DE10359690A1 - Optical monitoring of a fiber strand for quality control in yarn production uses reflected light for successive determination of yarn diameter and impurities - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Überwachung eines Faserstranges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The The invention relates to a method for optical monitoring of a fiber strand according to the generic term of claim 1 and a device for carrying out the Method according to the preamble of claim 12.
Ein
gattungsgemäßes Verfahren
sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung
sind beispielsweise aus der
Bei
der Weiterverarbeitung von Fasermaterialien ist es bekannt, dass
das vorgelegte Fasermaterial Verunreinigungen in Form von Fremdstoffen
und Fremdfasern enthalten kann, die zu unerwünschten Unregelmäßigkeiten
in dem Endfaden bzw. die in nachfolgenden Prozessen sogar zu Fadenbrüchen führen können. Zur
Vermeidung, dass derartige Verunreinigungen in den Endfaden gelangen,
wird der Faserstrang optisch überwacht.
Aus der
Neben den Verunreinigungen weist der Faserstrang Unregelmäßigkeiten im Durchmesser auf. Derartige Unregelmäßigkeiten im Durchmesser des Faserstranges wirken sich unmittelbar auf die Lichtintensität der Abbildung aus, die zu Fehlauswertungen hinsichtlich der Erkennung von Verunreinigungen führen können. Bei dem bekannten Verfahren werden somit nur die, vom Kern des betrachte ten Faserstranges bewirkten Lichtintensitätswerte ausgewertet. Damit lassen sich jedoch Verunreinigungen im Randbereich des Faserstranges nicht erkennen.Next the impurities, the fiber strand has irregularities in diameter. Such irregularities in the diameter of the fiber strand Immediately affect the light intensity of the image, which to Can lead to incorrect evaluations regarding the detection of contaminants. at the known method will thus only the th of the core of the ten Fiber strands caused light intensity values evaluated. In order to However, impurities can be in the edge region of the fiber strand not seen.
Um
den Einfluß vom
Durchmesser des Faserstranges bei der Dedektion von Verunreinigungen zu
eliminieren, sind aus der
Aus
dem Stand der Technik sind jedoch auch Verfahren und Vorrichtungen
bekannt, die ausschließlich
zur Durchmesserbestimmung des Faserstranges geeignet sind. Ein derartiges
Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise in der
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Überwachung eines Faserstranges bereitzustellen, durch welches bzw. durch welche eine Erfassung des Durchmessers des Faserstranges und gleichzeitig eine Identifizierung von Verunreinigungen möglich ist.It Now object of the invention is a method and an apparatus for optical monitoring of a To provide fiber strand through which or through which a Detecting the diameter of the fiber strand and at the same time a Identification of impurities is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 12 gelöst.These The object is achieved by a Method with the features of claim 1 and with a device solved with the features of claim 12.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.advantageous Further developments of the invention are characterized by the features and feature combinations the respective subclaims Are defined.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zwei für die Fadenqualität wesentliche Parameter gleichzeitig mit einem Messgang an dem Faserstrang überwacht werden. Hierzu wird die durch das vom Faserstrang bewirkte Reflektionssignal an dem Zeilensensor erzeugte Abbildung zunächst zur Durchmesserbestimmung ausgewertet. Erst in einem zweiten Schritt erfolgt aus dein gleichen Sensorsignal eine Auswertung zur Identifizierung der Verunreinigung. Hierbei lässt sich vorteilhaft jede Sensorzelle der Abbildung des Faserstranges mit einem vorgegebenen Belichtungsgrenzwert vergleichen. Der Belichtungsgrenzwert stellt eine Mindestbelichtung der einzelnen Sensorzellen dar, die durch das Reflektionssignal des Faserstrangs erzeugt wird. Durch die Vorgabe des Belichtungsgrenzwertes können somit Unschärfen im Randbereich des Faserstranges erkannt und ausgeglichen werden. Aus dem Vergleich entsteht eine Normabbildung des Faserstranges, welche dem ermittelten Durchmesser des Faserstranges entspricht. Gleichzeitig wird ein Kontrollsignal zur Anzeige des jeweiligen Durchmessers des Faserstranges erzeugt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird die Lichtintensität der Normabbildung mit einem vorgegebenen Lichtmengengrenzbereich verglichen. Der Lichtmengengrenzbereich wird als Maß einer Lichtintensität eines nicht verunreinigten Faserstranges vorgegeben. Somit können abweichende Lichtintensitäten, die beispielsweise sich durch hellere oder dunklere Zonen