JP2004353159A - 織機上での動きを測定する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】織機上での動きを監視することができ、特に、糸の速度を計算することができ、経済的な測定プロセスを容易にする、測定装置の提供。
【解決手段】移動表面３０上に、かつ測定装置の二次元測定窓３内に位置する１つまたは複数の識別可能な点３１を位置決定することによって、周期的シーケンスで起こる時間の離散的な点で、デジタル信号を生成する。パターン認識を実施する光構成要素および電子構成要素２１、２２、２３、２０が、測定装置内で結合される。パターン認識によって、識別可能な位置を規定することができる。これらの位置のうち少なくともいくつかの位置は、前記シーケンスの２つの連続する時間の点で決定することができる。位置の変化に関連付けられる間隔は、時間の離散的な点それぞれで計算することができる。したがって、移動表面が移動した経路の長さＬ、さらにその速度ｖ、Ｖを、時間のこれらの点で決定することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、請求項１の前文による、織機上での動きの測定装置に関する。本発明は、この測定装置を動作させる方法にも関する。

織機では、糸の速度は、しばしば、糸がそれぞれの場合で３点のたわみを受ける装置によって測定される。このことによって、糸の構造的変化が生じる場合があり、その結果、布の品質が低下する。こうした理由から、布の品質低下を招かない非接触の測定プロセスが開発されている。例えば、糸の方向で一方が他方の後ろに配置され、糸の特徴的な構造特性を登録する２つのセンサによって、縦糸の速度を決定する。これらのセンサは、構造的特徴に対応する信号を生成し、そこから、糸の速度が相関プロセスによって電子的に計算される。特徴的な構造特性には、例えば、糸に自然に生じ、糸に不規則に分布する電荷がある（ＥＰ−Ａ−１０３３ ５７９参照）。可変着色も、この種の特徴として使用することができる。ドップラー効果も、非接触の速度測定で使用されている。相関法またはドップラー効果を使用する時は、比較的複雑な、したがって高いコストを伴う電子装置が必要である。

本発明の目的は、織機上での動きを監視することができ、特に、糸の速度を計算することができ、経済的な測定プロセスを容易にする、さらなる測定装置を作り出すことにある。この目的は、縦糸の比較的低速の動きが測定可能である場合、既に満たされているはずである。この目的は、請求項１で規定した測定装置によって解決される。

織機上での動きが、この測定装置によって計算される。この測定装置によって、移動表面上に、かつ測定装置の二次元測定窓内に位置する１つまたは複数の点を位置決定することによって、周期的なシーケンスで起こる時間の離散的な点でデジタル信号を生成することができる。これらの信号を、識別可能な位置の変化に関連づけることのできる間隔を決定するために評価することができる。光構成要素と電子構成要素が測定装置内で一体化されて、パターンの認識をする。識別可能な点または位置を、パターン認識によって規定することができる。これらの点または位置のうち少なくともいくつかの位置を、前記シーケンスの時間の２つの連続する点で決定することができる。位置の変化に関連付けられる間隔が、時間の点それぞれで計算され、したがって、移動表面が移動した経路の長さ、さらにその速度を時間のこれらの点で計算することができる。

従属請求項２から５までは、本発明による測定装置の有利な実施例に関する。この測定装置を動作させる方法は、それぞれ請求項６から１０までの主題である。

次に、本発明を、図面を参照しながら、以下に説明する。

図１の織機１は、本発明による測定装置２を担持し、これが備える測定ヘッドは、ワープ・ビーム１１からワープ（縦糸）１０’の縦糸１０が引き出される糸速度ｖを非接触で検出する。織機１の他の構成要素は、クロス・ビーム１２、ヘルド・フレーム１３、たわみビーム１４、縦糸テンショナ１５、および縦糸モニタ（縦糸ストップ・モーション）１６である。参照数字１８は、布引取り部１９上に作り出される布を指す。測定装置２の測定ヘッドは、固定手段１７によって、空間的に固定された位置でしっかりと保持され、これによって、縦糸モニタ１６間でクロス・ビーム１２に対する接続が行われる。この構成では、測定ヘッドは、固定手段１７の図示しないホルダ内に緩く配置することができる。縦糸の速度ｖを決定するために、測定装置２の測定ヘッドをワープ１０’の上または下に配置することができる。図１の例では、測定ヘッドは、ワープ・ビーム１１と縦糸モニタ１６の間でワープ１０’の上に位置する。縦糸１０は、そこで、概ね共通の平面内で移動する。

