Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Nadelsystem für eine Textilherstellungsmaschine. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Trainieren einer Kl- basierten Auswertvorrichtung eines Nadelsystems, auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität eines Textils und/oder zum Steuern einer Textilherstellungsmaschine und/oder zum Bestimmen eines Verschleißzustands eines Nadelkörpers und auf eine Textilherstellungsmaschine.

Stand der Technik

Bei der Textilherstellung ist eine homogene Textilqualität wichtig. Abweichende Qualität, beispielsweise aufgrund unterschiedlich großer Maschen, ist einer der Hauptgründe für Ausschuss. Zudem können Textile mit schwankender Qualität bei Kunden zu Akzeptanzproblemen führen. Einer der Hauptgründe für Qualitätsschwankungen bei der Textilherstellung sind unerwünschte Verformungen von Nadeln, inklusive einem überraschenden Nadelversagen.

Bei der Textilherstellung sind verschiedene Arten der Qualitätsüberwachung bekannt. Beispielsweise kann eine Textilherstellungsmaschine und jeweilige Fäden videoüberwacht werden. Eine solche Überwachung ist teuer und erlaubt zudem nur Ausschuss zu identifizieren, nicht jedoch die Textilherstellung für eine homogene Qualität zu steuern. Eine alternative Überwachung erfolgt durch kontaktbasierte Fadenspannungsmessgeräte. Durch den Kontakt und auch eine Fadenumlenkung werden jedoch jeweilige Fäden des Textils vor deren Verarbeitung zusätzlich belastet. Die Überwachung selbst kann so die Textilqualität negativ beeinflussen und eine Wahrscheinlichkeit für einen Fadenbruch erhöhen. Auch eine solche Überwachung ist zudem teuer und muss aufwendig gewartet werden, insbesondere sofern die Fadenspannung von vielen Fäden gemessen werden soll. Ebenfalls bekannt ist eine Überwachung mittels Laser. Diese Überwachung ist jedoch störanfällig, insbesondere durch abgebrochene Fadenteilchen. Ein optisches Überwachungssystem für die Textilherstellung ist beispielsweise in der GB 1 502 183 A beschrieben, welches lediglich dazu ausgebildet ist, einen Nadelbruch zu erkennen. In der DE 19 812 036 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung zur Erfassung von Nadeldeformation mittels Radarsensoren beschrieben. In der DE 10 2016 106 022 A1 ist eine piezoelektrischer Einzelnadelantrieb für eine Strickmaschine beschrieben, bei welchem bei Überschreitung eines Schwellwerts einer Antriebsenergie eine Störung identifiziert werden kann.

Darstellung der Erfindung

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Nadelsystem für eine Textilherstellungsmaschine. Die Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise für die industrielle Textilherstellung ausgebildet sein. Die Textilherstellungsmaschine kann dazu ausgebildet sein, aus einem oder mehreren Fäden ein Textil herzustellen. Das Textil kann beispielsweise gestrickt oder gewirkt werden. Ein Textil kann beispielsweise ein flächiges Gebilde sein, wie ein Gewebe, Gewirke, Geflecht oder Gestrick. Beispielsweise kann das Gewirk eine Gefäßprothese, eine Kupfermatte, eine Lenkradheizung oder ein elastisches Glas bilden. Ein Faden kann beispielsweise als Garn, Zwirn, Filamentgam oder dergleichen ausgebildet sein. Jeweilige Fäden können beispielsweise aus einer Naturfaser oder einer Kunstfaser gebildet sein. Das Nadelsystem kann einen Teil der Textilherstellungsmaschine bilden, welcher mit einem Faden bei der Textilherstellung eingreift. Die Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise zum Fertigen von Maschenware ausgebildet sein. Das hergestellte Textil kann beispielsweise ein Gewirk oder ein Gestrick sein.

Das Nadelsystem weist einen Nadelkörper auf. Der Nadelkörper kann beispielsweise eine Nadel der Textilherstellungsmaschine bilden, mittels welchen die Fäden zu einem Gewirk oder Gestrick gewirkt beziehungsweise gestrickt werden. Der Nadelkörper kann beispielsweise eine Lochnadel oder eine Hakennadel ausbilden. Der Nadelkörper kann beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff oder einem Kunststoff gebildet sein. Das Nadelsystem kann auch mehrere Nadelkörper aufweisen. Die Erläuterungen und weiteren Merkmale des Nadelkörpers können dann gleichermaßen für die anderen Nadelkörper gelten, sofern anwendbar. Der Nadelkörper kann beispielsweise dazu ausge- bildet sein, an einer Legebarre und/oder Nadelbarre der Textilherstellungsmaschine befestigt zu werden. Eine solche Bauweise einer Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise für ein Gewirk ausgebildet sein. Der Nadelkörper kann beispielsweise frei im Nadelbett liegen und durch ein Strickschloss ausgetrieben werden. Eine solche Bauweise einer Textilherstellungsmaschine kann beispielsweise für ein Gestrick ausgebildet sein. Für den Fall einer übermäßigen Verformung und/oder eines Nadelbruchs kann der Nadelkörper austauschbar sein. Der Nadelkörper kann ein Verschleißteil der Textilherstellungsmaschine darstellen.

