DE2836424A1

DE2836424A1 - Verfahren zur feststellung gestoerter faserstrukturen

Info

Publication number: DE2836424A1
Application number: DE19782836424
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Shimada
Original assignee: Seiren Denshi KK
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1978-08-19
Publication date: 1979-07-05
Also published as: GB2011609A; DE2836424B2; GB2011609B; DE2836424C3; US4248533A; JPS5749673B2; JPS5488382A

Description

BESCHREIB

Bei normal gewebtem Material werden die Schussfäden von den Kettfäden allgemein unter einem Winkel von 90° gekreuzt, doch wird diese Beziehung oft aus unterschiedlichen Ursachen während des Färbens, der Aufbereitung und der Aprretierung des gewebten Materials verändert, so dass sich eine gestörte Faserstruktur ergibt, bei welcher die Schussfäden gekrümmt oder schräg verlaufen und somit ein aufgedrucktes Muster stören oder die Einhaltung der Form im Anschluss an das Nähen unmöglich machen. Trotz vieler unterschiedlicher vorgeschlagener Messmethoden ist es bislang nicht gelungen, das Auftreten derart gestörter Faserstrukturen vollständig auszuschalten; als Folge davon wurden zahlreiche Verfahren eingesetzt, um Krümmungen der Schussfäden im gewebten Material mit gestörter Faserstruktur zu erkennen und die gestörte Faserstruktur mechanisch zu korrigieren.

Typische bekannte Verfahren zur Feststellung gestörter Faserstrukturen beruhen darauf, dass ein Bild der Kettfäden ermittelt wird, welches von durch das gewebte Material geführtem Licht gebildet ist.--.---

Eine erste Methode sieht vor, dass das von einer Lichtquelle ausgestrahlte Licht Über eine Projektorlinse in parallele Lichtstrahlen umgewendet wird, die durch das gewebte Material geführt, konzentriert bzw. fokussiert und auf einen photoelektrischen Übertrager durch einen Rechteckschlitz projiziert werden, der sich mechanisch abtasten läßt und so angeordnet ist, dass seine längere Achse im wesentlichen parallel zu den Schussfäden des gewebten Materials verläuft; ein Wechsel in der Intensität des

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auf den photoelektrischen übertrager einfallenden Lichtes wird in ein elektrisches Signal umgewandelt, verstärkt und für die Erzeugung einer Spannung umgewandelt, die proportional zur Amplitude der wechselnden Spannung ist, wodurch die Ausgangsspannung einen Höchstwert annimmt, wenn die Richtung der grösseren Achse des Schlitzes auf die Richtung der Schussfäden des Gewebes ausgerichtet ist, was gleichbedeutend damit ist, dass die Richtung des Schlitzes bei der maximalen Ausgangsspannung die Richtung der Schussfäden anzeigt.. Wenn daher der Schlitz über einen geeigneten Winkel bereich um einen Zentralwinkel von 90° herum in Bezug auf die Kettfäden des vorbeigeführten gewebten Materials abgetastet wird, zeigt der Schlitzwinkel, bei welchem die höchste Ausgangsspannung während des Abtastens erreicht wird, den Winkel der Schussfäden an, so dass man gestörte Faserstrukturen erkennen kann.

Eine zweite Methode sieht zwei Einheiten des oben erwähnten Fadenwinkeldetektors vor, weiterhin eine Lichtquelle, eine Projektoroptik, eine Kondensoroptik, einen Spalt und einen photoelektrischen übertrager; die Detektoren sind Seite an Seite symmetrisch angeordnet, um einen gleichen Winkel mit der bezüglich der Kettfaden des gewebten Materials senkrechten Richtung zu bilden. Da der Unterschied zwischen den beiden Ausgangsspannungen dann Null ist, wenn die Schussfäden senkrecht zu den Kettfaden verlaufen» nimmt der Unterschied einen positiven öder negativen Wert an, um einen anderen Winkel der Schussfäden anzuzeigen.

Während keine dieser Methoden bei einem ebenen Gewebe» bei wülchem das Bild der Schussfäden verhältnismäßig eben ist, Schwierigkeiten bereitet, haben sie für den Fall Nachteile, dass es sich um ein Köper- oder Satingewebe handelt, bei welchem das Bild der Schussfäden schwierig zu bestimmen ist, weil dann eine ausreichende Ausgangsspannung entweder nicht erzeugt werden kann oder keine Beziehung zur Richtung der Schussfäden hat, so dass es nicht

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möglich ist, gestörte Faserstrukturen festzustellen. Eine weiterer Nachteil der ersten Methode besieht darin, dass es wegen der mechanischen Abtastung des Schlitzes nicht gelingt, die Abtastgeschwindigkeit zu erhöhen, so dass nur eine geringe Fmpfangsgeschwindigkeit und ein verschlechtertes Ansprechen eines Detektors die Folge sind, womit es äusserst schwierig ist, eine derartige Anordnung für die Überwachung einer gestörte Faserstrukturen automatisch korrigierenden Einrichtung zu verwenden.

