ES2961481T3 - Dispositivo y procedimiento relacionado para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo - Google Patents

Dispositivo y procedimiento relacionado para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo Download PDF

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Abstract

Un dispositivo (1) para el control automático del tono de color de un carrete de hilo, comprende: un bastidor (11) que soporta un brazo (10) sobre el que se puede colocar un carrete de hilo (5); un dispositivo de medición de color (20) adaptado para proyectar un haz de medición (21) sobre una porción cilíndrica (53) del carrete de hilo (5), comprendiendo dicho dispositivo de medición (20) una cámara (25) y un iluminador alineado con el cámara (25), siendo dicho iluminador multiespectral y adaptado para iluminar el carrete de hilo (5) con diferentes longitudes de onda; un ordenador provisto de una pantalla (30) con interfaz gráfica y conectado al medidor (20), adaptado para procesar la clasificación de la bobina de hilo (5) cargada en el brazo (10) en base a las mediciones realizadas por el metro (20). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo y procedimiento relacionado para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo
El objetivo de la presente invención es un dispositivo para leer automáticamente la tonalidad cromática de un carrete de hilo textil (por ejemplo, para tejidos o cuerdas), y un procedimiento de clasificación relacionado.
En el sector textil, la responsabilidad del control de calidad del hilo producido recae en el proveedor, quien en la práctica indica una muestra de hilo como referencia para la tonalidad cromática de toda la producción posterior. La discrepancia entre la tonalidad real del tejido producido y la tonalidad de muestra se traduce en sanciones para el proveedor de la hebra.
De hecho, la falta de uniformidad del color de los carretes de hilo usados, a modo de explicación pero no a modo de limitación, para la producción de un tejido es claramente visible en el tejido final, que tiene forros más oscuros o más claros con respecto al color base.
Actualmente, el control de la tonalidad cromática de las carretes de hilo se confía a la experiencia de operarios especializados, que lo llevan a cabo de manera completamente manual, es decir, se coloca el carrete a plena luz del día, en una habitación bien iluminada, y se compara a simple vista con una muestra de referencia, o se producen muestras de tejido de forma alternativa tejidas con unos pocos centímetros de hilo de muestra alternando con unos pocos centímetros de carretes de hilo numerados individuales para compararse con el propio carrete de muestra, realizándose siempre la comparación a simple vista. Está claro que la valoración del operario, aunque especializada, todavía es bastante subjetiva y, por lo tanto, fuente de errores. Se ha observado que estadísticamente, tras un turno y, por lo tanto, un cambio de operario, la verificación de la tonalidad cromática puede dar resultados muy diferentes.
El documento US 5636803 A divulga un dispositivo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.
El objetivo de la presente invención es resolver los problemas anteriores.
Dicho objetivo se logra por un dispositivo para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo de acuerdo con la reivindicación 1, y por un procedimiento de clasificación de tonalidad cromática relacionado de acuerdo con la reivindicación 9. Las reivindicaciones dependientes describen modos de realización preferentes de la invención.
Los rasgos característicos y ventajas del dispositivo de acuerdo con la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción, dada a modo de explicación y no a modo de limitación, de acuerdo con las figuras adjuntas, en las que:
- las figuras 1A y 1B muestran respectivamente una vista frontal y una vista axonométrica de un dispositivo para el control automático de la tonalidad cromática de acuerdo con la presente invención;
- la figura 2 muestra un componente del dispositivo de la figura 1, en particular, muestra el dispositivo de medición de color en una vista axonométrica;
- las figuras 3A, 3B y 3C muestran respectivamente una vista frontal, una vista en sección y una vista en sección axonométrica del dispositivo de medición de color de la figura 2.
Con referencia a las figuras adjuntas, el número de referencia 1 en general indica un dispositivo para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo.
El dispositivo 1 comprende un bastidor 11 que soporta un brazo 10 sobre el que es posible colocar un carrete de hilo 5 que se va a analizar.
