CN1742124A - 控制织机中经纱的未断裂状况的光学*** - Google Patents

Abstract

控制织机中经纱的未断裂状况的光学***，其中一个光学阅读器(11)适于探测全部经纱(O)或其小***的连续顺序图像的光学阅读装置，以及一个处理单元(U)适于以连续方式测量所述每一幅图像的一个或多个参数。当与最后所获图像有关的所述参数之一与所述参数的预设值或与最后所获图像前的一个或多个中测量的该参数的值相差一个预先设定的数值时，处理单元(U)向织机发出停止指令和最后的警示信号。

Description

控制织机中经纱的未断裂状况的光学***

本发明涉及一种控制织机中经纱的光学***。更具体地，本发明涉及一种在织造过程中以不间断方式控制经纱的未断裂状况的***，如同本行业通常涉及的那样，作为“断经自停装置”的功能而运行。

断经自停装置是一种安装在任何种类的织机上、适于在织布过程中迅速定位经纱断裂处的装置，这样，就能立即停止织机，操作者可以在有缺陷的织物产生前修复所述经线(即，对上所述经纱的断裂端头打结)。

实际上，经纱断裂经常会引起织造过程中所述经线的最佳张力的变化，并且，所述松弛(或者，在最坏的可能情况下，甚至是跳纱)会明显导致所生产的织物上不可接受的瑕疵。

现行的织造技术使用两种主要的装置以检验经纱。更广泛传播的第一种类型使用停经片断经自停装置，相反地，偶尔使用的并且仅用于十分简单、低质量的产品的第二种类型使用旋转刷断经自停装置。这两种控制经线的主要装置将被简要显示。

停经片断经自停装置配有多个薄钢刀片，它们通常被视为“停经片”。每一个刀片围绕在单根经纱上方，由此，由于织机施加给经纱的张力，停经片被升起被称为“经纱架”的横向杆上方。每一个经纱架—实际上，在一个织机中通常有数个平行的经纱架—配有两个导电的、通常是金属的元件，所述元件由一个内杆和一个有U型截面的外壳构成，所述导体通过一层绝缘材料薄膜，与一个电触点相互隔绝。两个经纱架导体与一个电控制回路相连，这样，无论何时当一支经线断裂或松弛时，不再由纱线张力支撑的相应停经片坠落在上置经纱架上，并关闭了由经纱架的两个导体元件形成的电回路。当停经片一落下，一个相对的电子控制装置马上刹住织机，同时，向操作者发出警告信号和指出停经片落在哪个经纱架的信号，有时，甚至还能指出下落的大概地点。

停经片断经自停装置通常具有在经纱断裂时立即干预的优点，但是，该装置也有一些缺点。首先，该装置需要漫长的安装时间，在形成经线的上千根经纱上，每一根都需要***一个停经片。较大的织造工厂通常会为这种操作配备专门的自动化机械，但是，在任何情况下，这都是一种复杂的、漫长的因此花费也很高的操作。

由于安装在一个经纱架上的停经片数量庞大—通常成千或上万—尽管设计了大量的电子或机械装置以简化该任务，寻找坠落的停经片通常要求操作者具备一定水平的专业技能和一段比较长的操作时间。

另外，由于经纱引起的对停经片的摩擦，会引起停经片的磨损，停经片要定期更换，尤其当使用高摩擦力的经纱时。此外，特别在使用精细的合成纱线时，例如，那些用于高质量衬里、透明硬纱或类似产品的经纱，停经片对纱线的摩擦也可以引起同样的损坏，这可导致纱线的断裂。

另一个缺陷是由织机的错误停止而显示的，这种缺陷在织精细纱线时尤为明显，那时要求经纱的张力低。实际上，在这些情况下，由于经纱的有节奏运动，有时停经片典型的振动有可能足够宽以导致对经纱架的错误接触，结果甚至无需经纱断裂或松弛就使织机停止。

由于静电荷在经纱上的聚束，同样会发生类似的缺陷，即，由于经纱架控制回路发出信号而导致误接触引起织机的停机。由于经纱在停经片上的摩擦，会引起静电荷在经纱上的聚束，这在织造合成纱线时尤其明显。所述静电荷聚束会导致不定期地在经纱架上放电。这种电流会暂时关闭经纱架电路，并由此产生经纱断裂的临时的错误指示。

经纱上的静电负荷聚束也导致停经片断经自停装置显示的另一种缺陷，即，一个或数个经纱的静电粘着。实际上，静电粘着力有时足以超过停经片的重量，以致于甚至在一支经纱发生一处断裂的情况下，相关停经片被相邻的纱线抓住，而断裂并没有被检测到。

