MXPA98008679A - Aparato y metodo para caracterizar rizados de fibras - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato y un método para medir y controlar las características de rizado de un remolque de rizado en movimiento. Una fuente de luz ilumina una sección del remolque de rizado en movimiento y por lo menos una cámara adquiere una imagen de video del remolque. La imagen adquirida se digitaliza y un procesador descompone la imagen entrelazada en 2 imágenes de campo no entrelazadas. Las características de rizado se derivan en base a las imágenes descompuestas.

Description

"APARATO Y MÉTODO' PARA CARACTERIZAR RIZADOS DE FIBRAS" Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención Esta invención se refiere, en general, a un aparato y un método para medir las caracteristicas de rizado de fibras, más específicamente, un aparato y método para caracterizar fibras en un hilo rizado en movimiento. 2. Descripción de la técnica anterior Los filamentos de fibras manufacturadas o sintéticas por lo común se rizan u ondulan en un hilo antes de ser cortado en hebras para otro procesamiento para diversos usos como cintas peinadas, mechas o hilos. Las fibras por lo común se rizan haciendo pasar las fibras a través de un aparato rizador para producir ondulaciones o rizos. La calidad de las fibras manufacturadas con frecuencia se mide por las caracteristicas del rizado como puede ser la uniformidad del rizado, el número de rizos por pulgada, la frecuencia de los rizos, etc. Hasta ahora, las propiedades de los rizos han sido medidas por examen manual de la porción cortada de las fibras, por ejemplo, contado el número de rizos por longitud unitaria. Por consiguiente, los sistemas automatizados para medir las caracteristicas del rizado mejorarla en gran medida la velocidad y precisión en la caracterización de las fibras, permitiendo los ajustes en linea en los procesos de producción, y la producción de hebras de fibra de acuerdo con las especificaciones. Diferentes tipos de sistemas automatizados para medir las caracteristicas del rizado han sido previamente propuestos. En general, los sistemas incluyen una fuente luminosa para iluminar el hilo rizado; un elemento fotográfico para adquirir o capturar una imagen de una porción del hilo rizado; circuitos para procesar la imagen capturada; y una pantalla para mostrar las caracteristicas medidas del rizado. Un tipo de sistema emplea una cámara de TV convencional para captar la imagen del hilo rizado en movimiento. Como es evidente para los expertos en la técnica, una cámara de TV captura un patrón de imagen y convierte la imagen como cargas eléctricas que corresponden a los niveles de brillantez del hilo rizado en movimiento. Las cargas se convierten en una señal visual en un orden de secuencias de los elementos de la imagen. Los elementos de la imagen se muestran en un monitor como una exploración de trama entrelazada, por ejemplo, los elementos de la imagen son barridos horizontalmente desde arriba hasta abajo. En la exploración entrelazada se utilizan dos campos.

Después de completar la exploración del primer campo desde arriba hasta abajo, el haz es atenuado conforme regresa a la parte superior donde se repite el proceso proporcionar una exploración del segundo campo. Debido al semi desplazamiento de la linea para el inicio del .regreso del haz a la parte superior de la trama y para el inicio del segundo campo, las lineas del segundo campo se encuentran entre las lineas del primer campo. De esta manera, las lineas de los dos se entrelazan. Los dos campos entrelazados constituyen un solo cuadro de video. Existe un problema con el uso de cámara de TV convencional para captar imágenes de un hilo rizado en movimiento. La imagen captada no es una representación verdadera de la imagen real, debido a que el hilo esta en movimiento. Los dos campos que se entrelazan se obtienen de dos áreas diferentes del hilo. En el momento en que el haz regresa a la parte superior de la trama para iniciar la exploración del segundo campo, el hilo se ha movido y se explora una porción diferente del hilo. Por tanto, los resultados medidos se obtienen de las imágenes entrelazadas diferentes de las imágenes reales. Un método común que se utiliza para contrarrestar el problema anterior asociado con el uso de - una cámara de TV convencional es utilizar un sistema seleccionador de señal o de efecto estreboscópico sincronizado. Una fuente de luz estroboscópica emite un impulso de luz que crea una vista aparente de movimiento interrumpido del hilo rizado en movimiento, la cámara se sincroniza para captar una toma del hilo rizado en movimiento cuando se emite el impulso de luz. El sistema seleccionador de señal sincronizado efectivamente congela el hilo rizado en movimiento y los dos campos entrelazados no producen una imagen errónea como el uso de un sistema seleccionador. Sin embargo, se requiere de electrónica avanzada para los controles de la sincronización. Además, para cubrir todo el ancho del hilo en movimiento cuando se utiliza un sistema seleccionador de señal sincronizado, puede ser necesario enfocar la fuente de luz estroboscópica y/o la cámara, e incluir mecanismos de colocación como motores de velocidad variable y controles. Si se requiere movimiento de la luz o la cámara, se necesita tiempo adicional para colocar los dispositivos, haciendo dificil, sino imposible, las mediciones en linea o en tiempo real, y/o los ajustes de los dispositivos. Los ejemplos del aparato basado en la luz estroboscópica para medir las caracteristicas de rizado de las fibras en un hilo rizado en movimiento se describe en las Patentes Estadounidenses Nos. 4,737,846; 4,415,926; 4,232,336; y 4,240,110. Por tanto, existe una necesidad de un aparato que utilice un sistema no seleccionador de señal o continuo para captar imágenes de un hilo rizado en movimiento que no presente los problemas anteriores y que también sea capaz de realizar mediciones en linea o en tiempo real y/o ajustes en el sistema.

