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WO2005005708A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer bewegten warenbahn - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer bewegten warenbahn Download PDF

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Publication number
WO2005005708A1
WO2005005708A1 PCT/CH2004/000432 CH2004000432W WO2005005708A1 WO 2005005708 A1 WO2005005708 A1 WO 2005005708A1 CH 2004000432 W CH2004000432 W CH 2004000432W WO 2005005708 A1 WO2005005708 A1 WO 2005005708A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sensor
web
image
movement
bar
Prior art date
Application number
PCT/CH2004/000432
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rolf Joss
Beat Emch
Tim Palmer
Peter Brady
Original Assignee
Uster Technologies Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uster Technologies Ag filed Critical Uster Technologies Ag
Priority to EP04738073A priority Critical patent/EP1646747A1/de
Priority to US10/564,480 priority patent/US20070057208A1/en
Priority to JP2006522193A priority patent/JP2006528286A/ja
Publication of WO2005005708A1 publication Critical patent/WO2005005708A1/de

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06H—MARKING, INSPECTING, SEAMING OR SEVERING TEXTILE MATERIALS
    • D06H3/00—Inspecting textile materials
    • D06H3/08—Inspecting textile materials by photo-electric or television means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H26/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms
    • B65H26/02—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions, for web-advancing mechanisms responsive to presence of irregularities in running webs
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G01N21/8903—Optical details; Scanning details using a multiple detector array
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    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/898—Irregularities in textured or patterned surfaces, e.g. textiles, wood
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2553/416—Array arrangement, i.e. row of emitters or detectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/17—Nature of material
    • B65H2701/174—Textile; fibres
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    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N2021/8909—Scan signal processing specially adapted for inspection of running sheets
    • G01N2021/891—Edge discrimination, e.g. by signal filtering
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    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • G01N21/8915—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined non-woven textile material

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for monitoring a moving web, wherein at least part of the width of the web is detected.
  • DE 101 23 870 discloses a device for the automatic monitoring of, in particular, textile fabrics or fabric webs, this device being arranged directly on the production machine of the fabric or fabric web.
  • this device several very small sensors are arranged with direct contact to the fabric.
  • the device is attached to the production machine via a vibration-damping suspension, so that the machine movement is only transmitted via the textile fabric.
  • the invention as characterized in the patent claims, therefore achieves the object of creating a method and a device for monitoring moving material webs with at least one sensor bar, which largely as far as possible the geometric relationships between the individual elements from which the material web is constructed also maintained in the image of the web.
  • a sensor bar for scanning the web in the direction of the width of the web can be arranged at an acute angle, so that information about a property associated with the movement of the web can be derived from the signal of the same sensor bar can be.
  • An image of the material web in the part in question is also to be created from the same signal, this image being built up line by line or in sections. But one can also align the sensor strips perpendicular to the movement of the web and • arranging at least one further sensor for detecting a property in connection with the movement of the web property in the areas of this part of the web.
  • Such a further sensor is preferably an optical sensor with one or more image lines.
  • this method and this device serve to detect errors in the material web, such as deviations in structure, color or patterns on the material web, to report them or to trigger further actions such as, for example, the stoppage of the material web.
  • a particularly important property, which is connected with the movement of the material web is its instantaneous speed, which applies especially when an image of a section of the material web is recorded or created.
  • the advantages achieved by the invention are to be seen in particular in the fact that from the signals of the sensor strip and the possibly additional signals which another sensor emits, the geometric relationships between individual elements of the web, such as between adjacent warp and weft threads in a fabric, can also be maintained in the image of the tissue that is generated from signals from the sensor bar. For example, it is easier and also safer to clean these geometric relationships based on an instantaneous speed instead of an average speed.
  • the further sensor can also only detect distances by, for example, emitting a pulse according to predetermined, covered distances or by clocking from the outside and outputting the distances covered by the material web per cycle interval.
  • FIG. 1 shows a first schematic illustration of an arrangement according to the invention of sensor strips and further sensors in front of a web
  • FIGS. 2, 3, 5 and 6 each show a further arrangement of sensor strips
  • FIG. 4 shows an arrangement according to FIG. 1 with further elements 7 shows a path-time diagram for a material web
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the geometric relationships when scanning a material web
  • FIG. 9 shows a signal as may be generated by sensor strips according to FIG. 2.
  • Fig. 1 shows in front of a web 1, the edges of which are indicated by lines 2 and 3, sensor strips 4a, 4b, 4c, which are designed identically to one another, and further sensors 5a, 5b, 5c, which detect a property of the web, which is related to the movement of the web 1.
  • properties are, for example, the ' path covered by the web 1, the instantaneous speed of the web 1 in the direction in which it is moving, the acceleration at
  • Each sensor bar 4 and each further sensor 5 are arranged such that they sweep over part of the web 1 when it moves in the direction of an arrow 6 (FIG. 3).
