專利名稱：在材料織物上自動標(biāo)記缺陷的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動檢查系統(tǒng)，特別是涉及用來標(biāo)記移動的織物(web)的系統(tǒng)和裝置，以識別缺陷的具體位置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)證明用來分析移動的織物材料的檢查系統(tǒng)對于現(xiàn)代制造過程是至關(guān)重要的。如金屬預(yù)制件、紙張、無紡制品和薄膜等各種工業(yè)依賴這些檢查系統(tǒng)來進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)證和在線過程監(jiān)控。它們主要在兩個領(lǐng)域有價值。第一，它們可以被用來實(shí)時測量和報告產(chǎn)品質(zhì)量，從而使制造過程的連續(xù)優(yōu)化成為可能。第二，它們用來識別有缺陷的材料，能夠使這種材料在運(yùn)貨到顧客之前被分離出來。不幸的是，依靠織物的性質(zhì)結(jié)合產(chǎn)品轉(zhuǎn)換的時間和位置來精確識別有缺陷的區(qū)域是很困難的。
識別有缺陷區(qū)域的方法從使用電子地圖對織物卷分級到各種標(biāo)記機(jī)構(gòu)。如果想判斷織物的批量統(tǒng)計(bulk statistic)，對織物卷分級是足夠的。然而，為了除去特定的有缺陷區(qū)域，必須再檢查織物卷。標(biāo)記器往往用于僅標(biāo)記織物的邊緣，在很多情況下這就足夠了。當(dāng)標(biāo)記在織物邊緣被識別時，一般就除去這個有缺陷的部分。不幸的是，有更多情況標(biāo)記織物的邊緣是不夠的。這些包括(1)即使邊緣有標(biāo)記也難以在后來識別的缺陷，人們很難有時間發(fā)現(xiàn)這樣的缺陷。寬的織物和小的缺陷配合形成此種情況。
(2)初始織物卷切成小卷，使得較窄的織物卷上不再存在邊緣標(biāo)記的情況。
除了這些困難，另一方面關(guān)心的是生產(chǎn)產(chǎn)品“準(zhǔn)時制”的愿望。只有當(dāng)顧客需要時才進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，允許企業(yè)減小成品庫存，這節(jié)約了消耗。然而，要達(dá)到這個目的，經(jīng)常需要制造商發(fā)展出允許在不同產(chǎn)品之間快速改變的系統(tǒng)和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
織物檢查和缺陷標(biāo)記領(lǐng)域?qū)⒌靡嬗诒鞠到y(tǒng)，通過該系統(tǒng)，標(biāo)記延遲于檢查時刻進(jìn)行。這允許僅僅標(biāo)識被認(rèn)為是與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的缺陷的瑕疵，即使此最終用途是按“準(zhǔn)時制”，即在織物最后轉(zhuǎn)變成其最終形式之前即時選擇的。
本發(fā)明提供一種表征織物的系統(tǒng)，其允許在第一時間和位置執(zhí)行織物上異常區(qū)域的識別，并允許在第二時間和位置執(zhí)行真實(shí)缺陷的定位和標(biāo)記。這使得能夠選擇與按“準(zhǔn)時制”制造的織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷。由于構(gòu)成使特定最終用途的織物的一部分不合格的缺陷的標(biāo)準(zhǔn)不再需要等同于最苛刻的最終用途的標(biāo)準(zhǔn)，減少了材料浪費(fèi)。
第一方面，本發(fā)明可被視為用于分析材料織物的特征的方法，其包含將織物的連續(xù)部分成像，用于提供數(shù)字信息；用初始算法處理該數(shù)字信息，來識別織物上包含異常的區(qū)域；在織物上放置基準(zhǔn)標(biāo)記；記錄相對于基準(zhǔn)標(biāo)記來定位所識別區(qū)域的位置信息；并使用所述位置信息和基準(zhǔn)標(biāo)記作為指導(dǎo)，施加定位標(biāo)記到織物來標(biāo)識異常中的至少一些的位置。
在該方法大多數(shù)便利的實(shí)施例中，只有符合與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷標(biāo)準(zhǔn)的異常被用定位標(biāo)記標(biāo)識。在實(shí)現(xiàn)該方法時，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)以下步驟通常是有利的從數(shù)字信息中提取識別區(qū)域，并且用至少一個后續(xù)算法分析提取的識別區(qū)域，來確定哪些異常代表與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷。采用共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請10/669,197，“通過再處理圖像信息自動檢查移動織物的裝置和方法”(案卷號58695US002)所公開的技術(shù)，這些步驟可以很方便的完成。
