ES2204336A1 - Dispositivo de vision para la medida de la anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas. - Google Patents
Dispositivo de vision para la medida de la anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas.Info
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Abstract
El dispositivo está indicado para medir sin contacto la anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o una banda con una precisión ajustable en función del objetivo y posición de la cámara (del orden de O.1mm). El error absoluto que afecta la medida es constante para todas las anchuras que se midan con el dispositivo. La medida se puede obtener cuando la banda está parada o en movimiento. Consta de tres subunidades: - la subunidad óptica, principal característica del dispositivo, compuesta por dos cámaras, iluminante específico y material de contraste;- la subunidad mecánica, que hace de soporte de la anterior y permite adaptarla a otra máquina de jerarquía superior; - la subunidad electrónica, que contiene la circuitería programada para controlar el movimiento de diversos componentes, extraer y comparar señales y proporcionar el resultado de la medida. Como aplicación preferente, este dispositivo realiza la medida de la faja de hilos textiles (con independencia del color) en un urdidor seccional. También puede aplicarse a medidas de anchura de bandas textiles o de otros materiales.
Description
Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas.
Visión artificial, Óptica, Inspección Textil,
Maquinaria Textil (urdidor seccional).
Aunque la invención es aplicable a diversos tipos
de materiales, aquí se describe el estado de la técnica relativo a
la aplicación preferente que ha motivado la invención: la medida
del ancho de faja de hilos textiles en un urdidor seccional.
Un urdidor seccional es una máquina que enrolla
sucesivas series ordenadas de hilos (las fajas) en un cilindro de
gran tamaño (la bota). Los hilos, que pueden ser cientos, entran en
el urdidor procedentes de los conos situados en la fileta. La serie
final ordenada de todos los hilos de la bota pasa a otro elemento
(el plegador) que será el que proporciona la urdimbre de entrada al
telar. En el urdidor seccional es necesario medir la anchura de la
faja de hilos que se enrolla en la bota con precisión de décimas de
milímetro. Esta medida se realiza para cada faja a fin de
posicionar adecuadamente la siguiente faja en la bota, justo a
continuación de la anterior, sin superposiciones ni espaciados
excesivos que repercutirían posteriormente en fallos del tejido que
sale del telar. El posicionamiento correcto de la siguiente faja se
realiza por desplazamiento de la bota a lo largo de su eje de
rotación. La medida del ancho de faja de hilos es necesaria para
determinar el desplazamiento de la bota entre dos fajas
consecutivas y el valor de esta medida debe transmitirse
automáticamente al módulo de programación del urdidor desde donde se
controla tal desplazamiento. En el estado de la técnica actual, es
deseable disponer de una medida con precisión en torno a 0.1 mm,
que es la precisión que proporciona la máquina en el desplazamiento
de la bota. Sin embargo, todavía en el momento presente, estas
funciones de medida de la anchura de la faja e introducción del
dato se hacen visual y manualmente por un operario que ha de parar
la máquina para efectuar la medida. La medida se hace con contacto,
aplicando una regla milimetrada tras la faja de hilos, de manera
subjetiva y sin la precisión exigida. Además, este tipo de medida
obliga a realizarse de forma estática, con la faja parada, no
siendo posible (ni aconsejable por el peligro que puede entrañar)
efectuar la medida en movimiento.
Por otra parte, es relativamente frecuente
encontrar cámaras de captación de imagen que realizan funciones de
visión artificial, actuando como componentes de otras máquinas y
realizando operaciones que requerían la intervención de la visión
humana. Las cámaras captan la imagen y con un procesado de la señal
adecuado se puede extraer, sin contacto con el material, la
información de detección de bordes, contornos, etc. En este caso la
precisión coincide con la resolución de la imagen, que viene
condicionada por las características del objetivo, el número de
píxeles de la cámara y la distancia de enfoque, todos ellos
elementos cuyo ajuste a los requisitos del problema ha de tenerse en
cuenta en el diseño del dispositivo.