  • Such parts 7a, 7b, 7c of the web 1 are delimited in FIG. 1 by further lines 8a, 8b within the web 1.
  • the sensor strips 4a and 4c, as well as any further sensor strips that are not shown here, form a first sensor line 20, while the sensor strip 4b, alone or together with possible further sensor strips, which are not shown here, forms a second sensor line 21 that is parallel to the first sensor line 20 runs.
  • the sensor strips 4a and 4c from the first sensor line 20 and the sensor strip 4b from the adjacent second sensor line 21 partially overlap when viewed in the direction of the movement of the material web.
  • FIG. 2 shows a further arrangement of sensor strips 9a, 9b, 9c and possible further sensors 10a, 10b, 10c, the sensor strips 9 being inclined by an angle ⁇ , which here is, for example, 15 °, against a line 11 which is in FIG Direction of the width of the web 1, perpendicular to the direction of arrow 6.
  • FIG. 3 shows an arrangement of sensor strips 12a, 12b, 12c according to FIG. 1, but with further sensors 13a and 13b, which can each be assigned to two sensor strips, and further sensors 13c and 13d, which are assigned to only one sensor strip here.
  • the further sensors 13a and 13b are arranged in the edge regions of the sensor strips 12. It should be noted here that the arrangements shown with three sensor strips are chosen arbitrarily and are only to be understood as examples. Of course, any number of sensor strips 12 can be arranged, the greater the width, the more sensor strips in order to detect the entire width of the web 1. This applies to all of the arrangements shown in FIGS. 1 to 6. For the arrangement according to FIG. 3, however, it applies in particular that two further sensors are assigned to the sensor strips 12.
  • the further sensors 13a and 13b are assigned to the sensor bar 12b.
  • Further sensors 13a and 13c are assigned to the sensor bar 12c.
  • Further sensors 13b and 13d are assigned to the sensor bar 12c.
  • the sensor strips 12 are arranged together with the further sensors in a housing 18 which also has suitable lighting for the web 1, provided that no light source is integrated in the sensor strips.
  • FIG. 4 shows an arrangement of the sensor strips 4a-4c as is already known from FIG. 1.
  • the further sensors 5a - 5c are no longer upstream of the sensorists 4, but are connected downstream. This is measured by the direction of movement of the web 1 as indicated by the arrow 6.
  • Lines 14a, 14b and 14c connect the sensor strips 4 and the further sensors 5 each to a processor 15a, 15b, 15c, which are connected to an input / output device 17 via lines 16a, 16b, 16c.
  • An output 19 on the input / output device 17 serves, for example, as a connection to a computer, for example a so-called PC, to which several devices according to the invention can be connected.
  • a further sensor 29 is here only assigned to the sensor bar 24 and detects a part of the web that is also detected by the sensor bar 24, the sensor bar 24 and the further sensor 29 not scanning the web according to the same criteria or not detecting the same features therein.
  • FIG. 6 shows a further arrangement with five sensor strips 30, 31, 32, 33 and 34 and five further sensors 35, 36, 37, 38 and 39.
  • the further sensors are each arranged next to those sensor strips for which they do not provide any movement information .
  • the other sensors are seen in the direction of the movement of the web 1 alternately upstream and downstream of the assigned sensor strips.
  • the further sensor 35 is connected downstream of the relevant sensor strip 30, while the further sensor 36 is connected upstream of the relevant sensor strip 31, or vice versa.
  • FIG. 7 shows a path-time diagram, for example for the material web 1, a line 40 indicating the path of the material web 1 covered per unit of time with ideal, uniform movement of the material web 1 at all times.
  • 42 values for the distance traveled and 41 values for the time can be plotted along an axis.
  • a curve 43 represents the path actually covered by the web at different times, which is caused by the uneven movement of the web in the area of the sensor strips and other sensors.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of the conditions as they exist when an inclined sensor strip is arranged as shown in FIG. 2.
  • 44 we designate a section through a group of weft threads of a fabric that moves in the direction of an arrow 45.
  • the center lines or axes of these weft threads are drawn in with horizontal lines 46, the warp threads or their influence on these center lines or axes and thus the bindings being omitted here for the sake of simplicity.
  • a sensor bar 47 is shown here only by those discrete elements that can capture image points from the web.
  • the sensor bar 47 is here an optical sensor with a single image line.
  • a coordinate system further identifies an X axis corresponding to the width of the web and a Y axis according to the direction of movement of the web 1.
  • FIG. 9 shows a first signal 48 and a second signal 49 as a sensor strip can emit when it detects a tissue. Both signals 48, 49 are recorded over a time axis T, and next to an axis V, the axis V indicating the amplitude of the signal from the sensor strip, which is expressed, for example, by an electrical voltage.
