CN111722604B - 智能化印染车间及其自动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化印染车间，本发明解决现有技术的问题，其技术方案要点是，摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置按照摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程进行顺序布置，其特征在于，所述摊布装置采用由门式安装支架配合抓取机构动作形成悬空拉取布头进行摊布的自动抓取摊布装置，布料在开幅装置和定型装置之间的转运采用占地面积小的单车道叉车式AGV布筐转运系统，所述布匹表面瑕疵监控装置为采用现场控制设备通过大数据学习后进行瑕疵识别的布匹表面瑕疵在线监测装置，所述叉车式AGV布筐转运系统和所述自动抓取摊布装置的控制由现场控制设备进行控制。

Description

智能化印染车间及其自动控制方法

技术领域

本发明属于一种智能化印染车间，涉及一种智能化印染车间及其自动控制方法。

背景技术

目前布匹生产中，特别是印染之中需要的成熟工艺，一般包括：摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程，因此印染车间内的摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置根据这个工艺流程进行顺序布置，其中摊布就是将成捆运输的布匹卷进行摊开，形成足够加工使用的单层的布匹卷，这个过程中需要用到的就是摊布工艺，一般的摊布工艺就是采用人工将布匹直接搬运到摊布装置中，由摊布装置将布匹摊开。

开幅后的布框运送到定型区，然后定型区的空置布框反运至开幅区进行放置，这个过程以往都是由人工进行搬运的，搬运的劳动强度较大且搬运的劳动较为枯燥，因此，效率一直较低，由于近来AGV的成熟，(Automated Guided Vehicle，简称AGV)，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，工业应用中不需驾驶员的搬运车，以可充电之蓄电池为其动力来源。很多AGV在快递行业中有了广泛的应用，但是相对的，能够在布匹印染行业中进行使用的较为稀少。

目前布匹印染生产中产生瑕疵是一件很正常的事情，在以前布匹的瑕疵是由质检员目测方式进行检测的，检测难度大，依赖于个人经验，因此，逐渐被电脑辅助识别所代替，但是电脑辅助识别虽然效率提升较多，但是受灯光角度影响较大的情况下，很多疑似的瑕疵判断上还是会依赖于质检员个人的经验，因此，需要开发一种能够较高效率的布匹表面瑕疵在线监测装置及其监测方法势在必行

中国专利公开号：CN206606800U在2017年11月公开了一种摊布机，更具体地说，它涉及一种可移动摊布机，包括机架和转轴，所述机架包括架腿和架身，所述架身沿水平位置向上倾斜，所述架身与所述架腿上半部分夹角小于90°，所述转轴固定于所述架身上。本实用新型通过采用架身和架腿倾斜设置，保证布料正常稳定的摊出；通过采用定位轴上设有导向螺纹，定位轴的左右半段分别设有左右导向螺纹，保证了布料卷筒的相对位置不会因为机器工作时产生的摩擦或者震动而变化，增加了摊布的稳定性；通过架腿上设置滚动车轮，方便移动摊布机。但是现有技术中，摊布的过程中依然需要人工进行搬运，布匹的位置放置后拉动布匹时容易产生干涉，拉动不顺畅。

中国专利公开号：105366593A在2016年公开了一种智能型激光导向AVG叉车，主体包括车箱体和设置在车箱体前端的前架机构，其特征在于：所述的车箱体内中部设置有蓄电池、工业控制计算机、可编程逻辑控制器、转向电机控制器和行走电机控制器，所述的车箱体的下端设置有驱动总成，所述的驱动总成一侧设置有执行机构，所述的车箱体的上端设置有显示模块，所述的车箱体顶部设置有一通过立柱支撑的激光扫描测量仪。显然AGV技术是一项较为成熟的技术，但是此项技术在布匹生产特别是布匹印染这方面的应用尚有缺失。

中国专利公开号：CN207215726U在2018年公开了一种基于机器视觉的低成本布匹检测装置，包括布匹运动机器、滚筒、移动导轨、单目工业摄像机和导轨支架，所述移动导轨可滑动地安装在所述导轨支架上，所述单目工业摄像机安装在所述移动导轨上，所述布匹运动机器和滚筒前后布置，待检测布匹依次穿过布匹运动机器、滚筒和单目工业摄像机的视觉检测工位。但是此类技术，由于布匹的抖动，依然会导致灯光的变化较为剧烈，从而影响布匹瑕疵的判断，存在一定的漏检和错检。

发明内容

本发明解决了现有技术存在摊布的过程中容易产生干涉，拉动不顺畅、布框搬运难度大和验布容易出错的问题，提供一种智能化印染车间及其自动控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能化印染车间，包括摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置，所述摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置按照摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程进行顺序布置，所述摊布装置采用由门式安装支架配合抓取机构动作形成悬空拉取布头进行摊布的自动抓取摊布装置，布料在开幅装置和定型装置之间的转运采用占地面积小的单车道叉车式AGV布筐转运系统，所述布匹表面瑕疵监控装置为采用现场控制设备通过大数据学习后进行瑕疵识别的布匹表面瑕疵在线监测装置，所述叉车式AGV布筐转运系统和所述自动抓取摊布装置的控制由现场控制设备进行控制。

本发明在现有技术的基础上采用了三个创新点：第一，采用了悬吊式拉取布头的自动抓取摊布装置，在抓取之后，能够滚动卷装的布匹，然后以悬空的方式将布匹头拉出，拉出后进行摊布，摊布的过程中，不容易产生相互干涉，拉动顺畅；第二，采用了占地面积小的单车道叉车式AGV布筐转运系统，在借鉴快读AGV运输的基础上，降低了交会频率和交会难度，将通道的占地缩小，采用了AGV运输大大提高了运输效率，同时还降低了场地的占用；第三，采用了大数据作为基础的在线监控方式瑕疵识别，能够大幅度提高瑕疵的识别准确性，提高良品率。本发明中现场控制设备包括控制柜和工控机、识别用电脑。识别用电脑可以由工控机进行复用。

作为优选，所述的自动抓取摊布装置，包括门式安装支架和若干组摊布设备，每组摊布设备均包括一台布料放置机构、一台摊布机构和一台抓取机构，所述抓取机构包括门式安装支架、上连接框和抓取手连接框，所述门式安装支架的连接横杆位于所述的布料放置机构与所述摊布机构的入口的上方，所述门式安装支架沿连接横杆配置有传动链条，所述上连接框整体呈矩形框，所述上连接框上方固定有两个沿上连接框中心对称设置的横移连接板，每个横移连接板上均固定有一个横移电机，所述横移电机的驱动端通过横移传动轮与所述的传动链条啮合，所述上连接框上固定有一个上驱动电机，所述上驱动电机的输出轴上固定有两个上传动轮，所述上传动轮通过钢丝绳与所述抓取手连接框连接，每个上传动轮均位于抓取手连接框的上方，两根与抓取手连接框连接的钢丝绳长度相同，所述上连接框上固定有两根沿上连接框的对角布置且垂直向下的延伸杆，每根延伸杆的上端和下端均水平固定有一个垂直移动连接板，同一垂线上的垂直移动连接板之间通过垂直导杆连接，每个垂直导杆上均对应配置有一个连接导管，所述连接导管的外侧固定有截面为U形的连接管，所述连接管的上端为自由端，所述连接管的下端与所述抓取机构的抓取框上端固定连接，所述连接管的上端还通过一个抓取加强杆与所述抓取框连接，所述抓取框包括矩形的抓取主框体，所述抓取主框体两侧的长边向下垂直延伸形成若干根竖向连杆，所有位于抓取主框体同一侧的竖向连杆的下段均通过一根圆形连杆进行连接，所述圆形连杆上套设有若干个转动管，所有的转动管均沿上连接框的中心轴对称设置，每个转动管的上方连接有n形的驱动方管，所述转动管的下方连接有抓取杆，所述抓取主框体上固定有一个抓取手驱动电机，所述抓取手驱动电机的输出轴上固定有若干个抓取手连接轮，每组对称设置的转动管均对应有一个抓取手连接轮，抓取手连接框对应每个转动管的中部位置均固定设置有一个转接轮连接架，每个转接轮连接架内配置有一个转接轮，所述抓取手连接轮通过钢丝绳绕过转接轮与转动管上连接的驱动方管固定连接，与所述驱动方管连接的钢丝绳长度均相等。本发明中采用了门式安装支架作为整体，在一个门式安装支架上可以排布有若干组摊布设备，摊布的时候，首先水平横移抓取机构，抓取机构的横移由横移电机驱动在传动链条的限定范围内进行横移，抓取机构平移至布料放置机构的正上方，布料放置机构结构为现有技术，任意现有的布料放置机构只要将布料沿门式安装之间方向进行稳定放置即可认为符合本发明的要求，故此，本申请中不对布料放置机构做任意限定，布料放置机构上的成卷布匹被抓取机构抓取，抓取机构在抓取的过程中，受限调整的是抓取机构的高度，调整的方式为通过对上连接框处上驱动电机的动作进行调整，通过钢丝绳长度的调节以及抓取手连接框自身重力之间的关系，将抓取手连接框沿垂直导杆进行移动，垂直导管移动的过程中，连接导管启动定位的作用。其中，垂直导管的下端即为抓取手连接框的到位位置，然后，抓取手驱动电机动作，抓取手驱动电机带动抓取手连接轮转动，抓取手连接轮带动钢丝绳绕过转接轮与转动管上连接的驱动方管向两侧拉动，所有的抓取杆均向内侧收紧，形成抓取，抓取后重新驱动上驱动电机，将抓取手连接框拉起，然后驱动横移电机，将抓取装置整体横移至摊布设备的上方，由人工从抓取杆之间的缝隙处将布匹的头拉长，经由摊布设备的主动辊进行拉扯摊开，当摊布开始后，可以将成卷布匹持续悬空，也可以将成卷布匹放下。重复上述步骤即可形成自动的摊布操作，更进一步的，若是采用将成卷布匹尽快放置在摊布装置上的操作时，可以选用若干组摊布设备中复用一台抓取机构的方式进行设计，即其完成一组摊布设备的布匹头部拉扯后放置在摊布机构上时处于空闲状态，此时可以对另一组摊布设备的成卷布匹的抓取和后续操作，由于其属于复用状态，因此，我们也认为在复用时，一台布料放置机构、一台摊布机构和一台抓取机构组成为一组摊布设备。采用本发明的设备，自动化程度高，通过悬吊的方式拉动布匹时不容易产生干涉，拉动较为顺畅。

