DE4111871A1 - Verfahren und vorrichtung zur feststellung eines verzugswinkels in einem textilen material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 12.

Bei der Herstellung von Geweben kreuzen sich Kett- und Schußfäden genau rechtwinklig. Während verschiedener späterer Arbeitsgänge in der Ausrüstung können die Gewebe aber wieder verzogen werden.

Bei der Herstellung von Maschenware auf Rundstrickmaschinen schnei­ det man den entstehenden Schlauch auf, so daß die Maschenware nach dem Aufschneiden generell schräg verzogen ist.

In beiden Fällen muß der Verzug durch entsprechende Richtmaschinen beseitigt werden, wobei diese Richtmaschinen den Verzugswinkel als Steuergröße benötigen.

Es sind verschiedene Verfahren bzw. Vorrichtungen bekannt, bei denen eine Lichtquelle die laufende Textilbahn durchstrahlt, wobei gegenüber der Lichtquelle Fotozellen vorgesehen sind, welche aus dem Durchlicht-Signal ein Signal ableiten, aus dem ein Verzugswin­ kel herleitbar ist. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE-AS 11 09 636, der DE-AS 12 22 012, der DE-OS 16 35 266 oder der EP 02 62 525 A1 bekannt. Weiterhin ist es bekannt, mit Auflicht zu arbeiten, wobei im Prinzip dieselben Signale erzeugt werden.

Von den bekannten textilen Materialien kann nun bei den meisten der Verzugswinkel mit den heute angewendeten optischen Methoden recht sicher erkannt werden. Es gibt jedoch einige problematische Textil­ arten, die nach wie vor nur sehr bedingt automatisch ausrichtbar sind, da die Verzugswinkelmessung fehlerbehaftet ist.

Einer der "typischen Fehler" liegt darin, daß die Signale aus den Sensoren verrauscht sind. Um das Signal-/Rauschverhältnis zu ver­ bessern, werden Filter, insbesondere Bandpaßfilter verwendet. Den­ noch verbleiben einige textile Materialien als nicht analysierbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß auch bei schlecht analysierbaren Sensorausgangssignalen eine verbesserte Ex­ aktheit der Verzugswinkelmessung erzielbar ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die im Kennzeichen des An­ spruches 1 und vorrichtungsmäßig durch die im Kennzeichen des An­ spruches 12 angeführten Merkmale gelöst.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, daß man zunächst feststellt, welche Anteile im Ausgangssignal des Sensors in einer statistischen bzw. nachweisbaren Abhängigkeit zum Verzugswinkel stehen und daß man dann von den Ausgangssignalen des Sensors bzw. von den Signalanteilen nur noch diejenigen weiterverarbeitet, wel­ che die festgestellte Abhängigkeit aufweisen.

Vorzugsweise führt man die erwähnte Signalanalyse ebenso wie die Signalfilterung im Frequenzbereich aus. Während bei der bisher im Zeitbereich durchgeführten Signalanalyse, also einer Amplituden­ Diskriminierung, eine zweidimensionale Darstellung des Winkels zwi­ schen einer Sensor-Hauptachse und dem textilen Material über die Ausgangsamplitude des Sensors bei einem Verzugswinkel von 0° zu mehrgipfligen Amplitudenverteilungen führen kann, die dann nicht mehr eindeutig analysierbar sind, gelingt es bei Anwendung der vor­ liegenden Erfindung, diejenigen Signalanteile auszufiltern, welche von derartigen "Nebengipfeln" stammen, so daß nur noch die Signal­ anteile weiter ausgewertet werden müssen, die ihre Maximalwerte bei einer Ausrichtung der Sensor-Hauptachse parallel zum "Schußfaden" haben. Überraschenderweise konnte festgestellt werden, daß dieser Hauptgipfel (im Zeitbereich) in den meisten Fällen den höchstfre­ quenten Anteilen innerhalb der Sensor-Ausgangssignale zuzuordnen ist, welche in einer gesicherten Abhängigkeit zum Verzugswinkel stehen. Dies bedeutet, daß man sehr zielgerecht filtern kann, so daß alle höherfrequenten ebenso wie alle niedrigerfrequenten Si­ gnalanteile unterdrückt werden.

Es gibt jedoch auch Gewebe, deren höchstfrequente, vom Verzugswin­ kel abhängigen Signalanteile so niedrige Amplituden (bzw. Energien) aufweisen, daß sie nicht mehr auswertbar sind. In solchen Fällen ist es möglich, Signalanteile mit niedrigeren Frequenzen zur weite­ ren Auswertung herauszufiltern, wobei diese dann jedoch einem der oben genannten Nebengipfel entsprechen. Dies bedeutet, daß derar­ tige Signalanteile einem Material-"Muster" (z. B. Bindung zwischen Schußfaden und Kettfaden im Gewebe) entsprechen, das nicht senk­ recht, sondern in einem definierten Winkel zur Förderrichtung des Materials verläuft. Somit muß bei einer solchen Signalauswertung ein vorgegebener Winkelbetrag bzw. ein entsprechendes Ausgangssi­ gnal vom gemessenen "Verzugswinkel" subtrahiert bzw. zu diesem addiert werden.

