CN103832855B - 一种自动化织物探边装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化织物探边装置，包括单片机、图像采集器、USB数据线、光耦合驱动电路、信号输出线、继电器、光源、纠偏电机、壳体、织物入口滚轮和电源，光耦合驱动电路，继电器，信号输出线均为两个。单片机安装在壳体内部，图像采集器穿过壳体底部、固定安装在壳体内、通过USB数据线与单片机连接，单片机的信号输出端分别与两个光耦合驱动电路输入端连接，两个光耦合驱动电路输出端通过信号输出线、继电器与纠偏电机连接，光源固定安装在图像采集器镜头处，织物入口滚轮固定安装在图像采集器镜头正下方、通过连接轴与纠偏电机转轴固定连接；电源为纠偏电机提供动力。本发明具有良好的适应性、灵敏度高，大大提高了织物探边的自动化程度。
Description
技术领域
本发明属于纺织机械领域，涉及一种用于探测织物边缘的装置，具体地指一种自动化织物探边装置。
背景技术
探边装置在纺织行业中起着纠正织物偏移的重要作用，其对织物产品的质量，合格率以及节省原料等方面有着重要的意义。以地毯行业为例，地毯在输送进涂胶机之前是成卷放置的，但由于各种因素的影响，成卷的地毯两端并不能保证绝对的对齐，同时因拖曳进给形成的径向张力，这就导致在输送进涂胶机时，地毯会有小幅的左右位移，而在进行涂胶时地毯的左右位移会导致胶涂在地毯两边无用的PP布上，造成用胶量的提高；同时接下来的粘接纱罗布部分中，地毯的左右位移会造成地毯的有效部分没有粘到纱罗布，造成产品合格率的下降；最后的针排部分中，地毯左右的位移可能会导致地毯两边挂不到针，从而在最后的烘干步骤中出现花纹变形的严重后果，大大影响了产品的合格率。
目前，针对织物边缘探测的装置主要有，变频红外探边器，光电探边器，机械触点式探边器等。以上几种探边装置均存在一定的局限性以及不足之处，其中红外探边器对织物边缘光滑程度有十分高的要求，且由于织物的规格的不同，要经常移动红外探边器的位置以适应不同宽度的织物，这就造成了器件自动化程度的降低；光电探边器同样存在着类似的问题，光电传感器具有高灵敏度，高反应速度等特点，但高灵敏度意味着较低的适应性，以及对纺织原料规格的高度标准化要求，就目前国内纺织行业原料来源情况来看，大部分企业为了降低成本，并不会选择某一固定规格的原料，这就造成了光电探边器适用范围的降低；最后的机械触点式探边器由于出现时间较早，以目前的产品质量要求来看，其存在反应走速慢，精度差，易出故障等缺点，已不再广泛使用。
基于以上诸多原因，因此目前仍有部分企业采用人工纠偏的方法，但该方法不仅增加了人工成本，同时工作流程单一，枯燥，对工人的工作效率有很大影响。因此，亟待研究一种能够适应大部分企业生产要求，同时又低投入的自动化织物探边装置。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明公开了一种适应性强、成本低廉的自动化织物探边装置。
本发明所采用的技术方案是：一种自动化织物探边装置，其特征在于：包括单片机、图像采集器、USB数据线、光耦合驱动电路、信号输出线、继电器、光源、纠偏电机、壳体、织物入口滚轮和电源，所述的光耦合驱动电路，信号输出线，继电器均为两个，所述的单片机固定安装在所述的壳体内部，所述的图像采集器穿过所述的壳体底部、固定安装在所述的壳体内、通过所述的USB数据线与所述的单片机连接，所述的单片机的输出端分别与所述的两个光耦合驱动电路输入端连接，所述的两个光耦合驱动电路输出端通过所述的信号输出线分别与所述的继电器连接，所述的纠偏电机通过所述的继电器与电源连接，所述的两个继电器与电源、纠偏电机所构成回路分别代表电机正转与反转回路，所述的光源固定安装在所述的图像采集器镜头处，所述的织物入口滚轮固定安装在所述的图像采集器镜头正下方、通过连接轴与所述的纠偏电机转轴固定连接；所述的电源为纠偏电机提供动力。
