光学监测纺织机的方法以及监测装置和计算机程序与流程

本发明涉及一种用于光学监测纺织机、尤其是纺纱机、络纱机、粗纱机、梳理机或精梳机的方法，该纺织机的至少一个工位对纤丝股、尤其是纱线、纤丝带、纤丝条或无纺织物进行处理，其中，通过图像记录来光学检测工位和纤丝股的实际状态。本发明还涉及一种用于执行该方法的至少一部分的监测装置和计算机程序。

背景技术：

现有技术中已众所周知光学监测和/或检查纺织机、尤其是其产品的方法。这里的目标是确保所需的纱线质量。例如，优先采用光学测量方法来确定纱线的粗细、均匀度和毛羽。

wo99/54532a1提出一种测定纱段光学性质的方法。根据该方法，创建纱段的图像，然后对其进行分析。这样就能检测粗点、细点和cv值，同时确定纱线毛羽。该方法的缺陷在于，正如多年以来的普遍问题，纺织机的每个工位均须附装一个单独的纱线监测设备。因纺织机设有大量工位，因此设立纱线监测设备会提高购置和维护成本。

尽管上述发明已经通过光学测定纱段性质而有助于生产优质纱线，但仍需简化监测纱段质量和工位的方法，并需降低成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种用于光学监测和/或检查纺织机的方法、监测装置和计算机程序，对公知方法加以改进。

本发明达成上述目的的解决方案在于具有独立权利要求所述特征的方法、监测装置和计算机程序。

本发明提出一种用于光学监测纺织机、尤其是纺纱机、络纱机、粗纱机、梳理机或精梳机的方法，该纺织机的至少一个工位对纤丝股、尤其是纱线、纤丝带、纤丝条或无纺织物进行处理，其中，通过图像记录来光学检测工位和纤丝股的实际状态。在本文中，纺纱机可以例如是转杯纺纱机、喷气纺纱机或环锭纺纱机。

在本文中，“光学监测”是指借助图像记录对纺织机进行监测，其中借助光的传播和/或光与表面的相互作用来进行图像记录。这里的光可以是肉眼可见的光以及不可见波范围内的光。不可见波范围尤其是红外线敷设和/或紫外线辐射。

这里，可以将照片形式的单张图像记录以及视频形式的系列图像记录皆可用作图像记录。借用至少一个便携式设备进行图像记录。在本文中，“便携式设备”是指一种可传送和/或携带而能确定工位的实际状态和纤丝股的实际状态的设备。便携式设备可以包括用于图像记录的图像记录装置。这里，关于工位和纤丝股的目标状态与相应实际状态之间的差异来监测图像记录。在本文中，目标状态定义为纺织机的至少一个工位以最佳方式工作和/或制造高质量的最佳纤丝股。通过目标状态与相应实际状态之间的比较，可以判定工位和/或纤丝股偏离目标状态的时间和/或方式。相对于现有技术而言，可以使用一个设备确定工位的实际状态以及纤丝股的实际状态。此外，还可使用商用标准的便携式设备。这样能够节省为机器定制光学监测设备的开发成本和/或维护成本。纺织机上无需再进行可能的改造工作，因此改装便携式监测设备所需的工作量也能下降数倍。

有利的是，便携式设备是智能电话、平板型计算机、便携式计算机、智能眼镜、便携式相机或移动式系统。这样就能将便携式设备传送和/或携带到不同的工位。这样的优势在于，在具有数个工位的纺织机中，这些工位均产生纤丝股，可以使用便携式设备检测这样数个工位及其纤丝股的实际状态。在本文中，“移动式系统”是指一种具有图像记录装置并能沿着这些工位移动的系统。这种移动式系统可以是自动化运行，也可以由操作者来指导。还可设想，便携式设备是目前存在的移动式系统，例如服务机组和/或纺织机上移动的鼓风机。这样，在工位待机和/或吹扫工位期间，可以在服务机组和/或鼓风机完成本职任务的同时采集图像记录。

还有利的是，便携式设备相继和/或同时检测多个纺织机和/或多个工位和纤丝股。这样就能确保监测多个纺织机和/或多个工位和纤丝股，而无需分别提供各自的光学监测设备。当从多个工位重启机器时，同时进行监测特别有利，因为可以同时监测所有工位。这样既能节省光学监测设备的开发成本，又能节省其购置成本，具体取决于工位和/或纺织机的数量。

