DE102022115321A1

DE102022115321A1 - Needle system for a textile manufacturing machine

Info

Publication number: DE102022115321A1
Application number: DE102022115321.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Michael Lauwigi; Milad Eyvazi Hesar; Thomas Gries; Sven Ingebrandt
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2022-06-20
Filing date: 2022-06-20
Publication date: 2023-12-21
Also published as: WO2023247365A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nadelsystem für eine Textilherstellungsmaschine. Das Nadelsystem weist einen Nadelkörper (70) und eine Sensorvorrichtung mit wenigstens einem an dem Nadelkörper (70) befestigten und/oder in dem Nadelkörper (70) integrierten Sensor (78) auf. Die Sensorvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Zustandsgröße des Nadelkörpers (70) zu erfassen, welche eine Auswirkung auf die Beschaffenheit eines mit dem Nadelsystem hergestellten Textils hat. Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Trainieren einer KI-basierten Auswertvorrichtung eines Nadelsystems, ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität eines Textils und/oder zum Steuern einer Textilherstellungsmaschine und/oder Bestimmen eines Verschleißzustands eines Nadelkörpers (70) und eine Textilherstellungsmaschine.

The present invention relates to a needle system for a textile manufacturing machine. The needle system has a needle body (70) and a sensor device with at least one sensor (78) attached to the needle body (70) and/or integrated in the needle body (70). The sensor device is designed to detect a state variable of the needle body (70), which has an effect on the quality of a textile produced with the needle system. The invention also relates to a method for training an AI-based evaluation device of a needle system, a method for determining a quality of a textile and/or for controlling a textile manufacturing machine and/or determining a wear condition of a needle body (70), and a textile manufacturing machine.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Nadelsystem für eine Textilherstellungsmaschine. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Trainieren einer Klbasierten Auswertvorrichtung eines Nadelsystems, auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität eines Textils und/oder zum Steuern einer Textilherstellungsmaschine und/oder zum Bestimmen eines Verschleißzustands eines Nadelkörpers und auf eine Textilherstellungsmaschine.The present invention relates to a needle system for a textile manufacturing machine. In addition, the invention relates to a method for training a Kl-based evaluation device of a needle system, to a method for determining a quality of a textile and/or for controlling a textile manufacturing machine and/or for determining a wear condition of a needle body and to a textile manufacturing machine.

Stand der TechnikState of the art

Bei der Textilherstellung ist eine homogene Textilqualität wichtig. Abweichende Qualität, beispielsweise aufgrund unterschiedlich großer Maschen, ist einer der Hauptgründe für Ausschuss. Zudem können Textile mit schwankender Qualität bei Kunden zu Akzeptanzproblemen führen. Einer der Hauptgründe für Qualitätsschwankungen bei der Textilherstellung sind unerwünschte Verformungen von Nadeln, inklusive einem überraschenden Nadelversagen.Homogeneous textile quality is important in textile production. Differing quality, for example due to different mesh sizes, is one of the main reasons for rejects. In addition, textiles with fluctuating quality can lead to acceptance problems among customers. One of the main reasons for quality fluctuations in textile production is undesirable deformation of needles, including unexpected needle failure.

Bei der Textilherstellung sind verschiedene Arten der Qualitätsüberwachung bekannt. Beispielsweise kann eine Textilherstellungsmaschine und jeweilige Fäden videoüberwacht werden. Eine solche Überwachung ist teuer und erlaubt zudem nur Ausschuss zu identifizieren, nicht jedoch die Textilherstellung für eine homogene Qualität zu steuern. Eine alternative Überwachung erfolgt durch kontaktbasierte Fadenspannungsmessgeräte. Durch den Kontakt und auch eine Fadenumlenkung werden jedoch jeweilige Fäden des Textils vor deren Verarbeitung zusätzlich belastet. Die Überwachung selbst kann so die Textilqualität negativ beeinflussen und eine Wahrscheinlichkeit für einen Fadenbruch erhöhen. Auch eine solche Überwachung ist zudem teuer und muss aufwendig gewartet werden, insbesondere sofern die Fadenspannung von vielen Fäden gemessen werden soll. Ebenfalls bekannt ist eine Überwachung mittels Laser. Diese Überwachung ist jedoch störanfällig, insbesondere durch abgebrochene Fadenteilchen.Various types of quality monitoring are known in textile production. For example, a textile manufacturing machine and the respective threads can be monitored by video. Such monitoring is expensive and only allows rejects to be identified, but not to control textile production to ensure homogeneous quality. Alternative monitoring is carried out using contact-based thread tension measuring devices. However, due to the contact and also a thread deflection, the respective threads of the textile are subjected to additional stress before they are processed. The monitoring itself can have a negative impact on textile quality and increase the likelihood of thread breakage. Such monitoring is also expensive and requires complex maintenance, especially if the thread tension of many threads is to be measured. Monitoring using lasers is also known. However, this monitoring is susceptible to failure, particularly due to broken thread particles.

Ein optisches Überwachungssystem für die Textilherstellung ist beispielsweise in der GB 1 502 183 A beschrieben, welches lediglich dazu ausgebildet ist, einen Nadelbruch zu erkennen. In der DE 19 812 036 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Erfassung von Nadeldeformation mittels Radarsensoren beschrieben. In der DE 10 2016 106 022 A1 ist eine piezoelektrischer Einzelnadelantrieb für eine Strickmaschine beschrieben, bei welchem bei Überschreitung eines Schwellwerts einer Antriebsenergie eine Störung identifiziert werden kann.An optical monitoring system for textile production is, for example, in the GB 1 502 183 A described, which is only designed to detect a needle break. In the DE 19 812 036 A1 For example, a device for detecting needle deformation using radar sensors is described. In the DE 10 2016 106 022 A1 a piezoelectric single needle drive for a knitting machine is described, in which a fault can be identified when a threshold value of drive energy is exceeded.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Nadelsystem für eine Textilherstellungsmaschine. Die Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise für die industrielle Textilherstellung ausgebildet sein. Die Textilherstellungsmaschine kann dazu ausgebildet sein, aus einem oder mehreren Fäden ein Textil herzustellen. Das Textil kann beispielsweise gestrickt oder gewirkt werden. Ein Textil kann beispielsweise ein flächiges Gebilde sein, wie ein Gewebe, Gewirke, Geflecht oder Gestrick. Beispielsweise kann das Gewirk eine Gefäßprothese, eine Kupfermatte, eine Lenkradheizung oder ein elastisches Glas bilden. Ein Faden kann beispielsweise als Garn, Zwirn, Filamentgarn oder dergleichen ausgebildet sein. Jeweilige Fäden können beispielsweise aus einer Naturfaser oder einer Kunstfaser gebildet sein. Das Nadelsystem kann einen Teil der Textilherstellungsmaschine bilden, welcher mit einem Faden bei der Textilherstellung eingreift. Die Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise zum Fertigen von Maschenware ausgebildet sein. Das hergestellte Textil kann beispielsweise ein Gewirk oder ein Gestrick sein.A first aspect of the invention relates to a needle system for a textile manufacturing machine. The textile manufacturing machine can be designed, for example, for industrial textile production. The textile manufacturing machine can be designed to produce a textile from one or more threads. The textile can be knitted or knitted, for example. A textile can, for example, be a flat structure such as a woven, knitted, braided or knitted fabric. For example, the knitted fabric can form a vascular prosthesis, a copper mat, a steering wheel heater or an elastic glass. A thread can, for example, be designed as a yarn, twine, filament yarn or the like. Respective threads can be formed, for example, from a natural fiber or a synthetic fiber. The needle system can form a part of the textile manufacturing machine, which engages with a thread during textile production. The textile manufacturing machine can be designed, for example, to produce knitted fabrics. The textile produced can be, for example, a knitted or knitted fabric.

