ITMI20000623A1 - Procedimento e dispositivo per determinare l'allineamento di formazioni lineari in nastri a prevalente estensione superficiale specialmente - Google Patents

Description

determinazione precisa e veloce dell'allineamento di formazioni lineari in manufatti strutturali nastriformi, secondo l'invenzione è previsto di guidare ad andirivieni la sorgente di radiazioni (2) ed il dispositivo rivelatore (5) insieme e sincronicamente sulla larghezza del manufatto strutturale, laddove in corrispondenza di almeno una posizione trasversale viene rilevata la locale immagine strutturale.

(Figura 1)

Descrizione del trovato

L'invenzione riguarda un procedimento ed un dispositivo per determinare l'allineamento di formazioni lineari in nastri a prevalente estensione superficiale, specialmente mossi longitudinalmente, di un manufatto strutturale del genere indicato nella definizione introduttiva della rivendicazione 1 e relativamente al dispositivo indicato nella definizione introduttiva della rivendicazione 10.

L'allineamento di formazioni lineari in nastri a prevalente estensione superficiale di un manufatto strutturale nel caso della produzione dei nastri strutturali può scostarsi dall'immagine ideale. Per assicurare la qualità pertanto è necessaria la conoscenza il più possibile precisa degli effettivi allineamenti delle formazioni lineari, per correggere ad esempio scostamenti, eventualmente verificantisi in successive fasi di lavorazione, dall'immagine ideale, come ad esempio deformazioni in pezze tessili.

Dal DE-C-l 635266 è noto un procedimento per misurare la posizione dei fili di trama di pezze tessili mobili mediante una sorgente luminosa, orientata sulla pezza tessile, e un dispositivo misuratore, che contiene almeno una fotocellula influenzata dalla sorgente luminosa. La tensione elettrica fornita dalla fotocellula in tal caso serve da segnale. Il noto procedimento al riguardo prevede di portare il dispositivo misuratore a seguire la rispettiva posizione dei fili di trama, automaticamente e fino a quando si imposta un valore estremo del segnale fornito dalla fotocellula, rispettivamente dei segnali forniti dalle fotocellule. Per determinare gli scostamenti angolari dei fili di trama si misura lo scostamento della posizione, fornente un valore estremo del segnale, del dispositivo misuratore dalla posizione normale. Pertanto con questo principio di misurazione mediante un'adeguata ottica da una superficie tessile illuminata un elemento superficiale lineare viene rilevato da un fotosensore, e tuttavia solo localmente in una zona di misurazione rilevabile dall'ottica. Per ottenere informazioni sull'allineamento delle formazioni lineari sull'intera larghezza del nastro vanno disposti l'uno contro l'altro più corrispondenti dispositivi misuratori.

Per rilevare l'intera larghezza della pezza tessile e mantenere in tal caso il più possibile modesto il dispendio costruttivo, nel DE 2850 804 C2 viene proposto di disporre sulla metà sinistra e sulla metà destra della superficie della pezza rispettivamente una oppure più teste esploratrici e di muoverle in sensi contrari simmetricamente al centro della pezza, laddove i segnali di esplorazione di entrambe le metà devono essere correlati. Per valutare i segnali misurati, ricavati da un'osservazione a colonne della superficie mediante sistema di lenti ottico, è tuttavia necessario un tempo relativamente lungo. Specialmente nel caso di pezze che si muovono rapidamente e di deformazioni che cambiano rapidamente e fortemente, spesso non è più possibile stabilire relazioni fra le misurazioni sulla larghezza della pezza.

Il DE 3633 439 C2 descrive una disposizione di rivelatori con diaframmi a fessura, sistemi di lenti ottici e fotoelementi, che vengono ruotati ad andirivieni da un motore a passi. Alternativamente alla disposizione girevole degli elementi costruttivi viene proposto un dispositivo rivelatore fisso con una pluralità di sensori fotosensibili, essendo previsto l'impiego di una camera CCD (charged coupled device), in cui i sensori fotosensibili sono disposti in una riga fissa. In una unità calcolatrice mediante valutazione della riga CCD in corrispondenza di singoli punti della zona lineare sulla pezza effettua una rotazione virtuale al posto della rotazione meccanica, effettuata con un motore a passi, per il sistema ottico. Il DE 37 17 305 CI per misurare la posizione dei fili di trama oppure della fila di maglie (angolo di deformazione) in pezze tessili trasportate progressivamente, propone l'osservazione di un settore a forma di intercapedine dalla pezza con il procedimento ad illuminazione per trasparenza oppure ad illuminazione dall'alto, laddove mediante righe di CCD i valori di luminosità all'interno del settore vengono suddivisi in due stadi (chiaro, scuro). Dai valori di luminosità digitali dei sensori CCD all'interno del settore di misurazione si determinano quelle sezioni, all'interno delle quali i valori di luminosità possono essere associati progressivamente ad uno stadio, per ricavare da ciò l'angolo di deformazione del filo di trama. I settori a forma di intercapedine formano un angolo fisso con la direzione di trasporto della pezza tessile. Nonostante due file di CCD come fotosensori con il noto dispositivo, specialmente per manufatti strutturali con formazioni lineari complesse, specialmente nel caso di tessili a maglie strette, non è possibile ottenere una sufficiente precisione per la determinazione dell'allineamento e per la determinazione di deformazioni.