作为优选，所述的图像采集器为高清工业相机。
作为优选，所述的光源为LED光源。
作为优选，所述的单片机为TMS320DM642型DSP开发板。
作为优选，所述的单片机包括图像读取模块、图像边缘提取模块、边缘画线模块、边缘水平偏移量计算模块和开关信号输出模块。
作为优选，所述的所述图像边缘提取模块包括图像灰度化模块和边缘提取模块。
作为优选，所述边缘水平偏移量计算模块包括边缘水平位置定位模块和边缘水平位置对比模块。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1. 本发明采用的高清数字工业相机，其对工作现场的温度，湿度等因素要求低，且自带LED光源，对各类光照环境具有良好的适应性；
2. 本发明采用的高清数字工业相机所拍照片具有极高分辨率，对织物边缘微小的移动也能准确感应，灵敏度高；
3. 本发明采用的图像处理方式探边，对织物原料的规格没有严格要求，只需保持织物在相机可视范围内即可，不必频繁移动相机位置，大大提高了装置的自动化程度，节约了人工成本。
附图说明
图1：为本发明实施例的结构示意图。
图2：为本发明实施例的工作原理图。
图3：为本发明实施例的DSP开发板图像处理流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1，本发明所采用的技术方案是：一种自动化织物探边装置，其特征在于：包括单片机1、高清工业相机2、USB数据线3、光耦合驱动电路4、继电器5、LED光源6、纠偏电机7、壳体8、织物入口滚轮9、信号输出线11和电源12，单片机1包括图像读取模块、图像边缘提取模块、边缘画线模块、边缘水平偏移量计算模块和开关信号输出模块，所述图像边缘提取模块包括图像灰度化模块和边缘提取模块，所述边缘水平偏移量计算模块包括边缘水平位置定位模块和边缘水平位置对比模块；光耦合驱动电路4为两个，单片机1固定安装在壳体8内部，高清工业相机2穿过壳体8底部、固定安装在壳体8内、通过USB数据线3与单片机1连接，单片机1的输出端分别与两个光耦合驱动电路4输入端连接，两个光耦合驱动电路4输出端通过信号输出线11和继电器5与纠偏电机7连接，纠偏电机7通过继电器5与电源12相连，两个继电器5与电源12、纠偏电机7所构成回路分别代表电机正转与反转回路，LED光源6固定安装在高清工业相机2镜头处，织物入口滚轮9固定安装在高清工业相机2镜头正下方、通过连接轴与纠偏电机7转轴固定连接；电源为纠偏电机7提供动力，其余DSP板1，高清工业相机2，光耦合驱动电路4，LED光源6供电部分此处不再赘述。
请见图2，本发明的工作原理为：
当织物入口滚轮9开始运行时，织物10在织物入口滚轮9和高清工业相机2之间穿过，高清工业相机2开始对其上织物10进行连续拍照，不断获取两张相邻照片A与B。
当织物10运行正常时，单片机1不发出任何开关信号，此时继电器5处于断开状态，纠偏电机7电源不通，保持静止状态。
当织物10向织物入口滚轮9外侧移动时，单片机1通过对比照片A和B得出照片中的织物10边缘偏移量，再由相机2的焦距，物距以及像距计算得出实际中的织物10偏移量，此时经过光耦合驱动电路4输出放大后的电机正转信号，电机正转回路中继电器5导通，驱动纠偏电机7正转，织物入口滚轮9向内侧移动，直至计算得照片A和B中的织物10边缘偏移量为0，光耦合驱动电路4停止输出信号，纠偏电机7停止工作。
当织物10向织物入口滚轮9内侧移动时，单片机1通过对比照片A和B得出照片中的织物10边缘偏移量，再由相机2的焦距，物距以及像距计算得出实际中的织物10偏移量，此时经过光耦合驱动电路4输出放大后的电机反转信号，电机反转回路中继电器5导通，驱动纠偏电机7反转，织物入口滚轮9向外侧移动，直至计算得照片A和B中的织物10边缘偏移量为0，光耦合驱动电路4停止输出信号，纠偏电机7停止工作。