Wenn man das Sensor-Ausgangssignal hinreichend genau in seine Spek­ tralanteile zerlegt, so kann man direkt aus dem Spektrum ein Erken­ nungssignal gewinnen, welches die Frequenzen derjenigen Signalan­ teile identifiziert, welche vom Verzugswinkel abhängig sind. Im einfachsten Fall wird dies über eine Maximalwert-Bestimmung des Spektrums bewerkstelligt, wobei unter Maximalwert sowohl die höchste Amplitude (Leistung) als auch die höchste Frequenz zu ver­ stehen sind.

Bei einigen (wenigen) textilen Materialien hat es sich gezeigt, daß in den Spektren bestimmte "Muster" auftauchen, welche oftmals meh­ rere Spektralanteile (Frequenzen) umfassen. Um derartige Materia­ lien zu untersuchen, kann man empirisch an eben diesen Materialien gewonnene Daten, die nach Art eines "Katalogs" gespeichert sind, zur Signalverarbeitung bzw. zur Signalerkennung eingeben. Zur Gewinnung dieser katalogisierten Daten ist es möglich, das Material korrekt auszurichten (Verzugswinkel 0) und die nun meßbaren Signale als "Grundmuster" zu speichern, also einen Lernvorgang durchzufüh­ ren. Wenn ein solches Material wieder verarbeitet werden muß, so kann dann das erlernte Muster abgerufen und zur Signalverarbeitung wieder verwendet werden.

Als weitere, ggf. zusätzliche Möglichkeit festzustellen, welche Spektralanteile im Ausgangssignal des Sensors vom Verzugswinkel ab­ hängig sind, ist es möglich, deren Streuung und/oder Varianz zu be­ stimmen. In diesem Fall geht man davon aus, daß die sozusagen re­ gelmäßigsten Signalanteile diejenigen sind, welche am direktesten mit den interessierenden Materialparametern verbunden sind. Man kann dann wiederum diejenigen Signalanteile vernachlässigen, deren Streuung (Varianz) eine vorgegebene "Vertrauensschwelle" über­ schreiten. Diese Methode eignet sich insbesondere dann, wenn bei einem nur sehr schwierig untersuchbaren Material keine ausgeprägten Maxima in den Spektren feststellbar sind.

In vielen Fällen wird die sog. Fadenzahl des zu bearbeitenden Mate­ rials bestimmt, bei einem Gewebe also die Zahl der Schußfäden pro Längeneinheit. Dieser Meßwert kann (multipliziert mit der Förderge­ schwindigkeit des textilen Materials) verwendet werden, um die höchste verzugswinkelabhängige Signalfrequenz im ersten Ausgangssi­ gnal herzuleiten.

Eine andere Möglichkeit zur Herleitung der Frequenz des höchstfre­ quenten verzugswinkelabhängigen Signalanteils ist durch die Auf­ stellung einer Autokorrelationsfunktion des Sensor-Ausgangssignals möglich. Vorzugsweise wird hier jedoch das Ausgangssignal eines Sensors verwendet, dessen Ausgangssignal unabhängig vom Verzugswin­ kel ist. Aus der (kürzesten) Wiederholungsperiode in der Autokorre­ lationsfunktion läßt sich dann die höchste Frequenz errechnen.

Wenn ausschließlich das Ausgangssignal eines Sensors mit richtungs­ abhängiger Ausgangscharakteristik verwendet wird, so ist es von Vorteil, wenn man aus dem ersten Ausgangssignal für verschiedene Winkelpositionen dieses Sensors zur Förderrichtung jeweils ein Fre­ quenzspektrum ermittelt und in Abhängigkeit vom Winkel speichert. Für jedes gespeicherte Spektrum wird dann die Lage der Maximal- Spektralamplitude (oder mehrerer) ermittelt. Durch Vergleich der ermittelten Maximal-Spektralamplituden (sowohl hinsichtlich Fre­ quenz als auch hinsichtlich Amplitude) wird dann die Frequenz her­ geleitet, auf welche die Filtereinrichtungen eingestellt werden. Durch die Aufteilung in verschiedene, winkelabhängige Spektren wird ein erheblicher Rauschanteil im Sensor-Ausgangssignal unterdrückt. Die Maximalwertbestimmung wird dadurch erleichtert.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Un­ teransprüchen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Abbildungen näher erläu­ tert. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine schematisierte Gesamtansicht einer ersten Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematisierte Darstellung zur Erläuterung der be­ trachteten Größen;

Fig. 3 bis 5 Draufsichten auf unterschiedliche Gewebe;

Fig. 6 bis 8 zu den Geweben nach Fig. 3 bis 5 gehörige Sensor-Aus­ gangssignalkurven bei einem Verzugswinkel = 0°;

Fig. 9 bis 12 vier verschiedene Ausführungsformen von zweiten Abtast­ einrichtungen,

Fig. 13₁ bis 13₁₆ Spektren des Sensor-Ausgangssignals für verschiedene Sensorpositionen; und

Fig. 14 bis 16 Sensor-Ausgangssignalkurven für verschiedene Spektralanteile.