Das Nadelsystem weist einen Nadelkörper auf. Der Nadelkörper kann beispielsweise eine Nadel der Textilherstellungsmaschine bilden, mittels welchen die Fäden zu einem Gewirk oder Gestrick gewirkt beziehungsweise gestrickt werden. Der Nadelkörper kann beispielsweise eine Lochnadel oder eine Hakennadel ausbilden. Der Nadelkörper kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff gebildet sein. Das Nadelsystem kann auch mehrere Nadelkörper aufweisen. Die Erläuterungen und weiteren Merkmale des Nadelkörpers können dann gleichermaßen für die anderen Nadelkörper gelten, sofern anwendbar. Der Nadelkörper kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, an einer Legebarre und/oder Nadelbarre der Textilherstellungsmaschine befestigt zu werden. Eine solche Bauweise einer Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise für ein Gewirk ausgebildet sein. Der Nadelkörper kann beispielsweise frei im Nadelbett liegen und durch ein Strickschloss ausgetrieben werden. Eine solche Bauweise einer Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise für ein Gestrick ausgebildet sein. Für den Fall einer übermäßigen Verformung und/oder eines Nadelbruchs kann der Nadelkörper austauschbar sein. Der Nadelkörper kann ein Verschleißteil der Textilherstellungsmaschine darstellen.The needle system has a needle body. The needle body can, for example, form a needle of the textile manufacturing machine, by means of which the threads are knitted or knitted into a knitted fabric. The needle body can, for example, form a hole needle or a hook needle. The needle body can be formed, for example, from a metallic material or a plastic. The needle system can also have several needle bodies. The explanations and further features of the needle body can then apply equally to the other needle bodies, if applicable. The needle body can, for example, be designed to be attached to a laying bar and/or needle bar of the textile manufacturing machine. Such a design of a textile manufacturing machine can be designed for a knitted fabric, for example. The needle body can, for example, lie freely in the needle bed and be driven out by a knitting lock. Such a design of a textile manufacturing machine can be designed for a knitted fabric, for example. In the event of excessive deformation and/or needle breakage, the needle body may be replaceable. The needle body can be a wearing part of the textile manufacturing machine.

Das Nadelsystem weist eine Sensorvorrichtung auf. Die Sensorvorrichtung weist wenigstens einen Sensor auf. Der Sensor ist an dem Nadelkörper befestigt und/oder in dem Nadelkörper integriert. Der Sensor kann beispielsweise als Kraftsensor ausgebildet sein. Der Sensor kann beispielsweise mit dem Nadelkörper verschweißt oder verklebt sein. Der Sensor kann beispielsweise auf einer Oberfläche des Nadelkörpers befestigt sein. Der Sensor kann so einfach an einem Nadelkörper nachgerüstet werden und/oder bei Versagen des Nadelkörpers wiederverwendet werden. Der Sensor kann auch in dem Nadelkörper angeordnet sein, beispielsweise in einem Aufnahmeraum. Der Sensor kann auch einstückig integriert mit dem Nadelkörper ausgebildet sein, beispielsweise durch ein Abscheiden oder Einätzen von Leiterbahnen in den Nadelkörper. Der Sensor kann so besonders robust sein und das System besonders kompakt. Die Sensorvorrichtung kann auch mehrere Sensoren aufweisen. Es kann beispielsweise pro Nadelkörper ein Sensor vorgesehen sein. Es können aber auch mehrere Sensoren für einen Nadelkörper vorgesehen sein, welche dann an dem Nadelkörper befestigt sind und/oder in dem Nadelkörper integriert sind. Die folgenden Erläuterungen und weiteren Merkmale des Sensors können dann gleichermaßen für die anderen Sensoren gelten, sofern anwendbar.The needle system has a sensor device. The sensor device has at least one sensor. The sensor is on the needle body attached and/or integrated into the needle body. The sensor can be designed, for example, as a force sensor. The sensor can, for example, be welded or glued to the needle body. The sensor can, for example, be attached to a surface of the needle body. The sensor can easily be retrofitted to a needle body and/or reused if the needle body fails. The sensor can also be arranged in the needle body, for example in a receiving space. The sensor can also be designed to be integrated in one piece with the needle body, for example by depositing or etching conductor tracks into the needle body. The sensor can be particularly robust and the system particularly compact. The sensor device can also have several sensors. For example, one sensor can be provided per needle body. However, several sensors can also be provided for a needle body, which are then attached to the needle body and/or integrated in the needle body. The following explanations and other features of the sensor can then apply equally to the other sensors, if applicable.

Die Sensorvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Zustandsgröße des Nadelkörpers zu erfassen, welche eine Auswirkung auf die Beschaffenheit eines mit dem Nadelsystem hergestellten Textils hat. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine Kenngröße sein, aus welcher sich eine Maschengröße des hergestellten Textils und/oder ein Fadenabstand des hergestellten Textils ableiten lässt. Beispielsweise kann die Zustandsgröße so gewählt werden, dass ein Rückschluss auf einen Bruch oder einen Verschleiß des Nadelkörpers möglich ist. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine von dem Faden bei der Textilherstellung auf den Nadelkörper wirkende Kraft sein. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine Verformung des Nadelkörpers während der Textilherstellung sein. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet sein, eine Dehnung des Nadelkörpers entlang einer oder mehrerer Achsen als Zustandsgröße zu erfassen. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine Spannung in dem Nadelkörper sein. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, die Zustandsgröße, einen Teil der Zustandsgröße und/oder einen Messwert zu erfassen, aus welchem auf die Zustandsgröße des Nadelkörpers geschlossen werden kann. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, die Dehnung des Nadelkörpers zu erfassen. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, mehrere Zustandsgrößen eines Nadelkörpers zu erfassen. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine zugeordnete Zustandsgröße von mehreren Nadelkörpern zu erfassen, insbesondere mehrere jeweils einem von den mehreren Nadelkörpern zugeordnete Zustandsgrößen.The sensor device is designed to detect a state variable of the needle body, which has an effect on the condition of a textile produced with the needle system. The state variable can, for example, be a parameter from which a stitch size of the textile produced and/or a thread spacing of the textile produced can be derived. For example, the state variable can be chosen so that it is possible to draw conclusions about breakage or wear of the needle body. The state variable can, for example, be a force acting on the needle body by the thread during textile production. The state variable can be, for example, a deformation of the needle body during textile production. For example, the sensor device can be designed to detect an elongation of the needle body along one or more axes as a state variable. The state variable can be, for example, a voltage in the needle body. The sensor can be designed to detect the state variable, a part of the state variable and/or a measured value from which the state variable of the needle body can be deduced. The sensor can be designed to detect the elongation of the needle body. The sensor device can be designed to detect several state variables of a needle body. The sensor device can be designed to detect an assigned state variable of several needle bodies, in particular several state variables each assigned to one of the several needle bodies.

Durch das Nadelsystem ist es so kostengünstig und einfach möglich, eine Qualität des hergestellten Textils zu überwachen und eine Prozessqualität zu steigern. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Zustandsgröße auch die Textilherstellungsmaschine gesteuert werden, um eine gleichbleibende und/oder besonders hohe Qualität des hergestellten Textils zu erzielen. Eine hohe Qualität kann insbesondere einem besonders homogenen Textil entsprechen, bei welchem beispielsweise alle Fäden besonders gleichmäßig verlaufen und alle Maschen eine sehr gleichbleibende Größe haben. Durch das Nadelsystem kommt es dabei nicht zu einer unerwünschten Rückwirkung auf die Textilherstellung durch die Überwachung, beispielsweise durch eine zusätzliche Fadenumlenkung oder einen zusätzlichen Fadenkontakt. Durch das Nadelsystem kann kostengünstig auf die Fadenspannung jedes Fadens rückgeschlossen werden, beispielsweise durch einen Sensor pro Lochnadel. Es können einfache und kostengünstige Standardsensoren, wie Dehnungsmessstreifen, genutzt werden. Durch die Erfassung der Zustandsgröße kann zudem auch ein Zustand der in der Textilherstellung verwendeten Nadeln erkannt werden. Beispielsweise kann so eine Prognose zu einer Restlebensdauer, einem Nadelbruch und/oder einem Fadenriss durchgeführt werden. Dafür kann das Nadelsystem eine entsprechende Auswertvorrichtung aufweisen. So können unnötige Kosten und Anlagenstillstandzeiten vermieden werden, beispielsweise indem auf Basis der Prognose rechtzeitig gewartet und/oder ausgetauscht wird. Die Prognose erlaubt dabei eine entsprechende Planung.The needle system makes it cost-effective and easy to monitor the quality of the textile produced and increase process quality. For example, depending on the state variable, the textile manufacturing machine can also be controlled in order to achieve a consistent and/or particularly high quality of the textile produced. A high quality can correspond in particular to a particularly homogeneous textile in which, for example, all threads run particularly evenly and all stitches have a very consistent size. The needle system means there is no undesirable impact on textile production through monitoring, for example through additional thread deflection or additional thread contact. The needle system makes it possible to draw conclusions about the thread tension of each thread cost-effectively, for example using a sensor per perforated needle. Simple and inexpensive standard sensors, such as strain gauges, can be used. By recording the condition variable, the condition of the needles used in textile production can also be identified. For example, a forecast can be made regarding a remaining service life, a needle break and/or a thread break. For this purpose, the needle system can have a corresponding evaluation device. In this way, unnecessary costs and system downtimes can be avoided, for example by carrying out maintenance and/or replacement in a timely manner based on the forecast. The forecast allows appropriate planning.