El carrete de hilo 5, visible por ejemplo en la figura 1, consiste en hilo enrollado en un carrete 55. Mirando el carrete de hilo 5 desde el frente, se puede observar que el hilo enrollado forma un cuerpo 52 para el que es posible definir una porción cilíndrica 53, interpuesta entre dos porciones cónicas 54. Mirando el carrete desde un lado, es visible el carrete 55, provisto de un orificio 56 para cargar el carrete de hilo 5 en el brazo 10 del dispositivo 1 para el control automático de la tonalidad cromática.
El brazo 10 está equipado con un hombro trasero 13, adaptado para hacer de tope para el carrete 55 del carrete de hilo 5. La presencia del hombro trasero 13 permite situar el carrete de hilo 5 en la posición correcta para la etapa de medición.
El dispositivo 1 comprende al menos un dispositivo de medición de color 20, adaptado para proyectar un haz de medición 21 sobre el carrete de hilo 5. En particular, el medidor 20 proyecta un haz de medición 21 en el brazo 10, de modo que, cuando el carrete de hilo 5 se carga sobre el brazo 10, el haz de medición 21 intercepta la línea central de la porción cilíndrica 53 del carrete de hilo.
Habiendo definido como X el eje longitudinal de extensión del brazo 10, el medidor 20 proyecta el haz de medición 21 ortogonalmente con respecto al eje (X).
Preferentemente, el medidor 20 se sitúa sobre un carro 9 que es separable del bastidor 11. El medidor 20 se conecta a un ordenador (no mostrado) provisto de una pantalla 30 con una interfaz gráfica de usuario.
Preferentemente, el medidor 20 está provisto de medios de movimiento vertical 91, adaptados para elevar y bajar el medidor con respecto al brazo 10 a lo largo del eje vertical.
Preferentemente, el medidor 20 está provisto de medios de movimiento horizontal 92, adaptados para acercar y alejar el medidor con respecto al brazo 10 a lo largo de un eje horizontal.
El medidor 20 permite obtener la diferencia de tonalidad del carrete bajo observación (carrete objetivo) con respecto a una muestra de referencia (carrete de muestra). En particular, el medidor 20 realiza un análisis multiespectral del carrete de hilo 5, usando una cámara y un iluminador sincronizado adecuadamente con la lectura de la cámara. Cabe destacar que la cámara permite captar imágenes (hasta ocho) con la muestra iluminada con ocho tipos de luz en diversas frecuencias en el espectro visible (luz UV, luz AZUL, luz VERDE, luz MORADA ROJIZA, luz ROJA, luz INFRARROJA, luz ROJA LEJANA, luz BLANCA).
Por lo tanto, el medidor 20 comprende una cámara 25 y un iluminador situado alineado con la cámara 25.
De acuerdo con la invención, la cámara es monocromática de alta resolución.
Preferentemente, el iluminador es multiespectral con ocho LED incorporados, cada uno de ellos adaptado para iluminar el objetivo con una longitud de onda específica.
El medidor 20, como resultado de la medición, proporciona un número que considera en conjunto la intensidad promedio del color del carrete de hilo objetivo 5, fotografiado en las ocho longitudes de onda emitidas. Si los ocho resultados son todos 0, significa que todos los píxeles con cada luz emitida están saturados de negro. Si los 8 resultados son todos 255, significa que todos los píxeles de cada luz emitida están saturados de blanco.
Se definió, por tanto, un espacio de ocho dimensiones (una dimensión por cada longitud de onda emitida) con las mismas propiedades que un espacio euclidiano. En dicho espacio de ocho dimensiones se definen dos puntos de referencia:
- un punto medio, que tiene como coordenadas las ocho saturaciones promedio medidas para la muestra de referencia (carrete de muestra);
- un punto negro, correspondiente al punto de saturación del negro.
La medición en el carrete bajo análisis (carrete objetivo) se calcula como la distancia con respecto al punto medio y al punto negro.
En detalle, por lo tanto, habiendo obtenido las ocho saturaciones promedio como medición, se consideran coordenadas de un punto.