In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche oder gleich wir­ kende Teile bzw. Baugruppen durchlaufend mit denselben Bezugszif­ fern bezeichnet. Weiterhin wird in der nachfolgenden Beschreibung auf ein Gewebe als zu untersuchendes textiles Material Bezug genom­ men. Wie eingangs erläutert, ist die Erfindung jedoch nicht nur auf Gewebe, sondern auf alle solche textilen Materialien anwendbar, bei denen definierte Vorzugsrichtungen für einzelne Komponenten fest­ stellbar sind.

Gemäß Fig. 1 wird ein Gewebe 3 über Fördereinrichtungen 8 in einer definierten Förderrichtung D gefördert. Unter der Materialbahn be­ findet sich eine Lichtquelle 1, deren Strahlung mittels einer Linse 2 gebündelt und durch das Gewebe geschickt wird. Auf der anderen Seite des Gewebes fällt das durchgelassene Licht über eine Zylin­ derlinse 4 durch eine Blende 5 auf ein fotoempfindliches Element 7, das zusammen mit der Spaltblende 5 und der Zylinderlinse 4 in einem Gehäuse 6 gehalten ist. Die erste Abtasteinrichtung 10 umfaßt also zum einen einen lichtaussendenden Abschnitt 1, 2, einen lichtauf­ nehmenden Abschnitt 4-7 und einen Stellabschnitt 12.

Das Gehäuse 6 ist über einen Stellmotor 12 in seinem Winkel relativ zur Förderrichtung D einstellbar.

Weiterhin ist ein Fadenzähler 11 im Bereich des geförderten texti­ len Gewebes vorgesehen, der für jeden vorbeistreichenden Schußfaden ein Ausgangssignal abgibt.

Die Fördereinrichtungen 8 sind weiterhin mit einem Geschwindig­ keitsmesser 15 versehen, der ein der Geschwindigkeit des geförder­ ten Gewebes proportionales Signal abgibt.

Die Ausgangssignale A der Abtasteinrichtung 10, die Ausgangssignale n des Fadenzählers 11 und die Geschwindigkeitssignale v des Ge­ schwindigkeitsmessers 15 werden einer Auswert- und Steuereinrich­ tung 100 zugeführt. Diese umfaßt einen Computer, der neben der Aus­ wertung der Signale auch den Stellmotor 12 ansteuert und ihm ein Sensorwinkelsignal β zur Verfügung stellt.

Neben den üblichen Bauteilen eines Computers (Interfaces, Programm- und Datenspeicher, CPU) ist in der Auswerteinrichtung 100 ein ein­ stellbares Bandfilter 13 vorgesehen, das sowohl in Analog-Technik als auch in Digital-Technik aufgebaut sein kann. Wesentlich an dem Filter 13 ist seine Einstellbarkeit hinsichtlich einer (Durchlaß-) Bandmittenfrequenz und einer Bandbreite, ggf. auch Durchlaß-Kurven­ form.

Das Ausgangssignal A, welches an einen Eingang des Filters 13 ge­ führt ist, liegt außerdem an einem Eingang einer zweiten Abtastein­ richtung 20. Deren Funktion wird weiter unten näher erläutert. Die zweite Abtasteinrichtung 20 erzeugt ein Ausgangssignal fα, welches dem Filter 13 zu dessen Einstellung zugeführt wird.

Das entsprechend der Einstellung des Filters 13 gefilterte erste Ausgangssignal A gelangt in einen Winkelanalysator 14, welcher das Signal demoduliert und ein Ausgangssignal Uα erzeugt, das den fest­ gestellten Verzugswinkel repräsentiert. Dieses Ausgangssignal Uα wird an (nicht dargestellte) Regeleinrichtungen geführt, welche den Verzugswinkel in an sich bekannter Weise beseitigen.

Weiterhin wird dem Winkelanalysator 14 (vom Computer) bei Bedarf ein Vorgabewinkel αv zugeführt, über welchen ein (bekannter) Fehler im Winkelanalysator 14 kompensierbar ist.

Der Verzugswinkel α, der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestimmt werden soll, ist gemäß Fig. 2 als Winkel zwischen Schußfäden S und dem Lot auf die Förder­ richtung D definiert, welche mit der Lage von Kettfäden K in einem Gewebe 3 übereinstimmt.