Das Nadelsystem weist eine Sensorvorrichtung auf. Die Sensorvorrichtung weist wenigstens einen Sensor auf. Der Sensor ist an dem Nadelkörper befestigt und/oder in dem Nadelkörper integriert. Der Sensor kann beispielsweise als Kraftsensor ausgebildet sein. Der Sensor kann beispielsweise mit dem Nadelkörper verschweißt oder verklebt sein. Der Sensor kann beispielsweise auf einer Oberfläche des Nadelkörpers befestigt sein. Der Sensor kann so einfach an einem Nadelkörper nachgerüstet werden und/oder bei Versagen des Nadelkörpers wiederverwendet werden. Der Sensor kann auch in dem Nadelkörper angeordnet sein, beispielsweise in einem Aufnahmeraum. Der Sensor kann auch einstückig integriert mit dem Nadelkörper ausgebildet sein, beispielsweise durch ein Abscheiden oder Einätzen von Leiterbahnen in den Nadelkörper. Der Sensor kann so besonders robust sein und das System besonders kompakt. Die Sensorvorrichtung kann auch mehrere Sensoren aufweisen. Es kann beispielsweise pro Nadelkörper ein Sensor vorgesehen sein. Es können aber auch mehrere Sensoren für einen Nadelkörper vorgesehen sein, welche dann an dem Nadelkörper befestigt sind und/oder in dem Nadelkörper integriert sind. Die folgenden Erläuterungen und weiteren Merkmale des Sensors können dann gleichermaßen für die anderen Sensoren gelten, sofern anwendbar.

Die Sensorvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Zustandsgröße des Nadelkörpers zu erfassen, welche eine Auswirkung auf die Beschaffenheit eines mit dem Nadelsystem hergestellten Textils hat. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine Kenngröße sein, aus welcher sich eine Maschengröße des hergestellten Textils und/oder ein Fadenabstand des hergestellten Textils ableiten lässt. Beispielsweise kann die Zustandsgröße so gewählt werden, dass ein Rückschluss auf einen Bruch oder einen Verschleiß des Nadelkörpers möglich ist. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine von dem Faden bei der Textilherstellung auf den Nadelkörper wirkende Kraft sein. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine Verformung des Nadelkörpers während der Textilherstellung sein. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet sein, eine Dehnung des Nadelkörpers entlang einer oder mehrerer Achsen als Zustandsgröße zu erfassen. Die Zustandsgröße kann beispielsweise eine Spannung in dem Nadelkörper sein. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, die Zustandsgröße, einen Teil der Zustandsgröße und/oder einen Messwert zu erfassen, aus welchem auf die Zustandsgröße des Nadelkörpers geschlossen werden kann. Der Sensor kann dazu ausgebildet sein, die Dehnung des Nadelkörpers zu erfassen. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, mehrere Zustandsgrößen eines Nadelkörpers zu erfassen. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine zugeordnete Zustandsgröße von mehreren Nadelkörpern zu erfassen, insbesondere mehrere jeweils einem von den mehreren Nadelkörpern zugeordnete Zustandsgrößen.

Durch das Nadelsystem ist es so kostengünstig und einfach möglich, eine Qualität des hergestellten Textils zu überwachen und eine Prozessqualität zu steigern. Beispielsweise kann in Abhängigkeit der Zustandsgröße auch die Textilherstellungsmaschine gesteuert werden, um eine gleichbleibende und/oder besonders hohe Qualität des hergestellten Textils zu erzielen. Eine hohe Qualität kann insbesondere einem besonders homogenen Textil entsprechen, bei welchem beispielsweise alle Fäden besonders gleichmäßig verlaufen und alle Maschen eine sehr gleichbleibende Größe haben. Durch das Nadelsystem kommt es dabei nicht zu einer unerwünschten Rückwirkung auf die Textilherstellung durch die Überwachung, beispielsweise durch eine zusätzliche Fadenumlenkung oder einen zusätzlichen Fadenkontakt. Durch das Nadelsystem kann kostengünstig auf die Fadenspannung jedes Fadens rückgeschlossen werden, beispielsweise durch einen Sensor pro Lochnadel. Es können einfache und kostengünstige Standardsensoren, wie Dehnungsmessstreifen, genutzt werden. Durch die Erfassung der Zustandsgröße kann zudem auch ein Zustand der in der Textilherstellung verwendeten Nadeln erkannt werden. Beispielsweise kann so eine Prognose zu einer Restlebensdauer, einem Nadelbruch und/oder einem Fadenriss durchgeführt werden. Dafür kann das Nadelsystem eine entsprechende Auswertvorrichtung aufweisen. So können unnötige Kosten und Anlagenstillstandzeiten vermieden werden, beispielsweise indem auf Basis der Prognose rechtzeitig gewartet und/oder ausgetauscht wird. Die Prognose erlaubt dabei eine entsprechende Planung.

