WO2011107600A1 - Verfahren zur erfassung von fehlstellen in einem laufenden faden mit verbesserter arbeitspunkteinstellung - Google Patents

Verfahren zur erfassung von fehlstellen in einem laufenden faden mit verbesserter arbeitspunkteinstellung Download PDF

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    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a method for the contactless detection of defects in a running thread with a beam-optical sensor device according to the preamble of claim 1.
  • defects are understood in particular protruding filaments or filament breaks, but also entrained by the current thread particles such as lint or dirt particles.
  • filament breakage sensors are known which are used for quality assurance in the field of technical yarn production. Introduced into the series are two products. On the one hand the so-called “Fraytec System” of the company Enka Tecnica, and on the other hand the “FibreTQS System” of the company Fibrevision. Both systems detect filament breaks and other errors in different ways. While the “Fraytec system” detects filament breaks via light barriers arranged in various positions, the “FibreTQS system” measures the filament breaks via a shading optics by means of a noise signal analysis. Both systems are also described in EP 1 288 612 A2.
  • the combined system has at least three light barriers, one of which forms a shading optics traversed by the current thread as a so-called shading light barrier, which detects the structure of the running thread, and of which at least two further trigger light barriers at different distances to the thread and / or on different sides of the thread are arranged so that only defects of the current thread lead to shading of the trigger photocells.
  • the trigger light barriers are therefore not shaded by the thread in the error-free production process.
  • a measuring arrangement for measuring objects which operates with a plurality of light barriers. In contrast to the present method, several light barriers are always shaded.
  • a calibration is performed such that by means of a stepwise increase of the transmission power to a reference photocell a receive setpoint is set, and then a correction factor for all other photocells to this transmit power is determined to bring the local actual value to the desired value.
  • Contaminations that penetrate into the radiation-optical sensor device may lead to distorted signal outputs of the light barriers, which affect the desired detection of defects in the current thread.
  • the operating point of the trigger light barriers can be readjusted or tracked continuously at specific time intervals or also continuously. In the Abschattungslicht estradiosalica, such tracking can not be realized because then shading due to the material to be measured 5 would be compensated.
  • Object of the present invention is to provide an improved method of the type mentioned, which is easy to perform with little effort and offers an improved way to compensate for contamination of the Abschattungslicht glacie.
  • an operating point shift occurring in the case of the trigger light barriers is applied to the shading light barrier in such a way that the operating point of the shading light barrier is set or tracked in a predefinable dependence on the operating point shift of the trigger light barriers.
  • the present invention also relates to an arrangement for carrying out the method of the type described above. Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description and the embodiment illustrated in the drawing, which shows a schematic representation of an arrangement for carrying out the method according to the invention.
  • Background of the illustrated system with a radiation-optical sensor device 1 is a combination of filament break detection on Licht Techentrigg réelle 2 with simultaneous use of shading optics 3 to detect the appearance of the filament breaks or defects of a running in the direction of arrow 4 thread 5 and further processed.
  • six trigger light barriers 2 are provided, which are arranged on two different sides of the thread 5 at different distances to the thread 5 and at different positions in the threadline.
  • the individual trigger light barriers 2 can each be made of discretely constructed light barriers or diode arrays.
  • the Abschattungslicht she 3 works with collimated light, the light rays are parallel to each other.
  • the beam diameter of the trigger light barriers 2 is significantly smaller than the beam diameter of the shading light barrier 3, so that a relatively small shading by a single protruding filament 7 causes a relatively greater change in the trigger light barriers 2 than in the shading light barrier 3 which is continuously shaded by the thread diameter.
  • the signals supplied by the trigger light barriers 2 are fed to an evaluation unit which checks these signals for plausibility.
  • the signals supplied by the trigger photocells 2 can be ignored if the signals are detected as not plausible.
  • the plausibility can be checked based on the dependence of the signals of the trigger photocells 2 of the time.