在剛剛提到的參考文獻(xiàn)的指導(dǎo)下，在分析識別區(qū)域之前執(zhí)行存儲或緩存常常是有利的，甚至可以到這樣的程度被存儲或緩存的信息在整個織物都被成像后進(jìn)行分析。當(dāng)對該方法的使用者來說，在第一時間和位置執(zhí)行織物上異常區(qū)域的識別，并在第二時間和位置執(zhí)行真實(shí)缺陷的定位和標(biāo)記是很方便的時候，在放置步驟和使用步驟之間將織物卷到輥上通常也是很方便的。卷筒連同存儲的其表面異常的信息一起被運(yùn)送到方便的地點(diǎn)，在那里等待根據(jù)其應(yīng)用到特定的最終用途而做出決定。根據(jù)確定的最終用途，可以方便地將定位標(biāo)記放置在它們所標(biāo)識的異常的位置之上或附近，也可以方便地用預(yù)先確定的方式將定位標(biāo)記與其所標(biāo)識的異常隔開放置。
第二方面，本發(fā)明是標(biāo)記材料織物的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括將基準(zhǔn)標(biāo)記施加于織物的基準(zhǔn)標(biāo)記器，和用于對織物的連續(xù)部分成像來提供數(shù)字信息的檢查模塊，用初始算法處理該數(shù)字信息來識別織物上存在異常的區(qū)域，并且記錄相對于基準(zhǔn)標(biāo)記定位識別區(qū)域的位置信息。該系統(tǒng)還包括基準(zhǔn)讀取器，用于從基準(zhǔn)標(biāo)記讀取和提供定位信息；將定位標(biāo)記施加于織物的織物標(biāo)記器；以及用于控制織物標(biāo)記器的織物標(biāo)記器控制器，來使用位置信息和定位信息作為指導(dǎo)，施加定位標(biāo)記到織物上以標(biāo)識異常中的至少一些的位置。
在優(yōu)選實(shí)施例中，織物標(biāo)記器施加定位標(biāo)記來僅僅標(biāo)識符合與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷標(biāo)準(zhǔn)的異常。在這樣的實(shí)施例中，有利地安排檢查模塊以從數(shù)字信息中提取識別區(qū)域。該系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括與織物標(biāo)記器控制器關(guān)聯(lián)的處理器，以利用至少一個后續(xù)算法分析提取出的識別區(qū)域，來決定哪些異常代表與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷。
本系統(tǒng)的使用者可以在第一時間和位置執(zhí)行織物上異常區(qū)域的識別，并在第二時間和位置執(zhí)行真實(shí)缺陷的定位和標(biāo)記。在這種情況下，使檢查模塊存儲和緩存用于處理器的識別區(qū)域通常也是方便的。在一些特定實(shí)施例中，基準(zhǔn)標(biāo)記器和檢查模塊可以與第一織物處理裝置關(guān)聯(lián)，并且可以使基準(zhǔn)讀取器、織物標(biāo)記器和織物標(biāo)記器控制器與第二織物處理裝置關(guān)聯(lián)。
其它特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下文對實(shí)施例的說明以及權(quán)利要求書而變得明顯。
定義根據(jù)本發(fā)明，本申請使用中的下述術(shù)語如此定義“織物”指的是在方向有固定尺寸而在正交方向有預(yù)定或未定長度的片狀材料；“基準(zhǔn)標(biāo)記”指的是用來唯一識別特定位置的符號或數(shù)字標(biāo)識；“特定應(yīng)用”指的是基于產(chǎn)品的期望用途限定它的需求；以及“異?！敝傅氖桥c正常產(chǎn)品的偏離，可能會或不會成為缺陷，取決于它的特征和嚴(yán)重程度。


在附圖的幾張圖中，相似部分采用相似的附圖標(biāo)記，并且附圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性系統(tǒng)的示意圖；附圖2示出了與本發(fā)明結(jié)合使用的基準(zhǔn)標(biāo)記的方便形式；以及附圖3示出了適于與本發(fā)明結(jié)合使用的織物標(biāo)記器的一部分的透視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參看附圖1，示出了通過根據(jù)本發(fā)明的示范性方法20的材料和信息流的示意圖。與本發(fā)明的實(shí)施相關(guān)的裝置和方法20一般可以被認(rèn)為是兩個不同的模塊，檢查模塊24和標(biāo)記模塊26。檢查模塊24和標(biāo)記模塊26如圖1所示的分離不是本發(fā)明必需的，盡管最優(yōu)選的實(shí)施例中多數(shù)是這樣安排的。