(如图2、3所示)旋转刷断经自停装置包括一种横向位于经纱下面的装置G，该装置包括一种线性硬毛刷C和一种在与毛刷C位置径向相对位置被拉伸的谐波经纱D，该毛刷C持续低速旋转，定期刷经纱。当一支经纱断裂时，毛刷C能在旋转时“捕获”该经纱，并通过围绕着装置G的旋转轴缠绕断裂的经纱来拖拽它。在断裂经纱E的不规则运动中，纱线本身对谐波经纱D施加了一种渐进的压力，以致于所述经纱形成如图3A所示的变形的形状，并且因此通过缩短而激活停止织机的牵引触点H。

旋转刷断经自停装置提供了避免停经片和相关缺陷一同出现的优点，但是却具有无法及时发出纱线断裂信号的大弊病。该信号实际上是延迟了，取决于经纱断裂那一刻毛刷相对于经纱的相对位置。因此，可能出现这样的情况，即经线断裂后，仅在数十次打线后织机才停止，这样就在织物上造成明显且严重的瑕疵。

这种断经自停装置的改进通过使用刷子而非谐波经纱以及一种能更快拦截并精确定位刷子所捕获的断裂经纱的光学装置的射线例如光电管或激光来获得。即使在这种经过改进的断经自停装置里，尽管程度会轻些，但指示并相应停止织机的延迟问题依然存在，以致毛刷断经自停装置如曾提到地专门用于织造那些例如衬里等织物质量要求不高的产品。

因此，本发明的目的是提供一种用于控制织机上经纱的未断裂状况的新型光学***，该***能迅速指示经纱的断裂或松弛，这样以避免织物上出现任何经线瑕疵，并消除以上讨论过的停经片断经自停装置的主要缺点，即，安装时间长、停经片磨损、经纱损坏、错误的经纱断裂信号，或者，另一方面，由于经纱之间的静电粘着现象造成没有发出所述断裂的指示信号。

特别地，本发明的一个重要目的是消除与每一根经纱相关联的金属停经片的存在。以这种方式，不但经线漫长的初期安装步骤而且由于停经片和经纱之间的物理摩擦接触造成的负面后果都可以被自动消除。

一种这种类型的经线控制***将符合本行业的高度需求，直至今日，该需求还没有被提出，换句话说，与停经片断经自停装置相比，可能有在快速断裂检测方面具有同样效率的断经自停装置，该装置的操作成本更低，并且大幅减少停止织机的总次数，就如同毛刷断经自停装置所做的一样。

根据本发明可以通过一种控制织机中经纱的未断裂状况的光学***来实现该目的。该***的特征如以下所附权利要求1中所述。

无论如何，本发明将通过下述某些如附图所示优选实施例的描述而更好地被理解。其中：

图1是一种织机的侧视示意图，其中，***了根据本发明的控制经纱的未断裂状况的光学***的示意框图；

图2A是一种现有技术的刷式断经自停装置的前视图；

图2B是图2A的断经自停装置的侧视图，该装置插在其工作的织机主要部件之间。

图3A和3B是对应于图2A和图2B的在检测断裂的经纱过程中的视图。

在图1中，顺着织物被织造的方向依次为：经轴S、经纱圆筒F、经纱O、综框Q、梳子(comb)P和织造织物T的织物卷筒R。根据本发明创新的基本原理，经纱不断裂状况的控制这样来获得，即通过一种光学阅读装置1来整体检查经纱图像或该经纱的子***图像，并以适当的方式通过处理单元U处理所述阅读器获得的图像。该处理单元U可以是目前用于控制织机操作的相同的处理单元。

优选地，光学阅读器1安装在经纱O形成的平面上方，这样就获得该经纱的平面图，换句话说，是一幅所有经纱都清晰可见的图像。图像清晰度可以通过对应于光学阅读器并且在经纱O的相对侧设置一种光源L来改善，这样可以在所获图像中增加经纱O和图像本身背景之间的对比度。如上所述，所获图像可以包括整个经纱或该经纱的子***；在后一种情况下，即，当光学阅读器1的拍摄范围不包括所有的经纱时，对所有经纱的完全监测通过使用数个适当的偏置的光学阅读器来完成。

光学阅读器可以是点型的，例如摄像机，也可以是线性的，例如用于扫描仪的光学阅读器连续栅条(bar)。

安装光学阅读器和相关光源的优选位置，特别是从机械角度来看，是如图所示的位置，即，沿着织物运动方向，紧位于综框组的上游；该区域实际上充分没有其他服务装置和其他织机附件。在该区域，由于用于形成梭口的综框Q，经纱会定期用力地分开，但这并不会构成任何问题。实际上，首先可以使图像拍摄时间和梭口关闭时间一致，此时经纱O可以全部非常好地对齐。任选地，可以通过适当调节光学阅读器的景深而自由地选择图像拍摄时间，特别当优选使图像拍摄频率高于织机打纬频率时。

