三个各自具有自己的透镜的LED构成。通过多个子光源，可以增大光源的发光面积，进而改善纺纱筒子管的均匀光照，而此时没有降低识别精度。
根据本发明的另一个设计而规定，图像采集装置的光轴与纺纱筒子管的轴线形成一个角度，该角度在30°到50°之间。在此范围内存在以下可能，很可靠地检测由剩余纱线造成的在纺纱筒子管上的遮暗。由此，以补充方式提升识别精度。此外，尤其有利的是，纺纱筒子管的纵轴线、光源的光轴、附加光源的光轴和/或图像采集装置的光轴此时处于一个平面内。尤其在所有上述轴安置在一个平面内中时的一个相应设计允许很紧凑的且可靠的装置结构，其节省结构空间地实现了剩余纱线、尤其是吸收红外线的剩余纱线的可靠识别。
在此，图像采集装置的设计原则上可以自由选择。但根据一个尤其有利的设计而规定，它包括至少一个物镜和一个设计成摄像机形式的成像传感器。
该分析装置优选包括用于在纺纱筒子管的外轮廓内固定一个分析窗的机构，其中该分析窗关于剩余纱线被分析。分析窗的固定简化了剩余纱线的检测。在分析时，原则上可以考虑剩余纱线总是以周向纱线的形式构成。剩余纱线的其它布置因为纺纱筒子的卷绕方案而不出现，或者至少对于进一步处理是不重要的。纺纱筒子管的外轮廓的测知可以通过已知的边缘过滤方法进行。
在此特别有利地如此设计用于固定分析窗的机构，即，在固定分析窗时进行在纺纱筒子管上的分析窗的定向。借此从一开始就避免分析窗与纺纱筒子管之间的角度错位。
也还有以下可能性，即，固定一个标准分析窗并且该机构设计用于检测并补偿在分析窗和纺纱筒子之间的角度错位。这种角度错位可能与将纺纱筒子送入该装置的常用的输送系统相关地尤其在输送方向上容易出现。由此，标准分析窗的区域可以位于纺纱筒子的外轮廓外，进而在标准分析窗未沿纺纱筒子管的方向转动的情况下导致分析误差。
根据本发明的另一个设计而规定存在一背景，可以在该背景下获得纺纱筒子管的数字图像。这例如可以通过使用规定的背景、尤其是具有图案的背景来获得，其简化了纺纱筒子管外轮廓的确定。图案还尤其在优选设计成棋盘图案的情况下简化了确定纺纱筒子管取向和进而相对于竖立设置的分析窗的角度错位。图案还可以简化图像采集装置的取向和初始化。根据本发明的一个替代设计，该背景被照亮，由此也改善了背景与纺纱筒子管之间的对比。优选进行背对纺纱筒子的一侧的照亮，从而没有不需要的散射光照射到纺纱筒子管。另一个替代设计是包含反射膜的背景。反射膜起到反光器的作用，其被发光机构照射并因此在图像中产生规定的白色背景。
本发明也通过一种卷绕机完成该任务，其具有用于纺纱筒子和纺纱筒子管的输送系统和沿着纺纱筒子管的输送路径布置的用于识别在排出的纺纱筒子管上的剩余纱线的装置，其中，该装置按照上述的本发明设计或根据一个或多个改进方案来构成。根据本发明，光源在此在侧向上与纺纱筒子管间隔布置，该分析单元设计用于检测在纺纱筒子管与纱线之间的对比差异。
尤其有利地，本身已知的输送系统在此具有竖立输送纺纱筒子和纺纱筒子管的输送件。在竖立输送时，由处于装置内的纺纱筒子管的轴线和光源光轴所限定的平面优选垂直于纺纱筒子管的输送方向布置。由此一来，该卷绕机可以很简单紧凑地构成，在这里，纺纱筒子管还可最佳地输送入该装置中，在这里，在经过时产生数字图像。
根据本发明的一个有利改进方案还规定，该输送系统在纺纱筒子管在装置区域中竖立输送时优选居中具有用于在垂直于输送方向的方向上稳定竖立设置在输送件上的纺纱筒子管的机构。这种机构阻止纺纱筒子管取向的波动并且允许很精确地遵守纺纱筒子管轴线和光源光轴之间的角度。所述稳定机构例如可以被设计成在筒子管尖端区域内的导向机构。
由于在纺纱筒子管在输送方向上的稳定化仅困难地实现，因为必须保证输送运动，在一个如前所述的相应方向上的纺纱筒子管取向的波动优选在分析时被补偿。
附图说明
以下，结合附图来说明本发明的实施例，附图示出：
图1示出卷绕机的侧视示意图；
图2示出用于识别吸收红外线的剩余纱线的装置的实施方式；和
