ITPI980001A1

ITPI980001A1 - Metodo e dispositivo per la rilevazione di difetti di filati in fase di produzione in particolare filati di ciniglia

Info

Publication number: ITPI980001A1
Application number: IT98PI000001A
Authority: IT
Inventors: Massimo Brunamonti; Stefano Tosi; Adriano Conti; Aglio Gastone Mario Dell; Paolo Montanelli; Simone Picciotti; Romeo Romei
Original assignee: Massimo Brunamonti; Stefano Tosi; Adriano Conti; Aglio Gastone Mario Dell; Paolo Montanelli; Simone Picciotti; Romeo Romei
Priority date: 1998-01-02
Filing date: 1998-01-02
Publication date: 1999-07-02
Also published as: DE69808137T2; PL188682B1; IT1304528B1; AU2276999A; HUP0100040A2; PL341517A1; TR200002006T2; ITPI980001A0; EP1042208A1; EP1042208B1; DE69808137D1; WO1999035075A1

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo "METODO E DISPOSITIVO PER LA RILEVAZIONE DI DIFETTI DI FILATI IN FASE DI PRODUZIONE, IN PARTICOLARE FILATI DI CINIGLIA"

DESCRIZIONE

Ambito dell'invenzione

La presente invenzione riguarda il settore tessile e più precisamente si riferisce ad un metodo per la rilevazione di difetti su filati in fase di produzione. In particolare l'invenzione, anche se non esclusivamente, si riferisce alla rilevazione di difetti su filati di ciniglia .

Inoltre, l'invenzione riguarda un dispositivo che attua tale metodo.

Brevi cenni alla tecnica nota.

I difetti nei filati di ciniglia, ma anche in filati a titolo elevato, possono essere classificati come difetti lunghi e difetti brevi (istantanei) . Per titolo di un filato si intende la lunghezza in metri necessaria per ottenere 1 kg di filat

I difetti lunghi sono una variazione oltre una certa percentuale, in più o in meno, del titolo originario del filato per un lungo tratto del filato sotto esame.

I difetti brevi, specifici per la ciniglia, possono essere classificati come "lascio" e "ingrosso". Il primo tipo corrisponde ad una variazione istantanea in più del titolo del filato, che nel caso della ciniglia è dovuto alla mancanza di filo trasversale, mentre difetti di "ingrosso" nella ciniglia sono dovuti ad un addensamento di fili trasversali o a fili trasversali più lunghi del normale .

Un filato di qualità deve essere privo sia di difetti lunghi che di difetti brevi. In particolare, se, in corso di produzione, essi si verificano, il filato deve essere interrotto bloccando immediatamente la macchina e ricomponendo la continuità del filato, dopo aver eliminato la parte difettosa.

Esistono vari tipi di attrezzature da montare su macchine di produzione di filato in grado dì rilevare la variazione di titolo in negativo di un filato nonché i difetti brevi di "lascio". Il funzionamento di questi sistemi prevede l'uso di sensori ottici che rilevano l'ombra proiettata da una fonte luminosa al passaggio del filato, che avanza ad alta velocità (fino a 600 metri al minuto).

Un primo problema che nasce da questi dispositivi è la necessità di avere dei sensori ottici, ad esempio foto diodi a larga area, ad elevata definizione, quindi molto costosi.

Un secondo problema è dovuto al fatto che, nel caso specifico della ciniglia, la sua forma ad elica non permette l'uso di tali dispositivi che, avendo proiettato semplicemente un'ombra, rilevano un difetto inesistente ogni qualvolta il filato di ciniglia si dispone di taglio rispetto alla sorgente luminosa.

Questi dispositivi, inoltre, non sono in grado di rilevare difetti di "ingrosso".

Sintesi dell'invenzione

E scopo della presente invenzione fornire un dispositivo per la rilevazione di difetti in filati, in particolare ma non esclusivamente filati di ciniglia, che sia in grado di superare i problemi esistenti nella tecnica nota sopra riportati.

È un altro scopo della presente invenzione, fornire un dispositivo per la rilevazione sia di difetti di ingrosso che di lascio e difetti lunghi su filati di ciniglia, difetti che i dispositivi di tecnica nota non sono in grado di rilevare tutti insieme.

È inoltre scopo della presente invenzione fornire un dispositivo di rilevazione di difetti su un filato che applichi il metodo di cui agli scopi precedenti.

È scopo particolare del dispositivo rilevare i difetti con almeno pari definizione di quelli esistenti, ma con un minore costo di costruzione.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dal dispositivo e dal metodo di rilevazione di difetti su un filato secondo la presente invenzione.

