CN104562313B - 一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法，该方法包括：1)提供一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统，设置在梳毛机末道毛网的上方，所述检测报警系统包括线阵CCD摄像设备、图像识别设备、无线收发设备和主控制器，所述线阵CCD摄像设备用于拍摄毛网图像，所述图像识别设备与所述线阵CCD摄像设备连接，用于对所述毛网图像执行图像识别以输出毛网的粗细程度，所述主控制器与所述图像识别设备和所述无线收发设备分别连接，基于所述图像识别设备的识别结果确定是否报警，所述无线收发设备用于无线发送报警信号；2)使用所述系统进行检测报警。

Description

一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法

技术领域

本发明涉及纺织车间检测领域，尤其涉及一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法。

背景技术

纺织是一项古老的行业，是关系着人们衣着冷暖的重要技术领域，近代的工业革命就是从纺织行业开始的。生产纺织产品的场所被称作为纺织车间，在纺织车间内一般容纳了很多纺织设备，其中梳毛机是纺织工艺中的一个关键设备，用于将毛纺混料纺织成粗纱，粗纱的质量对纺织成品的影响很大。

为了对梳毛机末道出来的毛网质量进行实时监测，尤其对组成毛网的粗纱的粗细程度进行实时监测，以确定粗纱质量甚至定位故障位置，现有技术中采用了电容式条干仪对梳毛机的粗纱进行检测，测量到的粗纱粗细程度自动转化为波谱图、曲线图，从而直观反映出粗纱在纺纱过程中产生的偏差，然而，电容式条干仪的检测对象是已加工完毕的粗纱，无法实现实时监测效果，即无法实时定位故障，检测效果不佳。

因此，需要一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法，能够实时对正在出料的梳毛机末道毛网进行检测，快速高效地确定组成毛网的粗纱的粗细程度，从而快速定位故障，及时进行问题处理，提高纺织车间检测系统的工作效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法，改造现有的依赖电容式条干仪的离线检测模式，引用精度更高的图像采集和识别技术对毛网进行图像采集和识别，实时确定正出料的粗纱的质量，并辅以灰尘检测、温湿度检测手段，提高纺织车间梳毛机监控的自动化水平。

根据本发明的一方面，提供了一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法，该方法包括：1)提供一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统，设置在梳毛机末道毛网的上方，所述检测报警系统包括线阵CCD摄像设备、图像识别设备、无线收发设备和主控制器，所述线阵CCD摄像设备用于拍摄毛网图像，所述图像识别设备与所述线阵CCD摄像设备连接，用于对所述毛网图像执行图像识别以输出毛网的粗细程度，所述主控制器与所述图像识别设备和所述无线收发设备分别连接，基于所述图像识别设备的识别结果确定是否报警，所述无线收发设备用于无线发送报警信号；2)使用所述系统进行检测报警。