  • a so-called “lightning check”, ie a check for false signals due to external light flashes, can be integrated.
  • This strategy is based on the arrangement of the individual trigger light barriers 2, which are arranged in different positions in the thread direction, while a filament error 7 at the trigger light barriers 2 always triggers events in a certain order, an interfering lightning triggers all trigger light barriers 2 almost simultaneously This simultaneity can be evaluated, reused and / or displayed with the aid of the evaluation electronics or the sensor program.
  • the measuring system basically consists of several, areally arranged light barriers, contamination of the shading light barrier 3 can be detected and compensated.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Erfassen von Fehlstellen in einem laufenden Faden (5), wobei Fehlstellen insbesondere durch abstehende Filamente (7) oder durch Filamentbrüchen oder durch mitgerissene Schmutzpartikel oder Flusen gebildet sind, wobei an einer Textilmaschine, vorzugsweise an einer Aufspulstelle oder an einem Wickler einer Textilmaschine, eine strahlenoptische Sensoreinrichtung (1) mit mindestens drei Lichtschranken (2, 3) eingesetzt wird, von denen eine als Abschattungslichtsch ranke bezeichnete erste Lichtschranke (3) eine vom laufenden Faden (5) durchquerte Abschattungsoptik bildet, welche die Struktur des laufenden Fadens (5) erfasst, und von denen mindestens zwei weitere Triggerlichtschranken (2) in unterschiedlichem Abstand zum Faden (5) und/oder auf verschiedenen Seiten des Fadens (5) derart angeordnet sind, dass nur Fehlstellen des laufenden Fadens (5) zu einer Abschattung der Triggerlichtschranken führen, wobei der Arbeitspunkt der Triggerlichtschranken ständig oder zu vorgegebenen Zeitpunkten zur Kompensation von möglichen Verschmutzungen der Triggerlichtschranken oder zur Unterdrückung von Alterserscheinungen der Bauelemente der strahlenoptischen Sensoreinrichtung eingestellt oder nachgeführt wird, und wobei eine bei den Triggerlichtschranken (2) eingetretene Arbeitspunktverschiebung derart auf die Abschattungslichtschranke (3) angewandt wird, dass der Arbeitspunkt der Abschattungs- lichtschranke (3) in einer vorgebbaren Abhängigkeit von der Arbeitspunktverschiebung der Triggerlichtschranken (2) eingestellt oder nachgeführt wird.

Description

Verfahren zur Erfassung von Fehlstellen in einem laufenden Faden mit verbesserter Arbeitspunkteinstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Erfassen von Fehlstellen in einem laufenden Faden mit einer strahlenoptischen Sensoreinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 . Unter Fehlstellen werden dabei vor allem abstehende Filamente oder Filamentbrüche, aber auch vom laufenden Faden mitgerissene Teilchen wie Flusen oder Schmutzpartikel verstanden.
Zur Durchführung derartiger Verfahren sind Filamentbruchsensoren bekannt, die zur Qualitätssicherung im Bereich der technischen Garnherstellung eingesetzt werden. In die Serie eingeführt sind dabei zwei Produkte. Zum einen das sogenannte„Fraytec System" der Firma Enka Tecnica, und zum anderen das „FibreTQS System" der Firma Fibrevision. Beide Systeme erfassen Filamentbrüche und sonstige Fehler auf unterschiedliche Weisen. Während das „Fraytec System" über in verschiedenen Positionen angeordnete Lichtschranken die Filamentbrüche detektiert, misst das „FibreTQS System" die Filamentbrüche über eine Abschattungsoptik im Wege einer Rauschsignalanalyse. Beide Systeme werden auch in der EP 1 288 612 A2 beschrieben.