  • the operation of the invention is as follows:
  • a sensor bar 4a (FIG. 4) scans the part 7a of the web 1 and maps it to pixels and converts it into intensity values, or into gray or color values that are stored in the processor 15a memory
  • the further sensor 5a continuously inputs Signal to the processor 15a, which for example represents the momentary movement of the part 7a of the web 1 in the area of the sensor bar 4a.
  • the further sensor 5a sweeps over a section within the part 7a of the web 1. This also applies to the further sensors 5b, 5c and the parts 7b, 7c of the web 1.
  • the processors 15 contain a program in the program memory that contains periodicities or outstanding signal parts recognizes from the signal of the sensor bar and processes this together with the signal from the further sensor.
  • the aim of this program is to form a clearly structured signal or a clear image from the signal of the sensor bar. This is to achieve, for example, that in an image that can be composed of the pixels in the data memory of a processor 15, the geometric relationships between the individual yarns or threads in a textile fabric are preserved in such a way that they correspond to those of the actual fabric. In the case of fabrics, the structure of the warp threads and the weft threads is to be made clearly recognizable. Original distances or geometrical relationships between warp and weft threads of a woven fabric or between threads of a knitted fabric are to be restored in the image.
  • the further sensors 5, 10, 13, 29, 35 - 39 detect the movement of the material web 1, as is shown, for example, in FIG. 7. This shows that the web does not always cover the same distances per unit of time.
  • the images captured by sensor strips 4, 9, 12 and 22-26 may not always contain the same number of elements as threads, weft threads, etc. If this image information is combined with the signal about the movement, for example from the further sensor, then a true image of the material web can also be created if its movement is uneven.
  • the signal 48 results in particular by moving a point or a surface line 52 of the weft thread 50, which is also represented by the center line 51, past a sensor element 53, the sensor element 53 being able to generate an image point, which means that in this image point the intensity corresponds to the signal 48. If a short time later the weft thread 50 reaches a position (shown here for the sake of clarity) as it is designated by 54, which corresponds to a position of the center line corresponding to an interrupted line 55, then an adjacent sensor element detects 56 this weft thread in its position 54, whereby a signal 49 according to FIG. 9 arises which is delayed by a time ⁇ t to signal 48.
  • the movement of the web 1 or a property related to the movement of the web can also be determined from the overlapping sensor strips, as shown for example in FIG. 3.
  • the same parts of the web 1 are detected and thus comparable signals are generated, which, however, occur with a delay that corresponds to the Distance between the two sensor strips 12a and 12b divided by the speed of the web 1 corresponds in this area. Since the distance is known and the delay can be determined from both signals, the speed can be calculated therefrom.
  • known sensors can be used, for example, under the designation “Contact Type Image Sensor”, such as are installed in a flatbed scanner or a fax machine for scanning a sheet of paper fed in.
  • the sensors can directly touch the web, or they are covered by a cover plate made of glass, for example, which is touched by the material web.
  • a small air gap can also separate the material web and the sensor.
  • area cameras or To use line scan cameras which then scan a somewhat larger area of the web as seen in the direction of arrow 6.
  • the further sensor 5, 10, 13 can be a sensor such as is known for example under the name “CMOS Active Pixel Image Sensor” and is offered by the company National Semiconductor. Another sensor such as that from the company Agilent Technologies under the Designation ADNS-2051 Optical Mouse Sensor offered can be used.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer bewegten Warenbahn (1), wobei mindestens ein Teil (7) der Breite der Warenbahn erfasst wird. Um die geometrischen Verhältnisse zwischen den einzelnen Elementen, aus denen die Warenbahn aufgebaut ist, möglichst weitgehend auch im Abbild der Warenbahn aufrechtzuerhalten, soll einerseits ein Abbild der Warenbahn erzeugt und andererseits in demselben Teil der Warenbahn die Bewegung der Warenbahn erfasst werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer bewegten Warenbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer bewegten Warenbahn, wobei mindestens ein Teil der Breite der Warenbahn erfasst wird.
Aus der DE 101 23 870 ist eine Vorrichtung zur automatischen Überwachung von insbesondere textilen Flächengebilden oder Gewebebahnen bekannt, wobei diese Vorrichtung direkt an der Produktionsmaschine des Flächengebildes oder der Gewebebahn angeordnet ist. Bei dieser Vorrichtung sind mehrere sehr kleine Sensoren mit direktem Kontakt zum Flächengebilde angeordnet. Die Vorrichtung wird dabei über eine schwingungsdämpfende Aufhängung an der Produktionsmaschine befestigt, so dass eine Übertragung der Maschinenbewegung nur über das textile Flächengebilde geschieht.