更具体地，在所述纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统中，还包括：用户输入设备，用于根据用户的操作，接收最大宽度阈值、最小宽度阈值、最大灰尘浓度阈值、毛网上限灰度阈值和毛网下限灰度阈值，所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值用于将图像中的毛网和背景分离；静态存储设备，与所述用户输入设备连接，以接收并存储所述最大宽度阈值、所述最小宽度阈值、所述最大灰尘浓度阈值、所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值，所述静态存储设备还预先存储了灰度密度对照表和密度粗细程度对照表；灰尘浓度检测设备，包括激光发射器、光敏元件、放大电路和微处理器，所述激光发射器发出探测激光，所述探测激光经尘埃粒子散射后被光敏元件接收并产生脉冲信号，所述放大电路与所述光敏元件连接以接收并放大所述脉冲信号，所述微处理器与所述放大电路连接以对所述放大的脉冲信号执行数字信号处理，所述数字信号处理包括将所述放大的脉冲信号与预设灰尘粒子信号进行比较，以输出不同的灰尘浓度；供电电源，与所述主控制器连接，用于在所述主控制器的控制下为所述检测报警系统内除了所述供电电源以外的电子设备提供电源供应；所述图像识别设备包括预处理单元、毛网图像分割单元、毛网密度识别单元和毛网粗细程度识别单元，所述预处理单元与所述线阵CCD摄像设备连接，对所述毛网图像依次执行灰度化和中值滤波处理，以输出预处理图像，所述毛网图像分割单元与所述静态存储设备和所述预处理单元分别连接，以将所述预处理图像中灰度值在所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值之间的像素识别并组成毛网子图像，所述毛网密度识别单元与所述静态存储设备和所述毛网图像分割单元分别连接，以基于所述灰度密度对照表和所述毛网子图像的像素灰度值确定所述毛网的密度，所述毛网粗细程度识别单元与所述静态存储设备和所述毛网密度识别单元分别连接，以基于所述密度粗细程度对照表和所述毛网的密度确定所述毛网的粗细程度；所述主控制器与所述静态存储设备、所述灰尘浓度检测设备和所述图像识别设备分别连接，当所述毛网的粗细程度大于等于所述最大宽度阈值时，发出毛网过宽预警信号，当所述毛网的粗细程度小于等于所述最小宽度阈值时，发出毛网过窄预警信号，当所述灰尘浓度检测设备输出的灰度浓度大于等于所述最大灰尘浓度阈值时，发出灰尘过多预警信号，当所述毛网的粗细程度超过所述最大宽度阈值的50％时，发出毛网过宽报警信号，当所述毛网的粗细程度低于所述最小宽度阈值的50％时，发出毛网过窄报警信号，当所述灰尘浓度检测设备输出的灰度浓度超过所述最大灰尘浓度阈值的50％时，发出灰尘过多报警信号；所述无线收发设备与所述主控制器连接，以将所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号通过无线通信链路发送到远端的纺织车间管理平台；语音报警设备，与所述主控制器连接，以播放与所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号分别对应的语音警示文件；其中，所述预处理单元、所述毛网图像分割单元、所述毛网密度识别单元和所述毛网粗细程度识别单元分别采用独立的FPGA芯片来实现；所述无线收发设备还将所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号通过无线通信链路发送到的纺织车间负责人的移动终端。

更具体地，在所述纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统中，还包括：温度检测设备，用于检测所述梳毛机末道毛网的上方位置的实时温度。

更具体地，在所述纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统中，还包括：湿度检测设备，用于检测所述梳毛机末道毛网的上方位置的实时湿度。

更具体地，在所述纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统中，还包括：显示设备，与所述主控制器连接，以显示与所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号分别对应的警示文字。

更具体地，在所述纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统中，所述显示设备为液晶显示屏。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统的结构方框图。

图2为根据本发明实施方案示出的纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统的灰尘浓度检测设备的结构方框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统的实施方案进行详细说明。

梳毛机的工作原理如下：以粗纺梳毛机组为例，纵剪机包括自动喂毛机、预梳机构、2-4节梳理机、过桥机构和分条机构等部分。其中最主要的是梳理机。

自动喂毛机起均匀喂入的作用；预梳机构处于机组的喂入端，起开松和预梳作用；过桥机构在前后梳理机之间，起混和均匀作用；分条机构在机组的输出端，把毛网分成窄条，并搓拈成粗纱。粗纺梳毛机组中的预梳机构和第一节梳理机。自动喂毛机以定量喂给纤维混料，纵剪机引入预梳部分后由喂毛帘缓缓送到上、下喂入罗拉(钉辊)之间，并引入开毛辊(刺辊)。

开毛辊的速度比喂入罗拉大数十倍，可以对混料进行分扯。在下喂入罗拉下方靠近开毛辊处有清洁罗拉，将下喂入罗拉所挂的纤维剥下转交给开毛辊，避免缠绕罗拉。开毛辊把开松过的混料转交给预梳部分,纵剪机由预梳锡林(又称胸锡林)、两个开毛工作辊和两个剥毛辊组成,在预梳锡林与工作辊之间起分梳作用，把开松过的混料分梳成更小的纤维块和纤维束，部分混料可能变成单根纤维。剥毛辊的作用是把工作辊上的毛层剥下交给预梳锡林，接受重复的分梳作用。预梳锡林上的纤维层由运输辊转交给梳理机的大锡林。在预梳锡林和运输辊的下方有托毛辊，以减少预梳锡林的落毛量。

