DE19521552A1 - Verfahren zur Optimierung von Farbauswertungen an Erkennungssystemen für Fremdfasern und Partikel in Faserverarbeitungsanlagen - Google Patents

Description

Seit etwa 10 Jahren sind Versuche bekannt, mittels Kamerasystemen und Auswer­ tungen, Fremdfasern in Faserverarbeitungslinien zu erkennen und auszuscheiden. Seit einem Jahr kommt ein System zum Einsatz, bei dem die Erkennung und Aus­ wertung statt durch Kameras mittels einer Vielzahl individueller Farbsensoren erfolgt, die über die Breite eines Bearbeitungsschachtes verteilt sind. In beiden Systemen muß zuerst dem Auswertsystem eine Farbe der "guten" Baumwolle eingegeben wer­ den. Dies geschieht entweder durch Festlegen der "gut" Farbe mittels Parametern für die Grundfarben (Rot, Grün, Blau) und Helligkeit, oder durch automatisches Einlesen der "gut" Farbe von einem Normmaterial, das sich vor den Sensoren befindet. In der Kamera werden die empfangenen Signale auf einer fotosensitiven Matrix von z. B. 582×512 Bildpunkten ausgewertet. Mehre Bildpunkte können zu einem Auswerte­ punkt zusammengefaßt werden. Diese Auswertepunkte können dann wie die Farb­ sensorauswertungen des neuen Systems behandelt werden. Das hier zu beschrei­ bende Verfahren kann auf beide Systeme angewendet werden.

Wesentliche Probleme der Fremdfasererkennung sind die Beleuchtung und Ver­ schmutzung z. B. durch Staub im Bereich der Auswertung. Die Beleuchtung ist, durch die ungleiche Lichtverteilung einer Lichtquelle auf ein großes Gebiet, nicht für alle Sensorpunkte gleich. Dadurch ist die Erkennung von Fremdteilen durch die Senso­ ren unterschiedlich. Um Fehlauslösungen zu vermeiden muß für einige Sensoren der Toleranzbereich für "gut" Fasern erhöht werden. Wird der Toleranzbereich für alle Sensoren vergrößert, besteht die Gefahr, daß "Fremd" Partikel im Faserstrom uner­ kannt bleiben. Das gleiche gilt für kleine Staubansammlungen im Bereich zwischen der Linse und den Fasern, oder klein Flocken. Es müssen einige Sensorpunkte eine etwas größere Toleranz besitzen, aber es ist erstrebenswert, die Toleranzbereiche möglichst für viele Sensorpunkte klein zu halten.

Es ist denkbar, alle Sensorpunkte in kurzen Zeitabständen zu überprüfen und die To­ leranzwerte individuell neu festzulegen. Dies ist sehr aufwendig. In der Praxis setzt man die Toleranzbreite für alle Meßpunkte zu weit, was zu einer nicht optimalen Er­ kennung führt. Aufgabe der Erfindung ist es, für die Farberkennung in Faserverarbei­ tungslinien ein Verfahren zu schaffen, das automatisch die Toleranzen an den Erken­ nungspunkten optimiert, um somit eine bessere Erkennung zu gewährleisten. Da durch die unterschiedliche Ausleuchtung und durch Staub und Flocken am stärksten die Helligkeitswerte beeinflußt werden, wird das Verfahren beschrieben für die Beein­ flussung der Toleranzgrenzen für die Helligkeitsauswertung. Es läßt sich aber auch für die Toleranzen der Farbauswertung (Rot, Grün, Blau) anwenden.

Bei dem Verfahren werden die pro Sensorpunkt, bei vorbestimmten Produktionsmen­ gen, getätigten Fremdfasererkennungen festgestellt und mit auf Grund von Erfahrun­ gen festgestellten Grenzwerten verglichen. Überschreiten die Erkennungen die Gren­ zwerte, wird der Toleranzbereich erweitert, um Fehlererkennungen auf Grund von Lichteinflüssen oder Staub zu vermeiden. Treten in einer bestimmten Produktions­ menge deutlich weniger Erkennungen auf, wird der Toleranzbereich verringert, um so Fremdpartikel besser erkennen zu können. Die Erweiterung und Verringerung kann stufenweise erfolgen. Es können bei großen Abweichungen von den Erfahrungswer­ ten mehrere Stufen übersprungen werden, oder die neuen Toleranzbereiche auf Grund des Verhältnisses von Fremdpartikelerkennung zu den Erfahrungswerten er­ rechnet werden.