作为优选，所述摊布机构包括布置在地面上的摊布支架，所述摊布支架上安装有三对摊布安装板，三对摊布安装板呈品字形布置，每对摊布安装板中一侧的摊布安装板的外侧固定有一个摊布电机，每对摊布安装板之间安装有一对摊布主动辊，每对摊布主动辊中的一根与对应的摊布电机驱动连接，所述每对摊布主动辊之间均通过摊布传动链连接，对应每对摊布主动辊均配置有若干根摊布从动辊，所有摊布从动辊和摊布主动辊的长度均相等，所述摊布从动辊的长度大于等于所述抓取主框体长边的长度，所述摊布传动链位于摊布安装板的外侧，且中部位置的摊布安装板的下边缘高度等于两侧摊布安装板上边缘的高度。

作为优选，所述横移电机、抓取手驱动电机、上驱动电机均配置有位置光电编码盘，所述横移电机、抓取手驱动电机和上驱动电机均与现场控制设备电连接，所述竖向连杆的侧面固定有接近传感器，所述n形的驱动方管对应接近传感器位置填设有触发用永磁体，所述延伸杆上也固定有接近传感器，所述连接管上对应接近传感器位置填设有触发用永磁体。光电编码盘的设置，可以对横移电机、抓取手驱动电机、上驱动电机的输出进行定位，而进一步的设计接近传感器，接近传感器与现场控制设备电连接可以进一步启动防护和限位的作用，同时本发明中n形的驱动方管和垂直移动连接板本身也起到机械限位的作用，在此基础上，能够让本发明的设备安全稳定精准的进行动作。

作为优选，所述叉车式AGV布筐转运系统包括叉车式AGV、配置有智慧物流调度系统的现场控制设备和叫车系统，所述叉车式AGV和叫车系统均与所述的现场控制设备通信连接；叉车式AGV在充电和待机时配置在位于场地内的待机区，接收需要定型的布料时目标地点为开幅装置，放置需要定型的布料时目标地点为布料缓存区，所述的叫车系统包括分别配置在开幅机和布料缓存区处带的呼叫装置，操作人员根据生产状况通过呼叫装置进行运输请求的提交；所述呼叫装置通过MES接口与开幅装置通信连接，所述叉车式AGV数量为满足5布车/h的一备一用式配置，所述叉车式AGV的导航方式为激光导航。本发明中，叉车式AGV的导航方式是采用激光导航方式，转向方式为全向轮加舵轮的方式，采用叉车式AGV完成布车的自动运输，结合智慧物流调度系统控制叉车式AGV的运输节拍与生产节拍相吻合。现场设计呼叫系统，人工按下呼叫按钮后，叉车式AGV自动前往该工位，将布车运送到相应的暂存工位，而后返回待命区待命或直接执行下一运输任务。此方案能够大幅降低劳动成本、提高生产效率。

作为优选，所述叉车式AGV包括叉车车体、控制单元和避障单元，所述叉车车体由控制单元进行控制，所述控制单元与所述现场控制设备通信连接，所述避障单元布置在叉车车体上，所述避障单元与所述控制单元通信连接，所述叉车式AGV的叉车部位设置有重量传感器，所述重量传感器检测当前目标重量并传输至控制单元，由控制单元上传至现场控制设备。

作为优选，所述布匹表面瑕疵在线监测装置包括现场控制设备中配置的识别用电脑、用于打设瑕疵标签的标签机、编码器、正光源、背光源和识别相机，所述正光源配置在所述背光源的上方，所述正光源包括中心为矩形孔的回字形光源台，光源台的光源均匀布置在所述矩形孔的长边两侧，所述识别相机配置在所述矩形孔的上方，所述识别相机、正光源和背光源形成与布匹垂直的直线，所述识别相机的输出端与所述识别用电脑电连接，所述标签机位于识别相机的后方且动作端对准布匹，所述标签机的控制端与识别用电脑连接，所述编码器用于检测当前布匹的传输速度，所述编码器的输出端与识别用电脑连接，所述标签机、编码器、正光源、背光源和识别相机均通过现场控制设备中的控制柜与识别用电脑连接，所述识别相机为工业线阵CCD相机，所述正光源和所述背光源均为可调的LED线性聚光冷光源，所述正光源和所述背光源的宽度相等且大于所述布匹的宽度，所述识别相机相机为两台相同的工业线阵CCD相机，且两台工业线阵CCD相机形成的直线与布匹垂直。本发明采用了编码器对布匹的传输距离进行读取，即对布匹进行定位，然后正光源和背光源形成两个对照的光源对布匹设定范围内进行加亮处理，此时，通过识别相机对布匹表面进行图像拾取，拾取的内容进行图像识别，通过对亮度和对比度等数据畸变的位置进行识别判断，从而识别出布匹的瑕疵，并对瑕疵的位置进行定位，确定地位地点之后由标签机在布匹上打标，进行下一道的修补等处理，本发明中，正光源和背光源与识别相机位移同于垂线，受布匹抖动和环境光照变化的影响较小，能够较为准确地识别出当前布匹的瑕疵，本发明中，LED线性聚光冷光源是线性可调光源，通过识别电脑的控制能够进行亮度的调节，因此，可以对布匹的整体对比度、亮度等信息进行调节，调节的方式为两种，第一种调节方式是电脑根据之前图像的亮度对比度对当前获取的图像进行亮度和对比度的软件调节，第二种调节就是在启动时对整个光源的亮度分布进行设定，保证布匹的整体亮度、对比度等信息处于一个平衡的状态，不会出现中部高亮，两侧亮度不足的情况，在整个要求下，也需要正光源和所述背光源的宽度相等且大于所述布匹的宽度，更进一步的是，正光源和背光源两者本身可调，因此两者之间可以协调为整体图像摄取后形成一个平衡的图像。

作为优选，所述识别用电脑在执行在线监测工作前通过大数据获取台进行大数据采集，所述大数据获取台包括标签读取装置、带有瑕疵的布匹、往复传输带、正面可调光源、背面可调光源、抖动装置和编码器，编码器安装在往复传输带上对往复传输带传输距离进行编码读取，所述识别相机安装在所述往复传输带上，所述带有瑕疵的布匹安装在往复传输带上，所述正面可调光源、背面可调光源和识别相机与带有瑕疵的布匹相垂直形成直线，所述正面可调光源和背面可调光源的控制端均与所述识别用电脑的输出端连接，所述抖动装置对带有瑕疵的布匹传动，所述正面可调光源和背面可调光源的亮度可调范围大于等于所述正光源的亮度调节范围，带有瑕疵的布匹侧面对应瑕疵位置设置有瑕疵标签，所述瑕疵标签内包含瑕疵在布匹中的横轴位置信息，所述抖动装置包括若干个吹气管和/或抽风管，吹气管和抽风管位于带有瑕疵的布匹的附近，且吹气管和抽风管与带有瑕疵的布匹的夹角各不相同，所述若干个吹气管和/或抽风管的控制端接收的控制信号为随机控制信号。本发明在使用的时候除了通过参数的设定进行快速识别之外，还可以通过大数据利用自学习的AI识别方式进行进一步的识别，这种识别的困难在于大数据的获取较为困难，因此，在生产线正式开启之前需要进行大数据的自学习过程。这个过程中，由于瑕疵布匹的数量有限，又缺少现有大数据库，因此只能通过本发明的大数据获取台，将人工设定好的瑕疵布匹进行重复利用，利用的过程包括通过光照调整和抖动形成不同形状，不同光照条件下的瑕疵数据和正品数据，瑕疵数据和正品数据质检通过标签进行判断结果的直接区分，如此，可以在少数相同的布匹上提供不同种类的瑕疵，并通过抖动曝光等手段形成不同形式的大数据和判断结果，由这些数据进行大数据的自学习，可以得到一个完整的智能判断方式，在此基础上，正式工作时，识别电脑可以通过人工设定的参数进行第一次的快速识别，判断出三种布匹情况，确定为瑕疵的瑕疵状态、确定为正品的正常和不确定瑕疵的待定状态，然后由大数据学习后的识别电脑进行进一步的判断，从而将不确定的瑕疵区分为确定的瑕疵和确定的正品，提高了检测的准确性，更进一步的是，不确定的瑕疵位置由识别电脑记录后，可以由人工进行准确性最终判定，经过人工准确性最终判定的瑕疵进入数据库中共识别用电脑进行重复的大数据学习，这个步骤可以提高大数据的来源丰富性，从而进一步提高识别的准确性。