Se trata de un dispositivo, que puede operar de
forma autónoma o como un módulo incorporado en otra máquina
principal, capaz de medir automáticamente y sin contacto, el ancho
de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o una banda. La
medida se puede realizar estática, cuando la faja está parada, o en
movimiento, cuando la faja avanza en una dirección perpendicular a
la dirección sobre la que se efectúa la medida.
- -
- la subunidad óptica que caracteriza principalmente el dispositivo, compuesta por dos cámaras que detectan los extremos o bordes de la faja o banda, un conjunto de LEDs que proporcionan el iluminante específico, y el material de contraste;
- -
- la subunidad mecánica, que hace de soporte de la anterior y permite adaptarla, si conviene, a otra máquina de jerarquía superior;
- -
- la subunidad electrónica, que contiene la circuitería programada para controlar el movimiento de diversos componentes, extraer y comparar señales y proporcionar el resultado de la medida.
En la subunidad óptica se aplica el principio
sobre el que se basa la invención, como se describe a continuación.
Se disponen dos cámaras montadas sobre un eje que se sitúa a un
lado de la banda (Figura 1). Cada cámara capta un campo que debe
contener uno de los bordes extremos de la banda o faja de hilos. El
borde se detecta por contraste del material sobre un fondo uniforme
de material distinto. Puesto que las fajas de hilos, o los tejidos
en general, pueden estar formados por hilos de color muy diferente
y también presentarse alternadamente hilos claros con hilos
oscuros, es importante asegurar que el contraste que se capta
corresponde al borde faja-fondo y no a una variación
de contraste de unos hilos a otros. Por esta razón es decisivo
elegir un tipo de iluminación que sea altamente reflejada por los
materiales que generalmente componen la banda (con independencia
del color) y altamente absorbida por el material de contraste. De
esta forma se produce un contraste alto entre el borde de la banda y
el fondo. Además, el objetivo de la cámara debe ser buen transmisor
de este tipo de luz y el sensor de la cámara debe ser sensible a
ella. Asimismo, es conveniente que la medida no se vea alterada
sensiblemente por variaciones en la iluminación ambiente del
entorno de producción en el que se sitúe el aparato. Como fuente
emisora de luz se opta por un conjunto de LEDs, con una emisión con
las características descritas y distribuidos en corona alrededor de
cada cámara.
Para asegurar la precisión requerida, es
necesario acoplar el objetivo adecuado a la cámara que, por lo
general será de tipo macro y puede requerir del uso de anillos de
extensión para garantizar el plano de enfoque en la faja de
material. El diafragma del objetivo se regulará en función del
nivel de iluminación para obtener una buena señal, pero también se
tendrá en cuenta que conviene cerrar el diafragma en lo posible
para aumentar la profundidad de campo. El aumento de la profundidad
de campo aporta tolerancia en la distancia
banda-cámara y también permite mantener buenas
condiciones para la medición aunque la banda vibre cuando esté en
movimiento.
La señal de contraste está contenida en la señal
analógica proporcionada por la cámara. Desde la subunidad
electrónica se programa el umbral para la detección del contraste,
de modo que es posible conocer en qué fila (o columna) del sensor
matricial de la cámara se registra el contraste producido por el
borde banda-fondo.
En la puesta a punto del dispositivo, se juntan
las dos cámaras sobre el eje y se capta una regla que sirve para
calibrar el aparato y establecer la conversión de píxeles a
milímetros. Esta operación se deberá efectuar para el ajuste de
cero del dispositivo.
