DE19943079A1 - Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, bei der ein Faserflor aus Textilfasern, z.B. Baumwolle, Chemiefasern u.dgl., gebildet ist - Google Patents

Abstract

Bei einer Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, ist ein Faserflor aus Textilfasern, z. B. Baumwolle, Chemiefasern u. dgl., gebildet, der Gutfasern und Leerstellen aufweist und ist eine Messstrecke für das Fasergut vorgesehen, der eine Kamera, z. B. Diodenmatrixkamera, zugeordnet ist, die mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung (Bildverarbeitungsrechner) in Verbindung steht. DOLLAR A Um eine Erfassung und Beurteilung der Homogenität des Faserflors, insbesondere der Verteilung und Ausrichtung der Gutfasern, zu ermöglichen und den Grad der Florgleichmäßigkeit zu verbessern, sind die Gutfasern und Leerstellen von der Kamera erfassbar, die Messwerte in elektrische Signale umwandelbar und der Auswerteeinrichtung zuleitbar und vermag der Rechner die Verteilung der Gutfasern im Faserflor pro Flächeneinheit zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, bei der ein Faserflor aus Textilfasern, z. B. Baumwolle, Chemiefasern u. dgl. gebildet ist, der Gutfasern und Leerstellen aufweist und eine Messstrecke für das Fasergut vorgesehen ist, der eine Kamera, z. B. Diodenmatrixkamera, zugeordnet ist, die mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung (Bildverarbeitungsrechner) in Verbindung steht.

Bei einer bekannten Vorrichtung (DE-OS 39 28 279) werden störende Partikel erkannt, um den Verschmutzungsgrad (Trashgehalt) des Fasergutes auf optisch-elektronischem Wege zu ermitteln. Dazu erfasst ein Sensor jeden störenden Einzelpartikel im laufenden Faserflor, wozu mittels der Auswerteeinrichtung für jeden Einzelpartikel spezifische Kenngrößen ermittelt werden, insbesondere Graustufenerfassungen und Kantendetektionen (Identifizierung als Störpartikel). Dadurch werden die Störpartikel von den Gutfasern unterschieden. Die Störpartikel bilden lokal scharf begrenzte Fehlerstellen, die auf kleinstem Raum konzentriert sind. Außerdem weisen sie unterschiedliches Verhalten in bezug auf die Gutfasern auf; beispielsweise zeigen sich Nissen (Faserverknotungen kleiner als ca. 1 mm Durchmesser) als Punkte erhöhter Reflektion und können dadurch vom übrigen Signalverlauf getrennt werden. Es werden die Einzelpartikel im Unterschied zu dem übrigen Faserflor ermittelt, der dazu nur den Hintergrund bildet. Je kleiner der erfasste Flächenbereich des Faserflors gewählt wird, um so stärker tritt eine Nisse hervor. Nachteilig ist, dass eine Erfassung und Beurteilung der Homogenität des Faserflors auf diese Weise nicht möglich ist. Die Ermittlung der Verteilung und Ausrichtung der Gutfasern ist hierbei nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere eine Erfassung und Beurteilung der Homogenität des Faserflors, insbesondere der Verteilung und Ausrichtung der Gutfasern, ermöglicht und den Grad der Florgleichmäßigkeit verbessert.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß werden die Gutfasern und Leerstellen, d. h. die Zwischenräume zwischen den Gutfasern, erfasst und ausgewertet. Aus dem Verhältnis zwischen den Gutfasern and Leerstellen pro Flächeneinheit wird die Homogenität bzw. Florungleichmäßigkeit (Wolkigkeit) ermittelt. Auf diese Weise wird die Verteilung und Ausrichtung der Gutfasern im Faserflor erfasst. Die Messwerte erlauben eine Bildanzeige und eine optische und elektronische Auswertung. Durch die Überprüfung der Homogenität lassen sich Fehler im Bereich der Walzengarnituren oder schlechte bzw. fehlerhafte Fasermaterialeinspeisungen erkennen und die Qualität des erzeugten Faserflors verbessern. Die Homogenität des Karden- oder Krempelflors wird automatisch und kontinuierlich erfasst und beurteilt (ausgewertet), so dass über die Maschinensteuerung und Stellglieder ein Einfluss auf die Verarbeitung des Fasermaterials ausgeübt werden kann. Je größer der erfasste Flächenbereich gewählt wird, um so besser ist die Verteilung der Gutfasern erkennbar.

