DE3734192A1 - Verfahren zum automatischen messen der fadendichte pro laengeneinheit, z. b. cm, von bewegten warenbahnen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver­ fahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Das Feststellen der Anzahl der Kett- und Schußfäden, also der Fadendichte pro cm Warenlänge, ist für die Praxis der Warenausrüstung von außerordentlicher Bedeutung, namentlich dann, wenn dies während des Produktionsablaufes und damit ohne Betriebsunterbrechung erfolgen soll. Indirekt kann über die Kenntnis der Fadendichte auf den inneren Spannungs­ zustand geschlossen werden, wenn man davon ausgeht, daß der Normalzustand oder auch der entspannte Zustand der Ware über vorgegebene Sollwerte bekannt ist (warenabhängiges Merkmal). Dabei ist allein aus der physikalischen Tatsache heraus zu berücksichtigen, daß beim Krumpfen einer Ware sich die Faden­ anzahl pro cm Warenlänge durch den Verdichtungsprozeß erhöht und durch Spannen der Ware in Längsrichtung eine Verringerung in der Anzahl der Fäden pro cm Warenlänge eintritt. Wenn man also diese Veränderungen innerhalb des normalen Produktionsab­ laufes erkennt, wird der innere Spannungszustand der Ware im gesamten Fertigungsablauf transparenter. Unzulässige Zug- und Dehnungsmomente werden sofort erkannt, wodurch Gegenmaßnahmen am Ursprung des Geschehens unmittelbar eingeleitet werden kön­ nen.

In der Praxis verfügt man derzeit über derartige Hilfsmittel nicht. Man arbeitet auf "gut Glück" und hofft, über Erfahrungswerte in der Programmierung der einzelnen Bearbei­ tungsmaschinen auf ein zufriedenstellendes Gesamtergebnis am Schluß der Ausrüstung.

Bekanntlich müssen Gewebe so weit von inneren Span­ nungen befreit sein, daß nur noch ein Restkrumpfwert von ±1% im Gewebe verbleibt. Diese Forderungen werden von seiten der Konfektion gestellt und müssen unbedingt eingehalten werden. Zur Prüfung dieses inneren Spannungszustandes gilt heute als Norm der Bügeltest nach einer entsprechenden DIN-Vorschrift. Diesem Norm-Bügeltest wird die Ware beispielsweise auch in den Häusern der Konfektionäre unterzogen. Sobald Ergebnisse ent­ stehen, die außerhalb des zulässigen Toleranzfeldes liegen, wer­ den solche Waren als unverarbeitbar zurückgewiesen (nicht nadel­ fertig). Diese Krumpf-Probleme sind also bei jedem Tuchmacher und Ausrüster vorhanden. An einer bereits fertig ausgerüsteten Ware lassen sich solche Retouren nur noch sehr schwer reparieren.

Vielmehr muß man radikale Krumpfvorgänge anwenden, wodurch der FINISH-Charakter enorm leidet.

Durch das Krumpfen entsteht in der Regel zunächst ein Glanzverlust, die Warendicke nimmt zu, die Oberfläche wird rauh und ungleichmäßig. Die Ware nimmt nahezu den Rohzustand wieder an. Meist muß man solche Waren noch einmal komplett neu ausrüsten, was mit einem sehr hohen Kostenaufwand verbunden ist und den normalen Produktionsablauf stört.

Bei einer sinnvollen und im Hinblick auf den inneren Spannungszustand bedachten, optimalen Arbeitsweise, konnte man bisher nur durch analytische Untersuchungen vor und nach einem jeden Behandlungsschritt überhaupt etwas über die Veränderungen im Faserverband erkennen.

Solche Auswertungen erfolgten manuell an Warenproben im Laboratorium. Nur durch manuelles Auszählen der Fäden pro Prüffläche konnte die Fadenzahl rein laboriell ermittelt wer­ den. Diese Untersuchungen sind sehr umständlich und zeitraubend und werden eigentlich nur in sehr großen Betrieben durchgeführt, wo auch das Artikel-Programm weitgehenst standardisiert ist und demzufolge auch größere Metragen laufen.