Die Zustandsgröße erlaubt auch eine Visualisierung einer Textilherstellung, insbesondere eine Visualisierung einer tatsächlichen Maschenherstellung. Auf Basis der Zustandsgröße kann beispielsweise eine tatsächliche Raumlage der Fadenführung, insbesondere auf Basis einer Verformung des Nadelkörpers, berechnet werden. Diese Fadenführung kann visualisiert werden und/oder auf deren Basis die tatsächlich hergestellten Maschen berechnet werden. Dadurch kann eine sehr detaillierte Qualitätsanalyse des Textils ermöglicht werden. Zudem können hierdurch neue Kenngrößen bei der Textilherstellung analysiert werden, um die Textilherstellung weiter zu optimieren. Auch dies kann jeweils beispielsweise mittels der Auswertvorrichtung erfolgen.The state variable also allows a visualization of a textile production, in particular a visualization of an actual stitch production. Based on the state variable, for example, an actual spatial position of the thread guide, in particular based on a deformation of the needle body, can be calculated. This thread guide can be visualized and/or on the basis of which the stitches actually produced can be calculated. This enables a very detailed quality analysis of the textile. In addition, new parameters in textile production can be analyzed in order to further optimize textile production. This can also be done, for example, using the evaluation device.

Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise einen Signalwandler aufweisen, welcher mit dem Sensor verbunden ist. Der Signalwandler kann beispielsweise nicht an dem Nadelkörper befestigt sein, sondern beispielsweise an einem den Nadelkörper haltenden Element, wie beispielsweise an einer Legebarre oder Nadelbarre. Die jeweiligen Sensoren der Sensorvorrichtung können beispielsweise über die Textilherstellungsmaschine per Induktion, Schleifkontakt oder einem Stromanschluss mit elektrischer Energie versorgt werden. Ebenso können jeweilige Sensorsignale übertragen werden. Die Sensorsignale können aber auch per Funk übertragen werden. Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise einen Kondensator und/oder eine Batterie an dem Nadelkörper aufweisen, um den Sensor mit Strom zu versorgen. Die Batterie und/oder der Kondensator können beispielsweise über die Textilherstellungsmaschine per Induktion, Schleifkontakt oder einem Stromanschluss geladen werden. Die Batterie kann aber auch dazu ausgebildet sein, den Sensor über eine gesamte Lebensdauer des Nadelkörpers mit elektrischer Energie zu versorgen oder zwischenzeitlich ausgetauscht zu werden. Jeweilige Sensoren können beispielsweise auch über eine Wirkung des Fadens, beispielsweise durch induzierte Spannung in dem Nadelkörper und/oder dem Sensor aufgrund einer periodischen Verformung, mit Energie versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich können die jeweiligen Sensoren beispielsweise auch mittels elektromagnetischer Wellen mit Energie versorgt werden.The sensor device can, for example, have a signal converter which is connected to the sensor. The signal converter can, for example, not be attached to the needle body, but rather, for example, to an element holding the needle body, such as a laying bar or needle bar. The respective sensors of the sensor device can, for example be supplied with electrical energy via the textile manufacturing machine via induction, sliding contact or a power connection. Respective sensor signals can also be transmitted. The sensor signals can also be transmitted via radio. The sensor device can, for example, have a capacitor and/or a battery on the needle body to supply the sensor with power. The battery and/or the capacitor can be charged, for example, via the textile manufacturing machine via induction, sliding contact or a power connection. However, the battery can also be designed to supply the sensor with electrical energy over the entire lifespan of the needle body or to be replaced in the meantime. Respective sensors can also be supplied with energy via an effect of the thread, for example through induced tension in the needle body and/or the sensor due to periodic deformation. Alternatively or additionally, the respective sensors can also be supplied with energy using electromagnetic waves, for example.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine auf den Nadelkörper wirkende Fadenspannung und/oder eine Verformung des Nadelkörpers als Zustandsgröße zu erfassen. Dadurch kann besonders gut auf eine Textilqualität und einen Verschleiß des Nadelkörpers geschlossen werden. Zur Bestimmung der auf den Nadelkörper wirkenden Fadenspannung und/oder der Verformung des Nadelkörpers kann ein Sensorsignal umgerechnet werden, beispielsweise mittels einer KI und/oder in Abhängigkeit von Zustandsdaten und/oder Steuersignalen der Textilherstellungsmaschine. Beispielsweise kann eine Dehnung einer Verformung des Nadelkörpers in einer bestimmten Richtung zugeordnet werden, da die relative Fadenposition je nach Position der Legebarre bekannt ist. Dadurch kann einem eindimensionalen Sensorsignal, welches beispielsweise einer Kraft oder einer Dehnung entspricht, eine Raumrichtung zugeordnet werden.In one embodiment of the needle system, it is provided that the sensor device is designed to detect a thread tension acting on the needle body and/or a deformation of the needle body as a state variable. This makes it possible to draw particularly good conclusions about textile quality and wear on the needle body. To determine the thread tension acting on the needle body and/or the deformation of the needle body, a sensor signal can be converted, for example by means of an AI and/or depending on status data and/or control signals of the textile manufacturing machine. For example, an elongation can be assigned to a deformation of the needle body in a certain direction, since the relative thread position is known depending on the position of the laying bar. This allows a spatial direction to be assigned to a one-dimensional sensor signal, which corresponds to a force or a strain, for example.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Zustandsgröße des Nadelkörpers mittels eines elektroresistiven Messprinzips zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich ist die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet, die Zustandsgröße des Nadelkörpers mittels eines kapazitiven Messprinzips zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich ist die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet, die Zustandsgröße des Nadelkörpers mittels eines piezoelektrischen Messprinzips zu erfassen. Es kann nur ein oder auch mehrere der genannten Messprinzipien zusammen zur Erfassung genutzt werden. Bei der Nutzung eines elektroresistiven Messprinzips kann eine Änderung eines elektrischen Widerstands erfasst werden, beispielsweise aufgrund einer Verformung. Bei der Nutzung eines kapazitiven Messprinzips kann eine Änderung einer elektrischen Kapazität erfasst werden, wodurch beispielsweise Drücke und Beschleunigungen erfasst werden können. Bei der Nutzung eines piezoelektrischen Messprinzips kann aufgrund einer Verformung eine elektrische Spannung erzeugt werden, wodurch beispielsweise Verformungen, Drücke und Beschleunigungen erfasst werden können. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung einen Dehnungsmessstreifen als Sensor aufweisen. Ein Dehnungsmessstreifen kann zur Erfassung von dehnenden und stauchenden Verformungen ausgebildet sein. Der Dehnungsmessstreifen ändert beispielsweise bei Verformung seinen elektrischen Widerstand. Der Dehnungsmessstreifen ist besonders kostengünstig und besonders gut für die Verformungsmessung des Nadelkörpers geeignet. Der Dehnungsmessstreifen kann beispielsweise als Rosetten-Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein. Ein Rosetten-Dehnungsmessstreifen kann eine Kombination von mehreren Dehnungsmesstreifen auf einem Träger sein. Dadurch können Verformungen in mehrere Raumrichtungen erfasst werden. Durch den gemeinsamen Träger der Rosetten-Dehnungsmessstreifen als Sensor besonders einfach an dem Nadelkörper angebracht werden. Weitere mögliche Sensortypen, welche bei dem Nadelsystem eingesetzt werden können, sind beispielsweise Impedanzsensoren, Lagesensoren und Beschleunigungssensoren.In one embodiment of the needle system, it is provided that the sensor device is designed to detect the state variable of the needle body using an electroresistive measuring principle. Alternatively or additionally, the sensor device is designed to detect the state variable of the needle body using a capacitive measuring principle. Alternatively or additionally, the sensor device is designed to detect the state variable of the needle body using a piezoelectric measuring principle. Only one or more of the measurement principles mentioned can be used together for recording. When using an electroresistive measuring principle, a change in electrical resistance can be detected, for example due to deformation. When using a capacitive measuring principle, a change in electrical capacitance can be recorded, which means, for example, pressures and accelerations can be recorded. When using a piezoelectric measuring principle, an electrical voltage can be generated due to deformation, which can, for example, detect deformations, pressures and accelerations. In particular, the sensor device can have a strain gauge as a sensor. A strain gauge can be designed to record stretching and compressing deformations. For example, the strain gauge changes its electrical resistance when it is deformed. The strain gauge is particularly cost-effective and particularly suitable for measuring the deformation of the needle body. The strain gauge can be designed, for example, as a rosette strain gauge. A rosette strain gauge can be a combination of multiple strain gauges on one carrier. This allows deformations to be recorded in several spatial directions. Thanks to the common carrier, the rosette strain gauges can be attached particularly easily to the needle body as a sensor. Other possible sensor types that can be used in the needle system include, for example, impedance sensors, position sensors and acceleration sensors.