Zweckmäßig ist die zahlenmäßige Verteilung ermittelbar. Vorzugsweise ist die räumliche Verteilung ermittelbar. Mit Vorteil sind die Störpartikel, z. B. Nissen, erfassbar und von den Gutfasern unterscheidbar. Bevorzugt bleiben die Störpartikel, z. B. Nissen, bei der Ermittlung der Verteilung der Gutfasern unberücksichtigt. Zweckmäßig werden die Flächenanteile der Gutfasern und der Leerstellen pro Flächeneinheit ermittelt. Vorzugsweise werden die Verteilung von Verdichtungen und Verdünnungen der Gutfasern pro Flächeneinheit ermittelt. Mit Vorteil werden die Verteilung von Verdichtungen und Verdünnungen der Gutfasern mit gespeicherten Vergleichswerten (Normierungswerte) für den Faserflor verglichen. Bevorzugt wird die Verteilung von Verdichtungen und Verdünnungen mit einem homogenen Faserflor verglichen. Zweckmäßig wird bei der Auswerteeinrichtung die digitale Bilddatenverarbeitung herangezogen. Vorzugsweise wird der frei übergehende Faserflor zwischen der Abstreichwalze und den Quetschwalzen der Karde detektiert.

Mit Vorteil steht die Auswerteeinrichtung mit der Maschinensteuerung in Verbindung. Bevorzugt steht die Auswertung mit einem übergeordneten elektronischen Überwachungssystem, z. B. KIT, in Verbindung. Zweckmäßig erfasst die Kamera den Faserflor in Längs- und Querrichtung. Vorzugsweise ist die Kamera über die Breite des Faserflors bewegbar. Mit Vorteil sind die Gutfasern und Leerstellen von der Kamera schrittweise erfassbar. Bevorzugt detektiert die Kamera den Faserflor stichprobenartig. Zweckmäßig sind die Messergebnisse statistisch auswertbar. Vorzugsweise sind die Gutfaser- und Leerstellenanteile von der Kamera optisch erfassbar, sind die Messwerte in elektrische Signale umwandelbar und vermag die Auswerteeinrichtung und der Rechner die Verteilung der Gutfasern im Faserflor pro Flächeneinheit zu ermitteln.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 schematisch Seitenansicht einer Karde mit einem Stütz- und Leitkörper zur Aufnahme der Kamera und der Beleuchtungseinrichtung,

Fig. 2 die erfindungsgemäße Vorrichtung an der Karde nach Fig. 1 mit einem Blockschaltbild und dem aufzunehmenden Faserflor,

Fig. 2a Draufsicht auf den hin- und herbeweglichen Wagen mit der Kamera und der Beleuchtungseinrichtung,

Fig. 3 Darstellung des aufgenommenen Faserflors mit der Verteilung der Gutfasern und Leerstellen,

Fig. 4 Blockschaltbild für die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 5 Draufsicht auf den Faserflor mit Angabe der aufgenommenen Bereiche in Längs- und Querrichtung,

Fig. 6a Abhängigkeit der Homogenität des Faserflors von der Zeit (Längsrichtung für eine bestimmte Spur),

Fig. 6b Abhängigkeit der Homogenität des Faserflors in Abhängigkeit von der Zeit (Querrichtung, Mittelwert über alle Spuren) und

Fig. 6c Homogenität des Faserflors (Breitenverteilung).

Fig. 1 zeigt eine Karde, z. B. Trützschler Hochleistungskarde DK 903 mit Speisewalze 1, Speisetisch 2, Vorreißer 3a, 3b, 3c, Trommel 4, Abnehmer 5, Abstreichwalze 6, Quetschwalzen 7, 8, Florleitelement 9, Flortrichter 10, Abzugswalzen 11, 12 und Wanderdeckel 13. Unterhalb der Abstreichwalze 6 ist ein Stütz- und Leitkörper angeordnet, die obere Quetschwalze 7 ist nahe angrenzend an die Abstreichwalze 6 angeordnet. Die Drehrichtung der Trommel 4 und der Walzen ist jeweils durch gebogene Pfeile dargestellt.

