JP3872125B2 - 不都合な粒子、特に夾雑物、ネップ、種子、ナップなどを検知するためのカード用装置 - Google Patents

不都合な粒子、特に夾雑物、ネップ、種子、ナップなどを検知するためのカード用装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維材料に対するストリッピングローラとクラッシュローラとの間に測定区間が設けられており、この測定区間に不純度を検知するためのカメラ、たとえばダイオードセルカメラが配置されていて、照明手段と解析手段(画像処理装置)とを有する、綿や合成繊維などの繊維材料中の不都合な粒子、特に夾雑物、ネップ、種子、ナップなどを検知するためのカード用装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
公知の装置において、不都合な粒子を検知するためのカメラが設けられている。
本発明の課題は、不都合な粒子を検知するそのような装置と、測定結果の解析をさらに改善することである。
【0003】
上記課題は、本発明により請求項1の特徴部に記載された特徴によって解決される。
カメラは自由に移動するウェブに対向配置されることによって、粒子の検知(画像処理)がストリッピングローラのガーネットワイヤおよびクラッシュローラの搬送面による影響を受けずに行われる。このように構成することによって、同時に測定結果の解析はウェブ中に存在して検知される粒子に集中するので、総じてウェブ中の不都合な粒子の検知を著しく改善できる。
【0004】
本発明のその他の好ましい構成が、従属請求項2から62に記載されている。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図1に、フィードローラ1、ディッシュプレート2、テーカイン3、シリンダ4、ドッファ5、ストリッピングローラ6、クラッシュローラ7、8、ウェブ案内部材9、ウェブファンネル10、デリベリローラ11、12および回転フラット13を具備するカード、たとえばトゥリュッチュラー社製EXACTACARD DK760を示す。ストリッピングローラ6の下方には、支持・案内部材14が配置されており、上部クラッシュローラ7はストリッピングローラ6に隣接して配置されている。シリンダ4とその他のローラの回転方向は、それぞれ湾曲した矢印で示す。15は、はがれたウェブ16(図2参照)がストリッピングローラ6からクラッシュローラ7、8に移動する区域を示す。
【0006】
図2に示すように、支持・案内体14は概ね四角形の断面を有する。上部面14aは、やや凸状に湾曲している。上部面14aの湾曲の曲率は、ストリッピングローラ6の曲率半径よりも大きい。矢印Aはウェブ16の進行方向を表している。前端部区域14bはエッジを有し、後端部区域14cは丸みを帯びている。このエッジは、糖液などの不純物が沈殿するのを防ぐ。上部面14aの接触滑動区域14d(図3参照)は、その上を滑るウェブ16によって夾雑物などが除去される。部材14の断面形状は、ドッファ5、ストリッピングローラ6、クラッシュローラ7、8の間の区域で、空気流の状況に適合している。部材14は、ウェブ16の支持・案内体として用いられる。端部区域14bは、ウェブ16の支持面として形成されている。さらに、端部区域14bの上部面14aは、ウェブ16の案内面として用いられる。端部区域14bもしくは14cは、ストリッピングローラ6の垂直中線(直径)を基準に、繊維進行方向Aに見てそれぞれ異なる側にある。部材14はケーシングとして構成されており、接触滑動区域14dには透明窓17が存在している。ウェブは最初にドッファ5のガーネットワイヤ上にあり、ドッファ5とストリッピングローラ6の間のローラギャップを通ってストリッピングローラ6のガーネットワイヤ6aに反転案内され、垂直直径の区域の少し後ろでストリッピングローラ6からはがれて、接触滑動区域14dで上部面14a上を搬送され、端部区域14bの後では完全に自由に移動し、最後にクラッシュローラ7、8の間のローラギャップに進入して通過する。部材14の上部面14aは、ストリッピングローラ6のガーネットワイヤ6aに対向配置される。部材14は、その一方の端部区域14cがドッファ5とストリッピングローラ6との間のローラギャップに設けられる。他方の端部区域14bは、ストリッピングローラ6とクラッシュローラ7、8との間の区域に配置されており、エッジはクラッシュローラ7、8の間のローラギャップに向けられている。部材14はたとえばアルミニウムの押し出しプレス成形品であって、内側に中空部14eを有する。