图3示出在具有棋盘图案的背景下的纺纱筒子管。
附图标记列表
1 卷绕机
2 卷绕工位
3 输送系统
4 纺纱筒子管
5 末端机架
6 末端机架
7 筒子管回输段
8 输送盘
9 纺纱筒子
10 退绕位置
11 装置
12 光源
13 图像采集装置/摄像机
14 分析装置
15 纵轴线
16 光轴(光源)
17 光轴(图像采集装置)
18 背景
19 光源
21 棋盘图案
22 分析窗
具体实施方式
图1示出根据本发明的卷绕机1。在末端机架5、6之间设置有多个卷绕工位2。在卷绕工位2上，处于退绕位置10的纺纱筒子9被倒筒成大卷装交叉卷绕筒子。所示的卷绕机1包括用于纺纱筒子9和纺纱筒子管4的输送系统3。
纺纱筒子9和纺纱筒子管4竖立安置在输送盘8上。带有满卷纺纱筒子9的输送盘8从卷绕机1的背侧输送至卷绕工位2以便退绕。纺纱筒子9于是已经处于退绕所需的竖立姿态。在卷绕机1的正面设置有筒子管回输段7。通过筒子管回输段7，在退绕后从卷绕工位2被排出的空的纺纱筒子管4始终还竖立地输送向末端机架5。
出现以下情况，纺纱筒子9未完全退绕并且剩余纱线留在纺纱筒子管4上。这例如当在断纱之后无法再在纺纱筒子9上找到纱头并且未完全退绕的纺纱筒子9从卷绕工位2被排出时发生。在末端机架5的区域内，设置有用于识别剩余纱线的装置11。纺纱筒子管4的进一步处理根据所识别的剩余纱线来进行。无剩余纱线的完全退绕的纺纱筒子管4可以无需在环锭纺纱机上进一步处理地被用于制造新的纺纱筒子9。带有尚可用的剩余纱线的纺纱筒子管4被供给未示出的管纱准备机构。管纱准备机构找到纱头并且将带有剩余绕线的纺纱筒子管4准备好用于在一个卷绕工位2上的进一步处理。若剩余纱线不可用，则需要清理纺纱筒子管4。
图2示出图1所示的装置1的原理性结构。如已经说明地，纺纱筒子管借助输送系统3在输送盘8上被送入装置11。输送方向的走向此时垂直于如图2所示的图面，在该图面中也设置有光源12和摄像机13。可在筒子管尖端区域中设有未示出的用于在垂直于纺纱筒子管4的输送方向的方向上稳定纺纱筒子管4的机构。该机构应该避免纺纱筒子管4的波动。在所示实施例中，光源12的光轴与纺纱筒子管4的纵轴线15以63°的角度α相交。光源12此时在侧向上与纺纱筒子管4间隔安置。光源12发出红外光，其导致由纺纱筒子管4上的剩余纱线造成的可靠遮暗。
摄像机13借助物镜和成像传感器来创建纺纱筒子管4的数字图像。摄像机的光轴17或摄像机物镜的光轴与纺纱筒子管4的纵轴线15形成39°的角度β。光源12和摄像机13处于垂直于纺纱筒子管4的输送方向的平面内。
在背景18下创建纺纱筒子管4的图像，背景例如通过设置在背景18的背对纺纱筒子管4的一侧的光源19被照亮。或者，该背景可以通过被光照的反光器/反射膜来产生。
为了检测剩余纱线，在纺纱筒子管4输送通过时所创建的唯一图像的创建已足够。优选地，光源12仅在图像创建时刻被启动。与可能有的剩余纱线相关的数字图像的分析借助分析装置14进行，其中这在图2所示的实施例的变型中也能与摄像机13一起形成一个单元。
纺纱筒子管4上的剩余纱线的检测可以借助分析窗22来进行。分析窗22最好是矩形的且如此设定尺寸，即，它位于纺纱筒子管4的外轮廓内。在纺纱筒子管4的输送方向上，根据输送系统的不同，可能出现纺纱筒子管4绕其竖直取向的波动。为此，纺纱筒子管4可以在竖直的分析窗22外运动。在图3中，纺纱筒子管4布置在具有棋盘图案21的背景18前。棋盘图案21竖直或水平取向。棋盘图案21可以明确识别出纺纱筒子管4偏离竖立姿态。分析窗22首先对准棋盘图案21。因此，棋盘图案21允许容易检测分析窗22与纺纱筒子管4之间的角度错位。在检测之后，该角度错位可容易被补偿，从而分析窗22又位于纺纱筒子管4的外轮廓内。替代地也存在以下可能，在白色的光照背景下或反光器背景下确定纺纱筒子管4的外轮廓，并且分析窗22从一开始就对准外轮廓。通过这种方式，可以容易补偿纺纱筒子管4的波动。

Claims (15)