測定装置２の測定ヘッドの概略を、一部断面図で図２に示す。コンパクトに設計された測定装置２内に、光構成要素と電子構成要素が結合される。光源２１は、図示しない光学系によって観察される位置３１上に、すなわち、表面３０の二次元セクションを形成する「測定窓３」内の移動表面３０上に、光ビーム２１ａを投射する。測定窓内で散乱された光２１ｂは、レンズ２２を経て、イメージ・センサ２３上に投射され、そこで、照明された表面３０の画像が生成される。この画像は、電子回路２０によって処理され、出力信号Ｓ_ＡおよびＳ_Ｂという形態で結果に変換される。

測定プロセスの前提条件は、表面３０がある構造を有し、それによって、様々な灰色濃度の表面要素を識別することができる繊細な影パターンが現れることである。影パターンを基にして、識別可能な位置３１を規定することができる。測定窓による表面３０の動きは、１つまたは複数の識別可能な点または位置３１の位置を決定することによって、観察することができる。デジタル信号は、イメージ・センサ２３および電子回路２０によって、周期的なシーケンスで起こる時間の離散的な点で生成される。この時間の点のシーケンスは、例えば、発光ダイオードＬＥＤなどの点滅光源２１によって生成することができる。ダイオードが毎秒１５００回点滅する場合には、連続する時間の点と点の間の周期的シーケンスの長さは、２／３ｍｓとなる。識別可能な位置の位置的変化に関連付けられたデジタル信号から、ギャップが決定される。信号Ｓ_Ａ、Ｓ_Ｂは、電子回路２０の出力部で取り出すことができ、それらは、図３および４に示すものなど、概ね直角の曲線である。

測定装置２は、パターン認識のための光構成要素および電子構成要素を含む。識別可能な位置３１は、パターン認識によって規定される。これらの位置のうち少なくともいくつかの位置が決定される。前述のシーケンスの２つの連続する時間の点間で位置３１が移動する経路は、速度ｖに比例する距離である。位置の変化に関連付けられる距離が、時間の離散的な点それぞれについて計算される。この距離を、時間の２つの連続する点の間の時間長さ（例えば２／３ｍｓ）で割ると、測定するべき速度ｖとなる。

測定ゾーンでは、縦糸１０が要素４に接触させられ、それによって、縦糸１０の横振動を概ね抑制することができることが有利である。したがって、縦糸１０を、測定装置２のレンズ２２を通過して測定装置２２と接触させずに導くことができる。反射基部層によって紛らわしい信号が生じないように、要素４は、測定窓３の領域に開口部３’を有する。縦糸１０の振動は、図２に示すように下から、あるいは（図示しないが）上からも抑制することができる。

測定装置２は、縦糸モニタ１６の直接隣りではなく、ワープ１０’の異なった位置に配置することができる。生産された布１８の引取り速度も、それに対応して布引取り領域１９内で位置決めすることによって測定することができる。別法として、測定装置２をワープ・ビーム１１部で構成して、その回転速度を決定することもできる。

本発明による測定装置２について、他の使用可能性が存在する。したがって、地縦糸および／またはナップ縦糸について、それぞれの測定ヘッドを設けることができるテリー織機と共に使用することは特に有利である。

さらに、縦糸が、少なくとも２部からなるワープ・ビームによって引き取られる織機１では、ワープ・ビーム各部ごとに１つの測定ヘッドが関連付けられる。部分ワープ１０’の縦糸速度ｖは、測定ヘッドで測定される。したがって、制御ユニット（図示せず）を使用して、縦糸速度ｖを互いに一致させることによって、縦糸の引取りを同期させることができる。

