JPH0733998B2 - 編み機の針を光学的に品質監視するための方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、編み機の針を光学的に
品質監視するための方法、およびこの方法を実施するた
めの装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】編み機は、編物製品を製造するための高
速で走行する精密機械である。この機械には、機械的に
高速に運動する非常に多くの精密な針が用いられてお
り、これらの針は、横編み機の場合には直線的な軌跡に
沿って配置されており、丸編み機の場合には環状に配置
されている。編目列を形成するために、これらの針は個
々に順次、針床における休止位置から編み目形成位置へ
移動し、再び休止位置に戻る。針床ごとに数千本の針が
設けられている場合、針運動周波数は１０ｋＨｚのオー
ダである。損傷のある製品の製造を回避するために、ダ
イナミックに酷使される針を、折損、大きな亀裂、曲が
りのような粗大損傷について監視する必要があり、これ
によりこの種の粗大損傷が生じた場合に編み機を即座に
停止させる。この種の粗大損傷は突然発生するものであ
り、編み機の通常の動作中にただちに検出されなければ
ならない。

【０００３】さらに、予防整備の意味で摩耗現象および
微小な亀裂のような微小損傷を有する針を検出すること
が望まれ、これによりこの種の針を適時に交換すること
ができる。摩耗現象および微小な亀裂は徐々に現われ、
ゆっくりと伸展する。つまりそれらは初期段階では編物
製品の品質を損なうものではない。したがって全速の作
動速度における編み機の通常の動作中、摩耗現象および
微小損傷の発生に対して針を継続的に監視する必要はな
い。つまり比較的大きな時間間隔で、比較的低い速度の
場合にも実行可能な検査を行なえば十分である。さらに
種々の針および針のゾーンの摩耗の周期的な測定によ
り、使用される針の品質、引っ張り応力の調整、使用さ
れる糸の品質等に関する価値のある警告がもたらされ
る。

【０００４】粗大損傷を検出するためには光学的センサ
が知られている。この光学的センサは、編み機の全速の
作動速度のときにフォトダイオードを用いて、編み目形
成位置へ移動する各々の針から反射する光の総量を測定
し、その際、所定の許容値に対する偏差から粗大損傷を
検出することができる。この種のセンサによる検出の信
頼性は低く、損傷の分類は、著しい制約のもとでしか可
能でない。μｍの範囲内の局部的な測定が必要とされる
摩耗の測定は、この種の光学的センサでは全く不可能で
ある。この種の摩耗測定のためには、ならびに微小な亀
裂のような微小損傷を検出するためには、従来では針を
編み機から取り外して個別に診断しなければならなかっ
た。このような診断はコストがかかり、さらに編み機の
長時間にわたる静止状態を強いるものであった。

【０００５】

【発明の解決すべき課題】したがって本発明の課題は、
一方では編み機の全速の作動速度において針の粗大損傷
を即座に検出することができ、他方では摩耗の測定およ
び微小損傷の検出にも適した方法および装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明による方法は、各針についてその都度その休
止位置から取り出されて運動する針の監視すべき部分の
検査画像を画像センサカメラを用いて撮影するように
し、画像センサの読みだし時に得られるアナログ画像信
号をディジタル画点信号に変換するようにし、さらに前
記検査画像のディジタル画点信号を、または検査画像の
個々の検査ゾーンのディジタル画点信号を、その都度撮
影された針の状態に関する情報を得るために処理するよ
うにしたことを特徴とする。

【０００７】本発明による方法は、半導体走査線カメラ
あるいは半導体マトリクスカメラのように画像を形成す
るセンサの使用に基づくものである。全速の作動速度で
粗大損傷を検出すべきであるのか、あるいは高い解像度
によって摩耗の測定を行なうべきであるのかによって、
使用される画像センサに対して異なる要求がなされる
が、これらの要求は種々の形式の市販の画像センサによ
って満たすことができる。粗大損傷の検出のためには、
低い解像度の画像センサで十分であるが、この場合、毎
秒１００００枚の画像よりも多い高速の画像読み出し速
度および処理速度が必要とされる。摩耗の測定および微
小損傷の検出のためには高い解像度の画像センサが必要
であるが、この場合には、例えば毎秒５０枚〜５００枚
の画像の低い画像読み出し速度および処理速度で十分で
ある。

【０００８】したがって針の折損、大きな亀裂および曲
がりのような粗大損傷を継続的に検出する目的では、本
発明による方法は有利には次のように実施される。即
ち、編み機の動作中、針運動周波数または針運動周波数
の除数によって低い解像度で検査画像を撮影し、検査画
像ないし検査画像の検査ゾーンのディジタル画点信号
を、画点周波数の周期で少なくとも１枚の記憶された基
準画像と比較し、各比較に基づき量的な類似度を形成
し、さらにこの類似度が所定の許容閾値に達しなければ
警報信号を形成するようにする。