Bei der zweiten Methode besteht gleichfalls ein Nachteil, denn wenngleich die Prüfung eines ebenen Gewebes verhältnismäßig leicht gelingt, läßt sich eine genaue Ermittlung dann nicht erzielen, wenn eine großer Unterschied zwischen dem vorgegebenen Faltwinkel und dem Winkel der Schussfäden besteht, wie es bei einer sehr ausgedehnten Strukturstörung der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese vorerwähnten Schwierigkeiten zu beheben.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung erfindungsgemäß durch ein Verfahren, welches sich dadurch kennzeichnet, dass wenigstens drei Einheitsschussfadendetektoren symmetrisch zu einem Winkel von 90 , der von den Schuss- und Kettfäden eines normalen Gewebes gebildet ist, mit vorgegebenen Neigungswinkeln_s die sich vom jeweils angrenzenden um einen vorbestimmten Winkel unterscheiden, angeordnet sind, wobei jeder Einheitsschussfadendetektor einen Moire erzeugenden, geteilten» an ein sich zwischen einer Lichtquelle und einem Abbildungsspalt bewegendes Gewebe angrenzenden Spalt aufweist, der aus mehreren Einheitsspalten mit der Schussfaderidlchte des Gewebes im wesentlichen gleichen Abständen und in einer derartigen Anordnung besteht, dass sich der geteilte Spalt in der

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Richtung seiner grossen Achse parallel zur Richtung der grossen Achse des Abbildungsspaltes erstreckt, und dass ein photoelektrischer Übertrager für die Umwandlung eines vom geteilten Spalt und den Kettfäden des Gewebes erzeugten und nach seiner Konzentrierung durch den Abbildungsspalt übertragenden Moires in ein elektrisches Signal derart vorgesehen ist, dass der Neigungswinkel der Schussfäden gegenüber dem Neigungswinkel des geteilten Spaltes feststellbar ist, wenn der photoelektrische Übertrager eine maximale Ausgangsspannung erzeugt, woraufhin Ausgangsspannungen der Eiiiheitsschussfadendetektoren elektrisch abgetastet werden und eine dein vorgegebenen Neigungswinkel des die maximale Ausgangsspannung während der Abtastung erzeugenden Einheitsschussfadendetektors proportionale Spannung durch Wiederholung der Abtastung kontinuierlich erzeugt wird.

Somit ist es für die Erfindung wesentlich, dass der Moire erzeugende, geteilte Spalt mehrere Einheitsspalten mit Abständen aufweist, die der Scliussfddendichte des Gewebes entsprechen, und dass er an das sich quer zwischen einer Lichtquelle und einem Abbildungsspalt bewegende Gewebe angrenzt; die wenigstens drei Einheitsschussfadendetektoren sind dabei so ausgeführt, dass ein Moire, welches vom geteilten Spalt und den Schussfäden des gewebten Materials gebildet wird, über eine Kondensoroptik und dem Abbildungsspalt sowie ein photoelektrisches Umwandlungselement in eine elektrisches Signal umgewandelt wird, um auf diese Weise den Neigungswinkel der Schussfäden zu ermitteln; die Detektoren weichen mit vorgegebenen Neigungswinkeln von ihir SchuSäfädenfichtung eines normalen gewebten Materials ab, wodurch die Ausgangssignale dt.-r Einheitsschussfadendetektoren elektrisch abgetastet werden, um denjenigen Einheitsschussfadüiuletfiktor festzustellen, der den grössten Ausgangsspannungswert während der Abtastperiode erzeugt; eine dein vorgegebenen Neigungswinkel des somit ausgewählten Detektors ent-

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sprechende Spannung wird kontinuierlich durch Wiederholung der Abtastung erzeugt.

Auf diese Weise läßt sich erfindungsgemäß eine gestörte Faserstruktur im gewebten Material bei allen Arten von Geweben feststellen.

Vor allem gelingt es erfindungsgemäß, mit dieser Methode auf eine gestörte Faserstruktur sehr schnell und mit großer Genauigkeit anzusprechen.

