CN102944181B - 一种整经机整经数量及纱线直径检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种整经机整经数量及纱线直径检测系统，其包括主机处理系统、机器视觉检丝系统、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源系统、警示灯、远程监控装置、反光板、支架和整经机电控箱；主机处理系统分别与机器视觉检丝系统、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源系统、警示灯、远程监控装置和整经机电控箱电性连接；反光板、机器视觉检丝系统和人机界面显示装置均安装在支架上；人机交互手持终端与整经机电性连接。本发明实现提高产品品质及减少劳动强度和减少劳动力的目的，且大大降低了生产成本，提高了产品品质，大幅度提高了产品的竞争力。

Description

一种整经机整经数量及纱线直径检测系统

技术领域

本发明涉及一种检测系统，特别涉及一种整经机整经数量及纱线直径检测系统。

背景技术

整经机的作用是将一定数量的缠绕在经线卷上的经线均匀地卷绕在经轴上，使经轴上的若干经线紧密排列，然后送往下道工序进行纺织作业。

初始整经时把纱线用分纱针分隔开，使纱线在水平方向均匀排列，形成纱面，人工数出当前的整经数量，并且使整经数量符合生产计划要求数量；由于纱线数量太多，太细，数度太快，想用人工目检显然是不可取的，每台整经机至少要1-2名工人操作，劳动成本极高，而且品质根本没办法保证。整经机整经过程特点是（1）纱线非常细，直径从0.1MM-1.0MM；（2）纱线摆放密度高，间距只有0.8MM；（3）纱线的数量多达200-999根；（4）整经机的纱线运行数度非常快，速度为8-20米/秒；（5）整经质量要求高；因为整经数量发生差异时，将直接影响到纺织机的正常工作，如整经数量少于设定数量，会出现织出来的布宽度不够，如整经数量超出设定数量时多出来的纱线只能做报废处理，造成极大的材料浪费，如纱线的直径差异较大会造成产品薄厚不均。因上述影响，显然用人工检测是不现实的。上述几个问题给整经生产带来很大的麻烦，主要表现为生产过程中很难检测或读取纱线的数量及直径，千丝万缕，用肉眼基本没办法分辨，导致在下一个环节，织布过程中造成织出来的布密度及布面宽度受到很大影响，最终将导致产品不合格或品质低下。

发明内容

本发明提出一种整经机整经数量及纱线直径检测系统，解决了现有技术中检测并读取纱线的数量及直径困难的缺陷，其结构简单，操作方便，能精确的检测出纱线的数量及直径，提高了产品品质，减少了劳动强度。并降低了劳动成本。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种整经机整经数量及纱线直径检测系统，其包括主机处理系统、机器视觉检丝系统、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源系统、警示灯、远程监控装置、反光板、支架和整经机电控箱；

所述主机处理系统包括机器视觉检丝系统通讯信号处理模块、手持终端通讯信号处理模块、整经机纱面监测信号输出模块、人机界面通讯信号处理模块和整经机复位信号处理模块；且所述主机处理系统分别与所述机器视觉检丝系统、所述人机交互手持终端、所述人机界面显示装置、所述机器视觉光源系统、所述警示灯、所述远程监控装置和所述整经机电控箱电性连接；

所述机器视觉检丝系统包括机器视觉检丝系统通讯模块，所述人机界面显示装置包括人机界面通讯模块，所述人机交互手持终端包括手持终端通讯模块，所述整经机电控箱内设有整经机复位输入信号处理模块和整经机报警输出信号模块；

所述机器视觉检丝系统通讯信号处理模块与所述机器视觉检丝系统通讯模块电性连接，所述手持终端通讯信号处理模块与所述手持终端通讯模块电性连接，所述人机界面通讯模块与所述人机界面通讯信号处理模块电性连接，所述整经机纱面监测信号输出模块与所述整经机报警输出信号模块电性连接，所述整经机复位输入信号处理模块与所述整经机复位信号处理模块电性连接；

所述整经机报警输出信号模块与所述警示灯电性连接；

所述反光板、所述机器视觉检丝系统和所述人机界面显示装置均安装在所述支架上；

所述人机交互手持终端与所述整经机电性连接。

进一步，所述机器视觉检丝系统包括主机通讯模块、控制信号模块、整经机检丝信号处理模块、时序驱动模块、数据缓存模块、电平转换模块、图像传感器模块、模数转换模块、模拟信号处理模块和相机镜头模块模块模块。