處理過程從第一階段28開始。檢查模塊24適合作用于沿D1方向移動的織物材料30。如下文將要詳細(xì)說明的，許多不同的織物材料都適合使用本發(fā)明。
優(yōu)選的，可以在檢查模塊24的開始處提供對織物30的導(dǎo)向(steering)，當(dāng)在這種情況下時可以使用邊緣傳感器32，其信息反饋到任何方便的織物導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。然后織物30在相機(jī)34下面被引導(dǎo)，相機(jī)34放置在能夠?qū)椢?0被照明設(shè)備36照亮的地方成像的位置。盡管附圖顯示織物是用反射光照明，也可以使用透射光或透反射光。
來自相機(jī)34的數(shù)字信息被傳送到處理器38中，處理器38用初始算法處理數(shù)字信息以識別織物30上包含異常的區(qū)域。在大多數(shù)優(yōu)選實(shí)施例中，處理器38使用簡單的初始算法，該算法可以實(shí)時運(yùn)行并且至少能夠識別異常區(qū)域。然后處理器38為了以后的考慮從數(shù)字信息中提取被識別的區(qū)域。在這些實(shí)施例中，該方法包括使用至少一個后續(xù)算法分析提取出的被識別區(qū)域，來確定哪些異常代表了相對于織物預(yù)期的最終用途而言的真實(shí)缺陷。這種分析可以用檢查模塊24、或標(biāo)記模塊26、或合適的中間模塊來進(jìn)行，取決于提取應(yīng)用，可以從任何這些可能性中產(chǎn)生優(yōu)點(diǎn)。無論如何，在分析前存儲和緩存被識別的區(qū)域常常是優(yōu)選的。
在執(zhí)行本發(fā)明的方法時，需要在織物30上放置基準(zhǔn)標(biāo)記40，然后記錄定位關(guān)于這些基準(zhǔn)標(biāo)記40的被識別區(qū)域的位置信息。基準(zhǔn)標(biāo)記40可以在進(jìn)入檢查模塊24前放置在織物30上，在這種情況下處理器38可以被編程為在它們被相機(jī)34成像時進(jìn)行記錄。替換地，如附圖1描述的，基準(zhǔn)標(biāo)記40可以通過基準(zhǔn)標(biāo)記器42被施加在織物30上，并通過處理器38以一種替換方式結(jié)合到位置信息中。不論是在對織物30成像的步驟之前還是之后在織物30上放置基準(zhǔn)標(biāo)記40，處理器38記錄根據(jù)基準(zhǔn)標(biāo)記40定位被識別信息的位置信息。
對于織物30的一些特殊的最終用途，可以優(yōu)選沿著織物的邊緣在與異?；蜃R別缺陷對應(yīng)的位置放置標(biāo)記。如果是這種情況，可以使用任選的側(cè)面標(biāo)記器44來施加這種標(biāo)記。
一旦織物30穿過檢查模塊24，就進(jìn)入了中間階段46。在這點(diǎn)上，織物30已經(jīng)用基準(zhǔn)標(biāo)記40被標(biāo)記，并且已經(jīng)產(chǎn)生了至少一張電子地圖50(在附圖中概念化為對應(yīng)的物體)，以記錄關(guān)于基準(zhǔn)標(biāo)記40對被識別區(qū)域(在附圖中以附圖標(biāo)記52表示)定位的位置信息。至少存在一張電子地圖50，并可能多于一張(總稱為50a)。如果初始算法或者任選的后續(xù)算法在這個時間確定哪些異常代表與多于一個的織物預(yù)期最終用途相關(guān)的真實(shí)缺陷，可能存在多于一個的電子地圖。
在本發(fā)明多數(shù)最優(yōu)選的實(shí)施例中，將到達(dá)第二中間階段54，其中織物30被卷繞在芯子56上，用以運(yùn)到方便的位置來將織物30轉(zhuǎn)變成對其預(yù)期的最終用途有用的形式。電子地圖50和/或50a也被傳送到執(zhí)行這個轉(zhuǎn)變的位置，其在附圖中示出為如磁盤58的程式化形式，盡管任何電子傳送的裝置都可以使用。
不管任選的中間階段54是否發(fā)生，織物30在D2方向運(yùn)動被放入到標(biāo)記模塊26。對織物標(biāo)記器控制器60提供至少一個對應(yīng)于特定織物30的相應(yīng)的電子地圖50?？椢飿?biāo)記控制器60進(jìn)行任選步驟，使用后續(xù)算法對電子地圖50進(jìn)行分析，以確定哪些異常代表與織物現(xiàn)在預(yù)期的最終用途相關(guān)的真實(shí)缺陷。