Obwohl bei dieser Vorrichtung die Gewebebahri oder das textile Flächengebilde mit dem Sensor oder dessen Abdeckglas in direktem Kontakt ist, kann es bei der Abbildung des Flächengebildes durch den Sensor zu Fehlern, beispielsweise zu Verschiebungen von Bildabschnitten zueinander kommen, die dazu führen, dass das Abbild des Flächengebildes mit dem Original nicht mehr übereinstimmt. Unter diesen Umständen wird es dann schwierig, Fehler im Flächengebilde mit Sicherheit zu erkennen, da beispielsweise Kettoder Schussfäden in einem Gewebe im Abbild nicht mehr aequidistant sind.
Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, löst deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung bewegter Warenbahnen mit mindestens einer Sensorleiste zu schaffen, die die geometrischen Verhältnisse zwischen den einzelnen Elementen, aus denen die Warenbahn aufgebaut ist, möglichst weitgehend auch im Abbild der Warenbahn aufrecht erhält.
Dies wird dadurch erreicht, dass einerseits ein Abbild mindestens eines Teils der Warenbahn erzeugt und andererseits in demselben Teil der Warenbahn die Bewegung der Warenbahn erfasst wird. Aus dem Abbild der Warenbahn wird ein erstes Signal erzeugt, und in demselben Teil der Warenbahn wird die Bewegung der Warenbahn erfasst und ein zweites Signal erzeugt. Das erste und das zweite Signal werden in geeigneter Weise verrechnet, um die in der Warenbahn vorhandenen geometrischen Verhältnisse zwischen den einzelnen Elementen, die zusammen das Abbild ergeben, auch im Abbild aufrechtzuerhalten. In einer dazu geeigneten Vorrichtung kann eine Sensorleiste zur Abtastung der Warenbahn in Richtung der Breite der Warenbahn gesehen, in einem spitzen Winkel angeordnet sein, so dass aus dem Signal derselben Sensorleiste eine Angabe über eine, mit der Bewegung der Warenbahn in Zusammenhang stehende, Eigenschaft abgeleitet werden kann. Aus demselben Signal soll auch ein Abbild der Warenbahn in dem betreffenden Teil erstellt werden, wobei dieses Abbild zeilenweise oder abschnittsweise aufgebaut wird. Man kann aber auch die Sensorleisten senkrecht zur Bewegung der • Warenbahn ausrichten und mindestens einen weiteren Sensor zur Erfassung einer, mit der Bewegung der Warenbahn in Zusammenhang stehenden Eigenschaft im Bereiche dieses Teils der Warenbahn anordnen. Ein solcher weiterer Sensor ist vorzugsweise ein optischer Sensor mit einer oder mehreren Bildzeilen. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung dient in der üblichsten Anwendung dazu, Fehler in der Warenbahn, wie Abweichungen der Struktur, der Farbe oder von Mustern auf der Warenbahn zu erfassen, zu melden oder weitere Aktionen wie beispielsweise das Stillsetzen der Warenbahn auszulösen. Eine besonders wichtige Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Bewegung der Warenbahn steht, ist ihre Momentangeschwindigkeit, die gerade dann gilt, wenn ein Abbild eines Abschnittes der Warenbahn aufgenommen oder erstellt wird.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass aus den Signalen der Sensorieiste und den eventuell zusätzlichen Signalen, die ein weiterer Sensor abgibt, die geometrischen Verhältnisse zwischen einzelnen Elementen der Warenbahn wie beispielsweise zwischen benachbarten Kett- und Schussfäden in einem Gewebe, auch im Abbild des Gewebes aufrechterhalten werden können, das aus Signalen der Sensorleiste erzeugt wird. Es ist beispielsweise einfacher und auch sicherer, diese geometrischen Verhältnisse ausgehend von einer Momentangeschwindigkeit statt von einer gemittelten Geschwindigkeit zu bereinigen. Der weitere Sensor kann auch nur Wegstrecken erfassen, indem er beispielsweise nach fest vorgegebenen, zurückgelegten Wegstrecken einen Impuls abgibt oder von aussen getaktet die pro Taktintervall von der Warenbahn zurückgelegten Wegstrecken ausgibt. Mit dem Wegstreckensignal und mit dem Signal aus der Sensorleiste lassen sich durch geeignete Verrechnung beider Signale grafische Muster oder Strukturen der Warenbahn im Abbild korrekt und unverzerrt wiedergeben, so dass Störungen dieser Muster oder der Struktur bei der Überwachung auch richtig erkannt werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine erste schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Anordnung von Sensorleisten und weiteren Sensoren vor einer Warenbahn, Fig. 2, 3, 5 und 6 je eine weitere Anordnung von Sensorleisten, Fig. 4 eine Anordnung gemäss Fig. 1 mit weiteren Elementen, Fig. 7 ein Weg - Zeit - Diagramm für eine Warenbahn, Fig. 8 eine schematische Darstellung der geometrischen Verhältnisse beim Abtasten einer Warenbahn und Fig. 9 ein Signal, wie es möglicherweise durch Sensorleisten gemäss Fig. 2 erzeugt wird.
