CZ301105B6 - Zpusob k detekci cizích teles v podélne se pohybující niti a zarízení k jeho provádení - Google Patents

Abstract

Na nit (1) dopadá svetelný paprsek a odráží se od jejího povrchu. Svetelný paprsek odražený od nite (1) se detekuje senzorem (5) a prevádí se na signál, který se následne vyhodnocuje a v závislosti na výsledku tohoto vyhodnocení se provede zatrídení, zda cizí teleso je tolerovatelné a vyvolá se prerušení nite (1). Predem se stanový ale kritéria, která charakterizují typické vlastnosti tolerovatelných cizích teles pro rozlišení od zbývajících cizích teles, jejíž mechanické odstranování nastane v následujících procesech zpracování. Pri vyhodnocení signálu se pritom provede porovnání signálu s predem stanovenými kritérii a v závislosti na splnení techto kritérií se potlací nebo se provede prerušení nite (1). Zarízení sestává ze zdroje svetla, senzoru (5), vyhodnocovacího zarízení (9), jenž je ve vazbe s danou pametí (11) a z prostredku pro prerušení nite (1). V datové pameti (11) jsou uložena predem stanovená kritéria, která charakterizují tolerovatelná cizí telesa pro rozlišení od zbývajících cizích teles. Vyhodnocovací zarízení (9) je pritom vytvoreno pro porovnání signálu s predem stanovenými kritérii a pro rízení prostredku k prerušení nite (1) v závislosti na výsledku tohoto porovnání.

Description

Způsob k detekci cizích těles v podélně se pohybující niti a zařízení k jeho provádění

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu k detekcí cizích těles v podélně se pohybující niti, přičemž na niť dopadá světelný paprsek a odráží se jejího povrchu, načež se světelný paprsek odražený od nitě detekuje senzorem a převádí se na signál, který se následně vyhodnocuje a v závislosti na výsledku tohoto vyhodnocení se vyvolá přerušení nitě. Vynález se dále týká zařízení k provádění způsobu.

Dosavadní stav techniky

Vláknitý materiál přiváděný k doprádacímu zařízení může obsahovat nečistoty, cizí látky a cizí vlákna, které mohou vést ke zjevně nežádoucím nepravidelnostem v hotovém produktu nebo k poruchám v prameni vlákna a tím při následujících dokončovacích procesech k přetržení nitě. Toto je příčinou snižování kvality nebo zmetků, případně dodatečných nákladů zvyšujících výrobní náklady, například při náhradní výrobě. Je proto obvyklé používat zařízení, pomocí nichž se mohou takovéto složky z nitě odstranit.

EP 0 643 294 zveřejňuje způsob k detekci cizích látek u kterého dopadá na niť světelný paprsek, měří se světelný paprsek odražený od nitě a ze změny odraženého světelného paprsku se usuzuje na existenci cizích látek. Pří překročení podkročení prahové hodnoty pro světlé cizí látky a při prahové hodnoty pro tmavé cizí látky se generuje signál o přítomnosti cizí látky a vyvolá se čisticí řez.

Z EP 0 399 945 je známé zařízení k optickému zjišťování nečistot, cizích látek a cizích vláken v textilním vláknitém materiálu, které pri skokové změně barvy ve světelném paprsku odraženém od příze generuje výstupní signál k vyvolání čisticího řezu.

Změny barvy, jakož také změny světlosti však nejsou způsobeny jen cizími vlákny, nýbrž například u bavlny také částicemi slupky a stonku a rovněž fragmenty listu. Takto detekované cizí látky vedou rovněž k výstupním signálům pro čištění a k čisticím řezům. Již značná a ještě narůstající automatizace postupu trhání při sklizni bavlny, a tím často vyvolaný nedostatečný zřetel na optimální stupeň čistoty bavlny v době sklizně, může ve značném rozsahu zvýšit podíl nežádoucích rostlinných složek ve vláknitém materiálu. Přes vysoké náklady na čištění v čistírně a Čištění při mykání zůstává část rostlinných cizích látek ve vláknitém materiálu a přivádí se na dopřádací místo. Cizí látky se detekují v niti, čímž se dává podnět k řadě čisticích řezů. Čisticí řezy si vynucují postupy zapředení, případně spojení nitě. S tím spojený počet přerušení procesu se v nepříznivých případech zvyšuje možným zařazením opakování zapřádacího procesu a snižuje stupeň účinnosti výroby nebo zpracování příze. Nevýhodné přitom také je, že s každým zapředením, případně s místem spojení nitě je nucené spojeno více nebo méně vyčnívající silné místo, případně slabé místo, a tak je ovlivněna rovnoměrnost a kvalita příze.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je minimalizovat uvedené nevýhody a zlepšit proces výroby a zpracování příze.