織物30首先穿過基準(zhǔn)讀取器62，以從基準(zhǔn)標(biāo)記40中讀取和提供定位信息?；鶞?zhǔn)讀取器62將此定位信息傳遞到織物標(biāo)記器控制器60。織物標(biāo)記器控制器60執(zhí)行程序以形成計劃，來施加定位標(biāo)記到織物上識別至少一部分異常的位置，使用位置信息和定位信息作為指導(dǎo)。然后織物標(biāo)記器控制器發(fā)送一系列指令到織物標(biāo)記器64，然后織物標(biāo)記器64施加定位標(biāo)記66到織物30上。與上述討論一致，在本發(fā)明的大部分實(shí)施例中，只有那些符合與織物預(yù)期的最終用途相關(guān)的真實(shí)缺陷標(biāo)準(zhǔn)的異常被用定位標(biāo)記66標(biāo)識。在本發(fā)明的很多優(yōu)選實(shí)施例中，定位標(biāo)記66位于所標(biāo)識的異常的位置之上或旁邊。然而，在一些特殊的應(yīng)用中將定位標(biāo)記66以預(yù)先確定的方式與其所標(biāo)識的異常隔開放置。
現(xiàn)在參看附圖2，示出了關(guān)于本發(fā)明使用的基準(zhǔn)標(biāo)記40的方便形式。這些標(biāo)記貫穿織物的長度以規(guī)則間隔設(shè)置。完全的基準(zhǔn)標(biāo)記40包括一個或多個基準(zhǔn)定位標(biāo)記82、84，它們在織物中準(zhǔn)確定位特定位置；和條形碼80，它將每個基準(zhǔn)定位標(biāo)記82和84用唯一的標(biāo)識符方便的編碼。因此，基準(zhǔn)定位標(biāo)記82、84對位置精確地定位而條形碼唯一地識別那個位置，因此電子地圖可以在標(biāo)記操作期間與物理織物再同步。
附圖3是適于本發(fā)明使用的織物標(biāo)記器64的一個例子的部分透視圖?？椢飿?biāo)記器64包括機(jī)架86和裝配電纜連接器88，裝配電纜連接器88用來連接包括織物標(biāo)記器控制器60的其它裝置(未示出)。安裝在機(jī)架86上的還有一系列噴墨模塊90，在每個噴墨模塊90上有一系列噴嘴92。噴墨模塊90方便地以兩排交錯安裝，從而覆蓋織物的寬度，即使寬的織物也可以用這樣的方式提供，通過替換單個有故障的噴墨模塊90而解決故障，而不是分解整個機(jī)構(gòu)。噴墨模塊90的實(shí)際操作機(jī)構(gòu)是為本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員所知的常規(guī)設(shè)備。
織物材料根據(jù)本發(fā)明，連續(xù)移動的織物可以包括具有預(yù)定寬度和厚度以及預(yù)定或未定長度的任意片狀材料。能夠光學(xué)成像的以織物形式提供的材料是適合本發(fā)明使用的材料?？椢锊牧系睦影?但不局限于)金屬、紙張、機(jī)織織物、無紡布、玻璃、聚合物薄膜以及它們的結(jié)合。金屬可以包括如鋼或鋁的材料。機(jī)織織物通常包括各種紡織品。無紡布包括例如紙張、過濾介質(zhì)或絕緣材料的材料。薄膜包括例如透明的或不透明的聚合物薄膜，包括復(fù)合薄膜和涂覆薄膜。
特別適合使用本發(fā)明來解決的一種檢查問題的類型是光學(xué)薄膜的檢查。例如用于電腦顯示表面的薄膜，細(xì)微的缺陷對于一次幾個小時觀看顯示的使用者來說能夠顯得突出。有時，準(zhǔn)確確定在這種使用中的哪種缺陷對于使用者來說是難以接受地繁重，以及確定哪種缺陷是無害的，是非常復(fù)雜的。下文將詳細(xì)提出一種用來減小這種判斷的復(fù)雜性的方案。
檢查問題的第二種類型是柔性電路織物的檢查。本發(fā)明特別適合處理在柔性電路上的個體電路具有在柔性基底上沉積或形成的重復(fù)電路圖案的復(fù)雜情況?？椢锏湫偷鼐哂卸鄠€個體電路，每個個體電路包括各種以任意圖案安排的小部分。個體電路在后面用例如沖切的方法與織物分離，以在離散電路應(yīng)用中使用。
對于適合本發(fā)明的許多應(yīng)用，織物材料或組合材料優(yōu)選具有適用涂層。能夠光學(xué)成像的涂層適合用于本發(fā)明。涂層通常施加在基底織物材料的暴露表面上。涂層的例子包括粘合劑、光密度涂層、低附著力背部涂層、金屬噴涂涂層、旋光性涂層、導(dǎo)電或絕緣涂層，或者它們的組合。涂層可以施加在織物材料的至少一部分或全部覆蓋基底織物材料的表面。
