ES2277710B1 - Sistema para la deteccion de mezclas en conos de hilo en crudo, en linea de produccion, transporte y/o almacenamiento. - Google Patents
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Abstract
Sistema para la detección de mezclas en conos de hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o almacenamiento. El sistema está previsto para detectar posibles mezclas de fibras en los conos de hilo obtenidos en las instalaciones de hilaturas, basándose en incorporar, al paso de los conos (3) transportados por una cinta (2) prevista en la salida de la instalación, un recinto oscuro (1) en cuyo interior va dispuesta una cámara (4) de captación de imágenes y una fotocélula (5) de detección de paso de los conos(3), pudiendo ir éstos dispuestos en posición plantar o en posición tumbada sobre la cinta transportadora (2). Mediante la cámara (4) y la fotocélula (5), en combinación con un nodo de proceso exterior, se detectan y se visualizan posibles mezclas de fibras en los conos (3), siendo las anomalías indicadas de forma luminosa y/o acústica o por cualquier otra señal eléctrica.
Description
Sistema para la detección de mezclas en conos de
hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o
almacenamiento.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema para
la detección de mezclas en conos de hilos en crudo, cuya finalidad
no es otra que detectar de manera automática aquellos conos que
incorporan mezclas de fibras, operación que se realiza de forma
integrada en el propio proceso de hilatura de los conos, sin
alterar el funcionamiento de las máquinas que intervienen en la
hilatura.
Como es sabido, el proceso de producción de
hilatura comprende una serie de operaciones o etapas cuyo fin es
transformar la materia prima (fibras textiles) en hilos almacenados
en conos, las cuales son finalmente enviadas a los clientes para la
correspondiente confección.
Esos procesos de transformación de las fibras
textiles se realiza en máquinas o instalaciones que pueden ser
utilizadas para el procesado de diferentes tipos de fibras, de
acuerdo con las especificaciones solicitadas por los clientes.
Concretamente, el hilo es producido en las
denominadas "Continuas" y posteriormente se forman los conos,
a partir de varios husadas de hilo, de manera que cuando éstos
tienen diferentes fibras son difícilmente distinguibles, al ser
todos ellos de color blanco. Por ello, en ocasiones se pueden
mezclar husos de diferentes tipos y como consecuencia de ello se
produce un cono con mezclas muy difícil de detectar.
Las husadas de hilo, normalmente de unos 200
gr., son producidos en máquina continua, de manera que la mezcla de
una husada de hilo de un tipo de materia con husadas de otra
materia en la conera, conduce a la producción de un cono defectuoso
pero difícil de detectar a simple vista, debido al color blanco de
todos los hilos generados. Este cono defectuoso, en caso de no ser
detectado por el fabricante del hilo, será empleado por su cliente
para la confección de sus productos y no será percibido el error
hasta la realización del acabado, ya sea tintado o estampado, de
este producto, ya que al tratarse de fibras diferentes tendrán
diferentes comportamientos a los colorantes químicos utilizados.
Esto puede provocar el defecto de una cantidad muy importante de
"prendas" o artículos confeccionados a partir de un cono
defectuoso, que provocarán altos cargos en la hilatura (coste del
hilo y costes de la confección y del acabado de la prenda).
La mezcla incorrecta de una husada de una
materia distinta a la del resto de husadas que conforman un cono,
puede suponer la introducción de entre 4.000 y 13.000 metros de
hilo defectuoso (en el sentido de estar compuesto de una
composición de fibras diferentes a las del resto del cono). Este
defecto, si el cono es utilizado en la urdimbre (que es la mayoría
de los casos), puede provocar un defecto irreparable en la
confección de las prendas, que no será detectado hasta el proceso
de acabado de las mismas. Por tanto, la empresa corre el riesgo de
tener que hacerse cargo de los costes del hilo, confección y
acabado de una cantidad muy importante de material.
Generalmente, la inspección de posibles mezclas
en los conos se realiza mediante la colocación de éstos en un
carro que es transportado a una máquina paletizadora, pasando a
través de un cuarto de luz negra donde el operario inspecciona la
aparición de mezclas. Este método es poco fiable, no garantiza
suficientemente la detección y entrega de conos con mezclas, además
de la ineficiencia temporal y organizativa que conlleva.
No obstante, existen documentos de Patentes en
los que se describen diferentes sistemas de detección de defectos
en conos de hilo.