in der Normabbildung bemerkbar machen, einwandfrei identifiziert werden. Bei Überschreitung oder Unterschreitung des Lichtmengengnenzbereiches wird somit ein zweites Kontrollsignal zur Identifizierung der Verunreinigung erzeugt. Es lassen sich damit bereits feinste Fremdfäseranteile oder Fremdpartikel sicher identifizieren.The invention is characterized in particular by the fact that two essential parameters for the thread quality are monitored simultaneously with a measurement run on the fiber strand. For this purpose, the image generated by the reflection signal produced by the fiber strand on the line sensor is first evaluated to determine the diameter. Only in a second step takes place from your same sensor signal an evaluation to identify the contamination. In this case, it is advantageous to compare each sensor cell of the image of the fiber strand with a predetermined exposure limit value. The exposure limit is a minimum Exposure of the individual sensor cells, which is generated by the reflection signal of the fiber strand. By specifying the exposure limit thus blurring can be detected and compensated in the edge region of the fiber strand. From the comparison results in a standard image of the fiber strand, which corresponds to the determined diameter of the fiber strand. At the same time, a control signal is generated to indicate the respective diameter of the fiber strand. In a second method step, the light intensity of the standard image is compared with a predetermined light quantity limit range. The light amount limit range is specified as a measure of a light intensity of a non-contaminated fiber strand. Thus, deviating light intensities, which become noticeable for example by lighter or darker zones in the standard image, can be identified perfectly. When exceeding or falling below the Lichtmengengnenzbereiches thus a second control signal is generated to identify the contamination. This makes it possible to identify even the finest foreign parts or foreign particles safely.
Um möglichst genaue Kenntnisse über die Lage und Größe der Verunreinigung zu erhalten, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Lichtintensität zu jeder Sensorzelle der Normabbildung ermittelt und mit einem Lichtmengengrenzwert der zugeordneten Zelle verglichen, wobei die Lichtmengengrenzwerte durch den Lichtmengengrenzbereich jeder Sensorzelle zugeordnet sind. Ein weiterer Vorteil der lageabhängigen Bestimmung von Verunreinigungen ist dadurch gegeben, dass durch lageabhängige Lichtmengengrenzwerte auftretende Randerscheinungen im Faserstrang berücksichtigt werden können.Around preferably exact knowledge about the location and size of the pollution is obtained according to a advantageous development of the method according to the invention, the light intensity to everyone Sensor cell of the standard image determined and with a light quantity limit the assigned cell, the light quantity limits by associated with the light amount limit range of each sensor cell. One Another advantage of the position-dependent Determination of impurities is given by that through postural Light quantity limits occurring marginal phenomena in the fiber strand considered can be.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Lichtmengengrenzbereich unmittelbar durch Vorgabe einer Referenzabbildung zu bestimmen. Damit ist eine Identifizierung der Verunreinigung durch einfache Abgleiche der Normabbildung und der Referenzabbildung möglich.It However, there is also the possibility the light amount limit range directly by specifying a reference image to determine. This is an identification of the pollution by simple comparisons of the standard image and the reference image possible.
Da der aus dem Faserstrang hergestellte Endfaden gewisse Kleinstverunreinigungen als zulässig enthalten kann, ist die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft, bei welcher die Lichtintensität der Normabbildung bei Überschreitung oder Unterschreitung des Lichtmengengrenzbereiches zusätzlich mit einem Schwellenwert verglichen wird, welcher die Zulässigkeit einer Verunreinigung vorgibt. Erst bei unzulässiger Abweichung von allen Schwellenwerten wird ein Fehlersignal ausgelöst, um beispielsweise einen Prozesseingriff zu bewirken.There the end thread made of the fiber strand certain micro impurities as permitted may contain is the development of the method according to the invention particularly advantageous, in which the light intensity of the standard image when exceeded or below the light amount limit range in addition to is compared to a threshold which determines the admissibility impurity. Only with inadmissible deviation from all Thresholds, an error signal is triggered, for example, a Cause process intervention.
