CN113174667B - 一种细纱机多区域视觉检测监控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种细纱机多区域视觉检测监控系统和方法，该方法包括：通过视觉识别判断单锭纱线断头的位置和时间，通过视觉识别判断罗拉缠绕的位置和时间，通过视觉识别判断粗纱空管的位置和时间，并进行粗纱打断。还优选包括通过频闪仪配合视觉识别判断识别转速偏差较大的锭子。本发明的优点：结构设计合理，可对卷绕区断纱，前罗拉区棉条缠绕罗拉，粗纱区粗纱使用完等情况进行有效检测，并自动控制停机和通知挡车工处理，智能化高，且优选带有锭速检测功能，可及时对故障单锭进行检修，有效保证了生产的连续性，提高生产效率。

Description

一种细纱机多区域视觉检测监控系统和方法

技术领域

本发明涉及的是一种细纱机多区域视觉检测监控系统和方法，属于细纱机技术领域。

背景技术

细纱机，是用于在纺纱过程中把半制品粗纱或条子经牵伸、加拈、卷绕成细纱管纱的纺纱机器，条子在粗纱机上牵伸加拈制成粗纱、精梳机将纤维梳理制成精梳条子，针梳机将条子并合,针排牵伸改善条子结构，粗纱在环锭细纱机上进一步加拈纺成细纱，细纱机是纺纱的主要机器。细纱的产量、质量是纺纱工艺各道工序优劣的综合反映。

细纱机在工作过程中，多个区域经常会发生异常情况，影响生产进行的连续性，具体的：1)牵伸卷绕区，即前罗拉下端至导纱钩的区域，以及导纱钩到钢领的区域，会发生纱线断头的情况；2)是前罗拉区域，会发生棉条缠绕到罗拉上的情况；3)粗纱区，会发生粗纱使用完的情况。

以上情况现有技术一般都通过人工不断巡视观察，发现异常情况时进行处理，效率较低。

现有技术有单锭检测技术，实现对纱线断头进行监控，需要对应每个单锭设置检测机构，并设置与所有检测机构相连的控制系统，结构复杂，投入成本较高，且仅能检测断头，适用性较差。

现有技术CN108691045A记载了一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置及其方法，其依靠沿锭子架设置的移动式摄像机，实现在静止时对纱线对应区域进行拍摄，然后对图片进行处理识别，判断纱线断裂。然而该技术存在缺陷，一是只能单一识别纱线断头的情况，二是由于摄像机不断在多个纱线区域间移动，导致无法及时对所有纱线区域进行监控，三是需要在对应各纱线区域相邻位置设置传感器以控制摄像机的移动启停，用于判断对应断头纱线区域位置，结构较为复杂，容易发生故障，四是无法判断是否有弱捻纱产生，五是发生断头后无法及时通知挡车工进行处理。

发明内容

本发明提出的是一种细纱机多区域视觉检测监控系统和方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，实现在对纱线断头以外的多个情况进行监控，有效保证细纱机工作稳定性，提高生产效率。

本发明的技术解决方案：一种细纱机多区域视觉检测监控方法，该方法包括：

通过视觉识别判断单锭纱线断头的位置和时间，

通过视觉识别判断罗拉缠绕的位置和时间，

通过视觉识别判断粗纱空管的位置和时间，

并进行粗纱打断。

优选的，该方法还包括通过频闪仪配合视觉识别判断识别转速偏差较大的锭子。

优选的，具体包括以下步骤：

1)通过摄像机构定时拍摄对应的细纱机一个区域内的所有卷绕区、前罗拉区和粗纱区和边界标识的图像，并将图像数据传输给控制模块；

2)控制模块接收摄像机构传输来的图像数据，读取算法存储模块内存储的图形识别算法数据，对图像数据进行处理并存储在数据存储模块，判断图像是否存在异常；

3)如果图像没有异常，则摄像机构继续拍摄，重复步骤1)，如果图像存在异常，则进行步骤4)；

4)控制模块产生时间数据、报警数据、工作异常数据和粗纱打断数据，并将时间数据和工作异常数据传输给通讯模块和显示模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构；

