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Verfahren zum Abtasten und Auswerten von Fehlern in
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Textilien, insbesondere in Maschenwnren, und Vorrichtung zum Durchführen
dieses Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtasten und Auswerten
von Fehlern in Textilien, insbesondere in Maschenwaren, das für die zuverlässige
Erkennung von Fehlern in Waren, die im Verlauf des technologischen Prozesses entstanden
sind, geeignet ist, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.
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Zweck der Abtastung und Auswertung von Fehlern ist, die Herstellung
fehlerhafter Ware zu vermeiden, eventuell die Länge der bereits entstandenen Fehler
zu verkürzen und dadurch die Qualität der hergestellten Ware zu.
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steigern.
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Das herkömmliche Verfahren der Fehlererkennung besteht im Abtasten
eines mechanisch-physikalischen Parameters der überwachten Maschenware, z. B. der
optischen
Remission oder der Durchlässigkeit, der elektrischen Kapazität,
der pneumatischen Durchlässigkeit u. ä., mit Hilfe eines geeignet, gewählten Gebers,
der ein dem abgetasteten Parameter proportionales elektrisches Signal erzeugt. Dieses
elektrische Signal wird von einer elektrischen Auswertungseinheit weiterverarbeitet,
wobei diese Einheit einen Befehl zum Abstellen der Strickmaschine dann gibt, wenn
auf dem Ausgang des Gebers ein Signal des erkannten Fehlers in der Maschenware erscheint.
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Sieht man von den Problemen der eigentlichen Auswerdung des elektrischen
Signals ab, ist für die effektive Tätigkeit-des Fehlerdetektors die Anordnung des
erwähnten Gebers von großer Wichtigkeit. Für die Anordnung des Fehlerdetektors gilt
allgemein die Regel, die kleinste Entfernung vom Entstehungsort eler Maschenware,
d. h. von den Stricknadeln und dadurch auch vom Ort der Fehlerentstehung zu wählen.
Die minimale Fehlerlänge in. der Maschenz iset nämlich dieser Entfernung direkt
gleich oder mindestens proportional,und aus diesem Grund ist ;es erforderlich, die
Anordnung des Gebers möglichst in nächster Nähe der Nadeln der Strickmaschine zu
wählen. Die Konstruktion moderner Strickmaschinen steht jedoch in den meisten Fällen
im Gegensatz zu dieser Forderung in dem Sinn, daß um die Maschenware, die üblich
zwischen den beiden Nadelbetten der Strickmaschine abgezogen wird, je weniger Platz
für die Montage des Gebers ist, desto mehr man sich den Stricknadeln nähert. So
montiert man z. B.
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auf Rundstrickmaschinen den Fehlergeber im freien Raum unter dem Nadelzylinder,
d. h. an einer Stelle,
an der auch die Bedienung der Strickmaschine
den Fehler visuell erfassen kann. In dieser Hinsicht wird die Situation auch dadurch
kompliziert, daß herkömmlich verwendete Walzenabzüge die Schlauchware deformieren,
wodurch es zur Exzentrizität derselben kommt, die durch die nachträgliche Montage
eines ringförmigen Hilfsbereithalters im Raum zwischen der Abnahme der Maschenware
und- dem Walzenabzug beseitigt wird.
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Jedoch auch bei der Anwendung dieser Ausgleichsvorrichtung ist es
sehr schwierig, eine präzise Zentrierung zu erreichen; denn eine geringe Restexzentrizität
kann das Gebersignal wesentlich verzerren und damit das Auflösungsvermögen bei der
Fehlererkennung entwerten. Ähnliche Verhältnisse gelten auch für die übrigen zweifonturigen
Strickmaschinen.
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Bestandteil der Fehlererkennung in Maschenwaren ist das Verfahren
zur Auswertung des Gebersignals. Aus der Praxis sind einige dieser Verfahren zum
Auswerten bekannt. Nach einem Verfahren wird z. B. der Momentanwert des Ausgangssignals
des Fehlergebers mit dem geeignet gewählten Referenzpegel verglichen. Die Uberschreitung
des Referenzpegels signalisiert einen Fehler in der Ware. Der Nachteil dieser Anordnung
besteht darin, daß bestimmte Ungleichmäßigkeiten in der Ware eine Fehlsignalisation
hervorrufen können, und umgekehrt darin, daß ein weniger markanter Fehler nicht
zuverlässig erkannt wird.
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Es ist auch ein anderes Verfahren zur Auswertung von Fehlern bekannt,
das ein Rasterabtasten verwendet, wonach sich der abgetastete Warenbereich in bezug
auf
die Relativbewegung der Ware und des Fehlergebers periodisch
quer bewegt. Das auf diese Weise gewonnene Signal wird mit Hilfe statistischer Methoden
und integraler Transformationen ausgewertet. Der Nachteil dieses Verfahrens ist
die hinsichtlich der Schaltkreise aufwendige Realisierung der Vorrichtung zum Durchführen
desselben.