Il documento EP 0741 290 Al illustra un procedimento per riconoscere l'angolo di deformazione di pezze tessili passanti, laddove dovrà risultare possibile una misurazione sull'intera larghezza della pezza con sensori CCD, in quanto con un singolo dispositivo fisso, formante immagini, si rileva un'immagine reale sulla larghezza della pezza. L'immagine cumulativa derivante da segnali di misurazione CCD viene memorizzata in sottosezioni rettangolari. Un'unità calcolatrice valuta i dati memorizzati con algoritmi di trasformazione e ha lo scopo di consentire una caratterizzazione delle direzione dei fili sull'intera larghezza della pezza tessile. Anche utilizzando unità calcolatrici potenti il noto procedimento per tessili ad armatura complessa solo in modo inutilizzabile ed impreciso è in grado di indicare deformazioni dei fili.

La presente invenzione si pone il compito di realizzare un procedimento tecnicamente nuovo del genere in questione e di indicare un dispositivo di nuovo tipo, per consentire, con un modesto dispendio costruttivo, una determinazione precisa e veloce dell'allineamento di formazioni lineari in manufatti strutturali nastriformi.

Secondo l'invenzione questo problema viene risolto con un procedimento avente le caratteristiche della rivendicazione 1 e con un dispositivo avente le caratteristiche della rivendicazione 10.

Secondo l'invenzione è previsto di addurre ad andirivieni insieme e sincronicamente sulla larghezza del manufatto strutturale la sorgente di radiazioni, irradiante i manicotto strutturale, e il dispositivo rivelatore con una pluralità di sensori sensibili alle radiazioni per determinare l'allineamento di formazioni lineari. In tal caso in corrispondenza di almeno una posizione trasversale sul nastro a prevalente estensione superficiale con una misurazione di breve durata nell'ordine dei microsecondi viene rilevata l'immagine strutturale locale del manufatto. È possibile effettuare localmente riprese momentanee della superficie del nastro in corrispondenza di posizioni trasversali preassegnabili a piacere senza interruzione dei movimenti ad andirivieni. L'allineamento della locale formazione lineare nella sezione superficiale considerata viene determinato in particolare,dall 'unità calcolatrice in dipendenza delle intensità di radiazioni locale misurate dai singoli sensori. Una struttura lineare ad esempio può essere ricavata da similari valori misurati di sensori situati vicini. Opportunamente i sensori in tal caso sono disposti a matrice in una superficie, essendo riconoscibile ogni tipo di formazione lineare nella superficie a matrice. Il dispositivo rivelatore e la sorgente di radiazione in tal caso possono essere disposti sullo stesso lato del nastro strutturato, laddove i sensori rilevano la radiazione riflessa della superficie irradiata. Viene considerata particolarmente vantaggiosa una disposizione del dispositivo rivelatore e della sorgente di radiazioni su lati contrapposti del nastro superficiale strutturato, laddove il manufatto strutturale viene illuminato per trasparenza. Per la determinazione dell'allineamento delle formazioni lineari il nastro da esaminare viene trasportato fra il dispositivo rivelatore e la sorgente di radiazioni. La determinazione degli allineamenti delle formazioni lineari avviene con gli accorgimenti secondo l'invenzione indipendentemente dalla velocità di trasporto del nastro strutturale esaminato, anche in caso di manufatti strutturali fermi.

In esecuzione preferita dell'invenzione si impiega un fototrasduttore a prevalente estensione superficiale, con fotosensori disposti a matrice, con una matrice CCD fungente da dispositivo rivelatore, e come sorgente di radiazioni si impiega una sorgente luminosa che irradia nella gamma d'onda visibile, infrarossa o ultravioletta. Alternativamente viene proposto di effettuare un'irradiazione ai raggi X dell'immagine strutturale e di osservare le sezioni superficiali irradiate con un corrispondente dispositivo rivelatore con una matrice di sensori sensibile ai raggi X. Questo procedimento è vantaggioso specialmente per l'osservazione e la sorveglianza di materiali non trasparenti.

L'unità calcolatrice vantaggiosamente, tenendo conto della velocità di movimento ad andirivieni, associa reciprocamente la posizione trasversale del rivelatore e della sorgente di radiazione in corrispondenza di ogni punto di misurazione e la rispettiva immagine strutturale determinata dalle informazioni di misurazione. Pertanto con elevata velocità di movimento ad andirivieni ed elevata velocità di trasporto del nastro a prevalente estensione superficiale con la possibilità della misurazione, senza arrestare il dispositivo rivelatore, è possibile effettuare una misurazione in corrispondenza di una posizione trasversale a piacere, per ottenere con velocità di valutazione corrispondentemente elevata una immagine strutturale continua sull'intera larghezza del nastro a prevalente estensione superficiale. Opportunamente durante un movimento ad andirivieni vengono effettuate più misurazioni in corrispondenza di posizioni trasversali preassegnate all'occorrenza, laddove è possibile rilevare facilmente scostamenti dall'immagine desiderata della formazione lineare. Al riguardo durante il movimento di ritorno del dispositivo rivelatore vengono effettuate misurazioni in corrispondenza di posizioni trasversali situate fra i punti di misurazione del movimento di andata. Mediante il movimento sincrono della sorgente di radiazioni e del dispositivo rivelatore in direzione trasversale del manufatto strutturale nastriforme, rispetto a noti procedimenti per determinare l'allineamento di formazioni lineari è possibile ottenere una più alta precisione ed effettuare inoltre misurazioni in posizioni trasversali a piacere sulla larghezza del nastro. Le misurazioni hanno luogo ampiamente indipendentemente dalla velocità di movimento del nastro e il dispendio costruttivo è ridotto grazie all'impiego di un singolo rivelatore. Però nel caso di grandi larghezze del nastro è possibile prevedere anche due oppure più dispositivi rivelatori con relative sorgenti di radiazione, ad esempio sorgenti di illuminazione; in tal modo è possibile ridurre ad esempio tempi di misurazione. Inoltre dall'immagine strutturale conformemente ai segnali di misurazione dei sensori sensibili alle radiazioni, specialmente quando questi sono disposti a forma di matrice, è possibile ricavare informazioni sulla densità delle linee nel manufatto strutturale nonché rilevare dati caratteristici delle strutture.