【0007】
図3に従い、ケーシング14の中空部14eでは、カメラ18、たとえばダイオードセルカメラ、照明手段19(図4参照)および反射鏡20が台車21上に配置されている。反射鏡20はカメラ18のレンズ18aおよび照明手段19と、窓17の内側とが形成する角の中に配置されている。窓17の外側上はウェブ16が通る。台車21の車輪22、23、24は、ケーシング14の内壁内のガイド14f、14gに案内されて機械の全幅にわたりB、C(図4の矢印参照)の方向に移動する。
【0008】
図4に従い、2つの回転可能なローププーリ25、26が設けられており、その回りをロープ27が周回する。ロープ27の端部はそれぞれ台車21の端面21a、21bに結ばれている。ローププーリ25がモータ28によって駆動されて回転すると、台車21は矢印BとCの方向に往復移動する。ロープ27の上部部分はカメラ18と部材14の天井部14iとの間の区域にある。台車の上には、カメラ18、照明手段19a、19b(たとえば幾つかの発光ダイオード、ストロボなどからなることができる)、および反射鏡20が固定されている。巻き取りおよび巻き出し可能なドラグチェーンの方式で構成されたフレキシブルな可橈フラットケーブル29の一方の端部は台車21の端面21aに接続されており、他方の端部はコンピュータ30に接続されている。フラットケーブル29は、コンピュータ30および電源装置(図示せず)とカメラ18および照明手段19とを結ぶ接続導線を包含している。フラットケーブル29は2カ所で180°転向しており、フラットケーブル29の下部部分はケーシング14の底部14hと台車21との間の区域にある。
【0009】
図5に従い、台車21は、それぞれ垂直軸回りを回転する3つの車輪21、22および23を有している。中空部14eでは、車輪21と23が凹部14fの中で回転し、車輪22が凹部14gの中で回転する。
図6に従い、部材14の一方の端部は、カードの機枠37aに固定された一方の端末部材36に差し込めるように支持されている。この端末部材の中空部と部材14の外面とは、互いに形状係合するように調整されている。端部区域の端面は機枠37aの内面に接している。部材14の他方の端部は、カードの他方の機枠37bに固定された他方の端末部材38(案内部材)を貫通できるように支持されている。端末部材36および案内部材38の中空部と、部材14の外面とは、互いに形状係合するように調整されているので、部材14は運転中は固定支持されている。部材14は、ねじ(図示せず)によってずれないように確保されている。その端部は機枠37bから間隔cだけ突き出しており、それによって交換のためのグリップが形成されている。図6に分解して示した部材14は、一体的に形成されている。中空部14eには、2つの回転可能なローププーリ25、26があり、その回りをロープ27が周回する。ロープ27は台車21に結ばれていて、矢印C、Dの方向に移動できる。台車21上には、カメラ18と照明手段19が窓17に向かって固定されている。カメラ18は導線31を介して、また照明手段19は導線32を介してコンピュータ30と接続している。ストリッピングローラ6の幅はbで表し、ストリッピングローラ6のガーネットワイヤ6aを巻いた区域はaで表す。
【0010】
図7に従い、コンピュータ30が設けられており、これに、何よりもカメラ18、照明手段19、解析手段20、台車21の駆動装置、たとえばモータ28、およびストリッピングローラ6の回転数測定装置33が接続されている。
図8および9に、クラッシュローラ7、8を示すが、その後段にはスライバファネル10とデリベリローラ11、12とを有するスライバ形成装置9、たとえばトゥリュッチュラー社製ウェブスピードが配置されている。ウェブ16は機械の全幅にわたってクラッシュローラ7、8から出て、スライバ形成装置9を通過して、スライバファネル10内でスライバに併合される。図8ではカメラ18′はウェブ16(図2参照)の下方に配置され、図9ではカメラ18″はウェブ(図2参照)の上方に配置されている。