In Fig. 2 ist mit 15 der Bereich bezeichnet, in dem der abgelöste Faserflor 16 von der Abstreichwalze 6 auf die Quetschwalzen 7, 8 übergeht. Der Stütz- und Leitkörper 14 weist im wesentlichen einen viereckförmigen Querschnitt auf. Die obere Fläche 14a ist leicht konkav gebogen. Der Krümmungsradius der Biegung der oberen Fläche ist größer als der Krümmungsradius der Abstreichwalze 6. Der Pfeil A gibt die Laufrichtung des Faserflors 16 an. Das Element 14 ist als Gehäuse ausgebildet, wobei im Kontaktgleitbereich ein durchsichtiges Fenster 17 vorhanden ist. Der Faserflor befindet sich zunächst auf der Garnitur des Abnehmers 5, wird im Walzenspalt zwischen Abnehmer 5 und Abstreichwalze 6 auf die Garnitur 6a der Abstreichwalze 6 um- und übergeleitet, wird etwas nach dem Bereich des senkrechten Durchmessers von der Abstreichwalze 6 um- und übergeleitet, wird etwas nach dem Bereich des senkrechten Durchmessers von der Abstreichwalze 6 abgelöst, wird im Bereich des Fensters 17 in Richtung A geführt, fließt im Anschluß an den Endbereich völlig frei und tritt schließlich in den Walzenspalt zwischen den Quetschwalzen 7, 8 ein und durch diesen hindurch. Die obere Fläche des Elements 14 ist der Garnitur 6a der Abstreichwalze 6 zugewandt. Das Element 14 ist mit seinem einen Endbereich dem Walzenspalt zwischen Abnehmer 5 und Abstreichwalze 6 zugeordnet. Der andere Endbereich ist in dem Bereich zwischen Abstreichwalze 6 und Quetschwalzen 7, 8 angeordnet, wobei die Kante in Richtung auf den Walzenspalt zwischen den Quetschwalzen 7, 8 ausgerichtet ist. Das Element 14 ist ein Strangpreßprofil, z. B. aus Aluminium, mit einem innenliegenden Hohlraum. In dem Innenraum 14a des Gehäuses 14 ist eine Kamera 18, z. B. Diodenmatrixkamera, eine Beleuchtungseinrichtung 19a, 19b (sh. Fig. 2a), z. B. aus mehreren Leuchtdioden und ein Umlenkspiegel 20 auf einem Wagen 21 angeordnet. Der Umlenkspiegel 20 ist in einem Winkel zwischen Objektiv 18a der Kamera 18 und der Beleuchtungseinrichtung einerseits und der Innenseite des Fensters 17 andererseits angeordnet. Auf der Außenseite des Fenster 17 läuft der Faserflor 16. Die Räder 22a, 22b des Wagens 21 laufen in Führungen in der Innenwand des Gehäuses 14 in Richtung B, C (sh. Pfeile B, C in Fig. 5) über die Breite der Maschine.

Im Bereich der Florabnahme unter der Abstreichwalze 6 changiert in dem Vliesführungsprofil 14 die Kamera 18 über die Arbeitsbreite der Karde. Die Kamera 18 liefert, selbst bei einer Produktionsgeschwindigkeit von 300 m/min. scharfe Bilder des Flors 16 und übermittelt sie an den Bildverarbeitungsrechner 23, z. B. Mikrocomputer und Mikroprozessor. Dieser wertet die Bilder 32a bis 32g (sh. Fig. 5) aus nach Verteilung der Gutfasern im Faserflor 16 pro Flächeneinheit. Die Ergebnisse werden über die Maschinensteuerung 24, z. B. Trützschler Card-Commander, im Display 25 angezeigt und/oder zur weiteren Verarbeitung an das Trützschler-Karden Informationssystem KIT 28 (sh. Fig. 4) übergeben. Der Maschinensteuerung 24 sind ein Steuerelement 26 und eine Stelleinrichtung 27 zur Beeinflussung der Verteilung der Gutfasern im Faserflor 1b nachgeschaltet. Die Einrichtung 27 kann Maßnahmen zur Änderung der Faserverteilung im Faserflor 16 auslösen, z. B. den Abstand zwischen den Deckelgarnituren und der Trommelgarnitur der Karde, die Drehzahl der Trommel, den Abstand eines Leitelements von einer Walze, die Schärfung der Walzengarnituren o. dgl. ändern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach in eine Karde ein- bzw. auszubauen. So ist eine periodische Messung an wechselnden Karden möglich.

