CN105600610B - 直立布置的管纱筒管上的纱线残留的识别 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直立布置的管纱筒管(4)上的纱线残留的识别，识别装置(11)包括利用光来照射管纱筒管(4)的光源(12)、用于建立管纱筒管(4)的数字图像的图像拍摄装置(13)、对数字图像进行评测以便识别纱线残留的评测装置(14)。根据本发明，光源(12)发出成束的光，而且光源(12)的光轴(16)与管纱筒管(4)的轴线(15)形成处于2°和8°之间的角度(α)。本发明还涉及一种带有相应的识别装置(11)的络筒机(1)。

Description

直立布置的管纱筒管上的纱线残留的识别

技术领域

本发明涉及一种用于管纱筒管上的纱线残留的识别装置，该识别装置包括用光照射管纱筒管的光源、用于建立该管纱筒管的数字图像的图像拍摄装置，和对数字图像进行评测以便识别纱线残留的评测装置。本发明还涉及一种带有管纱和管纱筒管输送***和相应的识别装置的络筒机，管纱和管纱筒管输送***包括用于直立输送管纱和管纱筒管的输送件，识别装置用于对已取下的管纱筒管上的纱线残留进行识别。

背景技术

在环锭纺纱机上以相对较小的容纱量制造管纱。在络筒机上管纱被倒筒成体积较大的交叉卷绕筒子。络筒机可以具有管纱和管纱筒管的输送***。该输送***自动地将管纱供应至络筒机的各卷绕位。管纱的输送根据卷绕位处的退绕位置而直立或者竖直地进行。管纱布置在输送件上。例如，这样的输送件可以形成为输送盘，该输送盘带有用于管纱或者管纱筒管的插装心轴(Aufsteckdorn)。输送盘可以借助于络筒机内的输送带输送。在纱线体退绕之后，空的管纱筒管同样自动地再次从输送***取出。空的管纱筒管可以在环锭纺纱机上用来制造新的管纱。然而可能出现这样的情况，即，管纱在卷绕位上没有完全退绕，并有纱线残留在管纱筒管上。因而，要检验取出的管纱筒管上的纱线残留。管纱筒管的处理根据检测出的纱线残留进行。在纱线残留仍旧可用时，管纱筒管经过管纱准备工作并重新被供应至卷绕位。当纱线残留不可用时，在该管纱筒管被重新用在环锭纺纱机上之前，该管纱筒管被送往管纱筒管清理装置。否则纱线残留在纺纱过程和构造管纱期间将会造成问题。

DE 198 36 071 A1公开了一种用于识别管纱筒管上的纱线残留的装置。这时，纱线残留应该借助于数字图像处理来进行检测。图像处理和边缘过滤(Kantenfilterung)用本身已知的方法进行。借助具有散射光的光源来照射管纱筒管。就是说，这里有意使用向所有方向发射的光。

但已发现，采用这样的布置，尤其是在后续纺纱过程中造成问题的少量的纱线残留不能总是被可靠地识别到。

发明内容

因此，本发明的任务是，改善对管纱筒管上的纱线残留的识别。

根据本发明，该任务通过本发明的识别装置，以及本发明的络筒机来解决。

根据本发明，为了照射管纱筒管，该光源发送成束的光，而且该光源的光轴与管纱筒管的轴线形成一个处于2°和8°之间的角度。

用散射光照射时，同样的光射在管纱筒管和纱线残留上。由于相对于纱线残留，管纱筒管的表面明显更大，相应地从管纱筒管反射的光多于从纱线残留反射的光。在管纱筒管的数字图像中，纱线残留几乎不能与管纱筒管划出分界。因而，根据本发明，建议使用成束的光。就是说，该光被限制在一个确定的方向范围内。通过光源的光轴相对于管纱筒管的轴线的给定的角度下的这个布置，将使得在纱线残留上反射的光多于在管纱筒管上反射的光。以此使纱线残留在数字图像上与管纱筒管相比显得突出。角度增大起到相反的作用。就是说，再次有更多的光在筒管上反射。在所构造的筒管情况下，更小的角度导致该结构遮暗(Abschattung)纱线残留，或导致离光源较远的纱线残留被离光源较近的纱线残留遮暗。因此无法识别或部分地无法识别纱线残留。

与已知的络筒机上的输送装置相对应，管纱筒管优选直立定位在用于纱线残留的识别装置中。在这种情况下，该光源优选布置在该管纱筒管上方。一方面这样可以识别在整个管纱筒管上的纱线残留，另一方面排除了该光源和管纱筒管之间接触的风险。在光源更深入的布置情况下，由于光源的光轴和管纱筒管的轴线之间的角度较小，而很快地导致在光源和管纱筒管之间的碰撞。

