DE10123870A1 - Textile web quality monitored by optic sensor array in direct contact with moving web - Google Patents

Textile web quality monitored by optic sensor array in direct contact with moving web

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Abstract

An assembly automatically monitors the fabric emerging from a weaving loom with an electro-optic array of sensors placed in a row or rows transverse to and in direct contact with the web feed. The sensors partly overlap each other are linked to an image fault detection system. The image captured at one instant is compared with an image captured at a subsequent instant after a pre-determined time lapse. The assembly distinguishes between errors or distortions arising from internal or external factors. The assembly hangs on soft suspension from the loom frame.

Description

In der Literatur werden Vorrichtungen gezeigt, die zur automatischen Inspektion von Geweben und Gewirken an einer Produktionslinie geeignet sind. Im weiteren soll hier die Webmaschine als Beispiel dienen. Dies gilt jedoch ebenso für Gewirk, Strick und Legemaschinen. In the literature devices are shown which are used for the automatic inspection of fabrics and knitted fabrics a production line. The weaving machine will serve as an example here. this applies but also for knitted fabrics, knitting and laying machines.

Diese werden auch in einigen Patentanmeldungen CH_PS 508 755, US_PS 3 502 115, EP 84 114 337.5 und DE 35 29 058 A1, die verwendeten Sensorelemente sind in EP 0596 715 B1 genannt, konnten sich bisher jedoch nicht durchsetzen. Ein Grund hierfür dürften vermutlich in den bis heute ungelösten Problemen Verschmutzung, hoher Arbeitsabstand und damit hoher virtueller Raumbedarf und ungleichmäßige Erfassung des Webguts durch das Sensorsystem mit vorgeschalteter Optik liegen. These are also described in some patent applications CH_PS 508 755, US_PS 3 502 115, EP 84 114 337.5 and DE 35 29 058 A1, the sensor elements used are mentioned in EP 0596 715 B1, have so far been able to but not enforce. One reason for this is probably the problems that have not yet been solved Contamination, high working distance and thus high virtual space requirements and uneven detection of the woven material through the sensor system with optics upstream.

Die bisher in der Literatur gezeigten Verfahren basieren auf Flächenkameras und Zeilenkameras Sie sind alle mit Abstand zur Webmaschine angeordnet, da sie auf eine Abbildungsoptik zwischen sich und dem Flächengebilde angewiesen sind. Damit muß ein Freiraum zwischen der Webmaschine und dem Sensor entstehen, der im Betrieb nicht von Menschen betreten werden darf. The methods previously shown in the literature are based on area scan cameras and line scan cameras They are all arranged at a distance from the weaving machine because they have an imaging optics between themselves and the Fabrics are instructed. So there must be a space between the weaving machine and the sensor arise that must not be entered by people in the company.

Sie sind zwar, je nach Aufhängung, von den Schwingungen der Webmaschine entkoppelt, erkennen dafür aber Bewegungen der Maschine, die das Flächengebilde mit bewegen, als Fehler im Gebilde. Depending on the suspension, they are decoupled from the vibrations of the weaving machine, but they do recognize them Movements of the machine that move the fabric as errors in the structure.

Hinzu kommt die Verschmutzungsproblematik des Abbildungssystems durch Staub und Flug in den Produktionsräumen. In addition, there is the pollution problem of the imaging system due to dust and flight in the Production rooms.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelößt, daß ein Sensor verwendet wird, welcher aufgrund seiner kleinen Bauform einen direkten Kontakt zum Gewebe herstellen kann. According to the invention, these objects are achieved in that a sensor is used which is based on its small design can make direct contact with the tissue.

Damit kann die Verschmutzungsproblematik durch die Verwendung des Flächegewebes als "Putztuch" gelöst werden. So the problem of pollution can be solved by using the flat fabric as a "cleaning cloth" become.