【0011】
図10に従い、カメラ18と照明手段19は定置されている。カメラ18の画像入力部材(レンズ)と照明手段19の発光部材に、たとえばガラスファイバーからなる光波導体(LWL)34もしくは35のそれぞれ一方の端部が接続している。光波導体34もしくは35のそれぞれ他方の端部は、ガラス窓17に設けられていて、ストリッピングローラ6もしくは機械の幅aの方向で可動である。
【0012】
本発明の装置により、ネップの計数が実験室で抜き取り検査を行わずに、オンラインで可能になる。トゥリュッチュラー社製NEPCONTROL NCTなどの装置は、夾雑物、種子、ネップを検知するためのオンライン測定システムである。ストリッピングローラ6の下のフリース取り出し区域で、部材14内をビデオカメラ18がカードの有効幅にわたって往復移動する。カメラ18は生産速度300m/minにおいてさえ、ウェブ16の鮮明な画像を供給し、これらを図11に従いNEPCONTROL NCTのコンピュータ30に伝える。コンピュータ30は、これらの画像を解析して粒子の数、種類および寸法を求める。その際、コンピュータ30は夾雑物と種子およびネップを区別できる。解析結果は、機械制御装置49、たとえばトゥリュッチュラー社製カード・コマンダーを通してディスプレイ40に表示されるか、あるいはトゥリュッチュラー社製シルバー・インフォメーション・システムKIT(図示せず)に送られてさらに処理される。
【0013】
本発明の装置は、カードに簡単に着脱できる。したがって、交替するカードで定期的に測定することができる。
測定のためにウェブは搬送される。ウェブは透明窓17を通してカメラ18に捕捉される。その際、反射光(図11参照)と閃光を組み合わせる。解析は、目標値と実際値の比較によって行われる。目標値パラメータとして、発光強度を基準とした反射強度を応用する。綿の特性がシステムによって自動的に検知されて、基準として用いられる。たとえば最小軸線において延長が5mmの場合、特性の異なる材料が識別される。
【0014】
反射光モジュールは、均質性の高い半導体閃光照明手段、コマンド制御される高速測定カメラ18(たとえばDE−A−4313621に従うディジタル・データ出力付き)、および全高を小さくするための反射鏡20を含んでいる。透過光モジュールは、強度の大きい大面積の半導体閃光照明手段を含んでいる。
運転中は、ネップや異物の粒子の検知は透過光と反射光を使って行うことができる。非常に短い間隔で2つの画像、すなわち透過光と反射光で1つずつ撮影する。これら2つの画像を組み合わせて一緒に解析する。光は閃光状に投入され、カメラ18またはその制御装置によって制御される。それぞれの撮影に、波長の異なる光を投入できる。この場合、1回の撮影に1つ以上の照明手段を使用できる。たとえば、反射光モジュールは1つ以上の照明手段を有することができる。照明は、種々の方向から行うことができる。照明を種々の側面(透過光と反射光)から行うこともできる。照明のために、種々の波長の光源を使用できる。種々の方向、側面および波長を組み合わせることがもできる。種々の照明時間(閃光時間)を調節できる。
【0015】
図11に従い、カメラ18と照明手段はコンピュータ30を介して画像処理装置20と連通している。画像処理装置20には、モニタ40、制御装置41、たとえば機械制御装置、およびウェブ中のネップ、夾雑物および/または種子の数に影響を与える装置(調節装置)42が接続されている。この装置42は、ウェブ中のネップ数を変更する方策を解除して、たとえばフラットのガーネットワイヤとカードシリンダのガーネットワイヤとの間隔、シリンダの回転数、ナイフとローラの間隔、案内部材の間隔などを変えることができる。
【0016】
本発明の装置により、ウェブ中のネップ数を自動的に検知して減らすことが可能である。重要なのは、ウェブがストリッピングローラからはがれて自由になったときに検知することである。本発明はカードの例で説明した。本発明はウェブを生産する他の機械、たとえばストリッパを包含することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の装置を収容するための、ウェブに対する支持・案内体を有するカードの図式的な側面図である。