Kleinere und mittlere Betriebe, besonders Lohnaus­ rüster, sind mit ihrer Artikel-Vielfalt von den genannten Pro­ blemen voll getroffen. Sie arbeiten heute noch rein intuitiv und auf "gut Glück", dank der Erfahrungen einzelner Fachleute.

Hier setzt der Erfindungsgedanke ein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vergleichsweise einfach auszu­ führendes Verfahren zur automatischen Feststellung der Anzahl der Kett- und Schußfäden in bewegten Warenbahnen, insbesondere Geweben und anderen strukturierten Flächengebilden aufzuzeigen, bei welchem auch bei hohen Warenbahngeschwindigkeiten die Fa­ dendichte schnell und einwandfrei ermittelt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Warenbahn mittels einer Blitzlichtquelle durchleuchtet und das Durchlicht von einer Vielzahl von flächenhaft angeord­ neten Sensorelementen aufgenommen und in digitale Signale um­ gewandelt wird, die in einem Bildspeicher abgelegt und dann mit einem Rechner ausgewertet werden und das Auswerteergebnis vom Rechner angezeigt wird.

Zweckmäßig wird das ausgewertete Bild von dem Rechner auf Helligkeit untersucht und bei Unter- oder Über­ belichtung auf die Belichtungsdauer der Blitzlichtquelle ent­ sprechend eingewirkt.

Vorteilhaft sind die Sensorelemente Bestandteil einer CCD-Flächenbildkamera.

Für das erfindungsgemäße Verfahren gibt es sehr interessante Einsatzgebiete in der Praxis:

• 1. Zum Messen und Feststellen der Fadenzahl (Faden­ dichte) vor und hinter einem jeden Bearbeitungs­ schritt als schnelles Hilfsmittel für Problem­ lösungen.
• 2. Zur Erstellung eines Regelkreises, wobei mit dem Feststellen der Fadendichte eine echte Istwert­ aufnahme erfolgt und nach Vorgabe des Sollwertes (z. B. über ein Referenz-Muster) eine Regelgröße (Sollwert-Istwert) ermittelt werden kann. Solange Abweichungen zwischen dem Soll- und dem Istwert bestehen, können beispielsweise einfluß­ nehmende Parameter, z. B. an Krumpfmaschinen, Trockenmaschinen, Dekatiermaschinen, Fressen, Fixiermaschinen, Walk- und Waschmaschinen u. dgl. solange verstellt werden, bis die Differenz zwischen den Soll- und Istwerten gleich Null ist.
• 3. Zum Einsatz als Prüfgerät zur Überwachung des inneren Spannungszustandes von laufenden Waren­ bahnen innerhalb der Produktion. Dabei sollte die Schaltung so ausgelegt sein, daß parallel zu den Meßwerten der Fadendichte zwischen Soll- und Istwert die vorliegende, prozentuale Ab­ weichung herausgegeben wird und diese wiederum mit dem zulässigen Toleranzfeld ins Verhält­ nis gesetzt wird. Sobald also die prozentuale Abweichung zwischen Soll- und Istwert das zulässige Toleranzfeld überschreitet, muß ein Signal oder ein Schaltimpuls ausgesteuert wer­ den, damit solche Warenbahnen erkannt werden.

Durch alle diese Maßnahmen wird die Sicherheit für den Fertigungsablauf erhöht und unzulässigen Restkrumpf­ werten entgegengewirkt.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert, welche das erfindungsge­ mäße Verfahren anhand eines Blockschaltbildes darstellt.

Mit 1 ist die sich bewegende Warenbahn bezeichnet, deren Fadendichte pro Längeneinheit, z. B. cm, gemessen werden soll. Unterhalb der sich bewegenden Warenbahn 1 ist eine Blitz­ lichtquelle 2, z. B. Blitzlichtröhre u. dgl. angeordnet, wäh­ rend oberhalb der Warenbahn 1 eine Vielzahl von flächenhaft angeordneten Sensorelementen vorgesehen ist, die Bestandteil einer CCD-Flächenbildkamera 3 (charge-coupled device) zur Er­ fassung des Gewebebildes sind.