Il dispositivo è caratterizzato dal fatto di comprendere :

- una superficie trasparente curva su cui il filato viene fatto passare a strisciamento;

- mezzi sensori ottici e una sorgente luminosa disposti da parti opposte rispetto alla superficie trasparente; - una unità elaboratrice connessa con i mezzi sensori ottici atta ad analizzare e a controllare l'ombra proiettata dalla sorgente luminosa sui mezzi sensori ottici attraverso la superficie trasparente e a comandare il blocco dell'avanzamento del filato in concomitanza con la rilevazione di errori.

Preferibilmente, l'unità elaboratrice comprende mezzi hardware di analisi dell'ombra e di comando del blocco dell'avanzamento del filato.

Alternativamente, l'unità elaboratrice comprende mezzi a programma di analisi dell'ombra e di comando del blocco dell'avanzamento del filato.

Vantaggiosamente, la superficie trasparente suddetta è combinata con mezzi a lente atti a concentrare l'immagine proiettata dalla sorgente luminosa sui mezzi sensori .

In una forma realizzativa particolarmente adatta al controllo specifico della ciniglia, i mezzi a programma residenti in detta unità elaboratrice comprendono mezzi per memorizzare l'andamento nel tempo del profilo del filato come proiettato sui mezzi sensori e mezzi per sottrarre l'andamento memorizzato dall'immagine reale del filato come proiettato sui mezzi sensori, per cui i difetti sono rilevati dal confronto dell'andamento memorizzato rispetto all'immagine reale.

Il metodo di rilevazione di difetti ha la caratteristica di comprendere le fasi di:

- trascinamento del filato tra una sorgente luminosa ed un sensore ottico;

- tensionamento e schiacciamento del filato su una superficie trasparente curva interposta tra la sorgente luminosa e il sensore ottico, il filato strisciando sulla superficie trasparente curva;

- rilevazione dell'ombra proiettata dalla sorgente luminosa sul sensore ottico attraverso la superficie trasparente curva;

- analisi dell'ombra proiettata e interruzione del trascinamento al verificarsi di un difetto, con taglio e rimozione della parte difettosa.

Vantaggiosamente, la fase di rilevazione comprende una fase di concentrazione dell'ombra sul sensore ottico.

Preferibilmente la fase di analisi dell'ombra del filato comprende la fase di memorizzazione dell'andamento nel tempo del profilo del filato come proiettato sui mezzi sensori e sottrazione dell'andamento memorizzato dall'immagine reale del filato come proiettato sui mezzi sensori, per cui i difetti sono ottenuti dal confronto dell'andamento memorizzato rispetto all'immagine reale.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo di rilevazione dei difetti di un filato e del relativo metodo secondo l'invenzione risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di una loro forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai disegni annessi in cui:

- la figura 1 mostra in vista schematica un dispositivo di rilevazione di difetti su un filato inseribile in una macchina di produzione di detto filato;

- le figure 2A e 2B mostrano rispettivamente in vista frontale ed in vista in sezione trasversale un elemento tubolare trasparente su cui detto filato viene fatto scorrere;

- le figure 3A e 3B mostrano rispettivamente un difetto di "lascio" e di "ingrosso" in un filato di ciniglia; - la figura 4 mostra in vista in sezione un dispositivo ottico comprendente una lente atto ad essere inserito in detto elemento tubolare trasparente;

- la figura 5 mostra uno schema hardware di una unità di controllo del filato associato ad un sensore ottico; - le figure 6, 7 e 8 mostrano 3 tipi di segnale rispettivamente in ingresso, intermedio ed in uscita dell'unità di controllo di figura 5;

- la figura 9 mostra un diagramma di flusso di mezzi a programma residenti in una unità elaboratrice a microprocessore prevista in uscita di detti mezzi sensori ottici .

Descrizione delle forme realizzative preferite

Con riferimento alla figura 1, una apparecchiatura per la rilevazione di difetti su un filato 2 in fase di produzione comprende un dispositivo di rilevazione 1 e, rispettivamente a monte e a valle di esso, mezzi deflettori frenanti 3 del filato 2 e mezzi di taglio 4a e 4b del filato 2.

Entrando più in dettaglio, il dispositivo 1 comprende un tamburo 5, disposto tra due spallamenti 6, su cui il filato 2, viene fatto passare.

Secondo l'invenzione, il filato 2, viene fatto passare sostanzialmente teso e in parziale avvolgimento sul tamburo 5 in modo da aderire alla sua superficie.

Mezzi di emissione luminosa 7 sono previsti esternamente al tamburo 5, il quale è, sempre secondo l'invenzione, trasparente e comprende all'interno un sensore ottico 8. In tal modo il fascio luminoso proveniente dai mezzi di emissione 7 proietta il filato 2 sul sistema ottico 8, che rileva continuativamente l'ampiezza della sua ombra.

Quando il sistema ottico 8 rileva una variazione di dimensione trasversale, in negativo o in positivo, del filato 2, che superi un certo valore di soglia prefissato, il filato viene fermato e tagliato per poi essere ricongiunto dopo aver eliminato la porzione difettosa.