Fig. 1 zeigt vor einer Warenbahn 1 , deren Ränder durch Linien 2 und 3 angedeutet sind, Sensorieisten 4a, 4b, 4c, die unter sich gleich ausgebildet sind, sowie weitere Sensoren 5a, 5b, 5c, die eine Eigenschaft der Warenbahn erfassen, die mit der Bewegung der Warenbahn 1 im Zusammenhang steht. Solche Eigenschaften sind beispielsweise der ' Weg, den die Warenbahn 1 zurücklegt, die momentane Geschwindigkeit der Warenbahn 1 in der Richtung, in der sie sich bewegt, die Beschleunigung bei
Geschwindigkeitsänderungen usw. Jede Sensorleiste 4 und jeder weitere Sensor 5 sind so angeordnet, dass sie einen Teil der Warenbahn 1 überstreichen, wenn sich diese in Richtung eines Pfeiles 6 (Fig. 3) bewegt. Solche Teile 7a, 7b, 7c der Warenbahn 1 werden in der Figur 1 durch weitere Linien 8a, 8b innerhalb der Warenbahn 1 abgegrenzt. Die Sensorleisten 4a und 4c sowie eventuell vorhandene und hier nicht gezeigte weitere Sensorleisten bilden eine erste Sensorzeile 20, während die Sensorleiste 4b allein oder zusammen mit möglichen weiteren Sensorleisten, die hier nicht gezeigt sind, eine zweite Sensorzeile 21 bildet, die parallel zur ersten Sensorzeile 20 verläuft. Die Sensorieisten 4a und 4c aus der ersten Sensorzeile 20 und die Sensorleiste 4b aus der benachbarten zweiten Sensorzeile 21 überlappen sich teilweise in Richtung der Bewegung der Warenbahn gesehen.
Fig. 2 zeigt eine weitere Anordnung von Sensorleisten 9a, 9b, 9c und möglichen weiteren Sensoren 10a, 10b, 10c, wobei die Sensorleisten 9 um einen Winkel α, der hier beispielsweise 15° beträgt, gegen eine Linie 11 geneigt sind, die sich in Richtung der Breite der Warenbahn 1, senkrecht zur Richtung des Pfeiles 6 erstreckt.
Fig. 3 zeigt eine Anordnung von Sensorleisten 12a, 12b, 12c gemäss Fig. 1 , aber mit weiteren Sensoren 13a und 13b, die je zwei Sensorieisten zugeordnet sein können, sowie weiteren Sensoren 13c und 13d, die hier nur einer Sensorleiste zugeordnet sind. Die weiteren Sensoren 13a und 13b sind in den Randbereichen der Sensorleisten 12 angeordnet. Es ist hier zu bemerken, dass die gezeigten Anordnungen mit drei Sensorleisten willkürlich gewählt und nur als Beispiele aufzufassen sind. Es können selbstverständlich beliebig viele Sensorleisten 12 angeordnet werden, je grösser die Breite desto mehr Sensorleisten, um die ganze Breite der Warenbahn 1 zu erfassen. Dies gilt für alle in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Anordnungen. Für die Anordnung gemäss Fig. 3 gilt aber insbesondere, dass den Sensorleisten 12 jeweils zwei weitere Sensoren zugeordnet sind. Beispielsweise sind der Sensorleiste 12b die weiteren Sensoren 13a und 13b zugeordnet. Der Sensorleiste 12c sind weitere Sensoren 13a und 13c zugeordnet. Der Sensorleiste 12c sind weitere Sensoren 13b und 13d zugeordnet. Die Sensorleisten 12 sind zusammen mit den weiteren Sensoren in einem Gehäuse 18 angeordnet, das auch eine geeignete Beleuchtung für die Warenbahn 1 aufweist, sofern keine Lichtquelle in die Sensorleisten integriert ist.
Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Sensorleisten 4a - 4c wie sie bereits aus der Fig. 1 bekannt ist. Im Gegensatz dazu sind aber hier die weiteren Sensoren 5a - 5c den Sensorieisten 4 nicht mehr vor, sondern nachgeschaltet. Dies gemessen an der Bewegungsrichtung der Warenbahn 1 wie sie der Pfeil 6 angibt. Leitungen 14a, 14b und 14c verbinden die Sensorleisten 4 und die weiteren Sensoren 5 mit je einem Prozessor 15a, 15b, 15c, die über Leitungen 16a, 16b, 16c mit einem Ein-/Ausgabegerät 17 verbunden sind. Somit sind mehrere Sensorleisten und mehrere weitere Sensoren einem gemeinsamen Ein- /Ausgabegerät 17 zugeordnet. Ein Ausgang 19 am Ein-/Ausgabegerät 17 dient beispielsweise als Anschluss an einen Rechner wie beispielsweise einen sogenannten PC, an den mehrere erfindungsgemässe Vorrichtungen angeschlossen sein können.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung von fünf Sensorleisten 22, 23, 24, 25 und 26, wobei die Sensorleisten 22, 24 und 26 eine erste Sensorzeile 27 und die Sensorleisten 23 und 25 eine zweite Sensorzeile 28 bilden. Ein weiterer Sensor 29 ist hier nur der Sensorleiste 24 zugeordnet und erfasst einen Teil der Warenbahn, der auch von der Sensorleiste 24 erfasst wird, wobei die Sensorleiste 24 und der weitere Sensor 29 die Warenbahn nicht nach denselben Kriterien abtasten oder darin nicht dieselben Merkmale erfassen.
