CS197308B2

CS197308B2 - Device for evaluting the yarn signals with respect to fistinguishing the periodic diameter swings

Info

Publication number: CS197308B2
Application number: CS777980A
Authority: CS
Inventors: Werner Mannhart
Original assignee: Zellweger Uster Ag
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1980-04-30
Also published as: US4168604A; IN149808B; CH615404A5; GB1597553A; JPS53117461A; DE2750152A1; BE863392A; DE2750152C3; HU179363B; JPS5942801B2; DE2750152B2

Description

Vynález se týká zařízení pro vyhodnocování signálů příze s ohledem na rozpoznání periodických výkyvů průřezu, kteréžto signály příze- jsou získávány detektory z průřezu, resp. průměru příze.

Výroba textilního polovýrobku, zejména přízí, vyžaduje v dnešní době rozsáhlou a rychle reagující kontrolu jakosti. Zatímco obvyklé způsoby předení dovolovaly odebírat z produkce namátkové zkušební vzorky, tyto ohodnotit ve zkušební laboratoři a podle nich činit závěry, podle zákonů statistiky, na průměrnou kvalitu celé produkce, vyžadují dnešní technologická zařízení trvalou kontrolu každého· spřádacího místa, takže namátkové zkoušky již nedostačují. Zejména výroba · příze na spřádacích strojích s otevřeným· koncem vyžaduje takovouto intenzívní kontrolu. Přitom je třeba určit následující druhy zhoršené kvality příze:

1. jednotlivá výrazně silná místa v přízi,

2. řetězce silných míst v přízi,

3. zvýšenou nerovnoměrnost,

4. periodické výkyvy průřezu.

Jednotlivá silná místa v přízi se odstraní dnes obvyklými elektronickými čističi příze. Řetězce silných míst jsou charakteristickým druhem vad u spřádacích strojů pro předení s otevřeným koncem. Také pro jejich rozpoznání a odstranění · jsou již známy způsoby a zařízení, například ze švýcarského patentového spisu č. 568 405.

Pro určení nestejnoměrnosti a periodických výkyvů průřezu byly doposud k dispozici v podstatě · jen laboratorní přístroje, kterými se mohly provádět rozbory vpředu uvedených namátkových vzorků relativně pomalu, a především celá výroba byla kontrolována s dosti značným časovým· zpožděním.

Požadavek · však spočívá v tom, aby se mohla sledovat jak nestejnoměrnost, tak i obsah periodických složek v této nestejnoměrnosti současně s výrobou příze. · To · jednak vylučuje použití drahých laboratorních měřicích přístrojů, jednak se mohou použít zjednodušené způsoby pro určepí charakteristických veličin, neboť již z tendence jejich průběhu se mohou činit závěry na jakost produkce, aniž se musejí převádět naměřené hodnoty a aniž se vyžaduje nejvyšší stupeň přesnosti měření.

Takovéto laboratorní přístroje byly například realizovány zkušebním přístrojem stejnoměrnosti -USTER- podle švýcarského patentového· spisu č. 249 096, integrátorem podle švýcarského · patentového spisu číslo

262 827 a spektrografem podle švýcarského patentového spisu č. 300 068.

Úkolem vynálezu je tedy vytvořit zařízení pro vyhodnocování signálů příze s ohledem na rozpoznání periodických výkyvů průřezu, které by odstraňovalo shora uvedené nedostatky.

Tento úkol se podle vynálezu řeší tím, že výstupy detektorů jsou připojeny na multiplex, který je připojen na analogočíslicový převodník, jehož výstup je spojen se vstupem samočinného mikropočítače, jehož jeden výstup je spojen s demultiplexem.

Dalším význakem vynálezu je, že mezi výstupem multiplexu a vstupem samočinného mikropočítače je uspořádán regulační zesilovač.

Význakem vynálezu rovněž je, že výstupy demultiplexu jsou připojeny na indikační a paměťová ústrojí.

Rozvinutí vynálezu spočívá rovněž v tonáže к regulačnímu zesilovači je připojen kalibrovaný nastavovací orgán.

Zařízení podle vynálezu a jeho funkce budou v dalším textu blíže vysvětleny za pomoci připojených výkresů.