【０００９】これに対して、摩耗データ、および微小な
亀裂のように徐々に伸展する微小損傷を時折検出する目
的では、本発明による方法は有利には次のように実施さ
れる。即ち、高い解像度で検査画像を撮影し、検査画像
ないし検査ゾーンのディジタル画点信号を記憶し、さら
に針の幾何学的寸法を検出する目的で、および／または
可視の針表面の表面特性を検出する目的で、記憶された
画点信号を評価する。

【００１０】さらに本発明によれば、編み機の針を光学
的に品質監視するための装置は以下の構成を特徴とす
る。即ち、光学装置および少なくとも１つの画像センサ
を備えた画像センサカメラが設けられており、該画像セ
ンサカメラは、そのつど休止位置から移動する針の監視
すべき部分を１つの画像センサないし複数個の各画像セ
ンサ上に結像するように、編み機に配置されており、さ
らに全ての針に関して同じである所定の位置に針が到達
すると、監視すべき針部分の検査画像の撮影と画像セン
サの読み出しとをトリガするトリガ装置と、画像センサ
から供給されるアナログ画像信号をディジタル画点信号
に変換するアナログ／ディジタル変換器と、さらに該ア
ナログ／ディジタル変換器と接続された信号処理回路と
が設けられており、該信号処理回路は、その都度撮影さ
れた針の状態に関する情報を得るためにディジタル画点
信号を処理するようにしたことを特徴とする。

【００１１】本発明による方法および装置の有利な実施
例が請求項２以下に記載されている。

【００１２】本発明のその他の特徴および利点は、図面
に基づく以下の実施例の記載により明らかにされる。

【００１３】

【実施例の説明】図１には編み機の針１０の上部が示さ
れており、この場合、実例としてシャフト１２、フック
ヘッド１４、およびリベット１６によりシャフト１２に
旋回可能に支承されているタング１８を有する舌状針１
０が示されている。折損、大きな亀裂および曲がりのよ
うな粗大損傷が頻繁に生じるゾーンが斜線で示されてい
る。それらのゾーンは、上部およびフックヘッド１４の
先端部、シャフト１２のうちリベット１６を受容するた
めに打ち抜かれた領域、およびタング１８の自由端部分
に位置している。折れたまたは曲がった針によりほころ
びおよび類似の損傷が生じる。したがって、損傷製品の
製造を回避するために編み機を即座に静止可能にする目
的で、全速の作動速度であってもこのような粗大損傷は
ただちに検出されなければならない。さらにできる限り
迅速に損傷を取り除けるように、損傷のある針を識別
し、さらにその損傷の種類を分類する必要がある。この
種の粗大損傷の発生に対して針を光学的に監視する際
に、粗大損傷に起因して損傷のある針の形状が突然著し
く変化するということを利用することができる。

【００１４】図２にも図１と同じ針が示されているが、
この場合、実例として摩耗および微小な亀裂、ならびに
他の微小損傷がとりわけ起こりやすいいくつかのゾーン
が斜線で示されている。これらのゾーンは、図１に示さ
れた危険な粗大損傷のゾーンと部分的に重なっている。
摩耗損傷ならびに微小な亀裂は徐々に生じ、ゆっくりと
伸展する。したがって微小損傷は、粗大損傷よりも実質
的に検出困難である。何故ならば微小損傷は、針の形状
をほんの少しづつゆっくりとしか変化させないからであ
る。他方、摩耗損傷および微小な亀裂は、さしあたって
製品の製造品質にはほとんど害を及ぼさない。それ故、
摩耗の発生および微小損傷に対して、全速の作動速度に
おけるに通常の動作中、継続的に針を監視する必要はな
い。むしろ比較的大きな時間間隔で特別な検査期間中
に、有利には機械がゆっくりと走行しているときに、、
針において摩耗の測定および微小損傷に関する試験を行
なえば十分である。

【００１５】図３には画像センサカメラ２０が図示され
ている。この画像センサカメラは、全速の作動速度の場
合に粗大損傷の発生に対して針を常時監視するためにも
用いられるし、摩耗の発生および微小な亀裂を比較的大
きな時間間隔で周期的に検出するためにも用いられる。
このカメラ２０は、針１０の画像を撮影する光学装置２
２と、この光学装置２２のビーム経路中に配置され半透
過性のミラーあるいはスプリッタプリズムとして構成可
能なビームスプリッタ２４とを有している。このビーム
スプリッタにおいて反射したビーム経路は、粗大損傷に
対して針を常時監視する低い解像度の画像センサ２６へ
導かれる。ビームスプリッタ２４を透過したビーム経路
は、フランジ２８の設けられたカメラ２０の出力側へ導
かれる。フランジ２８には、検査を行なうときに高い解
像度の画像センサ３０が取り付けられる。この画像セン
サ３０は摩耗現象の測定、および微小な亀裂のようなそ
の他の微小損傷を検出するために用いられる。