Fig. 6 zeigt eine weitere Anordnung mit fünf Sensorleisten 30, 31, 32, 33 und 34 und fünf weiteren Sensoren 35, 36, 37, 38 und 39. Hier sind die weiteren Sensoren jeweils neben denjenigen Sensorleisten angeordnet, für die sie keine Bewegungsangabe liefern. So sind die weiteren Sensoren in Richtung der Bewegung der Warenbahn 1 gesehen abwechslungsweise den zugeordneten Sensorleisten vorgeschaltet und nachgeschaltet. Beispielsweise ist der weitere Sensor 35 der betreffenden Sensorleiste 30 nachgeschaltet, während der weitere Sensor 36 der betreffenden Sensorleiste 31 vorgeschaltet ist, oder umgekehrt. Diese Anordnung erlaubt es, die Sensorleisten und die weiteren Sensoren in einer besonders raumsparenden Anordnung einzubauen.
Fig. 7 zeigt ein Weg - Zeit - Diagramm beispielsweise für die Warenbahn 1 , wobei eine Linie 40 den pro Zeiteinheit zurückgelegten Weg der Warenbahn 1 bei jederzeit idealer, gleichmässiger Bewegung der Warenbahn 1 angibt. So können längs einer Achse 42 Werte für den zurückgelegten Weg und längs einer Achse 41 Werte für die Zeit aufgetragen sein. Eine Kurve 43 stellt den wirklich von der Warenbahn zu verschiedenen Zeiten zurückgelegten Weg dar, der durch die ungleichmässige Bewegung der Warenbahn im Bereiche der Sensorleisten und weiteren Sensoren bewirkt wird.
Fig. 8 zeigt in schematischer Darstellung die Verhältnisse, wie sie bei der Anordnung einer geneigten Sensorleiste wie in Fig. 2 gezeigt, vorliegen. Mit 44 bezeichnen wir hier einen Schnitt durch eine Gruppe Schussfäden eines Gewebes, das sich in Richtung eines Pfeiles 45 bewegt. Im Vergleich zum Schnitt 44 um 90° umgeklappt sind mit horizontalen Linien 46 die Mittellinien oder Achsen dieser Schussfäden eingezeichnet, wobei hier der einfacheren Darstellung wegen die Kettfäden oder deren Einfluss auf diese Mittellinien oder Achsen und damit die Bindungen weggelassen sind. Eine Sensorieiste 47 ist hier lediglich durch jene diskreten Elemente dargestellt, die Bildpunkte von der Warenbahn erfassen können. Die Sensorleiste 47 ist hier ein optischer Sensor mit einer einzigen Bildzeile. Ein Koordinatensystem kennzeichnet weiter eine X-Achse entsprechend der Breite der Warenbahn und eine Y-Achse entsprechend der Richtung der Bewegung der Warenbahn 1.