En tal sentido, puede citarse la Patente
WO-98/41466, referente a un método de inspección de
husadas de hilatura y sistema para su puesta en práctica. También
puede citarse la Patente WO-00/20318, referente a
una instalación para la inspección óptica de conos.
Otra Patente es la WO-99/35074,
referente a una instalación para control de calidad de conos de
hilo.
En tales documentos se describen máquinas
específicas para análisis de los conos utilizando cámaras y
analizando, mediante varias de ellas, muchas zonas diferentes de
los conos. Estos sistemas tienen como principal desventaja la
necesidad de complejas maquinarias que hay que instalar y en las
cuales se tienen que colocar todas los conos a analizar.
Por ello, el método ralentiza sustancialmente el
proceso final, debido a la necesidad de colocar los conos en esta
nueva máquina para su análisis, además de tener que adquirir
diferentes imágenes de cada una de ellas, con lo que el proceso
final todavía se ralentiza más.
Además, en ningún caso se especifican ni los
tipos algoritmos de procesamiento a aplicar, ni los diferentes
tipos de defectos, ni de la incidencia ni gravedad de ellos sobre
la producción.
Por otra parte, puede citarse la Patente
US-5138151 que describe métodos de adquisición
basados en cámaras lineales que, en este caso, sí están dispuestos
en la misma línea de producción pero necesitan, igualmente, varias
adquisiciones de cada cono para su análisis cubriendo porciones
pequeñas, con lo que no se pueden detectar todos los tipos de
defectos, en particular las mezclas que requieren una amplia zona
de procesado debido a su escaso contraste. Los métodos descritos en
esta Patente no sirven para detectar mezclas por su naturaleza y
montaje.
En otra Patente US-5359408 se
describe un sistema para la inspección de conos de hilatura basado
en la adquisición de imágenes, requiriendo igualmente un sistema
específico para el análisis, teniendo que ser cargados y
descargados los conos en este sistema. Por otra parte, la ubicación
de las cámaras dificulta el análisis de las mezclas, ya que éstas
se sitúan en un eje perpendicular al eje de los conos, estando
dedicado este sistema a otros tipos de defectos en los conos.
En todos los casos anteriormente referidos, son
necesarias determinadas condiciones de equipamiento o funcionalidad
entre las que cabe decir lo siguiente:
- -
- Se necesita utilizar maquinarias notablemente costosas que implican situar los conos en las zonas de análisis.
- -
- Se necesitan varias cámaras de adquisición de imágenes.
- -
- El análisis de las imágenes se ralentiza sustancialmente por la necesidad de transportar los conos a los dispositivos de análisis, por la adquisición de múltiples imágenes a procesar.
- -
- En algunos casos no se especifican los algoritmos de análisis a emplear.
- -
- Igualmente, no se especifica el tipo de iluminación a emplear.
- -
- Tampoco se especifica la gravedad de los diferentes tipos de defectos.
El sistema de la invención está previsto para
asegurar al 100%, de manera automática, la ausencia de mezclas en
los conos de hilo crudo obtenidos en las coneras o máquinas de
bobinar, permitiendo paletizar los conos directamente a la salida
de la máquina o instalación, lo que supone un importante ahorro de
tiempo para las hilaturas.
El sistema en cuestión puede integrarse en las
propias instalaciones de hilaturas, de manera tal que dependiendo
del tipo de hilatura y del punto de inspección donde se integre el
sistema, los conos avanzarán en una u otra de las dos posiciones
naturales en que pueden disponerse, es decir, la posición en planta
o la posición tumbada. Los conos, en cualquiera de esas posiciones,
avanzarán sobre la propia cinta de transporte, de manera que
aprovechando tal hecho es posible ubicar e integrar el sistema en
el proceso de producción sin alterar su funcionamiento.
Al paso de esas cintas transportadoras del cono,
se ha previsto un recinto oscuro con unas condiciones de
iluminación constantes, sin interferencias del exterior, para lo
cual se ha previsto que en el interior del recinto oscuro vaya
montada una cámara de captura de imágenes, así como una fotocélula
de detección de paso para la sincronización de la captura de la
imagen.
Exteriormente, el sistema incluye un nodo de
proceso que comprende: un procesador; una tarjeta de adquisición de
imágenes, y un hardware de sincronización y control de
procesos.
De esta manera, en el momento en el que en el
proceso de producción se ponga en marcha la cinta de transporte
prevista para la salida del cono, la fotocélula detectará el paso
del cono y ordenará el disparo de la captura de la imagen por parte
de la cámara de captación, de manera tal que si el cono tiene una
mezcla de fibras la imagen capturada se señalizará
convenientemente.