Es kann bei dem Nadelsystem vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, mehrere Sensorsignale von unterschiedlichen Sensorarten zu fusionieren. Die Fusion kann beispielsweise eine analytische Verarbeitung oder ein statistischer Vergleich von zwei Sensorsignalen miteinander sein, wobei die zwei Sensorsignale von unterschiedlichen Sensortypen erzeugt wurden. Dadurch können zusätzliche Zustandsinformationen ermittelt werden. Beispielsweise kann eine Erfassung mittels eines Dehnungsmessstreifens und mittels einer Impedanzmessung kombiniert werden. Dadurch kann beispielsweise zwischen einem Nadelverschleiß, beispielsweise aufgrund von Materialabtrag und/oder Ermüdung, und einer Fadenspannungsänderung, beispielsweise aufgrund eines Fadenbruchs, einer Änderung der Fadeneigenschaften und/oder auch einer Verarbeitung durch die Textilherstellungsmaschine, unterschieden werden. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung auch einen Temperatursensor aufweisen. Durch eine Fusion mit einer erfassten Verformung des Nadelkörpers kann eine Änderung in einer Nadelkörperform aufgrund äußerer Kräfte von einer Verformung aufgrund einer Erwärmung unterschieden werden. Dadurch können besonders genaue Aussagen zum Nadelzustand und zur Textilqualität ermöglicht werden. Durch die Sensorfusion können zusätzliche Informationen zu einem Status der Nadel und deren Leistungsfähigkeit ermöglicht werden.It can be provided in the needle system that the sensor device is designed to fuse multiple sensor signals from different types of sensors. The fusion can, for example, be an analytical processing or a statistical comparison of two sensor signals with each other, the two sensor signals being generated by different sensor types. This allows additional status information to be determined. For example, detection using a strain gauge and using an impedance measurement can be combined. This makes it possible, for example, to distinguish between needle wear, for example due to material removal and/or fatigue, and a change in thread tension, for example due to a thread break, a change in the thread properties and/or processing by the textile manufacturing machine. For example, the sensor device can also have a temperature sensor. By fusion with a detected deformation of the needle body, a change in a needle body shape due to external forces can be distinguished from a deformation due to heating. This allows particularly precise statements to be made about the condition of the needle and to textile quality. Sensor fusion can provide additional information about the status of the needle and its performance.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass der Nadelkörper einen Befestigungsbereich und einen Fadenkontaktbereich aufweist. Der Befestigungsbereich kann ein Bereich des Nadelkörpers sein, welcher dazu ausgebildet ist, den Nadelkörper an der Textilherstellungsmaschine zu befestigen. Beispielsweise kann der Nadelkörper mit dem Befestigungsbereich an einer Legebarre oder einer Nadelbarre lagerbar sein. Der Befestigungsbereich kann beispielsweise als H-förmiger Endbereich ausgebildet sein. Der Fadenkontaktbereich kann dazu ausgebildet sein, das Sensorsignal des Sensors zu übertragen, beispielsweise an den Signalwandler. Der Fadenkontaktbereich kann beispielsweise ein Bereich sein, welcher bei der Textilherstellung den Faden kontaktiert, wie eine Durchgangsöffnung oder ein Haken. Beispielsweise kann der Fadenkontaktbereich ein Nadelauge oder einen Haken aufweisen. Der Fadenkontaktbereich kann aber auch als gerader Endbereich ausgebildet sein. Der Fadenkontaktbereich und der Befestigungsbereich können unmittelbar miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann aber auch zwischen dem Fadenkontaktbereich und dem Befestigungsbereich ein Verbindungsbereich vorgesehen sein. Der Befestigungsbereich und der Fadenkontaktbereich, optional auch der Verbindungsbereich, können zusammen einstückig ausgebildet sein. Der gesamte Nadelkörper kann beispielsweise einstückig ausgebildet sein. Der Fadenkontaktbereich kann aber auch beispielsweise durch ein separates Teil gebildet sein, welches an dem Fadenkontaktbereich befestigt ist, insbesondere dauerhaft befestigt und/oder optional über den Verbindungsbereich. Mittels der Sensorvorrichtung kann beispielsweise eine Zustandsgröße von jedem Bereich oder nur bestimmten Bereichen des Nadelkörpers erfasst werden. Beispielsweise kann eine Verformung des gesamten Nadelkörpers oder nur des Befestigungsbereichs oder des Fadenkonatktbereichs erfasst werden. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Verformung örtlich aufgelöst zu erfassen.In one embodiment of the needle system it is provided that the needle body has a fastening area and a thread contact area. The attachment area can be an area of the needle body which is designed to attach the needle body to the textile manufacturing machine. For example, the needle body with the fastening area can be stored on a laying bar or a needle bar. The fastening area can be designed, for example, as an H-shaped end area. The thread contact area can be designed to transmit the sensor signal of the sensor, for example to the signal converter. The thread contact area can, for example, be an area which contacts the thread during textile production, such as a through opening or a hook. For example, the thread contact area can have a needle eye or a hook. The thread contact area can also be designed as a straight end area. The thread contact area and the fastening area can be directly connected to one another. For example, a connection area can also be provided between the thread contact area and the fastening area. The fastening area and the thread contact area, optionally also the connection area, can be formed in one piece. The entire needle body can, for example, be formed in one piece. However, the thread contact area can also be formed, for example, by a separate part which is attached to the thread contact area, in particular permanently attached and/or optionally via the connection area. By means of the sensor device, for example, a state variable of each area or only certain areas of the needle body can be detected. For example, a deformation of the entire needle body or only the fastening area or the thread contact area can be detected. The sensor device can be designed to detect the deformation in a locally resolved manner.