Utilizzando una camera CCD per determinare l'allineamento delle formazioni lineari, preferibilmente come sorgente luminosa si impiega una luce a lampi, che è impostabile relativamente ad intensità e tempo di esposizione e che con il dispositivo rivelatore si muove ad andirivieni in direzione trasversale del manufatto strutturale. I brevi tempi di esposizione della gamma dei microsecondi, sufficienti per ricavare l'immagine strutturale locale, possono essere tuttavia ottenuti anche utilizzando sorgenti luminose permanenti, in quanto il tempo di esposizione viene ottenuto comandando l'otturatore della camera.

La sorgente di radiazioni ed il dispositivo di ripresa possono essere sostenuti scorrevoli su una guida a traversa e vengono guidati in comune e sincronicamente lungo la guida a traversa da un adatto dispositivo di azionamento di impostazione. La guida a traversa può essere eseguita in particolare come rotaia di scorrimento in un'incastellatura di misurazione. Nel caso di una disposizione di una sorgente di radiazioni e dell'unità rivelatrice su lati contrapposti del manufatto strutturale sono previste due rotaie di scorrimento parallele, su ciascuna delle quali sono guidate la sorgente di radiazione rispettivamente il rivelatore con una slitta. Fra le rotaie di scorrimento è possibile far passare il manufatto strutturale da esaminare.

Il dispositivo di azionamento di impostazione per le slitte della sorgente di radiazione rispettivamente del rivelatore viene comandato dall'unità calcolatrice, laddove la velocità di movimento ad andirivieni e la frequenza delle riprese strutturali sulla larghezza del nastro sono impostabili a seconda del manufatto strutturale da esaminare oppure anche di altri parametri. Ad esempio in caso di riconoscimento di deformazioni rispetto ad un allineamento prescritto delle formazioni lineari è possibile variare la velocità di movimento ad andirivieni dall'unità calcolatrice, per poter ricavare rapidamente informazioni in merito all'immagine strutturale con contemporaneo adattamento delle misurazioni per ogni corsa di movimento ad andirivieni. In particolare in caso di rilevamento di scostamenti nel previsto allineamento strutturale è possibile accorciare la corsa di movimento ad andirivieni e ridurre il numero delle misurazioni durante i movimenti ad andirivieni. Al riguardo un dispositivo impostabile per limitare il movimento ad andirivieni può rilevare ad esempio il bordò del manufatto strutturale oppure può essere disposto in corrispondenza di adatta posizione trasversale, per fornire all'unità calcolatrice un segnale per invertire il movimento ad andirivieni. Anche disponendo tali dispositivi limitatori, come ad esempio specchi nel caso di sitemi CCD ottici, è possibile sincronizzare l'associazione delle misurazioni e delle immagini strutturali, determinate nella rispettiva sezione superficiale, con la posizione trasversale.

Un esempio di realizzazione dell'invenzione è illustrato più dettagliatamente in seguito in base ai disegni.

In particolare;

la figura 1 mostra una rappresentazione schematica di un dispositivo per rilevare le formazioni lineari in nastro strutturato a prevalente estensione superficiale,

la figura 2 mostra una vista prospettica di un'incastellatura di misurazione con dispositivo misuratore che si muove ad andirivieni,

la figura 2a mostra una vista prospettica di un dispositivo misuratore che si muove ad andirivieni con dispositivo rivelatore disposto sullo stesso lato del nastro a prevalente estensione superficiale e con sorgente di radiazioni,

la figura 3, in rappresentazione schematica, mostra una vista dall'alto sul dispositivo di misurazione muoventesi ad andirivieni,

la figura 4 mostra una rappresentazione grafica delle differenze delle somme dei valori di grigio di sensori CCD sull'intervallo angolare di /-20°,

la figura 5 mostra una rappresentazione grafica delle differenze delle somme di valore di grigio dei sensori CCD in un manufatto strutturale diverso da quello in figura 4. La figura 1 mostra una vista schematica di un dispositivo secondo l'invenzione per determinare l'allineamento di formazioni lineari in nastri a prevalente struttura superficiale di un manufatto strutturale, che nel caso in questione è una pezza tessile 1. La pezza tessile 1 viene mossa longitudinalmente perpendicolarmente al piano del disegno, laddove si intendono determinare specialmente distorsioni delle strutture ortogonali dei fili di trama e dei fili di ordito nel caso di tessuti, rispettivamente nel caso di manufatti a maglia e maglieria e strutture delle file di maglie e colonne di maglie. In maniera similare anche per altri manufatti strutturali e prevalente estensione superficiale, come falde, carta, intrecci di fili o di materiale sintetico, è possibile sorvegliare gli allineamenti delle formazioni di linee. La conoscenza della deformazione locale delle strutture in fili nella pezza tessile 1 costituisce il presupposto affinché in una successiva fase di lavorazione della pezza tessile 1 sia possibile allineare le formazioni di filo sotto correzione dell'angolo di deformazione risultante e affinché la struttura del tessuto venga adattata all'immagine prescritta.

