TWI783990B - 用於偵測饋送至操作機器的織物或金屬線的特性之方法、系統及感測器 - Google Patents

用於偵測饋送至操作機器的織物或金屬線的特性之方法、系統及感測器 Download PDF

Info

Publication number
TWI783990B
TWI783990B TW107113138A TW107113138A TWI783990B TW I783990 B TWI783990 B TW I783990B TW 107113138 A TW107113138 A TW 107113138A TW 107113138 A TW107113138 A TW 107113138A TW I783990 B TWI783990 B TW I783990B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
detection
characteristic
operating
analog
value
Prior art date
Application number
TW107113138A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201903349A (zh
Inventor
堤辛諾 巴瑞亞
蜜雪兒 諾吉亞
Original Assignee
義大利商Ｂｔｓｒ國際股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 義大利商Ｂｔｓｒ國際股份有限公司 filed Critical 義大利商Ｂｔｓｒ國際股份有限公司
Publication of TW201903349A publication Critical patent/TW201903349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI783990B publication Critical patent/TWI783990B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H61/00—Applications of devices for metering predetermined lengths of running material
    • B65H61/005—Applications of devices for metering predetermined lengths of running material for measuring speed of running yarns
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H63/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/06—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to presence of irregularities in running material, e.g. for severing the material at irregularities ; Control of the correct working of the yarn cleaner
    • B65H63/062—Electronic slub detector
    • B65H63/065—Electronic slub detector using photo-electric sensing means, i.e. the defect signal is a variation of light energy
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/26—Arrangements facilitating the inspection or testing of yarns or the like in connection with spinning or twisting
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H13/00—Other common constructional features, details or accessories
    • D01H13/32—Counting, measuring, recording or registering devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2433—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952—Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02H—WARPING, BEAMING OR LEASING
    • D02H13/00—Details of machines of the preceding groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B35/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, knitting machines, not otherwise provided for
    • D04B35/10—Indicating, warning, or safety devices, e.g. stop motions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G01B11/10—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving
    • G01B11/105—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving using photoelectric detection means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • G01N21/8915—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined non-woven textile material

Abstract

一種用於偵測饋送至一操作機器(M)的一織物或金屬線(F)的一特性之方法，該方法包括產生衝擊該線的一光信號，其在一光學感測器裝置上產生一陰影，該光學感測器係連接至該用於根據由此感測器裝置發射而隨著由該線(F)本身在該感測器上產生的陰影變化的一電信號監視該線的一特性的手段(8)，該特性係該線的一物理特性，諸如其直徑，或者係該線移動時的一饋送特性，諸如其速度。假設該感測器裝置(2)偵測到的該信號包括以類比模式偵測的一信號及以數位模式偵測的一信號，則以數位模式偵測的該信號提供以類比模式偵測的該信號的即時校準，以便產生由該監視手段使用的一電信號，以監視該線的該特性。
亦請求依此方法的操作系統及定義該感測器構件的一感測器。