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Zum Durchführen der oben erwähnten Verfahren und Abtasten und Auswerten
von Fehlern in Maschenwaren wurden Vorrichtungen gebaut, die durchwegs auf dem Prinzip
beruhen, den Fehler mit einem geeigneten Geber zu verdeutlichen, wobei die eigentliche
Fehlerauswerhung und -erkennung mit einer Vorrichtung erfolgen, die Analogkreise
enthält, die das Überschreiten eines bestimmten kritischen Pegels im Ausgangssignal
des Gebers auswerten.
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In einer typischen Ausführung bestehen die Analogkreise aus dem Verstärker
des Gebersignals, dem Komparator des Referenzpegels und aus Kreisen zur Einstellung
des Referenzpegels für die Fehlererkennung.
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Der Nachteil dieser bekannten Analog-Auswertungsvorrichtungen ist
die deterministische Art der Fehlerauswertung und -erkennung auf Basis eines Signals,
das im bedeutenden. Maß einen Zufallscharakter aufweist. Die Vorrichtung kann dann
eine fehlerlose Textilie. als fehlerhaft auswerten oder umgekehrt, die Vorrichtung
wird jedoch ggf. Fehler nicht erkennen, die tatsächlich auftreten. Bekannte Analog-Auswertungsvorrichtungen
machen die Anwendung leistungsfähigerer
Methoden und Algorithmen
zur Auswertitng von Fehlern in Textilien unmöglich. Sie ermöglichen ferner auch
nicht das Auswerten und Erkennen von Fehlern in gemusterten Textilien.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Abtasten und Auswerten von Fehlern in Textilien, insbesondere in
Maschenwaren, das für die zuverlässige Erkennung von Fehlern in Waren, die im Verlauf
des technologischen Prozesses entstanden sind, geeignet ist, zu entwickeln, die
eine schnellere, genauere und verldßlichere Abtastung und Auswertung der Fehler
als nach dem Stand der Technik ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird beim Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß das durch das Abtasten eines geeignet gewählten mechanisch-physikalischen Parameters
der Ware gewonnene Signal direkt oder nacqeiner Vorverarbeitung durch das algebraische
Addieren mit einem verzögerten Summensignal ausgewertet wird, wobei dieses Summensignal
die Resultante der von demselben oder von mindestens einem weiteren Geber gewonnenen
Signale ist und wobei die Verzögerung des Summensignals so gewählt wird, daß das
Ansprechen auf einen Fehler in den addierten Signalen in demselben Augenblick und
mit einer Formähnlichkeit erscheint, daß das auf diese Weise gewonnene, weitere
Summensignal auf dieselbe Weise weiter verzögert und mit dem direkten oder vorverarbeiteten
Signal desselben oder mindestens eines weiteren Gebers addiert wird und daß sich
diese Verzögerung und das Addieren in einer wählbaren Zykle Szahl weiter wiederholen,
wobei die
Größe der einzelnen Summensignale oder die Größe des
absoluten Wertes der einzelnen Summensignale oder die Größe des Quadrats der einzelnen
Summen~.signale mit dem dem Auftreten des Fehlers entsprechenden Pegel verglichen
wird und bei Überschreiten dieses Pegels ein Fehler in der Ware erkannt wird.
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Der dem Auftreten eines Fehlers im Verlauf der Fehlerauswertung entsprechende
Referenzpegel wird mit Vorteil als lineare Kombination statistischer, aus dem mit
diesem Pegel verglichenen Signal berechneter Momente der Wahrscheinlichkeitsdichte
gebildet.
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Eine wichtige Ausgestaltung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Fehlerauswertung besteht darin, daß die Vorverarbeitung des Signals durch das Subtrahieren
des geeignet verzögerten Ausgangssignals des Gebers vom nicht verzögerten Ausgangssignal
desselben Gebers erfolgt, wobei diese Verzögerung des Ausgangssignals nach dem Musterrapport
der Textilie oder nach seinem ganzen Vielfachen zyklisch gewählt wird und wobei
ein höchstmögliches Dämpfen des beim Abtasten einer fehlerlosen Ware entstehendenSignals
erreicht wird.
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Eine weitere Form der Vorverarbeitung des Signals ist dessen Multiplizieren
mit geeigneten Koeffizienten, die für die einzelnen Addierungszyklen so gewählt
sind-, daß sich der Abstand des Fehlersignals vom-Rauschsignal vergrößert.
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Die beschriebenen Verfahren zur Vorverarbeitung und Auswertung der
Signale verwenden mit Vorteil die Zeitverzögerung zwischen den einzelnen Signalblöcken,
wobei
diese Verzögerung durch das Speichern der Signalwerte im
Analog- oder Digitalspeicher erfolgt und die gespeicherten Signalwerte aus dem Speicher
abgelesen oder je nach der gewünschten Verzögerung mit diesen Signalwerten Rechenoperationen
vorgenommen werden.