Compendio de la invención La presente invención se refiere a un aparato y método para medir las caracteristicas de rizado de fibras en un hilo rizado en movimiento, donde se utiliza una cámara para tomar una imagen de video del hilo rizado en movimiento. Una fuente de luz continua ilumina el hilo rizado mientras que la cámara toma la imagen. Un procesador y su software asociado descompone la imagen entrelazada captada en dos imágenes no entrelazadas. El procesador y el software almacenado convierte las dos imágenes no entrelazadas en una serie de bandas horizontales. Las bandas se analizan para medir las características del rizado de la sección del hilo rizado en movimiento representado por las bandas. Los resultados medidos pueden ser mostrados y los ajustes se pueden hacer a los dispositivos periféricos que a su vez controlan el proceso de fabricación para corregir las desviaciones de las especificaciones dadas por el operador. El procesador y los programas almacenados procesan la imagen descompuesta en categorías definidas por el usuario y la frecuencia de las ondulaciones que pertenecen a cada categoría se muestran en un monitor para permitir al operador determinar si el hilo rizado esta dentro de las especificaciones predeterminadas. Un método de la invención incluye los pasos de: captar una imagen de video de un hilo rizado; digitalizar la imagen captada; descomponer la imagen digitalizada en imágenes de dos campos; y procesar las imágenes en dos campos . Un método ilustrativo de acuerdo con la presente invención en el paso de procesamiento de las imágenes en dos campos incluye dividir una de las imágenes en una serie de bandas horizontales; construir un perfil de intensidad promediando la intensidad de los pixeles de cada banda; identificar la mínima y máxima local del perfil de intensidad, y marcar un máximo como un pico del rizado si la diferencia en la intensidad entre el máximo y sus dos mínimos inmediatos exceden un valor umbral de la intensidad especificada por el operador; calcular y almacenar la distancia de los picos de rizado adyacentes para todos los picos identificados en el paso anterior; y agrupar los picos de rizado en una categoría del tipo de rizado. Un método preferido además incluye el paso de comunicar los resultados de las mediciones a una pluralidad de dispositivos periféricos que configuran el proceso de fabricación del hilo rizado. De una manera ventajosa, el aparato y método de la presente invención también proporciona medios convenientes y confiables para monitorear la calidad de un hilo rizado para obtener los datos físicos a partir de estos que puedan ser utilizados como una medida de control de calidad durante el proceso de fabricación. Para un proceso de fabricación tradicional de tipo de lotes, el sistema también da soporte a un proceso en modo de arranque para reducir al minimo los desperdicios de la producción.

Breve descripción de los dibujos Una modalidad preferida de la invención se describe a continuación haciendo referencia a los dibujos, en los cuales : la figura 1 es un diagrama en bloques de los principales componentes para medir las caracteristicas de rizado de las fibras de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención. La figura 2 es una ilustración del diagrama de flujo de un método de medición de las caracteristicas de rizado de las fibras de acuerdo con la presente invención. La figura 3 es una ilustración del diagrama de flujo de un proceso en modo de arranque. La figura 4 es una ilustración del diagrama de flujo de un método de "iluminación de comprobación". La figura 5 es ilustración del diagrama de flujo de un método de "medición de rizado normal". Las figuras 6a y 6b son pantallas de monitor ilustrativas del criterio del rizado representativo y disposiciones del sistema para un aparato de medición del rizado preferido para un modo de operación manual y automático, respectivamente, de acuerdo con la presente invención. Las figuras 7a, 7b, 7c, 7d y 7e son muestras de los parámetros ilustrativos para el modo de operación automático. Las figuras 8 y 9 son representaciones de pantallas que muestran los resultados ilustrativos de la medición del rizado en texto y en gráficas. La figura 10 muestra una pantalla de los casos de alarma ilustrativos. Las figuras lia, llb, 11c y lid son representaciones de pantalla que muestran diagnósticos de prueba de E/S analógica y digital ilustrativos para el sistema ilustrativo de medición del rizado de acuerdo con la presente invención. El apéndice A enumera una porción representativa del programa almacenado que incluye el programa para instrumentar el método como se delinea en la figura 2.