Durch den Verzicht auf eine gemeinsame Abbildungsoptik und damit die Ausbildung des Sensors in der Länge identisch zum Webgut ermöglicht dieses System eine an jeder Stelle des Flächengebildes gleiches Licht- und Sensorverhalten und damit eine identische Erfassung der Oberfläche über die ganze Breite. By dispensing with a common imaging optics and thus the length of the sensor identical to the weave, this system enables the same light and light at every point of the fabric Sensor behavior and thus an identical detection of the surface across the entire width.

Durch die spezielle Ausgestaltung der Sensoranordnung wird eine Trennung zwischen Erschütterungen und Störungen im Flächengebilde möglich. Due to the special design of the sensor arrangement, a separation between vibrations and Faults in the fabric possible.

Durch die gewählten Aufhängungen werden die Schwingungen an der Vorrichtung, die durch die Fertigungsmaschine induziert werden, nochmals deutlich vermindert. The vibrations on the device caused by the Manufacturing machine induced, significantly reduced again.

Aufgrund der besonderen Art der Abtastung kann ein Mustervergleich in der Anlage durchgeführt werden. Due to the special type of scanning, a pattern comparison can be carried out in the system.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert, es zeigen: The invention is explained in more detail below with the aid of exemplary embodiments and the drawings demonstrate:

Fig. 1 eine schematische Anordnung der Sensorelemente in 2 Reihen Fig. 1 shows a schematic arrangement of the sensor elements in 2 rows

Fig. 2 eine schematische Anordnung der Sensorelemente in der Schuppenbauweise Fig. 2 is a schematic arrangement of the sensor elements in the shed design

Fig. 3 eine schematische Anordnung der Schwingungsaufhängung mit einer Trägheitsbetrachtung Fig. 3 is a schematic arrangement of the vibration suspension with an inertia observation

Fig. 4 ein solches Kontaktsensorelement Fig. 4 such a contact sensor element

Claims (12)