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Die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Abtasten und
Auswerten von Fehlern verbessert wirkungsvoll das Abtasten des mechanisch-physikalischen
Parameters der Maschenware, der von der Außenseite der Strickmaschine im abgetasteten
Bereich auf der sich bewegenden Maschenware, die von auf den Nadeln im Raum zwischen
den Nadelbetten hängenden Maschen gebildet wird, abgetastet wird.
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Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zum Durchführen
des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit mindestens einem Geber des geeignet gewählten
mechanisch-physikalischen Parameters der Textilie versehen ist, mit dem Kennzeichen,daß
der Ausgang eines jeden Gebers direkt oder über einen Analog-Multiplexer an einen
Analog-Digital-Umsetzer angeschlossen ist, wobei der Ausgang eines jeden Analog-Digital-Umsetzers
mit einem Mikrorechner verbunden ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung ist mindestens einer der-GeDer
an der Außenseite einer Strickmaschine angebracht und aufßie auf den Nadeln zwischen
den Nadelbetten hängende Maschenware gerichtet.
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Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit der beschriebenen Vorrichtung
können in die Schaltung digitale Vorverarbeitungskreise zwischengeschaltet werden,
die einen Satellit-Mikrorechner und/oder ein Leitwerk für den direkten Speicherzugriff
enthalten können.
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Eine weitere Ergänzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein
schnelles Rechenwerk oder ein Schnell-Multiplizierwerk mit Akkumulator, das direkt
oder über das Leitwerk für den direkten Speicherzugriff an den Mikrorechner angeschlossen
ist.
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Die beschriebene Utrrichtung verwendet mindestens einen Eingang des
Mikrorechners für die Zuführung von Synchronisationsimpulsen von der Textilmaschine
und mindestens einen Ausgang für das Abstellen dieser Maschine. An weitere Eingänge
des Mikrorechners können die Ausgänge der Geber geeignet gewählter technologischer
Parameter der Textilmaschine und ferner eine Tastatur für die manuelle Dateneingabe
angeschlossen werden. An einen weiteren Ausgang kann eine Anzeigeeinheit angeschlossen
werden. Für die Funktion der beschriebenen Vorrichtung kann in einigen Fällen der
Anschluß von Eingängen und Ausgängen der Steuerkreise der Textilmaschine an einen
Mikrorechner unerläßlich sein, wobei diese Kreise ebenfalls wie die anderen äußeren
mitwirkenden Kreise durch optoelektrische oder induktiv gebundene Trenngliedervom
Mikrorechner getrennt sind.
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Auch die Speisung des Mikrorechners erfolgt mit Hilfe einer Schaltstromquelle,
die von der Energiequelle galvanisch und kapazitiv getrennt ist.
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Die praktische Anwendung der Vorrichtung wird ferner durch das Zwischenschalten
eines Schaltkreises mit steuerbarer Übertragung vor dem Analog-Digital-Umsetzer,
wobei die Steuereingänge dieses Kreises an den Mikrorechner angeschlossen sind,
und ferner durch den Anschluß des Mikrorechners an die Kreise für die Kommunikation
mit einem entfernten mitarbeitenden Mikro- oder Minirechner verbessert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Abtasten und Auswerten von Fehlern
in Textilien, insbesondere in .Maschenwaren, bringt eine.Reihe qualitativer Verbesserungen
mit sich, von denen die wesentlichsten angeführt werden.
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Im Gegensatz zu herkömmlichen bekannten Prinzipien des Abtastens
von Fehlern in Maschenware bringt das erfindungsgemäße Verfahren nachstehende Vorteile:
- Der gewählte mechanisch-physikalische Parameter wird in der Maschenware unmittelbar
an seinem Entstehungsort abgetastet, so daß aufgrund dessen die FehlerlAnge praktisch
gleich Null ist.
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- Die an den Nadeln beider Nadelbetten hängende Maschenware ist exakt
positioniert und gleichmäßig gespannt, wodurch ein hochwertiges Abtasten des entsprechenden
Parameters sichergestellt wird, der keiner Verzerrung aufgrund der Exzentrizität
des Maschenschlauches und des veränderlichen Spannungszustandes unterliegt.
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Die Lage des Gebers gegenüber der Mäschenware ist äquidistant.
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- Es entfällt die notwendige zusätzliche Montage des ringförmigen
Hilfsbreithalters auf Maschinen mit Walzenabzug.
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- Die Anordnung des Gebers gewährleistet einen leichten Zugang, was
hinsichtlich der Einstellung, der Reinigung u. ä. wichtig ist.
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Gegenüber bekannten Verfahren zum Auswerten von Fehlern in Waren
bringt das beschriebene Verfahren ebenfalls wesentliche Vorteile: Durch das Addieren
von Signalen mit geeignet gewählter Verzögerung wird eine Verdeutlichung des Ansprechens
auf den Fehler erreicht; denn diese Fehlersignale werden in demselben Augenblick
und mit einer Formähnlichkeit addiert, wodurch diese gegenüber der Zufallskomponente
des Signals verdeutlicht werden.