【００１６】カメラ２０は、編み機に以下のように取り
付けられる。即ち、編み目を形成するために運動する針
がそのつど画像撮影位置にくるようにし、これにより各
サイクルごとに順番に、全ての針の画像が撮影されるよ
うに取り付けられる。これは、回転する針床を備えた丸
編み機の場合にはとりわけ簡単に達成することができ
る。何故ならば丸編み機の場合、編み目の形成は常に同
じ位置で行なわれ、その位置に針が順番に運ばれるから
である。したがってカメラを固定的に取り付けることが
でき、編み目形成位置に対して設定調整することができ
る。これに対して横編み機の場合、カメラを針床に対し
て相対的に移動させるか、あるいは可動の旋回ミラー等
から成るシステムを用いてそのつど移動する針の画像
を、位置固定されて取り付けられたカメラへ伝送する必
要がある。

【００１７】編み目列をそれぞれ形成する際にカメラ２
０が順番にすべての針を撮影する場合、カメラは完全な
針運動周波数で作動する。針運動周波数が１０ｋＨｚで
ある場合、カメラは毎秒１００００枚の画像を送出す
る。この針運動周波数を除数で分周した周波数を用いて
カメラ２０を駆動することもできる。例えば１つの編み
目列を形成する際に単に１つおきに針を撮影するように
し、その間に位置する針は次の編み目列を形成する際に
撮影する場合、カメラ２０は半分の針運動周波数（除数
２）で作動し、毎秒５０００枚の画像しか供給しない。
相応に、１つの編み目列を形成する際に２つおきに針を
撮影するようにして、除数３を用いて作動させることも
可能である。しかし除数が大きくなるにつれて、粗大損
傷が突然発生した場合に、損傷を検出し機械を静止させ
る前に多数の損傷のある編み目列が形成されてしまうと
いう危険が増大する。

【００１８】光学装置２２をテレセントリックに構成す
ると有利である。即ちこの光学装置を、所定の絞りが２
つの焦点のうちの一方に配置されるようなビーム経路を
有するように構成すると有利である。公知のようにテレ
セントリックな光学装置は、対象物との距離が変化して
も画像の大きさがー定に保たれるという特性を有する。
したがってテレセントリックな光学装置の使用により、
針と光学装置との間隔が変化してもー定に保たれた結像
スケールを維持することができる。

【００１９】図４には、低い解像度の画像センサ２６を
用いて粗大損傷をリアルタイムに監視するための構成装
置を有するブロック図が示されている。針１０はカメラ
２０の光学装置２２の前で、１ｍ／ｓのオーダの速度で
矢印で示された方向に運動する。針の速度が速いにもか
かわらず針の鮮明な画像を得るために、有利にはパルス
化されたストロボ光源３２により照射が行なわれる。こ
の目的で、赤外線領域に近い光を発生させる半導体光源
を用いると有利であり、これにより人体に対して障害を
及ぼす可視の閃光が避けられるとともに外来光線を遮断
することができる。この照明は、図４に示されているよ
うに直接光として行なうこともできるし、あるいは光源
を針１０の光学装置２２とは反対の側に配置するように
して、透過光として行なうこともできる。針１０の画像
は、常に正確に同じ針の位置で撮影されなければならな
い。この目的でトリガ装置３４が設けられており、この
装置により、針の運動に同期してストロボ光源３２と画
像センサ２６の読み出しとが常に同じ針の位置でトリガ
される。

【００２０】図１には、長方形の枠３６により画像領域
の輪郭が示されており、この画像領域は、ストロボ光源
３２がトリガされるごとに光学装置２２および画像セン
サ２６により捕捉検出される。この画像領域は、粗大損
傷を監視する必要のある、斜線で示されたすべての領域
を含む。代表的な１０ｋＨｚの針運動周波数の場合、画
像センサ２６は、少なくとも毎秒１００００枚の画像を
電気的な画像信号に変換できなければならない。ミリメ
ートルの範囲で針のヘッドを測定する場合、十分な信頼
性をもって粗大損傷を検出するためには、約１２〜６４
個の画点から成る横方向の解像度によって画像の形成さ
れる検出が必要である。これは、図１において枠３６で
区切られた画像領域を横方向に１２〜６４個の画点に分
解しなければならないことを意味する。