Eine Kombination der beiden Technologien wurde von der Firma Fibrevision im Jahr 2008 als Dual-Capture-System u nter dem Namen„FraytecTQS" vorgestellt. Hierbei werden zum einen die Triggersignale der Filament- Lichtschrankenüberwachung und zum anderen die Fadenstruktur über eine Abschattungsoptik überwacht. Es handelt sich hierbei jedoch immer noch um zwei unterschiedliche Messmethoden, die zwar in einem Sensorgehäuse vereint sind, aber dennoch über separate Auswertungstechnologien verfügen. So werden beispielsweise die Triggerlichtschranken dazu genutzt, um sehr kurze bzw. feine Filamentbrüche zu erfassen, währen die Abschattungsoptik dazu benutzt wird, größere Fehler zu detektieren.
Das kombinierte System hat mindestens drei Lichtschranken, von denen eine als sogenannte Abschattungslichtschranke eine vom laufenden Faden durchquerte Abschattungsoptik bildet, welche die Struktur des laufenden Fadens erfasst, und von denen mindestens zwei weitere Triggerlichtschranken in unterschiedlichem Abstand zum Faden und/oder auf verschiedenen Seiten des Fadens derart angeordnet sind, dass nur Fehlstellen des laufenden Fadens zu einer Abschattung der Triggerlichtschranken führen. Die Triggerlichtschranken werden also im fehlerfreien Produktionsprozess nicht vom Faden abgeschattet.
Aus der DE 103 53 892 A1 ist eine Messanordnung zum Ausmessen von Gegenständen bekannt, die mit mehreren Lichtschranken arbeitet. Im Gegensatz zum vorliegenden Verfahren werden dabei stets mehrere Lichtschranken abgeschattet. Eine Kalibrierung erfolgt derart, dass mittels einer schrittweisen Erhöhung der Sendeleistung an einer Referenz-Lichtschranke ein Empfangs- Sollwert eingestellt wird, und zu dieser Sendeleistung dann für alle anderen Lichtschranken ein Korrekturfaktor bestimmt wird, um den dortigen Istwert auf den gewünschten Sollwert zu bringen.
Durch Verschmutzungen, die in die strahlenoptische Sensoreinrichtung eindringen, kann es zu verfälschten Signalabgaben der Lichtschranken kommen, die das gewünschte Erfassen von Fehlstellen im laufenden Faden beeinträchtigen. Zur Kompensation derartiger Verschmutzungen kann der Arbeitspunkt der Triggerlichtschranken in bestimmten Zeitabständen oder auch kontinuierlich neu eingestellt bzw. nachgeführt werden. Bei der Abschattungslichtschranke kann eine derartige Nachführung aber nicht realisiert werden, da dann auch eine Abschattung aufgrund des Messgutes 5 kompensiert werden würde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit geringem Aufwand einfach durchzuführen ist und eine verbesserte Möglichkeit zur Kompensation von Verschmutzungen der Abschattungslichtschranke bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.
Wesentlich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es, dass eine bei den Triggerlichtschranken eingetretene Arbeitspunktverschiebung derart auf die Abschattungslichtschranke angewandt wird, dass der Arbeitspunkt der Abschattungslichtschranke in einer vorgebbaren Abhängigkeit von der Arbeitspunktverschiebung der Triggerlichtschranken eingestellt oder nachgeführt wird.
Auf diese Weise wird auch für die Abschattungslichtschranke eine automatisch durchführbare Schmutzkompensation ermöglicht. Dabei nutzt man die durch die Triggerl ichtschranken zur Kompensation einer dortigen Verschmutzung vorgegebenen Arbeitspunktverschiebungen, um eine ähnliche bzw. gleiche Verschmutzung auch im Bereich der Abschattungslichtschranke zu kompensieren. Es handelt sich dabei also um eine durch die Triggerlichtschranken geführte Schmutzkompensation.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, den Arbeitspunkt der Abschattungslichtschranke proportional zur Arbeitspunktverschiebung der Triggerlichtschranken einzustellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens der vorangehend beschriebenen Art. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel, das eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.