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Dadurch werden die Verläßlichkeit des Erkennens bestehender Fehler
erhöht und eine mögliche Fehlererkennung der Fehler in einer fehlerlosen Ware vermindert.
Das beschriebene Verfahren zum Auswerten ermöglicht.Fehler der in Maschenware auch
dann zu erkennen, wenn das Fehlersignal durch ein Rauschsignal mit vergleichbarem
oder auch höherem Pegel überlagert wird (weniger deutliche Fehler, diskontinuierlich
auftretende Fehler).
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- Die Vorverarbeitung des Signals unterdrückt das durch die Bindung
und das Muster der Ware hervorgerufene Signal, wodurch die Leistungsfähigkeit der
Erkennung weiter gesteigert und die Fehlererkennung in gemusteter Ware ermöglicht
werden.
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- Der Algorithmus der erfindungsgemäßen Methode ist einfach, wodurch
die erforderliche Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht
wird.
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Das Wesen des Verfahrens zum Abtasten des mechanischphysikalischen
Parameters der Maschenware, das Verfahren zum Auswerten und die Vorrichtung zum
Durchführen dieses Verfahrens sind aus dem Ausführungsbeispiel ersichtlich, das
in der Zeichnung schematisch dargestellt ist; darin zeigen: Fig. 1 einen Schnitt
einer zweifonturigen Großrundstrickmaschine im Bereich der Stricknadeln; Fig. 2
eine Ansicht der Stricknadeln einer zweifonturigen Großrundstrickmaschine des Typs
"Interlock; Fig. 3 die Anordnung der Geber am Umfang der Rundstrickmaschine; Fig.
4 ein Blockschema des Verfahrens zur Fehlerauswertung mit Vorverarbeitung des Signals;
Fig. 5 die Verzögerung des Signals für die Vorverarbeitung und für das Auswerten
des Fehlers unter Anwendung eines Digitalspeichers; Fig. 6 die Grundausführung der
gegenständlichen Vorrichtung bei Anwendung auf eine Großrund-' strickmaschine; und
Fig. 7 eine leistungsfähigere Variante der gegenständlichen Vorrichtung mit Ergänzungskreisen
bei Anwendung auf eine Großrundstrickmaschine.
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In Fig. 1 ist der Schnitt einer zweifonturigen Großrundstrickmaschine
veranschaulicht. In der Rippscheibe 1 sind die Zungennadeln 3 gelagert, im Nadelzylinder
2 sind die Zungennadeln 4 gelagert. Der Autokollimations-Optikkopf 5 ist auf den
abgetasteten Bereich 8 der Maschenware 6 gerichtet, der von den auf den Zungennadeln
3, 4 hängenden Maschen gebildet wird. Das Führungselement 7 entfernt die Maschenware
6 vom Nadelzylinder 2.
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Fig. 2 zeigt die Ansicht der Nadeln einer zweifonturigen Großrundstrickmaschine,
die in Fig. 1 veranschaulicht ist.
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Das die Maschen der Maschenware 6 bildende Garn geht von den Zungennadeln
3 der Rippscheibe 1 zu den Zungennadeln 4 des Nadelzylinders 2 über. Auf ähnliche
Weise geht das die Maschen der Maschenware 6 auf den Zungennadeln 4 des Nadelzylinders
2 bildende Garn zu den Zungennadeln 3 der Rippscheibe 1 über.
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Im Raum zwischen den Nadelbetten 1, 2 entsteht nach diesem Verfahren
der Maschenware 6, auf dem der abgetastete Bereich 8 schematisch dargestellt ist.
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Beschreibung der Anwendung des Verfahrens zur Fehlererkennung in
einem Ausführungsbeispiel: Der Autokollimations-Optikkopf 5 belichtet den abgetasteten
Bereich 8, empfängt das aus diesem Bereich reflektierte Licht und erzeugt ein der
Intensität des von der Maschenware 6 reflektierten Lichtes proportionales Signal,
wenn sich an der Stelle des abgetasteten Bereiches 8 die Struktur der Maschenware
6 ändert, z. B. aufgrund eines abgebrochenen Hakens der Zungennadel 3 oder 4, was
als Änderung des elektrischen Signals des Autokollimations-Optikkopfes 5 zum Ausdruck
kommt. Diese Signaländerung wird durch die elektronische Auswertungseinheit für
die Verarbeitung des Signals als Fehler is Raschenware 6 ausgewertet, und die Strickmaschine
wird abgestellt.
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In Fig. 3 st die Anordnung der Geber auf der Gronrund (3 strickmascllindveranschaulicht,
auf deren Umfang vier Autokollimations-Optikköpfe 5 äquidistant angeordnet sind,
die den geeignet gewählten mechanisch-physikalischen Parameter der Maschenware z.
B. die
Licht-Remission, die Durchlässigkeit u. ä., abtasten und
den abgetasteten Parameter in ein elektrisches Signal umsetzen, das dem Ansprechen
auf die in der überwachten Ware auftretenden Fehler entspricht. Das Ausgangssignal
der Autokollimations-Optikköpfe 5 wird der Auswertungseinheit 10 zugeführt, und
das Ausgangssignalder Fehlererkennung wird in die Abschaltkreise 11 der Maschine
geführt.