Una de las cámaras está fija en un extremo del
eje guía (cámara fija), en la zona por la que se hace pasar uno de
los extremos de la banda. En el otro extremo del eje guía se sitúa
la segunda cámara (cámara móvil). Mediante un motor paso a paso se
hace desplazar esta segunda cámara sobre la guía, hacia la primera
cámara. Durante el desplazamiento, que estará cuantificado, se
examina la señal proporcionada por la segunda cámara para ver si
contiene un contraste superior al umbral. Si no contiene una señal
de contraste, la cámara sigue avanzando, pero si se detecta un
contraste, la cámara se detiene. En este instante, conociendo la
posición relativa de ambas cámaras sobre la guía, la posición (en
filas o columnas) del contraste en cada cámara y habiendo hecho la
operación de ajuste de cero, es posible determinar el ancho de la
faja de hilos o banda. La longitud y estabilidad del
eje-guía determina la anchura máxima que el
dispositivo puede medir con idéntica precisión (valor del error
absoluto), en un rango continuo de medidas, desde una anchura
mínima. Este rango de anchuras podrá abarcar dos órdenes de
magnitud (por ejemplo, de 10 mm a 1000 mm) con precisión de 0.1
mm.
- 1
- cámara fija
- 2
- cámara móvil
- 3
- corona de LEDs
- 4
- lámina de fondo con el material de contraste
- 5
- eje guía sobre el que se desplaza la cámara móvil
- 6
- motor
- 7
- faja de hilos o banda (en la figura se ha exagerado la separación entre los hilos)
- 8
- eje que soporta el dispositivo
- 9
- subunidad electrónica con la circuitería para el control del dispositivo, procesado y comparación de la señal y transmisión del resultado, interfaz con el operador, etc.
Un modo de realizar la invención consiste en un
sistema de visión para medir la anchura de la faja de hilos
textiles en un urdidor seccional. La faja de hilos procedentes de
la fileta, con una anchura que normalmente puede variar entre los 3
cm. y los 60 cm, debe medirse con precisión de 0.1 mm. Esto
determina el desplazamiento que debe efectuar la bota del urdidor a
fin de que los hilos se enrollen manteniendo la separación correcta
entre fajas consecutivas. En la actualidad, esta medida se realiza
mediante un operario especializado, con la bota parada, que
introduce los datos en el módulo de programación de la máquina. La
medida es subjetiva y no alcanza la precisión requerida. Además,
conviene poder efectuar la medida cuando la bota está en
movimiento, para tener la posibilidad de registrar y corregir en
línea las posibles variaciones de anchura de la faja.
Con este dispositivo, la medida pasará a ser
obtenida automáticamente y transferida al módulo de programación
del urdidor sin intervención humana. El módulo contiene las tres
subunidades óptica, mecánica y electrónica integradas en el
urdidor. En la subunidad óptica y por las razones expuestas en el
apartado anterior, se ha elegido como iluminante luz infrarroja
(infrarrojo cercano) y como elementos que la proporcionan, un
conjunto de LEDs que emiten con emisión máxima en 950 nm. Por el
tipo de iluminante y de material de contraste que se utiliza
(caucho de cloropreno, o también pintura negro mate de recubrimiento
de tubos de escape) el dispositivo está especialmente indicado para
la medida de bandas textiles, ya que éstas son normalmente
altamente reflectantes de la radiación infrarroja, mientras que el
material de contraste es altamente absorbente. Para las cámaras es
suficiente con pequeñas cámaras de vigilancia, de bajo coste,
muchas de las cuales son sensibles al infrarrojo próximo además del
espectro visible.
La invención puede asimismo aplicarse a la medida
de bandas de otros materiales, eligiendo convenientemente un
iluminante que sea bien reflejado por el material, una cámara
sensible a dicha radiación y un material de contraste altamente
absorbente a ella.
Como se ha dicho, el objetivo de las cámaras se
ha de elegir para asegurar la precisión deseada (del orden de 0.1
mm), y calcular la profundidad de campo y tamaño del diafragma que
permita medir incluso con pequeñas vibraciones de la faja en
movimiento. Para las mediciones en movimiento se utilizarán
velocidades de avance relativamente bajas ya que con las
vibraciones la precisión real se puede ver disminuida.
- un eje guía sobre en el que se sitúan las
cámaras,
- el motor para el desplazamiento de la cámara
móvil sobre la guía y
- demás componentes para la adaptación del
dispositivo a la máquina principal.