Descripción detallada de las modalidades preferidas de la invención Un sistema ilustrativo para la medición del rizado de la presente invención es un sistema basado en el análisis de imágenes digitales para caracterizar rizados de fibras que incluye cuantificar el número de rizados por longitud unitaria y la distribución del tamaño de los rizos de un hilo rizado en movimiento. La medición, que es sin contacto y no destructiva, puede realizarse fuera de linea o en linea durante el proceso de fabricación de hilos en el cual un hilo rizado se mueve a velocidades superiores, por ejemplo, alrededor de 1,200 pies por minuto. Con relación a la figura 1, el sistema de medición del rizado ilustrativo de acuerdo con la presente invención incluye una computadora 10, un tomador de cuadros al azar 12, un monitor de video analógico 14, un tablero conmutador de señales de video 16, una pluralidad de cámara de video 18, una interfaz de E/S 20 y dispositivos periféricos 22. Los dispositivos periféricos 22 incluyen, pero no se limitan a, un controlador del rizador 24, un detector de la tensión del hilo 26, un regulador de la intensidad de luz 28, un almacenamiento de datos externo 30 y un dispositivo de alarma de audio/video 32. El tablero conmutador de señales de video 16 puede tener como interfaz con la computadora 10 un cable RS-23234, y la pluralidad de cámaras de video 18 para dirigir una señal de video a la computadora 10 desde la pluralidad de cámaras de video 18 montadas en diferentes posiciones a través de un hilo o en diferentes lineas de extensiones del hilo. La interfaz de E/S 20 se conecta con los dispositivos periféricos 22 para la comunicación de E/S entre la computadora 10 y los dispositivos periféricos 22. El tomador de cuadros 12 se conecta con el monitor de video analógico 14 y el tablero conmutador de señales de video 16 para digitalizar señales analógicas y dirigir los datos digitales a la computadora 10. La computadora 10 de preferencia es una PC compatible con IBM que incluye un microprocesador tipo pentium y opera en ambiente Microsoft Windows la computadora 10 incluye el software en "la forma de un programa almacenado 11 para controlar los componentes del hardware. El tablero conmutador de las señales de video 16 de preferencia es un modelo KNOX VIDEO RS 12x2 capaz de acomodar hasta 12 cámaras de video. Mediante la computadora 10 un operador envia señales a través del cable RS-232 34 al tablero conmutador de video 16 para recibir de manera selectiva conmutador de video 16 para recibir de manera selectiva la señal de video desde una de las cámaras 18. El proceso de selección puede ser mediante un esquema de multiplexaje comúnmente utilizado por los expertos en la técnica. La interfaz de E/S 20 constituye dos tableros para la adquisición de datos, de preferencia un CyberResearch DAS 1601 y un CYRDDA 06, para comunicaciones E/S entre la computadora 10 y los dispositivos periféricos 22. El tomador de cuadros al azar de preferencia es un digitalizador Truevision TARGA+64 capaz de digitalizar una imagen de video en una matriz de datos bidimensional. Las cámaras de video 18 de preferencia son cámaras Panasonic modelo GP-MF502 con control electrónico de la velocidad del obturador. La imagen adquirida por la cámara 18 es semejante a las imágenes adquiridas por las cámaras de video convencionales, una imagen entrelazada, es decir, una composición de imágenes en dos campos (por ejemplo, par y non) . Como ya se explico, debido al movimiento del hilo, cada imagen de campo puede representar un área diferente del hilo rizado. Las interfaces del usuario incluyen un panel de control principal, una presentación de los resultados de la medición en la pantalla de la computadora, un teclado y un ratón, e iconos de selección sobre la pantalla de la computadora para permitir que un operador configure el sistema de medición del rizado, como se describe más adelante. Una fuente de luz (no se muestra) se coloca próxima a la pluralidad de cámaras de video 18 para iluminar continuamente el hilo rizado en movimiento. La fuente de luz de preferencia es una lámpara de halógeno de alta intensidad que tiene la intensidad adecuada para cubrir toda la anchura de una linea de hilo. La intensidad de la fuente luminosa puede ajustarse mediante el regulador de la intensidad de luz 28 que a su vez esta bajo el control del procesador 10 y el programa almacenado 11. Cuando menos una extensión de hilo (no se muestra) se coloca abajo de la fuente de luz para mover el hilo rizado. Los componentes ilustrativos de la figura 1 pueden caracterizar 3 o más lineas de hilos. La linea de la extensión del hilo puede ser estacionaria, pero de preferencia mueve el hilo rizado a velocidades de hasta alrededor de 1200 pies por minuto. La figura 2 ilustra un proceso algorítmico de programa almacenado 11 para medir las caracteristicas de rizado del hilo rizado en movimiento. Bajo el control del software, el hilo en movimiento se ilumina continuamente por la fuente de luz. Las cámaras de video 18 de preferencia son estacionarias y pueden estar habilitadas para capturar continuamente imágenes del hilo rizado estacionario o en movimiento, y señales que representan imágenes seleccionadas de una de las cámaras 18 son recibidas en la computadora 10 con la selección por el tablero conmutador de video 16 bajo el control del programa almacenado 11. La imagen seleccionada es digitalizada por el tomador de cuadros al azar 12 y puede ser almacenada en la computadora 10 en el paso 100. En el paso 105, la imagen "tomada" se descompone en sus imágenes de campo par y non pre entrelazadas. El proceso de descomposición de preferencia se realiza mediante un módulo de descomposición de la imagen del programa almacenado 11, como se muestra a manera de ilustración en la tabla 1.