Per rilevare gli allineamenti dei fili nella pezza tessile 1 è previsto un dispositivo rivelatore 5, il quale osserva una sezione superficiale della pezza tessile 1, irradiata da una sorgente di radiazioni 2, con una pluralità di sensori sensibili alle radiazioni. Il dispositivo rivelatore 5 e la sorgente di radiazione 2 sono disposti contrapposti ai due lati della pezza tessile 1, laddove la pezza tessile 1 viene sottoposta a radioscopia. La sorgente di radiazioni può essere disposta alternativamente anche sullo stesso lato della pezza tessile 1 come il dispositivo rivelatore, che in tal caso rileva radiazione riflessa. I sensori del dispositivo rivelatore 1 in dipendenza dell'intensità di volta in volta rilevata della radiazione, influenzata dalle strutture a fili della pezza tessile 1, forniscono un segnale di uscita, che viene valutato da una unità calcolatrice 7. Nell'esecuzione mostrata e preferita dell'invenzione l'allineamento delle strutture a filo viene rilevato otticamente, laddove è prevista una sorgente luminosa 2 come sorgente di radiazioni mentre come dispositivo rivelatore è disposta una camera CCD 5. La camera CCD 5 è un fototrasduttore a prevalente estensione superficiale formato da una pluralità di singoli fotosensori disposti a matrice. La matrice 9 di sensori fornisce un segnale pixel 21, che è formato dalle informazioni del valore di grigio dei singoli sensori e viene fornito all'unità calcolatrice 7. La sorgente luminosa 2 e la camera CCD 5 possono essere disposte alternativamente alla disposizione mostrata su lati contrapposti della pezza tessile 1, laddove la struttura 1 a fili viene attraversata dalla luce, sullo stesso lato della pezza tessile 1. Così facendo la camera CCD rileva la radiazione luminosa, riflessa dalla pezza tessile 1, nella sezione superficiale considerata. Al posto della camera CCD operante otticamente è possibile impiegare anche un dispositivo rivelatore e una corrispondente sorgente di radiazioni, che operano con una radiazione diversa dalla luce, ad esempio raggi X. Al riguardo è possibile sottoporre a radioscopia e osservare in particolare nastri rivestiti e realizzare pertanto dalla matrice di sensori 9 un'immagine di pixel.

La camera CCD 5 e la sorgente luminosa 2 vengono mosse ad andirivieni insieme e sincronicamente in direzione della freccia 16 sulla larghezza della pezza tessile, laddove in corrispondenza di posizioni trasversali preassegnabili sulla pezza tessile vengono rilevate immagini strutturali locali. La camera CCD 5 e la sorgente luminosa 2 sono alloggiate in particolare in una incastellatura 6 di movimento ad andirivieni, in cui esse ad uguale distanza reciproca e contrapposte vengono azionate rispettivamente con movimento ad andirivieni sulla larghezza della pezza tessile 1. Il dispositivo di azionamento di impostazione qui non rappresentato viene comandato dall'unità calcolatrice 7. Il dispositivo di azionamento di impostazione tramite una cinghia dentata 19 o cavetto di trazione agisce sulla camera CCD 5 e sulla sorgente luminosa 2, laddove la cinghia dentata trascina nella direzione di movimento ad andirivieni 16 di volta in volta desiderata.

La figura 2 mostra una rappresentazione prospettica dell'incastellatura di misurazione 6 presentante una guida a traversa per la sorgente luminosa 2 e la camera CCD 5. Al riguardo sono previste due rotaie di scorrimento parallele il, 114 le cui estremità sono fissate su una parete frontale 13. Sulle rotaie di scorrimento 11, 11' vengono guidate slitte 10, 104, laddove una slitta di scorrimento 10' reca una sorgente luminosa 2 e l'altra slitta 10 reca la camera CCD 5. Attraverso l'intercapedine 12 fra la sorgente luminosa 2 e la camera CCD passa la pezza tessile da esaminare, qui non mostrata. L'azionamento sincrono delle slitte 10, 10' avviene tramite la cinghia dentata, che viene guidata nell'unità di azionamento 8 in corrispondenza di un'estremità delle rotaie di scorrimento 11, 11' nonché in corrispondenza rispettivamente un rullo di rinvio 14 all'altra estremità delle rotaie di scorrimento 11, 11'. La sorgente luminosa 2 e la camera CCD 5 vengono mosse rispettivamente nella stessa direzione, quando il cavetto di trazione viene trascinato nel corrispondente senso di trazione dal dispositivo di azionamento di impostazione 8.

L'unità calcolatrice 7 imposta la velocità di movimento ad andirivieni della camera CCD 5 e tenendo conto della velocità di movimento ad andirivieni associa al posizione trasversale in corrispondenza di ogni punto di misurazione all'immagine strutturale della formazione di fili determinata di volta in volta dal segnale pixel della matrice 9 a sensori. La sorgente luminosa 2 è disposta distanziata preferibilmente circa di 60 mm dalla pezza tessile 1 e comprende una pluralità di diodi a infrarosso 3 fotoemettitori. Vantaggiosamente in tal caso è possibile disporre 100 diodi 3 su una superficie di circa 50 mm 50 mm. La camera CCD 5 è disposta sul lato opposto della pezza tessile circa alla stessa distanza della sorgente luminosa dalla pezza tessile 1. Davanti alla sorgente luminosa 2 nell'esempio di realizzazione è prevista una lente convergente 4 che concentra l'emissione ottica dei diodi all'infrarosso 3 sull'elemento superficiale da esaminare della pezza tessile 1.