【００２１】この条件を満たす目的で、低い解像度の画
像センサ２６のために、ＯＣＲ （"Optical Character
Recognition"）方式のために手動の読み出しノズルによ
り開発されたような有利には段ごとに同時に読み出し可
能な複数個の半導体マトリクスセンサのうちの１つを使
用する。この種の適切な画像センサはＥＧ＆Ｇ Ｒｅｔ
ｉｃｏｎ社のＲＡ３８１２Ｐというセンサであって、こ
のセンサは、それぞれ３８個の画点から成る、並列に読
み出し可能な１２個の段による構成配置で作動する。１
２：３８の縦横比は、図１の枠３６により区切られた画
像領域にほぼ相応する。この画像領域は画像センサによ
って、それぞれ１２個の画点から成る３８本の水平線と
して走査され、その際、それぞれ同じ水平線に属する１
２個の画点信号が並列に読み出される。ＥＧ＆Ｇ Ｒｅ
ｔｉｃｏｎ社の同じ製造モデルシリーズのうちの別の適
切な画像センサは、６４個の画点から成る、６４個の並
列に読み出し可能な段による構成配置を有するＲＡ６４
６４Ｎというセンサである。これら両方の画像センサに
より画点をグループごとに読み出すことによって、毎秒
２４５００枚までの画像を得ることができる。

【００２２】画像センサ２６の出力側にアナログ／ディ
ジタル変換器３８が接続されており、このアナログ／デ
ィジタル変換器は画像センサ２６から供給されたアナロ
グの輝度信号をディジタル形式の画点信号流に変換す
る。各ディジタル画点信号は、捕捉検出された画像領域
の１つの画点をディジタル形式で符号化した輝度値を表
わしている。さらにトリガ装置３４の出力側は、ストロ
ボ光源３２と画像センサ２６のほかに走査線カウンタ４
０とも接続されており、これはトリガ装置３４から供給
されるトリガ信号により画像の読み出し開始と同時にス
タートする。走査線カウンタ４０の出力信号は、一方で
はアナログ／ディジタル変換器３８へ導かれ、他方では
ゾーン選択回路４２へ導かれる。このゾーン選択回路
は、アナログ／ディジタル変換器３８から供給される画
点信号も受信する。

【００２３】ゾーン選択回路４２は、ユーザーによりプ
ログラミング可能なメモリを有しており、このメモリ内
には検査ゾーンとして監視すべき画像ゾーンが設定され
ている。実例として図１には、斜線で示された粗大損傷
ゾーンを含む４つの長方形の検査ゾーン４４、４５、４
６、４７がマークされており、これらの検査ゾーンをゾ
ーン選択回路４２内に記憶させておくことができる。走
査線カウンタ４０の出力信号による制御のもとで、ゾー
ン選択回路４２は、監視すべき検査ゾーン４４、４５、
４６、４７に属していないすべてのディジタル画点信号
を閉め出す。閉め出されなかったディジタル画点信号が
計算ユニット５０へ伝送される。

【００２４】基準メモリ５２は、監視すべき各検査ゾー
ンごとに１つの記憶領域を有しており、この記憶領域内
には、図４に図示されているように、良好な針領域のデ
ィジタル形式の輝度値が画点ごとに基準画像として記憶
されている。これらの記憶領域はゾーン選択回路４２の
制御のもとで、記録された瞬時の検査画像における伝送
されるディジタル画点信号に同期して読み出され、これ
により基準メモリ５２の出力側に送出されるディジタル
画点信号も、同様に計算ユニット５０へ伝送される。一
方はカメラ２０により記録された検査画像における検査
ゾーンに属し、他方は基準メモリ５２内に記憶された基
準画像における同じ検査ゾーンに属するすべての画点対
の画点信号が計算ユニット５０内で比較され、この比較
に基づき類似度が算出される。公知の類似度は相関係数
であって、合計された差の大きさである。このような類
似度の形成および算出は画像処理における当業者には公
知である。計算ユニット５０はその出力側に、種々の検
査ゾーンに対して順次算出された類似度を表わす類似度
信号を供給する。各類似度信号は、たった今記録された
検査画像と基準メモリ５２内の相応の検査ゾーンとの間
の類似性の度合いを示す。計算ユニット５０の出力側に
は、類似度信号を受信する閾値比較回路５４が接続され
ている。

【００２５】許容閾値メモリ５６内には、各検査ゾーン
ごとに１つの所属の許容閾値が記憶されており、この閾
値はユーザーにより入力することができる。したがって
ユーザーは種々の検査ゾーンに対して個々の許容閾値を
予め設定することができる。記憶されたこれらの許容閾
値は、ゾーン選択回路４２による制御のもとで以下のよ
うにして順次読み出されて閾値比較回路５４へ導かれ
る。即ち、１つの検査ゾーンに配属された類似度信号が
発生するたびごとに、閾値比較回路５４内において同じ
検査ゾーンに配属された許容閾値も用いることができる
ように読み出される。閾値比較回路５４は、種々の検査
ゾーンに配属されている複数個の出力側５８を有する。
この場合、閾値比較回路５４は、計算ユニット５０から
供給される類似度信号の各々を、同じ検査ゾーンに配属
された許容閾値と比較し、この比較により検査画像と当
該検査画像の基準画像との間の類似度が許容閾値に達し
ていないことが検出されると、当該検査ゾーンに配属さ
れた出力側５８に予備警報信号を送出する。閾値比較回
路５４の複数個の出力側５８は警報評価ユニット６０と
接続されており、このユニットは、画像走査に対して得
られるすべての予備警報信号を評価し、ユーザーにより
予め設定可能な、個々の予備警報信号の重み付けにした
がって、出力側６２に本警報信号を送出する必要がある
か否かを判定する。