一种智能化印染车间自动控制方法，适用于如上所述的智能化印染车间，按照摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程对布匹进行印染加工，其特征在于，在布匹印染开幅工序和缓存工序之间采用叉车式AGV布筐转运自动控制方法，验布时采用自动验布方法，所述自动验布方法包括以下步骤：

首先执行大数据自学习步骤，

大数据自学习步骤一，将若干带有瑕疵的布匹放置在大数据获取台上进行重复运行；

大数据自学习步骤二，抖动装置运行将带有瑕疵的布匹进行抖动，同时正面可调光源和背面可调光源进行随机调节，由识别相机采集不同状态下的带有瑕疵的布匹图像信息传输至识别用电脑，同时，由标签读取装置将对应存在有瑕疵的图像信息的编码传输至识别用电脑；

大数据自学习步骤三，由识别用电脑进行大数据自学习；

大数据自学习步骤四，当识别用电脑的大数据瑕疵判断正确率大于设定值，且识别用电脑的大数据瑕疵判断所需时间小于传输带将值布匹瑕疵从识别相机下方传输至标签机位置所需时间时，完成大数据自学习步骤，然后依次执行验布步骤一至验布步骤三；

验布步骤一：布匹生产线运行，光源台的光源启动，编码器检测当前布匹生产线传输速度，识别用电脑根据编码器数据确定当前布匹的位置；

验布步骤二：识别相机监测当前光源范围内布匹的图像并向识别用电脑进行传输，识别用电脑接收布匹的图像信息；

验布步骤三：识别用电脑根据预定参数进行识别，识别用电脑根据预定参数进行初步识别，识别中分为正常、待定和瑕疵状态，若存在待定图片，则由识别用电脑启动大数据瑕疵判断方式对待定图片进行判断，判断结果分为正常和瑕疵状态，若存在瑕疵，则识别用电脑发送控制命令至标签机，由标签机根据设定的时间对布匹进行标记。

本发明采用了编码器对布匹的传输距离进行读取，即对布匹进行定位，然后正光源和背光源形成两个对照的光源对布匹设定范围内进行加亮处理，此时，通过识别相机对布匹表面进行图像拾取，拾取的内容进行图像识别，通过对亮度和对比度等数据畸变的位置进行识别判断，从而识别出布匹的瑕疵，并对瑕疵的位置进行定位，确定地位地点之后由标签机在布匹上打标，进行下一道的修补等处理，本发明中，正光源和背光源与识别相机位移同于垂线，受布匹抖动和环境光照变化的影响较小，能够较为准确地识别出当前布匹的瑕疵。本发明在使用的时候除了通过参数的设定进行快速识别之外，还可以通过大数据利用自学习的AI识别方式进行进一步的识别，这种识别的困难在于大数据的获取较为困难，因此，在生产线正式开启之前需要进行大数据的自学习过程。这个过程中，由于瑕疵布匹的数量有限，又缺少现有大数据库，因此只能通过本发明的大数据获取台，将人工设定好的瑕疵布匹进行重复利用，利用的过程包括通过光照调整和抖动形成不同形状，不同光照条件下的瑕疵数据和正品数据，瑕疵数据和正品数据质检通过标签进行判断结果的直接区分，如此，可以在少数相同的布匹上提供不同种类的瑕疵，并通过抖动曝光等手段形成不同形式的大数据和判断结果，由这些数据进行大数据的自学习，可以得到一个完整的智能判断方式，在此基础上，正式工作时，识别电脑可以通过人工设定的参数进行第一次的快速识别，判断出三种布匹情况，确定为瑕疵的瑕疵状态、确定为正品的正常和不确定瑕疵的待定状态，然后由大数据学习后的识别电脑进行进一步的判断，从而将不确定的瑕疵区分为确定的瑕疵和确定的正品，提高了检测的准确性，更进一步的是，不确定的瑕疵位置由识别电脑记录后，可以由人工进行准确性最终判定，经过人工准确性最终判定的瑕疵进入数据库中共识别用电脑进行重复的大数据学习，这个步骤可以提高大数据的来源丰富性，从而进一步提高识别的准确性。更进一步的，由于在初步判断的过程中，不需要直接对所有的判断区域完成所有的判断，因此，可以采用模糊计算中的隶属度方式进行分段区分，而不需要像之前的所有判断直接进行阈值的区分，提高了初次判断的准确性，而二次判断在数据充分去情况下，准确性也会逐步走高，而且，由于经过了初次判断，也就是说这个瑕疵本身就是属于细微、极细微的瑕疵，一般甚至是可以认为处于瑕疵和正品之间，即使出现了漏检和错检不会对最终产品的声誉造成影响。本发明结合了快速的初次判断和精准的大数据判断，降低了大数据判断的工作范围，降低了运算量，保证了快速识别和准确识别两者兼顾。

作为优选，叉车式AGV布筐转运自动控制方法包括以下转运步骤：

转运步骤一，所述智慧物流调度系统根据当前待机区、开幅装置和布料缓存区内设备状态，实行智慧物流调度系统的设定；

转运步骤二，操作人员根据生产状况通过呼叫装置进行运输请求的提交至智慧物流调度系统，由智慧物流调度系统根据设定和请求计算得出控制命令并下发至叉车式AGV；

转运步骤三，所述叉车式AGV根据叫车系统的控制命令通过自主行走、自主导航和自动避障的方式行进至指定位置，所述叉车式AGV在指定位置检测布车并与布车进行对接和分离；

在转运步骤一中，现场控制设备根据存在若干必要通道为单向单车道的情况，设定若干个交会点，当备用的第二叉车式AGV需要投入使用时，将第二叉车式AGV投入使用后的运行的路径发送至智慧物流调度系统，

现场控制设备判断当前第一叉车式AGV回归待机区时的运行路径是否与第二叉车式AGV的运行路径产生交会，若不产生交会则控制第一叉车式AGV和第二叉车式AGV继续按照预定路径执行，若产生交会则执行以下交会子步骤：

交会子步骤一：计算额定速度下第一叉车式AGV与第二叉车式AGV产生交会时的地点，并将距离此交会地点数值小于距离设定值的交会点作为待选交会点；

交会子步骤二：在所有待选交会点中，筛选出位于第一叉车式AGV或第二叉车式AGV运行路径中的待选交会点，若筛选后存在待选交会点则选择与预计交会点距离最近的交会点作为目标交会点并执行交会子步骤四，若筛选后不存在待选交会点则执行交会子步骤三；

交会子步骤三：改变第二叉车式AGV运行路径，设置一个中间目的地修改为当前最近的交会点，并重复执行交会子步骤一，并将距离设定值进行一次性修改；

交会子步骤四：将第一叉车式AGV和第二叉车式AGV的运行路径都以目标交会点分为两段，计算第一叉车式AGV和第二叉车式AGV运行至目标交会点的时间，选择较快运行至目标交会点的叉车式AGV并将预定以较快运行至目标交会点的的叉车式AGV的速度调整为V_t=V_e×T_h/T_l直至运行至交会点并完成交会，其中，V_t为调整后的运行速度，V_e为额定运行速度，T_h为较快运行至目标交会点的叉车式AGV所需时间，T_l为较慢运行至目标交会点的叉车式AGV所需时间；