Na obr. X je znázorněna autokorelační funkce pro stochastický signál, na obr. 2 autokorelační funkce pro stochastický signál s periodickou složkou, na obr. 3 diagram nezpožděného a zpožděného signálu příze, na obr. 4 dva diagramy odvozených veličin ve funkci časového rozdílu r, na obr. 5 diagramy originálního a o časový interval τι zpožděného signálu příze jako funkce času, na obr. 6 diagramy původního a o časový signál τ_ρ zpožděného signálu příze jako funkce času, na obr. 7 diagram* funkce Q(t), na obr. 8 blokové schéma zapojení podle vynálezu.

Zařízení podle vynálezu, které je znázorněno schematicky na obr. 8, sestává z detektorů 81, 82, 83, jejichž výstupy jsou zapojeny na vstupy multiplexu 84. Za multiplexem 84 může následovat regulační zesilovač 85, který mění své zesílení podle velikosti přicházejícího signálu x(t) příze. Tento regulační zesilovač 85 je s výhodou opatřen nastavovacím orgánem 90, kalibrovaným v textilních hodnotách, kterým se mohou přenášet vstupní signály, porovnatelné pro různá čísla příze, na další stupeň. Nejsou-li potřebné určité aspekty vyhodnocování, může se regulační zesilovač 85 ze zařízení vypustit.

Za multiplexem 84 je dále zařazen, popřípadě přes logický stupeň 86, analogočíslicový převodník 87, jehož výstup je spojen se vstupem samočinného mikropočítače 88. Výstup tohoto samočinného mikropočítače 88 je spojen s demultiplexem 89, jehož výstupy jsou zapojeny na neznázorněné indikační a paměťové ústrojí.

Detektory 81, 82, 83 jsou u jednotlivých spřádacích míst a vysílají známým způsobem signály x(t) příze, které odpovídají průřezu, resp. průměru příze. Tyto signály x(t) se přivádějí multiplexu 84, který je přemění v následující za sebou řadu jednotlivých hodnot. Tím se dosáhne toho, že pro následující vyhodnocovací zařízení pro větší počet signálů příze je potřebné jen jednoduché provedení, aniž tím dochází v důsledku bodového snímání naměřené hodnoty к citelnému zmenšení přesnosti měření. Za multiplexem 84 může následovat regulační zesilovač 85, který mění své zesílení podle velikosti přicházejícího signálu x(t) příze.

Takto připravený signál x(t) příze se přivede, popřípadě přes logický stupeň 86 (sample-and-hold) analogočíslicovému převodníku 87, který vytvoří z docházejících signálů x(t) příze číslicové signály, které jsou potřebné pro další zpracování v samočinném mikropočítači 88.

Teoretické zdůvodnění funkce zařízení podle vynálezu je následující.

Výhodné podmínky pro řešení stanovené úlohy poskytuje autokorelační funkce (v dalším označována jako AFK). Pro signál x(t} je definována následovně:

T

R(r) = — i-/x(t) . x(t—rj ,dt [obr. 1, 2)

O (1)

V obr. 1 je znázorněna AFK pro čistě stochastickou funkci 11, v obr. 2 je AFK znázorněna pro stochastickou funkci se superponovanou periodickou složkou 12 (doba periody τ_ρ). Pro diskrétní výpočet nahrazuje se integrál součtem:

^N

R(r) = £x(kAt) . x(kAt-r) ^T k=l (2)

Signál zde musí mít tvar kvantovaných snímacích hodnot x(kAt). Posunutí τ se zvýší ve stejném, resp. v stejných diskrétních intervalech:

τ = 0, At, 2At,... m.At.

Výpočet této funkce pomocí samočinného mikropočítače, trvá pro N = 1000 snímacích a pro m = 50 časových intervalových kroků přibližně 45 s. Pro plynulé vyhodnocování signálů příze ve výrobním procesu je tato potřeba času ještě příliš dlouhá. To jde na vrub v prvé řadě násobení v rovnici (2). Pro každé τ se musí tato operace provést N-krát, celkem tedy Nx.m-krát (při výše uvedených číselných hodnotách tedy 50 000krát). Tato operace potřebuje u obvyklých samočinných mikropočítačů mnoho času. Je proto třeba použít buďto speciálních samočinných mikropočítačů, které mohou provést násobení v podstatně kratší době, nebo se musí zvolit zjednodušený princip násobení. To se může například, reall197308 zovat tím, že · se provede jen jedno násobení s 2ⁿ. Pro binární čísla to znamená posunutí čísla o n-1 míst.