1. Vorrichtung zur automatischen Überwachung von Flächengebilden auf Produktionsmaschinen mittels einer unmittelbar an der Webmaschine oder an einer dieser zugeordneten Gewebeaufwickelvorrichtung angeordneten und an eine Auswerteeinrichtung angeschlossenen elektro-optischen Abtasteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils für eine Warenbahn auf einer Produktionsmaschine mehrere, zeilenförmige Sensorelemente quer zur Transportrichtung angeordnet sind, die das Flächengebilde in Spuren zerlegen, die sich teilweise überlappen. 1. Device for the automatic monitoring of fabrics on production machines by means of an arranged directly on the weaving machine or on an associated fabric winding device and connected to an evaluation device electro-optical scanning device, characterized in that for each web on a production machine several, linear sensor elements across Transport direction are arranged that break down the fabric into tracks that partially overlap. 2. Vorrichtung nach dem Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Sensorelemente Kontaktbildsensorelemente in mehreren, mindestens jedoch zwei Reihen parallel so angeordnet werden, daß sie sich für eine bestimmte Strecke überlappen und sie senkrecht zur Transportrichtung der Produktionsmaschine angeordnet sind. 2. Device according to claim 1, characterized in that as sensor elements Contact image sensor elements in several, but at least two rows are arranged in parallel so that they overlap for a certain distance and they are perpendicular to the transport direction of the Production machine are arranged. 3. Vorrichtung zur automatischen Überwachung von Flächengebilden auf Produktionsmaschinen dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbildsensorelemente in Form einer Schuppung in einer oder mehreren Reihen in einem Winkel ungleich 90 Grad zum Vorschub angeordnet werden. Eine Überlappung ist hier möglich, aber nicht nötig. 3. Device for automatic monitoring of fabrics on production machines characterized in that the contact image sensor elements in the form of a scaling in one or more Rows are arranged at an angle not equal to 90 degrees to the feed. There is an overlap here possible but not necessary. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschub des Flächengebildes oder der Eintragetakt der Produktionsmaschine von der Vorrichtung erfaßt und als Basis für die Aufnahme von Bildzeilen des Flächengebildes verwendet wird. Dabei kann der Vorschubtakt oder Eintragtakt als solches oder geteilt bzw. multipliziert mit einen festen oder variablen Faktor zu jeweils einer Aufnahme einer Bildzeile führen. 4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the feed of the fabric or the Entry clock of the production machine detected by the device and as the basis for the inclusion of Image lines of the fabric are used. The feed cycle or entry cycle as such or divided or multiplied by a fixed or variable factor for a recording of each Lead image line. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Abstand der letzten beiden Vorschub- oder Eintragetakten als Basis für eine Vervielfachung verwendet wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Zeit gemessen wird und durch einen festen oder variablen Faktor geteilt die Basis für den Takt zur Aufnahme einer Bildzeile liefert. 5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the time interval between the last two Feed or entry clocks is used as the basis for multiplication. For example done by measuring the time and dividing it by a fixed or variable factor Provides the basis for the clock for recording an image line. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswertung aufgrund der Anordnung der Sensorelemente zueinander und zum Materialvorschub durch eine Auswerteeinheit durch Vergleich der räumlichen und zeitlichen Korrelation von Störungen im Bildsignal entschieden werden kann, ob eine Verzerrung im Flächengebilde als Ursprung einen Fehler im Flächengebilde oder eine Störung von außen hat.
Dies geschieht beispielsweise bei der Anordnung nach Anspruch 2 durch die Überprüfung der zeitlichen oder örtlichen Korrelation von Abweichungen im Flächengebildebild des Sensors. Stellt sich eine zeitliche Korrelation über mehrere Sensoren ein, so handelt es sich um eine Störung von außen. Ist die Korrelation über mehrere Sensoren so gegeben, daß die Korrelation dem mechanischen Abstand des Sensors entspricht, so handelt es sich um eine Störung im Flächengebilde.
Bei der Anordnung nach Anspruch 3 ist die Unterscheidung ebenfalls über eine zeitliche oder entlang des Kippwinkels des Sensor liegende Korrelation möglich. 6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that in the evaluation due to the arrangement of the sensor elements to each other and the material feed by an evaluation unit by comparing the spatial and temporal correlation of disturbances in the image signal can be decided whether a distortion in the fabric as an origin Has a defect in the fabric or a disturbance from the outside.
This is done, for example, in the arrangement according to claim 2 by checking the temporal or local correlation of deviations in the fabric image of the sensor. If there is a time correlation across several sensors, this is a disturbance from the outside. If the correlation across several sensors is such that the correlation corresponds to the mechanical distance of the sensor, then there is a disturbance in the fabric.