圖像獲取通過使用常規(guī)的成像設(shè)備完成圖像獲取，所述成像設(shè)備能夠讀取移動織物的連續(xù)部分并以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的形式提供輸出。對本發(fā)明來說，成像設(shè)備可以包括直接提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的相機(jī)或帶有附加的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的模擬相機(jī)。另外，其它傳感器例如激光掃描器可以用作成像設(shè)備?？椢锏倪B續(xù)部分表示數(shù)據(jù)優(yōu)選地通過線的連續(xù)得到。線包括連續(xù)移動的織物上光學(xué)地映射到一排或多排傳感器單元或象素的區(qū)域。適合用來獲得圖像的設(shè)備例如包括行掃描相機(jī)，如Perkin Elmer(Sunnyvale，Calif.)的Model #LD21，Dalsa(Waterloo，Ontario，Canada)的Piranha Models，或者Thompson-CSF(Totawa，N.J.)的Model#TH78H15。其它例子包括Surface Inspection Systems GmbH(Munich，Germany)的激光掃描器，與模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器連接。
圖像可以通過使用參與成像獲取的光學(xué)設(shè)備而任意得到。該設(shè)備可以是相機(jī)的一部分，或從相機(jī)分離。在成像過程中，光學(xué)設(shè)備利用反射光、透射光或透反射光。
異?；蛉毕輽z測在采集后，使用常規(guī)的缺陷檢測處理，或采用在共同未決和共同轉(zhuǎn)讓的美國專利申請10/669,197，“通過再處理圖像信息自動檢查移動織物的裝置和方法”(案卷號58695US002)所公開的技術(shù)，對圖像進(jìn)行處理。后者的技術(shù)通常首先采用執(zhí)行初級檢查的系統(tǒng)，典型地是不太精密的算法。初級檢查產(chǎn)生關(guān)于織物上包含異常的區(qū)域的圖像信息。所述異常中有些是有缺陷的，但是很多可能是“誤判(false positive)”，或者是不為缺陷的異常。實(shí)際上，有些區(qū)域在產(chǎn)品用于特定用途時可能是缺陷的，但在其它用途使用時是無缺陷的。為了有效地將實(shí)際缺陷與異常分開，初始的圖像信息在后面被重新考慮，并受到至少一種不同的更加精密的圖像處理和缺陷提取算法的處理。
本發(fā)明采用的缺陷檢測算法或異常檢測算法包括那些在織物檢查領(lǐng)域常規(guī)使用的算法。在織物檢測系統(tǒng)建立領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)⒁环N或更多種算法與特定織物和缺陷類型相匹配，以達(dá)到期望的缺陷檢測的精度水平。合適算法的非限制性的例子包括鄰域平均法、鄰域分級法、對比度擴(kuò)展、各種單一的或二重的圖像操作，例如拉普拉斯算子濾波、蘇貝爾算子、高通濾波和低通濾波的數(shù)字濾波，紋理分析、分形分析，例如傅里葉變換和子波變換的頻率處理，卷積、形態(tài)處理、閾值、連通分支分析、斑點(diǎn)處理、斑點(diǎn)分類，或者它們的組合。
在優(yōu)選實(shí)施例中，在處理的第一階段采用異常檢測，使用選擇的算法處理一張電子地圖。在這個處理步驟中織物材料被卷繞成一個最終卷。接著電子地圖和織物根據(jù)期望的最終用途被檢查。對于期望的最終用途是真實(shí)缺陷的異常在織物上使用定位標(biāo)記來標(biāo)識，如下文將進(jìn)一步說明的。
從圖像信息中提取的異?；蛉毕菪畔?，被存儲在方便的數(shù)據(jù)存儲機(jī)構(gòu)中，以供后面的標(biāo)記處理中傳送和使用。存儲機(jī)構(gòu)的例子包括各種計算機(jī)文件和數(shù)據(jù)庫格式。優(yōu)選的方法使用諸如Microsoft公司(Redmond，WA)的Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫。
基準(zhǔn)標(biāo)記基準(zhǔn)標(biāo)記和關(guān)聯(lián)的條形碼可以在織物材料上留下印記，這可使用許多不同的方法，包括墨水標(biāo)記、激光打印、機(jī)械壓印設(shè)備或其它類似方法。標(biāo)記能夠可靠地施加，并且生產(chǎn)織物的速度以及標(biāo)記被容易地感測出，以及在后續(xù)操作中條形碼被容易地讀出，是重要的。一種合適的印刷設(shè)備的例子是Linx Printing Technologies(Cambridgeshire，UK)的Model 6800噴墨印刷機(jī)，一種合適的條形碼讀取器是DVTCorporation(Duluth，Georgia)的Model 530。