交会子步骤五：完成交会后第一叉车式AGV和第二叉车式AGV以额定速度继续按照预定路径执行。

本发明中，由于降低了叉车式AGV的通路，因此，必然存在的单向道路可以用倒车方式解决，但是单车道的运行则需要第一叉车式AGV和第二叉车式AGV以一个合理的地点进行交会的方式来解决，通过交会点的设计，能够尽量增加单车道的位置，降低位置宽度的需要，提高设备的占地利用。本实施例中，布框运输至定型之前的布料缓存区，所有的单向单车道都位于布料缓存区位置，因此，交会点设计在开幅区到布料缓存区之间，并且以均匀分布的形式进行设计，能够保证存在筛选出位于第一叉车式AGV或第二叉车式AGV运行路径中的待选交会点，交会子步骤三是作为安全冗余进行设计的，一般不会以交会子步骤三的形式进行执行。通过这个方法，叉车式AGV能够稳定的进行交会，由于本申请中，工作节拍计算可知，根据现场进行计算开幅区到定型区的最远运输距离为36+43.8=79.8米，AGV的设计速度按照平均0.8m/s，进行设计计算，则AGV完成来回往返运输的79.8*2/0.8=199.5s=3.325min，计入检测，对接，举升，现场按照4.5min进行计算，则一台AGV一小时可完成13布车次搬运作业，远远大于现场120布车/24h= 5布车/h的作业需求。因此，设计的冗余可以使得交汇时大量降低车速，甚至是停车等候方式完成交会。因此，本申请中，相对快递等AGV应用场景，存在车次频率要求低，车车交会次数少，因此，可以通过设计合理的交会方式，提高场地存储能力。

本发明的实质性效果是：本发明在现有技术的基础上采用了三个创新点：第一，采用了悬吊式拉取布头的自动抓取摊布装置，在抓取之后，能够滚动卷装的布匹，然后以悬空的方式将布匹头拉出，拉出后进行摊布，摊布的过程中，不容易产生相互干涉，拉动顺畅；第二，采用了占地面积小的单车道叉车式AGV布筐转运系统，在借鉴快读AGV运输的基础上，降低了交会频率和交会难度，将通道的占地缩小，采用了AGV运输大大提高了运输效率，同时还降低了场地的占用；第三，采用了大数据作为基础的在线监控方式瑕疵识别，能够大幅度提高瑕疵的识别准确性，提高良品率。

附图说明

图1为本发明的一种脱水至定型部分的结构设计示意图；

图2为本发明的一种主体结构设计示意图；

图3为本发明的一种部分结构设计放大示意图；

图4为本发明的一种部分结构设计放大示意图；

图5为本发明的一种部分结构设计放大示意图；

图6为本发明中布匹表面瑕疵监控装置的一种结构布置图；

图7为本发明中布匹表面瑕疵监控装置的一种数据通信布置图；

图8为本发明中大数据获取台的一种结构原理图；

图9为本发明中抓取机构的一种效果图；

图10为本发明中染色装置和脱水装置的部分效果图；

图11为本发明中布匹表面瑕疵监控装置的一种使用界面示意图；

图12为本发明中布匹表面瑕疵监控装置的一种使用界面示意图；

图中，A1、门式安装支架，A2、传动链条，A3、横移连接板，A4、横移电机，B1、上连接框，B2、上驱动电机，B3、延伸杆，B4、垂直导杆，B5、抓取加强杆，C1、抓取手驱动电机，C2、抓取手驱动电机的输出轴，C3、圆形连杆，C4、抓取主框体，C5、驱动方管，C6、转动管，C7、抓取杆，C8、转接轮连接架，C9、竖向连杆，D1、摊布支架，D2、摊布安装板，D3、摊布电机，D4、摊布主动辊，D5、摊布从动辊，D6、摊布传动链，E1、识别相机，E2、正光源，E3、背光源，E4、标签机，E5、编码器，F1、安装支架，F2、控制柜，F3、识别用电脑，F4、打印机，F5、数据库，F6、报警装置，F7、修复装置，G1、正面可调光源，G2、背面可调光源，G3、往复传输带，G4、吹气管，G5、抖动装置。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本实施例的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种智能化印染车间（参见附图1至附图12），包括摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置，所述摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置按照摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程进行顺序布置，其特征在于，所述摊布装置采用由门式安装支架配合抓取机构动作形成悬空拉取布头进行摊布的自动抓取摊布装置，布料在开幅装置和定型装置之间的转运采用占地面积小的单车道叉车式AGV布筐转运系统，所述布匹表面瑕疵监控装置为采用现场控制设备通过大数据学习后进行瑕疵识别的布匹表面瑕疵在线监测装置，所述叉车式AGV布筐转运系统和所述自动抓取摊布装置的控制由现场控制设备进行控制。本发明中现场控制设备包括控制柜和工控机、识别用电脑。识别用电脑可以由工控机进行复用。

自动抓取摊布装置包括门式安装支架A1和若干组摊布设备，每组摊布设备均包括一台布料放置机构、一台摊布机构和一台抓取机构，所述抓取机构包括门式安装支架、上连接框B1和抓取手连接框，所述门式安装支架的连接横杆位于所述的布料放置机构与所述摊布机构的入口的上方，所述门式安装支架沿连接横杆配置有传动链条A2，所述上连接框整体呈矩形框，所述上连接框上方固定有两个沿上连接框中心对称设置的横移连接板A3，每个横移连接板上均固定有一个横移电机A4，所述横移电机的驱动端通过横移传动轮与所述的传动链条啮合，所述上连接框上固定有一个上驱动电机B2，所述上驱动电机的输出轴上固定有两个上传动轮，为了加强上驱动电机的输出轴的稳定性，本实施例中增设了两个安装有轴承的安装架，上驱动电机的输出轴与对应的轴承配合，形成稳定的结构，进一步的使得其受力能够均匀，让上传动轮的受力能够由安装架进行分摊，所述上传动轮通过钢丝绳与所述抓取手连接框连接，每个上传动轮均位于抓取手连接框的上方，两根与抓取手连接框连接的钢丝绳长度相同，所述上连接框上固定有至少两根垂直向下的延伸杆B3，每根延伸杆的上端和下端均水平固定有一个垂直移动连接板，同一垂线上的垂直移动连接板之间通过垂直导杆B4连接，每个垂直导杆上均对应配置有一个连接导管，所述连接导管的外侧固定有截面为U形的连接管，所述连接管的上端为自由端，所述连接管的下端与所述抓取机构的抓取框上端固定连接，所述连接管的上端还通过一个抓取加强杆B5与所述抓取框连接，所述抓取框包括矩形的抓取主框体C4，所述抓取主框体两侧的长边向下垂直延伸形成若干根竖向连杆C9，所有位于抓取主框体同一侧的竖向连杆的下段均通过一根圆形连杆C3进行连接，所述圆形连杆上套设有若干个转动管C6，所有的转动管均沿上连接框的中心轴对称设置，每个转动管的上方连接有n形的驱动方管C5，所述转动管的下方连接有抓取杆C7，所述抓取主框体上固定有一个抓取手驱动电机C1，所述抓取手驱动电机的输出轴C2上固定有若干个抓取手连接轮，每组对称设置的转动管均对应有一个抓取手连接轮，抓取手连接框对应每个转动管的中部位置均固定设置有一个转接轮连接架C8，每个转接轮连接架内配置有一个转接轮，所述抓取手连接轮通过钢丝绳绕过转接轮与转动管上连接的驱动方管固定连接，与所述驱动方管连接的钢丝绳长度均相等。

所述上连接框上固定有两根延伸杆，所述的延伸杆沿上连接框的对角布置。本实施例中，设置的延伸杆及其相关部件是沿着对角线进行放置的，能够以较少的材料即可实现稳定导向的作用，如果为了提高稳定性，还以增加第三延伸杆，延伸杆的设定加强了上移和下降的过程中整体的稳定和安全，抓取加强杆的设计，可以进一步加强整体结构的强度和稳定性，能够使得本发明中抓取手连接框能够稳定的上升和下降。

所述抓取加强杆与所述连接管的夹角至少是30°。本实施例中具体的角度为45°。所述抓取杆与驱动方管之间的夹角范围为100°到140°，所述抓取杆的前端为半圆柱形或半球形。本实施例中选用的结构是半圆柱形。本发明这个设计主要是为了防止布匹被破坏，可能的时候棱边也可以选择圆形过渡的形式，但是为了降低布匹卷在抓取手上的移动，尽量不选择圆形的抓取杆。为了进一步加强防滑效果，本实施例中选择了在抓取杆的内表面增加柔性的防滑条。所述抓取主框体两侧的长边之间通过横向加强杆进行连接，所述抓取手驱动电机固定在横向加强杆上。横向加强杆加强了整体架构的强度，具体的加强方式为在抓取竹筐的左右两侧1/4左右位置连续焊接两根加强杆，进一步的，抓取主框上一侧设置有三个转动管，靠近中部的是一个较长的转动管，而抓取主框长边的两侧是两个较短的转动管。较长的转动管长度是较短的转动管的两倍。