Die Blitzlichtquelle 2 durchleuchtet eine bestimmte Fläche der zu prüfenden Warenbahn, wobei das Durchlicht auf die einzelnen Sensorelemente einwirkt.

Mit 4 ist ein Analog-Digital-Wandler bezeichnet, welcher die von der Flächenbildkamera 3 erhaltenen Daten in digitale Signale umwandelt, die in einem nachgeschalteten Bild­ speicher 5 abgelegt werden. Diese abgelegten Signale werden dann in einem Rechner 6 ausgewertet und in diesem das Auswerte­ ergebnis entsprechend angezeigt.

Dem Bildspeicher 5 ist ein Monitor 7 zugeordnet, der das entsprechende Bild des Gewebes liefert.

In der Praxis wird so vorgegangen, daß man zunächst ein einziges Gewebebild bei einer ganz bestimmten Belichtungs­ zeit aufnimmt, wobei dieses Versuchsbild auf dem Monitor 7 sichtbar gemacht wird. Ist das sichtbar gemachte Bild für das Ver­ fahren unbrauchbar, dann wird ein neues Bild mit einer vom Rechner 6 ermittelten und der zu prüfenden Ware angemessenen Belichtungszeit aufgenommen und in der gleichen, vorstehend beschriebenen Weise behandelt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Lichtdurchlässigkeit der verschiedenen Warenarten na­ turgemäß unterschiedlich ist.

Um auf die Belichtungsdauer der Blitzlichtquelle 2 entsprechend einwirken zu können, ist ein Stellgerät 8 vorge­ sehen, welches beispielsweise über ein Bindeglied 9 (Interface) mit dem Rechner 6 verbunden ist.

Bei einer entsprechenden Bildqualität werden die Grauwerte, die größer als 128 sind, als "weiß" und alle Grau­ werte kleiner als 128 als "schwarz" interpretiert. Dann werden in allen Zeilen und in allen Spalten der Flächenbildkamera 3 die "schwarz-weiß"-Übergänge gesucht. Mittels dem Ergebnis wird die Häufigkeit der einzelnen Abstände der Fäden der Warenbahn 1 (Perioden) ermittelt.

Die Mengenwerte für die Häufigkeit mit dem zugehörigen Abstandswert werden tabellarisch für Zeilen und Spalten im Rech­ ner 6 abgelegt.

Diese Tabellenwerte werden nach der Formel:

n Abstand = Häufigkeit des Abstandes

verarbeitet.

Man erhält damit ein gewichtetes Mittel der Perioden­ länge. Daraus folgt direkt die Anzahl der Kett- und Schußfäden bezogen auf die Flächeneinheit, also die Istwerte der Faden­ dichte. Dieses Programm läßt eine Sollwertvorgabe ohne weiteres zu. Das Meßergebnis kann als prozentuale Abweichung vom Soll­ wert dargestellt werden. Eine Toleranzschwelle, die in die Be­ rechnung eingeht, kann prozentual definiert werden. Dann kann eine voll automatische Regelung des Krumpfprozesses erfolgen.

Claims (3)

1. Verfahren zum automatischen Messen der Fadendichte pro Längeneinheit z. B. cm, von bewegten Warenbahnen, ins­ besondere Geweben, dadurch gekennzeich­ net, daß die Warenbahn (1) mittels einer Blitzlicht­ quelle (2) durchleuchtet und das Durchlicht von einer Vielzahl von flächenhaft angeordneten Sensorelementen aufgenommen und in digitale Signale umgewandelt wird, die in einem Bildspeicher (5) abgelegt und dann mit einem Rechner (6) ausgewertet werden und das Auswerteergebnis vom Rechner (6) angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das ausgewertete Bild von dem Rech­ ner (6) auf Helligkeit untersucht und bei Unter- oder Überbelichtung auf die Belichtungsdauer der Blitzlicht­ quelle (2) entsprechend eingewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sensorelemente Bestand­ teil einer CCD-Flächenbildkamera (3) sind.