Die Zustandsgröße erlaubt auch eine Visualisierung einer Textilherstellung, insbesondere eine Visualisierung einer tatsächlichen Maschenherstellung. Auf Basis der Zustandsgröße kann beispielsweise eine tatsächliche Raumlage der Fadenführung, insbesondere auf Basis einer Verformung des Nadelkörpers, berechnet werden. Diese Fadenführung kann visualisiert werden und/oder auf deren Basis die tatsächlich hergestellten Maschen berechnet werden. Dadurch kann eine sehr detaillierte Qualitätsanalyse des Textils ermöglicht werden. Zudem können hierdurch neue Kenngrößen bei der Textilherstellung analysiert werden, um die Textilherstellung weiter zu optimieren. Auch dies kann jeweils beispielsweise mittels der Auswertvorrichtung erfolgen.

Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise einen Signalwandler aufweisen, welcher mit dem Sensor verbunden ist. Der Signalwandler kann beispielsweise nicht an dem Nadelkörper befestigt sein, sondern beispielsweise an einem den Nadelkörper haltenden Element, wie beispielsweise an einer Legebarre oder Nadelbarre. Die jeweiligen Sensoren der Sensorvorrichtung können beispielsweise über die Textilherstellungsmaschine per Induktion, Schleifkontakt oder einem Stromanschluss mit elektrischer Energie versorgt werden. Ebenso können jeweilige Sensorsignale übertragen werden. Die Sensorsignale können aber auch per Funk übertragen werden. Die Sensorvorrichtung kann beispielsweise einen Kondensator und/oder eine Batterie an dem Nadelkörper aufweisen, um den Sensor mit Strom zu versorgen. Die Batterie und/oder der Kondensator können beispielsweise über die Textilherstellungsmaschine per Induktion, Schleifkontakt oder einem Stromanschluss geladen werden. Die Batterie kann aber auch dazu ausgebildet sein, den Sensor über eine gesamte Lebensdauer des Nadelkörpers mit elektrischer Energie zu versorgen oder zwischenzeitlich ausgetauscht zu werden. Jeweilige Sensoren können beispielsweise auch über eine Wirkung des Fadens, beispielsweise durch induzierte Spannung in dem Nadelkörper und/oder dem Sensor aufgrund einer periodischen Verformung, mit Energie versorgt werden. Alternativ oder zusätzlich können die jeweiligen Sensoren beispielsweise auch mittels elektromagnetischer Wellen mit Energie versorgt werden. In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, eine auf den Nadelkörper wirkende Fadenspannung und/oder eine Verformung des Nadelkörpers als Zustandsgröße zu erfassen. Dadurch kann besonders gut auf eine Textilqualität und einen Verschleiß des Nadelkörpers geschlossen werden. Zur Bestimmung der auf den Nadelkörper wirkenden Fadenspannung und/oder der Verformung des Nadelkörpers kann ein Sensorsignal umgerechnet werden, beispielsweise mittels einer Kl und/oder in Abhängigkeit von Zustandsdaten und/oder Steuersignalen der Textilherstellungsmaschine. Beispielsweise kann eine Dehnung einer Verformung des Nadelkörpers in einer bestimmten Richtung zugeordnet werden, da die relative Fadenposition je nach Position der Legebarre bekannt ist. Dadurch kann einem eindimensionalen Sensorsignal, welches beispielsweise einer Kraft oder einer Dehnung entspricht, eine Raumrichtung zugeordnet werden.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Zustandsgröße des Nadelkörpers mittels eines elektroresi- stiven Messprinzips zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich ist die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet, die Zustandsgröße des Nadelkörpers mittels eines kapazitiven Messprinzips zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich ist die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet, die Zustandsgröße des Nadelkörpers mittels eines piezoelektrischen Messprinzips zu erfassen. Es kann nur ein oder auch mehrere der genannten Messprinzipien zusammen zur Erfassung genutzt werden. Bei der Nutzung eines elektroresistiven Messprinzips kann eine Änderung eines elektrischen Widerstands erfasst werden, beispielsweise aufgrund einer Verformung. Bei der Nutzung eines kapazitiven Messprinzips kann eine Änderung einer elektrischen Kapazität erfasst werden, wodurch beispielsweise Drücke und Beschleunigungen erfasst werden können. Bei der Nutzung eines piezoelektrischen Messprinzips kann aufgrund einer Verformung eine elektrische Spannung erzeugt werden, wodurch beispielsweise Verformungen, Drücke und Beschleunigungen erfasst werden können. Insbesondere kann die Sensorvorrichtung einen Dehnungsmessstreifen als Sensor aufweisen. Ein Dehnungsmessstreifen kann zur Erfassung von dehnenden und stauchenden Verformungen ausgebildet sein. Der Dehnungsmessstreifen ändert beispielsweise bei Verformung seinen elektrischen Widerstand. Der Dehnungsmessstreifen ist besonders kostengünstig und besonders gut für die Verformungsmessung des Nadelkör- pers geeignet. Der Dehnungsmessstreifen kann beispielsweise als Rosetten-Dehnungs- messstreifen ausgebildet sein. Ein Rosetten-Dehnungsmessstreifen kann eine Kombination von mehreren Dehnungsmesstreifen auf einem Träger sein. Dadurch können Verformungen in mehrere Raumrichtungen erfasst werden. Durch den gemeinsamen Träger der Rosetten-Dehnungsmessstreifen als Sensor besonders einfach an dem Nadelkörper angebracht werden. Weitere mögliche Sensortypen, welche bei dem Nadelsystem eingesetzt werden können, sind beispielsweise Impedanzsensoren, Lagesensoren und Beschleunigungssensoren.