P = (s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8)
s1 = saturación promedio con luz UV
s2 = saturación promedio con luz AZUL
s3 = saturación promedio con luz VERDE
s4 = saturación promedio con luz MORADA ROJIZA
s5 = saturación promedio con luz ROJA
s6 = saturación promedio con luz INFRARROJA
s7 = saturación promedio con luz ROJA LEJANA
s8 = saturación promedio con luz BLANCA
De lo que se obtiene la distancia desde el punto negro (es decir, desde el punto completamente saturado hasta el negro), calculada como la norma del punto:
Este resultado expresa numéricamente qué tan intenso es el color observado por el medidor.
Este es un número que varía de 0,0 a 721,25 y la unidad de medición se denomina "are". Por lo tanto, por definición, la distancia entre una muestra de color negro en todas las iluminaciones y una muestra de color blanco en todas las iluminaciones es 721,25 "ares".
También el objetivo de la invención es un procedimiento para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo.
El procedimiento implica una etapa inicial de establecimiento del color de referencia, es decir, la adquisición de un parámetro de muestra de color (carrete de muestra). Dicha etapa implica cargar un carrete de hilo de muestra sobre el brazo 10 del dispositivo 1 y proyectar el haz de medición 21 sobre una porción cilíndrica 53 del carrete. El medidor detecta las ocho saturaciones promedio de la muestra de referencia (carrete de muestra) y calcula los puntos de referencia "punto medio" y "punto negro".
Una vez que se ha completado el establecimiento, el procedimiento implica una etapa de medición del color del carrete, es decir, adquirir el color del carrete que se va a clasificar. Dicha etapa implica cargar el carrete de hilo que se va a clasificar sobre el brazo 10 del dispositivo 1 y proyectar el haz de medición 21 sobre una porción cilíndrica 53 del carrete. El medidor detecta las ocho saturaciones promedio del carrete de hilo objetivo.
En este punto se clasifican las ocho saturaciones promedio del carrete objetivo por comparación con el "punto medio" y el "punto negro" y se calcula la medición en el carrete como la distancia con respecto al punto medio y al punto negro.
De este modo, es posible establecer con exactitud la correspondencia del "color de carrete" con el "color de muestra" y, en caso de discrepancia, tener una indicación de cuánto más claro o más oscuro es el "color de carrete" en comparación con el "color de muestra".
Por lo tanto, la etapa de adquisición de color (tanto del carrete de muestra como del carrete que se va a clasificar) se produce sobre la base de la iluminación con ocho tipos de luz a diversas frecuencias en el espectro visible (luz UV, luz AZUL, luz VERDE, luz MORADA ROJIZA, luz ROJA, luz INFRARROJA, luz ROJA LEJANA, luz BLANCA). Preferentemente, el dispositivo 1 permite además la clasificación de los carretes de hilo 5 sobre la base del peso (g), diámetro (mm) y densidad (g/cm3).
Preferentemente, el dispositivo 1 comprende, en el brazo 10, una celda de carga para medir el peso del carrete de hilo 5 una vez que este último se sitúa sobre el brazo 10.
Preferentemente, el dispositivo 1 comprende un puente 111, sujetado al bastidor 11, dispuesto por encima del brazo 10. Preferentemente, el puente 111 se extiende más allá del brazo 10. El puente 111 está provisto de un carril longitudinal a lo largo del que se desliza un detector. Dicho detector puede proyectar un haz de detección sobre el carrete de hilo 5. En particular, el detector proyecta un haz de detección en el brazo 10, de modo que, cuando el carrete de hilo 5 se carga sobre el brazo 10, el haz de medición 21 intercepta el cuerpo 52 del carrete de hilo. Puesto que el detector es deslizable a lo largo del carril, puede proyectar el haz de detección a lo largo de todo el cuerpo 52 del carrete de hilo (es decir, tanto a lo largo de la porción cilíndrica 53 como a lo largo de las porciones cónicas 54). De forma ventajosa, por lo tanto, el detector puede detectar la geometría exacta del carrete de hilo cargado sobre el brazo 10.