其优势还在于，便携式设备设计成可沿着多个纺织机和/或多个工位和纤丝股传动和/或移动。这样就能相继检测多个纺织机和/或纺织机的多个工位及其纤丝股的实际状态，并关于该实际状态与目标状态的差异进行监测。

此外还有利的是，基于便携式设备的图像记录来评估实际状态，并且/或者将来自便携式设备的图像记录发送到中央计算机，并在该中央计算机处评估实际状态。评估图像记录可能在评估工作中有所不同。便携式设备的实际功率通常比中央计算更低。因此可以设想，由便携式设备评估图像记录在初步估算后需要较低的功率需求，而将图像记录发送到中央计算机并在此进行评估则需较高的功率需求。还可设想，便携式设备和中央计算机都对图像记录进行评估。例如，可以针对不同方面对图像记录评估和/或对评估进行控制。

还有利的是，将图像记录和/或实际状态存储在数据库中。这样始终可以向数据库访问大量实际状态，并且可以将这些实际状态包含在对后一实际状态的评估和/或监测中。这样也能确保给予一些实际状态，从而还可以在稍后的时刻对所生产的纤丝股进行分析。该数据库既能位于便携式设备上，又能位于中央计算机上。

其优势还在于，基于实际状态与目标状态之间的比较，识别工位和/或纤丝股中的错误。在本文中，纤丝股是指相应纺织机的每个生产进展阶段中的纤丝股。这样就能始终保证所生产的纤丝股的高质量。纤丝股的可能错误可能因纺织机错误和/或工位错误所致。例如纺丝机，这类纤丝股中的错误可能主要包括或长或短的粗点、细点和莫尔条纹(moirè)。错误也可以指未能达到纤丝股的质量标准，主要包括毛羽和均匀度。

此外，还能通过以下因素检查工位和/或它们的纤丝股是否发生错误，即输出滚筒和/或笼架机组上存在缠结，是否存在纤丝带、粗纱机纤条和/或粗纱机模板，纤丝纹路正确，锥形卷绕络筒或十字卷绕络筒的廓影，纤丝下卷和/或存在断丝。此外，还能检测工位的具体特征，诸如上罗拉皮壳、过度磨损、上皮圈状况、环锭和转杯磨损、抽丝管堵塞和/或络筒转速，特别是用于识别低速络筒。还可设想，监控纤丝入口的吸入口并检查牵伸系统设置。如果图像记录装置是热成像相机，则监控、检测和/或评估工位的轴承、尤其是罗拉或络筒的轴承结构、转杯、上罗拉皮壳、上皮圈状况和/或合成纤丝的温度以及损伤和/或磨损情况。

还有利的是，所识别的错误根据其根源和/或类型来进行分类，尤其是分类成纺织机错误、工位错误和/或纤丝股错误。在本文中，错误的根源尤指纺织机和/或工位的各个部件。错误的类型例如包括纤丝股中的错误，主要是或长或短的粗点、细点和莫尔条纹。纺织机和/或工位上的硬件错误也可以理解为错误的类型。将错误分成不同的类别可以简化稍后对错误进行评估。这样也能易于评估纺织机中普遍存在的错误，因此可用于质量检查。

其优势还在于，将所识别出的错误与工位相关联。这样就能始终推断哪一纺织机的哪一工位引发错误和/或产生有错误的纤丝股。可以设想，主要通过图像识别、计数经过的工位和/或gps来识别工位。例如，在图像识别中就可以同时检测条形码和/或工位号。在移动式设备(如服务机组和/或鼓风机)中，对工位进行计数也是一种具成本效益的本地化变型方案。这里，可以对经过的工位进行计数，从而可以推断出便携式设备在纺织机处的当前位置。目前借助gps测位只能进行相对不甚精确的测位，因此本发明尤其可以设想，识别不同的纺织机。在具有大量纺织机的厂房中，可以借助gps来识别纺织机并通过图像识别来确保区分工位。同样，仅用以下三种方法之一来完成纺织机和工位的分配。

还有利的是，将所识别的错误、尤其是连同根源、类型和/或相关联工位的信息存储在数据库中。还可以将该数据包含在对实际状态的评定、监测和/或估计中。备份该数据还能确保对纺织机和/或工位进行精确的分析。

还极为有利的是，发生至少一个错误时以信号通知和/或显示该错误。这样就能确保立即识别错误。可以由便携式设备发出指示和/或信号，也可以由附接到纺织机和/或工位的其他装置发出指示和/或信号。