Función de la descomposición de campo Input apuntador de memoria de la imagen de entrada cuya altura 400 y la anchura 512 output [2] dos punteros de memoria de las imágenes de salida. Field=0 número de ID de campo, 0 para el campo par y uno para el campo non. Loop: For Rowlndex = 1 a 400 paso 1 memoria (output) [fiedl], input 12 copia los datos de la fila de la imagen desde la imagen de entrada a la imagen de salida output [ field] = output [field] +512) avanza el puntero de memoria de la imagen de salida a la siguiente fila Input =input+512 avanza el puntero de memoria de la imagen de entrada a la siguiente fila If field= O Then field=l Else field=0 End If Next Row Index Tabla 1 La función de descomposición de campo define un bucle que procesa cada una de las 400 lineas de los datos digitalizados que constituyen un cuadro de video. Las lineas procesadas son separadas en primero y segundo o non y par campos dependiendo de la cuenta Row Index. Por ejemplo, la fila 400 _es separada del cuadro de video y designada como parte del campo par, cuando el número de identificación de campo en la linea 4 de la tabla 1 se establece en 0. Los pasos en el bucle se repiten hasta que todas las 400 lineas son separadas en un campo non o par. Una porción representativa del programa almacenado 11 que incluye códigos de programa para instrumentar el proceso como se describe en la figura 2 se muestra en el apéndice A. La reducción del ruido de las imágenes descompuestas por las técnicas convencionales de reducción de ruido de imágenes, como puede ser el uso de un filtro, se realiza en el paso 110. Este proceso es opcional y puede ser deshabilitado por el operador mediante la disposición de las pantallas de las figuras 6a y 6b. Con la descomposición, cada uno de los campos non y par tendrán 200 lineas. Para los propósitos de medir las caracteristicas de rizado, las lineas en cada imagen non y par se dividen en bandas M teniendo cada banda N lineas. En el ejemplo presente, M es establecido en 50 y N en 4. De esta manera, cada imagen descompuesta tiene 200m lineas, 50 bandas con 4 lineas en cada banda. En el paso 115, cada banda es promediada para formar un perfil de intensidad, el cual se representa en una escala de nivel de gris en el rango desde 0 (negro) a 255 (blanco) . El paso 120 localiza todos los picos de rizado máximos y mínimos locales del perfil de intensidad con base en el umbral de intensidad de rizado especificado por el operador. Un pico de rizado se etiqueta como un máximo si la diferencia en su intensidad y la intensidad de sus dos picos de rizado adyacentes inmediatos exceden un valor umbral de intensidad especificado por el operador. El valor del umbral de intensidad del rizado se ajusta con un factor óptico relacionado con el material enrollado que toma en consideración las calidades de absorción y reflexión del material continuo. El umbral de intensidad de rizado se introduce en el sistema a través de una pantalla de regulación de la medición del rizado, como se muestra en la figura 6a. El umbral de intensidad del rizado en la figura 6a ha sido establecido en 8. La frecuencia de los picos de rizado máximos adyacentes se calcula en el paso 125, donde la frecuencia se define como "el reciproco de la distancia entre dos máximos adyacentes. En el paso 130 cada máximo se identifica como un rizado válido si su frecuencia correspondiente esta dentro del rango especificado por el usuario. Cada rizado se agrupa en una de las tres categorías predefinidas, que incluyen, micro, normal y grande. El agrupamiento se determina con base en un rango CPI especificado por el operador para cada una de las tres categorías mediante una de las pantallas de regulación de la medición del sistema representadas por las figuras 6a y 6b. Como ejemplo, en las figuras 6a y 6b un rizado tiene categoría micro, normal o grande si el parámetro CPI es mayor o igual a 16, 8 o 4, respectivamente. El análisis estadístico se realiza sobre los resultados medidos para determinar los parámetros como CPI promedio y el por ciento del área cubierta por los rizados clasificados en cada categoría. El análisis estadístico muestra sobre la pantalla de la computadora para permitir que el operador vea los datos como se describe a continuación.