所述摊布机构包括布置在地面上的摊布支架D1，所述摊布支架上安装有三对摊布安装板D2，三对摊布安装板呈品字形布置，每对摊布安装板中一侧的摊布安装板的外侧固定有一个摊布电机D3，每对摊布安装板之间安装有一对摊布主动辊D4，每对摊布主动辊中的一根与对应的摊布电机驱动连接，所述每对摊布主动辊之间均通过摊布传动链D6连接，对应每对摊布主动辊均配置有若干根摊布从动辊D5，所有摊布从动辊和摊布主动辊的长度均相等，所述摊布从动辊的长度大于等于所述抓取主框体长边的长度。所述摊布传动链位于摊布安装板的外侧，且中部位置的摊布安装板的下边缘高度等于两侧摊布安装板上边缘的高度。

本实施例中采用了门式安装支架作为整体，在一个门式安装支架上可以排布有若干组摊布设备，摊布的时候，首先水平横移抓取机构，抓取机构的横移由横移电机驱动在传动链条的限定范围内进行横移，抓取机构平移至布料放置机构的正上方，布料放置机构结构为现有技术，任意现有的布料放置机构只要将布料沿门式安装之间方向进行稳定放置即可认为符合本实施例的要求，故此，本申请中不对布料放置机构做任意限定，布料放置机构上的成卷布匹被抓取机构抓取，抓取机构在抓取的过程中，受限调整的是抓取机构的高度，调整的方式为通过对上连接框处上驱动电机的动作进行调整，通过钢丝绳长度的调节以及抓取手连接框自身重力之间的关系，将抓取手连接框沿垂直导杆进行移动，垂直导管移动的过程中，连接导管启动定位的作用。其中，垂直导管的下端即为抓取手连接框的到位位置，然后，抓取手驱动电机动作，抓取手驱动电机带动抓取手连接轮转动，抓取手连接轮带动钢丝绳绕过转接轮与转动管上连接的驱动方管向两侧拉动，所有的抓取杆均向内侧收紧，形成抓取，抓取后重新驱动上驱动电机，将抓取手连接框拉起，然后驱动横移电机，将抓取装置整体横移至摊布设备的上方，由人工从抓取杆之间的缝隙处将布匹的头拉长，经由摊布设备的主动辊进行拉扯摊开，当摊布开始后，可以将成卷布匹持续悬空，也可以将成卷布匹放下。重复上述步骤即可形成自动的摊布操作，更进一步的，若是采用将成卷布匹尽快放置在摊布装置上的操作时，可以选用若干组摊布设备中复用一台抓取机构的方式进行设计，即其完成一组摊布设备的布匹头部拉扯后放置在摊布机构上时处于空闲状态，此时可以对另一组摊布设备的成卷布匹的抓取和后续操作，由于其属于复用状态，因此，我们也认为在复用时，一台布料放置机构、一台摊布机构和一台抓取机构组成为一组摊布设备。采用本实施例的设备，自动化程度高，通过悬吊的方式拉动布匹时不容易产生干涉，拉动较为顺畅。

布匹表面瑕疵在线监测装置，通过安装支架F1配置在布匹生产线上，包括识别用电脑、用于打设瑕疵标签的标签机E4、编码器E5、正光源E2、背光源E3和识别相机E1，所述正光源配置在所述背光源的上方，所述正光源包括中心为矩形孔的回字形光源台，光源台的光源均匀布置在所述矩形孔的长边两侧，所述识别相机配置在所述矩形孔的上方，所述识别相机、正光源和背光源形成与布匹垂直的直线，所述识别相机的输出端与所述识别用电脑电连接，所述标签机位于识别相机的后方且动作端对准布匹，所述标签机的控制端与识别用电脑连接，所述编码器用于检测当前布匹的传输速度，所述编码器的输出端与识别用电脑连接。

本实施例采用了编码器对布匹的传输距离进行读取，编码器的工作方式可以是直接与生产线上的传送带接触从而读取位移的变量，与可以是加装在主动辊、传输辊等传动机械处，对位移的变量进行读取，由于本实施例中的编码器为后续加装，因此直接与传送带相接触，在初始设计中需要加装本实施例的，推荐直接加装在主动辊、传输辊等传动机械处，编码器对布匹进行定位，然后正光源和背光源形成两个对照的光源对布匹设定范围内进行加亮处理，此时，通过识别相机对布匹表面进行图像拾取，拾取的内容进行图像识别，通过对亮度和对比度等数据畸变的位置进行识别判断，从而识别出布匹的瑕疵，并对瑕疵的位置进行定位，一般是采用亮度和色彩等数据出现较大的变化，则可直接判读为出现瑕疵，其中，如果是色彩数据瑕疵采用彩色工业线阵CCD相机效果为佳，当然出于成本控制的目的，采用不采用彩色工业线阵CCD相机也能进行色彩差异的识别，但是其难度较大确定地位地点之后由标签机在布匹上打标，进行下一道的修补等处理，本发明中，正光源和背光源与识别相机位移同于垂线，受布匹抖动和环境光照变化的影响较小，能够较为准确地识别出当前布匹的瑕疵。

本实施例的试运行中，存在识别难度较大的瑕疵有：

擦毛：肉眼直视的辨识度很低，相机直拍检测精度较差，容易因为设备检测精度不足无法检测出，此情况下，通过增加单侧的相机数量提升检测精度。

色差：由于采用的是黑白相机，对于色彩差异的感应不敏感，同时现场环境因素，如布匹的抖动性，也会降低相机的拍摄效果，因此很难直接判断相机所能辨识的色差能否达到现场生产的要求。

勾丝：勾丝是一种可检测的常规缺陷，单组相机无法完全拍摄出正反两面的勾丝，因此本实施例在必要时加装一组识别相机在布匹的背面，进行双面检测即可解决此问题。

本实施例中，所述识别相机为工业线阵CCD相机，所述正光源和所述背光源均为可调的LED线性聚光冷光源，所述正光源和所述背光源的宽度相等且大于所述布匹的宽度。本发明中，LED线性聚光冷光源是线性可调光源，通过识别电脑的控制能够进行亮度的调节，因此，可以对布匹的整体对比度、亮度等信息进行调节，调节的方式为两种，第一种调节方式是电脑根据之前图像的亮度对比度对当前获取的图像进行亮度和对比度的软件调节，第二种调节就是在启动时对整个光源的亮度分布进行设定，保证布匹的整体亮度、对比度等信息处于一个平衡的状态，不会出现中部高亮，两侧亮度不足的情况，在整个要求下，也需要正光源和所述背光源的宽度相等且大于所述布匹的宽度，更进一步的是，正光源和背光源两者本身可调，因此两者之间可以协调为整体图像摄取后形成一个平衡的图像。所述识别相机为两台相同的工业线阵CCD相机，且两台工业线阵CCD相机形成的直线与布匹垂直。两台工业线阵CCD相机相互配合，在识别电脑中通过调节能够消除相机位置带来的拍摄角度误差。所述识别用电脑的输出端还与后期加设的用于修复布匹印染的修复装置F7以及报警装置F6连接，所述标签机、编码器、正光源、背光源和识别相机均通过控制柜F2与识别用电脑F3连接，所述识别用电脑还配置有打印机F4。电控柜的作用就是将数据、信号进行转换和传输，接收传输控制信号至识别用电脑，通过识别用电脑进行强弱电的控制，识别用电脑将各项数据存储入数据库中，数据库F5的存储介质可以是可移动介质，也可以是识别用电脑自带存储器。

识别用电脑在执行在线监测工作前通过大数据获取台进行大数据采集，所述大数据获取台包括带有瑕疵的布匹、往复传输带G3、正面可调光源G1、背面可调光源G2、抖动装置G5和编码器，编码器安装在往复传输带上对往复传输带传输距离进行编码读取，所述识别相机安装在所述往复传输带上，所述带有瑕疵的布匹安装在往复传输带上，所述正面可调光源、背面可调光源和识别相机与带有瑕疵的布匹相垂直形成直线，所述正面可调光源和背面可调光源的控制端均与所述识别用电脑的输出端连接，所述抖动装置对带有瑕疵的布匹传动，所述正面可调光源和背面可调光源的亮度可调范围大于等于所述正光源的亮度调节范围。本实施例中，所述往复传输带包括一个主动辊和一个从动辊，所述抖动装置中还包括有若干个偏心辊，所述主动辊与所述从动辊将往复传输带张紧，所述若干个偏心辊与所述往复传输带贴合。所述抖动装置包括若干个吹气管G4和/或抽风管，吹气管和抽风管位于带有瑕疵的布匹的附近，且吹气管和抽风管与带有瑕疵的布匹的夹角各不相同，所述若干个吹气管和/或抽风管的控制端接收的控制信号为随机控制信号。随机性越大对于数据的丰富性越好，能够实现的大数据自学习准确性也越好。所述大数据获取台还包括有一个标签读取装置，所述带有瑕疵的布匹侧面对应瑕疵位置设置有瑕疵标签，所述瑕疵标签内包含瑕疵在布匹中的横轴位置信息。瑕疵标签为一维码，其中还可以包括有瑕疵类型、瑕疵程度等数据。通过本实施例，对色差擦毛和勾丝的识别率有明确的提升。本实施例在使用的时候除了通过参数的设定进行快速识别之外，还可以通过大数据利用自学习的AI识别方式进行进一步的识别，这种识别的困难在于大数据的获取较为困难，因此，在生产线正式开启之前需要进行大数据的自学习过程。这个过程中，由于瑕疵布匹的数量有限，又缺少现有大数据库，因此只能通过本发明的大数据获取台，将人工设定好的瑕疵布匹进行重复利用，利用的过程包括通过光照调整和抖动形成不同形状，不同光照条件下的瑕疵数据和正品数据，瑕疵数据和正品数据质检通过标签进行判断结果的直接区分，如此，可以在少数相同的布匹上提供不同种类的瑕疵，并通过抖动曝光等手段形成不同形式的大数据和判断结果，由这些数据进行大数据的自学习，可以得到一个完整的智能判断方式。