【００２６】閾値比較回路５４の各出力側５８には所定
の検査ゾーンが配属されているので、予備警報信号が現
われる出力側によって、どの検査ゾーンで粗大損傷が検
出されたのかを識別することができる。これにより損傷
の種類を分類することができる。

【００２７】図４に示された複数個のユニットは、画像
センサ２６からアナログ／ディジタル変換器を介して継
続的に供給される画像信号流により作動する。画像の記
憶は画像センサ２６内においてのみ行なわれ、そこでは
ストロボ照明により得られたアナログ形式の光学的な針
の画像が、電荷の形態で半導体マトリクス内に記憶され
る。これによりディジタル形式の画像メモリは不必要に
なり、これに関連する計算時間および付加的なコストも
省略される。画像読み出しサイクルの最後において、本
警報を送出する必要があるか否かに関する判定が行なわ
れる。つまり前述のシステムは全速の機械速度において
リアルタイムに作動する。ディジタル技術が適用されて
いるため、障害に対して信頼性がありかつ柔軟性があっ
て、さらに安いコストで実現することができる。検査ゾ
ーンの位置、大きさ、および個数、ならびに各ゾーンの
ための個々の許容閾値は、ユーザーにより自由に設定す
ることができる。これにより様々に変形され、種々異な
る場所で検査されるべき多数の形式の針に対して、柔軟
性をもってシステムを適合調整することができる。

【００２８】テレセントリックな結像のために、画像セ
ンサカメラ２０の光学軸の方向で針が振動してもスケー
ルの変化は生じず、したがって誤った警報も発生しな
い。これに対して上記光学軸を横切る側方向への針振動
により、検査する針が良好であるにもかかわらず、記録
された検査画像の検査ゾーンと基準メモリ５２内に記憶
されたその検査ゾーンの基準画像との間で許容できない
偏差が生じ、これにより誤った警報がトリガされる可能
性がある。図５には、図４の装置の変形実施例が示され
ており、これにより側方向の針の振動により誤った警報
がトリガされるのが回避される。

【００２９】図５の装置は、図４のただ１つの基準メモ
リ５２ではなく、複数個の基準メモリが設けられている
点で、図４による装置と異なる。この場合、実例として
５つの基準メモリ６１、６２、６３、６４、６５が設け
られている。これらの基準メモリ内には、個々の振動状
態に対して異なる基準画像が記憶されている。これは例
えばトレーニング段階において自動的に行なうことがで
きる。つまりこのトレーニング段階において、第１のサ
イクルで針床のすべてのの針の画像を順次記録し、得ら
れたゾーン画像を平均値形成のために加算することによ
り、振動のない針による理想の基準画像をまず最初に得
るようにする。この理想の基準画像は基準メモリ６１内
に記憶される。次に後続のサイクルにおいて、理想の基
準画像からの種々異なる偏差を有する個々の針のゾーン
画像が、別の基準メモリ６２〜６５内に記憶される。こ
れにより図５の実施例の場合、各ゾーンごとに５つの異
なる基準画像を記憶することができ、それらは５つの振
動状態の代表的な基準画像とみなされる。

【００３０】基準メモリ６１〜６５はゾーン選択回路４
２による制御のもとで並列に読み出され、これにより得
られた各ゾーンの異なる複数個の基準画像のディジタル
画点信号が並列に計算ユニット５０へ伝送され、そこに
おいて同時にゾーン選択回路４２から到来する当該ゾー
ンの検査画像のディジタル画点信号と比較され、その
際、各比較ごとに１つの固有の類似度が形成される。こ
のことは、計算ユニット５０が５つの類似度計算器７
１、７２、７３、７４、７５を含むようにすることで図
５に示されている。これら５つの類似度計算器７１〜７
５により供給される類似度は、最大値検出器７６へ導か
れ、この最大値検出器７６は、検査画像と基準画像との
間の最大の類似性を表わす類似度を選択し、閾値比較回
路５４へ伝送する。これにより閾値比較回路５４は、こ
の類似度だけを許容閾値メモリ５６内に記憶された許容
閾値と比較する。このプロセスにより、針の瞬時の振動
に起因して現われる類似性のない画像が類似性の評価か
ら除外され、したがって誤った警報が生じないようにす
ることができる。工程ごとに検査される針の個数が著し
く多いため、誤った警報の確率を極端に低くしなければ
ならない。例えば１００００針／秒の針運動周波数によ
る機械において、多くても８時間の作業工程ごとに１回
の誤警報が許容される場合、誤警報の確率は１：３０
０，０００，０００よりも大きくてはならない。基準メ
モリの個数を図５に実例として示された個数５よりも多
くすることにより、検査画像と基準画像との偶然の不一
致の影響を効率よく低減することができる。

