DE2836424B2

DE2836424B2 - Vorrichtung zur Feststellung von Winkelabweichungen der Fadenlage in Geweben

Info

Publication number: DE2836424B2
Application number: DE2836424A
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Sabai Shimada (Japan)
Original assignee: Seiren Denshi KK
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1978-08-19
Publication date: 1980-04-24
Also published as: JPS5749673B2; GB2011609A; DE2836424A1; DE2836424C3; GB2011609B; JPS5488382A; US4248533A

Description

Die Erfindung bezieht sich ar^c eine Vorrichtung zur Feststellung von Winkelabweichungen der Fadenlage in Geweben gemäß der im Gberb' ;riff des Patentanspruchs bezeichneten Gattung.

Die bei normal gewebtem Material bestehende, rechtwinkelige Kreuzung von Schußfäden und Kettfaden wird oft während des Färbens, der Aufbereitung L'nd der Appreiierung des gewebten Materials verändert, so daß sich eine demgemäß gestörte Fadenstruktur ergibt, bei welcher Schußfäden gekrümmt oder schräg verlaufen.

Zur Ermittlung der Fadenlage ist es nach der DE-PS 1109 636 bekannt, nach der einleitend benannten, gattungsgemäßen Art die fotoelektrischen Übertrager in eine Vergleichsschaltung einzubeziehen, die bei Beaufschlagung der fotoelektrischen Übertrager mit gleichartig wirkendem Wcchsellicht. welches beim Durchlauf des Gewebes erzeugt wird, den Wert 0 anzeigt, während bei Beaufschlagung mit unterschiedlich einwirkendem Wechsellichl ein von 0 abweichender Wert angezeigt wird, dessen Größe als Maß für die Schräglage der Schußfäden verwendbar ist, um Korrekturen derart vornehmen zu können, daß die Winkelabweichungen der Fadenlage behoben werden. Diese Vorrichtung arbeitet aber nur dann zufriedenstellend, wenn die Beaufschlagung der fotoelektrischen Übertrager beim Durchlauf ungestörter Gewebestrukturen gleichmäßig ist, wie z. B. im Falle einer Leinwandbindung, Bei Körper- oder Salingewebe ist diese Voraussetzung nicht mehr erfüllt, weil hierbei in örtlich begrenzten Bereichen mehrere Fäden nebeneinander verlaufen. Die Abstimmung der Maßanordnung auf die Lage eines Nullwertes ist darüberhinaus kritisch, denn schon kleine Abweichungen im elektrischen System sowie im Verhallen der fotoelektrischen Übertrager können Anlaß zu Verfälschungen geben.

Weitere Methoden zur Ermittlung der Struktur

durchlaufenden Gewebes sehen dessen Darstellung auf ein Bildschirm vor. So ist z. B. nach der CH-PS 4 79 748 eine Einrichtung bekannt, bei welcher die Anzeige für eine automatische Ausrichtung von Geweben dadurch geschaffen wird, daß Ausgangssignale von Abtastorganen für den Schußfaden- oder Maschenverlauf den Elektronenstrahl einer Bildröhre nacheinander derartig ablenken, daß auf dem Bildschirm eine Abbildung des Schußfaden- oder Maschenverlaufs entsteht.

Die Beobachtung des Beugungsbildes des Gewebes sieht die CH-PS 5 41501 durch Beleuchtung einer Gewebebahn mit räumlich kohärenter Strahlung vor, wobei durch einen rotierenden Polygonspiegel ein oszillierendes Wechselstromsignal erzeugt wird, auf Grund dessen mittels eines fotoelektrischen Übertragers das Licht von einem Maximum der ersten Beugungsanordnung empfangen wird, wenn unverzerrtes Gewebe durchläuft. Anstatt eines rotierenden Polygonspiegels können auch optische Elemente im Strahlengang oder ein vor dem fotoelektrischen Empfänger befindlicher Spalt oszillierend ausgebildet werden. Die Beugungsmaxima verschiedener Ordnungen lassen sich auf einem Bildschirm darstellen, der eine Skala aufweisen kann, so daß man eine quantitative Aussage über eine eventuelle Fehlausrichtung des Gewebes machen kann. Wenngleich diese Anordnung auch eine Aussage über die Körper- und Satinbindungen ermöglicht, ist sie im Hinblick auf die Verwendung beweglicher Elemente verhältnismäßig leicht mechanisehen Störungen ausgesetzt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend bezeichneten Art zu schaffen, bei welcher sowohl die elektrische Einrichtung als auch die mechanische Einrichtung eine weitgehend ungestörte Betriebsweise gestatten, und wobei weiterhin auch die Notwendigkeit der forllaufenden Beobachtung der Meßergebnisse entfällt, indem letztere unmittelbar für Steuerungszwecke verwendet werden können.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale.