Der Sensor kann in dem Fadenkontaktbereich oder benachbart zu dem Fadenkontaktbereich angeordnet sein. Dadurch können besonders gut für die Qualität des Textils und für den Verschleiß der Nadel relevante Zustandsgrößen erfasst werden, insbesondere nah oder direkt an einem dafür besonders relevanten Bereich des Nadelkörpers. Beispielsweise kann der Sensor auf einem Teil oder Teilbereich befestigt sein, welches das Nadelauge ausbildet. Der Sensor kann beispielsweise auch an dem Zwischenbereich befestigt sein. Der Sensor kann beispielsweise nur die Zustandsgröße an der Stelle erfassen, an welcher dieser an dem Nadelkörper angeordnet ist. Durch eine bekannte Kontaktstelle des Fadens mit dem Nadelkörper, beispielsweise immer an dem Nadelauge, kann auf Basis einer bekannten Sensorpositionierung von der gemessenen Zustandsgröße auf die Zustandsgröße im Fadenkontaktbereich geschlossen werden. Durch die Verformung des Fadenkontaktbereichs, insbesondere relativ zu dem Befestigungsbereich, kann eine Position des Fadens bei der Textilherstellung bestimmt werden. Dadurch kann direkt auf die tatsächliche Fadenanordnung in dem hergestellten Textil und damit auch dessen Qualität geschlossen werden.The sensor can be arranged in the thread contact area or adjacent to the thread contact area. As a result, condition variables relevant to the quality of the textile and the wear of the needle can be recorded particularly well, in particular close to or directly at a particularly relevant area of the needle body. For example, the sensor can be attached to a part or partial area that forms the needle eye. The sensor can also be attached to the intermediate area, for example. For example, the sensor can only detect the state variable at the point at which it is arranged on the needle body. Through a known contact point of the thread with the needle body, for example always at the needle eye, conclusions can be drawn from the measured state variable to the state variable in the thread contact area based on a known sensor positioning. By deforming the thread contact area, in particular relative to the fastening area, a position of the thread during textile production can be determined. This allows direct conclusions to be drawn about the actual thread arrangement in the textile produced and thus also its quality.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass das Nadelsystem dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal des Sensors wenigstens von dem Sensor an die Auswertvorrichtung und/oder einen Datenspeicher des Nadelsystems wenigstens teilweise drahtlos zu übertragen. Dadurch kann das Nadelsystem mit geringem Aufwand an Textilherstellungsmaschinen nachgerüstet werden. Beispielsweise kann das Sensorsignal von dem Sensor wenigstens an den Signalwandler drahtlos übertragen werden. Der Signalwandler kann auch in dem Sensor integriert sein und das gewandelte Sensorsignal dann direkt drahtlos an die Auswertvorrichtung übertragen werden. Für die drahtlose Übertragung kann eine Funkverbindung genutzt werden. Beispielsweise kann das Sensorsignal mittels Bluetooth, WLAN oder einem anderen Funkstandard übertragen werden. Alternativ kann das Sensorsignal auch komplett kabelgebunden übertragen werden. Eine solche Signalübertragung ist besonders robust und einfach. Der Datenspeicher kann ein Datenspeicher des Nadelsystems sein, insbesondere ein Speicherbaustein oder eine Festplatte der Auswertvorrichtung. Der Datenspeicher kann auch ein zentraler Server sein. So können Sensorsignale zentral und/oder für mehrere Textilherstellungsmaschinen gemeinsam effizient ausgewertet werden.In one embodiment of the needle system, it is provided that the needle system is designed to at least partially wirelessly transmit a sensor signal of the sensor from the sensor to the evaluation device and/or a data memory of the needle system. This means that the needle system can be retrofitted to textile manufacturing machines with little effort. For example, the sensor signal can be transmitted wirelessly from the sensor at least to the signal converter. The signal converter can also be integrated in the sensor and the converted sensor signal can then be transmitted directly wirelessly to the evaluation device. A radio connection can be used for wireless transmission. For example, the sensor signal can be transmitted using Bluetooth, WLAN or another radio standard. Alternatively, the sensor signal can also be transmitted completely wired. Such signal transmission is particularly robust and simple. The data memory can be a data memory of the needle system, in particular a memory module or a hard drive of the evaluation device. The data storage can also be a central server. In this way, sensor signals can be efficiently evaluated centrally and/or for several textile manufacturing machines together.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass das Nadelsystem eine Auswertvorrichtung aufweist. Die Auswertvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße einen Qualitätskennwert des hergestellten Textils zu bestimmen. Dadurch kann die Qualität des hergestellten Textils kategorisiert werden. Zudem kann so Ausschuss bei der Textilherstellung einfach identifiziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertvorrichtung dazu ausgebildet sein, ein Steuersignal für die Textilherstellungsmaschine zu bestimmen. Das Steuersignal kann beispielsweise dazu dienen, eine Verformung des Nadelkörpers zu kompensieren, um eine möglichst gleichbleibende Qualität bei der Textilherstellung zu erreichen. Ebenso kann das Steuersignal auch so bestimmt werden, dass ein Nadelbruch und/oder ein Fadenbruch verhindert werden oder automatisch die Herstellung bei einem solchen Nadelbruch und/oder Fadenbruch gestoppt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Verschleißzustand des Nadelkörpers zu bestimmen. So kann die Nadel rechtzeitig repariert oder ausgetauscht werden. Der Verschleißzustand kann beispielsweise auch auf einer Prognose beruhen, wann die Nadel ausfallen wird.In one embodiment of the needle system it is provided that the needle system has an evaluation device. The evaluation device can be designed to determine a quality parameter of the textile produced depending on the recorded state variable. This allows the quality of the textile produced to be categorized. In addition, waste during textile production can be easily identified. Alternatively or additionally, the evaluation device can be designed to determine a control signal for the textile manufacturing machine. The control signal can, for example, be used to compensate for deformation of the needle body in order to ensure the most consistent quality possible in the Tex to achieve tile production. Likewise, the control signal can also be determined in such a way that a needle break and/or a thread break is prevented or production is automatically stopped in the event of such a needle break and/or thread break. Alternatively or additionally, the evaluation device can be designed to determine a wear condition of the needle body. This means the needle can be repaired or replaced in a timely manner. The state of wear can, for example, also be based on a prediction of when the needle will fail.

Die Auswertvorrichtung kann beispielsweise als Computer ausgebildet sein. Die Auswertvorrichtung kann mit der Sensorvorrichtung verbunden sein, um die erfasste Zustandsgröße zu erhalten und/oder um das Sensorsignal zu erhalten. Die Auswertvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, Signale, insbesondere Steuersignale, an eine Steuervorrichtung der Textilherstellungsmaschine zu übermitteln. Die Auswertvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, jeweilige bestimmte Werte zu speichern, insbesondere in Verbindung mit der erfassten Zustandsgröße des Nadelkörpers und/oder von Steuerzuständen der Textilherstellungsmaschine. Die Auswertvorrichtung kann beispielsweise die Werte auf Basis von einer analytischen und/oder statistischen Auswertung bestimmen.The evaluation device can be designed, for example, as a computer. The evaluation device can be connected to the sensor device in order to obtain the detected state variable and/or to obtain the sensor signal. The evaluation device can be designed to transmit signals, in particular control signals, to a control device of the textile manufacturing machine. The evaluation device can be designed to store specific values, in particular in connection with the detected state variable of the needle body and/or control states of the textile manufacturing machine. The evaluation device can, for example, determine the values based on an analytical and/or statistical evaluation.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass die Auswertvorrichtung die Qualitätskenngröße des hergestellten Textils und/oder das Steuersignal für die Textilherstellungsmaschine KI-basiert bestimmt. Die KI kann beispielsweise ein künstliches neuronales Netz aufweisen. Dafür kann auf der Auswertvorrichtung eine KI implementiert sein, insbesondere eine zuvor trainierte Kl. Die KI kann beispielsweise mit historischen Messwerten der Zustandsgröße des Nadelkörpers als Eingabedaten und manuell bestimmten Qualitätskenngrößen und/oder automatisch bestimmten, insbesondere mittels Videoanalyse automatisch bestimmten, Qualitätskenngrößen, sowie manuell bestimmten Steuersignalen und/oder anderweitig bestimmten Steuersignalen als Ausgabedaten trainiert werden. Die KI kann beispielsweise auch mittels in Simulationen bestimmten Zustandsgröße des Nadelkörpers und mittels in Simulationen bestimmten Qualitätskenngrößen trainiert werden. Ebenso können alternativ oder zusätzlich als Ausgabedaten für das Training auch manuell, automatisch, insbesondere mittels Videoanalyse, und/oder mittels Simulationen bestimmte Verschleißzustände des Nadelkörpers genutzt werden. Durch die KI kann mit geringem Rechenaufwand und auch ohne umfangreichen Aufwand und Programmierung die Auswertung realisiert werden.In one embodiment of the needle system, it is provided that the evaluation device determines the quality parameter of the textile produced and/or the control signal for the textile manufacturing machine based on AI. The AI can, for example, have an artificial neural network. For this purpose, an AI can be implemented on the evaluation device, in particular a previously trained AI. The AI can, for example, use historical measured values of the state variable of the needle body as input data and manually determined quality parameters and/or automatically determined quality parameters, in particular automatically determined using video analysis, as well as manually determined ones Control signals and / or otherwise determined control signals are trained as output data. For example, the AI can also be trained using state variables of the needle body determined in simulations and using quality parameters determined in simulations. Alternatively or additionally, certain wear conditions of the needle body can also be used manually, automatically, in particular by means of video analysis, and/or by means of simulations as output data for training. Using AI, the evaluation can be carried out with little computing effort and without extensive effort and programming.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trainieren einer KI-basierten Auswertvorrichtung des Nadelsystems gemäß dem ersten Aspekt. Entsprechende Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts können auch Merkmale und Vorteile des weiteren Aspekts und umgekehrt bilden.A second aspect of the invention relates to a method for training an AI-based evaluation device of the needle system according to the first aspect. Corresponding features and advantages of the first aspect can also form features and advantages of the further aspect and vice versa.

Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Herstellens von Textil mittels der Textilherstellungsmaschine auf. Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Erfassens von einer Zustandsgröße des Nadelkörpers, welche eine Auswirkung auf die Beschaffenheit eines mit dem Nadelsystem hergestellten Textils hat, mittels der Sensorvorrichtung des Nadelsystems auf. Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Bestimmens eines Qualitätskennwerts des hergestellten Textils unabhängig von der erfassten Zustandsgröße auf. Der Qualitätskennwert wird beispielsweise durch eine Videoanalyse automatisch oder auch manuell durch einen Bediener der Textilherstellungsmaschine bestimmt. Das Verfahren zum Trainieren weist alternativ oder zusätzlich einen Schritt eines Bestimmens einer Steuergröße der Textilherstellungsmaschine während der Textilherstellung unabhängig von der erfassten Zustandsgröße auf. Beispielsweise kann die Steuergröße eine gegenüber der tatsächlich bei der Textilherstellung vorgegebenen Steuergröße abweichende Größe sein, bei welcher der Bediener oder eine Simulation eine bessere Textilqualität erwarten würde und/oder bei welcher ein Fadenbruch vermieden würde und/oder bei welcher ein Nadelbruch vermieden würde. Die tatsächliche Steuerung kann beispielsweise aus einer Programmierung der Textilherstellungsmaschine oder einer Maschinensteuerung ausgelesen werden. Die Steuergröße kann ein oder mehrere Steuerparameter aufweisen. Das Verfahren zum Trainieren weist alternativ oder zusätzlich einen Schritt eines Bestimmens eines Verschleißkennwerts des Nadelkörpers unabhängig von der erfassten Zustandsgröße auf. Beispielsweise kann der Nadelkörper einer Materialprüfung und/oder Sichtprüfung unterzogen werden, um dessen Verschleiß zu bestimmen und dem bestimmten Verschleiß einen Verschleißkennwert zuzuordnen. Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Zuordnens der erfassten Zustandsgröße zu dem bestimmten Qualitätskennwert und/oder zu der bestimmten Steuergröße und/oder zu dem bestimmten Verschleißkennwert auf. Dadurch können ein Satz von Eingabedaten und Ausgabedaten als Trainingsdaten für die KI erzeugt werden. Ferner weist das Verfahren einen Schritt eines Trainierens der KI der Auswertvorrichtung mit den zugeordneten Daten auf. Die Trainingsdaten können in einer Datenbank gespeichert werden, um weitere Kls trainieren zu können und/oder die Trainingsdaten weiter auswerten zu können.The method for training includes a step of producing textile using the textile manufacturing machine. The method for training has a step of detecting a state variable of the needle body, which has an effect on the condition of a textile produced with the needle system, by means of the sensor device of the needle system. The method for training has a step of determining a quality parameter of the textile produced independently of the recorded state variable. The quality parameter is determined, for example, automatically by a video analysis or manually by an operator of the textile manufacturing machine. The method for training alternatively or additionally has a step of determining a control variable of the textile manufacturing machine during textile production independently of the detected state variable. For example, the control variable can be a variable that deviates from the control variable actually specified during textile production, in which the operator or a simulation would expect better textile quality and/or in which thread breakage would be avoided and/or in which needle breakage would be avoided. The actual control can be read, for example, from programming of the textile manufacturing machine or a machine control. The control variable can have one or more control parameters. The method for training alternatively or additionally has a step of determining a wear parameter of the needle body independently of the detected state variable. For example, the needle body can be subjected to a material test and/or visual inspection in order to determine its wear and to assign a wear parameter to the specific wear. The method for training has a step of assigning the recorded state variable to the specific quality parameter and/or to the specific control variable and/or to the specific wear characteristic value. This allows a set of input data and output data to be generated as training data for the AI. Furthermore, the method has a step of training the AI of the evaluation device with the assigned data. The training data can be saved in a database in order to be able to train further classes and/or to be able to further evaluate the training data.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität eines Textils und/oder zum Steuern einer Textilherstellungsmaschine und/oder Bestimmen eines Verschleißzustands eines Nadelkörpers. Der Nadelkörper und/oder die Textilherstellungsmaschine können gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet sein. Entsprechende Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts können auch Merkmale und Vorteile des weiteren Aspekts und umgekehrt bilden.A third aspect of the invention relates to a method for determining a quality of a textile and/or for controlling a textile manufacturing machine and/or determining a wear condition of a needle body. The needle body and/or the textile manufacturing machine may be designed according to the first aspect. Corresponding features and advantages of the first aspect can also form features and advantages of the further aspect and vice versa.

Dieses Verfahren kann einen Schritt eines Herstellens von Textil mittels der Textilherstellungsmaschine aufweisen. Dieses Verfahren kann einen Schritt eines Erfassens von einer Zustandsgröße eines Nadelkörpers, welche eine Auswirkung auf die Beschaffenheit eines mit dem Nadelsystem hergestellten Textils hat, aufweisen. Dieses Verfahren kann einen Schritt eines Steuerns der Textilherstellungsmaschine in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße aufweisen. Insbesondere kann dafür der mit dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt trainierten KI die erfasste Zustandsgröße als Eingangswert zur Verfügung gestellt werden, aus welcher von der KI eine Steuergröße als Ausgangssignal erzeugt wird. Alternativ kann die Steuergröße in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße auch analytisch bestimmt werden. Ein Zusammenhang zwischen der erfassten Zustandsgröße und einem für die Textilherstellung vorteilhaften Steuersignal kann dafür beispielsweise zuvor empirisch oder in einer Simulation bestimmt worden sein. Die Steuergröße kann dann die Textilherstellungsmaschine steuern, beispielsweise indem das Ausgangssignal an eine Steuervorrichtung der Textilherstellungsmaschine übermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann dieses Verfahren einen Schritt eines Bestimmens der Qualität des hergestellten Textils in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße aufweisen, insbesondere indem der mit dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt trainierte KI die erfasste Zustandsgröße als Eingangswert zur Verfügung gestellt wird, aus welcher von der KI ein Qualitätskennwert als Ausgangssignal erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich kann dieses Verfahren einen Schritt eines Bestimmens des Verschleißzustands des Nadelkörpers in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße aufweisen, insbesondere indem der mit dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt trainierten KI die erfasste Zustandsgröße als Eingangswert zur Verfügung gestellt wird, aus welcher von der KI ein Verschleißkennwert als Ausgangssignal erzeugt wird.This method may include a step of producing textile using the textile manufacturing machine. This method can have a step of detecting a state variable of a needle body, which has an effect on the condition of a textile produced with the needle system. This method can have a step of controlling the textile manufacturing machine depending on the detected state variable. In particular, the AI trained with the method according to the second aspect can be provided with the recorded state variable as an input value, from which a control variable is generated by the AI as an output signal. Alternatively, the control variable can also be determined analytically depending on the recorded state variable. A connection between the recorded state variable and a control signal that is advantageous for textile production can, for example, have previously been determined empirically or in a simulation. The control variable can then control the textile manufacturing machine, for example by transmitting the output signal to a control device of the textile manufacturing machine. Alternatively or additionally, this method can have a step of determining the quality of the textile produced depending on the recorded state variable, in particular by providing the AI trained with the method according to the second aspect with the recorded state variable as an input value, from which the AI a quality parameter is generated as an output signal. Alternatively or additionally, this method can have a step of determining the wear state of the needle body as a function of the detected state variable, in particular by providing the AI trained with the method according to the second aspect with the recorded state variable as an input value, from which the AI inputs Wear characteristic value is generated as an output signal.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Textilherstellungsmaschine mit einem Nadelsystem gemäß dem ersten Aspekt. Entsprechende Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts können auch Merkmale und Vorteile des weiteren Aspekts und umgekehrt bilden. Der Nadelkörper ist auswechselbar an der Textilherstellungsmaschine gehalten. Beispielsweise kann der Nadelkörper an einer beweglichen Legebarre oder einer unbeweglichen Nadelbarre der Textilherstellungsmaschine gelagert sein.A fourth aspect of the invention relates to a textile manufacturing machine with a needle system according to the first aspect. Corresponding features and advantages of the first aspect can also form features and advantages of the further aspect and vice versa. The needle body is held replaceably on the textile manufacturing machine. For example, the needle body can be mounted on a movable laying bar or an immovable needle bar of the textile manufacturing machine.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