Das in Fig. 2 angedeutete Gewebe ist extrem einfach aufgebaut und entspricht z. B. einem Fliegengitter. Üblichere Gewebebilder sind in den Fig. 3 bis 5 gezeigt. Bei diesen Darstellungen liegen die Kett­ fäden in horizontaler Richtung. Während bei den Gewebe-Bildern ge­ mäß Fig. 3 und 4 noch relativ deutlich ein horizontales, den Schuß­ fäden entsprechendes Muster erkennbar ist, so wird dieses beim Ge­ webe nach Fig. 5 durch ein spitzwinklig hierzu verlaufendes Muster überlagert, das sich aus der dort gezeigten Webart ergibt.

Wenn man mit einem Sensor gemäß Fig. 1 die Gewebe nach den Fig. 3- 5 abtastet, so ergeben sich Ausgangssignale, wie sie in den Fig. 6- 8 dargestellt sind. In diesen Abbildungen sind nach oben die Ausgangsamplitude A und von einem Winkel von 0° ausgehend nach rechts und links die Drehwinkel β des Gehäuses 6 aufgezeichnet. Die Fig. 6-8 sind an einem Gewebe aufgenommen, an welchem der Ver­ zugswinkel gleich 0° ist, die Schußfäden also rechtwinklig zur För­ derrichtung D verlaufen.

Die Kurven sind als durchgezogene Linien gezeichnet, können aber auch lediglich aus einzelnen Stützstellen bestehen, wenn der Stell­ motor 12 z. B. ein Schrittmotor ist. In den Fig. 6-8 sind acht Stützstellen A1-A8 eingezeichnet.

Fig. 6 zeigt ein ganz klares Maximum M bei einem Winkel β von 0°. Hieraus ist herleitbar, daß man einen Verzugswinkel ganz einfach durch Bestimmung des Maximalwertes M des ersten Ausgangssignals A über den Winkel β feststellen kann.

Fig. 2 zeigt bereits ein Bild, bei welchem neben einem Maximum M0 in der Mitte (bei 0°) Nebenmaxima M1 und 1 erkennbar sind. Mit dem bloßen Auge sind diese Nebenmaxima auch in Fig. 4 dadurch erkenn­ bar, daß Diagonalmuster im Gewebe erscheinen.

Die in Fig. 8 gezeigte Darstellung, die einem Gewebe gemäß Fig. 5 entspricht, weist schließlich nur noch ein lokales Maximum M0 in der Mitte (bei 0°) auf, die Nebenmaxima M1 und 1 sind höher als dieses lokale Maximum. Würde man nun bei derartigen ersten Aus­ gangssignalen den gemessenen Verzugswinkel dem Maximalwert im er­ sten Ausgangssignal zuordnen, so wäre das Ergebnis stark fehler­ haft. Es ist nun leicht vorstellbar, daß der kritischste Fall dann besteht, wenn die Signalverläufe zwischen denen nach Fig. 7 und Fig. 8 liegen, also nicht mehr sicher entschieden werden kann, ob eine Maximalwert-Auswertung noch geht oder nicht. Wenn dann durch gewisse Schwankungen oder Störungen in den Ausgangssignalen das zunächst relativ sicher in der Mitte erkannte Maximum M0 verschwin­ det und der Höchstamplitudenwert bei einem Nebenmaximum M1 oder 1 liegt, so "springt" die Auswertung und zeigt ganz plötzlich einen großen Verzugswinkel an, was dazu führen würde, daß die entspre­ chenden Richtsysteme, die ja zu steuern sind, einen nicht vorhan­ denen Verzug ausregeln wollen und diesen darum erst einführen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 9 eine erste Ausführungsform der Erfindung erläutert. Bei dieser Ausführungsform wird das Ausgangs­ signal A der ersten Abtasteinrichtung 10 einem Spektralanalysator 21 zugeführt. Dieser ist vorzugsweise als FFT-Analysator ausge­ führt, der ein Leistungsspektrum erstellt. Die obere Grenzfrequenz des Spektrums wird durch die Abtast- (Digitalisierungs-) Frequenz in Übereinstimmung mit dem bekannten Shannon-Theorem so festgelegt, daß die höchste zu betrachtende Signalfrequenz unterhalb der Mitte des Spektralfensters liegt. Dies ist in Fig. 9 dadurch versinnbild­ licht, daß das Ausgangssignal n des Fadenzählers 11 dem Spektral­ analysator 21 zugeführt wird.

Das im Spektralanalysator 21 gebildete Spektrum wird in einen Spei­ cher (RAM) 22 geladen, der mit einem Rechner 23 in einer bidirek­ tionalen Verbindung steht. Dem Rechner 23 wird weiterhin das Aus­ gangssignal v des Geschwindigkeitsmessers 15 zugeführt.

Der Speicher 22 (bzw. ein dort enthaltener Adressengenerator) er­ hält weiterhin das Ansteuersignal β für den Stellmotor 12, also ein Signal, welches dem Winkel entspricht, den die erste Abtasteinrich­ tung 10 relativ zur Förderrichtung D aufweist.

Die Wirkungsweise der in Fig. 9 gezeigten Vorrichtung wird im fol­ genden unter Bezug auf die Fig. 13-16 erläutert.