Es kann bei dem Nadelsystem vorgesehen sein, dass die Sensorvorrichtung dazu ausgebildet ist, mehrere Sensorsignale von unterschiedlichen Sensorarten zu fusionieren. Die Fusion kann beispielsweise eine analytische Verarbeitung oder ein statistischer Vergleich von zwei Sensorsignalen miteinander sein, wobei die zwei Sensorsignale von unterschiedlichen Sensortypen erzeugt wurden. Dadurch können zusätzliche Zustandsinformationen ermittelt werden. Beispielsweise kann eine Erfassung mittels eines Dehnungsmessstreifens und mittels einer Impedanzmessung kombiniert werden. Dadurch kann beispielsweise zwischen einem Nadelverschleiß, beispielsweise aufgrund von Materialabtrag und/oder Ermüdung, und einer Fadenspannungsänderung, beispielsweise aufgrund eines Fadenbruchs, einer Änderung der Fadeneigenschaften und/oder auch einer Verarbeitung durch die Textilherstellungsmaschine, unterschieden werden. Beispielsweise kann die Sensorvorrichtung auch einen Temperatursensor aufweisen. Durch eine Fusion mit einer erfassten Verformung des Nadelkörpers kann eine Änderung in einer Nadelkörperform aufgrund äußerer Kräfte von einer Verformung aufgrund einer Erwärmung unterschieden werden. Dadurch können besonders genaue Aussagen zum Nadelzustand und zur Textilqualität ermöglicht werden. Durch die Sensorfusion können zusätzliche Informationen zu einem Status der Nadel und deren Leistungsfähigkeit ermöglicht werden.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass der Nadelkörper einen Befestigungsbereich und einen Fadenkontaktbereich aufweist. Der Befestigungsbereich kann ein Bereich des Nadelkörpers sein, welcher dazu ausgebildet ist, den Nadelkörper an der Textilherstellungsmaschine zu befestigen. Beispielsweise kann der Na- delkörper mit dem Befestigungsbereich an einer Legebarre oder einer Nadelbarre lagerbar sein. Der Befestigungsbereich kann beispielsweise als H-förmiger Endbereich ausgebildet sein. Der Fadenkontaktbereich kann dazu ausgebildet sein, das Sensorsignal des Sensors zu übertragen, beispielsweise an den Signalwandler. Der Fadenkontaktbereich kann beispielsweise ein Bereich sein, welcher bei der Textilherstellung den Faden kontaktiert, wie eine Durchgangsöffnung oder ein Haken. Beispielsweise kann der Fadenkontaktbereich ein Nadelauge oder einen Haken aufweisen. Der Fadenkontaktbereich kann aber auch als gerader Endbereich ausgebildet sein. Der Fadenkontaktbereich und der Befestigungsbereich können unmittelbar miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann aber auch zwischen dem Fadenkontaktbereich und dem Befestigungsbereich ein Verbindungsbereich vorgesehen sein. Der Befestigungsbereich und der Fadenkontaktbereich, optional auch der Verbindungsbereich, können zusammen einstückig ausgebildet sein. Der gesamte Nadelkörper kann beispielsweise einstückig ausgebildet sein. Der Fadenkontaktbereich kann aber auch beispielsweise durch ein separates Teil gebildet sein, welches an dem Fadenkontaktbereich befestigt ist, insbesondere dauerhaft befestigt und/oder optional über den Verbindungsbereich. Mittels der Sensorvorrichtung kann beispielsweise eine Zustandsgröße von jedem Bereich oder nur bestimmten Bereichen des Nadelkörpers erfasst werden. Beispielsweise kann eine Verformung des gesamten Nadelkörpers oder nur des Befestigungsbereichs oder des Fadenkonatktbereichs erfasst werden. Die Sensorvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Verformung örtlich aufgelöst zu erfassen.