【図2】図2は、図1に従う支持・案内体とストリッピングローラまたはクラッシュローラとの配置関係を示す図である。
【図3】図3は、支持・案内体の内部にカメラと反射鏡を有する台車の配置構成を示す図である。
【図4】図4は、台車のロープ駆動と、カメラおよび照明手段に対するケーブルを有するドラグチェーンとを示す図である。
【図5】図5は、台車と車輪ガイドの平面図である。
【図6】図6は、本発明の装置の別の構成形態の側面図である。
【図7】図7は、カメラ、照明手段および画像評価手段を接続したコンピュータのブロック線図である。
【図8】図8は、ウェブの下方にカメラを配置したクラッシュローラとスライバ形成手段との間にある本発明の装置を示す図である。
【図9】図9は、ウェブの上方にカメラを配置したクラッシュローラとスライバ形成手段との間にある本発明の装置を示す図である。
【図10】図10は、カメラおよび照明手段に光波導体(光伝導ケーブル)を使用した図である。
【図11】図11は、画像の解析装置を示す。
【符号の説明】
6…ストリッピングローラ
7,8…クラッシュローラ
16…ウエブ
18…カメラ

Claims (60)

  1. 繊維材料に対するストリッピングローラとクラッシュローラとの間に測定区間が設けられており、この測定区間に不純度を検知するためのカメラ、たとえばダイオードセルカメラが配置されていて、照明手段と解析手段(画像処理装置)とを有する、綿や合成繊維などの繊維材料中の不都合な粒子、特に夾雑物、ネップ、種子、ナップなどを検知するためのカード用装置において、
    カメラ(18)がストリッピングローラ(6)とクラッシュローラ(7、8)との間を移動するウェブ(16)に対向配置されており、
    ストリッピングローラ(6)の下方に繊維材料(16)に対する定置された支持・案内体(14)があり、その上部面(14a)がストリッピングローラ(6)に向いていて、また、その1つの端部区域(14b)がストリッピングローラ(6)とクラッシュローラ(7、8)との間の区域に配置されており、
    支持・案内体(14)の天井部(14i)が、たとえばガラスなどからなる透明区域(17)を有していることを特徴とする、不都合な粒子、特に夾雑物、ネップ、種子、ナップなどを検知するためのカード用装置。
  2. カメラ(18)が、ストリッピングローラ(6)のガーネットワイヤ(6a)およびクラッシュローラ(7、8)の外面と離れて配置されている、請求項1に記載の装置。
  3. カメラ(18)が、ウェブ(16)の、ストリッピングローラ(6)とは反対側に配置されている、請求項1または2に記載の装置。
  4. カメラ(18)が、ウェブ(16)の、一方のクラッシュローラ(7)とは反対側に配置されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。
  5. カメラ(18)が、ストリッピングローラ(6)の下方に配置されている、請求項1から4のいずれか1項に記載の装置。
  6. 支持・案内体(14)がケーシングとして構成されている、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  7. カメラ(18)、たとえばダイオードセルカメラが前記ケーシングの内部(14e)に配置されている、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  8. 前記ケーシングが、アルミニウムなどの押し出しプレス成形品である、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  9. 支持・案内体(14)が押し出し成形品であり、内部(14e)が台車(21)に対する2つの凹部(14f、14g)を有する、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  10. ケーシング(14)が閉じている、請求項1からのいずれか1項に記載の装置。
  11. ガラス面が窓(17)として形成されている、請求項1から10のいずれか1項に記載の装置。