Somit wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch das Strichgitter ein sogenanntes Moire erzeugt, wenn die Strichabstände der Schußfadendichtc des Gewebes entsprechend gewählt sind. Dieses Moire wird nun mittels der Linsenanordnung auf den Abbildungsspalt des fotoelektrischen Übertragers übertragen, und da weiterhin eine Abtastvorrichtung vorgesehen ist, läßt sich die Anordnung derart betreiben, daß die maximale Ausgangsspannung erfaßt und damit derjenige Schußfadendetektor ermittelt wird, der zum jeweils durchlaufenden Schußfaden parallel liegt. Mithin kommt eine Aussage über den Schußfadcnwinkel zustande, so daß man demgemäß eine Steuerung der für die Schußfadenlage maßgeblichen Einrichtungen vornehmen kann.

Auf diese Weise läßt sich erfindungsgemäß eine gestörte Fadenstruktur im gewebten Material bei allen Arten von Geweben feststellen. Vor allem gelingt es dabei, eine Fadenstruktur sehr schnell mit großer Genauigkeit zu erfassen.

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigt

Fi g. I eine schemalischc Anordnung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Signalverarbeitung und

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Signalverläufe bei den einzelnen Schußfadendcteklorcn.

Bei dem Schußfadendetektor gemäß Fig. I wird das Lieht einer Glühbirne 1 mittels einer Projektoroptik 2 in parallele Lichtstrahlen umgeformt, die das gewebte Material 3 durchdringen. Das Strichgitter 4, und zwar ein optisches Beugungsgitter, erzeugt einen optisch interferierenden Streifen bzw. eine 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 Strichgitter 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 Strichgitter 4 verläuft. Der fotoelektrische Überträger 7 ist von bekannter Ausführungsart und befindet sich '.-nmittelbar unter dem Abbildungsspalt 6, um das durch den Abbildungsspalt tretende Licht in ein von ihm zu erzeugendes, elektrisches Signal umzuwandeln.

Als Folge davon, daß das Strichgitter 4 an die Schußfäden des gewebten Materials 3 angrenzt und zu diesen im wesentlichen parallel verläuft, und davon, daß die Schußfadendichte des gewebten Materials 3 im wesentlichen die gleiche wie diejenige dieser Einheitsspalten im Strichgitter 4 ist. wird ein optischer Interferenzstreifen bzw. ein Moire erzeugt und der Neigungswinkel des Moires gegen das Sirichgitter 4 NuI-, wenn das Strichgitter 4 vollständig parallel zu den Schußfäden verläuft.

Das vorstehend beschriebene Prinzip führt bei der Anordnung nach Fig. I dazu, daß das vom gewebten Material 3 und dem Strichgitter 4 erzeugte Moire sich in gleicher Weise in Richtung auf die Kettfäden verschiebt, wie dies bei den Schußfäden der Fall ist. so daß das durch den Abbildungsspalt 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 einem Schußfaden entspricht, während die Amplitude der wechselnden Komponente dann am größten ist. wenn die Schußfäden parallel zum Strichgitter 4 verlaufen. Somit ergibt sich, daß ein Wechsel in der Intensität oder in der Geschwindigkeit des Lichtes, welches vom Bild durch den Abbildungsspalt 6 fällt, mittels des photoclektrischen Übertragers 7 unler 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 proportional zur Amplitude der oszillierenden Komponente der einfallenden Lichtintensität ist; der Neigungswinkel des Strichgitters 4 entspricht dem Höchstwert der Ausgangsspannung des photoelcktrischen Übertragers 7 und zeigt den Neigungswinkel der Schußfäden an. Man kann also durch die Verwendung des Schußfadendelcktors feststellen, ob die Schußfäden parallel zum Strichgittcr 4 verlaufen.

Zur weiteren Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens ze'gi F i g. 2 ein Blockschaltbild für die Ermittlung gestörtci Faserstrukturen unter Verwendline eines Schußfadendetektors der vorbeschricbcncn Konstruktion und Art. Die Bezugszeichen 9 bis 19 bezeichnen elf Schußfadendetektoren, die so angeordnet sind, daß die Neigungswinkel ihrer Strichgitter 4 vom jeweils benachbarten um einen vorgegebenen Winkel von beispielsweise 3° abweichen, wobei diese Winkel von einem zentralen Neigungswinkel von 90°, der von den Kett- und Schußfäden eines normalen Gewebes gebildet ist, ausgehen. Somit sind die Neigungswinkel des Strichgitters 4 für den Schußfaden-

lu detektor 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

!■> Detektor 19 75°.

Ein an sich bekannter Analog-Multiplexor 20 wird mitteis eines gleichfalls an sich bekannten Mikroprozessors 22 gesteuert, um die Ausgangsspannungen der Schußfadcndetektoren 9 bis 19 mit einer Geschwindigkeit von zum Beispiel 100/sec abzutasten und den Ausgang auf einen gleichfalls an ,ich bekannten Analog-Digital-Wandler 21 zu übertragen. Die Ausgansspannung des Analog-Digital-Wandlers 21 i"ird in ein digitales Signal umgesetzt, welches seinerseits einer

2^r> Verarbeitung im Mikroprozessor 22 unterliegt, um denjenigen Schußfadendetektor auszuwählen, der den größen Spannungsausgang liefert. Fig. 3 zeigt beispielsweise die Beziehung zwischen der Spannung und der Zeit während einer Abtastung des Analog-Multiple-

jo xors 20, wobei V₉ bis Vi₉ den Ausgangsspannungen der SchuBfadendetektoren 9 bis 19 entsprechen. F i g. 3 zeigt, daß der größte Spannungsausgang Vi5 entspricht, und demgemäß ist der vorgegebene Neigungswinkel von 87° des auf diese Weise ermittelten Schußfadende-

JS tektors 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, somit die gestörte Textur zu ermitteln.