通过具有大致平行的光的光源而使得整个光相对于管纱筒管的轴线具有最佳角度。例如，这样的光源包括一个可以形成为带有透镜的LED的准直器。但很明显，实际的光源永远不可能产生完全平行的光。

因而，按照一个优选的实施方式，该光源具有一个小于或等于7°的照射角度。在照射角度达7°时提供光束的足够大的平行度。

按照另一个优选的实施方式，该光源包括多个局部光源。例如，光源可以由各自带有本身透镜的三个LED组成。通过多个局部光源可以增大该光源的照射面积，并借此对改善管纱筒管的照亮，而不必提高照射角度，进而恶化平行度。

该图像拍摄装置的光轴优选与管纱筒管轴线形成一个处于30°和50°之间的角度。在这个范围***在纱线残留上的光束的最大部分被反射。

管纱筒管的轴线、光源的光轴和该图像拍摄装置的光轴有利地处于一个平面上。

该图像拍摄装置包括至少一个镜头和一个成像传感器。例如，该图像拍摄装置可以形成为相机。

该评测装置优选包括用于确定管纱筒管外部轮廓内的评测窗口的机构，其中该评测窗口针对纱线残留进行评测。评测窗口的确定简化了纱线残留的检测。评测时可以附加地考虑该纱线残留总是形成为周边纱线纱线残留的其他布置因管纱的缠绕模式而不存在或者对于进一步处理至少是非关键性的。管纱筒管的外部轮廓可以通过已知的边缘过滤方法进行。

用于确定评测窗口的机构优选形成为使得在确定评测窗时实现评测窗在管纱筒管上的对准。借此从一开始避免了评测窗和管纱筒管之间的角度偏差。

还可以安置一个标准评测窗，而且所述机构形成为用于检测和补偿评测窗和管纱之间的角度偏差。这样的角度偏差可以与通用输送***(该输送***将管纱向该装置引导，尤其在输送方向上引导)结合地容易地出现。由此，可以使标准评测窗的区域位于管纱的外部轮廓以外，并因此不会使标准评测窗在该管纱筒管的方向上的旋转导致评测错误。

优选存在一个背景，在其前面管纱筒管的数字图像可以被检测。当背景具有图案时，得出管纱筒管的外部轮廓变得容易。此外，该图案，尤其在构成为棋盘形图案时，使管纱筒管的对准变得容易，并借此得出相对于竖直布置的评测窗的角度偏差。此外，所述图案可以使图像拍摄装置的对准和初始化变得容易。

按照一个可能的实施方式，背景被照亮。借此进一步改善背景和管纱筒管之间的对比度。优选照亮背向管纱的一侧，借此没有不必要的散射光落在管纱筒管上。

本发明还涉及一种络筒机，该络筒机带有用于管纱和管纱筒管的输送***，并带有用于对取下的管纱筒管进行纱线残留识别的识别装置，该识别装置沿着管纱筒管的输送路径布置并包括利用光来照射管纱筒管的光源、用于建立从旁边经过的管纱筒管的数字图像的图像拍摄装置、用于评测数字图像以便识别纱线残留的评测装置。根据本发明，该光源发出成束的光，并且该光源的光轴与管纱筒管的轴线形成一个处于2°和8°之间的角度。

如所周知，该输送***优选具有用于直立输送管纱和管纱筒管的输送件。直立输送时，由位于该装置中的该管纱筒管的轴线与光源的光轴所跨越的平面，优选垂直于管纱筒管的输送方向布置。这样管纱筒管可以以最佳方式向该装置输送，并在从旁边经过时产生数字图像。

该输送***在该管纱筒管直立输送时，在该装置的范围内，优选具有在垂直于输送方向的方向上用于输送件上的管纱筒管的稳定机构。这样的机构防止该管纱对准的波动，并能够准确地保持管纱筒管的轴线和光源的光轴之间的角度。例如，该稳定机构可以在该筒管顶端的范围内形成为引导装置。