特别有利的是，便携式设备向操作者提供解决错误的视觉和/或听觉指令，并且/或者便携式设备和/或中央计算机将解决方案发送到便携式设备、纺织机和/或工位的控制器。通过便携式设备向操作者提供视觉和/或听觉指令，可以直接手动进行错误修复。为此，可以将关于错误修复的指令直接显示在便携式设备的屏幕上和/或通过扬声器以声音方式输出。这里，尤其可以通过简单的书面指令、视频指令和/或“增强现实”来给出视觉指令。如果可以由纺织机和/或工位本身自动实现错误修复，则也可以将解决方案直接发送到其控制器。

其优势同样在于，由光源照亮纺织机、工位和/或纤丝股，以便尤其是更佳地识别可能的错误。即使在照明条件不良的情况下，这样也能对纺织机、工位和/或纤丝股进行精确的成像。该光源主要是可以布置于便携式设备、工位和/或纺织机上。

另外，本发明还提出一种适合执行根据前文描述的方法的监测装置。该监测装置包括便携式设备和评估装置，其中，便携式设备中布置有至少一个图像记录装置，并且图像记录装置与评估装置相互连接以进行数据交换。

有利的是，图像记录装置是照相机、摄像机，高速相机、热成像相机和/或激光雷达(lidar)。照相机、摄像机和/或高速相机主要提供光波范围内且肉眼可见的图像记录。与之相比，热成像相机主要在不可见的红外线范围内工作。这样就能例如图形化表示温度范围，尤其是可以评估错误。这样有利的是，可以检测因温度波动和/或不允许的温度范围而引起的纺织机的工位和纤丝股的缺陷。激光雷达是一种利用雷达来光学测量距离和/或速度的方法。在激光雷达中使用激光束来代替雷达中的无线电波。为此，激光雷达发出可见波和/或不可见波范围内的激光脉冲和/或光脉冲，并探测从表面散射回的光线。这样就能例如测量和/或检查纺织机、工位和/或纤丝股的不同部分的距离、速度和/或加速度。这里，激光雷达的优点还可在于图像记录和/或光线记录对于纺织机中飞扬棉绒的灵敏度更低。

还有利的是，监测装置包括中央计算机和/或控制器，并且评估装置布置于便携式设备、中央计算机和/或控制器中。这里，评估装置负责评估图像记录装置的图像记录。因此，可以借助于便携式设备、中央计算机和/或控制器上的评估装置来完成评估。这种分配可以是基于评估图像记录的必要功率需求。

还极为有利的是，便携式设备、中央计算机和/或控制器通过连接装置而相互连接以进行数据交换。为此，该连接装置至少包括用于发送数据的发送器单元、用于接收数据的接收器单元和/或用于发送与接收数据的收发器单元。另外，至少每两个发射器单元、接收器单元和/或收发器单元借助于有线连接或无线电连接而相互连接。

此外，本发明还提出一种计算机程序，其包括程序指令，当该计算机程序在监测装置上运行时，这些程序指令促使监测装置根据前述权利要求中任一项所述的方法进行监测、实施和/或控制。

附图说明

下面结合实施例描述本发明的更多优点。图中：

图1示出环锭纺纱机的工位以及操作者使用便携式设备的示意图；

图2示出监测装置的示意图；

图3示出根据某一替选实施例的转杯纺纱机的工位和便携式设备的示意图；以及

图4示出根据另一实施例的喷气纺纱机的工位和便携式设备的示意图。

具体实施方式

图1示出纺织机、尤其是环锭纺纱机的工位1以及位于其前方的操作者2与便携式设备3的示意图。纺织机可以包括数个工位1，以便根据工位1的数量来提高纺织机的生产率。在本实施例中，工位1设计为环锭纺纱机的纺纱站。但原则上，本发明可应用于任意纺织机，尤其是络纱机、粗纱机、梳理机、精梳机或者如转杯纺纱机或喷气纺纱机等其他纺纱机。

图中举例示出纺纱机的工位1的各个部件，即牵伸系统4和纺纱设备5。牵伸系统4由三对罗拉组成：输入罗拉对6、传动罗拉对7和输出罗拉对8。喂入牵伸系统4的纤丝股9夹紧在罗拉对6、7和8的罗拉之间，并因罗拉对6、7和8的转速不同而得以不同的牵伸。在退离牵伸单元4之后，纤丝股9得以压缩。随后，纤丝股9到达纺纱设备5，并在此喂送给到旋转的络筒10。络筒10的旋转促使纤丝股9盘转，从而形成纱线。