Los pasos 115 a 130 se repiten para cada banda hasta que todas las lineas de la imagen de una imagen descompuesta han sido analizadas (135) . Después, se realizan los pasos 115 a 130 analizando las caracteristicas del rizado de la segunda imagen no entrelazada (140) . Para capturar imágenes que representen todo el ancho del hilo rizado, que por lo común es aproximadamente 4 pulgadas o más, es posible utilizar más de una cámara. En la modalidad ilustrativa presente, se utilizan tres cámaras para cada linea de hilo. Los mismos pasos del 100 al 140 de la figura 2 se siguen en el análisis de las imágenes adquiridas por las otras cámaras para obtener las estadísticas de rizado para el ancho total del hilo rizado en movimiento. Los datos de todas las tres cámaras 18 se promedian para obtener los resultados de la medición del rizado total. Estos resultados junto con otros resultados del análisis estadístico se muestran en la pantalla de la computadora para permitir que el operador examine las caracteristicas de rizado del hilo rizado. Las figuras 8 y 9 son ejemplos de las representaciones en pantalla de los resultados de la medición del rizado. La figura 8 indica que el CPI promedio es 9.8 para todo el hilo, y 22.6, 11.2 y 6.2 para los rizados clasificados en las categorías micro, normal y grande, respectivamente. La figura 8 además indica que el porcentaje del área del hilo cubierta por el rizado medible es 69.8%, y que 3.0%, 40.5% y 26.3% del área esta cubierta por rizado clasificado como categorías micro, normal y grande, respectivamente. La representación en pantalla de la figura 8 además incluye un panel de control interfaz del usuario, principal, en lado derecho para controlar el sistema de medición del rizado y establecer los parámetros del sistema. La figura 9 indica las estadísticas de la distribución del rizado en linea para un hilo rizado. Estas estadísticas de distribución cambian conforme continua el proceso de medición del rizado para permitir _que el operador continuamente monitoree las mediciones del rizado del hilo rizado en movimiento. La pantalla de distribución del rizado en linea también indica el promedio de rizado en movimiento ( Avg) , el por ciento del área cubierta por el rizado en cada una de las tres categorías y el área total cubierta por el rizado, junto con otros datos. El operador en vista de los resultados medidos puede dirigir los dispositivos periféricos 22 a través de la interfaz E/S20 a tomar las acciones adecuadas para conformar el proceso de fabricación del hilo rizado para el producto adecuado y las especificaciones del proceso. Como un ejemplo, el operador puede instruir al controlador del rizador 24 para incrementar o disminuir la cantidad de rizos o para reconfigurar el proceso de fabricación para reasignar el número de rizos clasificados como micro, normal y grande, dependiendo del uso contemplado para el hilo rizado. Con respecto a las pantallas de regulación de la medición del sistema que se representan en las figuras 6a y 6b, el operador puede seleccionar manual o automático como el modo de operación, como se muestra en el lado superior izquierdo de las figuras 6a y 6b. En la figura 6a se selecciona el modo de operación manual, y en la figura 6b se a seleccionado el modo de operación automático. Otros parámetros o ajustes iniciales para el sistema de medición del rizado pueden hacerse con la ayuda de las pantallas de regulación representadas por las figuras 6a-6b. Por ejemplo, los ajustes de los parámetros o disposiciones pueden hacerse para la resolución de la imagen, el tamaño de la banda, el umbral de intensidad del rizado, el rango válido para el rizado por pulgada (CPI), el punto de referencia CPI total, la tolerancia del CPI, seleccionar la linea de extensión del hilo y seleccionar la cámara; los tipos y especificaciones del rizado; y la configuración de la imagen previa al proceso. En el lado izquierdo inferior de las figuras 6a y 6b, el operador puede seleccionar si aplica suavizado a la imagen adquirida antes de que esta sea procesada. Si se selecciona el suavizado entonces cada imagen non y par pasa a través de un filtro para realizar una reducción de ruido de la imagen como se describe antes. La cantidad de lineas de la imagen que constituye una banda también se selecciona en el mismo cuadro etiquetado "Image Pre-process" en la figura 6a el tamaño de banda seleccionado es 8 y en la figura 6b el tamaño de banda seleccionado es 4. En la pantalla de disposición de las mediciones del sistema representada por la figura 6b en la cual se ha seleccionado el modo automático, el número de lineas de extensión del hilo que han sido seleccionadas para la medición es tres. El número de cámaras que ha sido seleccionado para cada linea de extensión de hilo también es tres. Directamente abajo de las selecciones para el número de lineas de extensión del hilo y las cámaras para cada linea de extensión de hilo esta una interfaz de usuario para tener acceso a las pantallas de disposición del sistema representadas por las figuras 7a-7e para el modo de operación automático. Al seleccionar el cuadro marcada "General" se tiene acceso a la pantalla de disposiciones General Setting for Automatic Mode representada por la figura 7a. Esta pantalla de disposiciones permite al operador establecer la disposición general del sistema y otros parámetros, como puede ser la velocidad de muestreo, el número de imágenes que se conservan en la pantalla, el número de puntos de datos promedio en movimiento, la resolución de la imagen, el factor de ajuste de la tensión del hilo, el umbral de intensidad del rizado, el factor de ajuste óptico de la fibra, la intensidad de imagen promedio, el factor de tolerancia y la intensidad de la imagen en torno del hilo. Al seleccionar el cuadro marcado "Alias" en la figura ßb, se tiene acceso a la pantalla de disposiciones Common Ñame representada por la figura 7b. Esta pantalla de disposiciones permite que el operador proporcione un nombre corto y largo para cada linea de extensión de hilo y para cada cámara colocada a través de la anchura de las lineas de extensión del hilo. Como se muestra por la figura 7b, los nombres comunes cortos y largos para las lineas de extensión del hilo son 0, 1, y 2 y ts800 y ts801 y ts802, respectivamente. Los nombres cortos y largos comunes para las tres cámaras son R, C y L y derecha, centro e izquierda, respectivamente . Al seleccionar el cuadro marcado "Trend" en la figura 6b, se tiene acceso a la pantalla de disposiciones trend window representada por la figura 7c. Esta pantalla de disposiciones permite que el operador seleccione los parámetros que desea sean presentados durante la medición normal. Los parámetros seleccionados se' muestran' en una ventana de tendencia del rizado en linea, como puede ser la que se representa en la figura 9. Al utilizar la pantalla de disposiciones trend window, el operador puede