进一步，所述主机通讯模块与所述控制信号模块电性连接，所述数据缓存模块电性连接在所述时序驱动模块和所述控制信号模块之间，所述时序驱动模块分别与所述电平转换模块、所述模数转换模块电性连接，所述电平转换模块电性连接至所述图像传感器模块上，所述图像传感器模块电性连接至所述模拟信号处理模块，所述模拟信号处理模块与所述模数转换模块电性连接；所述模数转换模块与所述数据缓存模块电性连接，所述相机镜头模块模块模块电性连接在所述图像传感器模块上。

进一步，所述机器视觉检丝系统通讯模块包括第一机器视觉检丝系统通讯模块和第二机器视觉检丝系统通讯模块。

进一步，所述支架包括顶端面、第一侧面和第二侧面，且所述支架设于所述整经机一侧，且所述反光板活动安装在所述第一侧面和所述第二侧面之间，所述机器视觉检丝系统和所述人机界面显示装置安装在所述顶端面。

进一步，所述人机界面显示装置为液晶显示器或LED显示器。

进一步，所述远程监控装置为计算机。

进一步，所述反光板与所述第一侧面之间设有夹角，所述夹角为45度。

进一步，所述机器视觉检丝系统包括相机镜头模块模块模块。

本发明利用图像识别技术和机器视觉技术检测整经机整经生产时，纱线的数量和纱线的直径，并将检测结果显示在人机界面显示装置上，给整经生产提供有效的技术依据，如实际整经数量及纱线直径与设定参数不相符时本发明将做出提示，并且发出信号，使整经机停止运行，引导操作工人解决问题，最终实现提高产品品质及减少劳动强度和减少劳动力的目的。经安装了纱线数量及纱线直径检测系统设备后，每个工人可管理4-6台整经机，大大降低了生产成本，提高了产品品质，杜绝因产品瑕疵而造成的损失，大幅度提高了产品的竞争力，对提高整经质量及后续的生产工艺意义重大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整经机整经数量及纱线直径检测系统的结构框图；

图2为本发明整经机整经数量及纱线直径检测系统的工作示意图；

图3为本发明机器视觉检丝系统的原理图；

图4为本发明主机处理系统的原理图。

标号说明：

1    主机处理系统        2    机器视觉检丝系统

3    人机交互手持终端    4    人机界面显示装置

5    远程监控装置        6    反光板

7    支架                8    整经机电控箱

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1至图4，一种整经机整经数量及纱线直径检测系统（未图示），其包括主机处理系统1、机器视觉检丝系统2、人机交互手持终端3、人机界面显示装置4、机器视觉光源系统（未图示）、警示灯（未图示）、远程监控装置5、反光板6、支架7和整经机电控箱8；所述主机处理系统1包括机器视觉检丝系统通讯信号处理模块、手持终端通讯信号处理模块、整经机纱面监测信号输出模块、人机界面通讯信号处理模块和整经机复位信号处理模块；且所述主机处理系统分别与所述机器视觉检丝系统、所述人机交互手持终端、所述人机界面显示装置、所述机器视觉光源系统、所述警示灯、所述远程监控装置和所述整经机电控箱电性连接；所述机器视觉检丝系统包括机器视觉检丝系统通讯模块，所述人机界面显示装置包括人机界面通讯模块，所述人机交互手持终端包括手持终端通讯模块，所述整经机电控箱内设有整经机复位输入信号处理模块和整经机报警输出信号模块；所述机器视觉检丝系统通讯信号处理模块与所述机器视觉检丝系统通讯模块电性连接，所述手持终端通讯信号处理模块与所述手持终端通讯模块电性连接，所述人机界面通讯模块与所述人机界面通讯信号处理模块电性连接，所述整经机纱面监测信号输出模块与所述整经机报警输出信号模块电性连接，所述整经机复位输入信号处理模块与所述整经机复位信号处理模块电性连接；所述整经机报警输出信号模块与所述警示灯电性连接；所述反光板、所述机器视觉检丝系统和所述人机界面显示装置均安装在所述支架上；所述人机交互手持终端与所述整经机电性连接。

所述主机处理系统完成对整个整经机整经数量及纱线直径检测系统的控制，并且实时对其反馈的结果做出相应的处理；通过LED显示屏实时显示设备运行状况；连接手持终端完成对设备的参数设置；与整经机进行交互通讯，判断是否进行系统复位和停止整经机的运行等功能。