梳理机由大锡林、工作辊、剥毛辊、提升辊、道夫和斩刀等组成。纵剪机大锡林部分是完成梳理任务的主要构件，围绕大锡林上半部的周围配置4-6对工作辊(工作罗拉)和剥毛辊(剥毛罗拉)，运输辊兼作第一个工作辊的剥毛辊，共构成4-6个梳理单元，梳理作用和预梳部分相同。对纤维的梳理作用逐渐细密，纤维层中的单纤维含量越来越多。最后一个梳理单元有提升辊(又称风轮)和上、下挡风辊各一。

纵剪机在提升辊与大锡林之间起提升作用，即提升辊针尖略插入锡林针间，将其中纤维提升到针面上，为纤维层向道夫转移创造有利条件。上、下挡风辊是用来控制提升辊气流，以减少其对毛层结构的破坏。纵剪机在大锡林的前方有道夫，两者针齿的配置产生分梳凝聚作用。大锡林上的纤维必然有一部分转移到道夫上形成毛网，由斩刀剥取下来向前输送，经过桥机构喂入下一节梳理机，接受进一步的梳理。梳理机的节数根据原料性状和所纺品种要求而定。

本发明中的梳毛机末道毛网来自于末道梳理机道夫所送出的毛网，毛网由粗纱组成，粗纱的质量对后续纺织产品的影响很大，现有的粗纱质量监控方式缺乏实时检测手段，因而无法对整个时段的毛网进行检测，也无法及时报警和故障定位。

本发明的纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统，采用图像识别技术作为毛网质量实时检测的重要手段，实现对所有毛网的粗纱粗细程度的确定，解决了原有采用电容式条干仪只能离线检测的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统的结构方框图，所述检测报警系统包括：线阵CCD摄像设备1、图像识别设备2、无线收发设备4和主控制器3，所述线阵CCD摄像设备1用于拍摄毛网图像，所述图像识别设备2与所述线阵CCD摄像设备1连接，用于对所述毛网图像执行图像识别以输出毛网的粗细程度，所述主控制器3与所述线阵CCD摄像设备1、所述图像识别设备2和所述无线收发设备4分别连接，基于所述图像识别设备2的识别结果确定是否报警，所述无线收发设备4用于无线发送报警信号。

接着，继续对本发明的纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统的具体结构进行进一步的说明。

所述检测报警系统还包括：用户输入设备，用于根据用户的操作，接收最大宽度阈值、最小宽度阈值、最大灰尘浓度阈值、毛网上限灰度阈值和毛网下限灰度阈值，所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值用于将图像中的毛网和背景分离。

所述检测报警系统还包括：静态存储设备，与所述用户输入设备连接，以接收并存储所述最大宽度阈值、所述最小宽度阈值、所述最大灰尘浓度阈值、所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值，所述静态存储设备还预先存储了灰度密度对照表和密度粗细程度对照表。

如图2所示，所述检测报警系统还包括：灰尘浓度检测设备，包括激光发射器5、光敏元件6、放大电路7和微处理器8，所述激光发射器5发出探测激光，所述探测激光经尘埃粒子散射后被光敏元件6接收并产生脉冲信号，所述放大电路7与所述光敏元件6连接以接收并放大所述脉冲信号，所述微处理器8与所述放大电路7连接以对所述放大的脉冲信号执行数字信号处理，所述数字信号处理包括将所述放大的脉冲信号与预设灰尘粒子信号进行比较，以输出不同的灰尘浓度。

