CN107271162B - 一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法 - Google Patents

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    • G01M1/28—Determining unbalance by oscillating or rotating the body to be tested with special adaptations for determining unbalance of the body in situ, e.g. of vehicle wheels

Abstract

本发明涉及一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法，包括以下步骤：确定电锭的转速和电锭转动一周的过程中需要拍摄的照片数量；利用霍尔传感器计算位置信号从发生到触发相机的快门打开所需要的响应时间；测量电锭的实际转速，并根据实际转速计算出时间补偿误差，以确定实际响应时间；根据实际响应时间确定驱动器的延时时间，并根据得到的延时时间驱动器驱动相机进行拍照以获得对电锭的360度的等角度照片。本发明能保证检测精度，而且能有效地降低检测系统的制造成本。

Description

一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法
技术领域
本发明涉及纺纱锭子锭端振动轨迹的检测技术领域，特别是涉及一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法。
背景技术
在环锭纺纱机械工作过程中，锭子会常常处于高速的旋转。由于锭子为高速旋转机械，其动平衡系统很容易受到冲击、负载、磨损的影响，造成锭端发生不规则的振动。锭端的振动对纺纱的质量有着十分严重的影响，因此研究锭子在工作中的转动状态对提高纺纱质量十分重要。
由于锭子在高速旋转的过程中，对纺纱质量影响最为重要的是横向振动。横向振动主要使锭子的锭端中心沿着圆形或其它不规则曲线旋转。所以目前主要是通过在锭端放置两对相互垂直的光电传感器，分别测量锭端分别沿着X轴和Y轴方向的振动情况(设相互垂直的方向分别为X轴Y轴方向)，然后通过特定算法合成轴心轨迹来直观反应锭子的振动特性。此类的锭子轨迹测定仪，除了使用光电式传感器，随着科技的发展还使用了电涡流传感器和磁敏振动传感器来测量锭子的位移信息。但是这些方法仍有以下三大缺点：
(1)难以测量锭子在带载时的锭端振动轨迹；
(2)锭杆外形影响测量精度；
(3)需要专业的实验平台进行操作，难以满足现场测试的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法，能保证检测精度，而且能有效地降低检测系统的制造成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法，包括以下步骤：
(1)确定电锭的转速和电锭转动一周的过程中需要拍摄的照片数量；
(2)利用霍尔传感器计算位置信号从发生到触发相机的快门打开所需要的响应时间；
(3)测量电锭的实际转速，并根据实际转速计算出时间补偿误差，以确定实际响应时间；
(4)根据实际响应时间确定驱动器的延时时间，并根据得到的延时时间驱动器驱动相机进行拍照以获得对电锭的360度的等角度照片。
所述步骤(2)具体为：当电机转到指定位置时，霍尔传感器产生一个位置信号，其中，霍尔传感器的响应延迟为th；霍尔传感器产生位置信号后，将位置信号传送给驱动器进行中断处理，所述中断处理时间为ti；驱动器响应中断后输出一个脉冲信号，则驱动器从中断处理结束到脉冲信号输出这段时间称为脉冲信号响应时间记为tp0；相机接收到脉冲信号后就打开相机快门，其中相机曝光时间为tpb；由于信号传输过程中需要消耗时间，故引入信号传输时间tp；所述响应时间为上述时间的总和。
所述步骤(3)中时间补偿误差的计算方式为：nT响应＝n1(T响应+tt)，其中，n为确定的电锭的转速，n1为电锭的实际转速，T响应为信号从发生到触发相机的快门打开所需要的响应时间，tt时间补偿误差；T响应+tt为实际响应时间。
所述步骤(4)中的驱动器的延时时间的计算方式为：t＝T0-T实际响应，其中，t为驱动器的延时时间，T0为确定的电锭的转速所对应的转动周期，T实际响应为实际响应时间。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明利用霍尔传感器对电锭旋转一周的不同位置进行图像采集。霍尔传感器能标定电锭旋转的初始位置，每当锭子旋转到这一初始位置时，霍尔传感器就产生一个位置信号，根据要检测的位置所需要的延迟后，来触发相机快门。尽管在这整个过程的每一个步骤都有一定时间延迟，但是由于每次信号从接收到触发工业相机的快门所用的时间间隔都是一致的，所以这个误差可以用误差补偿的方法进行抵消，从而保证工业相机能够获得电锭旋转到各个角度的照片，从而确保了检测精度，并且整个方法中只是使用了霍尔传感器，因此能有效地降低检测系统的制造成本。