请见图3，本实施例的DSP开发板的图像处理流程为：
步骤1：获取相邻图片数据；
步骤2：对所获得的相邻图片数据灰度化处理；
步骤3：对处理后的相邻图片进行边缘提取；
步骤4：相邻图片边缘位置对比；
步骤5：判断，相邻图片边缘位置是否发生变化？
若否，则回转执行所述的步骤1；
若是，则继续执行下述步骤6；
步骤6：输出开关信号；
步骤7：光耦合驱动电路放大信号；
步骤8：纠偏电机开始工作，并回转执行所述的步骤1；
步骤9：判断，相邻图片边缘偏移量是否为0？
若否，则回转执行所述的步骤8；
若是，则纠偏电机停止工作。
尽管本文较多地使用了TMS320DM642型DSP开发板1、高清工业相机2、USB数据线3、光耦合驱动电路4、继电器5、LED光源6、纠偏电机7、壳体8、织物入口滚轮9信号输出线11和电源12等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种自动化织物探边装置，其特征在于：包括单片机（1）、图像采集器（2）、USB数据线（3）、光耦合驱动电路（4）、继电器（5）、光源（6）、纠偏电机（7）、壳体（8）、织物入口滚轮（9）、信号输出线（11）和电源（12），所述的光耦合驱动电路（4）为两个，所述的单片机（1）固定安装在所述的壳体（8）内部，所述的图像采集器（2）穿过所述的壳体（8）底部、固定安装在所述的壳体（8）内、通过所述的USB数据线（3）与所述的单片机（1）连接，所述的单片机（1）的输出端分别与所述的两个光耦合驱动电路（4）输入端连接，所述的两个光耦合驱动电路（4）输出端通过所述的信号输出线（11）和所述的继电器（5）与所述的纠偏电机（7）连接，两个继电器（5）与电源（12）、纠偏电机（7）所构成回路分别代表电机正转与反转回路，所述的光源（6）固定安装在所述的图像采集器（2）镜头处，所述的织物入口滚轮（9）固定安装在所述的图像采集器（2）镜头正下方、通过连接轴与所述的纠偏电机（7）转轴固定连接；所述的电源（12）通过所述的继电器（5）为所述的纠偏电机（7）提供动力；
所述的单片机（1）为TMS320DM642型DSP开发板；
所述DSP开发板的图像处理流程为：
步骤1：获取相邻图片数据；
步骤2：对所获得的相邻图片数据灰度化处理；
步骤3：对处理后的相邻图片进行边缘提取；
步骤4：相邻图片边缘位置对比；
步骤5：判断，相邻图片边缘位置是否发生变化；
若否，则回转执行所述的步骤1；
若是，则继续执行下述步骤6；
步骤6：输出开关信号；
步骤7：光耦合驱动电路放大信号；
步骤8：纠偏电机开始工作，并回转执行所述的步骤1；
步骤9：判断，相邻图片边缘偏移量是否为0；
若不为0，则回转执行所述的步骤8；
若为0，则纠偏电机停止工作 。
2. 根据权利要求1所述的自动化织物探边装置，其特征在于：所述的图像采集器（2）为高清工业相机。
3. 根据权利要求1所述的自动化织物探边装置，其特征在于：所述的光源（6）为LED光源。
4. 根据权利要求1所述的自动化织物探边装置，其特征在于：所述的单片机（1）包括图像读取模块、图像边缘提取模块、边缘画线模块、边缘水平偏移量计算模块和开关信号输出模块。
5. 根据权利要求4所述的自动化织物探边装置，其特征在于：所述的图像边缘提取模块包括图像灰度化模块和边缘提取模块。
6. 根据权利要求4所述的自动化织物探边装置，其特征在于：所述边缘水平偏移量计算模块包括边缘水平位置定位模块和边缘水平位置对比模块。
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