establecer los rangos del parámetro CPI general, el por ciento del área cubierta por el CPI global y el por ciento del área cubierta por el rizado en las categorías micro, normal y grande. Al seleccionar el cuadro marcado con "I/O" en la figura 6b, se tiene acceso a la pantalla de disposiciones 1/0 Usage representada en las figuras 7b. La pantalla de la figura 7d permite que el operador habilite y deshabilite manualmente cada linea de extensión de hilo, el proceso de arranque, la alarma de hilo defectuoso, la alarma de especificaciones, la iluminación, la tensión del hilo y establecer el rango para el CPI total y otros parámetros. En lado derecho de la figura 7d, el operador puede habilitar la alarma de mal funcionamiento del sistema y ejecutar una prueba de diagnóstico digital o analógica para cada tablero de adquisición de datos. Al seleccionar el cuadro marcado "Start Up" en la figura 6b, se tiene acceso a la pantalla de disposiciones Start-up representada por la figura 7e. Esta pantalla permite que el operador configure el proceso en modo de inicio, otra característica ventajosa del aparato que se describe a continuación. Mediante la figura 7e, el operador puede establecer la resolución de la imagen, el tamaño de la banda, el valor del umbral de intensidad de rizado. El área mínima medible, el rango para el rizado válido y otros parámetros del proceso en modo de inicio. El proceso en modo de inicio se muestra en la figura 3. El proceso en modo de inicio es particularmente ventajoso cuando se utiliza procesamiento de fibras en tipo de lotes, es decir, las fibras discontinuas se proporcionan en lotes y por lo común son discontinuas después de ciertas longitudes. Las caracteristicas de la fibra de la porción inicial de cada lote normalmente es "no característica" o diferente del resto del lote. Esto se debe principalmente a los extremos sueltos de los cortes u otras deformidades. Las porciones iniciales no caracteristicas normalmente son cortadas y desechadas . El modo de inicio se utiliza para monitorear las porciones iniciales de cada lote y para alertar al operador cuando el hilo rizado llega a la porción "característica" del lote, con lo cual el operador corta y desecha la porción "no característica" inicial. El proceso de inicio reduce los desperdicios debido a que no desecha innecesariamente una porción inicial demasiado larga y proporciona caracteristicas más uniformes en cada lote. El modo de inicio también evita la corrupción posible de los datos evitando la inclusión de las mediciones de las caracteristicas de rizado del inicio del hilo rizado con la porción principal del hilo. El modo de inicio activa una alarma cuando el hilo de buena calidad se coloca en la vista directa de cuando menos una cámara 18 establecida para tomar la imagen de la anchura del hilo rizado en movimiento. Con relación a la figura 3, el sistema de medición del rizado se activa encendiendo la fuente de luz continua (300a) ; estableciendo la identificación de la linea de extensión y encendiendo la luz de alarma de hilo defectuoso (300b) para indicar el inicio de un lote; seleccionar un canal de video de inicio (300c) que puede ser una cámara separada situada específicamente para capturar imágenes iniciales; establecer el hilo de buena calidad y abortar los contadores de tiempo (300d) ; y preparar la ventana de tendencia (300e) . Un contador de tiempo se utiliza para establecer un tiempo dentro del cual se completa el proceso de arranque. El contador se actualiza (305) y se verifica para determinar si ha llegado al tiempo de aborto pre establecido (310) . Al llegar al tiempo de aborto, ser termina el modo de arranque. Se apaga la iluminación (315) , se apaga la luz de alarma de hilo defectuoso (315b), y se reanuda la medición normal (315c) . Dentro del tiempo de aborto, las imágenes del hilo rizado en movimiento son tomadas utilizando la cámara de inicio (320) . Las imágenes adquiridas se muestran en la pantalla (325) el parámetro de rizos por pulgada (CPI) se mide y registra (330) y se actualiza la ventana de tendencia (335) . La iluminación es comprobada por la computadora 10 para determinar si la intensidad de la imagen promedio esta dentro de las especificaciones (340) . Si la iluminación no cumple con las especificaciones del operador, esta se ajusta incrementando o disminuyendo el voltaje de la fuente de luz continua para aumentar o disminuir la intensidad de la imagen (405) . Si el voltaje de la fuente de luz se excede (410) , se verifica una alarma del sistema (415) y una alarma se activa en el paso siguiente. En la pantalla de la computadora (420) se muestra un mensaje de alarma/suceso para indicar al operador de la iluminación u otros problemas del sistema. Una pantalla que representa una ventana de mensaje alarma/suceso se muestra en la figura 13. Es posible encender (430) una luz de alarma del sistema si un E/S de alarma del sistema ha sido habilitado como se determina en el paso (425) . La E/S de la alarma del sistema se habilita mediante la pantalla de disposición del sistema que se representa en la figura 7d. Si la iluminación no cumple con las especificaciones del operador, el proceso regresa al paso 345 de la figura 3. En el paso 345 el software verifica para determinar si el área medida del hilo rizado esta dentro de las especificaciones del operador. Si no es asi, el proceso regresa al paso 305 y se actualiza el contador de tiempo de aborto. Si en el paso 345 el software determina que el área medida del hilo rizado esta dentro de las especificaciones del operador, la porción inicial no característica del hilo probablemente sea movido a través del sistema. En el paso 350, el programa almacenado 11 verifica para determinar si el parámetro CPI del hilo rizado esta dentro de las especificaciones del operador. Si el parámetro CPI esta dentro de las especificaciones del operador, se actualiza el contador de hilo de buena calidad (355) . El contador del hilo de buena calidad se verifica para determinar si se ha alcanzado la cuenta del hilo bueno (360) . Si el contador de hilo de buena calidad ha llegado a la cuenta de hilo bueno, el proceso regresa al paso 315 para determinar la característica del modo de inicio. La característica del modo de inicio se termina apagando la iluminación (315a) ; apagando la luz de alarma de hilo defectuoso para indicar al operador que se ha llegado al hilo bueno (315b) ; y reanudando las mediciones y caracteristicas del rizado normal (315c) . Si en el paso 350 el parámetro CPI no esta dentro de las especificaciones del operador, el contador de hilo bueno se restablece (365) y el proceso de arranque regresa al paso 305 donde se actualiza el contador del tiempo de aborto. De la misma manera, si no se ha llegado a la cuenta de hilo bueno, el proceso regresa al paso 305. El proceso de arranque continua hasta que el parámetro CPI en el paso 350 se determina dentro de las