Der Sensor kann in dem Fadenkontaktbereich oder benachbart zu dem Fadenkontaktbereich angeordnet sein. Dadurch können besonders gut für die Qualität des Textils und für den Verschleiß der Nadel relevante Zustandsgrößen erfasst werden, insbesondere nah oder direkt an einem dafür besonders relevanten Bereich des Nadelkörpers. Beispielsweise kann der Sensor auf einem Teil oder Teilbereich befestigt sein, welches das Nadelauge ausbildet. Der Sensor kann beispielsweise auch an dem Zwischenbereich befestigt sein. Der Sensor kann beispielsweise nur die Zustandsgröße an der Stelle erfassen, an welcher dieser an dem Nadelkörper angeordnet ist. Durch eine bekannte Kontaktstelle des Fadens mit dem Nadelkörper, beispielsweise immer an dem Nadelauge, kann auf Basis einer bekannten Sensorpositionierung von der gemessenen Zustandsgröße auf die Zustandsgröße im Fadenkontaktbereich geschlossen werden. Durch die Verformung des Fadenkontaktbereichs, insbesondere relativ zu dem Befestigungsbereich, kann eine Position des Fadens bei der Textilherstellung bestimmt werden. Dadurch kann direkt auf die tatsächliche Fadenanordnung in dem hergestellten Textil und damit auch dessen Qualität geschlossen werden.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass das Nadelsystem dazu ausgebildet ist, ein Sensorsignal des Sensors wenigstens von dem Sensor an die Auswertvorrichtung und/oder einen Datenspeicher des Nadelsystems wenigstens teilweise drahtlos zu übertragen. Dadurch kann das Nadelsystem mit geringem Aufwand an Textilherstellungsmaschinen nachgerüstet werden. Beispielsweise kann das Sensorsignal von dem Sensor wenigstens an den Signalwandler drahtlos übertragen werden. Der Signalwandler kann auch in dem Sensor integriert sein und das gewandelte Sensorsignal dann direkt drahtlos an die Auswertvorrichtung übertragen werden. Für die drahtlose Übertragung kann eine Funkverbindung genutzt werden. Beispielsweise kann das Sensorsignal mittels Bluetooth, WLAN oder einem anderen Funkstandard übertragen werden. Alternativ kann das Sensorsignal auch komplett kabelgebunden übertragen werden. Eine solche Signalübertragung ist besonders robust und einfach. Der Datenspeicher kann ein Datenspeicher des Nadelsystems sein, insbesondere ein Speicherbaustein oder eine Festplatte der Auswertvorrichtung. Der Datenspeicher kann auch ein zentraler Server sein. So können Sensorsignale zentral und/oder für mehrere Textilherstellungsmaschinen gemeinsam effizient ausgewertet werden.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass das Nadelsystem eine Auswertvorrichtung aufweist. Die Auswertvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße einen Qualitätskennwert des hergestellten Textils zu bestimmen. Dadurch kann die Qualität des hergestellten Textils kategorisiert werden. Zudem kann so Ausschuss bei der Textilherstellung einfach identifiziert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertvorrichtung dazu ausgebildet sein, ein Steuersignal für die Textilherstellungsmaschine zu bestimmen. Das Steuersignal kann beispielsweise dazu dienen, eine Verformung des Nadelkörpers zu kompensieren, um eine möglichst gleichbleibende Qualität bei der Textilherstellung zu erreichen. Ebenso kann das Steuersignal auch so bestimmt werden, dass ein Nadelbruch und/oder ein Fa- denbruch verhindert werden oder automatisch die Herstellung bei einem solchen Nadelbruch und/oder Fadenbruch gestoppt wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Auswertvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Verschleißzustand des Nadelkörpers zu bestimmen. So kann die Nadel rechtzeitig repariert oder ausgetauscht werden. Der Verschleißzustand kann beispielsweise auch auf einer Prognose beruhen, wann die Nadel ausfallen wird.

Die Auswertvorrichtung kann beispielsweise als Computer ausgebildet sein. Die Auswertvorrichtung kann mit der Sensorvorrichtung verbunden sein, um die erfasste Zustandsgröße zu erhalten und/oder um das Sensorsignal zu erhalten. Die Auswertvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, Signale, insbesondere Steuersignale, an eine Steuervorrichtung der Textilherstellungsmaschine zu übermitteln. Die Auswertvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, jeweilige bestimmte Werte zu speichern, insbesondere in Verbindung mit der erfassten Zustandsgröße des Nadelkörpers und/oder von Steuerzuständen der Textilherstellungsmaschine. Die Auswertvorrichtung kann beispielsweise die Werte auf Basis von einer analytischen und/oder statistischen Auswertung bestimmen.

In einer Ausführungsform des Nadelsystems ist es vorgesehen, dass die Auswertvorrichtung die Qualitätskenngröße des hergestellten Textils und/oder das Steuersignal für die Textilherstellungsmaschine Kl-basiert bestimmt. Die Kl kann beispielsweise ein künstliches neuronales Netz aufweisen. Dafür kann auf der Auswertvorrichtung eine Kl implementiert sein, insbesondere eine zuvor trainierte Kl. Die Kl kann beispielsweise mit historischen Messwerten der Zustandsgröße des Nadelkörpers als Eingabedaten und manuell bestimmten Qualitätskenngrößen und/oder automatisch bestimmten, insbesondere mittels Videoanalyse automatisch bestimmten, Qualitätskenngrößen, sowie manuell bestimmten Steuersignalen und/oder anderweitig bestimmten Steuersignalen als Ausgabedaten trainiert werden. Die Kl kann beispielsweise auch mittels in Simulationen bestimmten Zustandsgröße des Nadelkörpers und mittels in Simulationen bestimmten Qualitätskenngrößen trainiert werden. Ebenso können alternativ oder zusätzlich als Ausgabedaten für das Training auch manuell, automatisch, insbesondere mittels Videoanalyse, und/oder mittels Simulationen bestimmte Verschleißzustände des Nadelkörpers genutzt werden. Durch die Kl kann mit geringem Rechenaufwand und auch ohne umfangreichen Aufwand und Programmierung die Auswertung realisiert werden. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trainieren einer Kl-basierten Auswertvorrichtung des Nadelsystems gemäß dem ersten Aspekt. Entsprechende Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts können auch Merkmale und Vorteile des weiteren Aspekts und umgekehrt bilden.

Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Herstellens von Textil mittels der Textilherstellungsmaschine auf. Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Erfassens von einer Zustandsgröße des Nadelkörpers, welche eine Auswirkung auf die Beschaffenheit eines mit dem Nadelsystem hergestellten Textils hat, mittels der Sensorvorrichtung des Nadelsystems auf. Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Bestimmens eines Qualitätskennwerts des hergestellten Textils unabhängig von der erfassten Zustandsgröße auf. Der Qualitätskennwert wird beispielsweise durch eine Videoanalyse automatisch oder auch manuell durch einen Bediener der Textilherstellungsmaschine bestimmt. Das Verfahren zum Trainieren weist alternativ oder zusätzlich einen Schritt eines Bestimmens einer Steuergröße der Textilherstellungsmaschine während der Textilherstellung unabhängig von der erfassten Zustandsgröße auf. Beispielsweise kann die Steuergröße eine gegenüber der tatsächlich bei der Textilherstellung vorgegebenen Steuergröße abweichende Größe sein, bei welcher der Bediener oder eine Simulation eine bessere Textilqualität erwarten würde und/oder bei welcher ein Fadenbruch vermieden würde und/oder bei welcher ein Nadelbruch vermieden würde. Die tatsächliche Steuerung kann beispielsweise aus einer Programmierung der Textilherstellungsmaschine oder einer Maschinensteuerung ausgelesen werden. Die Steuergröße kann ein oder mehrere Steuerparameter aufweisen. Das Verfahren zum Trainieren weist alternativ oder zusätzlich einen Schritt eines Bestimmens eines Verschleißkennwerts des Nadelkörpers unabhängig von der erfassten Zustandsgröße auf. Beispielsweise kann der Nadelkörper einer Materialprüfung und/oder Sichtprüfung unterzogen werden, um dessen Verschleiß zu bestimmen und dem bestimmten Verschleiß einen Verschleißkennwert zuzuordnen. Das Verfahren zum Trainieren weist einen Schritt eines Zuordnens der erfassten Zustandsgröße zu dem bestimmten Qualitätskennwert und/oder zu der bestimmten Steuergröße und/oder zu dem bestimmten Verschleißkennwert auf. Dadurch können ein Satz von Eingabedaten und Ausgabedaten als Trainingsdaten für die Kl erzeugt werden. Ferner weist das Verfahren einen Schritt eines Trainierens der Kl der Auswertvorrichtung mit den zugeordneten Daten auf. Die Trainingsdaten können in einer Datenbank gespeichert werden, um weitere Kls trainieren zu können und/oder die Trainingsdaten weiter auswerten zu können.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Qualität eines Textils und/oder zum Steuern einer Textilherstellungsmaschine und/oder Bestimmen eines Verschleißzustands eines Nadelkörpers. Der Nadelkörper und/oder die Textilherstellungsmaschine können gemäß dem ersten Aspekt ausgebildet sein. Entsprechende Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts können auch Merkmale und Vorteile des weiteren Aspekts und umgekehrt bilden.