所述叉车式AGV包括叉车车体、控制单元和避障单元，所述叉车车体由控制单元进行控制，所述控制单元与所述现场控制设备通信连接，所述避障单元布置在叉车车体上，所述避障单元与所述控制单元通信连接，所述叉车式AGV的叉车部位设置有重量传感器，所述重量传感器检测当前目标重量并传输至控制单元，由控制单元上传至现场控制设备。

所述叉车式AGV布筐转运系统包括叉车式AGV、配置有智慧物流调度系统的现场控制设备和叫车系统，所述叉车式AGV和叫车系统均与所述的现场控制设备通信连接；叉车式AGV在充电和待机时配置在位于场地内的待机区，接收需要定型的布料时目标地点为开幅装置，放置需要定型的布料时目标地点为布料缓存区，所述的叫车系统包括分别配置在开幅机和布料缓存区处带的呼叫装置，操作人员根据生产状况通过呼叫装置进行运输请求的提交；所述呼叫装置通过MES接口与开幅装置通信连接，所述叉车式AGV数量为满足5布车/h的一备一用式配置，所述叉车式AGV的导航方式为激光导航。本实施例中，叉车式AGV的导航方式是采用激光导航方式，转向方式为全向轮加舵轮的方式，采用叉车式AGV完成布车的自动运输，结合智慧物流调度系统控制叉车式AGV的运输节拍与生产节拍相吻合。现场设计呼叫系统，人工按下呼叫按钮后，叉车式AGV自动前往该工位，将布车运送到相应的暂存工位，而后返回待命区待命或直接执行下一运输任务。此方案能够大幅降低劳动成本、提高生产效率。

实施例2：

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，本实施例中，所述横移电机、抓取手驱动电机、上驱动电机均配置有位置光电编码盘，所述横移电机、抓取手驱动电机和上驱动电机均与现场控制设备电连接，所述竖向连杆的侧面固定有接近传感器，所述n形的驱动方管对应接近传感器位置填设有触发用永磁体，所述延伸杆上也固定有接近传感器，所述连接管上对应接近传感器位置填设有触发用永磁体。光电编码盘的设置，可以对横移电机、抓取手驱动电机、上驱动电机的输出进行定位，而进一步的设计接近传感器，接近传感器与现场控制设备电连接可以进一步启动防护和限位的作用，同时本发明中n形的驱动方管和垂直移动连接板本身也起到机械限位的作用，在此基础上，能够让本发明的设备安全稳定精准的进行动作。

实施例3：

一种智能化印染车间自动控制方法，适用于如上所述的智能化印染车间，按照摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程对布匹进行印染加工，其特征在于，在布匹印染开幅工序和缓存工序之间采用叉车式AGV布筐转运自动控制方法，验布时采用自动验布方法，

所述自动验布方法包括以下步骤：

验布步骤一：布匹生产线运行，光源台的光源启动，编码器检测当前布匹生产线传输速度，识别用电脑根据编码器数据确定当前布匹的位置；

验布步骤二：识别相机监测当前光源范围内布匹的图像并向识别用电脑进行传输，识别用电脑接收布匹的图像信息；

验布步骤三：识别用电脑根据预定参数进行识别，识别中分为正常和瑕疵状态，若存在瑕疵，则识别用电脑发送控制命令至标签机，由标签机根据设定的时间对布匹进行标记。

本实施例采用了编码器对布匹的传输距离进行读取，即对布匹进行定位，然后正光源和背光源形成两个对照的光源对布匹设定范围内进行加亮处理，此时，通过识别相机对布匹表面进行图像拾取，拾取的内容进行图像识别，通过对亮度和对比度等数据畸变的位置进行识别判断，从而识别出布匹的瑕疵，并对瑕疵的位置进行定位，确定地位地点之后由标签机在布匹上打标，进行下一道的修补等处理，本发明中，正光源和背光源与识别相机位移同于垂线，受布匹抖动和环境光照变化的影响较小，能够较为准确地识别出当前布匹的瑕疵。

在执行所述验布步骤一前，首先执行大数据自学习步骤，

大数据自学习步骤一，将若干带有瑕疵的布匹放置在大数据获取台上进行重复运行；

大数据自学习步骤二，抖动装置运行将带有瑕疵的布匹进行抖动，同时正面可调光源和背面可调光源进行随机调节，由识别相机采集不同状态下的带有瑕疵的布匹图像信息传输至识别用电脑，同时，由标签读取装置将对应存在有瑕疵的图像信息的编码传输至识别用电脑；

大数据自学习步骤三，由识别用电脑进行大数据自学习；

大数据自学习步骤四，当识别用电脑的大数据瑕疵判断正确率大于设定值，且识别用电脑的大数据瑕疵判断所需时间小于传输带将值布匹瑕疵从识别相机下方传输至标签机位置所需时间时，完成大数据自学习步骤；

在所述验布步骤三中，识别用电脑根据预定参数进行初步识别，识别中分为正常、待定和瑕疵状态，若存在待定图片，则由识别用电脑启动大数据瑕疵判断方式对待定图片进行判断，判断结果分为正常和瑕疵状态。

本实施例在使用的时候除了通过参数的设定进行快速识别之外，还可以通过大数据利用自学习的AI识别方式进行进一步的识别，这种识别的困难在于大数据的获取较为困难，因此，在生产线正式开启之前需要进行大数据的自学习过程。这个过程中，由于瑕疵布匹的数量有限，又缺少现有大数据库，因此只能通过本发明的大数据获取台，将人工设定好的瑕疵布匹进行重复利用，利用的过程包括通过光照调整和抖动形成不同形状，不同光照条件下的瑕疵数据和正品数据，瑕疵数据和正品数据质检通过标签进行判断结果的直接区分，如此，可以在少数相同的布匹上提供不同种类的瑕疵，并通过抖动曝光等手段形成不同形式的大数据和判断结果，由这些数据进行大数据的自学习，可以得到一个完整的智能判断方式，在此基础上，正式工作时，识别电脑可以通过人工设定的参数进行第一次的快速识别，判断出三种布匹情况，确定为瑕疵的瑕疵状态、确定为正品的正常和不确定瑕疵的待定状态，然后由大数据学习后的识别电脑进行进一步的判断，从而将不确定的瑕疵区分为确定的瑕疵和确定的正品，提高了检测的准确性，更进一步的是，不确定的瑕疵位置由识别电脑记录后，可以由人工进行准确性最终判定，经过人工准确性最终判定的瑕疵进入数据库中共识别用电脑进行重复的大数据学习，这个步骤可以提高大数据的来源丰富性，从而进一步提高识别的准确性。更进一步的，由于在初步判断的过程中，不需要直接对所有的判断区域完成所有的判断，因此，可以采用模糊计算中的隶属度方式进行分段区分，例如根据亮度变化率建立一个隶属度函数，对存在亮度数据变化的区域，根据亮度变化值代入建立的隶属度函数判断当前位置的瑕疵的隶属度、正品的隶属度和待定的隶属度，当待定的隶属度大于设定值时进入大数据判断模式，当瑕疵的隶属度大于设定值时直接判读为瑕疵，通过这个方法进行瑕疵和待定的区别，这个做法而不需要像之前的所有判断直接进行阈值的区分，提高了初次判断的准确性，降低了需要进行二次判断的量，而二次判断在数据充分去情况下，准确性也会逐步走高，而且，由于经过了初次判断，也就是说这个瑕疵本身就是属于细微、极细微的瑕疵，一般甚至是可以认为处于瑕疵和正品之间，即使出现了漏检和错检不会对最终产品的声誉造成影响。本发明结合了快速的初次判断和精准的大数据判断，降低了大数据判断的工作范围，降低了运算量，保证了快速识别和准确识别两者兼顾。