应该理解的是，管纱筒管在输送方向上的稳定是难以实现的，因为必须保证输送运动。因此，该管纱筒管在这个方向的对准上的波动，如上所述，优选在评测时加以补偿。

附图说明

现将参照在附图中显示的实施例对本发明作更详细的说明。

附图中：

图1是根据本发明的络筒机；

图2是根据本发明的纱线残留的识别装置；

图3是用于根据本发明的识别装置的光源；以及

图4是在带有棋盘形图案的背景前的管纱筒管。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的络筒机1。在端部支架5和6之间布置多个卷绕位2。在卷绕位2上，位于退绕位置10中的管纱9被倒筒成大体积的交叉卷绕筒子11。所示络筒机1包括用于管纱9和管纱筒管4的输送***3。不仅管纱9，而且管纱筒管4都直立地布置在输送盘8上。带有满卷(voll)筒纱9的输送盘从络筒机1的背面输送到卷绕位2以便退绕。这时管纱9已经处于退绕所需的直立位置中。在络筒机1的正面上布置一个筒管回收段7。在筒管回收段7上，空的管纱筒管4(该管纱筒管在退绕之后被从卷绕位2取出)始终仍直立地向端部支架5的方向输送。有时会出现管纱9未被完全退绕并在管纱筒管4上留有纱线残留。例如，当发生断纱之后不再能够在管纱9上找出纱线头，并且尚未完全退绕的管纱9从卷绕位取出时就出现这种情况。在端部支架5的区域内布置纱线残留的识别装置11。管纱筒管4的进一步处理根据纱线残留识别结果进行。没有纱线残留的完全退绕的管纱筒管4，可以不经其他加工在环锭纺纱机上用来制造新的管纱9。仍带有可用的纱线残留的管纱筒管4送往一个未示出的管纱准备装置。管纱准备装置找出纱线头，并在卷绕位2上准备带有剩余绕线的管纱筒管4供进一步处理。在纱线残留不可用时，需要清理管纱筒管4。

图1只示出了纱线残留识别装置11的外壳。图2示出了识别装置11的原理结构。如上所述，管纱筒管4借助于输送***3在输送盘8上送入识别装置11。输送方向垂直于图2所示的图面延伸，其中还布置有光源12和相机13。在管纱筒管顶端的区域内可以存在一个未示出的在垂直于管纱筒管4输送方向的方向上稳定管纱筒管的稳定装置。这个稳定装置应该防止管纱筒管4的波动。管纱筒管4的轴线带有附图标记15。光源12具有光轴16。光源12布置在管纱筒管4上方。光源12可以发出红外光。以此允许消除评测时环境光的影响。此外，红外线不出现对络筒机1的操作者的干扰性影响。此外，通过使用红外线还可以基于任意筒管颜色识别到任意纱线颜色。

光源12的光轴16和管纱筒管4的轴线15形成一个角度α。在所示的实施例中，角度α等于3.3°。带有镜头和成像传感器的相机13建立管纱筒管4的数字图像。相机的光轴17，或精确地说，相机镜头的光轴与管纱筒管4的轴线15形成一个角度β。在所示的实施例中，该角度β等于40°。光源12和相机13处于垂直于管纱筒管4输送方向的平面上。

管纱筒管4的图像在背景18前面建立。该背景18优选被照亮，借此更好使管纱筒管4从背景18衬托出来。所述照亮借助于光源19从背景18背向管纱筒管4的一侧进行。通过背景18从后面的照亮，避免了妨碍纱线残留检测的光射在管纱筒管4上。

为了检测纱线残留，建立唯一的图像(该图像在管纱筒管4从旁边经过时建立)就够了。光源12优选只在建立图像的时刻激活。可能的纱线残留的数字图像评测借助于评测装置14进行。不同于图2所示，评测装置14和相机13还可以形成一个单元。

图3示出了光源12一个可能的结构。在所示的实施例中，光源12具有三个局部光源12A、12B和12C，以便达到尽可能大的照射面积。带有光轴16A、16B和16C的局部光源12A、12B和12C围绕限定整个***的光轴16的中轴同心布置。图3下部示出了光源12A、12B和12C的光束20。局部光源12A、12B和12C和因此还有光源12的照射角度是角度γ。在所示的实施例中角度γ等于7°。借此给出一个足够高的光的平行度。

管纱筒管4上的纱线残留的检测可以借助于评测窗22进行。评测窗22优选呈矩形，而且尺寸被确定为使之位于管纱筒管4的外部轮廓内。在管纱筒管4的输送方向上，视输送***而定，管纱筒管4可能关于其竖直方向波动。因此，管纱筒管4可能会移动到竖直的评测窗22以外。图4示出管纱筒管4在一个带有棋盘形图案21的背景18的前面。棋盘形图案21是竖直或水平取向的。棋盘形图案21可以明显地看出，管纱筒管4从竖直位置偏转出来。评测窗22首先在棋盘形图案21上对准。也就是说，棋盘形图案21使得能够容易地检测评测窗22和管纱筒管4之间的角度偏差δ。检测之后，可以轻易地对该角度偏差δ加以补偿，从而使得评测窗22重新位于管纱筒管4的外部轮廓内。