so Tento úkol se vyřeší způsobem podle vynálezu, při němž se provede zatřídění, zda cizí těleso je tolerovatelné. Přitom se předem stanoví kritéria, která charakterizují typické vlastnosti tolerovatelných cizích těles pro rozlišení od zbývajících cizích těles, jejíchž mechanické odstraňování nastane v následujících procesech zpracování. Při vyhodnocení signálu se provede porovnání signálu s předem stanovenými kritérii a v závislosti na splnění těchto kritérií se potlačí nebo se

-1 CZ 301105 B6 provede přerušení nitě. Takovým přerušením nitě přitom je čisticí řez. Rozumí se tím také přerušení procesu předení, například zastavením rotoru. Potlačením přerušení nitě se nevyvolá přerušení nitě při každém signálu oznamujícím cizí těleso a tím se snižuje počet čisticích řezů nebo jiných přerušení nitě, případně se znatelně minimalizují nevýhody vyvolané dopřádacími zařízeními, nebo jinými spojováními nitě.

Ovlivnění optického vzhledu nebo pevnosti hotového produktu přitom mohou být zanedbatelně malá, když je cizí těleso, které se detekuje, například velmi malé. Když je oddělení cizího tělesa v následujících procesech výroby nebo zpracování možné stáhnutím, například na očku, nebo io vypráním, například z tkaniny, nenastává žádné ovlivnění zejména optických vlastností hotového produktu. Jako tolerovatelná cizí tělesa jsou zvláště vhodná oddělitelná cizí tělesa. Kritéria jsou přednostně stanovena tak, že charakterizují takováto tolerovatelná cizí tělesa.

Přerušení nitě při signálu, který oznamuje cizí těleso, se přednostně potlačí, když je současně na místě nitě v detekční oblasti splněno více kritérií. To je zvláště v případě, když přes odchylku měřené světlosti o více než stanovenou hodnotu od požadované hodnoty tato odchylka světlosti nepřekročí stanovené rozšíření v podélném směru nitě a rovněž když se detekuje variace signálu světlosti v oblasti podélného rozšíření odchylky světlosti ve směru chodu nitě. Jak rozšíření tak i hodnota světlosti, případně barvy tím leží v typické oblasti, která je charakteristická například pro částice slupek. Současným splněním více kritérií je dosažitelná vysoká bezpečnost při rozpoznání tolerovatelných cizích těles. Bezpečnost při rozpoznání tolerovatelných cizích těles lze ještě zvýšit tím, že se přídavně průběžně detekuje průměr nitě a vyhodnotí se jako doplňkový signál.

Přednostně se zjistí stanovené hodnoty potřebné pro kritéria pomocí vzoru příze znečištěné cizími tělesy a zjištěné hodnoty se následně uloží. Například se mohou vzory příze a v nich obsažená cizí tělesa prověřit podle stejného postupu a ve stejném zařízení jaká se používají při probíhající výrobě nebo zpracování. Mohou se rovněž provést srovnávací průzkumy jinými detekčními a vyhodnocovacími prostředky, jako například CCD kamerou. Uložené hodnoty se nemusí používat jen pro aktuální detekční postup, nýbrž také pro pozdější detekci. Uložení hodnot může nastat centrálně ve formě banky dat a používá se pro detekci cizích těles na více pracovních místech a strojích.

Kritéria se mohou v průběhu výrobního procesu automaticky měnit. Například se mohou pomalu vyregulovat změny světlosti nitě a mohou se přizpůsobit kritéria a případně hraniční hodnoty.

Zvláště výhodným způsobem je prověřování detekovaného spektra barev. Přitom se prověřuje spektrum barev světelného paprsku odraženého od nitě a toto spektrum barev se porovnává s uloženým spektrem barev tolerovatelných cizích těles. Když souhlasí prověřované spektrum barvy sjedním z těchto uložených spekter barvy, sloužících jako kritérium, dovodí se tolerovatelná cizí tělesa a na základě tohoto signálu o cizím tělese se potlačí přerušení nitě. Tento způsob je zvláště bezpečný a dobře vhodný pro odlišení netolerovatelných cizích těles, které se musí odstranit například čisticím řezem, od tolerovatelných cizích těles.