Description

用於偵測饋送至操作機器的織物或金屬線的特性之方法、系統及感測器
本發明係關於一種依主要請求項之前言之用於偵測饋送至一織物機器的織物或金屬線的特性之方法。依該方法偵測該線的此特性及操作之系統及依對應獨立請求項之用於此系統之感測器亦包括本發明之目的。
如所知，當將線饋送至操作機器時，通常由適當的感測器裝置監視線的至少一個特性，其可為尺寸或對饋送之連接(諸如饋送速率)。此係為使離開該操作機器的最終產品具有依預定規範的特性與品質。
在本文中的術語「線」係為指陳織物線或紗及金屬線兩者；類似地，術語「操作機器」係指織物機器(梭織機、整經機、針織機、交錯式繞線機或其他機器)及對金屬線施行任何操作之機器(諸如纏繞至線軸)兩者。
在本文中的術語「最終產品」係指包含經監試線的織物製品及產品兩者，無論係織物或金屬(諸如捲線軸)。
術語「線的特性」係指以下任一者：其尺寸特性(諸如直徑或纖度或局部加厚或薄化)、局部表面形變(從纖維表面突出的細線或毛髮)、纖維線性變化(諸如在其本身上纏繞形成線圈)，甚或與線的移動相關的特性，諸如饋送至操作機器的速率。
已知當線被饋送至操作機器時，用於判定上述線的特性的各種方法與裝置。本文獻係關於所述類型的手段和裝置，其通過使用光學系統操作來判定該特性。
已知提供使用可檢查線饋送特性的光學感測器的裝置。此等感測器係依據測量的物理原理運作，包括估計在線已被自照明裝置(如LED)產生的光發射「撞擊」後，由這樣的感測器的偵測器部份上的線產生的陰影尺寸。根據此估計可例如判定線的直徑或在線中任何表面不平整或結的存在。
目前主要有兩種可彼此替代使用的感測器，亦即以類比模式操作的感測器或數位感測器(亦即其一般分別透過類比類型偵測或數位類型偵測操作)。
類比感測器常包括光電二極體，其上形成由LED所產生光撞擊線的陰影。假設照明既平坦又均勻，則由感測器測量的光量正比於線的陰影厚度或寬度「d」與光電二極體寬度「W」的比值。第1圖顯示典型光電二極體S，其上形成線F的陰影O；光電二極體的尺寸d與W及長度或高度H示如該圖。
根據此等值，線的直徑d可由以下簡單比例獲得(H-d)/H=PMIS/P0
其中P0係在無線的存在下測量出的功率，且PMIS係在有線下測量出的功率。此造成d=H(1-PMIS/P0)
但類比感測器無法進行高度精確判定，且其測量所涉因素眾多。例如就線的照明而言，須相當準直(亦即既不發散也不會聚)，使得在光電二極體上產生線的陰影大小相對於線與光電二極體的距離無變化。
此意謂例如需具有在遠距離的單一光源，但這在大部分的應用中均無法達成，其中包括光電二極體與LED的偵測器裝置須具極小尺寸且光源與偵測器距離因而很小。此可藉由在LED與光電二極體間置放特定(圓柱形)透鏡而克服，以便在與線呈直角的方向上產生至少一個準直照明光束，但其亦可能在平行方向上發散。
亦可能提供由監視上述數據的單元(連接至光電二極體)所使用的光電二極體偵測的數據所使用的補償演算法，但此造成這樣的數據處理且因而監視單元更為複雜，因此最終用於偵測線的特性的所有裝置包括LED、光電二極體及該監視單元。
此估計直徑的方法簡單且迅速，但苦於下列所致精確度問題：光源可能隨時間變化及在空間缺乏均勻性、環境光、線的可能透明度、光電二極體的非均勻反應、及與線的有毛性或其上表面不平整相關的誤差。
亦知裝置使用數位感測器操作且可克服使用類比感測器的裝置的諸多問題。
亦熟知數位方法使得以克服許多這些問題。若以感測器的陣列取代類比感測器(一般係利用CMOS或CCD技術製造)，則可利用演算法以較高精確度估計線的直徑，以判定所產生的陰影之邊緣的位置。測量的精確度可由感測器本身的幾何形狀確保，其解析度係數微米級(像素尺寸)。
在這方面，已知上述類型的各種解決方案，其中藉由感測器的陣列測量線的特性。
GB-2064106描述包括一百個左右的光學感測器之CCD裝置，該裝置經設計來分析線狀影像並可判定線的直徑。由線產生的陰影在沿著CCD長度方向上的各點處被掃描，亦即光學感測器的每一者均依序經檢視有關其曝光條件。CCD因而針對每一個掃描週期產生脈衝的序列。線的直徑因而連續轉換為大量的序列脈衝。
US-4511253亦描述光學感測器的線性陣列及用以評估由該線性陣列所提供序列信號的電路。
WO-9936746進一步描述CCD感測器及用於判定線的厚度的方法。
WO-2011147385異於使用CCD感測器的測量手段之前述專利文獻，所述係NMOS(Live MOS)、JFET、LBCSAST及Scomos感測器之較佳使用，此係因其等在併入小型裝置中時具低耗能的優點，且無需冷卻系統。
EP-1319926描述用以測量線的至少一個性質的手段，該性質例如直徑。這裡再次使用的光學感測器係CMOS感測器。
EP-2827127描述包括兩平行列光學元件的光學感測器。第一列中的光學元件具有矩形形狀且使其長邊沿著線的投射之移動的方向之這樣的方式定像。第二列中的光學元件亦具有矩形形狀，但其使得長邊垂直於線的投射之移動的方向。在此例中，所有的光學元件亦係被構造成利用CMOS技術。