所述检测报警系统还包括：供电电源，与所述主控制器3连接，用于在所述主控制器3的控制下为所述检测报警系统内除了所述供电电源以外的电子设备提供电源供应。

所述图像识别设备2包括预处理单元、毛网图像分割单元、毛网密度识别单元和毛网粗细程度识别单元，所述预处理单元与所述线阵CCD摄像设备1连接，对所述毛网图像依次执行灰度化和中值滤波处理，以输出预处理图像，所述毛网图像分割单元与所述静态存储设备和所述预处理单元分别连接，以将所述预处理图像中灰度值在所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值之间的像素识别并组成毛网子图像，所述毛网密度识别单元与所述静态存储设备和所述毛网图像分割单元分别连接，以基于所述灰度密度对照表和所述毛网子图像的像素灰度值确定所述毛网的密度，所述毛网粗细程度识别单元与所述静态存储设备和所述毛网密度识别单元分别连接，以基于所述密度粗细程度对照表和所述毛网的密度确定所述毛网的粗细程度。

所述主控制器3与所述静态存储设备、所述灰尘浓度检测设备和所述图像识别设备2分别连接，当所述毛网的粗细程度大于等于所述最大宽度阈值时，发出毛网过宽预警信号，当所述毛网的粗细程度小于等于所述最小宽度阈值时，发出毛网过窄预警信号，当所述灰尘浓度检测设备输出的灰度浓度大于等于所述最大灰尘浓度阈值时，发出灰尘过多预警信号，当所述毛网的粗细程度超过所述最大宽度阈值的50％时，发出毛网过宽报警信号，当所述毛网的粗细程度低于所述最小宽度阈值的50％时，发出毛网过窄报警信号，当所述灰尘浓度检测设备输出的灰度浓度超过所述最大灰尘浓度阈值的50％时，发出灰尘过多报警信号。

所述无线收发设备4与所述主控制器3连接，以将所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号通过无线通信链路发送到远端的纺织车间管理平台。

所述检测报警系统还包括：语音报警设备，与所述主控制器3连接，以播放与所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号分别对应的语音警示文件。

其中，所述预处理单元、所述毛网图像分割单元、所述毛网密度识别单元和所述毛网粗细程度识别单元分别采用独立的FPGA芯片来实现；所述无线收发设备4还将所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号通过无线通信链路发送到的纺织车间负责人的移动终端。

其中，所述检测报警系统还包括：温度检测设备，用于检测所述梳毛机末道毛网的上方位置的实时温度；所述检测报警系统还包括：湿度检测设备，用于检测所述梳毛机末道毛网的上方位置的实时湿度；所述检测报警系统还包括：显示设备，与所述主控制器3连接，以显示与所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号分别对应的警示文字；所述显示设备可选用液晶显示屏。

另外，FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，他是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。他是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

以硬件描述语言(Verilog或VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至FPGA上进行测试，是现代IC设计验证的技术主流。这些可编辑元件可以被用来实现一些基本的逻辑门电路(比如AND、OR、XOR、NOT)或者更复杂一些的组合功能比如解码器或数学方程式。

在大多数的FPGA里面，这些可编辑的元件里也包含记忆元件例如触发器(Flip－Flop)或者其他更加完整的记忆块。系统设计师可以根据需要通过可编辑的连接把FPGA内部的逻辑块连接起来，就好像一个电路试验板被放在了一个芯片里。一个出厂后的成品FPGA的逻辑块和连接可以按照设计者而改变，所以FPGA可以完成所需要的逻辑功能。

FPGA的开发相对于传统PC、单片机的开发有很大不同。FPGA以并行运算为主，以硬件描述语言来实现；相比于PC或单片机(无论是冯诺依曼结构还是哈佛结构)的顺序操作有很大区别，也造成了FPGA开发入门较难。

采用本发明的纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统，针对现有纺织车间对梳毛机末道毛网缺乏实时检测手段的技术问题，通过高效的图像采集和识别技术，实现对梳毛机末道毛网中粗纱的粗细程度的实时在线检测，改变了原有的离线检测模式，同时集成了灰尘检测和温湿度检测技术，进一步完善了针对纺织车间梳毛机的检测报警系统。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警方法，该方法包括：