Dieses Verfahren kann einen Schritt eines Herstellens von Textil mittels der Textilherstellungsmaschine aufweisen. Dieses Verfahren kann einen Schritt eines Erfassens von einer Zustandsgröße eines Nadelkörpers, welche eine Auswirkung auf die Beschaffenheit eines mit dem Nadelsystem hergestellten Textils hat, aufweisen. Dieses Verfahren kann einen Schritt eines Steuerns der Textilherstellungsmaschine in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße aufweisen. Insbesondere kann dafür der mit dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt trainierten Kl die erfasste Zustandsgröße als Eingangswert zur Verfügung gestellt werden, aus welcher von der Kl eine Steuergröße als Ausgangssignal erzeugt wird. Alternativ kann die Steuergröße in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße auch analytisch bestimmt werden. Ein Zusammenhang zwischen der erfassten Zustandsgröße und einem für die Textilherstellung vorteilhaften Steuersignal kann dafür beispielsweise zuvor empirisch oder in einer Simulation bestimmt worden sein. Die Steuergröße kann dann die Textilherstellungsmaschine steuern, beispielsweise indem das Ausgangssignal an eine Steuervorrichtung der Textilherstellungsmaschine übermittelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann dieses Verfahren einen Schritt eines Bestimmens der Qualität des hergestellten Textils in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße aufweisen, insbesondere indem der mit dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt trainierte Kl die erfasste Zustandsgröße als Eingangswert zur Verfügung gestellt wird, aus welcher von der Kl ein Qualitätskennwert als Ausgangssignal erzeugt wird. Alternativ oder zusätzlich kann dieses Verfahren einen Schritt eines Bestimmens des Verschleißzustands des Nadelkörpers in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße aufweisen, insbesondere indem der mit dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt trainierten Kl die erfasste Zustandsgröße als Eingangswert zur Verfügung gestellt wird, aus welcher von der Kl ein Verschleißkennwert als Ausgangssignal erzeugt wird.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Textilherstellungsmaschine mit einem Nadelsystem gemäß dem ersten Aspekt. Entsprechende Merkmale und Vorteile des ersten Aspekts können auch Merkmale und Vorteile des weiteren Aspekts und umgekehrt bilden. Der Nadelkörper ist auswechselbar an der Textilherstellungsmaschine gehalten. Beispielsweise kann der Nadelkörper an einer beweglichen Legebarre oder einer unbeweglichen Nadelbarre der Textilherstellungsmaschine gelagert sein.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 veranschaulicht einen ersten Schritt einer Herstellung eines Textils durch eine Textilherstellungsmaschine.

Fig. 2 veranschaulicht einen zweiten Schritt der Herstellung des Textils durch die Textilherstellungsmaschine.

Fig. 3 veranschaulicht einen dritten Schritt der Herstellung des Textils durch die Textilherstellungsmaschine.

Fig. 4 veranschaulicht einen vierten Schritt der Herstellung des Textils durch die Textilherstellungsmaschine.

Fig. 5 veranschaulicht schematisch ein so hergestelltes Textil mit hoher Qualität.

Fig. 6 veranschaulicht schematisch ein so hergestelltes Textil mit Fehlerstellen, welche die Qualität senken.

Fig. 7 veranschaulicht in einer schematischen Seitenansicht einen Nadelkörper der Textilherstellungsmaschine. Fig. 8 zeigt in einer Detailansicht des Nadelkörpers gemäß Fig. 5, dass daran ein Sensor befestigt ist.

Fig. 9 zeigt in einer Detailansicht des Nadelkörpers gemäß Fig. 5, dass daran ein Sensor befestigt ist, wobei der Sensor anders als in der Ausführungsform von Fig. 8 ausgebildet ist.

Fig. 10 veranschaulicht in einer schematischen Perspektivansicht eine Verformung des Nadelkörpers gemäß Fig. 5 während der Textilherstellung, welche mit Hilfe des Sensors erfasst worden ist.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen

Fig. 1 bis Fig. 4 veranschaulichen schematisch Schritte einer Textilherstellung mittels einer Textilherstellungsmaschine aus Fäden 10. In dem gezeigten Beispiel wird ein Gewirk als Textil mittels eines Wirkprozesses hergestellt. Die Textilherstellungsmaschine weist eine bewegliche Legebarre 12 auf, an welcher mehrere als Lochnadeln ausgebildete Nadeln 14 gelagert sind. Zudem weist die Textilherstellungsmaschine eine feststehende Nadelbarre 16 mit auf, an welcher mehrere als Hakennadeln ausgebildete Nadeln 18 gelagert sind.

Fig. 1 zeigt einen Schritt eines Unterlegens. Dabei wird die Legebarre 12 seitlich bewegt, wie durch Pfeil 20 veranschaulicht. Dadurch werden die als Kettfäden ausgebildeten Fäden 10 an den Nadeln 18 eingehakt. Fig. 2 zeigt einen darauffolgenden Schritt eines Einschwingens. Dabei wird die Legebarre 12 quer bewegt, wie durch Pfeil 22 veranschaulicht. Die Fäden 10 werden so an den Nadeln 18 entlang gezogen. Fig. 3 zeigt einen darauffolgenden Schritt eines Überlegens. Dabei wird die Legebarre 12 seitlich entgegengesetzt zu der Richtung wie in Fig. 1 bewegt, wie durch Pfeil 24 veranschaulicht. Fig. 4 zeigt einen darauffolgenden Schritt eines Ausschwingens. Dabei wird die Legebarre 12 quer entgegengesetzt zu der Richtung wie in Fig. 2 bewegt, wie durch Pfeil 26 veranschaulicht. Die Fäden 10 werden so an den Nadeln 18 entlang gezogen. Die Fäden 10 bilden so eine Masche um die Nadeln 18. Ja nach vorliegender Fadenspannung können sich dabei die Nadeln verformen und die Maschen so unerwünschter Weise unterschiedlich groß werden. Zudem können durch eine übermäßige Verformung die Nadeln 14, 18 brechen oder zumindest stark verschleißen. Ebenso kann durch eine übermäßig hohe Fadenspannung, beispielsweise weil sich die Nadeln 14, 18 unerwartet wenig verformen, die Fäden 10 reißen. Dadurch kann es zu Qualitätsschwankungen bei der Textilherstellung kommen.