Zařízení podle vynálezu má alespoň jeden zdroj světla, senzor a vyhodnocovací zařízení a rovněž prostředek k přerušení nitě. Vyhodnocovací zařízení je ve vazbě s datovou pamětí. Výhodně jsou stanovená kritéria uložena v datové paměti. Přednostně nastává pomocí vyhodnocovacího zařízení porovnání signálu se stanovenými kritérii a podle výsledku tohoto porovnání jsou řízeny prostředky k přerušení nitě. Takto vytvořeným zařízením se zvláště jednoduchým a bezpečným způsobem detekuje tolerovatelné cizí těleso a odlišuje se od jiných odstraňovaných cizích těles. Signály o cizím tělese, které vedou v zařízeních podle známého stavu techniky k přerušením nitě, tak lze potlačit.

Senzor vytvořený jako CCD řádkový senzor vyžaduje málo prostoru a dodává výrokové výsledky měření. CCD řádkovým senzorem lze potlačit nebo separovat části signálu, které se detekují v okrajové oblasti nitě a representují hodnoty závislé na průměru. Vliv změn průměru nitě na změřené hodnoty světlosti tak lze minimalizovat. CCD řádkovým senzorem lze kromě toho docílit mimořádně vysoké rozlišovací schopnosti v detekční oblasti na povrchu nitě. Touto cestou se mohou velmi bezpečně a přesně detekovat také malá cizí tělesa nebo délka cizích těles, poněvadž také u změn vyvolaných malými cizími tělesy vzniká u jednotlivých senzorových prvků ještě dostatečně silný kontrast, zatímco měření světlosti, provedené jen jediným senzorovým prvkem poskytuje méně kontrastu a je tím omezena rozlišovací schopnost měřicího zařízení.

Zařízení je ve svém provedení opatřeno k vytvoření světla alespoň jedním zdrojem světla se širokým pásmem světelného spektra. Pro měření světlosti stačí jeden senzor, pro detekci barevné10 ho spektra se používají alespoň dva senzory nebo například CCD třířádkový, aby byl při stanovení barvy k dispozici více než jeden barevný opěrný bod. Pro stanovení barvy s více než jedním barevným opěrným bodem je vhodný CCD třířádkový senzor s modrým, zeleným a žlutým filtrem. V alternativních vytvořeních jsou místo zdroje světla se širokopásmovým spektrem světla k dispozici alespoň dva zdroje světla s úzkým pásmem spektra světla. Touto cestou je rovněž is možná práce s více než jedním barevným opěrným bodem.

LED dioda s bílým světlem dodává jako zdroj světla široké pásmo spektra světla a pro vestavbu vyžaduje oproti jiným širokopásmovým zdrojům světla méně stavebního prostoru, což je výhodné při použití v měřicích zařízeních na textilních strojích s více pracovními místy.

Vynález lze s výhodou použít na dopřádacích strojích, soukacích strojích a jiných strojích ke zpracování příze, například v osnovních cívečnicích, mechanických stavech a skacích strojích.

Předložený vynález umožňuje jednoduchou cestou účinnou minimalizaci zapřádaní, případně spojovaní nitě v přízí. To vede ke zlepšení kvality příze a k růstu stupně účinnosti výrobních procesů při výrobě příze.

Přehled obrázků na výkresech

Další jednotlivosti vynálezu jsou patrné na vyobrazeních na výkresech.

Na výkresech znázorňuje:

obr. 1 schématické vyobrazení provedení zařízení podle vynálezu a obr. 2 vývojový diagram způsobu podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Ve schématickém znázornění na obr. 1 se na podélně se pohybující niť 1, která je vedena vertikálně k nákresně, působí světleným paprskem ze dvou LED diod 2, 3 s bílým světlem, sloužících jako zdroj světla. Optika 4 je umístěna v průběhu paprsku odraženého od nitě i tak, že odražený světelný paprsek zobrazí pomocí optiky 4 na senzoru 5 úsek nitě I. U dalších z důvodů zjednodušení neznázoměných jednotlivostí takovéhoto měřicího místa a místa použití, dopřádacího stroje nebo soukacího například pracovního místa stroje se odkazuje na provedení podle stavu techniky, která jsou patrná z již uvedených spisů EP 0 399 945 a EP 0 643 294. Obě LED diody 2, 3 jsou připojeny pomocí vedení 6, 7, která slouží jako řídící a zásobovací vedení. Senzor 5 je připojen pomocí třetího vedení 8 k vyhodnocovacímu zařízení 9, které je připojeno pomocí čtvrtého vedení 10 k datové paměti j_L v alternativním provedení zařízení tvoří datová paměť 1_L stavební jednotku s vyhodnocovacím zařízením 9. Páté vedení 14 slouží k přenosu dat mezi vyhodnocovacím zařízením 9 a dalšími zařízeními zpracování dat nebo výrobními prvky, které rovněž nejsou z důvodů zjednodušení znázorněny. Šesté vedení 12 vede k řezacímu zařízení 13, sloužícímu jako prostředek k přerušení nitě i, kterým prochází niť

Obě LED diody 2, 3 s bílým světlem působí na niť i se širokým pásmem spektra světla. Senzor 5 je vytvořen jako CCD třířádkový senzor. Na obr. 1 popsané zapojení dovoluje bezpečné stanovení odchylek světlosti, případně tmavosti na povrchu příze probíhající detekční oblastí.

V datové paměti ii jsou uložena data, která charakterizují typické vlastnosti tolerovatelných cizích těles. Data se mohou zjistit pomocí vzorů příze znečištěné cizími látkami a zjištěné hodnoty se následně pomocí vedení 8 a _10 a vyhodnocovacího zařízení 9 ukládají do datové paměti 11. Pomocí pátého vedení Γ4 se mohou uložená data vyvolat a použít z datové paméti ii pro detekci cizích těles na více pracovních místech a strojích.

io Vývojový diagram způsobu k detekci cizích těles, znázorněný na obr. 2 začíná generací 1_5 signálu. Při generaci L5 signálu se světlo odražené od nitě i a detekované senzorem 5 převádí na signály. Signály se přivádí do dalšího způsobového kroku, do prověření Í6 světlosti. Přitom se prověřuje, zda změřená světlost leží mimo stanovenou toleranční oblast požadované hodnoty. Toleranční oblast může být uvedena v absolutních hodnotách nebo pomocí procentních hodnot, které se vztahují na požadovanou hodnotu. Může být také stanovena horní a spodní prahová hodnota. Jestliže leží světlost uvnitř toleranční oblasti, případně mezi prahovými hodnotami, buď se ukončí vyhodnocení pro detekci cizích těles, nebo se alternativně, jakje znázorněno čárou J_8 provede v následném postupovém kroku prověření L7 spektra světla. Výstupy z jednotlivých postupových kroků jsou označeny, když je kritérium splněno, písmenem „J“, což značí „ano“ a když není kritérium splněno, písmenem „N“, což značí „ne“. Jestliže leží světlost mimo uvedenou toleranční oblast nastává po postupovém kroku prověření j6 světlosti jako další postupový krok prověření 19 délky. Při prověření J9 délky se zjišťuje, zda rozšíření odchylky světlosti leží pod stanovenou požadovanou hodnotou. Jako požadovaná hodnota se mohou například volit 3 mm. Požadovanou hodnotou může být podle požadavků také jiná hodnota, například 1 mm.

Jestliže rozšíření odchylky světlosti leží nad požadovanou hodnotou, vyvolá se jako postupový krok čisticí řez 20. Jestliže leží pod požadovanou hodnotou provede se prověření 21 variací.

Pomocí prověření 21 variací se prověřuje, zda světlost uvnitř svého rozšíření podléhá variacím, respektive se v mění ve své hodnotě. Jestliže se nejedná o tento případ, vyvolá se jako postupový krok čisticí řez 20. Jestli že existuje variace, nastává jako postupový krok potlačení 22 čisticího řezu. Alternativně může při existenci variace hodnoty světlosti nastat jako následný postupový krok prověření 17 spektra světla, jak je naznačeno další čarou 23. Prověření 17 spektra světla nastává buď přímo po generaci 15 signálu v návaznosti na tento postupový krok nebo alternativně po stanovení hodnoty světlosti vně tolerance a přímo po stanovení variace hodnoty světlosti uvnitř rozšíření odchylky světlosti. Při prověřování spektra světla se stanoví barevné spektrum světelného paprsku odraženého od nitě 1. Toto barevné spektrum se porovná s daty barevných spekter, která charakterizují tolerovatelné cizí látky, uložené v datové paměti IL Jestliže souhlasí barevné spektrum s alespoň jedním uloženým barevným spektrem sloužícím jako kritérium, nastává jako následující postupový krok potlačení 22 čisticího řezu.