Um die Längsausdehnung einer Verunreinigung im Faserstrang berücksichtigen zu können, ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher ein Prozeßeingriff erst erfolgt, wenn mehrere nacheinander ausgelöste Fehlersignale vorliegen. Durch Vorgabe bestimmter Auswertungsalgorithmen können hierbei unterschiedliche Formgebungen von Verunreinigungen erfasst werden. Die Identifizierung einer den Faserstrang umschlingenden Fremdfaser ist damit sicher möglich.Around the longitudinal extent to be able to consider a contamination in the fiber strand is the Process variant preferably used, in which a process intervention only takes place when there are several consecutively triggered error signals. By Specification of certain evaluation algorithms can be different Shapes of impurities are detected. The identification of a The fiber strand entangling foreign fiber is thus certainly possible.
Durch eine weitere Verfahrensvariante besteht die Möglichkeit unmittelbar die Art der Verunreinigung festzustellen. Hierzu wird die Lichtintensität der Normabbildung der Lichtintensität einer oder mehreren hinterlegten Fehlerabbildungen verglichen. Die hinterlegten Fehlerabbildungen enthalten hierbei typische in dem Faserstrang zu erwartende Verunreinigungen.By another variant of the method is the possibility directly the type to determine the contamination. For this purpose, the light intensity of the standard image the light intensity one or more stored error maps compared. The deposited error illustrations contain here typical in the Fiber strand expected impurities.
Zur Erkennung von Fremdfaseranteilen ist weiterhin von Vorteil, wenn das Lichtsignal durch mehrere Leuchtdioden erzeugt wird, die eine Mischfarbe ergeben. So ist bekannt, dass eine Naturfaser aus Baumwolle über einen Wellenlängenbereich von blau bis nahezu infrarot über eine konstante Reflektivität verfügt. Kunstfasern dagegen absorbieren im infraroten Bereich deutlich mehr Licht, als im sichtbaren Bereich. Somit lassen sich die Lichtintensitäten in den Normabbildungen durch Verwendung von Mischfarben insbesondere bei Kunstfasern verstärken. Somit können vorteilhaft durch bestimmte Beleuchtungsfarben ansonsten nicht erkennbare Fremdfasereinschlüsse sichtbar gemacht werden.to Detection of foreign fiber shares is still advantageous if the light signal is generated by a plurality of light emitting diodes, the one Result in mixed color. So it is known that a natural fiber made of cotton over a Wavelength range from blue to near-infrared a constant reflectivity features. On the other hand, synthetic fibers absorb significantly more in the infrared range Light, as in the visible range. Thus, the light intensities in the Standard illustrations by using mixed colors especially at Reinforcing synthetic fibers. Thus, you can advantageous by certain lighting colors otherwise unrecognizable Foreign fiber inclusions be made visible.
Zur Identifizierung der Verunreinigung lassen sich auch farbige Lichtsignale nacheinander in unterschiedlichen Bereichen erzeugen, so dass separate Abbildungen entstehen. Durch eine Differenzbetrachtung lässt sich hierin eine Differenzabbildung erzeugen, die eindeutige spektrale Abweichungen der Abbildungen aufzeigt und zur Erkennung von Verunreinigungen führen.to Identification of the contamination can also be colored light signals generate one after the other in different areas, so that separate pictures arise. By looking at the difference, this is a differential image generate the unique spectral aberrations of the images show and lead to the detection of impurities.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet den Vorteil, dass mit einer Sensoreinichtung zwei Kontrollsignale erzeugt werden, die die Eigenschaft zweier zu beobachtender Parameter an dem Faserstrang laufend wiedergeben. Zur Anzeige der Kontrollsignale werden vorzugsweise Ausgabegeräte verwendet, die mit der Auswertungselektronik Kombinierbar sind oder die in einer Maschinensteuerung integriert eingesetzt werden.The inventive device to carry out offers the inventive method the advantage that with a sensor device two control signals which are the property of two parameters to be observed play continuously on the fiber strand. To display the control signals are preferably output devices used, which are combinable with the evaluation electronics or which are used integrated in a machine control.