Zur Messung wird der Faserflor 16 in Richtung A gefördert. Durch das Sichtfenster 17 wird der Faserflor 16 von der Kamera 18 erfasst. Dabei werden Auflicht (sh. Fig. 2) und Blitzbeleuchtungen kombiniert. Die Auswertung erfolgt nach dem Prinzip des Soll/Ist-Vergleichs. Als Sollparameter wird die Reflektionsintensität bezogen auf die Aufstrahlintensität herangezogen. Ein Auflichtmodul umfasst eine Halbleiter-Blitzbeleuchtung mit hoher Homogenität und eine kommandogesteuerte Hochgeschwindigkeits-Messkamera 18 (mit digitalem Datenausgang [z. B. nach DE-A- 43 13 621]). Ein Durchlichtmodul umfasst eine großflächige Halbleiterblitzbe­ leuchtung mit hoher Intensität.

Im Betrieb wird das Licht blitzweise eingeschaltet und gesteuert von der Kamera 18 oder deren Steuerung. Es kann für die Einzelaufnahmen Licht unterschiedlicher Wellenlängen eingesetzt werden. Dabei kann mehr als eine Beleuchtungseinrichtung für eine Aufnahme verwendet werden. Beispielsweise kann das Auflichtmodel mehr als eine Beleuchtungseinrichtung aufweisen. Die Beleuchtung kann aus verschiedenen Richtungen erfolgen. Auch kann die Beleuchtung von verschiedenen Seiten (Durchlicht und Auflicht) vorgenommen werden. Es können zur Beleuchtung Lichtquellen mit verschiedenen Wellenlängen Anwendung finden. Auch können die verschiedenen Richtungen, Seiten und Wellenlängen miteinander kombiniert werden. Es können verschiedene Beleuchtungszeiten (Blitzzeiten) eingestellt werden.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine automatische Erfassung und Reduzierung der Ungleichmäßigkeit des Faserflors 16 ermöglicht. Wichtig ist die Erfassung an dem Faserflor 16, wenn er von der Abstreichwalze 6 abgelöst und dadurch frei ist. Die Erfindung wird am Beispiel einer Karde erläutert. Sie umfaßt auch andere Maschinen, bei denen ein Faserflor hergestellt wird, z. B. eine Krempel.

In Fig. 3 ist auf dem Bildschirm 25 der aufgenommene Faserflor 16 zu erkennen, der Gutfasern und Leerstellen aufweist. Die Homogenität (Wolkigkeit), d. h. die Verteilung und Ausrichtung der Gutfasern, ist dargestellt. Das Objektiv 18a der Kamera 18 ist nach Fig. 3 ohne Umlenkspiegel nach oben auf den Faserflor 16 gerichtet. Bei der Ausbildung nach Fig. 2a sind die Kamera 18 und die Beleuchtungseinrichtung 19a, 19b nach oben in Richtung auf das Fenster 17, den Faserflor 16 und die Abstreichwalze 6 angeordnet.

Fig. 4 zeigt die Kamera 18, der der Bildverarbeitungsrechner 23, die Kardensteuereinrichtung 24 und die Anzeigeeinheit 25 nachgeschaltet sind. Wenn die ermittelten Informationen z. B. an die Kardensteuerung 24 und von dort aus an andere übergeordnete Überwachungssysteme (z. B. KIT 28) gegeben werden, so ist z. B. auch eine vergleichende Betrachtung über mehrere Maschinen möglich. Des weiteren kann man Vergleiche mit früheren Ergebnissen ziehen.

Die Kamera 18 liefert nach Fig. 5 kontinuierlich Stichproben in Längs- und Querrichtung des Flors 16. Die Auswertung der aufgenommenen Bilder erfolgt nach Methoden der digitalen Bilddatenverarbeitung. Durch Anwendung entsprechender mathematischer Verfahren sind statistisch gesicherte Aussagen u. a. über die Florqualität (Homogenität) möglich.