Funkce prováděné v postupových krocích generace J_5 signálu, prověření 16 světlosti, prověření L7 spektra, prověření 19 délky a prověření 2J_ variací mohou také nastat současně a vyhodnocení může nastat paralelně s nimi nebo následně.

Data sloužící jako kritérium lze například stanovit tím, že se potřebné hodnoty zjistí pomocí vzoru příze znečistěné cizími látkami a následně se uloží. Další volba se může provést tím, že data charakterizují jen cizí tělesa, která se mohou oddělit v následujících procesech zpracování. Hodnoty se mohou zadat jak ručně neznázoměnou klávesnicí tak se mohou uložit pomocí pátého vedení H. Volba a stanovení kritérií nebo hodnot může také vycházet ze zkušenosti obsluhy nebojí může být ovlivněna.

Předmětem vynálezu je v mnoha případech možné potlačení přetržení nitě 1, například potlačení čisticího řezu, a tím snížení nežádoucího vysokého počtu zapřadení nebo spojení nitě 1. Tím lze zvýšit kvalitu příze a stupeň účinnosti výrobních procesů. To znamená zlepšení procesu výroby a zpracování příze.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob k detekci cizích těles v podélně se pohybující niti (1), přičemž na niť (1) dopadá světelný paprsek a odráží se od jejího povrchu, načež se světelný paprsek odražený od nitě (1) detekuje senzorem (5) a převádí se na signál, který se následně vyhodnocuje a v závislosti na výsledku tohoto vyhodnocení se vyvolá přerušení nitě (1), vyznačující se tím, že se ío provede zatřídění, zda cizí těleso je tolerovatelné, přičemž se předem stanoví kritéria, která charakterizují typické vlastnosti tolerovatelných cizích těles pro rozlišení od zbývajících cizích těles, jejíchž mechanické odstraňování nastane v následujících procesech zpracování a přičemž se při vyhodnocení signálu provede porovnání signálu s předem stanovenými kritérii a v závislosti na splnění těchto kritérií se potlačí nebo se provede přerušení nitě (1).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přerušení nitě (1) se potlačí, když i přes odchylku měřené světlosti o více než stanovenou hodnotu od požadované hodnoty tato odchylka světlosti nepřekročí stanovený rozsah v podélném směru nitě (1) a v oblasti podélného rozšíření odchylky světlosti se detekuje variace signálu světlosti.
3. 3. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že stanovené hodnoty potřebné pro kritéria se zjišťují pomocí vzorů příze znečištěné cizími tělesy a následně se ukládají.

   25
4. 4. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, vyznačující se tím, že se stanoví barevné spektrum světla odraženého od nitě (1) a toto barevné spektrum se porovnává s uloženými barevnými spektry tolerovatelných cizích těles a pri shodě sjedním ztěchto jako kritérium sloužících uložených barevných spekter se potlačí přerušení nitě (1).

   30
5. 5, Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, které má zdroj světla, senzor (5), vyhodnocovací zařízení (9) a rovněž prostředek k přerušení nitě (1), přičemž vyhodnocovací zařízení (9) je ve vazbě s datovou pamětí (11), vyznačující se tím, že v datové paměti (11) jsou uložena předem stanovená kritéria, která charakterizují tolerovatelná cizí tělesa pro rozlišení od zbývajících cizích těles, jejíchž mechanické odstraňování nastane v následujících procesech

   35 zpracování, přičemž vyhodnocovací zařízení (9) je vytvořeno pro porovnání signálů s předem stanovenými kritérii a pro řízení prostředku k přerušení nitě (1) v závislosti na výsledku tohoto porovnání.
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že senzorem (5) je CCD řádkový

   40 senzor, zejména CCD třířádkový senzor s modrým, zeleným a žlutým filtrem.
7. 7. Zařízení podle jednoho z nároků 5 nebo 6, vyznačující se tím, že zdrojem světla je LED dioda (2, 3) s bílým světlem.