La camera CCD 5 comprende un obiettivo che riproduce nitidamente l'elemento superficiale esaminato sulla matrice 9 a sensori della camera 5. È opportuno dotare la camera CCD per esplorare la sezione di superficie illuminata di un obiettivo zoom, che è impostabile corrispondentemente alla struttura del nastro a prevalente estensione superficiale da esaminare di volta in volta. L'impostazione dell'obiettivo zoom può avvenire manualmente oppure a motore, eventualmente automaticamente corrispondentemente alla finezza della struttura da esaminare. A seconda della densità dei fili per tessili differenti è possibile realizzare semplicemente risoluzioni ottimali sulla matrice 9 di sensori. Un obiettivo zoom impostabile a motore è eseguito vantaggiosamente in modo che continuamente ed automaticamente viene impostata la migliore nitidezza possibile di riproduzione. L'apertura focale impostata dell'obiettivo zoom e la corrispondente nitidezza di riproduzione vengono inserite nell'unità calcolatrice per tenerne conto per la determinazione dell'allineamento delle formazioni lineari. L'apertura focale e la relativa scala di riproduzione del nastro strutturale vengono calcolate con la valutazione del segnale pixel del dispositivo rivelatore. La determinazione continua della scala di riproduzione garantisce il preciso riconoscimento delle formazioni lineari. Ciò è importante specialmente per misurazioni continue dei nastri in movimento e compensa irregolarità nell'esecuzione del nastro strutturale. L'impostazione dell'obiettivo può essere rilevata per tenerne conto nella determinazione della densità delle linee tramite un trasduttore di risposta, ad esempio un potenziometro, laddove la regolazione presente del potenziometro rispetto ad una posizione di taratura o di fondo viene automaticamente inclusa nel calcolo.

La sorgente luminosa 2 con i suoi diodi all'infrarosso 3 viene inserita dall'unità calcolatrice 7 come luce lampo ed espone la pezza tessile passante nella gamma dei microsecondi, laddove anche per alte velocità di trasporto della pezza tessile di ad esempio 200 metri al minuto è possibile determinare esattamente gli allineamenti locali dei fili. Nel caso di nastri di carta con velocità 10 volte superiori fino a 2000 metri al minuto il tempo a disposizione dovrà essere 10 volte più breve. L'esposizione è necessaria a seconda della trasparenza dell'oggetto di misurazione viene realizzata mediante comando elettronico della potenza dei lampi di luce e alternativamente oppure aggiuntivamente anche tramite il comando del diaframma della camera CCD. Al posto di un tale sistema a lampi di luce con diodi all'infrarosso è possibile impiegare anche sorgenti di luce permanente, laddove il tempo di esposizione viene comandato mediante l'otturatore della camera. Un tale dispositivo otturatore inoltre evita l'influenza di luce indebita durante la misurazione e migliora così il risultato di valutazione dell'immagine strutturale sottoposta a scansione della camera CCD. Utilizzando sensori corrispondentemente sensibili è possibile impiegare anche una sorgente di luce permanente funzionante con tensione continua, ad esempio un tubo a luminescenza che si estende sulla larghezza del nastro. In tal caso in generale non è necessaria una schermatura della radiazione ambiente.

Durante un movimento ad andirivieni vengono effettuate più misurazioni in corrispondenza di preassegnate posizioni trasversali, laddove l'unità calcolatrice associa ai rispettivi segnali pixel 21 alla camera CCD 5 e l'immagine strutturale locale in tal modo sottoposta a scansione, alle rispettive posizioni e forma l'immagine strutturale sulla larghezza del nastro. Le misurazioni possono essere effettuate in posizioni a piacere sulla larghezza del nastro, laddove si ottiene un'elevata precisione di misurazione. Con un'unica sorgente luminosa ed una camera CCD 5 con modesto dispendio costruttivo, indipendentemente dallo stato di movimento della pezza tessile 1, sulla sua intera larghezza è possibile diagnosticare l'allineamento dei fili. Al riguardo è possibile ricavare anche informazioni supplementari dall'immagine strutturale sottoposta a scansione, ad esempio tramite la densità dei fili e strutture difettose eventualmente presenti. Le misurazioni possono essere effettuate con breve tempo di esposizione, durante il movimento ad andirivieni, per ottenere così una rapida visione di assieme lungo l'intera larghezza del nastro, anche per larghezze del nastro di circa 2,5 m. Durante un movimento ad andirivieni ad esempi in corrispondenza di otto posizioni trasversali preassegnate è possibile effettuare misurazioni, laddove per migliorare il riconoscimento della struttura sull'intera larghezza del nastro è previsto di effettuare durante il movimento di ritorno del dispositivo rivelatore misurazioni negli spazi intermedi dei punti di misurazione durante il movimento di andata. La valutazione dei segnali di misurazione durante l'unità calcolatrice 7 avviene fra le rispettive misurazioni con tempi di esposizione di preferibilmente 10 microsecondi o meno microsecondi.