5)通讯模块将时间数据和工作异常数据传输给挡车工通讯终端，显示模块显示工作异常数据，粗纱打断机构进行相应位置粗纱打断；

6)挡车工接收挡车工通讯终端上的信息，包括时间数据和工作异常数据，进行相应处理，然后重新启动粗纱打断位置；

所述的工作异常数据包括纱线断头位置数据、罗拉缠绕位置数据或粗纱空管位置数据，纱线断头位置数据即细纱机卷绕区断头位置和断头数量，罗拉缠绕位置数据即细纱机卷前罗拉区棉条缠绕罗拉位置，粗纱空管位置数据即西细纱机粗纱区粗纱空管位置。

优选的，当细纱机为色纺纱时，步骤1)摄像机构定时拍摄时还配有有色激光束发生装置，有色激光束发生装置对准细纱机的卷绕区和前罗拉区照射。

优选的，所述的通过频闪仪配合视觉识别判断识别转速偏差较大的锭子具体包括以下步骤：

1)定时开启高亮度频闪仪，对多个锭子进行频闪照射，频率与单锭转速一致，摄像机构拍摄多个锭子，并将图像数据传输给控制模块；

2)控制模块接收摄像机构传输来的图像数据，读取算法存储模块内存储的关于锭速检测的图形识别算法数据，对图像数据进行处理并存储在数据存储模块，判断锭速是否存在较大偏差，具体的，若锭速正常，单锭在图像上显示为静止，则重复步骤1)，当锭速出现偏差较大时，单锭在图像上显示为弱捻，则进行步骤3)；

3)控制模块产生锭速偏差数据、报警数据和粗纱打断数据，并将锭速偏差数据传输给通讯模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构；

4)通讯模块将锭速偏差数据传输给挡车工通讯终端，报警模块进行报警，粗纱打断机构进行相应位置粗纱打断；

5)挡车工接收挡车工通讯终端上的信息，包括由边界标识得到的位置信息，和锭速偏差数据，进行单锭检修处理，然后重新启动粗纱打断位置。

优选的，所述的挡车工通讯终端为手环，通讯终端优先与距离最近的手环传输数据。

一种细纱机多区域视觉检测监控系统，包括固定设置的多个摄像机构、对应每个锭子设置的边界标识、粗纱打断机构、控制模块、算法存储模块、数据存储模块、报警模块、显示模块、通讯模块和挡车工通讯终端，摄像机构与控制模块信号连接，控制模块分别与粗纱打断机构、算法存储模块、数据存储模块、显示模块和通讯模块信号连接，通讯模块与挡车工通讯终端无线信号连接，

所述的摄像机构对准细纱机一个区域内的所有卷绕区、前罗拉区和粗纱区和边界标识，用于拍摄细纱机一个区域内的图形数据并传输给控制模块，

所述的算法存储模块用于存储图形识别算法数据并传输给控制模块，

所述的数据存储模块用于存储控制模块传输来的数据，

所述的显示模块用于存储控制模块传输来的数据并显示，

所述的通讯模块用于接收控制模块传输来的数据并无线传输给挡车工通讯终端，

所述的挡车工通讯终端用于接收通讯模块传输来的数据并显示，

所述的控制模块接收摄像机构传输来的图形数据和算法存储模块传输来的图形识别算法数据，处理得到图形处理正常数据或图形处理异常数据并生成时间数据存储到数据存储模块内，如果是图形处理异常数据则产生工作异常数据、报警数据和粗纱打断数据，并将工作异常数据和时间数据传输给通讯模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构，