El procedimiento de clasificación de carrete, en base al peso (g), diámetro (mm) y densidad (g/cm3), comprende las etapas de:
- cargar el carrete de hilo 5 sobre el brazo 10, provisto de una celda de carga;
- medir el peso: detección del peso bruto del carrete de hilo cargado sobre el brazo 10, cálculo del peso neto del hilo restando el peso del carrete 55;
- medir el volumen: activación del detector, deslizamiento a lo largo del carril y registro de una pluralidad de mediciones de geometría del carrete, cálculo del volumen total del carrete, cálculo del volumen neto del hilo restando el volumen del carrete 55;
- medir la densidad: cálculo de la densidad del hilo en base al peso y volumen previamente registrados.
En este punto se clasifican los valores de peso, volumen y densidad en comparación con los valores de referencia previamente establecidos.
De forma ventajosa, la medición del volumen del carrete de hilo 5, y en particular la medición del diámetro, se usa por el medidor 20 para centrar el enfoque (autofoco) en la línea central de la porción cilíndrica 53 del carrete de hilo.
Por lo tanto, es evidente que el procedimiento para la clasificación automática de la tonalidad cromática de un carrete de hilo de acuerdo con la presente invención, devuelve al operario, en un único número conveniente, el resultado de un análisis en profundidad del color del objetivo.
Además, puesto que la clasificación automática de la tonalidad cromática se basa en el análisis de cómo responde el color de objetivo a todas las fuentes de luz posibles, la medición resultante es sumamente precisa.
De forma innovadora, un dispositivo para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo, y un procedimiento de clasificación relacionado de acuerdo con la presente invención, permite que las mediciones tomadas en el carrete sean objetivas y, por lo tanto, hacer que la clasificación sea objetiva y libre de errores.
De forma ventajosa, por lo tanto, el dispositivo y el procedimiento descritos en el presente documento permiten que la medición y la clasificación de los carretes de hilo sean totalmente automáticas, con el doble propósito de garantizar una absoluta objetividad en la valoración y de reducir el coste de la mano de obra usada para el propio control y, especialmente, de todas las posibles reclamaciones, bastante costosas, resultantes de valoraciones subjetivas de la calidad de los carretes de hilo. Dicho aspecto es muy importante, especialmente para las categorías de productos de alta gama.
De forma ventajosa, por lo tanto, el dispositivo y el procedimiento descritos en el presente documento tienen las siguientes ventajas técnicas:
- permiten excluir el impacto de fuentes de luz externas, que por lo tanto no afectan la medición;
- permiten excluir los efectos debidos a la rugosidad superficial del carrete de hilo, que por lo tanto no afectan la medición;
- permiten excluir los efectos debidos a la geometría del carrete de hilo, que por lo tanto no afectan la medición;
- permiten un posicionamiento automático con autofoco.
Es evidente que los expertos en la técnica pueden modificar el objeto descrito anteriormente, sin apartarse del alcance de protección como se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    i.Dispositivo (1) para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo, que comprende:
    - un bastidor (11) que soporta un brazo (10) sobre el que se puede colocar un carrete de hilo (5); - un dispositivo de medición de color (20) adaptado para proyectar un haz de medición (21) sobre una porción cilíndrica (53) del carrete de hilo (5), comprendiendo dicho dispositivo de medición (20) una cámara (25) y un iluminador alineado con la cámara (25), siendo dicho iluminador multiespectral y adaptado para iluminar el carrete de hilo (5) con diferentes longitudes de onda;
    - un ordenador provisto de una pantalla (30) con interfaz gráfica y conectado al medidor (20), adaptado para procesar la clasificación del carrete de hilo (5) cargado en el brazo (10) sobre la base de las mediciones realizadas por el medidor (20),
    caracterizado por que la cámara es monocromática de alta resolución.
  2. 2. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el iluminador multiespectral comprende ocho LED, y cada uno de ellos proyecta una luz a una frecuencia precisa en el espectro visible.
  3. 3. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el iluminador multiespectral proyecta: luz UV, luz AZUL, luz VERDE, luz AMARANTO, luz ROJA, luz INFRARROJA, luz ROJA LEJANA, luz BLANCA.