缺陷定位標(biāo)記在初始檢查和基準(zhǔn)定位標(biāo)記應(yīng)用后的某時，通過檢查系統(tǒng)確定的產(chǎn)品缺陷能夠被標(biāo)記，以供容易的識別和去除用。取決于織物材料和生產(chǎn)條件，許多不同的標(biāo)記機(jī)構(gòu)和標(biāo)記構(gòu)造都可以是合適的。然而，標(biāo)記方法優(yōu)選能夠施加標(biāo)記離織物上的實(shí)際產(chǎn)品缺陷的位置充分近的方法。已經(jīng)證明陣列形式的標(biāo)記器特別有效，但位置受控的標(biāo)記器也是合適的。一種對于薄膜產(chǎn)品特別方便的方法是使用油墨標(biāo)記器陣列，例如Matthews of Pittsburg，Pennsylvania的Model MS610。
在標(biāo)記操作期間，當(dāng)織物穿過系統(tǒng)時，基準(zhǔn)標(biāo)記被有規(guī)則的感測并且關(guān)聯(lián)的條形碼被讀取。條形碼和基準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)合使得能夠精確地將織物的物理位置記錄到在電子地圖中識別的異?；蛉毕?。規(guī)則的再記錄保證了正在進(jìn)行的記錄的精度。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠通過常規(guī)的物理坐標(biāo)變換技術(shù)建立再記錄。由于物理織物此時已經(jīng)被記錄到電子地圖中，特定異常或缺陷的物理位置就被得知。在缺陷或異常的物理位置隨后在經(jīng)過標(biāo)記單元被識別為是真實(shí)缺陷的情況下，在織物上施加標(biāo)記。標(biāo)記類型和位于或接近于缺陷的標(biāo)記的準(zhǔn)確位置可以基于織物材料、缺陷分類、解決缺陷所需的織物處理、和織物的預(yù)期最終用途而被選擇。在使用陣列形式的油墨標(biāo)記器的情況下，標(biāo)記器的觸發(fā)(fire)優(yōu)選取決于當(dāng)缺陷經(jīng)過織物下方的單元時它們在織物的交叉位置。采用這種方法，小于1mm的標(biāo)記精度已經(jīng)在生產(chǎn)率大于150英尺/分鐘的高速織物上勻稱地達(dá)到。然而，超過100米/分鐘的更高速度織物也在本發(fā)明的能力之內(nèi)。
例1model 6800 Lynx印刷機(jī)適合作為基準(zhǔn)標(biāo)記器沿著織物的邊緣印刷，并且被用于在移動的聚合物織物上印刷基準(zhǔn)標(biāo)記。這些基準(zhǔn)標(biāo)記中的每一個包括條形碼以及基準(zhǔn)位置，如附圖2所說明的。聚合物織物由5密爾(mil)厚度的透明聚酯形成，該聚酯可以從3M Company，St.Paul，MN商業(yè)購得。
帶有基準(zhǔn)標(biāo)記的織物然后被引導(dǎo)到檢查模塊來對織物的連續(xù)部分成像。該成像通過Model AT71XM2CL4010-BA0相機(jī)完成，該相機(jī)可以從Atmel of San Jose，CA商業(yè)購得?？椢锿ㄟ^照明模塊用背光觀察，該照明模塊可以從Schott-Fostec，LLC，of Alexandria，VA商業(yè)購得。來自相機(jī)的數(shù)字信息被輸送給Model Precidion 530數(shù)字計算機(jī)，該計算機(jī)可以從Dell Computer Corp，of Round Rock，TX商業(yè)購得。在那里信息被初始算法處理以識別在織物上包含異常的區(qū)域。相機(jī)也將關(guān)于基準(zhǔn)標(biāo)記的信息傳遞到數(shù)字處理器。然后數(shù)字處理器提取關(guān)于被識別區(qū)域的信息，并記錄與基準(zhǔn)標(biāo)記有關(guān)的定位被識別區(qū)域的位置信息。位置信息被存儲在磁性介質(zhì)中，并且織物被卷繞在線軸上，用于后面的處理。
例2使例1的織物移動，沿著相反于織物卷繞的方向從它的線軸上退繞。其被引導(dǎo)經(jīng)過包括Model Legend 530相機(jī)的基準(zhǔn)讀取器，該相機(jī)可以從DVT of Duluth，GA商業(yè)購得。當(dāng)織物經(jīng)過基準(zhǔn)讀取器時，基于來自織物邊緣傳感器的信息，通過伺服位置控制器對織物進(jìn)行位置控制，該位置控制器可以從Accuweb of Madison WI商業(yè)購得，該邊緣傳感器為Model 1.5X3U 4043-01，同樣可以從Accuweb商業(yè)購得?？椢镌诨鶞?zhǔn)讀取器的照明由背光模塊提供，該模塊可以從Advanced Illumination ofRochester，VT商業(yè)購得。相機(jī)的輸出被引導(dǎo)到織物標(biāo)記器控制器，以便能夠獲得在織物上定位基準(zhǔn)標(biāo)記的信息，其中該控制器包括ModelPrecidion 530數(shù)字計算機(jī)，該計算機(jī)可以從Dell Computer Corp.商業(yè)購得。