所述机器视觉检丝系统把整经机纱面反射的光信号进行实时分析、特征判定和信号提取，并且将结果反馈给主机处理系统。

所述警示灯的设置，在所述机器视觉检丝系统将纱面信息反馈到主机处理系统时，通过主机处理系统的识别，如果发现纱线数量和纱线直径有误时，便会通过整经机报警输出信号模块将该错误信息反馈至警示灯，使得整经机暂停，且警示灯亮且鸣叫，以提醒工人进行维修。

所述人机界面通讯模块通过串口通讯的方式电性连接在所述人机界面通讯信号处理模块上，当然，使用者也可以根据需要选择使用其它的电性连接方式。

进一步，如图3所示，所述机器视觉检丝系统包括主机通讯模块、控制信号模块、整经机检丝信号处理模块、时序驱动模块、数据缓存模块、电平转换模块、图像传感器模块、模数转换模块、模拟信号处理模块和相机镜头模块模块模块。

所述机器视觉光源系统用于照明及信号采集，其可以是专用光源、线阵光源、面阵光源、一字光源、圆形光源、方形光源、LED光源。节能灯光源、卤素光源、单色光源、三基色光源、红外线光源、紫外线光源或X射线光源，只需达到照明及信号采集的功能即可。

进一步，所述主机通讯模块与所述控制信号模块电性连接，所述数据缓存模块电性连接在所述时序驱动模块和所述控制信号模块之间，所述时序驱动模块分别与所述电平转换模块、所述模数转换模块电性连接，所述电平转换模块电性连接至所述图像传感器模块上，所述图像传感器模块电性连接至所述模拟信号处理模块，所述模拟信号处理模块与所述模数转换模块电性连接；所述模数转换模块与所述数据缓存模块电性连接，所述相机镜头模块模块模块电性连接在所述图像传感器模块上。

进一步，所述机器视觉检丝系统通讯模块包括第一机器视觉检丝系统通讯模块和第二机器视觉检丝系统通讯模块。所述第一机器视觉检丝系统通讯模块与所述第二机器视觉检丝系统通讯模块通过串口通讯的方便电性连接在所述机器视觉检丝系统通讯信号处理模块上，当然，使用者可以根据需要选择使用其它的连接方式。

进一步，所述支架包括顶端面、第一侧面和第二侧面，且所述支架设于所述整经机一侧，且所述反光板活动安装在所述第一侧面和所述第二侧面之间，所述机器视觉检丝系统和所述人机界面显示装置安装在所述顶端面。

进一步，所述人机界面显示装置为液晶显示器或LED显示器。所述人机界面用于显示整经机纱线数量和纱线直径等相关信息，提高了人机交流能力，便于操作工人快速处理纱线数量和纱线直径不合格的问题。

进一步，所述远程监控装置为计算机。所述远程监控装置用于对整经机的运行状态进行远程监控和管理，对整个生产车间多台整经机进行统一协调管理。

进一步，所述反光板与所述第一侧面之间设有夹角，所述夹角为45度。

进一步，所述机器视觉检丝系统包括相机镜头模块模块模块。

本发明整经机整经数量及纱线直径检测系统的工作原理为：如图2所示，当整经机启动后，整经机会发出要求整经数量及纱线直径检测系统运行指令，得到信号后主机处理系统将发出启动光源，机器视觉检丝系统等，此时光源将投射在纱线表面，然后利用纱线的反光及折射原理，把光折射到标准光学镜头上，最终投射在机器视觉检丝系统的图像传感器模块上，这些信息将均匀分布在图像传感器模块的表面，此时通过机器视觉检丝系统内部的电平转换模块，把光信号转换成电信号，经模数转换模块处理后的数据送给主机处理系统，本发明主机处理系统采用的是单片机，通过单片机和数据缓存模块完成采样数据的缓存、时序驱动和采样数据的信号处理，将这些图像信息进行滤波、特征提取、求取信号平均值、加、减、乘、除等罗辑运算、模糊特征理论运算和三维成像处理，最终将提取到的实时信息与采样数据进行比对，（这里我们采用的是高分辨率，高线性的图像传感器模块，最小像素点仅有几个微米。）工作人员通过图像传感器模块每一个像素点的尺寸和每一根纱线占用图像传感器模块像素点的个数，计算出每一根纱线的直径，同时也可以得到整经的数量，正常情况下整经生产过程中同一台整经机上每一根丝线的直径都是基本相同的，利用这个特征，机器视觉检丝系统内部的CPU将所有相近直径的纱线信息做技术处理，最终发送至主机处理系统，进行进一步信息处理，最终做出判断结果，然后将检测到的纱线数量发送到人机界面显示装置上，故人机界面显示装置上显示出纱线的设定数量、纱线直径及实时数量，并显示出具体多了几根纱线或是少了几根纱线，另外主机处理系统也会实时的向远程监控计算机发送整经机的运行状况信息，以便整个整经车间的生产管理。