Fig. 13 zeigt untereinander 16 Leistungsspektren. Jedes der Lei­ stungsspektren F1-16 stellt die Verteilung der von der ersten Ab­ tasteinrichtung 10 während einer definierten Zeitdauer gemessenen Energie P über die Frequenz f dar. Jedes der verschiedenen Spektren 1-16 wurde (über dieselbe Zeitdauer) für einen anderen Einstell­ winkel ß der ersten Abtasteinrichtung relativ zur Förderrichtung D erstellt und im Speicher 22 abgelegt.

Betrachtet man nun das Ausgangssignal A der ersten Abtasteinrich­ tung in seiner Gesamtheit, so entspricht dies einer Durchlaßkurve des Filters 13, die alle in den Spektren 1-16 enthaltenen Fre­ quenzen umfaßt. Das Filter 13 ist sozusagen inaktiv. Das so "ausgewertete" Signal ergibt dann eine Verteilung der Ausgangsam­ plituden des Signals A über den Winkel β, wie sie in Fig. 14 ge­ zeigt ist. Das betrachtete Gewebe entspricht hierbei etwa dem nach Fig. 8, wobei für diese Darstellung ein Gewebe untersucht wurde, das mit einem Verzugswinkel von 0° gefördert wurde. Die in Fig. 14 gezeigte Darstellung ist also ähnlich der nach Fig. 8, so daß eine eindeutige Erkennung des Verzugswinkels anhand der Amplitudenver­ teilung des ersten Ausgangssignals A sehr schwierig ist.

Betrachtet man sich nun die in Fig. 13 untereinander gezeigten Spektren für die verschiedenen Einstellwinkel β, so lassen sich in den Einzel-Spektren 2-5 und 12-14f starke Maxima für die fünften Spektrallinien (f5) erkennen. Die Spektren 4, 5, 8, 9, 14 und 15 zeigen (zumindest lokale) Maxima bei der 11. Spektrallinie (f11).

Ist nun der Rechner 23 (Fig. 9) derart ausgebildet, daß sein Aus­ gangssignal fα der fünften Spektrallinie f5 entspricht, so wird das Filter 13 auf eben diese Frequenz als Mittenfrequenz für den Durch­ laßbereich eingestellt. Die vom Winkelanalysator 14 untersuchten Signalanteile aus dem ersten Ausgangssignal A umfassen somit nur noch den schmalen, durch f5 definierten Frequenzbereich. Die dann entstehende Kurve ist in Fig. 15 gezeigt. Aus dieser Abbildung er­ gibt sich, daß die Nebenmaxima (nach Fig. 14) zum allergrößten Teil aus Signalen herrühren, die eine relativ niedrige Frequenz (f5) aufweisen. Wird hingegen das Filter 13 auf das frequenzmäßig höhere Maximum f11 eingestellt, so ergibt sich das in Fig. 16 gezeigte Diagramm. Bei diesem Diagramm sind nun die Nebenmaxima (aus Fig. 14) weit unterdrückt und das Maximum bei 0° ist sehr stark hervor­ gehoben. Aus dem so gefilterten Signal kann nun der Winkelanalysa­ tor 14 sehr leicht durch Bestimmung der Lage des Amplitudenmaximums das dem Verzugswinkel entsprechende Ausgangssignal Uα gewinnen.

Aus Obigem ergibt sich, daß die Auffindung der verzugswinkelabhän­ gigen Signalanteile anhand von Spektren, die aus ersten Ausgangssi­ gnalen A bei definierten Einstellwinkeln β der ersten Abtastein­ richtung 10 gewonnen wurden, deshalb recht einfach ist, weil ein hoher Signal-/Rauschabstand der Spektren vorliegt und jeweils nur wenige Spektrallinien hohe Werte erreichen. Selbstverständlich ist es auch möglich, ein Summen-Spektrum (ohne Aufteilung über den Ein­ stellwinkel β) zu bilden und hieraus die der höchsten Signalfre­ quenz eindeutig zuzuordnende Spektrallinie herauszusuchen.

Weiterhin kann die zweite Abtasteinrichtung 20 derart ausgebildet sein, daß das Ausgangssignal n des Fadenzählers 11 dem Rechner 23 zugeführt wird und dieser aus dem Signal n die Frequenz derjenigen Spektrallinie herleitet, welche den Schußfäden (direkt) zugeordnet ist. Dies gilt selbstverständlich nur dann, wenn das aus dem Faden­ zähler 11 kommende Signal "sauber" genug ist.