還對織物標(biāo)記器控制器中的處理器提供例1中獲得的記錄的位置信息?？椢飿?biāo)記器控制器在記錄的位置信息中與來自基準(zhǔn)讀取器的定位信息結(jié)合，以形成織物的異常位置的電子地圖。
然后織物被引導(dǎo)經(jīng)過織物標(biāo)記器，該標(biāo)記器通常如附圖3中的結(jié)構(gòu)。在這個織物標(biāo)記器中，型號為Model MS610、可以從Matthews ofPittsburg，Pennsylvania商業(yè)購得的噴墨模塊以交錯的兩排安裝在機(jī)架上，并置于織物標(biāo)記器控制器的控制之下。當(dāng)根據(jù)織物異常的電子地圖，異常在織物標(biāo)記器下經(jīng)過時，一小滴黑墨水從適當(dāng)?shù)膰娚淠K中擠出到織物上，以標(biāo)記異常的位置。在一些運(yùn)行中，織物標(biāo)記器控制器被編程以引導(dǎo)織物標(biāo)記器，來在接近織物邊緣的地方以在加工方向與異常隔開可預(yù)測的距離放置標(biāo)記。在其它實(shí)驗(yàn)中，標(biāo)記被直接放置在異常上。在這些后面的情況下，在織物被退繞到2000米的長度過程中，得到不超過1mm的放置標(biāo)記在異常上的位置誤差。
例3根據(jù)例1的織物根據(jù)例2中的說明被移動和標(biāo)記，除了提供后續(xù)算法給織物標(biāo)記器控制器，該算法被設(shè)計用來將代表不適合特定預(yù)期的最終用途的實(shí)際缺陷與在電子地圖中提取的信息中的其它異常區(qū)分開。在這個運(yùn)行中，織物標(biāo)記器控制器被進(jìn)一步編程，以發(fā)送指令給織物標(biāo)記器，來僅僅對那些根據(jù)后續(xù)算法認(rèn)為是真實(shí)缺陷的異常放置定位標(biāo)記。
各種修改或改變對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是明顯的而不超出本發(fā)明的范圍和精神，并且應(yīng)當(dāng)理解，此處提供的說明性的實(shí)施例并不是對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種分析材料織物的特征的方法，包括對織物的至少一部分成像以提供數(shù)字信息；使用初始算法處理所述數(shù)字信息，以識別在織物上包括異常的區(qū)域；在織物上放置基準(zhǔn)標(biāo)記；記錄相對于基準(zhǔn)標(biāo)記定位被識別區(qū)域的位置信息；和使用所述位置信息和基準(zhǔn)標(biāo)記作為指導(dǎo)，施加定位標(biāo)記給織物以標(biāo)識異常中的至少一些的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，只有符合與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷標(biāo)準(zhǔn)的異常的位置被用定位標(biāo)記標(biāo)識。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括從所述數(shù)字信息中提取被識別的區(qū)域，并且用至少一個后續(xù)算法分析提取的識別區(qū)域，來確定哪些異常代表與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括在分析前存儲或緩存被識別的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在整個織物都被執(zhí)行了成像后對存儲或緩存的信息進(jìn)行分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在放置步驟和施加步驟之間將織物卷到輥?zhàn)由稀?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述定位標(biāo)記被放置在它們標(biāo)識的異常的位置之上或附近。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述定位標(biāo)記以預(yù)定方式與其所標(biāo)識的異常隔開放置。