1 illustrates a first step in producing a textile by a textile manufacturing machine.
2 illustrates a second step of producing the textile by the textile making machine.
3 illustrates a third step in the production of the textile by the textile making machine.
4 illustrates a fourth step of the production of the textile by the textile making machine.
5 schematically illustrates a high quality textile produced in this way.
6 schematically illustrates a textile produced in this way with defects that reduce the quality.
7 illustrates a needle body of the textile manufacturing machine in a schematic side view.
8th shows a detailed view of the needle body according to 5 that a sensor is attached to it.
9 shows a detailed view of the needle body according to 5 that a sensor is attached to it, the sensor being different from that in the embodiment of 8th is trained.
10 illustrates a deformation of the needle body in a schematic perspective view 5 during textile production, which was recorded using the sensor.

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

1 bis 4 veranschaulichen schematisch Schritte einer Textilherstellung mittels einer Textilherstellungsmaschine aus Fäden 10. In dem gezeigten Beispiel wird ein Gewirk als Textil mittels eines Wirkprozesses hergestellt. Die Textilherstellungsmaschine weist eine bewegliche Legebarre 12 auf, an welcher mehrere als Lochnadeln ausgebildete Nadeln 14 gelagert sind. Zudem weist die Textilherstellungsmaschine eine feststehende Nadelbarre 16 mit auf, an welcher mehrere als Hakennadeln ausgebildete Nadeln 18 gelagert sind. 1 until 4 schematically illustrate steps of textile production using a textile manufacturing machine from threads 10. In the example shown, a knitted fabric is produced as a textile using a knitting process. The textile manufacturing machine has a movable laying bar 12, on which several needles 14 designed as hole needles are mounted. In addition, the textile manufacturing machine has a fixed needle bar 16, on which several needles 18 designed as hook needles are stored.

1 zeigt einen Schritt eines Unterlegens. Dabei wird die Legebarre 12 seitlich bewegt, wie durch Pfeil 20 veranschaulicht. Dadurch werden die als Kettfäden ausgebildeten Fäden 10 an den Nadeln 18 eingehakt. 2 zeigt einen darauffolgenden Schritt eines Einschwingens. Dabei wird die Legebarre 12 quer bewegt, wie durch Pfeil 22 veranschaulicht. Die Fäden 10 werden so an den Nadeln 18 entlang gezogen. 3 zeigt einen darauffolgenden Schritt eines Überlegens. Dabei wird die Legebarre 12 seitlich entgegengesetzt zu der Richtung wie in 1 bewegt, wie durch Pfeil 24 veranschaulicht. 4 zeigt einen darauffolgenden Schritt eines Ausschwingens. Dabei wird die Legebarre 12 quer entgegengesetzt zu der Richtung wie in 2 bewegt, wie durch Pfeil 26 veranschaulicht. Die Fäden 10 werden so an den Nadeln 18 entlang gezogen. Die Fäden 10 bilden so eine Masche um die Nadeln 18. Ja nach vorliegender Fadenspannung können sich dabei die Nadeln verformen und die Maschen so unerwünschter Weise unterschiedlich groß werden. Zudem können durch eine übermäßige Verformung die Nadeln 14, 18 brechen oder zumindest stark verschleißen. Ebenso kann durch eine übermäßig hohe Fadenspannung, beispielsweise weil sich die Nadeln 14, 18 unerwartet wenig verformen, die Fäden 10 reißen. Dadurch kann es zu Qualitätsschwankungen bei der Textilherstellung kommen. 1 shows a step of an inferior. The laying bar 12 is moved laterally, as illustrated by arrow 20. As a result, the threads 10 designed as warp threads are hooked onto the needles 18. 2 shows a subsequent step of a transient response. The laying bar 12 is moved transversely, as illustrated by arrow 22. The threads 10 are pulled along the needles 18. 3 shows a subsequent step of deliberation. The laying bar 12 is laterally opposite to the direction as in 1 moves, as illustrated by arrow 24. 4 shows a subsequent step of a swing out. The laying bar 12 is transversely opposite to the direction as in 2 moves, as illustrated by arrow 26. The threads 10 are pulled along the needles 18. The threads 10 thus form a stitch around the needles 18. Depending on the thread tension, the needles can deform and the stitches can undesirably become different sizes. In addition, excessive deformation can cause the needles 14, 18 to break or at least become severely worn. Likewise, excessively high thread tension, for example because the needles 14, 18 deform unexpectedly little, can cause the threads 10 to break. This can lead to quality fluctuations in textile production.

In 5 ist beispielhaft ein so hergestelltes Textil mit hoher Qualität veranschaulicht. Wie in 5 zu erkennen ist, ist ein Abstand 30 zwischen verschiedenen Fäden 10 bzw. eine Größe jeweiliger Maschen homogen. In 6 ist dagegen beispielhaft ein so hergestelltes Textil mit geringerer Qualität veranschaulicht, bei welchem es zu unerwünschten Abstandsabweichungen bzw. Maschengrößenänderungen gekommen ist. Beispielsweise ist bei dem Abstand 32 zu erkennen, wie dieser zwischen zwei benachbarten Fäden 10 kleiner ist und zwischen zwei danebenliegenden Fäden 10 größer. Es ergibt sich eine unerwünschte Fehlerstelle.In 5 An example of a high-quality textile produced in this way is illustrated. As in 5 can be seen, a distance 30 between different threads 10 or a size of respective stitches is homogeneous. In 6 On the other hand, an example of a textile produced in this way with lower quality is illustrated, in which undesirable distance deviations or changes in stitch size have occurred. For example, with the distance 32 it can be seen how this is smaller between two adjacent threads 10 and larger between two adjacent threads 10. This results in an undesirable error point.

7 zeigt einen Nadelkörper 70. Der Nadelkörper weist einen Befestigungsbereich 72 und einem damit fest verbundenen Fadenkontaktbereich 74 auf. Der Befestigungsbereich 72 bildet an seinem dem Fadenkontaktbereich 74 abgewandten Ende eine H-förmige Form aus, mittels welcher der Nadelkörper 70 an der Legebarre 12 befestigbar ist. Der Nadelkörper 70 ist als Lochnadel 14 ausgebildet, wobei ein als eine Durchgangsöffnung 76 ausgebildetes Nadelauge zur Fadenführung in der Detailansicht von 8 zu erkennen ist. Auf dem Fadenkontaktbereich 74 ist benachbart zu der Durchgangsöffnung 76 ein Sensor 78 auf dem Fadenkontaktbereich 74 durch eine Verklebung befestigt. Der Sensor 78 ist als Dehnungsmessstreifen ausgebildet. 7 shows a needle body 70. The needle body has a fastening area 72 and a thread contact area 74 firmly connected thereto. The fastening area 72 forms an H-shaped shape at its end facing away from the thread contact area 74, by means of which the needle body 70 can be fastened to the laying bar 12. The needle body 70 is designed as a hole needle 14, with a needle eye designed as a through opening 76 for thread guidance in the detailed view of 8th can be recognized. On the thread contact area 74, a sensor 78 is attached to the thread contact area 74 by adhesive bonding adjacent to the through opening 76. The sensor 78 is designed as a strain gauge.