附图说明
图1是本发明的步骤流程示意图；
图2是本发明中信号流程示意图；
图3是本发明采用的系统结构示意图；
图4是本发明中电锭锭端旋转示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的实施方式涉及一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法，如图1所示，包括以下步骤：确定电锭的转速和电锭转动一周的过程中需要拍摄的照片数量；利用霍尔传感器计算位置信号从发生到触发相机的快门打开所需要的响应时间；测量电锭的实际转速，并根据实际转速计算出时间补偿误差，以确定实际响应时间；根据实际响应时间确定驱动器的延时时间，并根据得到的延时时间驱动器驱动相机进行拍照以获得对电锭的360度的等角度照片。
由此可见，本发明利用霍尔传感器对电锭旋转一周的不同位置进行图像采集。霍尔传感器能标定电锭旋转的初始位置。每当锭子旋转到这一初始位置时，霍尔传感器就产生一个位置信号，根据要检测的位置所需要的延迟后，来触发相机快门。尽管在这整个过程的每一个步骤都有一定时间延迟，但是由于每次信号从接收到触发工业相机的快门所用的时间间隔都是一致的，所以这个误差可以用误差补偿的方法进行抵消，从而保证工业相机电锭旋转到各个角度的照片。
其中，具体的信号流程如图2所示：
(1)当电机转到指定位置，霍尔传感器产生一个位置信号，这一过程有一定的时间延迟，称为霍尔传感器器响应延迟th。
(2)霍尔传感器产生位置信号后，将位置信号传送给驱动器进行处理，驱动器要进行中断处理，中断处理时间为ti。
(3)驱动器响应中断后，需要输出一个脉冲信号。则从中断处理结束到脉冲信号输出这段时间称为脉冲信号响应时间tp0。
(4)相机接受到脉冲信号后就打开相机快门，相机曝光时间为tpb。
(5)由于信号传输过程中也需要消耗时间，故引入信号传输时间tp。
则总的响应时间T响应为上述各个响应时间之和，即T响应＝th+ti+tp0+tpb+tp。
上述计算仅是在保证电机转速恒定不变的情况下进行的理想计算。实际情况中电机的转速是上下波动的。因此需要引入时间补偿误差tt。
其中补偿时间tt为可变量，算法会根据转速的大小来设定tt的值，具体计算方式为：nT响应＝n1(T响应+tt)，其中，n为确定的电锭的转速，n1为电锭的实际转速；T响应+tt为实际响应时间。根据所选用芯片可以利用指令周期时钟可以计算出执行一条指令所需要的时间。
根据电机的理想转速n可计算得电机的理想转动周期T0。则经过t＝T0-T实际响应响应时间后电机又会重新回到初始位置，此时工业相机已经准备就绪，根据一周期内所需求的照片数目，进行等时间间隔的拍照动作。这个时间间隔内必须大于等于照片的曝光时间和传输时间之和。因此，照片的数量不仅受到电机转速的限制还受到相机曝光时间和照片传输时间的限制。
利用上述的分时方法就能对电锭的360度的转角进行等角度拍照。对每一幅所获得的图像，利用图像处理技术，求取的轨迹变化特征，然后进行曲线拟合，就得出了振动轨迹。
下面通过一个具体的实施例来进一步说明本发明。
图3是本发明采用的系统整体结构，包括电源、PC机、驱动器、工业相机以及高亮光源，其核心为检测位置信号并控制驱动器控制工业相机进行拍照。
具体方式如下：首先，假设某高速电锭的转速n＝30000rpm，此速度达到了一般电锭转速的上限。在此情况下电锭转动的周期为T0。经计算得T0＝2ms，假设要在电锭转动一周的过程中需要拍摄100张照片，则每张照片的曝光时间不得超过20μs。否则，拍摄的照片会发生重叠导致计算机无法辨认。其次，计算位置信号从发生到触发相机的快门打开所需要的响应时间T响应。如图2所示，位置信号从电机到达指定位置，经过霍尔传感器响应延时、信号传输延时、驱动器中断延时、脉冲输出延时以及相机曝光延时和照片传输延时。计算各个环节延时之和。再次，由于实际电机转速一直在波动，故要测量实际电机转速n1。由实际转速可计算得补偿时间tt。具体根据公式nT响应＝n1(T响应+tt)进行计算。最后，驱动器延时t＝T0-T实际响应进行拍照。由于每次拍照都是重复以下流程，选用不同的霍尔位置信号，可以拍摄不同组别的照片。
图4为电锭锭端旋转示意图。由于电机和锭子同轴链接，相当于在锭端放置三个霍尔传感器，每当指定位置到达，霍尔传感器发出位置信号。电机继续旋转，计算在相机打开之前，电机旋转过的角度，并计算下一次指定位置达到霍尔传感器所需要的时间t，当指定位置到达时同时打开相机进行拍摄，下次拍摄只要T响应的基础上延时相应的角度即可。