En uno de los extremos del eje se sitúa la cámara
fija, y asociada a ella, la corona de LEDs y la lámina de fondo con
el material de contraste. Otra unidad similar a ésta, pero móvil
(la cámara móvil) se sitúa al otro extremo de la guía. Como valores
típicos para un urdidor seccional, el eje-guía puede
tener 700 mm para medir anchuras desde 10 mm hasta 600 mm con un
error absoluto en torno a 0.1 mm.
La subunidad electrónica está compuesta por un
conjunto de circuitos programados para la ejecución de funciones en
comunicación con el programador central del urdidor. Esta subunidad
controla la posición de las cámaras, envía señales para el avance o
parada de la cámara móvil, procesa la señal que recibe de las
cámaras, calcula la medida de la anchura de la faja y la transmite
al programador del urdidor para que, a su vez, determine el
desplazamiento de la bota para la siguiente faja.
Claims (7)
1. Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas,
caracterizado por medir mediante un sistema de cámaras, sin
contacto con la muestra, la anchura de una serie de hilos
tensionados yuxtapuestos (faja) o banda con precisión submilimétrica
ajustable.
2. Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas,
caracterizado por utilizar un iluminante específico al que
la cámara es sensible, siendo altamente reflejado por el material
de la faja o banda y altamente absorbido por el material de
contraste situado como fondo de la faja.
3. Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas,
según la reivindicación 2, caracterizado por utilizar un
iluminante propio específico para el dispositivo para que la medida
no se vea alterada por las condiciones de iluminación ambiental o
por las variaciones de iluminación del entorno del dispositivo.
4. Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas,
caracterizado por medir con idéntico error absoluto un rango
continuo de distancias de dos órdenes de magnitud, desde una
anchura mínima a una anchura máxima, limitada por la longitud del
eje-guía.
5. Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas,
caracterizado por el hecho de efectuar la medida de la
anchura de la faja o banda cuando está en reposo (medida
estática).
6. Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas,
caracterizado por el hecho de efectuar la medida de la
anchura de la faja o banda cuando está en movimiento, en una
dirección de avance perpendicular a la dirección sobre la que se
efectúa la medida (medida dinámica).
7. Dispositivo de visión para la medida de la
anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas,
caracterizado por ser adaptable a un urdidor seccional para
la medida de la anchura de la faja de hilos textiles mediante
iluminación infrarroja (infrarrojo cercano). Para materiales
distintos del textil, la adaptación se realiza modificando
convenientemente el iluminante para que satisfaga las condiciones
de ser reflejado por el material de la banda y absorbido por el
material del fondo, y utilizando cámaras sensibles a este
iluminante.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200202376A ES2204336A1 (es) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | Dispositivo de vision para la medida de la anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200202376A ES2204336A1 (es) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | Dispositivo de vision para la medida de la anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2204336A1 true ES2204336A1 (es) | 2004-04-16 |
Family
ID=32187424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200202376A Pending ES2204336A1 (es) | 2002-10-02 | 2002-10-02 | Dispositivo de vision para la medida de la anchura de una faja de hilos tensionados yuxtapuestos o bandas. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2204336A1 (es) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4890924A (en) * | 1987-05-22 | 1990-01-02 | Mahlo Gmbh & Co. Kg. | Process and apparatus for measuring the weft thread or course position of textile sheets |
| US5508936A (en) * | 1994-08-12 | 1996-04-16 | Gerber Garment Technology, Inc. | Garment marker system and method having computer assisted alignment with symmetric cloth patterns |
| US5541734A (en) * | 1992-09-24 | 1996-07-30 | Lawson-Hemphill, Inc. | System for electronically grading yarn |
| US5790687A (en) * | 1996-06-18 | 1998-08-04 | Levi Strauss & Co. | Method and apparatus for the optical determination of the orientation of a garment workpiece |
-
2002
- 2002-10-02 ES ES200202376A patent/ES2204336A1/es active Pending
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