JP-S60114704並非專指線而係指纜線或類似物，且描述根據光學感測器所偵測陰影寬度測量其直徑的方法，陰影寬度即使在纜線與光學感測器距離改變時亦維持定值。
針對此特定應用，此類感測器的主要缺點在於測量速度。相較於類比感測器，須自感測器的陣列取得的信號數等於其像素數。與可利用單一類比感測器獲得者相較，像素數愈多，線的特性之測量愈慢。此可藉由連接數位感測器至用於測量經監視特性的具極高計算速度的(最終)手段(根據感測器所發射信號操作)而克服，但此將造成高成本總成或系統。因此，例如亦對應於每秒數萬次線的直徑測量，數位感測器產生信號之使用無法與低成本數位電子器件或微控制器之使用相關聯，否則將使得可以產生可接受成本之偵測系統。
GB 2159621係關於用於監視各種靜態或移動中產品之尺寸的方法及設備。此先前專利內文描述須 經掃描的產品被雷射光束照射，且所得傳輸光由一光電池收集。同時此產品亦被在另一位置處的另一光束照射，且傳輸超過該產品的光被另一光電池收集。在該專利內文中所述第一光電池造成數位脈衝信號，而第二光電池產生類比信號；這些信號係由(不同)電子電路個別處理，產生移動中產品的兩種不同測量版本。
將兩個信號加總且結果係精確直徑測量的類比值。
此先前文獻因而描述類比資料與數位資料的偵測，類比資料係由數位資料校準。但此偵測係透過在產品上兩不同點處使用兩個別光源於產品上所致，使得在GB 2159621中所述的已知設備極為複雜且尺寸增加。
此外，在先前文獻中利用一般照明獲得產品直徑的類比測量，此可因照明受到可能導致所測量直徑的錯誤值的變動而造成測量本身的問題。
WO 00/62013係關於用於測量透明光纖直徑並監視其表面缺陷的方法與設備。此先前文獻係關於透過偵測干涉條紋數而測量上述光纖的特性，取代在一偵測器上測量由產品產生的幾何陰影。由於該測量係基於干涉測量法且受測係光纖(透明光纖)的直徑，故該已知發明要求使用須由雷測產生的同調光。因此，由於操作的模式(基於干涉測量法)及用以獲得此測量的手段與產品的監視，使得已知解決方案極為複雜(亦因其偵測光纖或「空氣線」的內部缺陷)且耗資不斐。此解決方案因而需要用以分析所獲資料的手段，此相當複雜且昂貴。
因此，此已知解決方案因其複雜性(及因而尺寸)及成本而無法用以偵測用來處理織物或金屬線的織物機器或操作機器中的線的直徑。
US 6219135描述用於光學偵測移動中線狀材料的至少一個參數(諸如直徑)的裝置。此裝置包括具有兩個偵測器部分或個別感測器的光學感測器，第一個別感測器以類比模式操作，第二個別感測器則以數位模式操作。線或線狀材料在光學感測器與光源間移動，該光源亦可係直接光源或可產生在照射線前經反射的光射線的光源。
個別感測器偵測的資料經由一評估電路處理產生正比於線或線狀材料直徑的信號。測量的精確度相關於每單位長度的光學感測器使用的個別感測器數或由個別感測器產生的個別信號是否經調變(亦即以類比模式處理)或僅以二進位形式記錄(以此方式獲得數位信號)。
在先前文獻中亦描述藉由比較類比信號與數位信號，可獲得用於線的有毛性之值。
此先前文獻未就以下說明：在判定經測量線狀材料的特性(例如直徑)時，以類比模式偵測的資料及以數位模式偵測的資料是否及如何相互影響。
先前文獻亦未著墨產品掃描次數。
EP 2423144描述用於偵測線的移動的裝置，其中包括利用彼此不等距的感測器偵測前述直徑。自兩個感測器判定的值經比較其相似性，以便定義所偵測資 料間相似程度；接著將這些相似程度相對彼此加權。
律定由前述經加權感測器所偵測信號與經加權相似程度間的延遲，且據此判定線的移動相關資訊。
此解決方案描述利用光學感測器判定線的移動速度。
CH 671041描述用於線的幾何特性的電光感測器裝置，其中利用電光感測器產生的類比信號在經過濾後被數位化。
提供用於偵測莫爾(Moiré)缺陷的單元。
此先前文獻描述類比信號對數位信號的轉換，但未以數位信號校準類比信號。
本發明的目的是提供一種方法和實施此方法的系統以及用於此系統的感測器，通過該感測器可以快速準確地判定饋送至操作機器的織物或金屬線的特性，並且在低成本下實現。
特別言之，本發明的目的在於提供所述類型的方法、系統及感測器，藉此可偵測一個以上的線的尺寸特性，諸如其直徑、纖度、有毛性、幾何形狀及撚數。
另一目的係提供所述類型的方法、系統或感測器，可偵測線饋送速率。
另一目的係提供上述類型的系統，其具較小尺寸，得以促進同時操作數百條線的織物機器的使用。
進一步目的在於提供所述類型的方法、系統及感測器，藉此可利用環境光直接測量線的特性，無需 使用紅外線輻射。
對熟悉此技術者，藉由依據對應獨立請求項的方法、系統及感測器，將易於達成這些及其他目的。
1‧‧‧系統
2‧‧‧感測器
3‧‧‧類比偵測部分
3A‧‧‧類比部分
3B‧‧‧類比部分
4‧‧‧數位偵測部分
5‧‧‧容器主體
8‧‧‧評估單元
9‧‧‧記憶體單元
10‧‧‧發光二極體
12‧‧‧半圓柱形透鏡
d‧‧‧直徑
F‧‧‧線
H‧‧‧尺寸
M‧‧‧機器
S‧‧‧光電二極體