Mit A ist die Bewegungsrichtung des Faserflors 16 bezeichnet. Mit 31 ist die Bewegungsfläche und mit B und C sind die Bewegungsrichtungen der Kamera 18 bezeichnet. Die stichprobenweise aufgenommenen Bilder sind mit 32a bis 32g angegeben.

Es ist möglich, anhand bekannter Faserflorstrukturen einen Normierungsfaktor zu ermitteln, so dass sowohl für die Länge (A) wie auch Querrichtung (B, C) des Faserflors 16 z. B. zeitabhängige Qualitätsdaten angebbar sind. Beispielsweise kann ein sehr guter Flor den Faktor 10 erhalten und ein sehr schlechter den Faktor 0. Auf diese Weise sind entsprechende Aussagen möglich (Fig. 6 a-c). Ähnliches lässt sich für die Breitenverteilung durchführen (sehr gute Breitenverteilung = 10, sehr schlechte Breitenverteilung = 0).

Die Kamera 18 enthält einen optischen Teil und einen elektronischen Teil mit einem CCD-Chip. Die Kamera 18 kann auch eine Diodenzeilenkamera sein. Mit 33 ist die Karde bezeichnet.

Claims (21)

1) Vorrichtung an einer Karde oder Krempel, bei der ein Faserflor aus Textilfasern, z. B. Baumwolle, Chemiefasern u. dgl., gebildet ist, der Gutfasern und Leerstellen aufweist und eine Messstrecke für das Fasergut vorgesehen ist, der eine Kamera, z. B. Diodenmatrixkamera, zugeordnet ist, die mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung (Bildverarbeitungsrechner) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutfasern und Leerstellen von der Kamera (18) erfassbar sind, die Messwerte in elektrische Signale umwandelbar und der Auswerteeinrichtung (23) zuleitbar sind und die Auswerteeinrichtung (23) die Verteilung der Gutfasern im Faserflor (16) pro Flächeneinheit zu ermitteln vermag.

2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zahlenmäßige Verteilung ermittelbar ist.

3) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die räumliche Verteilung ermittelbar ist.

4) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Störpartikel, z. B. Nissen, erfassbar und von den Gutfasern unterscheidbar sind.

5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Störpartikel, z. B. Nissen, bei der Ermittlung der Verteilung der Gutfasern unberücksichtigt bleiben.

6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenanteile der Gutfasern und der Leerstellen pro Flächeneinheit ermittelt werden.

7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung von Verdichtungen und Verdünnungen der Gutfasern pro Flächeneinheit ermittelt werden.

8) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung von Verdichtungen und Verdünnungen der Gutfasern mit gespeicherten Vergleichswerten (Normierungswerte) für den Faserflor (16) verglichen werden.

9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilung von Verdichtungen und Verdünnungen mit einem homogenen Faserflor (16) (statistischer Verteilung) verglichen wird.

10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswerteeinrichtung (23) die digitale Bilddatenverarbeitung herangezogen wird.

11) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der frei übergehende Faserflor (16) zwischen der Abstreichwalze (6) und den Quetschwalzen (7, 8) der Karde detektiert wird.

12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (23) mit der Maschinensteuerung (24), z. B. einem Rechner, in Verbindung steht.

13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (23) mit einem übergeordneten elektronischen Überwachungssystem, z. B. KIT (28), in Verbindung steht.

14) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (18) den Faserflor (16) in Längs- (A) und Querrichtung (B, C) erfasst.

15) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (18) über die Breite des Faserflors (16) bewegbar (B, C) ist.

16) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutfasern und Leerstellen von der Kamera (18) schrittweise erfassbar sind.

17) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (18) den Faserflor (16) stichprobenartig detektiert.

18) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Messergebnisse statistisch auswertbar sind.

19) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Gutfaser- und Leerstellenanteile von der Kamera optisch erfassbar sind, die Messwerte in elektrische Signale umwandelbar sind und die Auswerteeinrichtung (23) (Bildverarbeitungsrechner) die Verteilung der Gutfasern im Faserflor (16) pro Flächeneinheit zu ermitteln vermag.

20) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Karden- oder Krempelsteuerungseinrichtung (24) ein Mikrocomputer mit Mikroprozessor ist.

21) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (23) ein Mikrocomputer mit Mikroprozessor ist.