Naproti tomu se může sečítání · a odčítání provést velmi rychle, to jest během několika málo mikrosekund.

Vycházejíc z · AKF a ve snaze odstranit časově náročné operace byla definována následující nová funkce Q:

T

Q(t) · = J |x(t) -x(t-r) |dt o

(3) popřípadě

N

Q(t) = 2 |x(kAt)-x(kAt—τ) | ·· . k=l (4)

Tato funkce je schopna zjistit periodické signály, které jsou obsaženy ve stochastickém signálu. Obr. 3 znázorňuje vznik ' funkce Q(t). Integrál absolutních hodno-t rozdílu mezi původní funkcí x(t), čára 31. a funkcí x(t—r), čára 32, podle rovnice ('3), posunuté o· τ, odpovídá šrafované ploše. Pro τ > O, blíží se hodnota funkce určité hodnotě, · která je v dalším nezávislá · na τ.

Obr. 4 znázorňuje funkci Q(t) v závislosti na τ pro· dvě různé příze s různou nestejnoměrností. Hodnota funkce Q(r) je mírou pro podobnost původního signálu x(t) a signálu x(t—τ), posunutého o τ. U stochastického signálu je tato hodnota funkce Q(t) pro τ > O nezávislá na r. Naproti tomu existuje závislost funkce Q.(-r) na nestejnoměrnosti signálu x(t), a to· čára 41 odpovídá nerovnoměrnosti, resp. nerovnoměrné přízi (větší procentní · hodnota napětí), čára 42 odpovídá rovnoměrnější přízi (menší procentní hodnota napětí).

Uvažuje-li se nyní stochastický signál, kterému je superponován periodický signál, pak se tvoří opět funkce Q(t) pro různé hodnoty posunutí τ (obr. 5). Pro· hodnoty τ > τ, se obdrží opět určitá hodnota funkce QM, nezávislá na τ. V případě však, že r = τ, nebo· obecně τ = η . τ, (n = 1, 2...), pak · se periodické složky vždy překrývají (obr. 6). Obě křivky jsou však nyní poněkud podobné, což se projevuje v menší hodnotě funkce QM pro toto τ. Tím se dostane průběh · funkce Q(t), jak je znázorněn na obr. 7.

Z polohy zejména prvního prohnutí 71 se může určit délka periody periodické složky. Hodnota Qi je mírou pro nestejnoměrnost příze. .

Aby se vyhodnocení funkce · Q(r), ·· popřípadě funkce R(r) mohlo· provést automaB ^(τ) max R (r Jmin ticky, vytvoří · se nyní následující · kvocient, resp. podíl: .

MZ = Q ( τ ) max ^τΐ .

Q (τ )min T2 nebo

T2 ti (5) to znamená, že se vypočítá funkce Q(t) v rozsahu τι až τζ, ve kterém se mohou očekávat periody. Potom se vytvoří poměr -mezi maximální a minimální hodnotou této funkce · v tomto· · intervalu. Toto číslo je přímou mírou pro velikost · všech náhodných periodických složek · v signálu příze. Jako· poměrové číslo je prakticky nezávislé na původní amplitudě signálu příze. · Pokusy prokázaly a potvrdily, že pro MZ se musí počítat s následujícími hodnotami: ,

MZ < 1,12 pro· normální přízi,

MZ > · 1,12 pro periodicky nerovnoměrnou přízi, .

při jejímž dalším zpracování je třeba počítat s tak · zvaným· efektem moaré (MZ = = moaré číslo).

Vpředu uvedená · skutečnost, že velikost nestejnoměrnosti (procentní hodnota napětí) ovlivňuje výškovou polohu asymptotické větve čar · Q(t) (41, 42 ' v obr. 4), se vyhodnotí pomocí · vztahu ,

T2 ^uz - ar rl (6)

Tím se obdrží velikostní údaj pro nestejnoměrnost. Pro konstrukci přístrojů to znamená, že · funkci Qk) je třeba integrovat ve zpožďovacím intervalu (τι—rž), resp. vytvořit její střední hodnotu. Tato hodnota UZ je však závislá na amplitudě signálu · příze; jestliže je vyhodnocení provedeno· podle této funkce, pak je třeba signál přímo nastavit prostřednictvím regulačního zesilovače 85 na předem zadanou úroveň. Přitom je třeba postarat se o to, aby úroveň signálu příze byla · na vstupu samočinného· mikropočítače 88 nezávislá na středním průřezu příze (střední číslo příze). To se může provést například · pomocí nastavovacího orgánu 90 u zesilovače, který vykazuje nastavovací tlačítko se stupnicí, které se př£ . započetí měření nastaví na hodnotu zkoušené příze.