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Fig. 4 zeigt das Blockschema des Verfahrens zur Fehlerauswertung
mit der Vorverarbeitung des Signals. Die Ausgangssignale aus den Autokollimations-Optikköpfen
5 werden direkt den Addiereingängen der Differenzglieder 12-und über die Verzögerungsglieder
13 mit der Verzögerung tp p den Subtrahiereingängen der Differenzglieder 12 zugeführt.
Die auf diese Weise erzeugten Signale werden entweder direkt oder nach einem nicht
dargestellten Multiplizieren mit geeignet gewählten Koeffizienten den Eingängen
der Addierungsglieder 14 als vorverarbeitetes Signal zugeführt. Den anderen Eingängen
der Addierungsglieder 14 wird das Summensignal vom vorhergehenden Addierungsglied
14 zugeführt, verzögert um die Zeit tv in den Verzögerungsgliedern 15 des Summenv
signals. Die Summensignale von den Ausgängen der Addierungsglieder 14 werden in
den Komparatoren 16 mit dem Referenzpegel UREF der Referenzquelle 17 verglichen,
und die resultierenden Signale werden in die Abstellkreise 11 der Maschine geführt.
In einer vorteilhaften Ausführung kann zwischen die Ausgänge der Addierungsglieder
14 und die Eingänge der Komparatoren 16 ein nicht dargestellter, den absoluten Wert
oder das Quadrat des Summensignals bildender Block zwischengeschaltet werden. Die
einzelnen Blöcke desßchemas in Fig. 4
sind durch ihre Funktion
charakterisiert und können mit Analogkreisen, Digitalkreisen oder Programmblöcken
des Digital-Prozessprs realisiert werden.
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In Fig. 5 ist die Verzögerung des Signals für die Vorverarbeitung
und die Fehlerauswertung unter Anwendung eines Digitalspeichersnargestellt. Die
Verzögerungsglieder 13 (siehe Fig.4) sind als Bereiche des Digitalspeichers 18 und
die Verzögerungsglieder 15 des Summensignals (siehe Fig.4) als Bereiche des Kumulations-Digitalspeichers
19 ausgeführt. Die Differenzglieder 12 und die Addierungsglieder 14 haben dieselbe
Funktion wie in Fig. 4,- die Komparatoren 16 und die Referenzquelle 17 des Referenzpegels
UREF sind in Fig. 5. nicht dargestellt. Das Ausgangssignal der Autokollimations-Optikköpfe
5 gelangt im Bereich des Digitalspeichers 18 in Zcllen, deren Adresse von den Eingangsanzeigern
20 bestimmt wird, und treten aus denjenigen Zellen aus, deren Adresse von den Ausgangsanzeigern
21 bestimmt wird. Die Eingangsanzeiger 20 und die Ausgangsanzeiger.21 verlagern
sich synchron um je eine Adresse in der durch Pfeile angedeuteten Richtung. Aus
der letzten Zelle des Bereiches des Digitalspeichers 18 verlagert sich jeder Anzeiger
an den Anfang desselben Bereiches, d. h.
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die Bewegung der Anzeiger 20, 21 verläuft zyklisch. Die Entfernung,
d. h. die Differenz zwischen den in den Anzeigern 20, 21 enthaltenen Adressen und
der Verlagerungsgeschwindigkeit, bestimmt die Verzögerung r p zwischen dem Eingang
und Ausgang des entsprechenden Bereiches des Speichers 18. Auf ähnliche Weise sind
auch die Verzögerungsglieder 15 des Summensignals (siehe Fig. 4)
mit
dem Unterschied ausgeführt, daß die Bereiche der Kumulations-Digitalspeicher 19
unmittelbar zusammenhängen und daß sich die Eingangsanzeiger 22 der Kumulations-Digitalspeicher
19 und die Ausgangsanzeiger 23 der Kumulations-Digitalspeicher 19 in der durch Pfeile
angedeuteten Richtung im ganzen Bereich des so entstandenen zusammenhängenden Speicher
bereichs bewegen, wobei sich vom Ende 24 der Bereiche der Kumulations-Digitalspeicher
19 die einzelnen Anzeiger 22, 23 zyklisch an den Anfang 25 des Bereiches des Kumulations-Digitalspeichers
19 verlagern. Dabei wird der Ausgang, d. h. das Ablesen aus den von den Ausgangsanzeigern
23 der Kumulations-Digitalspeicher 19 bestimmten Zellen in jedem Schritt früher
als die Speicherung vorgenommen, d. h. das Ablesen in eine und dieselbe Zelle, so
daß dieselbe Zelle für den Ausgang des verzögerten Summensignals aus dem vorhergehenden
Addierungszyklus und unmittelbar darauf als Eingang des Summensignals zur Verzögerung
des nachfolgenden Addierungszyklus dient.