叉车式AGV布筐转运自动控制方法包括以下转运步骤：

转运步骤一，所述智慧物流调度系统根据当前待机区、开幅装置和布料缓存区内设备状态，实行智慧物流调度系统的设定；

转运步骤二，操作人员根据生产状况通过呼叫装置进行运输请求的提交至智慧物流调度系统，由智慧物流调度系统根据设定和请求计算得出控制命令并下发至叉车式AGV；

转运步骤三，所述叉车式AGV根据叫车系统的控制命令通过自主行走、自主导航和自动避障的方式行进至指定位置，所述叉车式AGV在指定位置检测布车并与布车进行对接和分离。

在转运步骤一中，现场控制设备根据存在若干必要通道为单向单车道的情况，设定若干个交会点，当备用的第二叉车式AGV需要投入使用时，将第二叉车式AGV投入使用后的运行的路径发送至智慧物流调度系统，

现场控制设备判断当前第一叉车式AGV回归待机区时的运行路径是否与第二叉车式AGV的运行路径产生交会，若不产生交会则控制第一叉车式AGV和第二叉车式AGV继续按照预定路径执行，若产生交会则执行以下交会子步骤：

交会子步骤一：计算额定速度下第一叉车式AGV与第二叉车式AGV产生交会时的地点，并将距离此交会地点数值小于距离设定值的交会点作为待选交会点；

交会子步骤二：在所有待选交会点中，筛选出位于第一叉车式AGV或第二叉车式AGV运行路径中的待选交会点，若筛选后存在待选交会点则选择与预计交会点距离最近的交会点作为目标交会点并执行子步骤四，若筛选后不存在待选交会点则执行子步骤三；

交会子步骤三：改变第二叉车式AGV运行路径，设置一个中间目的地修改为当前最近的交会点，并重复执行交会子步骤一，并将距离设定值进行一次性修改；

子步骤四：将第一叉车式AGV和第二叉车式AGV的运行路径都以目标交会点分为两段，计算第一叉车式AGV和第二叉车式AGV运行至目标交会点的时间，选择较快运行至目标交会点的叉车式AGV并将预定以较快运行至目标交会点的的叉车式AGV的速度调整为V_t=V_e×T_h/T_l直至运行至交会点并完成交会，其中，V_t为调整后的运行速度，V_e为额定运行速度，T_h为较快运行至目标交会点的叉车式AGV所需时间，T_l为较慢运行至目标交会点的叉车式AGV所需时间；

交会子步骤五：完成交会后第一叉车式AGV和第二叉车式AGV以额定速度继续按照预定路径执行。本实施例中，由于降低了叉车式AGV的通路，因此，必然存在的单向道路可以用倒车方式解决，但是单车道的运行则需要第一叉车式AGV和第二叉车式AGV以一个合理的地点进行交会的方式来解决，通过交会点的设计，能够尽量增加单车道的位置，降低位置宽度的需要，提高设备的占地利用。本实施例中，布框运输至定型之前的布料缓存区，所有的单向单车道都位于布料缓存区位置，因此，交会点设计在开幅区到布料缓存区之间，并且以均匀分布的形式进行设计，能够保证存在筛选出位于第一叉车式AGV或第二叉车式AGV运行路径中的待选交会点，子步骤三是作为安全冗余进行设计的，一般不会以子步骤三的形式进行执行。通过这个方法，叉车式AGV能够稳定的进行交会，由于本申请中，工作节拍计算可知，根据现场进行计算开幅区到定型区的最远运输距离为36+43.8=79.8米，AGV的设计速度按照平均0.8m/s，进行设计计算，则AGV完成来回往返运输的79.8*2/0.8=199.5s=3.325min，计入检测，对接，举升，现场按照4.5min进行计算，则一台AGV一小时可完成13布车次搬运作业，远远大于现场120布车/24h= 5布车/h的作业需求。因此，设计的冗余可以使得交汇时大量降低车速，甚至是停车等候方式完成交会。因此，本实施例中，相对快递等AGV应用场景，存在车次频率要求低，车车交会次数少，因此，可以通过设计合理的交会方式，提高场地存储能力。所述控制单元接收现场控制设备传输的预计重量数据，当重量传感器检测到的目标重量数据与预计重量数据差值大于设定值时，叉车式AGV的路径自动修改至布料缓存区中设定位置，且将叉车式AGV的路径终点上传至现场控制设备。本申请中，重量传感器的设置，除了防止过重的安全生产事故之外，还起到了简易的校对功能，通过重量的差异可以直接判断当前布框内布匹的大致种类，使得布匹的输送位置和人工呼叫设定的输送位置存在差异时进行自动的修正，并进行提醒。

本实施例在现有技术的基础上采用了三个创新点：第一，采用了悬吊式拉取布头的自动抓取摊布装置，在抓取之后，能够滚动卷装的布匹，然后以悬空的方式将布匹头拉出，拉出后进行摊布，摊布的过程中，不容易产生相互干涉，拉动顺畅；第二，采用了占地面积小的单车道叉车式AGV布筐转运系统，在借鉴快读AGV运输的基础上，降低了交会频率和交会难度，将通道的占地缩小，采用了AGV运输大大提高了运输效率，同时还降低了场地的占用；第三，采用了大数据作为基础的在线监控方式瑕疵识别，能够大幅度提高瑕疵的识别准确性，提高良品率。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种智能化印染车间，包括摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置，所述摊布装置、染色装置、脱水装置、开幅装置、定型装置和布匹表面瑕疵监控装置按照摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程进行顺序布置，其特征在于，所述摊布装置采用由门式安装支架配合抓取机构动作形成悬空拉取布头进行摊布的自动抓取摊布装置，布料在开幅装置和定型装置之间的转运采用占地面积小的单车道叉车式AGV布筐转运系统，所述布匹表面瑕疵监控装置为采用现场控制设备通过大数据学习后进行瑕疵识别的布匹表面瑕疵在线监测装置，所述叉车式AGV布筐转运系统和所述自动抓取摊布装置的控制由现场控制设备进行控制；所述的自动抓取摊布装置，包括门式安装支架和若干组摊布设备，每组摊布设备均包括一台布料放置机构、一台摊布机构和一台抓取机构，所述抓取机构包括门式安装支架、上连接框和抓取手连接框，所述门式安装支架的连接横杆位于所述的布料放置机构与所述摊布机构的入口的上方，所述门式安装支架沿连接横杆配置有传动链条，所述上连接框整体呈矩形框，所述上连接框上方固定有两个沿上连接框中心对称设置的横移连接板，每个横移连接板上均固定有一个横移电机，所述横移电机的驱动端通过横移传动轮与所述的传动链条啮合，所述上连接框上固定有一个上驱动电机，所述上驱动电机的输出轴上固定有两个上传动轮，所述上传动轮通过钢丝绳与所述抓取手连接框连接，每个上传动轮均位于抓取手连接框的上方，两根与抓取手连接框连接的钢丝绳长度相同，所述上连接框上固定有两根沿上连接框的对角布置且垂直向下的延伸杆，每根延伸杆的上端和下端均水平固定有一个垂直移动连接板，同一垂线上的垂直移动连接板之间通过垂直导杆连接，每个垂直导杆上均对应配置有一个连接导管，所述连接导管的外侧固定有截面为U形的连接管，所述连接管的上端为自由端，所述连接管的下端与所述抓取机构的抓取框上端固定连接，所述连接管的上端还通过一个抓取加强杆与所述抓取框连接，所述抓取框包括矩形的抓取主框体，所述抓取主框体两侧的长边向下垂直延伸形成若干根竖向连杆，所有位于抓取主框体同一侧的竖向连杆的下段均通过一根圆形连杆进行连接，所述圆形连杆上套设有若干个转动管，所有的转动管均沿上连接框的中心轴对称设置，每个转动管的上方连接有n形的驱动方管，所述转动管的下方连接有抓取杆，所述抓取主框体上固定有一个抓取手驱动电机，所述抓取手驱动电机的输出轴上固定有若干个抓取手连接轮，每组对称设置的转动管均对应有一个抓取手连接轮，抓取手连接框对应每个转动管的中部位置均固定设置有一个转接轮连接架，每个转接轮连接架内配置有一个转接轮，所述抓取手连接轮通过钢丝绳绕过转接轮与转动管上连接的驱动方管固定连接，与所述驱动方管连接的钢丝绳长度均相等。

2.根据权利要求1所述的智能化印染车间，其特征在于：所述摊布机构包括布置在地面上的摊布支架，所述摊布支架上安装有三对摊布安装板，三对摊布安装板呈品字形布置，每对摊布安装板中一侧的摊布安装板的外侧固定有一个摊布电机，每对摊布安装板之间安装有一对摊布主动辊，每对摊布主动辊中的一根与对应的摊布电机驱动连接，所述每对摊布主动辊之间均通过摊布传动链连接，对应每对摊布主动辊均配置有若干根摊布从动辊，所有摊布从动辊和摊布主动辊的长度均相等，所述摊布从动辊的长度大于等于所述抓取主框体长边的长度，所述摊布传动链位于摊布安装板的外侧，且中部位置的摊布安装板的下边缘高度等于两侧摊布安装板上边缘的高度。