Il dispositivo 1 secondo la presente invenzione è particolarmente adatto a rilevare difetti su filati di ciniglia, come mostrato nelle figure 2A, 2B. Infatti, un filato di ciniglia, che come mostrato è formato da un filo portante 9 da cui si estendono trasversalmente porzioni di filo 10, si sviluppa sostanzialmente come un'elica e quindi la sua immagine proiettata non è costante nonostante il filo possa essere tranquillamente privo di difetti.

L'effetto di stiramento del filato di ciniglia 2 sul tamburo 5 provoca, come visibile appunto nella figura 2B, uno schiacciamento su una superficie cilindrica delle porzioni trasversali 10 di filo, che tenderebbero altrimenti a disporsi ad elica, dando così in proiezione un'ombra costituita da una striscia sostanzialmente omogenea .

Rispetto alla tecnica tradizionale in cui il filato non viene schiacciato su una superficie durante la fase di rilevazione di difetti, secondo la presente invenzione è possibile rilevare difetti di "lascio", come quelli mostrati in figura 3A, senza rischio di confusione. In particolare questo può avvenire anche in caso di disposizione dei fili trasversali 10 parallelamente al fascio luminoso 7 che investe il filato 2.

La necessità, poi, per il filato di ciniglia di essere proiettato interamente comporta costi notevoli dovuti alla elevata superficie dei sensori ottici, per esempio del tipo a foto diodo a larga area, che devono essere in grado di rilevare l'intera ombra del filato. Questo aspetto è ancora più importante per rilevare i difetti di "ingrosso" di un filato di ciniglia come quello illustrato in figura 3B.

In una forma particolarmente preferita della invenzione, illustrata in figura 4, il sensore ottico 8 comprende un supporto 15 per una lente 16 interposta tra una fessura 17 ed un sensore ottico 18. Il sensore 18, grazie alla presenza della lente 16, non necessita di avere una superficie elevata, raggiungendo, però, la medesima precisione di lettura di un sensore ad area più larga.

Il sensore ottico 18, è connesso ad un'unità elaboratrice , non mostrata, comprendente un dispositivo di rilevazione come quello di figura 5. Esso comprende un filtro passa basso 20 con frequenza di taglio regolabile. Il filtro 20, in base alla qualità della velocità della ciniglia sotto esame, otterrà un segnale di ingresso come quello ad esempio illustrato in figura 6, dando come risultato il segnale di uscita di figura 7. Differenziando il segnale di figura 7 tramite un amplificatore operazionale 21, risulterà in uscita un segnale come quello di figura 8, che può essere analizzato da un comparatore a finestra 22, regolabile, per identificare il difetto di lascio o di nodo. Questo è, in particolare, possibile, in quanto l'amplificatore operazionale 21, oltre ad evidenziare il difetto, annulla il valore medio, avendo così un riferimento assoluto da cui impostare la soglia del comparatore, detto riferimento essendo una tensione pari a zero.

In alternativa al dispositivo di figura 5, secondo una variante realizzativa dell'invenzione è possibile prevedere mezzi a programma che risiedono nell'unità elaboratrice che analizzano un segnale risultante da un convertitore Analogico-Digitale ed un microprocessore, secondo tecnica nota. In figura 9 è illustrato un diagramma di flusso di gestione di tale microprocessore comprendente i successivi stadi di analisi di ciascun ingresso dell'array di segnali digitali provenienti dal foto diodo. Tali segnali, in quanto risultanti in uscita dal convertitore Analogico Digitale, vengono indicati con AD.

Entrando più in dettaglio, i mezzi a programma di cui al diagramma di flusso di figura 9 realizzano la riduzione dell'effetto elica della ciniglia durante lo scorrimento sul sistema ottico. In un primo passo del calcolo vengono inizializzate le variabili ARRAY (), SUM, e "i". ARRAYO è un vettore ad N posizioni che ha la funzione di memorizzare i valori AD acquisiti dal convertitore Analogico Digitale A/D. SUM è una variabile che raccoglie la sommatoria dei valori contenuti in ARRAYO ed "i" è l'indice della locazione attuale di ARRAYO . Dopo aver azzerato le variabili ARRAY(i), SUM e "i", ogni valore dì AD viene posto in ARRAY(i), e viene sommato con il precedente valore di SUM e di ARRAY(i). Quindi, viene calcolato il valore medio Vm di SUM e viene incrementato l'indice "i", verificando che non superi la dimensione massima N di ARRAY (i). Viene poi calcolato il valore Vo diminuendo AD di Vm. Vo è il valore da comparare con valori di soglia indicati con SOGLIA L, per il difetto di "lascio" e con SOGLIA N, per il difetto di "ingrosso" . Qualora Vo sia esterno a valori SOGLIA L e SOGLIA N, il processore comanda il taglio del filato, altrimenti continua a ripetere il calcolo sopra indicato.