Per determinare esattamente la coordinata trasversale durante il movimento ad andirivieni il dispositivo di azionamento di impostazione delle slitte per la camera CCD 5 e la sorgente luminosa 2 va sincronizzato con la posizione, per rendere disponibili per unità calcolatrice dati precisi per la valutazione. Come rappresentato simbolicamente in figura 3 il movimento dell'unità rivelatrice 5 (camera CCD) può essere sorvegliato mediante limitatori ottici 17, 17', il cui segnale è inseribile nell'unità calcolatrice 7. I limitatori ottici in tal caso possono essere disposti in modo che è possibile rilevare anche i bordi laterali della pezza tessile 1, che si muove in direzione della freccia 15 attraverso il dispositivo misuratore che si muove ad andirivieni. La lunghezza della corsa del movimento ad andirivieni viene impostata dall'unità calcolatrice 7 e può essere variata corrispondentemente alle deformazioni di volta in volta presenti rispettivamente agli errati scostamenti dall'immagine desiderata della pezza tessile 1, per effettuare all'occorrenza più rapide misurazioni, per produrre una più rapido trattamento delle informazioni. Se l'unità rivelatrice muoventesi ad andirivieni raggiunte i limiti previsti 20 del movimento 16 ad andirivieni, allora contemporaneamente alla commutazione della direzione del movimento ha luogo una sincronizzazione della valutazione dell'immagine e una associazione alla posizione trasversale sulla pezza tessile 1. Per sincronizzare la posizione trasversale dell'unità rivelatrice con l'immagine strutturale di volta in volta ripresa in corrispondenza di questi punti circa nel centro dell'incastellatura di misurazione rispettivamente del movimento ad andirivieni è possibile disporre uno specchio 18 oppure un altro dispositivo ottico. Inoltre è possibile disporre due specchi ai due lati del centro del movimento ad andirivieni e calcolare dall'intervallo di tempo, in cui l'unità rivelatrice muoventesi ad andirivieni effettua il percorso da uno specchio all'altro, la velocità del movimento ad andirivieni e la posizione trasversale e porla a base della preassegnazione di luogo ed istante relativi all'inversione di direzione alla fine del previsto tratto di movimento ad andirivieni.

Il movimento ad andirivieni preferibilmente avviene sull'intera larghezza della pezza tessile 1, laddove l'unità calcolatrice, in caso di rilevamento di scostamenti degli allineamenti rilevati dei fili dalla direzione ideale, accorcia la corsa di movimento ad andirivieni e riduce il numero delle misurazioni durante ogni movimento ad andirivieni. In tal modo è possibile ricavare rapide conoscenze in merito al verificarsi di ulteriore variazione dell'allineamento dei fili. Non appena l'unità calcolatrice rileva che varia improvvisamente la deformazione nella pezza tessile 1, il dispositivo rivelatore con la camera CCD viene fatto funzionare con la massima velocità possibile di movimento ad andirivieni su una limitata corsa di movimento ad andirivieni, ad esempio due terzi della larghezza della pezza. In tal caso si rileva senza ritardi la deformazione modificata. Con minore velocità di movimento ad andirivieni è possibile ottenere una più precisa risoluzione in larghezza, quando sussiste una minore deformazione.

La figura 2a mostra un dispositivo misuratore, in cui, a differenza della disposizione rappresentata in figura 2, la sorgente di radiazioni 2' e la camera CCD 5' sono disposte sullo stesso lato del nastro strutturato da osservare. La sorgente di radiazioni 2' e la camera CCD 5' vengono portate da una slitta 10 in comune, che come descritto con riferimento alla figura 2 è guidata su una rotaia di scorrimento 11 dell'incastellatura di misurazione 6. Il dispositivo rivelatore 5' in tal caso riceve la radiazione riflessa dal nastro strutturato. L'esecuzione del dispositivo rivelatore come camera CCD 5' e della sorgente di radiazione 2' corrisponde essenzialmente alla descrizione relativa alla figura 2. Opportunamente anche per un dispositivo misuratore secondo la figura 2, in cui la sorgente di radiazioni è disposta su una slitta separata rispetto al dispositivo rivelatore, è possibile prevedere un'ulteriore sorgente di radiazioni sulla slitta del dispositivo rivelatore. Con una tale disposizione è possibile sottoporre ad una determinazione dell'allineamento delle loro formazioni lineari sia nastri strutturati disponibili a radioscopia sia anche nastri strutturati non sottoponibili a radioscopia. Al riguardo il dispositivo rivelatore coopera a scelta con la sorgente di radiazioni opposta oppure con la sorgente di radiazioni integrata sulla stessa slitta. La sorgente di radiazioni associata al dispositivo rivelatore 5' vantaggiosamente può essere montata su un anello circondante la camera CCD 5'. Per la valutazione dei segnali di misurazione della matrice di sensori nella camera CCD dai valori di grigio indicati dei singoli sensori della matrice di sensori viene rilevata un'immagine strutturale, laddove valori di grigio corrispondenti di sensori vicini indicano una formazione lineare. Da un'immagine strutturale di preferibilmente 500 500 pixel è possibile riconoscere facilmente già modesti scostamenti delle formazioni lineari rispetto all'allineamento prescritto. Nel caso di tessili con strutture di fili ortogonali sui valori di misurazione della matrice di sensori conformemente al segnale pixel si proietta un reticolo di riferimento virtuale di rette parallele e si sommano i valori misurati di grigio lungo ogni retta. Successivamente il reticolo di riferimento virtuale nei successivi processi di sommatoria dei valori misurati lungo le rette viene ruotato secondo preassegnati stadi angolari rispetto alla matrice di valori, laddove di effettua una determinazione dei valori estremi delle somme dei valori misurati delle rette. Nel caso di tessili con struttura ortogonale dei fili è interessante primariamente l'allineamento dei fili di trama trasversalmente alla direzione della pezza. Partendo dall'allineamento desiderato, non completato, ha luogo una rotazione relativa del reticolo di riferimento virtuale nell'intervallo angolare possìbile previsto dell'angolo di deformazione rispetto all'allineamento prescritto.