光学阅读器1的位置对本发明的操作并不是关键性的。当纺织或安装理由有这样的要求时，也有可能在其他位置安装光学阅读器。在图中显示了另两种光学阅读器可能的安装位置：位置2，紧位于经线圆筒F下游，位置3，紧位于梳子P的上游。

经纱O的图像通过光学阅读器，以与织机工作频率相同的最小频率按序获得，这样如果检测到经线的瑕疵，织机可以最晚在检测到瑕疵后的第一或第二次打纬中停止，因此，在最终实行了相应数量的反向织机打纬后，瑕疵能被迅速消除。

根据本发明，通过测量最后获得的图像的一个或几个图像参数以及通过将所述每一个参数与该参数的预设值相比较或与该参数在最后获得的图像之前的一个或数个图像中的值相比较，从而使处理单元U检测到经线瑕疵的存在，例如经纱断裂或松弛。

在第一实施例中，考虑的参数是经纱的数量。处理单元U在光学阅读器1所获图像上计算经纱的数量，然后将该计算所得结果与预设值比较，在这种情况下，预设值是安装在织机上的经纱总数(或者，如果该图像并没有包括所有的经纱，则是图像上所示经纱组的经线总数)。纺织工可以知道经纱数量的预设值，他能手动将该数值输入处理单元U，或者处理单元本身可以在织造程序刚开始，优选地是当织机停顿时，即，当所有经纱还完好而没有断裂时，使用根据第一次所获图像计算的结果。

在分析最后所获图像的过程中，通过预先设定的数值，处理单元检测到经纱的数目与上述预设值不同，它就向织机主引擎M发出停止指令，同时，发出警示信号A以提示纺织工需要进行织机的手动修复操作。使警示装置报响的上述预先设定的数值通常等于1。

在本发明的第二实施例中，考虑的参数是所获图像的经纱形成的整体图案。在这种情况下，处理单元U一个像素一个像素地将最后获得的图像和紧接着在该最后的图像之前的图像或最后所获N个图像的平均值得到的图像进行比较，这使织机仅在两幅图像之间的像素偏差数量高于预先设定的数值时才会停止。在这种情况下，将不得不根据使用的经纱类型以及其他织造条件来实验性地确定该预先设定的数值，特别地，该数值将不得不足够高以排除经纱可能进行小幅侧向运动造成警示状况，并且要足够低以允许由于经纱断裂或松弛而形成的经纱偏差发出信号。

因此应当考虑到，根据本发明，通过彻底消除传统断经自停装置的金属停经片，所有由经纱和此类停经片之间摩擦引起的静电现象相应地也同样被消除。因此，明显地，在经纱断裂或松弛的情况下，与在使用传统停经片断经自停装置的织机上相比，所述经纱将使自己置于更多变形的布局中。

在根据本发明的经纱的光学控制***的第三实施例中，考虑的参数是经纱的平行度。因此，将图像中检测到的每一支经纱的位置与根据预设方向安放的理想经纱的位置相比较，确定两图像之间的偏差。可以将预设方向手动输入处理单元U；相反地，预设方向也可根据织机在开始织造操作前停顿时的经纱方向而由处理单元自动检测到。

可以通过仅当所述百分比值低于预先设定的数值时才停止织机而例如将偏差计算为沿着所预先设定方向对齐的所有单根经纱图像的像素百分比。即使所述预先设定的数值将不得不根据织造类型和条件而实验性地确定，并且将不得不足够高以排除由于综框的运动而使经纱产生小角度变化导致的错误信号，并且足够低以包括由于经纱松弛或断裂而使经纱产生与所述预设方向所有可能的偏差。

在第四实施例中，考虑的参数是每一个经纱的位置，因为代表所有单根经纱的像素数量与以前图像中的数量不一致，通过检测两幅图像之间的偏差，将该位置与以前图像中同一经纱的位置相比较，或者与最后N次以前的图像的平均数据形成的图像中的同一经纱位置相比较。为使经纱的断裂或松弛更容易从可能的由正常织造操作引起的所述经纱的小幅侧向运动和小角度运动中检测到，当相对于先前图像中纱线位置的侧向距离更大时，或当偏差是双侧而不是单侧的时，可以使每一单个像素的偏差的权重更大。