La descrizione di cui sopra di varie forme esecutive specifiche è in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tali forme esecutive specifiche senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e , quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti delle forme esecutive specifiche. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di rilevazione di difetti su un filato caratterizzato dal fatto di comprendere: - una superficie trasparente curva; - mezzi di trascinamento atti a portare di detto filato a strisciamento contro detta superficie trasparente curva, al fine di ridurre l'effetto elica del filato; - mezzi sensori ottici e una sorgente luminosa disposti da parti opposte rispetto a detta superficie trasparente curva; - una unità elaboratrice connessa con detti mezzi sensori ottici atta ad analizzare e a controllare l'ombra proiettata da detta sorgente luminosa su detti mezzi sensori ottici attraverso detta superficie trasparente curva e a comandare il blocco di detti mezzi di trascinamento ed il taglio di detto filato in concomitanza con la rilevazione di detti difetti.
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta superficie trasparente suddetta comprende mezzi a lente atti a concentrare l'immagine proiettata su detti mezzi sensori da detta sorgente luminosa.
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità elaboratrice comprende mezzi hardware di analisi dell'ombra e di comando del blocco dell'avanzamento di detto filato.
4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi hardware comprendono - un filtro passa basso con frequenza di taglio regolabile ; - un primo operazionale atto a differenziare il segnale in uscita da detto filtro; - un secondo operazionale, atto a sottrarre detto segnale differenziato dal valore medio del segnale in uscita da detto filtro e a identificare il difetto di lascio o di nodo a seguito di comparazione con un valore di soglia.
5. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta unità elaboratrice comprende mezzi software in essa residenti di analisi dell'ombra e di comando del blocco dell'avanzamento di detto filato.
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui detti mezzi software comprendono mezzi per memorizzare l'andamento nel tempo del profilo di detto filato come proiettato su detti mezzi sensori e mezzi per sottrarre detto andamento memorizzato dall'immagine reale di detto filato come proiettato su detti mezzi sensori, per cui detti difetti sono ottenuti dal confronto di detto andamento memorizzato rispetto a detta immagine reale.
7. Dispositivo secondo le rivendicazioni 5 e 6, in cui detti mezzi software hanno un flusso dii calcolo per la riduzione dell'effetto elica del filato secondo le seguenti fasi: - definizione di variabili ARRAY(), SUM, e "i", dove ARRAY () è un vettore ad N posizioni che ha la funzione di memorizzare valori AD acquisiti da un convertitore Analogico Digitale A/D, SUM è una variabile che raccoglie la sommatoria dei valori contenuti in ARRAY() ed "i" è l'indice della locazione attuale di ARRAY(); azzeramento iniziale delle variabili ARRAY(), SUM e attribuzione di ogni valore di AD in ARRAY (i), e sommatoria con il precedente valore di SUM e di ARRAY(i); - calcolo del valore medio Vm di SUM e incremento dell'indice "i", verificando che non superi la dimensione massima N di ARRAY(); - calcolo di un valore Vo sottraendo AD di Vm; - comparazione di Vo con valori di soglia indicati con SOGLIA L, per il difetto di "lascio" e con SOGLIA N, per il difetto di "ingrosso"; - ripetizione del calcolo o comando del taglio del filato qualora Vo risulti esterno ai valori SOGLIA L e SOGLIA N.
8. Metodo di rilevazione di difetti su un filato caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - trascinamento di detto filato tra una sorgente luminosa ed un sensore ottico; - tensionamento e schiacciamento di detto filato su una superficie trasparente curva interposta tra detta sorgente luminosa e detto sensore ottico, detto filato strisciando ad alta velocità su detta superficie trasparente curva; - rilevazione dell'ombra proiettata da detta sorgente luminosa su detto sensore ottico attraverso detta superficie trasparente curva; - analisi di detta ombra proiettata e interruzione di detto trascinamento al verificarsi di un detto difetto.
9. Metodo di rilevazione di difetti secondo la rivendicazione 7, in cui detta fase di rilevazione comprende una fase di concentrazione di detta ombra su detto sensore ottico.
10. Metodo di rilevazione di difetti secondo la rivendicazione 7, in cui detta fase di analisi di detta ombra proiettata comprende la fase di memorizzazione dell'andamento nel tempo del profilo di detto filato come proiettato su detti mezzi sensori e sottrazione detto andamento memorizzato dall'immagine reale di detto filato come proiettato su detti mezzi sensori, per cui detti difetti sono ottenuti dal confronto di detto andamento memorizzato rispetto a detta immagine reale.
11.Metodo e dispositivo di rilevazione di difetti in un filato sostanzialmente come sopra descritto ed illustrato con riferimento ai disegni annessi.