9.一種標(biāo)記材料織物的系統(tǒng)，包括將基準(zhǔn)標(biāo)記施加于織物的基準(zhǔn)標(biāo)記器；檢查模塊，用于對織物的至少一部分成像以提供數(shù)字信息，用初始算法處理該數(shù)字信息來識別織物上包含異常的區(qū)域，并且記錄相對于基準(zhǔn)標(biāo)記定位所識別區(qū)域的位置信息；基準(zhǔn)讀取器，用于從基準(zhǔn)標(biāo)記讀取和提供定位信息；將定位標(biāo)記施加于織物的織物標(biāo)記器，以及織物標(biāo)記器控制器，用于控制織物標(biāo)記器，使用所述位置信息和定位信息作為指導(dǎo)，來施加定位標(biāo)記到織物上以標(biāo)識異常中的至少一些的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述織物標(biāo)記器施加定位標(biāo)記來僅僅標(biāo)識符合與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷標(biāo)準(zhǔn)的異常。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述檢查模塊以從所述數(shù)字信息中提取被識別的區(qū)域，并且其中所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括與所述織物標(biāo)記器控制器關(guān)聯(lián)的處理器，以利用至少一個后續(xù)算法分析提取出的識別區(qū)域，來確定哪些異常代表與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述檢查模塊為處理器存儲或緩存被識別的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述基準(zhǔn)標(biāo)記器和檢查模塊與第一織物處理裝置關(guān)聯(lián)，并且其中所述基準(zhǔn)讀取器、織物標(biāo)記器和織物標(biāo)記器控制器與第二織物處理裝置關(guān)聯(lián)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述織物標(biāo)記器將定位標(biāo)記放置在它們所標(biāo)識的異常的位置之上或附近。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述織物標(biāo)記器將定位標(biāo)記以預(yù)定方式與其所標(biāo)識的異常隔開放置。
16.一種標(biāo)記裝置，其使用包含相對于基準(zhǔn)標(biāo)記的織物異常的位置信息的電子地圖，來標(biāo)記具有基準(zhǔn)標(biāo)記的材料織物，該標(biāo)記裝置包括從基準(zhǔn)標(biāo)記讀取和提供定位信息的基準(zhǔn)讀取器，將定位標(biāo)記施加于織物的織物標(biāo)記器，和織物標(biāo)記器控制器，用于控制織物標(biāo)記器，使用所述位置信息和定位信息作為指導(dǎo)，來施加定位標(biāo)記到織物上以標(biāo)識異常中的至少一些的位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其中，所述電子地圖進(jìn)一步包括與織物異常的性質(zhì)有關(guān)的信息，并且其中所述織物標(biāo)記器僅僅標(biāo)記符合與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷標(biāo)準(zhǔn)的異常。
18.一種標(biāo)記材料織物的方法，該材料織物上具有基準(zhǔn)標(biāo)記和可能的織物異常，該方法包括提供包含相對于基準(zhǔn)標(biāo)記的織物異常的位置信息的電子地圖，使用所述位置信息和基準(zhǔn)標(biāo)記作為指導(dǎo)，施加定位標(biāo)記到織物上以標(biāo)識異常中的至少一些的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步包括從所述數(shù)字信息中提取被識別的區(qū)域，并且用至少一個后續(xù)算法分析提取的被識別區(qū)域，來確定哪些異常代表與織物預(yù)期的最終用途有關(guān)的真實(shí)缺陷。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，進(jìn)一步包括在分析前存儲或緩存被識別的區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求18的方法，進(jìn)一步包括在施加定位標(biāo)記前將織物卷繞到輥?zhàn)由稀?br> 全文摘要
一種用來表征織物(30)的系統(tǒng)(20)，允許在第一時間和位置執(zhí)行織物上異常區(qū)域的識別，并允許在第二時間和位置執(zhí)行真實(shí)缺陷的定位和標(biāo)記。
文檔編號G01N21/89GK101035946SQ200580019636
公開日2007年9月12日 申請日期2005年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者史蒂文·P·弗洛德爾, 詹姆斯·A·馬斯特曼, 卡洛·J·斯凱普斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司