光学コンピュータ・マウスに挿入されている、一体化された光センサと画像プロセッサを有する大量生産の構成要素は、イメージ・センサ２３として、経済的理由で有利に使用される。この電子入力装置は、少数の画素を備えたイメージ・センサ（それぞれ１６×１６画素、灰色濃度６４のマトリックス）と、１つのレンズ・システムと、極めて高速のＤＳＰ（デジタル信号処理プロセッサ）とを含む。測定すべき速度は、コンピュータ・マウスが手によって案内される速度に対応し、最大で約３５ｃｍ／秒となる。この最大値は、縦糸１０の速度ｖを測定するのに充分である。糸の加速度も、最大２ｍ／秒^２まで測定することができる。

糸１０の速度ｖは計算することができ、また、センサ２３の測定窓３で同時に記録される場合には、複数の糸の速度を計算することもできる。測定窓３は、正方形であり、辺長１〜１．３ｍｍである。（ファイバ・ヤーンに適用されるが、必ずしも単繊維用ではない）表面構造を有さなくてはならない糸１０は、表面構造の最小厚が好ましくは０．０１ｍｍである場合、測定することができる。

前述の画像プロセッサは、出力部で２つの対ＸＡ、ＸＢおよびＹＡ、ＹＢの形態の「直交信号」を利用可能にし、これらの対の信号は、ｘ軸またはｙ軸に沿った両方向の動きに対応する。本発明による測定装置２では、２対の信号の一方しか必要でなく、本明細書では参照数字Ｓ_Ａ、Ｓ_Ｂが付与される。どちらの信号も、立上りエッジＡ＋およびＢ＋と、立下りエッジＡ−およびＢ−の時間シーケンスとして述べ得る図として示すことができる。各エッジは、（例えば０．１ｍｍなどの）所定距離だけイメージ・センサ２３に登録された影パターンの変位に関連付けられた１カウンタ、ポイント（＋１または−１）に対応する。信号Ｓ_ＡおよびＳ_Ｂのエッジが、時間軸ｔ上で、より接近して互いに従うほど、観測される速度ｖは高くなる。例えば、速度ｖの増加を図３の図に示す。移動が常に同じ方向で起こる場合には、時間シーケンスは、．．．Ａ＋／Ｂ＋／Ａ−／Ｂ−／Ａ＋／Ｂ＋／Ａ−／Ｂ−／Ａ＋／Ｂ＋．．．のパターンによるものとなる。これは、図３の例に見られる場合である。２つの信号Ｓ_ＡおよびＳ_Ｂのエッジは、規則的に互いにずれて現れる。図４の図では、シーケンス．．．Ａ＋／Ｂ＋／Ａ−／Ｂ−／Ａ＋／Ｂ＋／Ａ−／Ｂ−／Ａ＋／Ｂ＋．．．が存在する。規則的なずれは、Ｂ＋／Ｂ−／Ａ−の領域で中断される。２つのエッジＢ＋とＢ−の間にある間隔で、速度ｖは方向を変えている。

縦糸の動きでは、速度ｖの方向の変化は、規則的に起こる。織機の調整には、順方向の平均速度ｖだけが必要となるので、信号Ｓ_ＡおよびＳ_Ｂは、それぞれ順方向または逆方向の１ステップについて、信号Ｓ_＋＝＋１、およびＳ₋＝−１のシーケンスに変換される。信号Ｓ_＋およびＳ₋を加えることによって、順方向で移動した経路に比例する数が得られる。平均速度Ｖに比例する信号Ｓ_＋およびＳ₋から、周波数ｆｓ（ｓ＝＋または−）をそれぞれ推定することができる。

本発明による測定装置は、フィルタリングと、織機のサイクルと同期化された走査とによって、逆方向の移動を誤りなく補償することができる方法を容易にする。

図５にブロック図を示すが、それに基づいて、信号の伝送および変換を示す。直交信号Ｓ_ＡおよびＳ_Ｂが、光路センサＳ（測定装置２のイメージ・センサ２３）から、変成器に伝送され、そこで、信号Ｓ_＋およびＳ₋、さらに周波数ｆｓの信号が生成される。フィルタＦ（１Ｈｚフィルタ）を使用して、電圧Ｕ_Ｓに変換される周波数Ｆ_Ｓから、平均速度Ｖが計算される。（特に、逆方向の移動によって生じる寄与は、平均化される。これらの寄与は、順方向の移動の、対応する寄与によって、補償される。）順方向に移動した経路Ｌは、計数器Ｃの信号Ｓ_＋およびＳ₋から決定される。この２つのパラメータＬおよびＶは一方でディスプレイＤに表示され、他方で織機ＷＭの調整に使用される。