1)提供一种纺织车间梳毛机末道毛网检测报警系统，设置在梳毛机末道毛网的上方，所述检测报警系统包括线阵CCD摄像设备、图像识别设备、无线收发设备和主控制器，所述线阵CCD摄像设备用于拍摄毛网图像，所述图像识别设备与所述线阵CCD摄像设备连接，用于对所述毛网图像执行图像识别以输出毛网的粗细程度，所述主控制器与所述图像识别设备和所述无线收发设备分别连接，基于所述图像识别设备的识别结果确定是否报警，所述无线收发设备用于无线发送报警信号；

2)使用所述系统进行检测报警，

所述检测报警系统还包括：

用户输入设备，用于根据用户的操作，接收最大宽度阈值、最小宽度阈值、最大灰尘浓度阈值、毛网上限灰度阈值和毛网下限灰度阈值，所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值用于将图像中的毛网和背景分离；

静态存储设备，与所述用户输入设备连接，以接收并存储所述最大宽度阈值、所述最小宽度阈值、所述最大灰尘浓度阈值、所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值，所述静态存储设备还预先存储了灰度密度对照表和密度粗细程度对照表；

灰尘浓度检测设备，包括激光发射器、光敏元件、放大电路和微处理器，所述激光发射器发出探测激光，所述探测激光经尘埃粒子散射后被光敏元件接收并产生脉冲信号，所述放大电路与所述光敏元件连接以接收并放大所述脉冲信号，所述微处理器与所述放大电路连接以对所述放大的脉冲信号执行数字信号处理，所述数字信号处理包括将所述放大的脉冲信号与预设灰尘粒子信号进行比较，以输出不同的灰尘浓度；

供电电源，与所述主控制器连接，用于在所述主控制器的控制下为所述检测报警系统内除了所述供电电源以外的电子设备提供电源供应；

所述图像识别设备包括预处理单元、毛网图像分割单元、毛网密度识别单元和毛网粗细程度识别单元，所述预处理单元与所述线阵CCD摄像设备连接，对所述毛网图像依次执行灰度化和中值滤波处理，以输出预处理图像，所述毛网图像分割单元与所述静态存储设备和所述预处理单元分别连接，以将所述预处理图像中灰度值在所述毛网上限灰度阈值和所述毛网下限灰度阈值之间的像素识别并组成毛网子图像，所述毛网密度识别单元与所述静态存储设备和所述毛网图像分割单元分别连接，以基于所述灰度密度对照表和所述毛网子图像的像素灰度值确定所述毛网的密度，所述毛网粗细程度识别单元与所述静态存储设备和所述毛网密度识别单元分别连接，以基于所述密度粗细程度对照表和所述毛网的密度确定所述毛网的粗细程度；

所述主控制器与所述静态存储设备、所述灰尘浓度检测设备和所述图像识别设备分别连接，当所述毛网的粗细程度大于等于所述最大宽度阈值时，发出毛网过宽预警信号，当所述毛网的粗细程度小于等于所述最小宽度阈值时，发出毛网过窄预警信号，当所述灰尘浓度检测设备输出的灰度浓度大于等于所述最大灰尘浓度阈值时，发出灰尘过多预警信号，当所述毛网的粗细程度超过所述最大宽度阈值的50％时，发出毛网过宽报警信号，当所述毛网的粗细程度低于所述最小宽度阈值的50％时，发出毛网过窄报警信号，当所述灰尘浓度检测设备输出的灰度浓度超过所述最大灰尘浓度阈值的50％时，发出灰尘过多报警信号；

所述无线收发设备与所述主控制器连接，以将所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号通过无线通信链路发送到远端的纺织车间管理平台；

语音报警设备，与所述主控制器连接，以播放与所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号分别对应的语音警示文件；

其中，所述预处理单元、所述毛网图像分割单元、所述毛网密度识别单元和所述毛网粗细程度识别单元分别采用独立的FPGA芯片来实现；

其中，所述无线收发设备还将所述毛网过宽预警信号、所述毛网过窄预警信号、所述灰尘过多预警信号、所述毛网过宽报警信号、所述毛网过窄报警信号或所述灰尘过多报警信号通过无线通信链路发送到的纺织车间负责人的移动终端。