especificaciones del operador y se ha alcanzado la cuenta de hilo bueno en el paso 360. La interacción entre el software, los componentes del hardware y las comprobaciones del estado durante el modo de medición normal se ilustra por el diagrama de flujo de la figura 5. Los pasos 500 y 505 determinan si el activador de inicio ha sido activado para conmutar al modo de proceso de arranque representado por el diagrama de flujo de la figura 3. Si el activador de arranque ha sido activado, como puede ser en el caso del procesamiento de tipo de lotes, se pospone la medición normal y el sistema continua con el proceso de arranque. En el modo de medición normal, la computadora 10 y el programa asociado 11 determinan si la cámara 18 se habilita para adquirir imágenes del hilo rizado en movimiento. El sistema de preferencia utiliza tres cámaras colocadas a través del ancho del hilo rizado en movimiento para tomar las imágenes de todo el ancho. Si una de las tres cámaras esta deshabilitada o funciona mal, las mediciones pueden continuar con las otras cámaras. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, tres diferentes lineas de extensión del hilo pueden estar corriendo al mismo tiempo con tres cámaras colocadas a través del ancho de cada hilo. El número de lineas de extensión del hilo que se puede medir en el modo operativo automático se establece por la pantalla de disposiciones que se representa en la figura 6b. El programa almacenado 11 verifica las cámaras 18 y el cortador antes de captar las imágenes seleccionadas. Por ejemplo, cuando una cámara 18 esta habilitada (515) y la E/S del cortador no esta habilitado o el cortador esta funcionando (pasos 520 y 525, se toma una imagen para el procesamiento desde la cámara seleccionada (paso 530) . Se debe observar que, aunque en la presente modalidad se eligen tres cámaras, las mediciones de las caracteristicas de rizado pueden realizarse con imágenes adquiridas de menos de tres cámaras. En algunos casos, el operador puede deshabilitar una de las tres cámaras . Para las mediciones del rizado y para el control de la iluminación, se utiliza la intensidad promedio de las imágenes de todas las cámaras habilitadas. Si en el paso 515 la cámara no esta habilitada, el siguiente canal de video se selecciona en el paso 535 y una imagen -del hilo rizado en movimiento desde la cámara seleccionada del canal de video se recibe en el procesador 10 y el programa almacenado 11 (paso 540) . Si la imagen no ha sido recibida, el proceso regresa al paso 515. La imagen adquirida se muestra en la ventana de imagen (545) ; el CPI se mide, se muestra y registra (550) ; y se calcula el promedio de movimiento (555) . Los resultados medidos pueden ser comparados con las especificaciones del operador (560) y el estado de las especificaciones se verifica (565), se actualiza la ventana de mensaje (570) y se puede establecer una bandera para señalar que el estado de las especificaciones ha cambiado (575) . Si el estado de las especificaciones no ha cambiado o después que la bandera se establece para señalar que el estado de las especificaciones ha cambiado (580) , el programa almacenado 11 verifica si todas las cámaras habilitadas de una linea de hilo han sido seleccionadas para enviar una imagen del hilo rizado en movimiento. Si no es asi, el proceso 515 a 580 se repite para la siguiente cámara. Después de que todas las cámaras habilitadas han enviado una imagen, el proceso verifica la iluminación con base en la intensidad promedio de la imagen de las imágenes adquiridas de las tres cámaras y si es necesario, hace ajustes para el control de la iluminación (pasos 585, 590 y 595. Véase también la figura 4) . Las mediciones del rizado también son con base en los promedios de las imágenes de las tres cámaras. Por ejemplo, si la E/S de la salida del CPI es habilitado (paso 605) , el CPI promedio es enviado y puede ser mostrado (paso 605) . En el paso 610 el programa almacenado 11 verifica si las especificaciones medidas de las caracteristicas del rizado han cambiado de la medición previa y actualiza la ventana de tendencia de acuerdo con el paso 615 para permitir que el operador vea las caracteristicas del rizado en linea medidas y otros parámetros medidos. Es posible utilizar a'larmas para alertar al operador si las mediciones se encuentran fuera de las especificaciones pre establecidas. El proceso de la figura 5 se repite para otras lineas de hilo. De manera ventajosa, el uso de una fuente de luz de onda continua (oc) para iluminar el hilo rizado en movimiento y las cámaras de TV convencionales evitan la necesidad de mover la fuente de luz o la cámara mediante controles de motor de velocidad variable. Las mediciones de las caracteristicas del rizado pueden ser mostradas en velocidad casi de tiempo real en comparación con sistemas que utilizan controles con motor de velocidad variable. En estos últimos sistemas, la actualización de los resultados de las mediciones es mucho más lenta debido al tiempo necesario para colocar la luz y las cámaras. En consecuencia, los ajustes de los parámetros del sistema se retrasan proporcionalmente en los sistemas que tienen controles de colocación motorizados. El programa almacenado 11 además proporciona el medio para verificar los tableros de adquisición de datos para ejecutar pruebas de diagnóstico como se indica por las pantallas de las figuras lla-lld. Estas pantallas permiten que el operador, por ejemplo, establezca las posiciones bit/canal, la identificación del canal y controle la entrada y salida. Se entenderá que diversas modificaciones pueden hacerse a la modalidad de la presente invención en la presente descrita sin apartarse del espíritu de la misma. La descripción anterior no debe considerarse como limitante de la invención sino simplemente como ejemplificaciones de las modalidades preferidas de la misma. Los expertos en la técnica descubrirán otras modificaciones dentro del alcance y espíritu de la presente invención como se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema para medir caracteristicas de rizado de fibras en un hilo rizado en movimiento, el sistema consiste en: un procesador y el programa almacenado asociado; medios de iluminación colocados sobre el hilo rizado en movimiento para iluminar una sección del hilo rizado en movimiento; cuando menos una cámara para capturar cuando menos una imagen de video entrelazada de la sección del hilo rizado en movimiento; el medio de digitalización para digitalizar cuando menos una imagen de video entrelazada en datos digitales; el medio de descomposición para descomponer datos digitales en datos descompuestos que representen las imágenes en el primero y segundo campos no entrelazados, en donde el procesador y el programa almacenado asociado procesan los datos descompuestos; y una pantalla para mostrar las caracteristicas de rizado con base en el procesamiento de los datos descompuestos .