為了更佳了解本發明，在此僅以非限制性示例隨附下列圖式，其中：第1圖顯示已知類比感測器偵測線F的尺寸特性時的示意圖；第2圖顯示依本發明的系統示意圖；第3圖顯示第2圖中系統的第一變體示意圖；第4圖顯示第2圖中系統的第二變體示意圖。
參考所述圖式，尤其是第2圖，此顯示用於偵測被饋送至操作機器M的線F之特性的系統1。此線併同光學感測器2運作，在本圖中的示例中的該光學感測器2具有類比偵測部分3及數位偵測部分4，其等與單一容器主體5相關聯且在此主體5中所在位置相距短。此使得具極小尺寸的偵測系統1(或偵測單元或偵測裝置)，使其可與其他相同的一起用於系統在數以百計的線上操作的織物機器(諸如針織機等)中監測每一個線。
系統1的緻密性亦歸功於僅有1光源或LED(第2圖中未顯示)，其可產生「衝擊」線F的光且允許在該偵測部分3與4兩者上產生陰影，以允許該等部分發射對應於其上亦存在於主體5中的此陰影之尺寸的 電信號。特別言之，類比偵測部分3可係光電二極體，而部分4則可係CMOS或CCD感測器或類似的半導體感測器。部分4利用向量感測器將其上產生的線陰影空間數位化。
在部分4中的半導體感測器定義光偵測器矩陣，藉此達成上述空間數位化。
歸功於這些半導體感測器的使用，不論線饋送速度為何，均可在數微秒內獲得線的「瞬光」，詳如下述。
在線移向織物機器(或用於金屬線的纏繞機或類似的操作機器)時，亦可能精確判定此線的直徑。
例如無法利用WO 00/62013中所述說明達成此精確測量，依該先前文獻係藉由前述干涉測量法測量線的特性；隨著線的移動及因而產生的振動，以可用於測量其直徑的方式判定干涉條紋至少可謂係不精確的。
自部分4上線產生的陰影，可立即判定線直徑，無需如WO 00/62013中所述處理信號。
偵測部分3與4(或者為簡化之故，分別為類比感測器3與數位感測器4)連接至微處理器類型之監視或評估單元8(亦存在主體5中)，其根據由部分3與4發射的電信號或資料計算經監視線F的特性(例如直徑)。單元8接收及分析源自感測器3與感測器4兩者的信號。
此單元8連接至記憶體單元9，其中插入了用於監視特性用的預定可接受值(或監視參數)，並利用這些單元8將之與所見資料或實際資料做比較，以評估 其等如何對應預定值；若實際值與記憶體中的值間不一致，則單元8以已知方式運作，例如藉由產生可見及/或可聽警告，產生信號至裝置饋送線F至機器M的裝置或其他已知裝置，以避免線F具有異於所欲為機器M持續採用的特性。
系統1所提供的由感測器2的數位部分4所做測量(可呈電信號形式)，提供對類比部分3(亦可呈電信號形式)中所做測量的即時校準。應注意術語「校準」係指自感測器2的類比部分3的週期性測量判定，並將此測量與由此感測器的數位部分4所測量直徑的值做比較。
源自此部分3與4的「經校準」電信號被單元8用以執行上述評估。
亦考量類比感測器中可能的誤差，就短期而言，由此感測器或類比部分3所做直徑的測量亦可以由類比部分3測量的功率，以線性方程式表示。
d=H(1-C(t)．PMIS)
其中PMIS係由類比部分3(光電二極體)測量的功率之值，該值隨時間而變，H係類比部分3的已知尺寸，而C係一變數(我們定義為「校準變數」)，其係時間的函數且相關於各因素：照明光功率、存在任何髒汙、線的任何透明性及電子器件增益變數(考量隨溫度而變之背景值)。變數C(t)隨時間變化的值係以高於100-150Hz，有利的高於200Hz，較佳為300Hz的預定頻率評估。藉由在上述取樣頻率下的周期性C(t)的評估， 上述因素可能對C(t)的值有負面影響，隨著非常低的頻率而變之因素可被克服。反之亦然，上述用以在精確時刻評估C(t)值的頻率，可用以識別線的尺寸值，其中在這些頻率下，唯一可快速變化的部分係線本身的橫向位置。實際上已發現在實際情況中，線可隨著振動而線性甚或橫向移動。但由於已發現到振動頻率至多等於數十赫茲，故若在高於100-50Hz頻率下施行取樣，這些移動不致影響測量；如上述，此類振動因而對C(t)在測量時的值沒有影響。
換言之，已發現到影響線自捲線軸(從其解開)至操作機器(操作於金屬線的織物機器或機器)的移動之振動至多約為10Hz。利用以至少100Hz且較佳高於300Hz的取樣頻率偵測信號，由感測器2的類比部分3偵測的線影像當然顯示線彷若呈完全靜止，並且例如允許判定其特性，尤其是其直徑。
應注意如下述，由部分4偵測的信號亦係以相同頻率取樣，且此亦使其可能偵測線彷若靜止時的特性，如數位部分或感測器4之情況。
單位8根據感測器2的數位部分4(關聯於此部分4上產生的陰影)所偵測的資料判定在特定時點時(且在如上述的連續及離散定時頻率下)的線的直徑d1之值。一旦進行此測量，則應用與上述類似的公式，且因類比感測器3的尺寸H及其經測量功率PMIS係已知，故可計算校準之變數C為C(t)=(1-d1/H)/PMIS
當已獲得每一個測量時間的瞬間的C(t)的值時，此可被插入公式中，用以計算使用類比感測器之「d」，導出由後者偵測之信號的校準。
總而言之，若校準參數或變數C係藉由由感測器2的數位部分4在例如至少100Hz(或更高)下進行的直徑d1的測量計算所得，則所述問題可獲補償(因上述理由)。此測量的速率易於以CMOS感測器及低成本電子器件達成。