作为替代方案，还可以得出管纱筒管4的外部轮廓，并使评测窗22从一开始就与外部轮廓对准。通过这种方式可以容易地补偿管纱筒管4的波动。

Claims (19)

1.一种用于管纱筒管(4)上的纱线残留的识别装置(11)，该识别装置包括：

光源(12)，该光源利用光来照射所述管纱筒管(4)；

图像拍摄装置(13)，该图像拍摄装置用于建立所述管纱筒管(4)的数字图像；

评测装置(14)，该评测装置对所述数字图像进行评测以便识别所述纱线残留，

其特征在于，

所述光源(12)发出成束的光，而且所述光源(12)的光轴(16)与所述管纱筒管(4)的轴线(15)形成处于2°和8°之间的角度(α)。

2.根据权利要求1所述的识别装置(11)，其特征在于，所述光源(12)布置在直立地定位于所述识别装置内的所述管纱筒管(4)的上方。

3.根据前述权利要求中任一项所述的识别装置(11)，其特征在于，所述光源(12)发出大致平行的光。

4.根据权利要求3所述的识别装置(11)，其特征在于，所述光源(12)具有小于或等于7°的照射角(γ)。

5.根据权利要求1所述的识别装置(11)，其特征在于，所述光源(12)包括多个局部光源(12A,12B,12C)。

6.根据权利要求1所述的识别装置(11)，其特征在于，所述图像拍摄装置的光轴(17)与所述管纱筒管(4)的所述轴线(15)形成30°和50°之间的角度(β)。

7.根据权利要求1所述的识别装置(11)，其特征在于，所述管纱筒管(4)的所述轴线(15)、所述光源(12)的所述光轴(16)和所述图像拍摄装置(13)的所述光轴(17)位于一个平面中。

8.根据权利要求1所述的识别装置(11)，其特征在于，所述图像拍摄装置(13)包括镜头和成像传感器。

9.根据权利要求1所述的识别装置(11)，其特征在于，所述评测装置(14)包括用于确定处于所述管纱筒管(4)的外部轮廓内的评测窗口(22)的机构，其中所述评测窗口(22)对纱线残留进行评测。

10.根据权利要求9所述的识别装置(11)，其特征在于，用于确定所述评测窗口(22)的机构形成为使得在安置所述评测窗口(22)时实现所述评测窗口 (22)在所述管纱筒管(4)上的对准。

11.根据权利要求9所述的识别装置(11)，其特征在于，所述机构形成为用于检测和补偿所述评测窗口(22)和所述管纱筒管(4)之间的角度偏差(δ)。

12.根据权利要求1所述的识别装置(11)，其特征在于，存在背景(18)，在该背景前面能够检测所述管纱筒管(4)的数字图像。

13.根据权利要求12所述的识别装置(11)，其特征在于，所述背景具有图案(21)。

14.根据权利要求13所述的识别装置(11)，其特征在于，所述图案(21)具有棋盘形图案。

15.根据权利要求l2至14中任一项所述的装置(11)，其特征在于，所述背景(18)被照亮。

16.一种络筒机(1)，该络筒机具有用于管纱(9)和管纱筒管(4)的输送***(3)以及用于识别取下的管纱筒管(4)上的纱线残留的识别装置(11)，所述识别装置(11)沿着所述管纱筒管(4)的输送路径布置并包括借助光照射所述管纱筒管(4)的光源(12)、用于建立从旁边经过的所述管纱筒管(4)的数字图像的图像拍摄装置(13)、对所述数字图像进行评测以便识别纱线残留的评测装置(14)，

其特征在于，

所述光源(12)发出成束的光，而且所述光源(12)的光轴(16)与所述管纱筒管(4)的轴线(15)形成处于2°和8°之间的角度(α)。

17.根据权利要求16所述的络筒机(1)，其特征在于，所述输送***(3)具有用于直立地输送所述管纱(9)和管纱筒管(4)的输送件(8)。

18.根据权利要求16所述的络筒机(1)，其特征在于，由所述管纱筒管(4)的轴线(15)和所述光源(12)的所述光轴(16)所跨越的平面垂直于所述管纱筒管(4)的输送方向布置，所述管纱筒管(4)直立地位于所述识别装置(11)中。

19.根据权利要求16或17中任一项所述的络筒机(1)，其特征在于，所述输送***(3)在所述识别装置(11)的范围内，具有在垂直于输送方向的方向上用于直立在所述输送件(8)上的所述管纱筒管(4)的稳定机构。