Tras capturar la imagen, la cinta transportadora
continúa su movimiento normalmente, de modo que únicamente en el
caso de que el sistema detecte una mezcla de fibras los sistemas de
control de procesos modificarán el comportamiento de la cinta y los
sistemas de expulsión. Esta puede ser desde detener la cinta y
activar la alarma para atender la situación, hasta modificar la
trayectoria del cono defectuoso para extraerla de la línea de
producción.
En cuanto a los algoritmos de procesado de
imagen, éstos se dividen en las siguientes etapas:
- -
- Calibración de la imagen (lo que permite el ajuste de parámetros de captura en función de las características de reflexión de las fibras que se estén analizando).
- -
- Detección del centro y de los bordes exteriores del cono, dado que éstos pueden varias en función de las dimensiones del cono en proceso.
- -
- Filtrado del ruido.
- -
- Conversión del plano de color RGB al plano YUV.
- -
- Algoritmo de realce de contrastes.
- -
- Cálculo de los perfiles radiales.
- -
- Análisis de los perfiles radiales para la detección de desviaciones.
Concretamente, el sistema descrito se basa en
las siguientes características.
- -
- El sistema se puede instalar fácilmente a la salida de cualquier conera.
- -
- Un nodo de proceso puede analizar el funcionamiento de tres coneras simultáneamente.
- -
- El sistema permite activar y desactivar el análisis en toda la salida o por tramos.
- -
- Indicación de defecto mediante señal luminosa.
- -
- Visualización en pantalla de la mezcla encontrada.
- -
- Autoconfigurable, es decir que el sistema permite trabajar con diferentes tipos de fibras sin necesidad de realizar ningún ajuste en los parámetros de funcionamiento.
- -
- Generación de un historial de conos procesados y detectadas.
Entre las ventajas derivadas de la nueva
concepción del sistema, pueden citarse las siguientes:
1.- El sistema es operativo al 100% con unos
objetivos específicos nada ambiguos y no especificados por ninguna
de las patentes citadas en el apartado "Antecedentes de la
Invención". Además, el sistema permite tratar un determinado
tipo de defecto en un determinado tipo de conos que no están
cubiertos por ningún otro sistema.
2.- El sistema tiene importantes ventajas
respecto a otros especificados en las patentes analizadas en el
apartado "Antecedentes de la Invención", ya que se adapta a
las instalaciones de producción existentes sin necesidad de
transportar los conos a ninguna unidad de análisis, pues ésta se
realiza sobre la misma cinta transportadora de expulsión de los
conos.
3.- El impacto sobre la producción es mínimo
debido al punto anterior, ya que los conos no se transportan a
ningún otro lugar para su inspección, y su análisis se realiza
"in situ", a la salida del enconado, con una mínima
parada de la cinta de expulsión.
4.- Bajo coste del sistema, debido al empleo de
cámaras de adquisición de bajo coste con una sola cámara por
instalación de producción y una sola unidad de procesado para dos
instalaciones coneras.
5.- Se han analizado los requerimientos por
parte de empresas de coneras, estudiando la problemática, y se han
cuantificado sus necesidades, de manera que mediante el sistema de
la invención se solucionan los problemas graves que pueden
ocasionar este tipo de defectos, siendo el resto de defectos
inexistentes o con un impacto nulo.
6.- El sistema aborda una problemática diferente
a la del resto de sistemas existentes en las Patentes analizadas
en el apartado "Antecedentes de la Invención", presentando
otras ventajas, además de su bajo costo, facilidad de instalación
sobre la misma línea de producción, etc., aportando soluciones a
los problemas reales analizados sobre las empresas de hilatura
consultadas.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor
comprensión de las características del invento, se acompaña a la
presente memoria descriptiva un juego de dibujos en base a los
cuales se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas
del sistema objeto de la invención.
Figura 1.- Muestra una representación
esquemática en alzado lateral del recinto oscuro situado al paso de
la cinta transportadora con los conos, yendo éstos situados en
posición tumbada.
Figura 2.- Muestra otra representación
esquemática de una parte de lo representado en la figura anterior,
viéndose en el interior del recinto oscuro la fotocélula y la
cámara captación de imágenes.
Figura 3.- Muestra una vista frontal de un cono
que ha sido detectado con mezclas de fibras.