【００３１】図６には、高い解像度の画像センサ３０を
用いることにより摩耗による損傷および微小な亀裂を検
出する構成装置を有するブロック図が示されている。こ
の目的で、上記画像センサ３０はカメラ２０のフランジ
２８に取り付けられている。高い解像度の画像センサ３
０の使用は必要不可欠である。何故ならば、針のヘッド
がミリメートルの範囲内にある僅かなサイズである場
合、摩耗を効率よく検出するためには、針の画像は少な
くとも５００個の画点で針の幅全体を捉えなければなら
ないからである。垂直に配置された走査線センサの使用
は問題がある。何故ならば個々の画像の走査線から構成
された走査線画像の２次元の精確さは、編み機の速度、
つまり丸編み機の回転速度または横編み機の直線上の速
度がー定であり正確にわかっているかに依存するからで
ある。しかし実際には、この速度はー定ではなく正確に
はわからない。これらの理由により、摩耗データを高い
解像度で捕捉検出するために、例えば５１２×５１２〜
１３００×１１００の画点から成る解像度を有するマト
リクス画像センサが用いられる。この種の画像センサ
は、毎秒２５枚〜１００枚程度の画像しか読み出すこと
ができない。摩耗の測定は予防的な整備措置であるの
で、比較的大きな時間間隔で、またゆっくりと走行する
機械においてこの測定を行なうことが許容される。

【００３２】したがってこの摩耗検査は、図４または図
５のリアルタイムシステムへいっしょに組み入れられる
のではなく、オフライン−メンテナンスシステムとして
構想されている。摩耗検査を実施すべき場合、高い解像
度の画像センサ３０をカメラ２０のフランジ２８に取り
付け、機械がゆっくりと走行しているときに、トリガ装
置３４により予め設定された所定の位置に針がくると、
各針１０ごとに可視の針表面の画像を記録する。画像セ
ンサ３０により送出されるアナログの画像信号はアナロ
グ／ディジタル変換器８０においてディジタル化され、
その際、各アナログ画点信号は、画点のグレー値を表わ
す多桁のディジタルコード群に変換される。アナログ／
ディジタル変換器８０から供給されるディジタル画点信
号は画像メモリ８２内に記憶される。次に、このように
して画像メモリ８２内に記憶されたグレー値画像は、補
間された輪郭における幾何学的測定、構造分析による表
面の自動判定等、公知の画像処理法によって摩耗または
微小な亀裂のために評価される。この分析は、サブ画像
処理計算器８４を用いることによりすぐにその場で画像
捕捉検出の周期で行なうことができる。メンテナンスエ
ンジニアにより選択的に、グレー値画像の収集物を磁気
ディスク、光学ディスク等のような大容量メモリ８６内
に記憶させ、中央画像処理計算器８８においてあとで評
価することもできるし、あるいは画像センサカメラ２０
のアナログ出力信号またはアナログ／ディジタル変換器
８０から供給されるディジタル画点信号を直接、中央画
像処理計算器８８へ伝送することもできる。このよう
に、多数の編み機において必要とされるコストのかかる
高い解像度の画像処理をただ１つの中央画像処理計算器
にまとめることにより、進歩的な画像処理法および人工
知能を経済的に最適に用いることができる。

【００３３】図４および図５を用いて説明した、粗大損
傷を検出するためのリアルタイムプロセスの場合のよう
に、高い解像度の摩耗検査も、例えば図２にマークされ
た検査ゾーン９１、９２、９３、９４、９５のようにと
りわけ摩耗に弱い針のゾーンに限定することができる。
これにより画像メモリ８２の所要メモリおよび場合によ
っては大容量メモリ８６の所要メモリが低減され、処理
時間を短縮することができる。

【００３４】粗検査のためにも用いられるカメラの第２
のビームスプリッタ出力側に高い解像度の画像センサ３
０をフランジを介して取り付けるかわりに、固有の光学
系を備えた高い解像度の画像センサを設け、これを摩耗
検査の期間のためにこのセンサのために設けられた支持
部材へ取り付けることももちろん可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】舌状針の上部の側面図であり、この場合、頻繁
に粗大損傷が生じるゾーンが斜線で示されている。