位于纺织机前方的操作者2已将便携式设备3指向工位1，使得操作者2可以观察显示装置12，同时图像记录装置13可以检测工位1。这里，显示装置12和图像记录装置13布置于便携式设备3中。借助于图像记录装置13，可以基于图像记录来检测工位1的实际状态，并将该实际状态与目标状态进行比较。图像记录装置13具备有限的摄取角度14，该摄取角度14确定在图像记录中记录工位1的哪一区域。操作者2可以使便携式设备3向各个空间方向运动，因此可以对整个工位1或整体纺织机进行图像记录。这样也能使用便携式设备3来相继或同时检测多个纺织机和/或工位1。

在所示应用实例中，便携式设备3连接到中央计算机15，该中央计算机15又连接到纺织机的控制器16。为了进行数据交换，便携式设备3、中央计算机15和控制器16通过连接装置而相互连接，本图中由箭头17示意性示出该连接装置。因此，所检测到的图像记录可以经由图像记录装置13或实际状态经由便携式设备3发送到中央计算机15。该中央计算机15评估图像记录并将可能的错误和/或它们的解决方案发送到便携式设备3和/或控制器16。还可设想，在便携式设备3上进行对图像记录的评估，并且该便携式设备将可能的错误和/或它们的解决方案发送到中央计算机15和/或直接发送到控制器16。在这样的评估中，也可设想省去中央计算机15，或者使便携式设备3具有中央计算机15。在可自动修复的简单错误的情况下，可以由控制器16直接排除该错误。为此，控制器16直接与工位1和/或纺织机建立连接。在需要手动修复错误的情况下，应便携式设备3上显示错误和/或修复错误的解决方案，并且操作者2可以直接在工位1上修复错误。

便携式设备3还包括光源18。该光源18位于图像记录装置13附近并具备辐射角度19，该辐射角度19对应于所示应用实例中的摄取角度14。还可设想，一个光源或另一个附加光源18附接到工位1。

图2示出监测装置的示意图。在本应用实例中，除便携式设备3之外，该监测装置还包括中央计算机15和纺织机的控制器16。评估装置20布置于中央计算机15中并经由电线22a连接到收发器单元21。无线电连接23确保在便携式设备3的两个收发器单元21与中央计算机15之间进行通信。中央计算机15的两个收发器单元21与控制器16经由有线连接24而相互连接。这里还可设想，无线电连接23是有线连接，而有线连接24是无线电连接。

除收发器单元21之外，便携式设备3还包括图像记录装置13和显示装置12。为此，图像记录装置13经由电线22b连接到收发器单元21，而显示装置12经由电线22c连接到收发器单元21。图像记录装置13就经由两个收发器单元21连接到评估装置20。这样就将图像记录发送到评估装置20，并且特别是可以在此评估其中的错误。还可设想，便携式设备20包括另外的评估装置20，该评估装置20也评估图像记录中的错误。这里还将图像记录存储在包括数据库的中央计算机15上。将评估结果、尤其是错误从评估装置20经由无线电连接23发送回便携式设备3，随后可以将它们显示在显示装置12上。通过另外的电线22d提供图像记录装置13与显示装置12之间的直接连接。这样就能借助“增强现实(augmentedreality)”解决某些错误。这就表明借助虚拟元素扩展图像记录装置13所摄取到的现实。例如，可以在显示装置12上展示解决方案的虚拟表示，这可以由操作者来执行(图1)。

在下文对图3和图4所示的替选实施例的描述中，相较于图1和图2所示的实施例，在这些实施例的设计和/或作用模式方面，相同和/或至少相当的特征使用相同的附图标记。如未再次具体解释这些特征，则它们的设计和/或作用方式对应于已述特征的设计和作用方式。

图3示出根据某一替选实施例的纺织机、尤其是转杯纺纱机的工位1和便携式设备3的示意图。本图中，纺织机也可能包括大量工位1，以便提高纺织机的生产率。在本实施例中，工位1构造为转杯纺纱机的工位1。但原则上，本发明可应用于任意纺织机，尤其是络纱机、粗纱机、梳理机、精梳机或者如环锭纺纱机或喷气纺纱机等其他纺纱机。

图中举例示出转杯纺纱机的工位1的各个组件，即主要包括喂给装置25、开纤罗拉26、纺纱转杯27、拔纱单元28和络筒10。借助于喂给装置25将纤丝股9喂送给开纤罗拉26。开纤罗拉26将纤丝股9开解成单根纤丝。借助纺纱转杯27将这些单根纤丝纺制成纱线。借助拔纱单元28将该纱线拔取并卷绕到络筒10上。