In Fig. 5 ist beispielhaft ein so hergestelltes Textil mit hoher Qualität veranschaulicht. Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, ist ein Abstand 30 zwischen verschiedenen Fäden 10 bzw. eine Größe jeweiliger Maschen homogen. In Fig. 6 ist dagegen beispielhaft ein so hergestelltes Textil mit geringerer Qualität veranschaulicht, bei welchem es zu unerwünschten Abstandsabweichungen bzw. Maschengrößenänderungen gekommen ist. Beispielsweise ist bei dem Abstand 32 zu erkennen, wie dieser zwischen zwei benachbarten Fäden 10 kleiner ist und zwischen zwei danebenliegenden Fäden 10 größer. Es ergibt sich eine unerwünschte Fehlerstelle.

Fig. 7 zeigt einen Nadelkörper 70. Der Nadelkörper weist einen Befestigungsbereich 72 und einem damit fest verbundenen Fadenkontaktbereich 74 auf. Der Befestigungsbereich 72 bildet an seinem dem Fadenkontaktbereich 74 abgewandten Ende eine H-förmige Form aus, mittels welcher der Nadelkörper 70 an der Legebarre 12 befestigbar ist. Der Nadelkörper 70 ist als Lochnadel 14 ausgebildet, wobei ein als eine Durchgangsöffnung 76 ausgebildetes Nadelauge zur Fadenführung in der Detailansicht von Fig. 8 zu erkennen ist. Auf dem Fadenkontaktbereich 74 ist benachbart zu der Durchgangsöffnung 76 ein Sensor 78 auf dem Fadenkontaktbereich 74 durch eine Verklebung befestigt. Der Sensor 78 ist als Dehnungsmessstreifen ausgebildet.

Fig. 9 zeigt dazu eine Variante des Sensors 78 als weitere Ausführungsform. Der Sensor 78 gemäß Fig. 9 ist als Rosetten-Dehnungsmessstreifen ausgebildet, welcher im gezeigten Beispiel durch drei Dehnungsmessstreifen 80 gebildet ist. Diese drei Dehnungsmessstreifen 80 sind mit einem Microcontroller 82 verbunden, welcher die Messwerte der drei Dehnungsmessstreifen 80 verarbeitet. So kann nicht nur eine Verformung, sondern auch beispielsweise eine Richtung der Verformung in der Ebene, in welcher die drei Dehnungsmessstreifen 80 angeordnet sind, direkt gemessen werden. Es kann somit ein Nadelsystem für die Textilherstellungsmaschine realisiert werden, bei welchem in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße ein Qualitätskennwert des hergestellten Textils und/oder ein Steuersignal für die Textilherstellungsmaschine und/oder einen Verschleißzustand des Nadelkörpers bestimmt werden kann. Dazu weist das Nadelsystem eine Sensorvorrichtung auf, welche mittels des Sensors 78 eine Zustandsgröße erfasst. Die Sensorvorrichtung kann mit dem Sensor 78 eine Verformung des Fadenkontaktbereichs als eine Zustandsgröße des Nadelkörpers 70 erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Fadenspannung erfasst werden, welche auf den Nadelkörper 70 wirkt. Diese Zustandsgrößen haben eine Auswirkung auf die Beschaffenheit des mit dem Nadelsystem hergestellten Textils. Dadurch kann ein Herstellen eines Textils mit verminderter Qualität, wie in Fig. 6 dargestellt, vermieden oder zumindest einfach erkannt werden. Zudem kann auch ein Nadelbruch und Fadenbruch vermieden werden. Das System kann einfach an bestehenden Textilherstellungsmaschinen nachgerüstet werden, insbesondere auch an den üblicherweise daran verwendeten Nadeln.

Fig. 10 zeigt zudem, wie eine Verformung des Nadelkörpers 70, hier insbesondere des Fadenkontaktbereichs 74, in Abhängigkeit von der erfassten Zustandsgröße berechnet und auch visuell dargestellt werden kann. Zudem kann eine Oberflächenspannung des Nadelkörpers 70 berechnet werden. Gezeigt ist, wie sich der Fadenkontaktbereich 74 relativ zu dem Befestigungsbereich 72 gekrümmt verformt hat. Die Verformung wird durch das Bewegen der Legebarre 12 und die dabei an der Durchgangsöffnung 76 durch den Faden 10 auf den Fadenkontaktbereich 74 wirkende Fadenspannung verursacht. Ersichtlich ist dabei, wie dementsprechend eine tatsächliche Lage des Fadens 10 gegenüber einer als starr angenommenen Nadel verschoben ist.

Bezugszeichen

10 Fäden

12 Legebarre

14 Lochnadeln

16 Nadelbarre

18 Hakennadeln

20 - 26 Richtung Legebarrenbewegung

30, 32 Abstand

70 Nadelkörper

72 Befestigungsbereich

74 Fadenkontaktbereich

76 Durchgangsöffnung

78 Sensor

80 Dehnungsmessstreifen