【図２】図１の舌状針を示す図であり、この場合には、
頻繁に摩耗現象および微小な亀裂が生じるゾーンが斜線
で示されている。

【図３】編み機の針を光学的に品質管理するための画像
センサカメラを示す図である。

【図４】図３の画像センサカメラを用いて粗大損傷の発
生に対して編み機の針を監視するための装置を示すブロ
ック図である。

【図５】図４の装置の変形実施例を示すブロック図であ
る。

【図６】図３の画像センサカメラを用いて編み機の針に
おける摩耗測定を実施するための、および微小損傷を検
出するための装置のブロック図である。

【符号の説明】

１０ 針 １２ シャフト １４ フックヘッド １６ リベット １８ タング ２０ 画像センサカメラ ２２ 光学系 ２４ ビームスプリッタ ２６ 低い解像度の画像センサ ２８ フランジ ３０ 高い解像度の画像センサ ３２ 光源 ３４ トリガ装置 ３８ アナログ／ディジタル変換器 ４０ 走査線計数器 ４２ ゾーン選択回路 ４４〜４７ 検査ゾーン ５０ 計算ユニット ５２ 基準メモリ ５４ 閾値比較回路 ５６ 許容閾値メモリ ６０ 警報評価回路 ６１〜６５ 基準メモリ ７１〜７５ 類似度計算器 ７６ 最大値検出器 ８０ アナログ／ディジタル変換器 ８２ 画像メモリ ８４ サブ画像処理計算器 ８６ 大容量メモリ ８８ 中央画像処理計算器