Wie aus obigem hervorgeht, mittelt der Spektralanalysator 21 über einen gewissen Zeitraum. Die Spektren stellen also Mittelwerte dar. Zu derartigen Mittelwerten existieren - wie dies aus der Statistik allgemein bekannt ist - verwandte Größen, wie Streuung, Varianz usw., die es erlauben, einzelnen Werten (Spektrallinien) Vertrau­ ensbereiche zuzuordnen, unterhalb derer die dazugehörigen Signalan­ teile als statistisch unabhängig (vom betrachteten Material) oder als signifikant einschätzbar sind. Betrachtet man beispielsweise das in jeder Fotozelle erzeugte Rauschen, so liefert dies relativ hochfrequente Signalanteile, die (zumindest bei sehr dichten Gewe­ ben) eine relativ hohe Amplitude erreichen und somit zu hohen Spek­ tralanteilen führen. Diese Spektralanteile sind aber in sich stati­ stisch unabhängig (eben Rauschen) und können somit durch eine Vari­ anzbetrachtung als "Störsignale" betrachtet und damit eliminiert werden.

Bei der vorhergehenden Betrachtung wurde davon ausgegangen, daß das betrachtete Material mit konstanter Geschwindigkeit gefördert wird. Um nun Geschwindigkeitsschwankungen ausgleichen zu können, wird das Ausgangssignal v des Geschwindigkeitsmessers 15 dem Rechner 23 übermittelt, der dieses zum Zwecke der Normierung weiterverwendet. Eine solche Normierung kann einfach dadurch geschehen, daß alle Frequenzwerte der Spektren mit der gemessenen Geschwindigkeit mul­ tipliziert werden. Somit wird die Analyse eines (einheitlichen) Ma­ terials unabhängig von der Fördergeschwindigkeit.

Bei der in Fig. 10 gezeigten zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die im Speicher 22 gespeicherten Spektren im Rechner 23 mit Spektren verglichen, die in einem Speicher 22′ gespeichert sind, wobei die dort gespeicherten Spektren über eine Eingabeeinheit 24 als katalogisierte Spektren eingegeben wurden. Derartige katalogi­ sierte Spektren können dadurch gewonnen werden, daß man für ein de­ finierbares Material (z. B. ein bestimmter Gardinenstoff) bei einem bekannten Verzugswinkel (vorzugsweise 0°) die Spektren bestimmt und unter einem dem Material zuzuordnenden Namen abspeichert. Der Ma­ schinenführer kann nun immer dann, wenn das Material auftaucht, über die Eingabeeinheit 24 die entsprechenden Spektren aufrufen, die dann dem Rechner 23 zum Vergleich mit dem aktuell gemessenen Spektrum zur Verfügung stehen. Aus dem Vergleich der Spektren oder auch nur einiger Eckdaten der Spektren läßt sich dann ein Frequenz­ linienmuster fn herleiten, mittels dessen das Filter 13 eingestellt wird, um dem Winkelanalysator 14 ein einwandfrei auswertbares Si­ gnal zur Verfügung zu stellen.

Es wäre beispielsweise ein Gewebe vorstellbar, das zu einer Aus­ gangssignalverteilung gemäß Fig. 15 führt, wenn man das Filter 13 breitbandig einstellt. Es fehlt also in diesem Signal der dem Ver­ zugswinkel bei 0° zuzuordnende Maximalwert, der in Fig. 14 mittig zu sehen ist. In diesem Fall kann nun der Rechner 23 die den Ne­ benmaxima (nach Fig. 15) zuzuordnenden Spektrallinien (f5) als Ba­ siswerte zur Herleitung des Filtereinstellsignals fα verwenden. In diesem Fall wird dann aber der Rechner 23 ein Signal αv für den Vorgabewinkel herleiten, um welchen das betrachtete Maximum vom Null-Wert verschoben ist. Je nachdem, ob der in Fig. 15 rechte oder linke Maximalwert im Winkelanalysator 14 zur Gewinnung des Verzugs­ winkelsignals Uα verwendet wird, muß dieser Vorgabewinkel αv zum Ergebnis addiert oder von diesem subtrahiert werden.

Bei der in Fig. 11 gezeigten dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die höchste (im allgemeinen der Fadenzahl ent­ sprechende) Frequenz der vom Verzugswinkel abhängigen Anteile im Ausgangssignal A der ersten Abtasteinrichtung 10 mittels eines Au­ tokorrelators 25 hergeleitet, welchem diese Ausgangssignale A zuge­ führt werden. Die im Autokorrelator 25 gebildete Autokorrelations­ funktion wird dann im Speicher 22 gespeichert und vom Rechner 23 analysiert. Aus der Erkennung des bei der kürzesten Wiederholungs­ periode (aber größer 0) auftretenden Korrelationsmaximums ist dann die höchste Frequenz der Signalanteile herleitbar, die vom Verzugs­ winkel abhängig sind. Dadurch ist also wieder das Filtereinstellsi­ gnal fα errechenbar.

Bei der in Fig. 12 gezeigten Variante der Erfindung wird eine Kreuzkorrelationsfunktion zwischen dem Ausgangssignal A der ersten Abtasteinrichtung 10 und dem Ausgangssignal n des Fadenzählers 11 gebildet. Die weitere Auswertung geschieht ebenso wie im Zusammen­ hang mit Fig. 11 beschrieben. Hierbei wird davon ausgegangen, daß an den beiden "Abtasteinrichtungen" 10 und 11 in zeitlicher Folge dasselbe Muster auftaucht. Selbstverständlich muß die durch die räumlich unterschiedlichen Anordnungen mit einfließende zeitliche Verschiebung der Signale gegeneinander bei Auswertung der Kreuzkor­ relationsfunktion verrechnet werden.