  12. ケーシング(14)の内部(14e)に、レールや凹部(14f、14g)などの案内部材がある、請求項1から11のいずれか1項に記載の装置。
  13. ケーシング(14)が少なくともカードの幅(有効幅)にわたって延びている、請求項1から12のいずれか1項に記載の装置。
  14. 案内部材(14f、14g)によってキャリッジや台車(21)などが案内されている、請求項9または12に記載の装置。
  15. カメラ(18)および照明手段(19)、たとえば発光ダイオードが、キャリッジや台車(21)などの上または脇に配置されている、請求項14に記載の装置。
  16. キャリッジや台車(21)などに、往復移動(B、C)用の搬送装置(25、26、27)が設けられている、請求項14または15に記載の装置。
  17. 前記搬送装置が2つのガイドローラ(25、26)と、キャリッジや台車(21)などに対する伝動部材を付けた1本のロープ(27)またはベルトを包含している、請求項16に記載の装置。
  18. ガイドローラ(25)に駆動装置、たとえばモータ(28)が設けられている、請求項17に記載の装置。
  19. 駆動装置(28)がコンピュータ(30)に接続している、請求項18に記載の装置。
  20. 制御装置(28)にキャリッジや台車(21)などの往復運動に対するリミットスイッチおよび/またはセンサが設けられている、請求項19に記載の装置。
  21. カメラ(18)および/または照明手段(19)が少なくとも1本のフレキシブルなケーブル(29;31、32)、たとえば伸縮コイルやフラットケーブルなどを通して、解析手段や電源装置などと接続部材によって連通している、請求項1から20のいずれか1項に記載の装置。
  22. ケーブル(29;31、32)がケーシング(14)の壁の開口部を貫通している、請求項21に記載の装置。
  23. 前記貫通部が塵埃に対して密閉されている、請求項22に記載の装置。
  24. 可橈ケーブル(29;31、32)がケーシング(14)の内部にある、請求項21から23のいずれか1項に記載の装置。
  25. ケーシング壁の開口部に、ケーブル(29;31、32)に対するコネクタが1つ以上設けられている、請求項21から24のいずれか1項に記載の装置。
  26. ケーブルがカメラ(18)に対する接続導線(31)と照明手段(19)に対する接続導線(32)とを包含している、請求項21に記載の装置。
  27. ケーシング(14)の密閉された端面の少なくとも1つは取り除くことができる、請求項1から26のいずれか1項に記載の装置。
  28. 支持・案内体(14)がストリッピングローラ(6)の下で摺動可能である、請求項1から27のいずれか1項に記載の装置。
  29. ケーシング(14)がストリッピングローラ(6)の下で摺動可能である、請求項1から27のいずれか1項に記載の装置。
  30. 支持・案内体(14)が該支持・案内体の長手方向に摺動可能である、請求項1から29のいずれか1項に記載の装置。
  31. 機枠がフリース取り出し区域の側方に、支持・案内体(14)を固定するための開口部を有する、請求項1から30のいずれか1項に記載の装置。
  32. 前記支持・案内体が前記開口部を貫いて摺動できる、請求項31に記載の装置。
  33. カメラ(18)と連結するケーブル(29、31)が少なくとも1つの多重プラグを有する、請求項21から32のいずれか1項に記載の装置。
  34. 台車(21)に対する駆動装置(28)がケーシング(14)の外部(c)に配置されている、請求項18から33のいずれか1項に記載の装置。
  35. 多重プラグがケーシング(14)端面の壁に配置されている、請求項33に記載の装置。
  36. ケーシング内部に清潔な圧縮空気が供給されている、請求項1から35のいずれか1項に記載の装置。
  37. ケーシング壁に空気が通過するための冷却口がある、請求項1から36のいずれか1項に記載の装置。