依本發明的方法因而提供感測器2的類比部分3，其以自身已知方式獨立偵測經監視線的特性(例如直徑)，並產生其自身的偵測信號，將之傳送至單元8。由感測器2的部分3的測量係快速，但如所知，並不精確。
並行的有感測器2的數位部分4，其亦以自身已知方式獨立偵測上述特性(d1)，並產生其自身的信號，將之傳送至單元8。後者利用上述手段，以由數位部分4產生的信號校準來自部分3的信號，數位部分4產生的信號較類比部分更為精確，且係以低取樣速度產生，以便採用具極小(且商業上允許的)尺寸與成本的微處理器單元8(或「微控制器」)。
根據「經校準」信號，單元8用以比較此信號與記憶體中所存資料，且若與後者有差異，則產生警告或以上述方式動作。
第3圖，其中對應於已描述過的圖中的部分使用相同代號，顯示用於測量線F的纖度的系統，其需 要兩個測量軸(第3圖中的X與Y)。在此情況下，律定使用兩個感測器2，其中彼此垂直的光線係由LED10產生。將光準直至感測器2與單元8(被視為涵括上述電路20)的半圓柱形透鏡12亦存在圖中。該LED亦連接至此單元8。
這些感測器2、LED及單元8均與單一主體5相關聯。
用於測量纖度的系統需要兩個測量軸，且此可藉由複製二維中所述方法實現。為避免環境光的擾動，可將系統脈衝化，透過光電二極體與CMOS感測器進行選擇性偵測。為將測量次數最小化，可提供三個光照狀態之一序列：在第一軸上的光、在第二軸上的光、暗黑。按此方式，相對於暗黑的測量差異使得以消弭環境光的擾動，無需尋求光學濾波器之助，且因而亦可能以可見光運作。
在第3圖中系統之一使用示例如下。希望在33kHz下進行測量，可產生持續時間10μs的個別光脈衝，總時間則為30μs，此係由兩個脈衝(每軸一個)及10μs暗黑提供，以測量背景光度。512像素的CMOS感測器係以1MHz取樣，對於個別CMOS獲得約0.5ms的取樣時間，且此針對若依序獲取的感測器兩者則變成1ms。0.5ms足以並行獲取。此時間須再加上用以計算直徑之測量的資料的數位處理時間，對於低成本微控制器，這會限制於近乎2ms。
總而言之，可校準由近乎300Hz下的兩個光 電二極體所做測量，且此包括在33kHz下的資料流，相當足以偵測結或缺陷。
總而言之，在所述兩種情況下(第2圖與第3圖)，可由類比感測器確保測量的速率，同時自數位感測器獲得精確度。
第4圖中對應於前述圖式之部分係由相同代號表示，其中顯示系統1亦可用已判定線F沿X軸(或垂直於Y軸)的饋送的速率。
關於此類型之實施例，已知通常係根據預定監視參數或值(諸如百分比及長度)監視關於線的物理特性(例如其直徑或纖度)的異常。
例如，通過在1mm長的線上增加50%的纖度來偵測結的存在。
這意味著檢查線的特性的監視單元(諸如單元8)須根據適當的演算法操作，此亦係根據對線饋送速率的知識，以便可以即時計算在線中經偵測到的異常需要持續多久，以便使經監視之線具有1mm的長度。
再者，在本發明相關系統中，因而最重要處在於可在可靠地、及時地且盡可能精確地將線饋送至織物機器時，能判定線的速度。
可即時計算線速度的優點之一在於按此方式，速度不再被涵括於參數群中，該等參數須經程式化以監視線饋送至織物機器的速度。此外，該系統獨立於機器的速度而成功保持監視臨限，確保即使在加速或減速階段期間或操作員改變處理速度的情況下，也能評估 線纖度及/或直徑異常所需長度的測量。
該速度信號亦可用作同步信號，以致能或關閉監視，例如能在高於300公尺/分鐘下進行監視。
按此方式，已知速度使得系統完全獨立，但無需與機器及來自機器的任何同步信號。
依據本發明所探討的變體，藉由比較存在於感測器2中位於且沿X軸操作的一對類比部分3A與3B所產生的信號而判定速度。已知該等類比部分間的距離，且針對線的特定特性(例如毛、直徑或其他特性變化)判定偵測時間的延遲，可利用連結時間、距離及速度之已知數學公式判定線饋送速率。針對此判定之已知最穩健已知技術包括計算兩類比信號間的相關函數，其將顯示在線具有最小表面缺陷的情況下偵測時間中延遲相對應的峰值。
在任何事件中，僅有出自感測器2之兩部分3A與3B的類比部分的資料被用來偵測經監視線的特性(依據關於第2與3圖中所述)。
已描述本發明之各實施例。但其他未述者亦可，諸如可提供使用兩個不同感測器(總與單一支撐主體相關聯)，每一個具有其自身LED及其自身偵測器部分，以類比模式操作之第一感測器(光電二極體)及以數位模式操作之其他感測器(CMOS或CCD)。再者，但在此情況下，在監視單元8判定經監視特性的值是否可接受(亦即在經預定參數內)的時間前，來自「數位感測器」之信號被用來校準由「類比感測器」所發射的信號(參考偵測 器部分的本質)。
這些變體係可提供可用於依所述方法操作的系統中的感測器，以解決上述技術問題，亦具有下列申請專利範圍中所述特性。
1‧‧‧系統
2‧‧‧感測器
3‧‧‧類比偵測部分
4‧‧‧數位偵測部分
5‧‧‧容器主體
8‧‧‧評估單元
9‧‧‧記憶體單元
F‧‧‧線
M‧‧‧機器