Fig. 9 zeigt ein erstes Signal 48 und ein zweites Signal 49, wie es eine Sensorleiste abgeben kann, wenn sie ein Gewebe erfasst. Beide Signale 48, 49 sind über einer Zeitachse T, und neben einer Achse V aufgezeichnet, wobei die Achse V die Amplitude des Signals aus der Sensorleiste angibt, welche beispielsweise durch eine elektrische Spannung ausgedrückt ist. Die Wirkungsweise der Erfindung ist wie folgt:
Während beispielsweise eine Sensorleiste 4a (Fig. 4) den Teil 7a der Warenbahn 1 abtastet und diesen auf Bildpunkte abbildet und in Intensitätswerte, oder in Grau- oder Farbwerte umsetzt, die im Speicher des Prozessors 15a abgelegt werden, gibt der weitere Sensor 5a laufend ein Signal an den Prozessor 15a ab, das beispielsweise die momentane Bewegung des Teils 7a der Warenbahn 1 im Bereiche der Sensorleiste 4a darstellt. Der weitere Sensor 5a überstreicht einen Abschnitt innerhalb des Teils 7a der Warenbahn 1. Dies gilt ebenso für die weiteren Sensoren 5b, 5c und die Teile 7b, 7c der Warenbahn 1. Die Prozessoren 15 enthalten dabei im Programmspeicher ein Programm, das Periodizitäten oder herausragende Signalteile aus dem Signal der Sensorleiste erkennt und diese zusammen mit dem Signal aus dem weiteren Sensor verarbeitet. Ziel dieses Programmes ist es, aus dem Signal der Sensorleiste ein klar strukturiertes Signal oder ein klares Abbild zu formen. Damit soll beispielsweise erreicht werden, dass in einem Bild, das sich aus den Bildpunkten im Datenspeicher eines Prozessors 15 zusammensetzen lässt, in einem textilen Flächengebilde die geometrischen Beziehungen zwischen den einzelnen Garnen oder Fäden so gewahrt sind, dass sie jenen des wirklichen Flächengebildes entsprechen. Bei Geweben soll damit die Struktur aus den Kettfäden und den Schussfäden klar erkennbar gemacht werden. Ursprüngliche Abstände oder geometrische Verhältnisse zwischen Kett- und Schussfäden eines Gewebes oder zwischen Fäden eines Gewirkes sollen im Bild wiederhergestellt werden. Durch die möglichst nahe bei und im Arbeitsbereich der Sensorleisten auf der Warenbahn 1 angeordneten weiteren Sensoren ist es möglich, auch lokale, in den einzelnen Teilen 7a - 7c unterschiedliche Bewegungen wie z.B. Verzug festzustellen und auszugleichen, d.h. dafür zu sorgen, dass die Wirkung des Verzuges das Bild aus der Sensorleiste nicht geometrisch verzerrt. Insbesondere erfassen die weiteren Sensoren 5, 10, 13, 29, 35 - 39 die Bewegung der Warenbahn 1 , wie sie beispielsweise in der Fig. 7 dargestellt ist. Daraus erkennt man, dass pro Zeiteinheit die Warenbahn nicht immer gleiche Wegstrecken zurücklegt. So können die Bilder, die die Sensorleisten 4, 9, 12 und 22 - 26 erfassen, auch nicht immer gleich viele Elemente wie Fäden, Schussfäden usw. enthalten. Wird diese Bild-Information mit dem Signal über die Bewegung beispielsweise aus dem weiteren Sensor kombiniert, so kann ein getreues Abbild der Warenbahn auch dann erstellt werden, wenn ihre Bewegung ungleichmässig ist.
Wird kein weiterer Sensor verwendet und soll eine mit der Bewegung der Warenbahn in Zusammenhang stehende Eigenschaft durch die Sensorleiste alleine erfasst werden, so muss diese, wie in Fig. 2 gezeigt, um einen Winkel α geneigt sein. Die Erfassung der Bewegung der Warenbahn kann, wie anhand der Figuren 8 und 9 dargelegt, erfolgen. Als Beispiel gehen wir hier davon aus, dass die Warenbahn eine dreidimensionale Struktur aufweist, wie das für textile Flächengebilde gilt, und dass sie sich in Richtung eines Pfeiles 45 bewegt. Betrachten wir die Bewegung eines einzigen Schussfadens 50, der auch durch seine Mittellinie oder Achse 51 dargestellt ist, so ergibt sich ein Verlauf beispielsweise für die Intensität von Licht, das an diesem reflektiert oder von diesem absorbiert wird, der einem Signal 48 (Fig. 9) entspricht. Das Signal 48 ergibt sich insbesondere, indem ein Punkt oder eine Mantellinie 52 des Schussfadens 50, welcher auch durch die Mittellinie 51 dargestellt wird, an einem Sensorelement 53 vorbeibewegt wird, wobei das Sensorelement 53 einen Bildpunkt erzeugen kann, was bedeutet, dass in diesem Bildpunkt die Intensität entsprechend dem Signal 48 verläuft. Wenn eine kurze Zeit später der Schussfaden 50 in Richtung des Pfeiles 45 eine Stellung (hier der besseren Übersicht wegen vorgeschoben dargestellt) erreicht, wie sie mit 54 bezeichnet wird, was einer Stellung der Mittellinie entsprechend einer unterbrochenen Linie 55 entspricht, so erfasst ein benachbartes Sensorelement 56 diesen Schussfaden in seiner Stellung 54, wobei ein Signal 49 gemäss Fig. 9 entsteht, das um eine Zeit Δt zum Signal 48 verzögert ist. Da aber ein Abstand ΔL zwischen den Sensorelementen 53 und 56 oder Mittellinien 51 und 55 bekannt ist, ergibt sich nach der Formel v = ΔL / Δt die momentane Geschwindigkeit v der Warenbahn 1. Daraus kann man aber beispielsweise auch die Beschleunigung als andere Eigenschaft berechnen, die mit der Bewegung der Warenbahn im Zusammenhang steht.