  38. 繊維材料に対するストリッピングローラとクラッシュローラとの間に測定区間が設けられており、この測定区間に不純度を検知するためのカメラ、たとえばダイオードセルカメラが配置されていて、照明手段と解析手段(画像処理装置)とを有する、綿や合成繊維などの繊維材料に含まれる不都合な粒子、特に夾雑物、ネップ、種子、ナップなどを検知するためのカード用装置において、
    カメラ(18′、18″)がクラッシュローラ(7、8)とスライバ形成装置(9)との間に配置されていることを特徴とする、請求項1から37のいずれか1項に記載の、不都合な粒子、特に夾雑物、ネップ、種子、ナップなどを検知するためのカード用装置。
  39. 前記カメラがクラッシュローラ(7、8)とスライバ形成装置(9)との間を自由に移動するウェブに対向配置される、請求項38に記載の装置。
  40. カメラ(18′、18″)が、クラッシュローラ(7、8)の外面と離れて配置されている、請求項38または39に記載の装置。
  41. カメラ(18′)が、ウェブの下方に配置されている、請求項38から40のいずれか1項に記載の装置。
  42. カメラ(18″)が、ウェブの上方に配置されている、請求項38から41のいずれか1項に記載の装置。
  43. カメラ(18)とウェブ(16)との間に、少なくとも1つの反射鏡(20)が配置されている、請求項38から42のいずれか1項に記載の装置。
  44. 照明手段(19;19a、19b)とウェブ(16)との間に、少なくとも1つの反射鏡(20)が配置されている、請求項38から43のいずれか1項に記載の装置。
  45. カメラ(18)が、ストリッピングローラ(6)からはがれたウェブ(16)に向けられている、請求項38から44のいずれか1項に記載の装置。
  46. 照明手段(19)または反射鏡(20)からウェブ(16)に向かって入射する光線が、ガラス窓(17)を面状に照らし出す、請求項38から45のいずれか1項に記載の装置。
  47. コンピュータ(30)に、少なくともカメラ(18)、照明手段(19)、解析手段(20)、および台車(21)の駆動装置(28)が接続されている、請求項38から46のいずれか1項に記載の装置。
  48. カメラ(18)との接続導線(31)および照明手段(19)の接続導線(32)に対する可橈フラットケーブル(29)を設けた、請求項38から47のいずれか1項に記載の装置。
  49. 反射鏡(20)がキャリッジ、台車(21)などに固定されている、請求項44に記載の装置。
  50. カメラ(18)がガラス窓(17)を通して滑動するウェブ(16)を面状に検知する、請求項46に記載の装置。
  51. カメラ(18)および/または照明手段(19)が定置されていて、カメラ(18)および/または照明手段(19)に光波導体(34、35)、たとえばガラスファイバーケーブルが接線されている、請求項38から50のいずれか1項に記載の装置。
  52. カメラ(18)が反射光でウェブ(16)を検知する、請求項38から51のいずれか1項に記載の装置。
  53. 透過光と反射光による検知が行われる、請求項38から52のいずれか1項に記載の装置。
  54. コンピュータ(30)と解析手段(20)とが繊維材料(2、16)の純度を調節する調節装置と連通している、請求項47に記載の装置。
  55. 解析手段(20)の後段に、制御装置(41)と調節装置(42)を配置した、請求項38から54のいずれか1項に記載の装置。
  56. 調節部材(42)が、ウェブ(16)中のネップ、夾雑物および/または種子の数を変更できる、請求項55に記載の装置。
  57. カメラ(18)が、ローラからはがれた自由なウェブ(16)中のネップ数を検知できる、請求項56に記載の装置。
  58. はがれた自由なウェブ(16)中に検知されたネップ数に反応して、調節部材(42)がウェブ(16)中のネップ数を変えることができる、請求項57に記載の装置。
  59. 調節部材(42)がフラット(13)のフラットバーのガーネットワイヤとシリンダ(4)のガーネットワイヤとの間隔を調節できる、請求項55から58のいずれか1項に記載の装置。
  60. 調節部材(42)がシリンダ(4)の回転数を調節できる、請求項55から59のいずれか1項に記載の装置。
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