Claims (20)

  1. 一種用於偵測並監視饋送至一操作機器(M)的一線(F)的一特性之方法，該方法包括此經監視特性的光學類型偵測，該方法利用類比類型之手段提供該特性的一第一偵測且利用數位類型之手段提供該特性的一第二偵測，在該數位類型之手段中的半導體感測器定義光偵測器矩陣，該數位類型的偵測係用於校準該類比類型的偵測，以精確識別該特性的值，一類比類型的該特性的該第一偵測及該數位類型的此特性的該第二偵測係個別執行且產生傳送至一監視單元(8)的對應資料，其特徵在於該監視單元(8)的第一級根據利用數位類型手段偵測的該資料判定該特性的該值，且基於該值計算校準變數(C(t))，該單元的第二級隨著在該第一級中判定的該特性的此值改變由類比類型手段偵測的該資料，該改變包括一類比類型的該偵測的校準，且判定該經監視特性的確定值，其中該校準變數(C(t))隨時間變化，如以下公式所示：C(t)=(1-d1/H)/PMIS其中C(t)是該校準變數，d1是以數位模式操作的該偵測部件測得的線之直徑，PMIS是以類比模式操作的該偵測部件測得的功率之值，H是以類比模式操作的該偵測部件的尺寸。
  2. 如請求項1之方法，其中該監視單元(8)比較該經監視特性的此精確值與預定值或該經監視特性的監視參數，以便檢查其是否對應於該等預定設定值；若未發生此對應，則該監視單元(8)產生一警告信號及/或對至該機器的該線的一饋送作用，以避免具有異於該預定設定特性的一特性的一線被處理。
  3. 如請求項1之方法，其中該校準變數(C(t))係由該監視單元(8)以高於100-150Hz的一頻率取樣。
  4. 如請求項3之方法，其中其值係由該監視單元(8)以高於200Hz的一頻率取樣。
  5. 如請求項3之方法，其中其值係由該監視單元(8)以高於300Hz的一頻率取樣。
  6. 如請求項1之方法，其中該校準係即時發生。
  7. 如請求項1之方法，其中假設該第一與第二偵測係在彼此正交的兩空間軸(X,Y)的各者上執行，該線(F)僅平行於該等軸之一者移動，在該兩空間軸上的該等偵測可經彼此比較或交互比對，以判定該線(F)的一物理特性。
  8. 如請求項1之方法，其中經偵測並監視的該線的該特性係選擇性地為該線(F)的一物理特性或與此線(F)至一織物機器的饋送相關的一特性。
  9. 如請求項8之方法，其中該物理特性係以下至少一者：線直徑(F)；纖度；該線(F)本身局部表面變化的存在；沿該線結的存在；其有毛性；其幾何形狀或該線受到的的撚數。
  10. 如請求項8之方法，其中與該線(F)至該織物機器(M)的饋送相關的該特性係其饋送速率。
  11. 如請求項7之方法，其中提供一序列之該線(F)的至少兩級照明，此等級之一者包括無照明或暗黑。
  12. 如請求項7或11之方法，其中提供一序列之該線(F)的三級照明，以在該等軸(X,Y)之一者上交替具有該第一與第二偵測，此等級之一者包括該暗黑。
  13. 一種用於偵測並監視饋送至一操作機器(M)的一線(F)的一特性之系統，該系統可施行如請求項1之方法，該系統包括一光學類型之偵測手段(2)，其用於該經監視特性且與照明構件(12)一起作用，該光學偵測手段(2)包括以類比模式操作的一偵測部件(3)及以數位模式操作的一偵測部件(4)，在以數位模式操作的該偵測部件(4)中的半導體感測器定義光偵測器矩陣，該等部件(3,4)之各者產生對應於用於該經監視特性的資料的其自身電信號，用於以類比模式操作的該偵測器部件(3)偵測的該特性的資料藉由以數位模式操作的該偵測部件(4)偵測的該特性的資料校準，一監視單元(8)的功能上連接至以類比模式操作的該偵測器部件(3)及以數位模式操作的該偵測部件(4)，該監視單元(8)可接收用於由以類比模式操作的該偵測部件(3)及以數位模式操作的該偵測部件(4)偵測的該經監視特性的資料，該監視單元(8)判定隨著自該等監視部件(3,4)接收的該資料變化的該經監視特性的該值，其特徵在於用於來自以類比模式操作的該偵測部件(3)的該經偵測特性的該資料 係由校準變數(C(t))校準，該校準變數(C(t))係由該監視單元(8)根據以數位模式操作的該偵測部件偵測的資料判定的該經監視特性的值定義，此值的判定使得以校準用於以類比模式操作的該偵測部件(3)偵測之該特性的該資料，且明確地定義該經監視特性，其中該校準變數(C(t))隨時間變化，如以下公式所示：C(t)=(1-d1/H)/PMIS其中C(t)是該校準變數，d1是以數位模式操作的該偵測部件測得的線之直徑，PMIS是以類比模式操作的該偵測部件測得的功率之值，H是以類比模式操作的該偵測部件的尺寸。
  14. 如請求項13之系統，其中選擇性地以類比模式操作的該等偵測部件(3)及以數位模式操作的該等偵測部件(4)屬於一單一感測器(2)或個別感測器(2)。
  15. 如請求項13之系統，其中該監視單元(8)連接至一記憶體單元(9)，其包含該經監視特性的預定值，該監視單元(8)比較該經監視特性的該定義值與此等預定值，以在該經監視特性的該定義值與該等預定值間有差異時，產生一警告及/或停止該線至該機器的饋送。
  16. 如請求項13之監視系統，其中該照明手段係一單一光源。
  17. 如請求項13之系統，其中以類比模式操作的該偵測部件(3)及以數位模式操作的該偵測部件(4)、該監視單元(8)、該記憶體單元(9)、及用於該等偵測部件(3,4)的 該照明構件(12)係一單一主體(5)的部件，當以該照明手段(12)照射該線(F)時，由此線投射的一陰影同時撞擊該等偵測部件。
  18. 如請求項13之系統，其中一對以類比模式操作的偵測部件(3)及以數位模式操作的偵測部件(4)位於在空間上彼此正交的兩軸(X,Y)的各者上，此等對的各者與一對應照明裝置(12)一起作用，饋送至該操作機器的該線(F)在以類比模式操作的該等偵測部件(3)與以數位模式操作的該等偵測部件(4)間移動。
  19. 如請求項18之系統，其中具有在此等空間軸(X,Y)之一軸(X)上的類比模式的兩個偵測部件(3A,3B)及以數位模式操作的一個偵測部件(4)，該等偵測部件彼此相距不遠。
  20. 如請求項13之系統，其中該經監視特性選擇性地為該線(F)的一物理特性或與該線(F)的饋送相關的一特性，其中該物理特性係諸如其直徑、纖度、表面形變、幾何形狀、撚數、交織、有毛性或一結，或與該線(F)的饋送相關的一特性，亦即饋送速率。
TW107113138A 2017-04-18 2018-04-18 用於偵測饋送至操作機器的織物或金屬線的特性之方法、系統及感測器 TWI783990B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102017000042506 2017-04-18
IT102017000042506A IT201700042506A1 (it) 2017-04-18 2017-04-18 Metodo, sistema e sensore per rilevare una caratteristica di un filo tessile o metallico alimentato ad una macchina operatrice