Das erfindungsgemäße zur Anwendung gelangende Strtchgitter 4 kann in Größe und Form dem gewebten Material, welches Gegenstand der Ermittlung sein soll, angepaßt werden; wesentlich ist dabei, daß der Abstand bei dem Strichgitter 4 praktisch gleich dem Abstand der

1"> Schußfäden ist. Eine Abweichung des Abstandes beim Strichgitter 4 von ±20% von der Schußfadendichte kann zugelassen werden. Man kann das Strichgitter 4, wie es bei der Erfindung angewendet wird, leicht herstellen, indem beispielsweise Nuten von 0 bis 0.2 mm

^r>o 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 Spa!:a<:hse von 10 bis 30 mm zu erzeugen; in diese Nuten kann dann schwarze Farbe eingebracht werden.

v, Zweckmäßig wurden Form und Größe des Abbildungsspaltes 6 in Abhängigkeit von der Größe des Moires, welches darauf abgebildet werden soll, gewählt; ein Spalt mit einer rechtwinkligen Öffnung von I mm χ 5 mm kann beispielsweise verwendet werden.

h» Die Zanl der Schußfadendetektoren läßt sich entsprechend der beabsichtigten UntRrsuchungsgenauigkeit und dem vorgesehenen Aufwand wählen; indes ist es wesentlich, zumindest drei SchuBfadendetektoren zu verwenden.

h^r> Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform das Strichgitter 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 geforderte Ausgangsspannung zur Ermittlung der Richtung der Schußfäden durch die Verwendung des von dem gewebten Material und dem Strichgitter 4 gebildeten Moire erzeugt wird, entsprechend der vorliegenden Erfindung sehr gut gestörte Fascrstrukturen ermittelt werden 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 Strichgitter einen starken Anstieg in der Ausgangsspannung des Schußfadendetektors infolge der Verstärkungswirkung beim Neigungswinkel des Moires, der einen viel größeren Wert als der tatsächliche Winkel zwischen Strichgitter und Schußfäden annimmt, ergibt, läßt sich auf diese Weise besonders gut der Neigungswinkel der Schußfäden erfassen, wenn mehrere Schußfadendetcktoren im

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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^ und K_H oder das Verhältnis zwischen Vn und Vi<, gemäß Fig. 3 bei einem ebenen Gewebe größer als 10:1 ist, während es bei einem Satingewebe immer noch J : I belrägt. Durch geeignete Steigerung der Anzahl der Schußfadendctcklorcn läßt sich der Winkelbereich für die Neigung der gestörten Strukturen noch vergrößern, und es ist. falls möglich, gegenüber dem bisherigen Stand der Technik eine vergrößerte Anspreehgenauigkeil auf gestörte Tcxluren unter Verwendung der elcklrischcn Abtastung und Mikroprozessoren zu erreichen. Da schließlich erfindungsgemäß sowohl die Richtung als auch die Größe der Textutstörungen erfaßt wird, hat die Erfindung besondere Vorteile bei im Falle ihrer Einbeziehung in eine Einrichtung, die gestörte Texturen automatisch korrigiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch;

Vorrichtung zur Feststellung von Winkelabweichungen der Fadenlage in Geweben mit mehreren in bestimmten Winkelgraden angeordneten Schußfadendetektoren, die jeweils eine Lichtquelle, eine Linsenanordnung und einen durch einen Längsspalt begrenzten fotoelektrischen Übertrager aufweisen, wobei das Gewebe quer zur Richtung des Lichtstrahls bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem im Winkel von 90° zu den Kettfaden angeordneten Schußfadendetektor (14) wenigstens zwei weitere, symmetrisch dazu angeordnete derartige Detektoren (9 bis 13 bzw. 15 bis 19) angeordnet sind, die sich vom jeweils angrenzenden um einen vorbestimmten Winkel unterscheiden, daß jeder Schußfadendetektor (9 bis 19) ein Strichgitter (4) mit einer Gitterteilung aufweist, die etwa dem Abstand der Schußfäden im Gewebe entsprich!, wobei die Linsenanordnung (2, 5) derart gewählt ist, daß das Beugungsmaxima des Strichgitters (4) auf den Abbildungsspalt (6) des fotoelektrischen Übertragers (7) abgebildet wird, und daß dem Ausgang der einzelnen fotoelektrischen Übertrager (7) eine Abtastanordnung (20,21,22) nachgeschaltet ist, durch die die maximale Ausgangsspannung ausgewählt wird.