A la vista de las comentadas figuras, puede
observarse cómo el sistema de la invención, previsto para la
detección de conos defectuosos, es decir, con mezclas de hilo en
crudo, que se conforman en las correspondientes máquinas o
instalaciones de hilaturas, comprende un recinto oscuro 1 al paso
de la correspondiente cinta 2 prevista a la salida de la máquina de
hilatura para el transporte de los conos 3, pudiendo éstos ir
dispuestos en posición plantar o bien en posición tumbada, como se
ve en las figuras 1 y 2.
En ese recinto oscuro 1 se dispone una cámara 4
de captación de imágenes y una fotocélula 5 situada lateralmente
al paso de los conos 3, fotocélula prevista para la detección de
paso al objeto de llevar a cabo la sincronización de la captura de
imágenes. Dicha fotocélula 5 se dispondrá en una u otra posición de
acuerdo con el posicionado de los conos 3 sobre la cinta
transportadora de salida 2.
El sistema requiere para su correcto
funcionamiento unas condiciones de iluminación constantes, para lo
cual tanto la cámara 4 como la fotocélula 5, así como los propios
medios de iluminación necesaria, se integran dentro del recinto
oscuro 1; mientras que exteriormente a dicho recinto oscuro 1 se
monta, a una distancia inferior a 10 metros, un nodo de proceso que
incluye un procesador, una tarjeta de adquisición de imágenes y un
hardware de sincronización y control de procesos.
En el momento en que el proceso de producción
ponga en marcha la cinta transportadora 2, para conducirla a otro
punto de la línea de producción (extracción y embalado
habitualmente), la fotocélula 5 detectará el paso del cono 3 y
ordenará el disparo de la captura de la imagen por parte de la
cámara 4 de captación.
La imagen capturada puede corresponder a un cono
3 carente de mezclas, o bien ser un cono 3 con mezcla como la
mostrada en la figura 3, en cuyo caso será detectada y visualizada
una corona 6 con distinto tono al del propio cono 3, indicando el
defecto o la fibra distinta de esa corona 6 que corresponderá
lógicamente al de un cono de los varios que han sido utilizados en
la formación del cono 3.
Tras capturar la imagen, la cinta 2 continua su
movimiento normalmente, de manera que los sistemas de control
únicamente modificarán el comportamiento de dicha cinta 2 en el
caso de detectar mezcla como se acaba de referir con
anterioridad.
Claims (6)
1. Sistema para la detección de mezclas en conos
de hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o
almacenamiento, que estando previsto para detectar de forma
automática posibles mezclas de fibras en los conos que se obtienen
en las instalaciones de hilaturas, se caracteriza porque
sobre la propia cinta (2) prevista a la salida del proceso de
hilatura, para el transporte de los conos(3) hacia la zona
de almacenamiento o de paletización de éstas, se ha dispuesto un
recinto oscuro (1) a través del cual pasa dicha cinta (2) con los
conos (3), incorporando en el interior de dicho recinto oscuro (1)
una cámara (4) de captación de imágenes y una fotocélula lateral
(5) al paso de los conos (3) para la detección de éstos,
proporcionado la oportuna orden de disparo de la captura de la
imagen por parte de la cámara (4).
2. Sistema para la detección de mezclas en conos
de hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o
almacenamiento, según reivindicación 1, caracterizado porque
el recinto oscuro (1) incorpora en su interior, además de la cámara
(4) de captación de imágenes y de la fotocélula (5) de detección de
paso de los conos(3), unos medios de iluminación apropiados
para proporcionar a la cámara (4) una fuente constante de luz sin
interferencias con el exterior.
3. Sistema para la detección de mezclas en conos
de hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o
almacenamiento, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque exteriormente al recinto oscuro (1),
incorpora un nodo de proceso formado por un procesador, una tarjeta
de adquisición de imágenes y un hardware de sincronización y
control de procesos.
4. Sistema para la detección de mezclas en conos
de hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o
almacenamiento, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque los conos (3) van dispuestos sobre la
cinta transportadora (2) en posición plantar.
5. Sistema para la detección de mezclas en conos
de hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o
almacenamiento, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque los conos (3) van dispuestos sobre la cinta transportadora
(2) en posición tumbada.
6. Sistema para la detección de mezclas en conos
de hilo en crudo, en línea de producción, transporte y/o
almacenamiento, según reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque incluye medios de visualización en
pantalla de la mezcla de fibras detectada en los conos (3), así
como medios indicadores, mediante señal luminosa, acústica, o
cualquier otra señal eléctrica de defectos detectados en los conos
(3).
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