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 編み機の針を光学的に品質監視するため
   の方法において、 各針についてその都度その休止位置から取り出されて運
   動する針の監視すべき針部分の検査画像を画像センサカ
   メラを用いて撮影するようにし、 画像センサの読みだし時に得られるアナログ画像信号を
   ディジタル画点信号に変換するようにし、 さらに検査画像のディジタル画点信号を、または検査画
   像の個々の検査ゾーンのディジタル画点信号を、その都
   度撮影された針の状態に関する情報を得るために処理す
   るようにしたことを特徴とする、編み機の針を光学的に
   品質監視するための方法。
2. 【請求項２】 針の折損、大きな亀裂および曲がりのよ
   うな粗大損傷を継続的に検出する目的で、編み機の動作
   中、検査画像を低い解像度により針運動周波数でまたは
   該針運動周波数を除数で分周した周波数で撮影するよう
   にし、 検査画像のディジタル画点信号を、ないし検査画像の検
   査ゾーンのディジタル画点信号を画点周波数のタイミン
   グで、少なくとも１つの記憶された基準画像の画点信号
   と比較するようにし、 さらに各比較に基づき、定量的な類似度を形成し、該類
   似度が所定の許容閾値に達しなければ警報信号を形成す
   るようにした請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 検査画像ないし検査ゾーンのディジタル
   画点信号を、針の種々の振動状態および／または旋回状
   態に相応する、記憶された複数個の基準画像の画点信号
   と同時に比較するようにし、 さらに最大の類似性を示す類似度だけを、所定の許容閾
   値と比較させるようにした請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 振動していないまたは撓んでいない針に
   相応する基準画像を自動的に設定する目的で、トレーニ
   ング段階中、１回または複数回のサイクルで全ての針の
   検査画像を撮影し、平均値形成のために互いに対応する
   画点のディジタル画点信号を加算し、さらに平均化され
   た画点信号を基本基準画像として記憶するようにした請
   求項２または３記載の方法。
5. 【請求項５】 上記基本基準画像との偏差を有する個々
   の針の検査画像のディジタル画点信号を、別の基準画像
   として記憶するようにした請求項４記載の方法。
6. 【請求項６】 低い解像度による検査画像の撮影が、全
   速の作動速度の編み機の動作中に行なわれるようにした
   請求項２〜５のいずれか１項記載の方法。
7. 【請求項７】 摩耗データ、および微小な亀裂のように
   徐々に伸展する微小損傷を時折検出するために、検査画
   像を高い解像度で撮影し、検査画像ないし検査ゾーンの
   ディジタル画点信号を記憶し、 さらに針の幾何学的寸法を算出する目的で、および／ま
   たは可視の針表面の表面特性を検出する目的で、記憶さ
   れた前記画点信号を評価するようにした請求項１記載の
   方法。
8. 【請求項８】 高い解像度による検査画像の撮影は、編
   み機の作動速度が減速されているときに行なわれるよう
   にした請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 編み機の針を光学的に品質監視するため
   の装置において、 光学装置および少なくとも１つの画像センサを備えた画
   像センサカメラが設けられており、該画像センサカメラ
   は、そのつど休止位置から移動する針の監視すべき部分
   を１つの画像センサないし複数個の各画像センサ上に結
   像するように、編み機に配置されており、 さらに全ての針に関して同じである所定の位置に針が到
   達すると、監視すべき針部分の検査画像の撮影と画像セ
   ンサの読み出しとをトリガするトリガ装置と、 画像センサから供給されるアナログ画像信号をディジタ
   ル画点信号に変換するアナログ／ディジタル変換器と、 該アナログ／ディジタル変換器の出力側に接続された信
   号処理回路とが設けられており、該信号処理回路は、そ
   の都度撮影された針の状態に関する情報を得るためにデ
   ィジタル画点信号を処理するようにしたことを特徴とす
   る、編み機の針を光学的に品質監視するための装置。
10. 【請求項１０】 画像センサカメラと同期してトリガ装
    置によりトリガされるストロボ光源が設けられており、
    該ストロボ光源は、画像センサカメラにより撮影される
    針を照射するように配置されている請求項９記載の装
    置。
11. 【請求項１１】 針の折損、亀裂および曲がりのような
    粗大損傷を継続的に検出するために、前記画像センサカ
    メラが高い画像読み出し周波数を有する低い解像度の画
    像センサを含むようにした請求項９または１０記載の装
    置。
12. 【請求項１２】 摩耗データと微小な亀裂のように徐々
    に伸展する微小損傷とを時折検出するために、前記画像
    センサカメラが高い解像度の画像センサを含むようにし
    た請求項９または１０記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記画像センサカメラが光学装置のビ
    ーム経路中に配置されたビームスプリッタを含むように
    し、該ビームスプリッタは光学装置により捕捉された監
    視すべき針部分の画像を、一方では折損、亀裂および曲
    がりのような粗大損傷を継続的に検出するために高い画
    像読み出し周波数を有する低い解像度の画像センサ上に
    結像させ、他方では摩耗データおよび微小な亀裂のよう
    に徐々に伸展する微小損傷を時折検出するための高い解
    像度の画像センサを取り付け可能な出力側へ導くように
    した請求項９または１０記載の装置。
14. 【請求項１４】 前記信号処理回路が少なくとも１つの
    基準メモリを有しており、該基準メモリ内には監視すべ
    き針部分の１つの基準画像、または監視すべき針部分の
    個々の検査ゾーンの複数個の基準画像が記憶されてお
    り、さらに前記信号処理回路は１つの計算ユニットを有
    しており、該計算ユニットは、低い解像度の画像センサ
    から生じる検査画像のディジタル画点信号と、該画点信
    号と同期して基準メモリから読み出される１つの基準画
    像ないし相応の複数個の基準画像のディジタル画点信号
    とを受信し、これらのディジタル画点信号の比較により
    検査画像に関する類似度のないし各検査ゾーンに関する
    類似度を算出するようにし、 さらに前記計算ユニットには閾値比較回路が後置接続さ
    れており、該閾値比較回路は前記類似度を所定の許容閾
    値と比較し、配属された許容閾値に達していない各類似
    度の場合に警報信号を送出するようにした請求項１１ま
    たは１３記載の装置。
15. 【請求項１５】 許容閾値メモリが設けられており、該
    メモリ内には、異なる複数個の検査ゾーンに配属された
    個々の許容閾値が記憶されている請求項１４記載の装
    置。
16. 【請求項１６】 警報評価ユニットが設けられており、
    該ユニットは、上記許容閾値メモリから供給されるすべ
    ての警報信号を受信し、警報信号の所定の重み付けにし
    たがって本警報信号の送出に関して判定するようにした
    請求項１４または１５記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記信号処理回路が複数個の基準メモ
    リを有しており、該基準メモリ内には、監視すべき針部
    分の基準画像、ないし針の種々の振動状態または旋回に
    関する検査ゾーンの基準画像が記憶されており、 さらにアナログ／ディジタル変換器から供給されるディ
    ジタル画点信号に同期して、すべての基準メモリが同時
    に読み出されるようにし、 さらに前記計算ユニットは、複数個の基準メモリから供
    給されるディジタル画点信号をアナログ／ディジタル変
    換器から供給されるディジタル画像信号と並列に比較
    し、各比較に基づき類似度を算出するようにし、 さらに前記計算ユニットには最大値検出器が後置接続さ
    れており、該検出器は、同時に算出された複数個の類似
    度の中から最も大きい類似性を表わす類似度だけを閾値
    比較回路に伝送するようにした請求項１４〜１６のいず
    れか１項記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記アナログ／ディジタル変換器と計
    算ユニットとの間にゾーン選択回路が挿入接続されてお
    り、該ゾーン選択回路は、検査画像の前もって設定すべ
    き検査ゾーンに属するディジタル画点信号だけを計算ユ
    ニットへ伝送するようにした請求項１４〜１７のいずれ
    か１項記載の装置。
19. 【請求項１９】 上記ゾーン選択回路は伝送される画点
    信号に同期して、１つ基準メモリの読み出しを、ないし
    は各々の基準メモリの読み出しをトリガするようににし
    た請求項１８記載の装置。
20. 【請求項２０】 前記信号処理回路が１つの画像メモリ
    を有しており、該画像メモリ内には高い解像度の画像セ
    ンサから生じるディジタル画点信号を記憶するように
    し、 さらに画像計算器が設けられており、該計算器は、針の
    幾何学的寸法を算出するためにおよび／または可視のの
    針表面の表面特性を算出するために、記憶された画点信
    号を処理するようにした請求項１２または１３記載の装
    置。