Preferibilmente la valutazione della matrice di sensori ha luogo con circa 200 rette parallele per un intervallo dell'angolo di deformazione di circa /- 15°, laddove si considera opportuna una graduazione di circa 0,5°. I parametri di graduazione possono essere preassegnati in funzione del tipo di tessile da esaminare di volta in volta, con la densità di fili prevista. In tal modo l'algoritmo per valutare il segnale pixel della camera CCD mediante adeguata parametrizzazione può essere adattato agli speciali requisiti di valutazione conformemente al tipo di tessile di volta in volta presente ed è possibile così ridurre la necessaria potenza di calcolo per il trattamento delle informazioni. Nell'intervallo di misurazione di modesti scostamenti dell'allineamento prescritto si effettuano misurazioni secondo piccoli stadi angolari compresi fra 0,1 e 1,5°. Nel caso di maggiori deformazioni in dipendenza del tipo e della finezza della struttura viene aumentata la graduazione angolare delle misurazioni in stadi maggiori fra 0,5 e 3° fino allo scostamento angolare massimo supposto, che nell'intervallo angolare di deformazione del presente esempio di realizzazione è di 15°.

È possibile ridurre ulteriormente il dispendio di calcolo quando per la valutazione si limita il numero dei pixel da valutare della matrice di sensori nelle righe e colonne della matrice. Al riguardo è possibile valutare ad esempio soltanto ogni secondo, terzo oppure quarto punto pixel, rispettivamente utilizzare per la valutazione soltanto ogni seconda, terza o quarta riga o colonna della matrice.

In presenza di strutture lineari dirette nel manufatto strutturale esaminato, il che si verifica di regola nel caso di pezze tessili, le somme dei valori di grigio lungo singole delle rette virtuali presentano valori estremi, quando la relativa direzione coincide con l'allineamento delle effettive strutture lineari della pezza tessile. La valutazione di questi estremi, specialmente nelle differenze fra le singole rette di ogni direzione esaminata nell'intervallo angolare attorno all'allineamento prescritto di 0°, consente l'affidabile riconoscimento di una accentuata formazione lineare.

La figura 4, in una rappresentazione grafica, mostra le differenze massime delle somme dei valori di grigio sull'intervallo angolare di /- 20°. Il valore estremo, caratterizzante la direzione dei fili, è di circa 5° rispetto all'esatta linea di zero.

La figura 5 mostra la valutazione delle somme di grigio nell'intervallo angolare di -20° fino a 20° per una pezza tessile, in cui sono impresse ulteriori strutture e che pertanto vengono riconosciute dalla camera CCD. Queste aggiuntive strutture lineari per alcuni prodotti possono essere dominanti rispetto all'allineamento da dominare rispetto ai fili di trama. Per scegliere l'allineamento delle strutture dei fili in una tale conformazione direzionale è previsto il fatto di valutare la distanza geometrica delle linee strutturali rilevate. Inoltre per la valutazione si utilizzano gli importi delle differenze fra le somme dei valori misurati. Per la valutazione mostrata si hanno più valori estremi per -18°, -6° e circa 10°, che si distinguono nell'intensità, ossia nei loro importi. Utilizzando la distanza geometrica delle linee virtuali con somma massima e minima dei valori di grigio, per il massimo meno accentuato di -6°, si ottiene che qui la distanza coincide con la distanza fra i fili del tessuto esaminato. Entrambi gli ulteriori massimi corrispondono a strutture di tessuto più grossolane e pertanto possono essere trascurati nella determinazione degli allineamenti dei fili di trama. Partendo dal concetto che per una struttura a nastro presentante più formazioni strutturali uniformi rettilinee, nello stato deformato tutti gli angoli in corrispondenza dei nodi delle strutture lineari sono variati approssimativamente in ragione dello stesso importo, lo scostamento angolare viene determinato confrontando la conformazione di allineamento rilevata con l'allineamento prescritto, ad esempio mediante calcolo ad intercorrelazione.