在所示实施例中，便携式设备3是移动式系统。该移动式系统可以例如是服务机器人、服务机组和/或鼓风机，其设计成可在纺织机上经由移动装置29沿着工位1移动。为清楚起见，图中未示出这类系统中常用的部件，即维护、服务、鼓吹、更换络筒和/或纺织机重新纺丝所需的部件。

便携式设备3包括图像记录装置13，该图像记录装置13以其有限的摄取角度14指向工位1。为了在工位1的不同位置上摄取工位1和纤丝股9的各个组成部分的图像记录，便携式设备3包括导轨系统30，图像记录装置13可以沿着该导轨系统30定位。除此之外，图像记录装置13经由枢转节31支承于导轨系统30中，这还允许图像记录装置13在水平方向和/或垂直方向上枢转。既能手动又能自动进行图像记录装置13的定位。因此，可以通过移动设备29使图像记录装置13沿着多个工位1移动并在某一工位1上借助导轨系统30和枢转节31在不同的方向上水平和/或垂直移动，这样就能扩大摄取角度14。

与图1中的实施例相比，在图3所示的实施例中，便携式设备3本身具有评估装置20，因此不再需要图1所示的中央计算机15。为了进行数据交换，图像记录装置13、评估装置20和控制器16通过连接装置而相互连接，本图中由箭头17示意性示出该连接装置。这些连接装置可以经由无线电工作和/或可以经由电缆连接。因此，可以由评估装置20评估图像记录装置13所摄取的图像记录。作为附加或替选方案，可以由中央计算机15(参见图1)接管评估。可以将可能的错误直接转发到工位1的控制器16。所示实施例中的便携式设备3可以是服务机组，因此可以由便携式设备3直接修复发生的某些错误。

图4示出根据另一实施例的纺织机、尤其是喷气纺纱机的工位1和便携式设备3的示意图。本图中，纺织机也可能包括大量工位1，以便提高纺织机的生产率。在本实施例中，工位1构造为喷气纺纱机的工位1。但原则上，本发明可应用于任意纺织机，尤其是络纱机、粗纱机、梳理机、精梳机或者如环锭纺纱机或转杯纺纱机等其他纺纱机。

图中举例示出喷气纺纱机的工位1的各个组件，即主要包括牵伸系统4、空气喷丝嘴32、拔纱单元28和络筒10。借助于牵伸系统4将纤丝股9牵伸并喂送到空气喷丝嘴32。借助空气喷丝嘴32将经牵伸的纤丝股9纺制成纱线。借助拔纱单元28将该纱线拔取并卷绕到络筒10上。

类似于图3所示的实施例，便携式设备3也是移动式系统，但该移动式系统设计为可借助移动装置29自由运动而不与纺织机绑定。因此可以设想，便携式设备3可以沿着多个纺织机和/或多个工位1运动。也可设想，类似于图3所示的实施例，便携式设备3是服务机器人、服务机组和/或鼓风机。

便携式设备3包括多个图像记录装置13，这些图像记录装置13均经由枢转节31相连接，以使图像记录装置13在水平方向和/或垂直方向上枢转。这里，每个图像记录装置13可以借助图像记录检查工位1的另一部分是否存在错误。还可设想，图像记录装置13是不同类型的图像记录装置13，例如照相机、摄像机、高速相机、热成像相机和/或激光雷达(lidar)。这样就能借助图像记录装置13检测不同类型的错误。如图3所示，也可以在一个或多个导轨系统30中导引三个图像记录装置和/或一个附加图像记录装置13之中的至少一个图像记录装置。

与图1至图3所示的实施例相比，控制器16布置于便携式设备3上。因此，图像记录装置13所识别出的错误可以经由评估装置20转发到控制器16并直接由便携式设备3进行修复。还可设想，控制器16独立布置(参见图1和图2)和/或布置于工位1上(参见图3)。

本发明不局限于图中显示和文中描述的实施例。在权利要求的范围内同样可能涵盖不同实施例中表示并描述的特征组合。

附图标记列表

1工位

2操作者

3便携式设备

4牵伸系统

5纺纱设备

6输入罗拉对

7传动罗拉对

8输出罗拉对

9纤丝股

10络筒

12显示装置

13图像记录装置

14摄取角度

15中央计算机

16控制器

17箭头

18光源

19辐射角度

20评估装置

21收发器单元

22电线

23无线电连接

24有线连接

25喂给装置

26开纤罗拉

27纺纱转杯

28拔纱单元

29移动装置

30导轨系统

31枢转节

32空气喷丝嘴

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