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Wird z. B. der Algorithmus der Vorverarbeitung und Auswertung des
Signals des Maschenwarenparameters mit Hilfe eines Digitalrechners vorgenommen,
repräsentieren die Eingangsanzeiger 22 des Kumulationsspeichers 19 und die Ausgangsanzeiger
23 des Kumulationsspeichers 19 die Adressen des Daten-Arbeitsspeichers, die den
gleichen Momentanwert haben. Aus diesen Adressen wird vorerst der alte Speicherinhalt
in das Rechenwerk des Digitalrechners, z. B. in den Akkumulator, aufgenommen, in
dem der dem Signal am Ausgang der Differenzglieder 12 (siehe Fig. 5) entsprechende
Wert addiert wird, und die Summe wird nach denselben Adressen in den Speicher zurückgespeichert.
Danach vergrößern sich die den
Anzeigern 21, 22 entsprechenden
Adressen um eine Eins, und der Prozeß wird wiederholt. Nach Erreichung eines Digitalwertes
der Adresse, der das Ende 24 des Bereiches des Kumulations-Digitalspeichers 19 angibt,
wird dieser auf den Anfangswert gestellt, der den Anfang 2 5 des Bereiches des Kumulations-Digitalspeichers
19 adressiert. Die Anzahl der auf diese Weise definierten Adressenanzeiger ist der
Anzahl der verwendeten Geber, z. B. der Autokollimations-Optikköpfe 5 gleich.
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Die Funktion des Aus führungsbei spieles des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Auswerten von Fehlern in Textilien ist die folgende: Die Autokollimations-Optikköpfe
5 (im weiteren nur Geber) setzen den abgetasteten Parameter in ein elektrisches
Signal um, das zuerst zwecks Dämpfung unerwünschter, z. B. durch die Musterung der
Maschenware hervorgerufener Komponenten vorverarbeitet wird. Die durch die Musterung
der Maschenware hervorgerufene Signalkomponente zeichnet sich durch die Periodizität
minder dem Musterrapport, d. h.
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mit seiner Wiederholung, entsprechenden Perio-de.aus.
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Subtrahiert man im Differenz glied 12 vom Signal des Gebers 5 das
verzögerte Signal desselben Gebers 5, wobei die Verzögerung ~ p so gewählt wird,
um gerade der Musterrapportlänge oder ihrem ganzen Vielfachen zu entsprechen, wird
das durch das Muste-r hervorgerufene Signal unterdrückt. Das durch einen Fehler
je loch hervorgerufene Signal ist sicht periodisch, wird deshalb nicht unterdrückt
und kann durch das nachfolgende Verarbeiten dieses auf diese Weise vorverarbeiteten
Signals
ausgewertet werden. Bei dieser Auswertung wird das vorverarbeitete Signal im Verzögerungsglied
15 des Summensignals um den der Zcit gerade entsprechcndcn Zcitat)scllnitt verzZig>.rt,
in der sich der Nadelzylinder um einen der Entfernung des am nächsten stehenden
weiteren Gebers 5 am Maschienumfang 9 gleichen Abschnitt umdreht, und das vorverarbeitete
Signal Von diesem weiteren Geber 5 wird algebraisch, d. h. unter Berücksichtigung
des Zeichens, mit dem verzögerten Signal in das Addierungsglied 14 addiert. Mit
dieser so gewählten Verzögerunqwird erreicht, daß das Ansprechen auf einen Fehler
im verzögerten Signal vom ersten Geber 5 in demselben Augenblick und mit der Formähnlichkeit
wie das Ansprechen auf den Fehler nach dem Durchgang desselben Fehlers durch den
nachfolgenden, d. h. den zweiten Geber 5 erscheint. Das Ansprechen auf einen Fehler
wird daher durch das Addieren bis verzweifacht, während die Zufallskomponenten des
Signals nicht verdeutlicht werden. Das so erzielte Summensignal wird ferner um einen
der Entfernung des dritten Gebers 5 auf dem Umfang der Maschine 9 (Fig.3) entsprechenden
Zeitabschnitt verzögert, und das vorverarbeitete Signal des dritten Gebers 5 wird
zum Summensignal zugerechnet, so daß das Ansprechen auf einen Fehler im resultierenden
Summensignal weiter ver-.
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deutlicht wird. Auf dieselbe Weise wird zyklisch zum vierten Geber
5 fortgeschritten, nachfolgend zum ersten Geber 5, der aufgrund der ringförmigen
Anordnung der Maschine 9 dem vierten folgt usw. Die anzahl der-Addierungszyklen
wird so gewählt, um die notwendige
Verdeutlichung des Ansprechens
auf einen Fehler im Summensignal und seine zuverlässige Erkennung zu erreichen,
falls ein Fehler in der Ware auftritt.
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Der absolute Wert des Summensignals wird mit dem geeignet gewählten
Referenzpegel verglichen. Das Überschreiten dieses Pegels wird als Fehler in der
Ware erkannt, und dieser Zustand kann zum Abstellen der Maschine verwendet werden.