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201903349A TW201903349A (zh) 2019-01-16
TWI783990B true TWI783990B (zh) 2022-11-21

Family

ID=59811782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107113138A TWI783990B (zh) 2017-04-18 2018-04-18 用於偵測饋送至操作機器的織物或金屬線的特性之方法、系統及感測器

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11459206B2 (zh)
EP (1) EP3612792B1 (zh)
JP (1) JP7181893B2 (zh)
CN (1) CN110582685B (zh)
IT (1) IT201700042506A1 (zh)
PT (1) PT3612792T (zh)
TW (1) TWI783990B (zh)
WO (1) WO2018193343A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020085641A (ja) * 2018-11-26 2020-06-04 株式会社Ihi 繊維束検査装置
GB2597857B (en) 2019-03-15 2023-05-17 Invista Textiles Uk Ltd Yarn quality control
CZ2019196A3 (cs) * 2019-03-29 2020-10-07 Rieter Cz S.R.O. Způsob bezdotykové optické detekce příze na pracovním místě textilního stroje pro výrobu příze, optický snímač příze a textilní stroj
WO2021229396A1 (en) * 2020-05-11 2021-11-18 Lohia Corp Limited An apparatus and a method for measuring width of moving fabric woven on a circular loom
EP4343275A1 (en) * 2022-09-21 2024-03-27 International Tobacco Machinery Poland Sp. z o.o. A method and system for measuring a diameter of a continuous rod of tobacco industry products
CN115881574B (zh) * 2023-03-08 2023-05-05 广东仁懋电子有限公司 提升碳化硅mos管制备效果的方法、系统、设备及介质

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2159621A (en) * 1984-06-01 1985-12-04 Beta Instr Co Fast response gauging system
TW215115B (zh) * 1991-07-03 1993-10-21 Fritz Stahlecher
TW200619623A (en) * 2004-06-29 2006-06-16 Instrumar Ltd Fibre monitoring apparatus and method
TW200934900A (en) * 2007-08-08 2009-08-16 Rhodia Poliamida E Especialidades Ltda Spinning process for the production of synthetic continuous filament yarns
US20120293789A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Gii Acquisition, Llc Dba General Inspection, Llc Method and system for optically inspecting parts
TW201425676A (zh) * 2012-11-22 2014-07-01 Mitsubishi Rayon Co 碳纖維束的製造方法
US20160231253A1 (en) * 2011-05-17 2016-08-11 Gii Acquisition, Llc Dba General Inspection, Llc Method and system for optically inspecting parts