I

Samočinný mikropočítač 88 je tak naprogramován, že provede z číslicových vstupních signálů početní operace, které jsou uvedeny v předcházejícím . textu, zejména vytvoří funkci Q(t), zjistí její maximální a minimální hodnoty v posuvném intervalu τι—τ2 a z těchto hodnot vytvoří podíl MZ. Tento podíl MZ se nyní porovná v prvním kom-, parátoru s referenční hodnotou. Překročí-li podíl MZ tuto referenční hodnotu, pak se vyšle na výstupu samočinného. mikropočítače chybový signál, který je schopen ovlivnit vhodným způsobem, po projití demultiplexem 89, synchronizovaným s multiplexem 84, příslušné spřádací místo. To se může provést například vysláním dalšího signálu nebo odstavením vřetena.

Zařízení podle vynálezu se může také použít pro · alespoň přibližné určení nestejnoměrnosti, jestliže je v samočinném mikropočítači 88 upraven integrační stupeň, který tvoří střední hodnotu funkce Q(-r) ve zpožďovacím intervalu τ2—τι. Tato· střední hodnota se může známým způsobem indikovat nebo porovnat s další referenční hodnotou. V každém případě mohou se opět na základě chybového signálu uvést v činnost spínací, resp. signalizační ústrojí, která lokalizují chybně pracující. spřádací místo.

Při ústředním vyhodnocování signálů příze existuje přitom ta možnost, nastavit předem pro kontrolovaná . vřetena skupinovitě různé hodnoty pro rychlost předení, prahové hodnoty a číslo příze. Hodnoty, platící pro každé . vřeteno, se ukládají do samočinného mikropočítače a aktivují se tehdy, jestliže je příslušné vřeteno ovlivněno multlplexem.

Po každé, když se překročí jedna z mezních hodnot, může se indikovat, popřípadě se může zapamatovat pro později vydaný protokol následující údaj:

— intenzita periodicity odpovídající moarovému číslu MZ, — délka periody, kterou lze odečíst z polohy prvního vyhnutí funkce Q(-r) (obr. 7), — velikost nestejnoměrnosti, — číslo vřetena a dobu.

Samočinný mikropočítač se může také naprogramovat pro kontrolu signálu přímo na výskyt řetězců silných míst.

Další přednost použití samočinných mikropočítačů je třeba . vidět v tom, že se umožní bez velkých přídavných nákladů statistické vyhodnocení v určitém- pozorovacím intervalu. Takováto statistická vyhodnocování dovolují dělat závěry o příslušném stroji, resp. vřetenech, která v určitém kontrolovaném intervalu . mají zejména výrazný sklon pro tvoření moarové příze a mohou se tak z tohoto hlediska vyhodnotit.

Claims

1. Zařízení pro vyhodnocování signálů příze s ohledem na rozpoznání periodických výkyvů průřezu, kteréžto signály příze jsou získávány detektory z průřezu, resp. průměru příze, vyznačující se tím, že výstupy detektorů (81, 82, 83) jsou připojeny na multiplex (84), který je připojen na analogočíslicový převodník (87), jehož výstup je spojen se vstupem samočinného mikropočítače (88), jehož jeden výstup . je spojen s demultiplexem (89).

EDMĚT VYNALEZU

2. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že mezí výstupem multiplexu (84) a vstupem samočinného mikropočítače (88) je uspořádán regulační zesilovač (85).

3. Zařízení podle . bodu 1 vyznačující se tím, že . výstupy demultiplexu (89) jsou připojeny na indikační a paměťová . ústrojí.

4. Zařízení podle bodu 2 vyznačující se tím, že k regulačnímu zesilovači (85) je připojen kalibrovaný nastavovací orgán (90).