织机的停止功能和决定该停止功能的预设偏差数值的确定与上述第三实施例中的描述相似，为简洁起见，此处不再进一步描述。

与第二实施例不一样，第三和第四实施例中的织机停止指令是在确认相对于根据每一单根经纱测量的预设值的偏差而不是根据所有获得图象测量的预设值的偏差后才发出。因此，在这些实施例中，由于正常的织造操作和由经纱本身断裂或松弛引起的更大运动，通常可能以更高的精确度区分经纱的小幅运动。

在第五和最后一个实施例中，目前优选地，考虑的参数是经纱的理论直径。在这种情况下，使用有高数量光学阅读器的栅条式线性光学阅读器(bar linear optical reader)，这样分辨率至少和经纱的理论直径相等，优选地是该理论直径的1/2，甚至更好地为1/4。该类型的光学阅读器实际上不仅能够检测经纱的存在或缺失，还能够检测渐进的变细—当断裂不是突然发生而是由于经纱渐进的磨损时—通过预测错误的信号和相对于断裂运动的织机的停止。

应当明白，本发明是特别通过某些优选实施例来描述，这些实施例的目标只是本发明某些可能的工作方式的指示，不必认为本发明是限制于这些实施例。因此，应当预见其他可能的实施例，在这些实施例中，无需脱离如所附权利要求书限定的本发明范围而根据基于每一种情况被认为将更适合单一特定应用或对单一特定应用更实用的组合，上述参数可以进行多样化的合并或与其他参数合并或被其他参数替代。

Claims (15)

1.控制织机中经纱的未断裂状况的光学***，其特征在于，它包括一种能够检测全部经纱或其小***的连续顺序图像的光学阅读装置，以及一种能够以连续方式测量所述每一幅图像的一个或多个参数的处理单元，当与最后所获图像有关的所述参数之一与所述参数的预设值或与最后所获图像前的一个或多个中测量的该参数的值相差一个预先设定的数值时，处理单元向织机发出停止指令和最后的警示信号。

2.根据权利要求1的光学***，其特征在于，所述参数是经纱的理论直径。

3.根据权利要求2的光学***，其特征在于，所述光学阅读装置是一种线性光学阅读器，其分辨率至少等于经纱理论直径，优选地等于所述直径的1/2，甚至更优选地，等于所述直径的1/4。

4.根据权利要求1的光学***，其特征在于，所述参数是经纱的数量并且所述预先设定的数值等于或大于1。

5.根据权利要求4的光学***，其特征在于，所述经纱数量的预设值可以手动输入处理单元。

6.根据权利要求4的光学***，其特征在于，所述经纱数量的预设值由处理单元自动设置为等于第一次所获图像中检测到的经纱数量。

7.根据权利要求1的光学***，其特征在于，所述参数是在像素水平由所获图像中的经纱形成的整体图案，所述预先设定的数值是根据织造类型和条件实验性地决定的一些像素偏差数，该值高到足以排除经纱在织造过程中的小幅侧向运动，又低到足以包括由于经纱松弛或断裂而使经纱产生的偏差。

8.根据权利要求7的光学***，其特征在于，所述测量值是在最后所获图像前的图像中经纱形成的图案。

9.根据权利要求7的光学***，其特征在于，所述测量值是在最后所获图像前的N次图像中经纱图案的平均数据形成的图案。

10.根据权利要求1的光学***，其特征在于，所述参数是经纱的平行度，该平行度确定为沿着同一预定方向排列成行的所有单根经纱图像的像素百分比，所述预先设定的数值是像素百分比偏差，根据织造类型和条件实验性地决定，高到足以排除由于综框的运动而使经纱产生的小角度偏差，低到足以包括由于经纱松弛或断裂而使经纱产生与所述预定方向的偏差。

11.根据权利要求10的光学***，其特征在于，所述经纱的预定方向可以手动输入处理单元。

12.根据权利要求10的光学***，其特征在于，所述经纱的所述预定方向由处理单元自动设定为等于第一次所获图像中经纱的平均方向。

13.根据权利要求1的光学***，其特征在于，所述参数是经纱的位置，参照该经纱先前的图像而为所有单根经纱确定，所述预先设定的数值是一些像素偏差，根据织造类型和条件实验性地决定，高到足以排除经纱在正常织造操作中产生的小幅运动或小角度偏差，低到足以包括由于经纱松弛或断裂而使经纱产生的相对于先前图像中所述位置的偏差。

14.根据权利要求13的光学***，其特征在于，所述经纱的所述先前的图像是在最后所获图像前经纱的N次图像的平均数据形成的图像。

15.根据权利要求13的光学***，其特征在于，在决定所述偏差数量时，当偏差相对于先前图像中经纱位置的侧向距离更大时，或当所述偏差是双侧而非单侧时，任何偏差都会被赋予较高的权重。

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