Hintergrund des dargestellten Systems mit einer strahlenoptischen Sensoreinrichtung 1 ist eine Kombination der Filamentbrucherfassung über Lichtschrankentriggerung 2 mit gleichzeitiger Nutzung einer Abschattungsoptik 3, um das Aussehen der Filamentbrüche bzw. Fehlstellen eines in Richtung des Pfeils 4 laufenden Fadens 5 zu erfassen und weiterzuverarbeiten. In dem dargestellten Beispiel sind sechs Triggerlichtschranken 2 vorgesehen, die auf zwei verschiedenen Seiten des Fadens 5 in unterschiedlichen Abständen zum Faden 5 und an unterschiedlichen Positionen im Fadenlauf angeordnet sind. Dabei können die einzelnen Triggerlichtschranken 2 jeweils aus diskret aufgebauten Lichtschranken oder über Diodenarrays ausgeführt sein.
Die Abschattungslichtschranke 3 arbeitet mit kollimiertem Licht, wobei die Lichtstrahlen parallel zueinander verlaufen. Dabei ist der Strahldurchmesser der Triggerlichtschranken 2 deutl ich geringer als der Strahldurchmesser der Abschattungslichtschranke 3, so dass eine relativ kleine Abschattung durch ein einzelnes abstehendes Filament 7 bei den Triggerlichtschranken 2 eine relativ größere Veränderung hervorruft als dies bei der kontinuierlich durch den Fadendurchmesser abgeschatteten Abschattungslichtschranke 3.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die von den Triggerlichtschranken 2 gelieferten Signale einer Auswertungseinheit zugeführt werden, die diese Signale auf Plausibilität überprüft. Dabei können die von den Triggerlichtschranken 2 gelieferten Signale ignoriert werden, wenn die Signale als nicht plausibel erkannt werden. Vorzugsweise kann die Plausibilität dabei anhand der Abhängigkeit der Signale der Triggerlichtschranken 2 von der Zeit überprüft werden. Auf diese Weise kann auch eine sogenannte „Blitzkontrolle", d.h. eine Überprüfung auf Fehlsignale aufgrund von äußeren Lichtblitzen integriert werden. Diese Strategie basiert auf der Anordnung der einzelnen Triggerlichtschranken 2, die in Fadenrichtung an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind. Während ein Filamentfehler 7 an den Triggerlichtschranken 2 immer Ereignisse in einer gewissen Reihenfolge auslöst, triggert ein störender Blitz alle Triggerlichtschranken 2 nahezu gleichzeitig. Diese Gleichzeitigkeit kann mit Hilfe der Auswerteelektronik oder dem Sensorprogramm ausgewertet, weiterverwendet und/oder angezeigt werden.
Da das Messsystem grundsätzlich aus mehreren, flächig angeordneten Lichtschranken besteht, kann eine Verschmutzung der Abschattungslichtschranke 3 erkannt und kompensiert werden. So wird der Arbeitspunkt der Triggerlichtschranken 2, die im normalen Arbeitsmodus nicht durch das Messgut 5 abgeschattet werden , ständ ig oder zu vorgegebenen Zeiten nachgeführt, um somit eine Verschmutzung zu kompensieren.
Eine derartig einfache Nachführung der Abschattungslichtschranke 3 kann dagegen nicht realisiert werden, da dann auch eine Abschattung aufgrund des Messgutes 5 kompensiert werden würde. Nutzt man aber die durch die Triggerlichtschranken 2 vorgegebenen Arbeitspunktverschiebungen, so können diese Informationen genutzt werden, um eine ähnliche bzw. gleiche Verschmutzung die im Bereich der Abschattungslichtschranke 3 auftritt, zu kompensieren (eine durch die Triggerlichtschranken 2 geführte Schmutzkompensation).