Claims (3)

1.一种用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)确定电锭的转速和电锭转动一周的过程中需要拍摄的照片数量；
(2)利用霍尔传感器计算位置信号从发生到触发相机的快门打开所需要的响应时间；
(3)测量电锭的实际转速，并根据实际转速计算出时间补偿误差，以确定实际响应时间；其中，时间补偿误差的计算方式为：nT响应＝n1(T响应+tt)，其中，n为确定的电锭的转速，n1为电锭的实际转速，T响应为信号从发生到触发相机的快门打开所需要的响应时间，tt时间补偿误差；T响应+tt为实际响应时间；
(4)根据实际响应时间确定驱动器的延时时间，并根据得到的延时时间驱动器驱动相机进行拍照以获得对电锭的360度的等角度照片。
2.根据权利要求1所述的用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：当电机转到指定位置时，霍尔传感器产生一个位置信号，其中，霍尔传感器的响应延迟为th；霍尔传感器产生位置信号后，将位置信号传送给驱动器进行中断处理，所述中断处理时间为ti；驱动器响应中断后输出一个脉冲信号，则驱动器从中断处理结束到脉冲信号输出这段时间称为脉冲信号响应时间记为tp0；相机接收到脉冲信号后就打开相机快门，其中相机曝光时间为tpb；由于信号传输过程中需要消耗时间，故引入信号传输时间tp；所述响应时间为上述时间的总和。
3.根据权利要求1所述的用于锭子锭端振动轨迹测量系统的时分复合定位方法，其特征在于，所述步骤(4)中的驱动器的延时时间的计算方式为：t＝T0-T实际响应，其中，t为驱动器的延时时间，T0为确定的电锭的转速所对应的转动周期，T实际响应为实际响应时间。
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB782747A (en) * 1955-09-30 1957-09-11 Napier & Son Ltd Apparatus for viewing rotating parts
US4746210A (en) * 1985-12-23 1988-05-24 Shell Oil Company Centrifuge strobe method and circuit
CN202049027U (zh) * 2011-01-21 2011-11-23 天津工业大学 基于LabVIEW的锭子振动测试试验装置
CN103139452A (zh) * 2011-11-30 2013-06-05 贵州航空发动机研究所 一种频闪跟踪摄像装置
CN102890401B (zh) * 2012-09-06 2015-01-21 中国科学院光电技术研究所 一种相机快门延时测量系统
CN105352591A (zh) * 2015-12-04 2016-02-24 东华大学 一种纺纱锭子的振动特性测试方法

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