Gleichfalls läßt sich die gestörte Faserstruktur zuverlässig erfassen, ohne dass die Größe der Störung hierbei von nachteiligem Einfluss 1st.

Zur weiteren Darstellung der Erfindung sowie ihrer Vorteile wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen:

Figur 1 eine schematische Anrodnung eines in der erfindungsgemäßen Weise vorgesehenen Einheitschussfadendetektors,

Figur 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Ermittlung gestörter Faserstrukturen und

Figur 3 die graphische Darstellung einer Ausgangswelienform, die durch Abtastung entsprechend dem Verfahren der Erfindung erzeugt wird.

Bei dem Einheitsschussfadendetektor gemäß Figur 1 wird das Licht einer Glühbirne 1 mittels einer Projektoroptik 2 in prallele

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Lichtstrahlen umgeformt, die das gewebte Material 3 durchdringen. Der geteilte Spalt 4₃ und zwar ein optisches Beugungsgitter, erzeugt einen optisch interferierenden Streifen bzw. ein Moire und ist unmittelbar unter dem gewebten Material 3 angeordnet, um sich im wesentlichen parallel mit den Schussfäden desselben zu erstrecken; er schließt eine grosse Anzahl von Einheitsspalten in der gleichen Ebene ein, die parallel mit einem festen Abstand voneinander verlaufen, der im wesentlichen der gleiche ist wie bei der Schussfadendichte des gewebten Materials 3. Die Kondensoroptik 5 fokussiert das vom gewebten Material 3 und dem geteilten Spalt 4 erzeugte Moire auf einen Abbildungsspalt 6, um dort ein Bild desselben zu erzeugen; der Abbildungsspalt 6, der das auf ihm abgebildete Moire überträgt, ist so angeordnet, dass seine grössere Achse genau parallel zum geteilten Spalt 4 verläuft. Der photoelektrische übertrager 7 ist von bekannter Ausflihrungsart und befindet sich unmittelbar unter dem Abbildungsspalt 6, um das durch den Spalt 6 tretende Licht in ein von ihm zu erzeugendes, elektrisches Signal umzuwandeln.

Es ist bekannt, dass dann, wenn der geteilte Schlitz 4 an die Schussfäden des gewebten Materials 3 angrenzt und zu diesen im wesentlichen parallel Verläuft, und wenn die Schussfadendichte des gewebten Materials 3 im wesentlichen die gleiche wie diejenige dieser Einheitsspalten im geteilten Spalt 4 ist, ein optischer Interferenzstreifen bzw- ein Moire erzeugt wird, und dass_v der Neigungswinkel des Moires gegen den geteilten Spalt 4 Null ist, wenn der geteilte Spalt 4 vollständig parallel zu den Schussfäden verläuft.

Das vorstehend beschriebene Prinzip führt bei der Anordnung nach Figur 1 dazu, dass das vom gewebten Material 3 und dem geteilten Schlitz 4 erzeugte Moire sich in gleicher Weise in

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Richtung auf die Kettfaden verschiebt, wie dies bei den Schussfäden der Fall ist, so dass das durch den Ahbildungsspalt 6 fallende Licht ein Strahl ist, der eine wechselnde Komponente besitzt, deren Periode diejenige Zeit ist, die beim gewebten Material 3 für die Bewegung um einen Abstand erforderlich ist, welcher ei nein Schussfaden entspricht, während die Amplitude der wechselnden Komponente dann am grössten ist, wenn die Schussfäden parallel" zum geteilten Spalt 4 verlaufen. Somit ergibt sich, dass ein Wechsel in der Intensität oder in der Geschwindigkeit des Lichtes, welches vorn Bild durch den Abbildungsspalt 6 fällt, mittels des photoelektrischen Übertragers 7 unter dem Abbildungsspalt 6, der ein photokonduktives Element, wie beispielsweise ein Phototransistor aufweist, in ein elektrisches Signal übertragen wird; dieses Signal unterliegt einer weiteren Auswertung bezüglich der Ausbildung seiner Wellenform, der Verstärkung, der Gleichrichtung und dergleichen, so dass man zu einer Spannung kommt, die proprotional zur Amplitude der oszillierenden Komponente der einfallenden Lichtintensität ist; der Neigungswinkel des geteilten Spaltes 4 entspricht dem Hochsi wert der Ausgangsspannung des photoelektrischen Übertragers und zeigt den Neigungswinkel der Schussfäden an. Man kann also durch die Verwendung des Einheitsschussfadendetektors feststellen, ob die Schussfäden parallel zum geteilten Spalt 4 verlaufen.