Claims

Ansprüche
Verfahren zum berührungslosen Erfassen von Fehlstellen in einem laufenden Faden (5), wobei Fehlstellen insbesondere durch abstehende Filamente (7) oder durch Filamentbrüchen oder durch mitgerissene Schmutzpartikel oder Flusen gebildet sind,
wobei an einer Textilmaschine, vorzugsweise an einer Aufspulstelle oder an einem Wickler einer Textilmaschine, eine strahlenoptische Sensoreinrichtung (1 ) mit mindestens drei Lichtschranken (2, 3) eingesetzt wird, von denen eine als Abschattungslichtschranke bezeichnete erste Lichtschranke (3) eine vom laufenden Faden (5) durchquerte Abschattungsoptik bildet, welche die Struktur des laufenden Fadens (5) erfasst, und von denen mindestens zwei weitere Triggerlichtschranken (2) in unterschiedlichem Abstand zum Faden (5) und/oder auf verschiedenen Seiten des Fadens (5) derart angeordnet sind, dass nur Fehlstellen des laufenden Fadens (5) zu einer Abschattung der Triggerlichtschranken führen,
wobei der Arbeitspu n kt der Triggerlichtschranken ständig oder zu vorgegebenen Zeitpunkten zur Kompensation von möglichen Verschmutzungen der Triggerlichtschranken oder zur Unterdrückung von Alterserscheinungen der Bauelemente der strahlenoptischen Sensoreinrichtung eingestellt oder nachgeführt wird,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
dass eine bei den Triggerlichtschranken (2) eingetretene Arbeitspunktverschiebung derart auf die Abschattungslichtschranke (3) angewandt wird, dass der Arbeitspunkt der Abschattungslichtschranke (3) in einer vorgebbaren Abhängigkeit von der Arbeitspunktverschiebung der Triggerlichtschranken (2) eingestellt oder nachgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d ad u rch g e ken nze i ch n et , dass der Arbeitspunkt der Abschattungslichtschranke (3) proportional zur Arbeitspunktverschiebung der Triggerlichtschranken (2) eingestellt wird.
3. Anordnung zum berührungslosen Erfassen von Fehlstellen in einem laufenden Faden (5), umfassend
- eine strahlenoptische Sensoreinrichtung (1) mit mindestens drei Lichtschranken (2, 3), von denen eine als Abschattungslichtschranke bezeichnete erste Lichtschranke (3) eine vom laufenden Faden (5) durchquerbare Abschattungsoptik bildet, durch welche die Struktur des laufenden Fadens (5) erfassbar ist, und von denen mindestens zwei weitere Triggerlichtschranken (2) in unterschiedlichem Abstand zum Faden (5) und/oder auf verschiedenen Seiten des Fadens (5) derart angeordnet sind, dass nur Fehlstellen des laufenden Fadens (5) zu einer Abschattung der Triggerlichtschranken führen,
- eine Steuereinheit, durch die der Arbeitspunkt der Triggerlichtschranken ständig oder zu vorgegebenen Zeitpunkten zur Kompensation von möglichen Verschmutzungen der Triggerlichtschranken oder zur Unterdrückung von Alterserscheinungen der Bauelemente der strahlenoptischen Sensoreinrichtung einstellbar oder nachführbar ist,
d ad u rch g e ken n ze i ch n et ,
dass durch die Steuereinheit eine bei den Triggerlichtschranken (2) eingetretene Arbeitspunktverschiebung derart auf die Abschattungslichtschranke (3) anwendbar ist, dass der Arbeitspunkt der Abschattungslichtschranke (3) in einer vorgebbaren Abhängigkeit von der Arbeitspunktverschiebung der Triggerlichtschranken (2) einstellbar oder nachführbar ist.
4. Anordnung zum berührungslosen Erfassen von Fehlstellen in einem laufenden Faden (5), insbesondere nach Anspruch 3, d ad u rch g e ke n n ze i ch n et, dass sie zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 ausgebildet ist.
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