9 zeigt dazu eine Variante des Sensors 78 als weitere Ausführungsform. Der Sensor 78 gemäß 9 ist als Rosetten-Dehnungsmessstreifen ausgebildet, welcher im gezeigten Beispiel durch drei Dehnungsmessstreifen 80 gebildet ist. Diese drei Dehnungsmessstreifen 80 sind mit einem Microcontroller 82 verbunden, welcher die Messwerte der drei Dehnungsmessstreifen 80 verarbeitet. So kann nicht nur eine Verformung, sondern auch beispielsweise eine Richtung der Verformung in der Ebene, in welcher die drei Dehnungsmessstreifen 80 angeordnet sind, direkt gemessen werden. 9 shows a variant of the sensor 78 as a further embodiment. The sensor 78 according to 9 is designed as a rosette strain gauge, which in the example shown is formed by three strain gauges 80. These three strain gauges 80 are connected to a microcontroller 82, which processes the measured values of the three strain gauges 80. Not only a deformation, but also, for example, a direction of the deformation in the plane in which the three strain gauges 80 are arranged, can be measured directly.

Es kann somit ein Nadelsystem für die Textilherstellungsmaschine realisiert werden, bei welchem in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße ein Qualitätskennwert des hergestellten Textils und/oder ein Steuersignal für die Textilherstellungsmaschine und/oder einen Verschleißzustand des Nadelkörpers bestimmt werden kann. Dazu weist das Nadelsystem eine Sensorvorrichtung auf, welche mittels des Sensors 78 eine Zustandsgröße erfasst. Die Sensorvorrichtung kann mit dem Sensor 78 eine Verformung des Fadenkontaktbereichs als eine Zustandsgröße des Nadelkörpers 70 erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fadenspannung erfasst werden, welche auf den Nadelkörper 70 wirkt. Diese Zustandsgrößen haben eine Auswirkung auf die Beschaffenheit des mit dem Nadelsystem hergestellten Textils. Dadurch kann ein Herstellen eines Textils mit verminderter Qualität, wie in 6 dargestellt, vermieden oder zumindest einfach erkannt werden. Zudem kann auch ein Nadelbruch und Fadenbruch vermieden werden. Das System kann einfach an bestehenden Textilherstellungsmaschinen nachgerüstet werden, insbesondere auch an den üblicherweise daran verwendeten Nadeln.A needle system for the textile manufacturing machine can thus be implemented, in which a quality parameter of the textile produced and/or a control signal for the textile manufacturing machine and/or a state of wear of the needle body can be determined depending on the detected state variable. For this purpose, the needle system has a sensor device which detects a status variable using the sensor 78. The sensor device can use the sensor 78 to detect a deformation of the thread contact area as a state variable of the needle body 70. Alternatively or additionally, a thread tension which acts on the needle body 70 can be detected. These state variables have an impact on the properties of the textile produced with the needle system. This can produce a textile with reduced quality, as in 6 represented, avoided or at least easily recognized. In addition, needle breakage and thread breakage can also be avoided. The system can easily be retrofitted to existing textile manufacturing machines, especially to the needles commonly used on them.

10 zeigt zudem, wie eine Verformung des Nadelkörpers 70, hier insbesondere des Fadenkontaktbereichs 74, in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße berechnet und auch visuell dargestellt werden kann. Zudem kann eine Oberflächenspannung des Nadelkörpers 70 berechnet werden. Gezeigt ist, wie sich der Fadenkontaktbereich 74 relativ zu dem Befestigungsbereich 72 gekrümmt verformt hat. Die Verformung wird durch das Bewegen der Legebarre 12 und die dabei an der Durchgangsöffnung 76 durch den Faden 10 auf den Fadenkontaktbereich 74 wirkende Fadenspannung verursacht. Ersichtlich ist dabei, wie dementsprechend eine tatsächliche Lage des Fadens 10 gegenüber einer als starr angenommenen Nadel verschoben ist. 10 also shows how a deformation of the needle body 70, here in particular the thread contact area 74, can be calculated as a function of the recorded state variable and also displayed visually. In addition, a surface tension of the needle body 70 can be calculated. It is shown how the thread contact area 74 has deformed in a curve relative to the fastening area 72. The deformation is caused by the movement of the laying bar 12 and the thread tension acting on the thread contact area 74 at the through opening 76 through the thread 10. It can be seen how an actual position of the thread 10 is shifted relative to a needle that is assumed to be rigid.

BezugszeichenReference symbols

1010: Fädenthreads
1212: Legebarrelaying bar
1414: LochnadelnPunch needles
1616: NadelbarreNeedle bar
1818: HakennadelnHook needles
20 - 2620 - 26: Richtung LegebarrenbewegungDirection of bar movement
30,3230.32: AbstandDistance
7070: NadelkörperNeedle body
7272: BefestigungsbereichFastening area
7474: FadenkontaktbereichThread contact area
7676: DurchgangsöffnungPassage opening
7878: Sensorsensor
8080: DehnungsmessstreifenStrain gauges

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

GB 1502183 A [0004]
DE 19812036 A1 [0004]
DE 102016106022 A1 [0004]

Claims

Needle system for a textile manufacturing machine, wherein the needle system has a needle body (70) and a sensor device with at least one sensor (78) attached to the needle body (70) and / or integrated in the needle body (70), wherein the sensor device is designed to detect a state variable of the needle body (70), which has an effect on the condition of a textile produced with the needle system.

needle system Claim 1 , wherein the sensor device is designed to detect a thread tension acting on the needle body (70) and / or a deformation of the needle body (70) as a state variable

needle system Claim 1 or 2 , wherein the sensor device is designed to detect the state variable of the needle body (70) by means of an electroresistive, capacitive and / or piezoelectric measuring principle, in particular wherein the sensor device has a strain gauge (80) as a sensor (78).

Needle system according to one of the preceding claims, wherein the needle body (70) has a fastening area (72) and a thread contact area (74), wherein the sensor (78) is arranged in the thread contact area (74) or adjacent to the thread contact area (74).

Needle system according to one of the preceding claims, wherein the needle system has an evaluation device which is designed to determine a quality parameter of the textile produced and / or a control signal for the textile manufacturing machine and / or a state of wear of the needle body (70) depending on the detected state variable .

needle system Claim 5 , wherein the needle system is designed to at least partially wirelessly transmit a sensor signal of the sensor (78) from the sensor (78) to the evaluation device and / or a data memory of the needle system.

needle system Claim 5 or 6 , whereby the evaluation device determines the quality parameter of the textile produced and / or the control signal for the textile manufacturing machine based on AI.

Method for training an AI-based evaluation device of a needle system Claim 7 , which has at least the following steps: - producing textile using the textile manufacturing machine; - Detecting a state variable of a needle body (70), which has an effect on the condition of a textile produced with the needle system, by means of the sensor device of the needle system; - Determining a quality parameter of the manufactured textile independently of the recorded state variable and/or a control variable of the textile manufacturing machine during textile production, regardless of the recorded state variable and/or a wear characteristic value of the needle body (70) independently of the recorded state variable; - Assigning the recorded state variable to the specific quality parameter and/or to the specific control variable and/or to the specific wear parameter; - Training the AI of the evaluation device with the assigned data.

Method for determining a quality of a textile and/or for controlling a textile manufacturing machine and/or determining a wear condition of a needle body (70), which comprises at least the following steps: - producing textile using the textile manufacturing machine; - Detecting a state variable of a needle body (70), which has an effect on the condition of a textile produced with the needle system; - Controlling the textile manufacturing machine depending on the recorded state variable, in particular by using the method Claim 8 trained AI the recorded state variable is made available as an input value, from which a control variable is generated by the AI as an output signal, and / or determining the quality of the textile produced depending on the recorded state variable, in particular by using the method according to Claim 8 trained AI, the recorded state variable is made available as an input value, from which a quality characteristic value is generated by the AI as an output signal and / or determining the state of wear of the needle body (70) depending on the recorded state variable, in particular by using the method according to Claim 8 Trained AI is provided with the recorded state variable as an input value, from which the AI generates a wear parameter as an output signal.

Textile manufacturing machine with a needle system according to one of the Claims 1 until 7 , wherein the needle body (70) is held interchangeably on the textile manufacturing machine.