Zur weiteren Veranschaulichung des erfindungsgemä'ßen Verfahrens zeigt Figur 2 ein Blockschaltbild für die Ermittlung ge«.törtor Faserstrukturen unter Verwendung eines E'inheitsschussfadendetektors der vorbeschrifebenen Konstruktion und Art. Die Bezugszeichen 9 bis 19 bezeichnen olf Einheitsschussfadendelektoren, die so angeordnet sind, dass die Neigungswinkel ihrer geteilten Spalten 4 vom jeweils benachbarten um einen vorgegebenen Winkel von beispielsweise 3 abweichen, wobei diese Winkel von einem zentralen

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Neigungswinkel von 90°, der von den Kett- und Schussfäden eines normalen Gewebes gebildet ist, ausgehen. Somit sind die Neigungswinkel des geteilten Spaltes für den Einheitschussfadendetektor 9 105°, für den Detektor 10 102° ,für den Detektor 11 99°, für den Detektor 12 96°, für den Detektor 13 93°, für den Detektor 14 90°, für den Detektor 15 87°, für den Detektor 16 84°, für den Detektor 17 81°, für den Detektor 18 78° und für den DetektorΊ9 75 .

Ein an sich bekannter Analog-Multiplexor 20 wird mittels eines gleichfalls an sich bekannten Mikroprozessors 22 gesteuert, um die Ausgangsspannungen der Einheitsschussfadendetektoren 9 bis 19 mit einer Geschwindigkeit von zum Beispiel 100/sec abzutasten und den Ausgang auf einen gleichfalls an sich bekannten Analog-Digital-Wandler 21 zu übertragen. Die Ausgangsspannung des Analog-Digitdl-Wandlers 21 wird in ein digitales Signal umgesetzt, welches seinerseits einer Verarbeitung im Mikroprozessor 22 unterliegt, um denjenigen Einheitsschussfadendetektor auszuwählen, der den größten Spannungsausgang liefert. Figur 3 zeigt beispielsweise die Beziehung zwischen der Spannung und der Zeit während einer Abtastung des Analog-Multiplexors 20, wobei V„ bis V^g den Ausgangsspannungen der Einheitsschussfadendetektoren 9 bis 19 entsprechen. Figur 3 zeigt, dass der grösste Spannungsausgang V_1f- entspricht, und demgemäß ist der vorgegebene Neigungs-

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winkel von 87 des auf diese Weise ermittelten^Einheitsschussfadendetektors 15 gleich dem Neigungswinkel der Schussfäden. Durch die Bildung einer dem Neigungswinkel der Schussfäden analogen Spannung mittels eines Digital-Analog-Umsetzers 23 ist es möglich, Sütnit die gestörte Textur zu ermitteln.

Der erfindungsgemäße zur Anwendung gelangende geteilte Spalt 4 kann in Grosse und Form dem gewebten Material, welches Gegenstand der Ermittlung sein soll, angepaßt werden; wesentlich ist dabei,

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dass der Abstand bei dem geteilten Spalt praktisch gleich dem Abstand der Schussfäden ist. Eine Abweichung des Abstandes beim geteilten Spalt von t 20% von der Schussfadendichte kann zugelassen werden. Man kann den geteilten Spalt 4, wie er bei der Erfindung engewendet wird, leicht herstellen, indem beispielsweise Nuten von 0 bis 0,2 mm Tiefe in die Oberfläche einer Glasplatte eingeritzt werden, um zehn bis zwanzig Spalten mit einem Abstand von 0,15 bis 1 mm mit einer grösseren Spaltachse von 10 bis 30 mm zu erzeugen; in diese Nuten kann dann schwarze Farbe eingebracht werden.

Zweckmäßig werden Form und Grosse des Abbidlungsspaltes 6 in Abhängigkeit von der Grosse des Moires, welches darauf abgebildet werden soll, gewählt; ein Spalt mit einer rechtwinkligen Öffnung von 1 mm χ 5 mm kann beispielsweise verwendet werden.

Die Zahl der Einheitsschussfadendetektoren läßt sich entsprechend der beabsichtigten Untersuchungsgenauigkeit und dem vorgesehenen Aufwand wählen; indes ist es wesentlich, zumindest drei Einheitsschussfadendetektoren zu verwenden.

Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform der geteilte Spalt unterhalb des gewebten Materials angeordnet ist, ist es selbstverständlich auch möglich, ihn in einer-Stellung oberhalb des gewebten Materials zu verwenden.