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1185450B (it) * 1985-10-16 1987-11-12 Nuovo Pignone Spa Stribbia ottica perfezionata,particolarmente adatta per open-end
US5017797A (en) * 1988-11-24 1991-05-21 Murata Kikai Kabushiki Kaisha Device for detecting yarn
US4974016A (en) * 1989-12-15 1990-11-27 Ciba-Geigy Corporation Method and apparatus for checking film-cutting positions
DE19500822C1 (de) * 1995-01-13 1996-03-21 Erhardt & Leimer Gmbh Ultraschall-Kantenfühler zur Erfassung der Bahnkante einer Warenbahn
DE59712032D1 (de) 1996-08-20 2004-11-25 Uster Technologies Ag Uster Vorrichtung zur optischen erfassung von einem parameter an einem längsbewegten fadenförmigen körper
FR2792066B1 (fr) * 1999-04-08 2001-06-22 Jean Francois Fardeau Dispositif pour la mesure dimensionnelle et le controle des defauts des fibres optiques en production
DE10102612A1 (de) * 2001-01-21 2003-05-15 Color Aix Perts Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung der Farb-und/oder Glanz-Qualität von Stoffen oder ähnlichen Materialien
GB0120771D0 (en) * 2001-08-25 2001-10-17 Fibrevision Ltd Yarn monitoring
US6997215B2 (en) * 2003-03-24 2006-02-14 Sultex Ag Method for weaving low flaw cloths by means of the elimination of weft thread sections which have irregularities
US7204137B1 (en) * 2003-08-20 2007-04-17 Essex, Inc. Thread breakage detection systems and methods
FI119260B (fi) * 2006-03-10 2008-09-15 Metso Automation Oy Menetelmä mittauslaitteiston kalibroimiseksi ja mittauslaitteisto
DE102006033001A1 (de) * 2006-07-17 2008-01-24 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren zur Beurteilung eines Zustands eines Wertdokuments im Hinblick auf Lappigkeit und Mittel zur Durchführung des Verfahrens
JP5264234B2 (ja) 2008-03-24 2013-08-14 日新製鋼株式会社 耐溶融金属脆化割れ性に優れたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板およびその製造方法
JP5172533B2 (ja) 2008-08-20 2013-03-27 三鷹光器株式会社 機器保持装置用のエアースイッチ構造
JP5349494B2 (ja) 2008-12-11 2013-11-20 株式会社島精機製作所 糸性状の測定装置及び測定方法
JP5614534B2 (ja) * 2010-08-31 2014-10-29 村田機械株式会社 糸走行情報取得装置及び糸巻取機
ITMI20111027A1 (it) * 2011-06-08 2012-12-09 Btsr Int Spa Metodo e dispositivo per alimentare a tensione e velocita' o quantita' costante un filo ad una macchina tessile
CZ304682B6 (cs) * 2013-07-16 2014-08-27 Rieter Cz S.R.O. CMOS optický snímač obsahující množství optických prvků pro zařízení ke zjišťování parametrů pohybující se příze na textilních strojích
CN105793679B (zh) * 2013-12-09 2019-01-18 格立威系统有限公司 运动检测
AT515932B1 (de) * 2014-10-27 2016-01-15 Bernecker & Rainer Ind Elektronik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Detektion einer Druckmarke
DE102016001099A1 (de) * 2016-02-02 2017-08-03 Saurer Germany Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zum Ermitteln des Durchmessers eines durch einen laufenden Faden gebildeten Fadenballons an einer Arbeitsstelle einer fadenballonbildenden Textilmaschine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2159621A (en) * 1984-06-01 1985-12-04 Beta Instr Co Fast response gauging system
TW215115B (zh) * 1991-07-03 1993-10-21 Fritz Stahlecher
TW200619623A (en) * 2004-06-29 2006-06-16 Instrumar Ltd Fibre monitoring apparatus and method
TW200934900A (en) * 2007-08-08 2009-08-16 Rhodia Poliamida E Especialidades Ltda Spinning process for the production of synthetic continuous filament yarns
US20120293789A1 (en) * 2011-05-17 2012-11-22 Gii Acquisition, Llc Dba General Inspection, Llc Method and system for optically inspecting parts
US20160231253A1 (en) * 2011-05-17 2016-08-11 Gii Acquisition, Llc Dba General Inspection, Llc Method and system for optically inspecting parts
TW201425676A (zh) * 2012-11-22 2014-07-01 Mitsubishi Rayon Co 碳纖維束的製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20210114838A1 (en) 2021-04-22
PT3612792T (pt) 2024-01-12
CN110582685A (zh) 2019-12-17
EP3612792B1 (en) 2023-10-25
TW201903349A (zh) 2019-01-16
WO2018193343A1 (en) 2018-10-25
US11459206B2 (en) 2022-10-04
JP2020516905A (ja) 2020-06-11
EP3612792A1 (en) 2020-02-26
JP7181893B2 (ja) 2022-12-01
IT201700042506A1 (it) 2018-10-18
CN110582685B (zh) 2022-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI783990B (zh) 用於偵測饋送至操作機器的織物或金屬線的特性之方法、系統及感測器
US5333208A (en) Method and arrangement for optical control of the needles of knitting machines
CN104374781B (zh) 用于监视纺织机上移动纱线的参数的cmos光学检测器
JP6328130B2 (ja) 炭素繊維材料の繊維方向の測定および炭素繊維複合構造での物体の製造
CN105158271B (zh) 监视纱线的至少一个质量参数和/或传感器参数的方法
KR20090021717A (ko) 원형 선재 광학결함 검출장치 및 방법
US20040212803A1 (en) Measuring device for movements on a weaving machine
CN104297257B (zh) 用于监视纱线质量的方法以及用于执行该方法的检测器
CN112730235B (zh) 一种基于光学衍射的动态细线突结自动化检测装置和方法
JP6228222B2 (ja) フレネル回折の境界プロファイルを評価する方法
WO2007025350A1 (en) Fibre assessment apparatus and method
JP6920861B2 (ja) ロープの表面凹凸検出方法および表面凹凸検出装置
JP3852055B2 (ja) 長手方向に運動する糸状の部材におけるパラメータを光学的に検出する装置
CN103504471A (zh) 用于评估烟草加工业的棒状产品的端面的设备和方法
CA1248605A (en) Suture inspection and gauging method and system
KR101936009B1 (ko) 검출 장치
Wang et al. Yarn break detection using an optical method in real time
US9581434B2 (en) Apparatus and method for measuring pattern of a grating device
Shlyakhtenko et al. Method of determining the skewness of the weft thread in fabric
JP2022500646A (ja) 測定装置
JP2006162288A (ja) ロッドの反り検査方法および検査装置
JP6121729B2 (ja) 欠陥検査装置、及び欠陥検査方法
US20070273866A1 (en) Tension Measurement By Optical Means
BR102014030241A2 (pt) dispositivo óptico para medição de espessura, detecção de falhas, controle e monitoramento da qualidade de fios