  4. 4. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el medidor (20) está provisto de medios de movimiento vertical (91), adaptados para levantarlo y bajarlo con respecto al brazo (10) a lo largo de un eje vertical, y/o medios de movimiento horizontal (92), adaptados para acercarlo y alejarlo del brazo (10) a lo largo de un eje horizontal.
  5. 5. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el medidor (20) está dispuesto sobre un carro (9) separable del bastidor (11).
  6. 6. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que, habiendo definido el eje longitudinal (X) de extensión del brazo (10), el dispositivo de medición (20) proyecta el haz de medición (21) ortogonalmente con respecto al eje (X), para centrar la línea central de la porción cilíndrica (53) del carrete de hilo.
  7. 7. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende, en el brazo (10), una celda de carga (7) adaptada para detectar el peso del carrete de hilo (5) cargado en el brazo (10).
  8. 8. Dispositivo (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende un puente (111), fijado al bastidor (11) y por encima del brazo (10), provisto de un carril (112) sobre el que se desliza un detector (40), adaptado para proyectar un haz de detección sobre el cuerpo (52) del carrete de hilo (5) cargado en el brazo (10), para detectar el volumen del mismo.
  9. 9. Procedimiento para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo, que comprende las etapas de:
    - proporcionar un dispositivo (1) para el control automático de la tonalidad cromática de un carrete de hilo, de acuerdo con la reivindicación 1;
    - establecer el color de referencia;
    - cargar un carrete de muestra de hilo sobre el brazo (10) del dispositivo (1) y proyectar el haz de medición (21) sobre una porción cilíndrica (53) del carrete;
    - detectar a través del medidor (20) ocho saturaciones promedio, una para cada frecuencia de luz:
    51 = saturación promedio con luz UV
    52 = saturación promedio con luz AZUL
    53 = saturación promedio con luz VERDE
    54 = saturación promedio con luz MORADA ROJIZA
    55 = saturación promedio con luz ROJA
    56 = saturación promedio con luz INFRARROJA
    57 = saturación promedio con luz ROJA LEJANA
    58 = saturación promedio con luz BLANCA
    - definir el "color de muestra" el punto que tiene coordenadas (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8);
    - medir el color del carrete (5) que se va a analizar;
    - cargar el carrete de hilo (5) que se va a analizar sobre el brazo (10) del dispositivo (1) y proyectar el haz de medición (21) sobre una porción cilíndrica (53) del carrete;
    - detectar a través del medidor (20) ocho saturaciones promedio, una para cada frecuencia de luz: s1 = saturación promedio con luz UV
    s2 = saturación promedio con luz AZUL
    s3 = saturación promedio con luz VERDE
    s4 = saturación promedio con luz MORADA ROJIZA
    s5 = saturación promedio con luz ROJA
    s6 = saturación promedio con luz INFRARROJA
    s7 = saturación promedio con luz ROJA LEJANA
    s8 = saturación promedio con luz BLANCA
    - definir el "color de carrete" el punto que tiene coordenadas (s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8);
    - clasificar el color del carrete como la distancia del punto de "color de carrete" con respecto al punto de "color de muestra".
  10. 10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende además la etapa de clasificar el carrete de hilo (5) sobre la base del peso, diámetro y densidad, en el que esta etapa proporciona:
    - proporcionar un dispositivo (1) de acuerdo con las reivindicaciones 7 y 8;
    - medir el peso: medir el peso del carrete de hilo cargado en el brazo (10) a través de la celda de carga (7), calcular el peso neto del hilo restando el peso del carrete (55);
    - medir el volumen: activar el detector (40), deslizar a lo largo del carril (112), y registrar una pluralidad de mediciones de geometría del carrete, calcular el volumen total del carrete, calcular el volumen neto del hilo restando el volumen del carrete (55);
    - medir la densidad: calcular la densidad del hilo en base al peso neto y volumen neto previamente registrados.
  11. 11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que las mediciones de geometría detectadas durante la medición de volumen se usan para lograr el enfoque del medidor (20) y/o el centrado del haz de medición (21) con respecto a la línea central de eje de la porción cilíndrica (53) del carrete de hilo (5) cargado en el brazo (10).
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