Im Folgenden ein Zahlenbeispiel:

Ein Sensorpunkt kann die gemessene Helligkeit als einen Wert zwischen 0 und 1024 anzeigen. Der "Gut" Wert wird z. B. mit 480 festgelegt. Die Abstufung der Toleran­ zweite beträgt als maximale Möglichkeit ± 300 und als minimale Möglichkeit ± 30. Es können 10 Toleranzweiten gestuft werden. Es ist auch möglich das Toleranzfeld un­ terschiedlich für Plus und Minus Bereiche aufzubauen (z. B. von -100 bis +250). Ein Fremdpartikel gilt als erkannt, wenn die Helligkeitswerte außerhalb des erlernten Wertes ± des Toleranzbereiches liegt (z. B. ein Wert von 179 oder 790 bei Toleranz 300 und "Gut" Wert 480). Zur Messung der produzierten Menge kann die Produkti­ onszeit als äquivalent genommen werden. Erfolgen in 10 Stunden Produktionszeit an einem Sensorpunkt keine Erkennungen, wird das Toleranzfeld verkleinert (z. B. von ± 300 auf ± 270). Erfolgen in weiteren 10 Stunden keine Erkennungen wird das Tole­ ranzfeld weiter auf ± 240 verkleinert. Eine Verringerung des Toleranzfeldes erfolgt nicht, wenn z. B. in 10 Stunden eine Anzahl von Erkennungen unter einem festgeleg­ ten Grenzwert von z. B. 1-5 Erkennungen erfolgt. Die Erkennung arbeitet mit dem To­ leranzfeld, solange die Erkennungen 1-5 pro Stunde betragen. Erfolgen mehr als 5 Erkennungen in 10 Stunden ist zu vermuten, daß die Anlage zu empfindlich ist und es wird das nächst größere Toleranzfeld vom Computer ausgewählt (z. B. von ± 150 auf ± 180). Die automatische Umstellung erfolgt immer erst nach Ablauf des Zeitzy­ klus. Falls eine unerwartet hohe Anzahl von Fremdteilen in dem Faserstrom ist, wer­ den diese mit hoher Empfindlichkeit erkannt.

Es kann eine zusätzliche Routine eingebaut werden, die eine kleinere Produktions­ menge überwacht. Dies ist insbesondere bei Neueinstellungen hilfreich. Hier wird in einer kurzen Zeit ein sehr hoher Ausschleusewert beobachtet. Werden z. B. 100 De­ tektionen in 5 Minuten festgestellt, wird das Toleranzfeld um eine Stufe erweitert. Die Produktionsmengen könne über die Zeit, externe Wertvorgaben oder die Mes­ sung der Umdrehung von Förderwalzen bestimmt werden.

Mit dem aufgezeigten Verfahren können die Sensorpunkte immer im optimalen Tole­ ranzbereich arbeiten, ohne das ein manuelles Nachstellen erforderlich ist, und so besser Fremdpartikel aus dem Faserstrom ausgeschieden werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Optimierung von Erkennungssystemen für Fremdpartikel in Faser­ verarbeitungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungen von Fremd­ partikeln einzelner Sensorpunkte während eines Intervalls summiert werden und die Summe mit der einem Intervall zugeordneten, vorgegebenen Grenzwerten verglichen werden und bei Überschreitung eines bestimmten Grenzwertes die Empfindlichkeit der Auswertung des Sensorpunktes automatisch eingestellt wird, so daß sie weniger sensibel auf Farbe oder Helligkeitsabweichungen von einem bestimmten "Gut" Wert reagiert und bei Unterschreitung eines vorbestimmten Grenzwertes die Auswertung des Sensorpunktes so eingestellt wird, daß sie emp­ findlicher auf Farb- oder Helligkeitsabweichungen reagiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensorpunkt aus einer Fotozelle, mehreren Fotozellen mit unterschiedlichen Filtern, oder aus meh­ reren benachbarten Pixeln eines CCD-Matrix Sensors oder benachbarten Pixeln einer Zeilenkamera besteht, die für eine gemeinsame Auswertung auf farb- oder Grauwertabweichungen in den zu untersuchenden Fasern zusammengefaßt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Intervall durch eine vorbestimmte Produktionsmenge, eine Produktionszeit, eine vorgegebene Zeitspanne, eine Lauflänge, Umdrehungszahlmessung oder ein ex­ ternes Signal bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Farbe und Helligkeitsempfindlichkeitsbeeinflussung verschiedene Intervalle und/ oder Grenzwerte verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der gemessenen Farbe und Helligkeit mit den Grenzwerten digital erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Sensibilität zeitlich nach dem Intervall, in dem die Erkennungen außerhalb des Grenzwertes lag, erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit mehreren unterschiedliche Intervallen und Grenzwerten gleichzeitig ein Punkt überwacht wird.