1.一种用于识别纺纱筒子管上的剩余纱线的装置，该装置具有
-被设计成用红外光照射纺纱筒子的光源，
-用于创建所述纺纱筒子管的数字图像的图像采集单元，和
-用于分析所述数字图像以确定所述剩余纱线的分析单元，
其特征是，所述光源(12)与所述纺纱筒子管(4)侧向间隔设置，所述分析装置(14)被设计用于检测所述纺纱筒子管(4)和纱线之间的对比差异。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，所述光源(12)的光轴与所述纺纱筒子管(4)的纵轴线(15)以在35°至90°、优选45°至80°、尤其优选55°至70°之间的角度(α)相交。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是，设有安置在竖立定位在所述装置(11)中的所述纺纱筒子管(4)上方的附加光源，该附加光源被设计用于用光照射所述纺纱筒子管(4)。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，所述图像采集单元(13)具有用于用光照射所述纺纱筒子管(4)的发光体。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，所述纺纱筒子管(4)具有相对于吸收红外线的剩余纱线形成对比的表面。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，所述光源(12)由多个子光源构成。
7.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，所述图像采集装置(13)的所述光轴与所述纺纱筒子管(4)的所述纵轴线(15)形成一个角度(β)，该角度在30°与50°之间。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，所述纺纱筒子管(4)的所述纵轴线(15)、所述光源(12)的光轴(16)、所述附加光源的光轴和/或所述图像采集装置(13)的光轴(17)位于一个平面内。
9.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，所述图像采集装置(13)包括物镜和成像传感器。
10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，所述分析装置(14)包括用于在所述纺纱筒子管(4)的外轮廓内固定分析窗(22)的机构，其中所述分析窗关于剩余纱线被分析。
11.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征是，设置有背景(18)，所述纺纱筒子管(4)的所述数字图像能在所述背景下获得。
12.一种卷绕机，该卷绕机具有用于纺纱筒子和纺纱筒子管的输送系统和沿所述纺纱筒子管的输送路径布置的用于识别在排出的所述纺纱筒子管上的剩余纱线的装置，其特征是，所述装置根据权利要求1至11中的一项或多项来设计。
13.根据权利要求12所述的卷绕机，其特征是，所述输送系统具有用于竖立输送所述纺纱筒子和所述纺纱筒子管的输送件(8)。
14.根据权利要求12或13所述的卷绕机，其特征是，由竖立在所述装置(11)内的所述纺纱筒子管(4)的所述纵轴线(15)和所述光源(12)的所述光轴(16)限定出的平面垂直于所述纺纱筒子管(4)的所述输送方向布置。
15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的卷绕机，其特征是，所述输送系统在所述装置(11)的区域中具有用于在垂直于所述输送方向的方向上稳定竖立在所述输送件(8)上的所述纺纱筒子管(4)的机构。
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