Da die Abbildung des Faserstranges ausschließlich aus einem Reflektionssignal heraus erzeugt wird, ist das Lichtsignal bevorzugt durch mehrere Leuchtdioden gebildet, die aus einer Lichtebene heraus auf einen gemeinsamen Fokus ausgerichtet sind.There the image of the fiber strand exclusively from a reflection signal is generated out, the light signal is preferred by several Light-emitting diodes formed, which out of a light plane on a common focus.
Um aufgrund der Mehrzahl von Leuchtdioden ein gerichtetes Lichtsignal zu erhalten, ist jeder Leuchtdiode ein Reflektor sowie eine Sammellinse zugeordnet. Bei der Überwachung von einem Faserstrang, der zu einem Faden aufgewickelt wird, ist die Einstellung des Lichtsignals bevorzugt verwendet, bei welcher das Lichtsignal einen Fokus von einem Durchmesser oder einer Breite von max. 3 min ausleuchtet.Around due to the plurality of LEDs, a directional light signal To obtain, each LED is associated with a reflector and a positive lens. In the monitoring from a fiber strand being wound into a thread is the Adjustment of the light signal is preferably used, in which the Light signal a focus of a diameter or width by Max. Illuminates for 3 min.
Dabei werden die Leuchtdioden vorzugsweise an einem kegelstumpfförmigen Träger angeordnet, welcher eine zentrisch zu den Leuchtdioden angeordnete Strahlenöffnung aufweist, durch welche das Reflektionssignal geleitet werden kann. Damit lässt sich eine besonders kompakte Baueinheit realisieren.there the light emitting diodes are preferably arranged on a frusto-conical carrier, which has a beam opening arranged centrally relative to the light emitting diodes, through which the reflection signal can be passed. This can be realize a particularly compact unit.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass als Lichtquelle ein Laser verwendet wird. Insbesondere beim Einsatz eines Matrixsensors lässt sich durch eine gepulste Beleuchtung mit einem Laser ein unabhängig von der Faserlaufgeschwindigkeit definierter Messbereich des Faserstranges erfassen.Basically exists but also the possibility that a laser is used as the light source. Especially when Use of a matrix sensor leaves by a pulsed illumination with a laser regardless of the fiber speed defined measuring range of the fiber strand to capture.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The inventive method is below to an embodiment the device according to the invention having regard to the attached Figures closer explained.
Es stellen dar:It represent:
In
Der
Träger
Der
Zeilensensor
Zur
Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird nachfolgend neben der
Das
Sensorsignal
Die
Auswertung zur Identifizierung einer Verunreinigung lässt sich
grundsätzlich
nach verschiedenen Verfahrensvarianten ausführen. Für den Fall, dass die durch
einen nicht verunreinigten Faserstrang erzeugte Abbildung in ihrer
Lichtintensität ortsabhängig mit
unterschiedlichen Werten auftritt, lässt sich der Lichtmengengrenzbereich
vorzugsweise als eine Verteilung über den gesamten Durchmesser
des Faserstranges angeben. Hierbei wird jeder Sensorzelle
In
Zur
Identifizierung der Verunreinigung lässt sich die in
Um
gezielte Eingriffe in den Prozeß zur
Vermeidung von zulässigen
Verunreinigungen ausführen
zu können,
ist in
In
dem Fall, dass mit dem Zeilensensor ein Faserstrang beobachtet wird,
wird ein Sensorsignal M der Auswertelektronik
Von
dem Verknüpfungsglied
Die
Auswertung der durch den Zeilensensor aufgenommenen Abbildungen
lassen sich auch mit einer Vorrichtung ausführen, wie sie beispielsweise in
Grundsätzlich sei erwähnt, dass das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sich nicht auf bestimmte Lichtquellen beschränkt. Ebenso können auch flächige Fasergebilde überwacht werden. Dabei wird ein die Breite des zu überwachenden Fasergutes vergrößerter Fokus durch die Lichtquelle erzeugt.Basically mentioned, that the inventive method and the device according to the invention not limited to specific light sources. Likewise, too area Fiber structure monitored become. In this case, the width of the fiber material to be monitored increased by a focus generates the light source.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzen den Vorteil, dass sowohl der Durchmesser des Faserstranges als auch die Verunreinigungen des Faserstranges völlig unabhängig aber jedoch gleichzeitig erfasst werden können. Die Durchmesserbestimmung zeichnet sich durch eine reine Ortsbestimmung der Reflexe aus, die weitgehendst unabhängig von der Lichtintensität ist. Dabei lässt sich die Identifizierung von Verunreinigungen durch eine Auswertung von ortsabhängigen Intensitätswerten derart verfeinern, dass auch feinste Verunreinigungen erkannt werden können.The inventive method and the device according to the invention have the advantage that both the diameter of the fiber strand as well as the impurities of the fiber strand completely independent though but can be detected simultaneously. The diameter determination is characterized by a pure localization of the reflexes that largely independent from the light intensity is. Leave it identifying contaminants through an evaluation from location dependent intensity values refine so that even the finest impurities are detected can.