In einer vorteilhaften Ausführung wird der Referenzpegel nach statistischen Kenngrößen
des ausgewerteten Signals automatisch eingestellt, z. B. nach dem Mittelwert des
absoluten Wertes des Summcnsignals, seiner Standardabweichung u. ä. Nach der Fehlererkennung
oder nach Erreichen der gewählten Zyklenanzahl des Auswertungsprozesses wird der
Kumulations-Digitalspeicher gelöscht, und die Auswertung, d. h. die Verzögerung
und das Addieren des Signals, wiederholt sich vom Anfangszustand. Die Lösung nach
der erfindungsgemäßen Ausführung kann für eine beliebige Anzahl von Gebern am Maschinenumfang
verwendet werden. Diese Geberanzahl wird geeignet so gewählt, daß die gewünschte
Zyklenanzahl beim Addieren des Signals bei einer geringstmöglichen Anzahl der Strickmaschinenumdrehungen
erreicht wird. In einer hinsichtlich der Einfachheit vorteilhaften Ausführung kann
ein Geber verwendet werden, wobei der nächststehende weitere Geber am Maschinenumfang
eigentlich derselbe Geber ist und die gewünschte Verzögerung des Summensignals einer
Maschinenumdrehung entspricht.
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In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt die gewünschte Verzögerung
der Signale auf die Weise, daß die Digitalwerte des Signals im Digitalspeicher gespeichert
werden.
Für die Vorverarbeitung werden die entsprechenden Werte mit geforderter Verzögerung
abgelesen, und nach dem Subtrahieren des Wertes des nicht verzögerten Signals wird
der resultierende Wert zum entsprechenden Wert des verzögerten Summensignals zugerechnet.
Die Werte des Summensignals sind in einem anderen Bereich des Speichers gespeichert,
und der vor einem bestimmten Zeitabschnitt gespeicherte Wert stellt daher ein-um
diesen Zeitabschnitt verzögertes Summensignal dar. Aus diesem Grund kann das Addieren
des nicht verzögerten vorverarbeiteten Signals, und des verzögerten Summensignals
so erfolgen, daß man die Werte des nicht verzögerten vorverarbeiteten Signals zu
den Werten des im Speicher gespeicherten Summensignals zurechnet, wobei die Speicherzellen
je nach der geforderten Verzögerung gewählt werden.
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In einer nicht dargestellten Ausführung erfolgt die Verzögerung des
Signals durch seine Speicherung im Analog speicher, mit Vorteil in einer Ausführung
in Form eines Schieberegisters, wobei die Signalwerte mit einer Verzögerung mit
Hinsicht auf ihre Spcichcrunq ausgewählt werden.
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Das beschriebene Verfahren zum Auswerten von Fehlern in Textilien
kann insbesondere auf Rundstrickmaschinen angewandt werden, jedoch ebenfalls auf
Flachstrickmaschinen und auf Kettenwirkmaschinen. Das erfindungsgemäße Verfahren
zum Auswerten kann ferner auf Webmaschinen, auf Schaumaschinen sowie für die Fehlererkennung
in kontinuierlichen Gebilden, z. B. bei der Papierherstellung verwendet werden.
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Nach Fig. 6 ist auf der Großrundstickmaschine 9 der Autokollimations-Optikkopf
5 für das Abtasten eines mechanisch-physikalischen Warenparameters, z. B.
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der Licht-Remission installiert. Der Ausgang des Autokollimations-Optikkopfes
5 ist an den Eingang des.
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Analog-Digital-Umsetzers 26 angeschlossen, dessen Digitalausgang an
den Eingang des Mikrorechners 27 angeschlossen ist. Auf der Großrundstrickmaschine
9 ist ferner der Geber 28 der durch das Abtasten der Rippen des Nadelbettes erzeugten
Synehronisationsimpulse angebracht, dessen Ausgang an den weiteren Eingang des Mikrorechners
27 angeschlossen ist. Der zum Abstellen der Großrundstrickmaschine 9 dienende Ausgang
des Mikrorechners 27 ist.an die Abstellkreise 11 der Maschine angeschlossen, die
u. a. den Hauptmotor 29 der Großrundstrickmaschine 9 steuern.
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In Fig. 7 ist eine leistungsfähigere Variante der erfindungsgemäßen
Vorrichtung mit Ergänzungskreisen dargestellt. Auf der Großrundstrickmaschine 9
sind in diesem Fall vier Autokollimations-Optikköpfe 5 für das Abtasten eines mechanisch-physikalischen
Warenparameters,-z. B. der Licht-Remission, angebracht. Die Ausgänge dieser einzelnen
weber 5 sind über Analog-Sieb- und Vorverarbeitungskreise 30 an den Analog-Multiplexer
31 angeschlossen, dessen Ausgang über den Kreis 32 mit steuerbarer Übertragung an
den Eingang des Analog-Digital-Umsetzers 26 angeschlossen ist, dessen Ausgang über
den digitalen Vorverarbeitungskreis 33 für den direkten Speicherzugriff dem Mikrorechner
27 zugeschaltet ist.