Claims (20)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per determinare l'allineamento di formazioni lineari in nastri (1) a prevalente estensione superficiale di un manufatto strutturato, come tessili, falda, carta, intreccio di fili o di materiale sintetico e similari, laddove un dispositivo rivelatore (5) osserva una sezione superficiale del manufatto strutturale (1), irradiata da una sorgente di radiazioni (2) con una pluralità di sensori (9) sensibili alle radiazioni, ed una unità calcolatrice (7) dall'intensità di radiazione locali di volta in volta misurate dai sensori (9), prendendo in considerazione la posizione reciproca dei sensori (9), determina le formazioni lineari e i relativi allineamenti nel manufatto strutturale (1), caratterizzato dal fatto che la sorgente di radiazioni (2) e il dispositivo rivelatore (5) vengono mossi ad andirivieni in comune e sincronicamente sulla larghezza del manufatto strutturale (1), laddove in corrispondenza di almeno una posizione trasversale sul manufatto strutturale (1) a prevalente estensione superficiale viene rilevata l'immagine strutturale locale.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'unità calcolatrice (7), tenendo conto della velocità di movimento ad andirivieni della sorgente di radiazioni (2) e del dispositivo rivelatore (5), associa fra di loro la relativa posizione trasversale in corrispondenza di ogni punto di misurazione e l'immagine strutturale di volta in volta rilevata.
3. 3. Procedimento secondo 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che durante un movimento ad andirivieni della sorgente di radiazioni (2) e del dispositivo rivelatore (5) vengono effettuate più misurazioni in corrispondenza di posizioni trasversali preassegnabili all'occorrenza, e durante il movimento di ritorno vengono effettuate misurazioni in corrispondenza di posizioni trasversali situate fra i punti di misurazione durante il movimento di andata.
4. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 3, caratterizzato dal fatto che dai valori misurati dei sensori viene formata una matrice di sensori corrispondentemente ad una disposizione a matrice dei sensori (9) nell'unità rivelatrice (5) e da corrispondenti valori misurati, fra di loro vicini, viene determinata un'immagine strutturale della formazione lineare, laddove si rileva lo scostamento dell'allineamento determinato delle formazioni lineari dall'allineamento una preassegnata immagine struttura prescritta.
5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che, per la determinazione dell'allineamento delle formazioni lineari di manufatti strutturali con previste strutture rettilinee sulla matrice di sensori, viene proiettato un reticolo di riferimento virtuale di rette parallele e vengono sommati i valori misurati delle intensità di radiazione lungo ogni retta, successivamente il reticolo di riferimento virtuale viene ruotato in processi di sommatoria susseguenti dei valori misurati lungo le rette, secondo preassegnabili stadi angolari rispetto alla matrice di sensori, laddove viene effettuata una determinazione dei valori estremi delle somme dei valori misurati delle rette nei rispettivi stadi angolari e lo stadio angolare di un valore estremo rilevato dell'allineamento viene associato alla formazione strutturale.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che gli stadi angolari della rotazione relativa del reticolo di riferimento virtuale nell'intervallo angolare previsto dell'allineamento strutturale corrispondentemente al manufatto strutturale esaminato sono graduati in modo più preciso che nell'intervallo angolare di maggiori scostamenti.
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che gli stadi angolari vengono variati fra 0,1° e 1,5° vicino ad un preassegnabile intervallo angolare dell'allineamento prescritto della struttura di fili considerata e fra 0,5° e 3° al di là della zona vicina, di preferenza in dipendenza del tipo e della finezza della struttura.
8. 8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 4 fino a 6, caratterizzato dal fatto che, per la determinazione di più valori estremi per determinare il valore estremo corrispondente alla direzione strutturale, si utilizzano gli importi delle differenze fra le somme dei valori misurati e/oppure la distanza geometrica fra i valori estremi.
9. 9. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 8, caratterizzato dal fatto che la corsa di movimento trasversale della sorgente di radiazioni (2) e del dispositivo rivelatore (5) e la velocità di movimento ad andirivieni dell'unità calcolatrice (7) vengono impostate corrispondentemente allo scostamento rilevato dell'allineamento strutturale dal preassegnato valore prescritto.
10. 10. Dispositivo per determinare l'allineamento di formazioni lineari in manufatti strutturali nastriformi (1) a prevalente estensione superficiale, come tessili, falda, carta, intreccio di fili o di materiale sintetico e similari, con una sorgente di radiazioni (2), orientata sulla superficie del manufatto strutturale (1), e con un dispositivo rivelatore (5), che è rivolto verso la sezione di superficie irradiata e comprende una pluralità di sensori (9), sensibili alle radiazioni e dispositi reciprocamente a distanza fissa, e con una unità calcolatrice (7), che è collegata in modo da trasmettere segnali con il dispositivo rivelatore (5), per valutare i valori misurati dei sensori (9), caratterizzato dal fatto che la sorgente di radiazioni (2) e il dispositivo rivelatore (5) sono disposti movibili ad andirivieni in comune sincronicamente sulla larghezza del manufatto strutturale (1).
11. 11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che i sensori sono disposti in una matrice di sensori (9) a prevalente estensione superficiale.
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 oppure 11, caratterizzato dal fatto che la sorgente di radiazioni (2) ed il dispositivo rivelatore (5) sono sostenuti scorrevoli su.una guida a traversa.
13. 13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, caratterizzato dal fatto che la guida a traversa è eseguita come rotaia di scorrimento (il, 11') in un'incastellatura di misurazione (6).
14. 14. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che la sorgente di radiazioni (2) e il dispositivo rivelatore (5) hanno associata rispettivamente una rotaia di scorrimento (11, 11'), fra le quali è possibile far passare il manufatto strutturale (1).
15. 15. Dispositivo secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che la sorgente di radiazioni (2) e il dispositivo rivelatore (5) sono disposti sullo stesso lato del manufatto strutturale (1) da esaminare.
16. 16. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 10 fino a 15, caratterizzato dal fatto che la sorgente di radiazioni è una sorgente luminosa (2) ed il dispositivo rivelatore è un fototrasduttore a prevalente estensione superficiale con una pluralità di fotosensori, specialmente una camera CCD (5).
17. 17. Dispositivo secondo la rivendicazione 16, caratterizzato dal fatto che la camera CCD (5) comprende un dispositivo shutter comandabile dall'unità calcolatrice (7)·
18. 18. Dispositivo secondo la rivendicazione 16 oppure 17, caratterizzato dal fatto che la sorgente luminosa (2) è eseguita come generatore di lampi di luce impostabile relativamente al tempo di esposizione dall'unità calcolatrice (7).
19. 19. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 10 fino a 18, caratterizzato dal fatto che è previsto un dispositivo impostabile (17) per limitare il movimento ad andirivieni.
20. 20. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni da 16 fino a 19, caratterizzato dal fatto che la camera CCD (5) ha associato un obiettivo zoom impostabile, la cui apertura focale di volta in volta impostata viene immessa nell'unità calcolatrice (7).