Bár a textilipar körén kívül kevésbé elterjedtek, a textilkártyázógépek kiemelkedő szerepet játszanak a nyers rostok, például pamut és gyapjú tisztításában, párhuzamosításában és keverésében, miközben eltávolítják az szennyeződéseket és a rövid szálakat. A kártyázás egy folyamat, mely során éles drótfogak beágyazva stabil anyagba tisztítják és egyesítik a nyers rostokat. A kártyázás során keletkező folyamatos háló alkalmas a gyártásra. Azonban a gyakori érintkezés a karcosító nyers rostokkal élesen csökkentheti a drótfogak élességét, ami befolyásolja a kártyázási folyamatot, és csökkenti a nem szőtt anyag minőségét annyira, hogy az használhatatlanná váljon. A fogak tisztítása és cseréje költséges lehet munkaerő, alkatrész, gyártási leállás és pazarolt nyersanyag miatt.
Az Ipar 4.0 a textilipar segítségére siet a prediktív karbantartás (PdM) bevezetésével. Az AI és a gépi tanulás segítségével a PdM előre jelezheti, mikor fognak bizonyos részek meghibásodni, így a cseréjüket proaktívan időzíthetik, hogy ne késleltessék a termelést.
Mostanában a Faserinstitut Bremen Kutatóintézet (Bremen, Németország) és a Chemnitzi Műszaki Egyetem (Chemnitz, Németország) összefogott annak érdekében, hogy fejlesszenek egy Ipar 4.0 PdM digitális monitorozó rendszert a textilipar számára. Céljuk a fogak kopásának időbeli megfigyelése, valamint új lehetőségek kínálása a karbantartási előrejelzésre és a textilegyártás tervezésére.
A projektben a gépi látás és az AI erejét használták fel a fogak kopásának elemzéséhez, beleértve a foggeometria, hegyforma és sűrűség vizsgálatát, mindezek kártyázási hatékonyságot befolyásoló tényezők. Az egyik kulcselem az SVS-Vistek exo541MGE 20,3 megapixeles CMOS GigE Vision kamera volt, melyet egy Opto Engineering MC3-03X lencsével láttak el, és egy IP67 burkolattal védtek a széndioxidpor okozta károk elkerülése érdekében. Az áramellátás, adatok és vezérlés egycsatornás Ethernet kábelen keresztül történő szállítása egyszerűsítette a telepítést teszteléshez. A megfigyelt képterület körülbelül 25 x 25 mm² volt 4504 x 4504 pixel felbontással, ami 5,5 μm pixelenkénti élhosszt jelent. Ez a beállítás lehetővé tette a majdnem mikroszkopikus méretű megfigyelést. A kamera pozíciója 2 mm-rel volt a foghegyek felett, ami elegendő távolság a kamera vagy a ruházat károsodásának elkerüléséhez a tesztelés során.
A valós környezetek utánzásához a kamerát alumínium profilokból készült állványra szerelték, amely lehetővé tette annak elhelyezését olyan termelési vonalak felett, amelyek 3 méteres szélességűek. Egy léptető motor távirányítással lehetővé tette a kamera fókuszálását. Egy 800 lumenes fényerővel rendelkező megvilágító egység közvetlenül a kamera tartójára volt csatlakoztatva. A rendszer szoftvere az OpenCV SDK alapján lett fejlesztve, alkalmazva annak findContours funkcióját.
A rendszert tesztelték a Sächsisches Textil Forschungs Institut pilot gyártósorán Chemnitz-ben (STFI), majd három partnercég vonalain is. A kutatók szerint a projekt végére a képalkotó rendszer elérte a "proof of concept" állapotot. Az egyetlen hátrány az volt, hogy a partnercégek úgy találták, miközben a karbantartási ajtók nyitva voltak, hogy a kamerát egy meglévő vonal felett kell elhelyezni. Mindazonáltal, mivel az ajtókat tisztítás vagy karbantartás során úgyis ki kell nyitni, ez a menetrend elegendő volt a kopás növekedésének megfigyeléséhez.
Magasabb szintű AI teljesítmény elérése további fejlesztéseket fog igényelni. Ez magában foglalja egy kiterjedt adatbázis létrehozását a henger geometriáihoz és a kártyafog típusokhoz, adatokat a tipikus kopási mintákról és a ruházat használhatóságának korlátairól. Amint elkészül, ez az adatbázis össze lesz kapcsolva az optimális kamera pozíciójával minden előforduló henger geometria és a rajta használt ruházat kombinációjához.
Az SVS-Vistekről
Az SVS-Vistek GmbH 1987-ben alakult az optoelektronikai alkatrészek értékesítésére. 1999-ben kezdte el saját CCD és CMOS kameráinak tervezését, fejlesztését és gyártását Gilchingben, Németországban. Ma az SVS-Vistek az ipari kamerák egyik leginnovatívabb gyártója a nemzetközi jelenléttel. Az SVS-Vistek GmbH a TKH Technology vállalat része.