Somit ergibt sich,dass dank der Tatsache, dass die geförderte Ausgangsspannung zur Ermittlung der Richtung der Schussfäden durch die Verwendung des von dem gewebten Materials und dem geteilten Spalt gebildeten Moires erzeugt wird, entsprechend der vorliegenden Erfindung sehr gut gestörte Faserstrukturen

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ermittelt v/erden können, wobei sich eine ausreichende Ausgangsspannung für den Zweck dieser Untersuchung in Abhängigkeit von der Richtung der Schussfäden nicht nur bei flachen Geweben, sondern auch bei anderen Geweben, wie zum Beispiel Köper oder Satin, ergibt. Weil weiterhin schon eine sehr geringe Abweichung von der parallelen Einstellung zwischen den Schussfäden und dem geteilten Spalt einen starken Anstieg in der Ausgangsspannung des Einheitsschussfadendetektors infolge der Verstärkungswirkung beim Neigungswinkel des Moires, der einen viel grösseren Wert als der tatsächliche Winkel zwischen geteiltem Spalt und den Schussfäden annimmt, ergibt, läßt sich auf diese Weise besonders gut. der Neigungswinkel der Schussfäden erfassen; wenn mehrere Einheitsschussfadendetektoren im Sinne der vorliegenden Erfindung Anwendung finden, hat der Unterschied in der Empfindlichkeit der einzelnen Detektoren praktisch keine Auswirkung, so dass das erfindungsgemäße Verfahren im gesamten Anwendungsbereich mit grosser Genauigkeit arbeitet. Die erfindungsgemäßen Messungen haben ergeben, dass das Verhältnis zwischen V,5 und V.4 oder das Verhältnis zwischen V,5 und V₁₆ gemäß Figur 3 bei einem ebenen Gewebe grosser als 10 : 1 ist, während es bei einem Satingewebe immer noch 3 : 1 beträgt. Durch geeignete Steigerung der Anzahl der Einheitsschussfadendetektoren läßt sich der Winkelbereich für.die Neigung der gestörten Strukturen noch vergrössern,"-und es istj falls möglich, gegenüber dem bisherigen Stand der Technik eine vergrösserte Ansprechgenauigkeit auf gestörte Texturen unter Verwendung der elektrischen Abtastung und Mikroprozessoren zu erreichen. Da schließlich erfindungsgemä'ß sowohl die Richtung als auch die Grosse der Töxturstörungen erfasst wird, hat die Erfindung besondere Vorteile bei im Falle ihrer Einbeziehung in eine Einrichtung, die gestörte Texturen automatisch korrigiert.

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Claims

Düsseldorf, den 18. August 1978

Reg.-Nr.: 3318

SEIREN DENSHI KABUSHIK IKAISHA

10-1 Keya-1-chome, Fukui-shi / JAPAN

Verfahren zur Feststellung gestörter Faserstrukturen

PATENTANSPRUCH:

Verfahren zur Feststellung gestörter Faserstrukturen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens drei Einheitsschussfadendetektoren symmetrisch zu einem Winkel von 90°,, der von den
Schuss- und Kettfaden eines normalen Gewebe gebildet ist,
mit vorgegebenen Neigungswinkeln, die sich vom jeweils angrenzenden um einen vorbestimmten Winkel unterscheiden,
angeordnet sind, wobei jeder Einheitsschussfadendetektor
einen Moire erztMjgenden, geteilten» an ein sich quer zwischen einer Lichtquelle und einem Abbildungsspalt bewegendes Gewebe angrenzenden Spalt aufweist, der aus mehreren Einheitsspalten mit der Schussfadendichte des Gewebes im wesentlichen gleichen Abständen und in einer derartigen Anordnung besteht, dass sich der geteilte Spalt mit der Richtung seiner grossen Achse

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parallel zur Richtung der grossen Achse des Abbildungsspaltes erstreckt, und dass ein photoelektrischer übertrager für die Umwandlung eines vom geteilten Spalt und den Kettfaden des Gewebes erzeugten und nach seiner Konzentrierung durch den Abbildungsspalt übertragenden Moires in ein elektrisches Signal derart vorgesehen ist, dass der Neigungswinkel der Schussfäden gegenüber dem Neigungswinkel des geteilten Spaltes feststellbar ist, wenn der photoelektrische übertrager eine maximale Ausgangsspannung erzeugt, woraufhin Ausgangsspannungen der Einheitsschussfadendetektoren elektrisch abgetastet werden und eine dem vorgegebenen Neigungswinkel des die maximale Ausgangsspannung während der Abtastung erzeugenden Einheitsschussfadendetektors proportionale Spannung durch Wiederholung der Abtastung kontinuierlich erzeugt wird.

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