3.根据权利要求2所述的智能化印染车间，其特征在于：所述横移电机、抓取手驱动电机、上驱动电机均配置有位置光电编码盘，所述横移电机、抓取手驱动电机和上驱动电机均与现场控制设备电连接，所述竖向连杆的侧面固定有接近传感器，所述n形的驱动方管对应接近传感器位置填设有触发用永磁体，所述延伸杆上也固定有接近传感器，所述连接管上对应接近传感器位置填设有触发用永磁体。

4.根据权利要求1所述的智能化印染车间，其特征在于：所述叉车式AGV布筐转运系统包括叉车式AGV、配置有智慧物流调度系统的现场控制设备和叫车系统，所述叉车式AGV和叫车系统均与所述的现场控制设备通信连接；叉车式AGV在充电和待机时配置在位于场地内的待机区，接收需要定型的布料时目标地点为开幅装置，放置需要定型的布料时目标地点为布料缓存区，所述的叫车系统包括分别配置在开幅机和布料缓存区处带的呼叫装置，操作人员根据生产状况通过呼叫装置进行运输请求的提交；所述呼叫装置通过MES接口与开幅装置通信连接，所述叉车式AGV数量为满足5布车/h的一备一用式配置，所述叉车式AGV的导航方式为激光导航。

5.根据权利要求4所述的智能化印染车间，其特征在于：所述叉车式AGV包括叉车车体、控制单元和避障单元，所述叉车车体由控制单元进行控制，所述控制单元与所述现场控制设备通信连接，所述避障单元布置在叉车车体上，所述避障单元与所述控制单元通信连接，所述叉车式AGV的叉车部位设置有重量传感器，所述重量传感器检测当前目标重量并传输至控制单元，由控制单元上传至现场控制设备。

6.根据权利要求1所述的智能化印染车间，其特征在于：所述布匹表面瑕疵在线监测装置包括现场控制设备中配置的识别用电脑、用于打设瑕疵标签的标签机、编码器、正光源、背光源和识别相机，所述正光源配置在所述背光源的上方，所述正光源包括中心为矩形孔的回字形光源台，光源台的光源均匀布置在所述矩形孔的长边两侧，所述识别相机配置在所述矩形孔的上方，所述识别相机、正光源和背光源形成与布匹垂直的直线，所述识别相机的输出端与所述识别用电脑电连接，所述标签机位于识别相机的后方且动作端对准布匹，所述标签机的控制端与识别用电脑连接，所述编码器用于检测当前布匹的传输速度，所述编码器的输出端与识别用电脑连接，所述标签机、编码器、正光源、背光源和识别相机均通过现场控制设备中的控制柜与识别用电脑连接，所述识别相机为工业线阵CCD相机，所述正光源和所述背光源均为可调的LED线性聚光冷光源，所述正光源和所述背光源的宽度相等且大于所述布匹的宽度，所述识别相机为两台相同的工业线阵CCD相机，且两台工业线阵CCD相机形成的直线与布匹垂直。

7.根据权利要求6所述的智能化印染车间，其特征在于：所述识别用电脑在执行在线监测工作前通过大数据获取台进行大数据采集，所述大数据获取台包括标签读取装置、带有瑕疵的布匹、往复传输带、正面可调光源、背面可调光源、抖动装置和编码器，编码器安装在往复传输带上对往复传输带传输距离进行编码读取，所述识别相机安装在所述往复传输带上，所述带有瑕疵的布匹安装在往复传输带上，所述正面可调光源、背面可调光源和识别相机与带有瑕疵的布匹相垂直形成直线，所述正面可调光源和背面可调光源的控制端均与所述识别用电脑的输出端连接，所述抖动装置对带有瑕疵的布匹传动，所述正面可调光源和背面可调光源的亮度可调范围大于等于所述正光源的亮度调节范围，带有瑕疵的布匹侧面对应瑕疵位置设置有瑕疵标签，所述瑕疵标签内包含瑕疵在布匹中的横轴位置信息，所述抖动装置包括若干个吹气管和/或抽风管，吹气管和抽风管位于带有瑕疵的布匹的附近，且吹气管和抽风管与带有瑕疵的布匹的夹角各不相同，所述若干个吹气管和/或抽风管的控制端接收的控制信号为随机控制信号。

8.一种智能化印染车间自动控制方法，适用于如权利要求1所述的智能化印染车间，按照摊布、染色、脱水、开幅、缓存、定型、验布的工艺流程对布匹进行印染加工，其特征在于，在布匹印染开幅工序和缓存工序之间采用叉车式AGV布筐转运自动控制方法，验布时采用自动验布方法，所述自动验布方法包括以下步骤：

首先执行大数据自学习步骤，

大数据自学习步骤一，将若干带有瑕疵的布匹放置在大数据获取台上进行重复运行；

大数据自学习步骤二，抖动装置运行将带有瑕疵的布匹进行抖动，同时正面可调光源和背面可调光源进行随机调节，由识别相机采集不同状态下的带有瑕疵的布匹图像信息传输至识别用电脑，同时，由标签读取装置将对应存在有瑕疵的图像信息的编码传输至识别用电脑；

大数据自学习步骤三，由识别用电脑进行大数据自学习；

大数据自学习步骤四，当识别用电脑的大数据瑕疵判断正确率大于设定值，且识别用电脑的大数据瑕疵判断所需时间小于传输带将值布匹瑕疵从识别相机下方传输至标签机位置所需时间时，完成大数据自学习步骤，然后依次执行验布步骤一至验布步骤三；

验布步骤一：布匹生产线运行，光源台的光源启动，编码器检测当前布匹生产线传输速度，识别用电脑根据编码器数据确定当前布匹的位置；

验布步骤二：识别相机监测当前光源范围内布匹的图像并向识别用电脑进行传输，识别用电脑接收布匹的图像信息；

验布步骤三：识别用电脑根据预定参数进行识别，识别用电脑根据预定参数进行初步识别，识别中分为正常、待定和瑕疵状态，若存在待定图片，则由识别用电脑启动大数据瑕疵判断方式对待定图片进行判断，判断结果分为正常和瑕疵状态，若存在瑕疵，则识别用电脑发送控制命令至标签机，由标签机根据设定的时间对布匹进行标记。

9.根据权利要求8所述的智能化印染车间自动控制方法，其特征在于：叉车式AGV布筐转运自动控制方法包括以下转运步骤：

转运步骤一，智慧物流调度系统根据当前待机区、开幅装置和布料缓存区内设备状态，实行智慧物流调度系统的设定；

转运步骤二，操作人员根据生产状况通过呼叫装置进行运输请求的提交至智慧物流调度系统，由智慧物流调度系统根据设定和请求计算得出控制命令并下发至叉车式AGV；

转运步骤三，所述叉车式AGV根据叫车系统的控制命令通过自主行走、自主导航和自动避障的方式行进至指定位置，所述叉车式AGV在指定位置检测布车并与布车进行对接和分离；

在转运步骤一中，现场控制设备根据存在若干必要通道为单向单车道的情况，设定若干个交会点，当备用的第二叉车式AGV需要投入使用时，将第二叉车式AGV投入使用后的运行的路径发送至智慧物流调度系统，

现场控制设备判断当前第一叉车式AGV回归待机区时的运行路径是否与第二叉车式AGV的运行路径产生交会，若不产生交会则控制第一叉车式AGV和第二叉车式AGV继续按照预定路径执行，若产生交会则执行以下交会子步骤：

交会子步骤一：计算额定速度下第一叉车式AGV与第二叉车式AGV产生交会时的地点，并将距离此交会地点数值小于距离设定值的交会点作为待选交会点；

交会子步骤二：在所有待选交会点中，筛选出位于第一叉车式AGV或第二叉车式AGV运行路径中的待选交会点，若筛选后存在待选交会点则选择与预计交会点距离最近的交会点作为目标交会点并执行交会子步骤四，若筛选后不存在待选交会点则执行交会子步骤三；

交会子步骤三：改变第二叉车式AGV运行路径，设置一个中间目的地修改为当前最近的交会点，并重复执行交会子步骤一，并将距离设定值进行一次性修改；

交会子步骤四：将第一叉车式AGV和第二叉车式AGV的运行路径都以目标交会点分为两段，计算第一叉车式AGV和第二叉车式AGV运行至目标交会点的时间，选择较快运行至目标交会点的叉车式AGV并将预定以较快运行至目标交会点的叉车式AGV的速度调整为V_t=V_e×T_h/T_l直至运行至交会点并完成交会，其中，V_t为调整后的运行速度，V_e为额定运行速度，T_h为较快运行至目标交会点的叉车式AGV所需时间，T_l为较慢运行至目标交会点的叉车式AGV所需时间；

交会子步骤五：完成交会后第一叉车式AGV和第二叉车式AGV以额定速度继续按照预定路径执行。

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