In the arrangement according to claim 3, the differentiation is also possible via a correlation over time or along the tilt angle of the sensor. 7. Vorrichtung nach dem Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappzohnen zur exakten Bestimmung des Vorschubs verwendet werden. Aufgrund der bekannten Maße der Sensoren kann hier der genaue Vorschub der Ware über eine Autokorrelation zwischen den beiden Regionen ermittelt werden. Dies ist beispielsweise wichtig, um den Abstand des Sensors zur Webzohne unabhängig von der Eintragsdichte und Gewebespannungen zu ermitteln. 7. The device according to claim 1 to 6, characterized in that the overlap for exact Determination of the feed can be used. Due to the known dimensions of the sensors, the exact feed of the goods can be determined via an auto-correlation between the two regions. This is important, for example, to determine the distance from the sensor to the weaving teeth regardless of the entry density and to determine tissue tensions. 8. Vorrichtung nach dem Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor selbst sich in einem mechanisch steifen Gehäuse befindet, welches über Befestigungselemente weich in dergestalt aufgehängt ist, daß Vibrationen nur zu einer Drehbewegung um den Aufhängepunkt an der Maschine führen.
Hier wird das Prinzip der Schaukel für den Sensor umgesetzt, welches eine Übertragung von Querkräften zwischen den Aufhängeösen und der Schaukelfläche verhindert, andererseits aber die Übertragung von Querkräften, die nicht zur Schwingungsachse des Stoffs gehören, erlaubt. Damit verringern sich die übertragbaren Schwingungen zwischen Maschine und Vorrichtung. 8. The device according to claim 1 to 7, characterized in that the sensor itself is in a mechanically rigid housing which is softly suspended by fasteners in such a way that vibrations only lead to a rotary movement about the suspension point on the machine.
The principle of the swing for the sensor is implemented here, which prevents the transfer of transverse forces between the suspension eyes and the swing surface, but on the other hand allows the transfer of transverse forces that do not belong to the vibration axis of the fabric. This reduces the vibrations that can be transmitted between the machine and the device. 9. Vorrichtung nach 1. .8 dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor zum zu prüfenden Gut mit einer Glasplatte verschlossen ist, die auf dem Prüfgut mit Druck aufliegt. Dadurch wird in Verbindung mit dem Anspruch 8 erreicht, daß die zwischen Prüfgut und Sensor entstehenden Reibungskräfte größer sind als die über die Aufhängung übertragenen Schwingungen. Damit schwingt der Sensor in erster Näherung mehr mit dem Stoff als mit der Anregung durch die Aufhängungen. Dies ist für eine saubere Aufnahme des Stoffs nötig. 9. The device according to 1. .8, characterized in that the sensor for the material to be tested with a glass plate is closed, which rests on the test material with pressure. This is in conjunction with claim 8 achieved that the frictional forces between the test material and the sensor are greater than that of the Suspension transmitted vibrations. In a first approximation, the sensor thus vibrates more with the Fabric as with the suggestion by the hangers. This is necessary for a clean absorption of the fabric. 10. Vorrichtung nach 1. . .9 dadurch gekennzeichnet, daß ergänzend oder alternativ zu den im Sensor integrierten Lichtquellen ebenfalls Lichtquellen auf der Gegenseite des Empfangselements angeordnet werden können. Diese können dann zeitgleich oder versetzt, ebenfalls synchron zum externen Takt zu den am Sensor angeordneten Beleuchtungen aktiviert werden. Damit lassen sich synchrone Bilder in Auflicht und Durchlicht generieren, die beide zur Auswertung herangezogen werden können. 10. Device according to 1.. .9 characterized in that in addition or as an alternative to those integrated in the sensor Light sources can also be arranged on the opposite side of the receiving element. These can then be simultaneously or offset, also in sync with the external clock to those on the sensor arranged lighting can be activated. This allows synchronous images in reflected light and Generate transmitted light, both of which can be used for evaluation. 11. Vorrichtung nach 1. .10 dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastung synchron zum Materialaufbau in Vorschubrichtung erfolgt und die Bewegung des Flächengebildes senkrecht zum Außengehäuse des Sensors erfolgt. 11. The device according to 1. .10, characterized in that the scanning in synchronism with the material structure The direction of feed takes place and the movement of the fabric perpendicular to the outer housing of the sensor he follows. 12. Vorrichtung nach 1. .11 dadurch gekennzeichnet, daß bei einem sich wiederholenden Muster im Flächengebilde dieses Muster einem Vergleich dergestalt zugeführt wird, daß jeweils ein Muster mit dem folgenden und dem rechts oder links von ihm angeordneten Muster verglichen wird. Dabei werden kleine Verschiebungen im Muster tolleriert. Die Ergebnisse des Mustervergleichs werden integriert und zur Auswertung herangezogen. Dies führt beispielsweise dazu, daß Muster aus verschiedenfarbigen Fäden ausgewertet werden können. 12. The device according to 1. .11 characterized in that in a repeating pattern in A sheet of this pattern is supplied for comparison in such a way that a pattern with the following and the pattern to the right or left of it is compared. Doing so will be small Shifts in the pattern tolerated. The results of the pattern comparison are integrated and used Evaluation used. This leads, for example, to patterns of different colored threads can be evaluated.
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