Bezugszeichenliste

 1 Lampe
 2 Linse
 3 Materialbahn
 4 Zylinderlinse
 5 Spaltblende
 6 Gehäuse
 7 Fotodiode
 8 Fördereinrichtung
10 erste Abtasteinrichtung
11 Fadenzähler
12 Stellmotor
13 Filter
14 Winkelanalysator
15 Geschwindigkeitsmesser
20 zweite Abtasteinrichtung
21 Spektralanalysator
22, 22′ Speicher
23 Rechner
24 Eingabeeinheit
25 Autokorrelator
26 Kreuzkorrelator
D Förderrichtung
K Kettfaden
S Schußfaden
A erstes Ausgangssignal
fα zweites Ausgangssignal
v Ausgangssignal-Fördergeschwindigkeit
n Ausgangssignal-Fadenzahl
α Verzugswinkel
β Sensorwinkel

Claims (22)

1. Verfahren zur Feststellung eines Verzugswinkels in einem textilen Material, einem Gewebe, Gewirke oder Gestricke, das in einer Förderrichtung gefördert wird, wobei das tex­ tile Material mittels eines ersten Sensors abgetastet wird, der ein erstes Ausgangssignal abgibt, welches von einer Winkelposition des Sensors zur Förderrichtung und zum Verzugswinkel abhängt, wobei das erste Ausgangssignal (A) über Filtereinrichtungen derartig gefiltert wird, daß solche Signalanteile aus dem Ausgangssignal herausgefil­ tert werden, die (statistisch) unabhängig vom Verzugswin­ kel sind, dadurch gekennzeichnet daß die Filtereinrichtungen hinsichtlich ihrer Durchlaß­ kurve, ihrer Mittenfrequenz, ihrer Bandbreite und/oder ih­ rer Filterkurve mittels eines zweiten Ausgangssignals (fα) einer zweiten Abtasteinrichtung eingestellt werden, das von der Frequenzcharakteristik derjenigen Signalanteile aus dem ersten Ausgangssignal abhängt, die (statistisch) abhängig vom Verzugswinkel sind, so daß die Durchlaßkurve der Filtereinrichtungen auf die verzugswinkelabhängigen Signalanteile frei anpaßbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höchstfrequenten verzugswinkelabhängigen Signal­ anteile als zweites Ausgangssignal gebildet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß ein unterhalb der höchstfrequenten, vom Verzugswinkel abhängigen Signalanteile liegender Signalanteil als zwei­ tes Ausgangssignal gebildet wird, und
daß ein vorgegebener Winkelbetrag bzw. ein entsprechendes Ausgangssignal vom zweiten Ausgangssignal subtrahiert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ausgangssignal in seine Spektralanteile zer­ legt wird, daraus ein Erkennungssignal hergeleitet und dieses den zweiten Abtasteinrichtungen zur Erkennung der verzugswinkelabhängigen Signalanteile zugeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Erkennungskriterien anhand katalogisierter Gewebedaten als Erkennungssignal von einer Bedienungsperson eingegeben werden und/oder ein momentan vorhandener Verzugswinkel von einer Bedienungsperson eingegeben und dem momentan vorlie­ genden ersten und/oder zweiten Ausgangssignal bzw. seinem Spektrum in einem Lernvorgang zugeordnet wird und daraus die Erkennungskriterien hergeleitet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die im Lernvorgang festgestellten Erkennungskriterien unter einem gewebespezifischen Merkmal für spätere Aus­ wertvorgänge gespeichert werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Streuung und/oder Varianz der Spektralanteile im ersten und/oder zweiten Ausgangssignal festgestellt und diejenigen Spektralanteile als verzugswinkelabhängig er­ kannt werden, welche eine vorgegebene, vorzugsweise rela­ tiv zu einem Grund-Rauschen vorgegebene Streuung und/oder Varianzschwelle unterschreiten.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenzahl ermittelt und daraus die höchste ver­ zugswinkelabhängige Signalfrequenz im ersten Ausgangssi­ gnal hergeleitet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Autokorrelationsfunktion des ersten Ausgangssi­ gnals aufgestellt wird, und
daß aus der Lage des Autokorrelationsmaximums die Periode des höchstfrequenten, verzugswinkelabhängigen Signalan­ teils hergeleitet wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß aus dem ersten Ausgangssignal für verschiedene Winkel­ positionen des ersten Sensors zur Förderrichtung jeweils ein Frequenzspektrum ermittelt und in Abhängigkeit vom Winkel gespeichert wird, und
daß für jedes Spektrum die Lage der Maximal-Spektralampli­ tude (n) ermittelt wird (werden).