Die Bewegung der Warenbahn 1 oder eine mit der Bewegung der Warenbahn in Zusammenhang stehenden Eigenschaft kann auch aus den sich überlappenden Sensorleisten ermittelt werden, wie sie beispielsweise die Figur 3 zeigt. Im Überlappungsbereich der Sensorleisten 12a und 12b, welcher sich vor und hinter dem hier eingezeichneten, aber in diesem Fall nicht benötigten weiteren Sensor 13a befindet, werden dieselben Teile der Warenbahn 1 erfasst und somit vergleichbare Signale erzeugt, die allerdings mit einer Verzögerung auftreten, die dem Abstand zwischen den beiden Sensorleisten 12a und 12b geteilt durch die Geschwindigkeit der Warenbahn 1 in diesem Bereich entspricht Da der Abstand bekannt ist und die Verzögerung sich aus beiden Signalen ermitteln lässt, kann daraus die Geschwindigkeit berechnet werden.
Als Sensorleisten 7, 9, 12 können beispielsweise unter der Bezeichung „Contact Type Image Sensor" bekannte Sensoren verwendet werden, wie sie in einem Flachbettscanner oder einem Faxgerät zur Abtastung eines zugeführten Blattes Papier eingebaut sind. Dabei können die Sensoren die Warenbahn direkt berühren, oder sie sind durch eine Deckplatte beispielsweise aus Glas abgedeckt, welche von der Warenbahn berührt wird. Auch ein kleiner Luftspalt kann die Warenbahn und den Sensor voneinander trennen. Es ist möglich, statt der genannten Kontaktsensoren oder Sensorleisten auch Flächenkameras oder Zeilenkameras einzusetzen, die dann in Richtung des Pfeiles 6 gesehen einen etwas grosseren Bereich der Warenbahn abtasten. Der weitere Sensor 5, 10, 13 kann ein Sensor sein, wie er beispielsweise unter der Bezeichnung „CMOS Active Pixel Image Sensor" bekannt ist und von der Firma National Semiconductor angeboten wird. Auch ein weiterer Sensor wie er von der Firma Agilent Technologies unter der Bezeichnung ADNS-2051 Optical Mouse Sensor angeboten wird, kann verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Überwachung einer bewegten Warenbahn (1), wobei mindestens ein Teil (7) der Breite der Warenbahn erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits ein Abbild der Warenbahn erzeugt und andererseits in demselben Teil der Warenbahn die Bewegung der Warenbahn erfasst wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorleiste (9, 47) zur Warenbahn in einem Winkel (α) geneigt angeordnet ist, und damit einerseits ein Abbild der Warenbahn erzeugt und andererseits eine mit der Bewegung der Warenbahn in Zusammenhang stehende Eigenschaft im Bereiche dieses Teils der Warenbahn erfasst wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben einer Sensorleiste (24), mit welcher ein Abbild der Warenbahn erzeugt wird, mindestens ein weiterer Sensor (29) zur Erfassung einer mit der Bewegung der Warenbahn in Zusammenhang stehenden Eigenschaft im Bereiche dieses Teils der Warenbahn angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass über die Breite der Warenbahn gesehen, mehrere Sensorleisten (30, 32, 34) mit je einem weiteren Sensor (35, 37, 39) angeordnet sind, wobei die Sensorleisten in Richtung der Breite der Warenbahn hintereinander angeordnet sind und eine Sensorzeile bilden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Warenbahn mindestens zwei im Wesentlichen parallele Sensorzeilen (27, 28) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorleiste (4a, 4c) aus einer ersten Sensorzeile (20) und eine Sensorleiste (4b) aus einer benachbarten zweiten Sensorzeile (21) sich in Richtung der Bewegung der Warenbahn gesehen, teilweise überlappen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Sensor eine Sensorleiste aus der benachbarten Sensorzeile vorgesehen ist, wobei eine mit der Bewegung der Warenbahn in Zusammenhang stehende Eigenschaft aus den Signalen der beiden überlappenden Sensorleisten gewonnen wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Sensor (13a, 13b) im Bereiche der Überlappung der beiden Sensorleisten angeordnet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Sensorzeile neben einer Sensorleiste ein weiterer Sensor in Richtung der Breite der Warenbahn gesehen angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sensor ein optischer Sensor mit mehreren Bildzeilen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorleiste ein optischer Sensor mit einer Bildzeile ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorleiste ein sogenannter Kontaktimagesensor ist, wie er in einem Flachbettscanner verwendet wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorleiste ein Prozessor (15) zugeordnet ist, der mit einem Ein-/Ausgabegerät (17) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehreren Sensorieisten und mehreren weiteren Sensoren ein gemeinsames Ein-/Ausgabegerät (17) zugeordnet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Abbild der Warenbahn ein erstes Signal erzeugt und in demselben Teil der Warenbahn die Bewegung der Warenbahn erfasst und ein zweites Signal erzeugt wird und das erste und das zweite Signal in geeigneter Weise verrechnet werden, um ursprüngliche geometrische Verhältnisse, wie grafische Muster und Strukturen der Warenbahn, auch im Abbild herzustellen.
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