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An einen der Ausgänge des Mikrorechners 27 ist der Steuereingang des
Kreises 32 mit steuerbarer Übertragung
angeschlossen. Auf der
Großrundstrickmaschine 9 ist ferner ein Synchronisationsimpulsgeber 28 angebracht,
dessen Ausgang an einen weiteren der Eingänge des Mikrorechners 27 angeschlossen
ist.
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Ein weiterer Ausgang des Mikrorechners 27 ist an die Abstellkreise
11 der Großrundstrickmaschine 9 durchg,eschaltet und dient zum Stillsetzen des Hauptmotors
29. Zur Kommunikation mit der Bedienung ist der Mikrorechner 27 mit einer Tastatur
34 mit einer Anzeigeeinheit ausgestattet. Zwecks der möglichen Eingliederung in
die automatischen Steuersysteme sind auf der Großrundstrickmaschine 9 Geber 35 der
technologischen Parameter angebracht, z. B. ein Geber der Maschinenumdrehungen,
ein Geber der Zugkraft, der Länge und Geschwindigkeit der zugeführten Fäden u. ä.
Für denselben Zweck sind an die weiteren Eingänge des Mikrorechners 27 überpie Anpassungskreise
36 geeignet gewählte Knotenpunkte der Abstellkreise 11 der Maschine angeschlossen,
z. B. die Steuerspannung des Motorhauptschützes, der Stop-Taster, Wächter u. ä.
Zur Kommunikation mit übergeordneten Steuersystemen sind dem Mikrorechner 27 Kreise
37 für die Datenübertragung zwischen dem Mikrorechner 27 und dem nicht dargestellten
entfernten Mikro- oder Minirechner zugeschaltet. Zur Steigerung der Leistungsfähigkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dem Mikrorechner 27 ferner ein in Fig. 7
nicht dargestelltes Rechenwerk oder ein Schnell-Multiplizierwerk mit Akkumulator
zugeschaltet werden, wobei diese Zusatzkreise die Zeitdauer. der mit der Auswertung
der von Fehlern in Maschenware verbundenen Operationen wesentlich verkürzen. Zur
Begrenzung des möglichen
Durchdringens von Störsignalen ist die
erfindungsgemäß Vorrichtung mit der Schalt-Stromquelle 38 mit galvanischer und kapazitiver
Trennung von der Energiequelle versehen. Aus demselben Grund sind auch andere mitwirkende
Kreise, wie z. B. die den Stillstand oder den Lauf signalisierenden Schützhilfskontakte
der Großrundstrickmaschine 9,mit Hilfe von optoelektronischen oder induktiv gebundenen
Gliedern vom Mikrorechner 27 getrennt.
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Die Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann anhand der Beschreibung
von Fig. 7 am besten erklärt werden: Dic Ausgangssignale der Geber 5 des mechanischphysikalischen
Parameters der Ware werden in den Analog-Sieb- und Vorverarbeitungskreisen 30 gesiebt
und nach der Umformung über den Analog-Multiplexer 31 und den Kreis 32 mit steuerbarer
Ubertragung dem Anålog-Digital-Umsetzer 26 zugeführt. Über den Analog-Multiplexer
31 wird über den Kreis 32 mit steuerbarer Übertragung nur eines der vorverarbeiteten
Signale zyklisch zugeführt. Durch das Umschalten des Analog-Multiplexers 31 je nach
gewünschter Abtastungsfrequenz wird eine regelmäßige Abtastung der Ausgangssignale
aller vier Geber 5 erzielt. Die Digitalwerte der vom Analog-Digital-Umsetzer 26
kommenden Signale werden über die Digital-Vorverarbeitungskreise 33, die aus dem
Leitwerk für den direkten Speicherzugriff bestehen, direkt im Speicher des Mikrorechners
27 gespeichert, der nach einem geeignet gewählten Algorithmus die Rechenoperationen
mit den gemessenen Werten der Signale vornimmt.
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Das Wesen aller Algorithmen beruht in Digitalmethoden der Erkennung
der Zufallssignale. Der Mikrorechner 27 steuert ferner die Übertragung des Kreises
32 mit steuerbarer Übertragung auf die Weise, daß an den Eingang des Analog-Digital-Umsetzers
26 ein Signal der dem dynamischen Bereich des Analog-Digital-Umsetzers 26 entsprechenden
Größe zugeführt wird. Wird vom gewählten Algorithmus ein Fehler in der Ware erkannt,
gibt der Mikrorechner 27 einen Stop-Befehl zum Abstellen des Hauptmotors 29 der
Großrundstrickmaschine 9.
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In den Mikrorechner 27 gehen ferner die Signale der Geber 35 der
technologischen Parameter und der geeignet gewählten Knotenpunkte der Abstellkreise
11 der Maschine ein, die als Eingangsdaten für das übergeordnete Steuersystem dienen.
Mit diesem System kommuniziert der Mikrorechner 27 über die Datenübertragungskreise
37.