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Geschwindigkeit ermittelt wird, mit welcher das textile Material gefördert wird, und
daß die Lage der Durchlaßkurve des Bandpaßfilters in Ab­ hängigkeit von der ermittelten Geschwindigkeit korrigiert und/oder normiert wird.

12. Vorrichtung zur Feststellung eines Verzugswinkels in einem textilen Material, Gewebe, Gewirke oder Gestricke, das in einer Förderrichtung gefördert wird, mit mindestens einer ersten Abtasteinrichtung, die ein erstes Ausgangssignal abgibt, das von einer Winkelposition des Sensors zur För­ derrichtung und zum Verzugswinkel abhängt, mit Filterein­ richtungen, um solche Signalanteile aus dem ersten Aus­ gangssignal herauszufiltern, die (statistisch) unabhängig vom Verzugswinkel sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die Filtereinrichtungen (13) ein Bandpaßfilter umfas­ sen, das hinsichtlich seiner Durchlaßkurve, insbesondere deren Mittenfrequenz, Bandbreite und/oder Filterkurvenform einstellbar ist, und
daß mindestens eine zweite Abtasteinrichtung (20) vorgese­ hen ist, die ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das von der Frequenzcharakteristik derjenigen Signalanteile aus dem ersten Ausgangssignal abhängt, die (statistisch) ab­ hängig vom Verzugswinkel sind und den Filtereinrichtungen (13) zur Anpassung der Durchlaßkurve auf die verzugswin­ kelabhängigen Signalanteile das zweite Ausgangssignal zuführt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abtasteinrichtung (20) derart ausgebildet ist, daß die höchstfrequenten, vom Verzugswinkel abhängi­ gen Signalanteile als zweites Ausgangssignal gebildet werden.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweiten Abtasteinrichtungen (20) derart ausgebil­ det sind, daß ein unterhalb der höchstfrequenten, vom Ver­ zugswinkel abhängigen Signalanteile liegender Signalanteil als zweites Ausgangssignal gebildet wird, und
daß Vorgabeeinrichtungen (24) in den zweiten Abtastein­ richtungen (20) vorgesehen sind, die einen vorgegebenen Winkelbetrag (αv) bzw. ein entsprechendes Ausgangssignal vom zweiten Ausgangssignal subtrahieren.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-14. dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abtasteinrichtungen (20) Signalerkennungsein­ richtungen (21) umfassen, die derart ausgebildet sind, daß das erste Ausgangssignal in seine Spektralanteile zerleg­ bar und in den zweiten Abtasteinrichtungen (20) ein Erken­ nungssignal (fα) zur Erkennung der verzugswinkelabhängigen Signalanteile erzeugbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerkennungseinrichtungen (21) eine Bedie­ nungstastatur (25) umfassen, über welche Erkennungskrite­ rien als Erkennungssignal eingebbar sind und/oder ein mo­ mentan vorhandener Verzugswinkel eingebbar und dem momen­ tanen ersten und/oder zweiten Ausgangssignal in einem Lernvorgang zugeordnet werden kann.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, gekennzeichnet durch Speichereinrichtungen (22) zum auslesbaren Speichern von Erkennungskriterien, die einer bestimmten Materialart zu­ zuordnen sind.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerkennungs-Einrichtungen einen Streuungs- oder Varianzrechner (23) umfassen, der Spektralanteile im ersten oder zweiten Ausgangssignal feststellt und diejeni­ gen Spektralanteile als verzugswinkelabhängig erkennt und ein entsprechendes Erkennungssignal abgibt, welche eine vorgebbare, vorzugsweise relativ vorgebbare Streuung und/oder Varianzschwelle unterschreiten.

19. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abtasteinrichtungen einen Fadenzähler (11) umfassen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Abtasteinrichtungen einen Korrelator (25, 25′) umfassen, welchem das erste und/oder zweite Ausgangs­ signal zugeführt wird und der so ausgebildet ist, daß ein den verzugswinkelabhängigen Signalanteil bzw. dessen Fre­ quenz kennzeichnendes Frequenzsignal erzeugbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-20, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Abtasteinrichtung (20) einen Spektralanaly­ sator (21) als Signalerkennungseinrichtung umfaßt, welchem das erste Ausgangssignal und die Winkelposition des ersten Sensors (10) zur Förderrichtung zugeführt werden, sowie Speichereinrichtungen (22), in denen getrennt voneinander für verschiedene Winkelpositionen Spektren des ersten Aus­ gangssignals gespeichert werden, und
daß Recheneinrichtungen (23) vorgesehen sind, welche in den gespeicherten Spektren Amplituden-Maximalwerte auffin­ den.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-21, dadurch gekennzeichnet, daß Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen (15) vorgesehen sind, welche die Fördergeschwindigkeit des textilen Materials (1) abtasten und ein Geschwindigkeitssignal erzeugen, über welches die Lage der Durchlaßkurve des Bandpaßfilters (13) korrigierbar und/oder normierbar ist.