2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el medio para descomponer incluye el medio para dividir las imágenes en el primero y segundo campos en una serie de bandas horizontales y para establecer un perfil de intensidad de cada una de las bandas promediando la intensidad de los pixeles de las lineas horizontales secuenciales dentro de cada una de las bandas.

3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el procesador procesa los datos descompuestos como perfiles de intensidad mínima y máxima, en donde una máxima se marca como un pico de rizado si la diferencia en la intensidad entre el máximo y sus dos mínimos adyacentes excede un valor umbral de intensidad especificado por el operador.

4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el procesador calcula distancias de picos de rizado adyacentes, compara las distancias con umbrales especificados por el operador, agrupa los picos del rizado en una de las categorías micro, normal o grande y tabula las estadísticas del rizado total para la imagen del primer campo .

5. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el procesador comunica los resultados de las mediciones a cuando menos 1 de una pluralidad de dispositivos periféricos para configurar el sistema dependiendo de las especificaciones predeterminadas.

6. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye una pluralidad de cámaras para cubrir substancialmente una amplitud completa del hilo rizado en movimiento.

7. El sistema de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el procesador y el programa almacenado controlan un tablero conmutador de video para recibir selectivamente señales desde una de la pluralidad de cámaras.

8. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el medio de iluminación es una fuente de luz de onda continua.

9. El sistema de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el medio de iluminación ilumina cuando menos una amplitud completa del hilo rizado en movimiento.

10. Un método para medir caracteristicas de rizado de fibras en un hilo rizado en movimiento, el método consiste en los pasos de: a) iluminar el hilo rizado con una fuente de luz de onda continua; b) adquirir una imagen de video entrelazada del hilo rizado; c) digitalizar la imagen de video; d) descomponer la imagen digitalizada en imágenes de dos campos no entrelazados; e) procesar las imágenes de dos campos; y f) mostrar las caracteristicas de rizado con base en las imágenes procesadas.