- 11
- Faserstrangtow
- 22
- Fokusfocus
- 33
- Lichtsignallight signal
- 44
- Lichtquellelight source
- 55
- Leuchtdiodeled
- 66
- Leuchtkörperilluminant
- 77
- Reflektorreflector
- 88th
- Sammellinseconverging lens
- 99
- Trägercarrier
- 1010
- Strahlenöffnungradiation opening
- 1111
- Reflektionssignalreflection signal
- 1212
- Optikoptics
- 1313
- Makrolinsemacro lens
- 1414
- Zeilensensorline sensor
- 1515
- Sensorzeilesensor line
- 1616
- Sensorzellesensor cell
- 1717
- Auswertungselektronikevaluation electronics
- 1818
- Speichermittelstorage means
- 1919
- Rechnermittelcomputer means
- 20.1, 20.220.1, 20.2
- Komparatorcomparator
- 2121
- AbbildungIllustration
- 2222
- Normabbildungstandard imaging
- 2323
- Verunreinigungpollution
- 2424
- Laserlaser
- 2525
- Steuereinrichtungcontrol device
- 26.1, 26.226.1, 26.2
- Verknüpfungsgliedcombiner
- SD S D
- Kontrollsignal für Durchmessercontrol signal for diameter
- SN S N
- Kontrollsignal für Verunreinigungcontrol signal for pollution
- SF S F
- Fehlersignalerror signal
- MM
- Sensorsignalsensor signal
- BB
- Belichtungsgrenzwertexposure limit
- II
- LichtmengengrenzbereichLight quantity limit range
- WW
- Schwellwertthreshold
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003159690 DE10359690A1 (en) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | Optical monitoring of a fiber strand for quality control in yarn production uses reflected light for successive determination of yarn diameter and impurities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003159690 DE10359690A1 (en) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | Optical monitoring of a fiber strand for quality control in yarn production uses reflected light for successive determination of yarn diameter and impurities |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10359690A1 true DE10359690A1 (en) | 2005-07-21 |
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ID=34683569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003159690 Withdrawn DE10359690A1 (en) | 2003-12-18 | 2003-12-18 | Optical monitoring of a fiber strand for quality control in yarn production uses reflected light for successive determination of yarn diameter and impurities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10359690A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ303975B6 (en) * | 2012-07-20 | 2013-07-24 | Rieter Cz S.R.O. | Device for monitoring quality of a moving linear textile material on a textile machine workstation |
DE102014115835A1 (en) | 2014-10-30 | 2016-05-04 | Martin Dalebout | Optical thread sensor |
-
2003
- 2003-12-18 DE DE2003159690 patent/DE10359690A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CZ303975B6 (en) * | 2012-07-20 | 2013-07-24 | Rieter Cz S.R.O. | Device for monitoring quality of a moving linear textile material on a textile machine workstation |
DE102014115835A1 (en) | 2014-10-30 | 2016-05-04 | Martin Dalebout | Optical thread sensor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: RITTER ELEKTRONIK GMBH, 46047 OBERHAUSEN, DE |
|
8141 | Disposal/no request for examination |