本発明による測定装置を備えた織機を示す図である。 測定装置の測定ヘッドの概略図である。 測定信号の概略図である。 測定信号の概略図である。 本発明による方法のブロック図である。

符号の説明

２ 測定装置
３ 測定窓
３’ 開口部
４ 要素
１０ 縦糸
２０ 電子回路
２１ 光源
２２ レンズ
２３ イメージ・センサ
２１ａ 光ビーム
２１ｂ 光
３０ 移動表面
３１ 識別可能な位置
ＳＡ 信号
ＳＢ 信号
ｖ 速度

Claims (10)

1. 織機（１）上での動きの測定装置において、この測定装置（２）によって、移動表面（３０）上に、かつ前記測定装置の二次元測定窓（３）内に位置する１つまたは複数の識別可能な点または位置（３１）を位置決定することによって、デジタル信号を、周期的シーケンスで起こる時間の離散的な点で生成することができ、識別可能な位置の位置変化に関連付けることのできる間隔を決定するためにこれらの信号を評価することができる装置であって、
   パターン認識を実施するために、光構成要素および電子構成要素（２１、２２、２３、２０）が前記測定装置内で結合されること、識別可能な位置をパターン認識によって規定することができること、これらの位置のうち少なくともいくつかの位置を、前記シーケンスの時間の２つの連続する点で決定することができること、位置の変化に関連付けられる間隔を、時間の離散的な点それぞれで計算することができ、したがって、移動表面が移動した経路の長さ（Ｌ）と、さらにその速度（ｖ、Ｖ）を、時間のこれらの点で決定することができることを特徴とする装置。
2. ワープ（１０’）の上または下で、またワープ・ビーム（１１）と縦糸モニタ（１６）の間で前記織機での縦糸の速度（ｖ）を決定するように構成されること、および、縦糸（１０）が、測定域内の要素（４）と接触し、それによって横振動を抑制することができることを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記測定装置（２）の測定ヘッドが、布引取り領域（１９）内に構成され、そこで、生産された布（１８）の引取り速度を決定することができることを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
4. 前記測定装置（２）の測定ヘッドが、ワープ・ビーム（１１）の端部に構成され、そこで、前記ワープ・ビームの回転速度を決定することができることを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
5. 前記織機（１）のワープ（１０’）を、少なくとも２部からなるワープ・ビームによって引き出すことができること、前記測定装置（２）が、複数の測定ヘッドを含むこと、各ワープ・ビーム部が、前記測定ヘッドの１つに関連付けられて、すなわち、前記糸巻部に対応する縦糸速度を測定すること、および、制御ユニットが、前記織機の一部であり、それによって、縦糸速度を等化することによって、縦糸の引取りを同期させることができることを特徴とする、請求項１または２に記載の測定装置。
6. イメージ・センサ（２３）によって、移動表面（３０）上で位置（３１）を識別するためにパターン認識が実行されること、それらの位置のうち少なくともいくつかの位置が、時間の離散的な点の周期的シーケンスについて時間の２つの連続する点で決定されること、および、位置の変化に関連付けられる１つの間隔が、時間の離散的な点それぞれで計算されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の測定装置（２）を動作させる方法。
7. 位置の変化に対応する直交信号（Ｓ_A、Ｓ_B）を生成する画像プロセッサが使用されること、および、前記移動表面が移動した経路の長さ（Ｌ）、さらにその速度（ｖ）が、前記直交信号から、電子計算手段によって、時間の離散的な点で決定されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 縦糸が順方向に移動した経路の長さ（Ｌ）、さらに縦糸の中間速度（Ｖ）が決定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 平均速度（Ｖ）を決定するのに、フィルタ（Ｆ）、特に１Ｈｚのフィルタが使用される、請求項８に記載の方法。
10. 逆方向の移動が、フィルタリングと、織機のサイクルと時間同調されたサンプリングとによって、誤りなく補償されることを特徴とする、請求項６から９までのいずれか一項に記載の方法。

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