本发明利用图像识别技术和机器视觉技术检测整经机整经生产时，纱线的数量和纱线的直径，并将检测结果显示在人机界面显示装置上，给整经生产提供有效的技术依据，如实际整经数量及纱线直径与设定参数不相符时本发明将做出提示，并且发出信号，使整经机停止运行，引导操作工人解决问题，最终实现提高产品品质及减少劳动强度和减少劳动力的目的。经安装了纱线数量及纱线直径检测系统设备后，每个工人可管理4-6台整经机，大大降低了生产成本，提高了产品品质，杜绝因产品瑕疵而造成的损失，大幅度提高了产品的竞争力，对提高整经质量及后续的生产工艺意义重大。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种整经机整经数量及纱线直径检测系统，其特征在于，包括主机处理系统、机器视觉检丝系统、人机交互手持终端、人机界面显示装置、机器视觉光源系统、警示灯、远程监控装置、反光板、支架和整经机电控箱；

所述主机处理系统包括机器视觉检丝系统通讯信号处理模块、手持终端通讯信号处理模块、整经机纱面监测信号输出模块、人机界面通讯信号处理模块和整经机复位信号处理模块；且所述主机处理系统分别与所述机器视觉检丝系统、所述人机交互手持终端、所述人机界面显示装置、所述机器视觉光源系统、所述警示灯、所述远程监控装置和所述整经机电控箱电性连接；

所述机器视觉检丝系统包括机器视觉检丝系统通讯模块，所述人机界面显示装置包括人机界面通讯模块，所述人机交互手持终端包括手持终端通讯模块，所述整经机电控箱内设有整经机复位输入信号处理模块和整经机报警输出信号模块；

所述机器视觉检丝系统通讯信号处理模块与所述机器视觉检丝系统通讯模块电性连接，所述手持终端通讯信号处理模块与所述手持终端通讯模块电性连接，所述人机界面通讯模块与所述人机界面通讯信号处理模块电性连接，所述整经机纱面监测信号输出模块与所述整经机报警输出信号模块电性连接，所述整经机复位输入信号处理模块与所述整经机复位信号处理模块电性连接；

所述整经机报警输出信号模块与所述警示灯电性连接；

所述反光板、所述机器视觉检丝系统和所述人机界面显示装置均安装在所述支架上；

所述人机交互手持终端与所述整经机电性连接，所述机器视觉检丝系统包括主机通讯模块、控制信号模块、整经机检丝信号处理模块、时序驱动模块、数据缓存模块、电平转换模块、图像传感器模块、模数转换模块、模拟信号处理模块和相机镜头模块，所述主机通讯模块与所述控制信号模块电性连接，所述数据缓存模块电性连接在所述时序驱动模块和所述控制信号模块之间，所述时序驱动模块分别与所述 电平转换模块、所述模数转换模块电性连接，所述电平转换模块电性连接至所述图像传感器模块上，所述图像传感器模块电性连接至所述模拟信号处理模块，所述模拟信号处理模块与所述模数转换模块电性连接；所述模数转换模块与所述数据缓存模块电性连接，所述相机镜头模块电性连接在所述图像传感器模块上，所述机器视觉检丝系统通讯模块包括第一机器视觉检丝系统通讯模块和第二机器视觉检丝系统通讯模块，所述支架包括顶端面、第一侧面和第二侧面，且所述支架设于所述整经机一侧，且所述反光板活动安装在所述第一侧面和所述第二侧面之间，所述机器视觉检丝系统和所述人机界面显示装置安装在所述顶端面，所述人机界面显示装置为液晶显示器或LED显示器，所述远程监控装置为计算机，所述反光板与所述第一侧面之间设有夹角，所述夹角为45度。