所述的粗纱打断机构用于接收控制模块传输来的粗纱打断数据并进行相应位置粗纱打断，

所述的工作异常数据包括纱线断头位置数据、罗拉缠绕位置数据或粗纱空管位置数据，

所述的报警模块用于接收控制模块传输来的报警数据并进行报警。

优选的，还包括与控制模块信号连接的有色激光束发生装置，有色激光束发生装置对准细纱机的卷绕区和前罗拉区照射。

优选的，还包括与控制模块信号连接的高亮度频闪仪，高亮度频闪仪对准细纱机的卷绕区，高亮度频闪仪用于接收控制模块传输的工作信号，对细纱机卷绕区进行频闪。

优选的，所述的摄像机构包括设置在两排细纱机之间的相邻两排每排多个反向设置的摄像头，摄像头固定在支架上，沿所述的摄像头前侧的支架设有导轨，导轨上设有移动软刷，所述的高亮度频闪仪通过移动驱动机构连接在细纱机的卷绕区上方设置的频闪仪导轨上，每台细纱机配置2台高亮度频闪仪。

本发明的优点：结构设计合理，可对卷绕区断纱，前罗拉区棉条缠绕罗拉，粗纱区粗纱使用完等情况进行有效检测，并自动控制停机和通知挡车工处理，智能化高，且优选带有锭速检测功能，可及时对故障单锭进行检修，有效保证了生产的连续性，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明细纱机多区域视觉检测监控系统的结构框图。

图2是本发明细纱机多区域视觉检测监控系统摄像机构的一种实施例结构示意图。

图中的1是摄像头、2是支架、3是导轨、4是软刷、5是高亮度频闪仪、6是频闪仪导轨、7是细纱机。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种细纱机多区域视觉检测监控系统，其结构包括固定设置的多个摄像机构、对应每个锭子设置的边界标识、粗纱打断机构、控制模块、算法存储模块、数据存储模块、报警模块、显示模块、通讯模块和挡车工通讯终端，摄像机构与控制模块信号连接，控制模块分别与粗纱打断机构、算法存储模块、数据存储模块、显示模块和通讯模块信号连接，通讯模块与挡车工通讯终端无线信号连接，

所述的摄像机构对准细纱机一个区域内的所有卷绕区、前罗拉区和粗纱区和边界标识，用于拍摄细纱机一个区域内的图形数据并传输给控制模块，

所述的算法存储模块用于存储图形识别算法数据并传输给控制模块，

所述的数据存储模块用于存储控制模块传输来的数据，

所述的显示模块用于存储控制模块传输来的数据并显示，

所述的通讯模块用于接收控制模块传输来的数据并无线传输给挡车工通讯终端，

所述的挡车工通讯终端用于接收通讯模块传输来的数据并显示，

所述的控制模块接收摄像机构传输来的图形数据和算法存储模块传输来的图形识别算法数据，处理得到图形处理正常数据或图形处理异常数据并生成时间数据存储到数据存储模块内，如果是图形处理异常数据则产生工作异常数据、报警数据和粗纱打断数据，并将工作异常数据和时间数据传输给通讯模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构，

所述的粗纱打断机构用于接收控制模块传输来的粗纱打断数据并进行相应位置粗纱打断。

所述的工作异常数据包括纱线断头位置数据、罗拉缠绕位置数据或粗纱空管位置数据。纱线断头位置数据即细纱机卷绕区断头位置和断头数量，罗拉缠绕位置数据即细纱机卷前罗拉区棉条缠绕罗拉位置，粗纱空管位置数据即细纱机粗纱区粗纱空管位置。

所述的报警模块用于接收控制模块传输来的报警数据并进行报警。

优选的，如果针对色纺纱，还包括与控制模块信号连接的有色激光束发生装置，有色激光束发生装置对准细纱机的卷绕区和前罗拉区照射。

优选的，还包括与控制模块信号连接的高亮度频闪仪，高亮度频闪仪对准细纱机的卷绕区，高亮度频闪仪用于接收控制模块传输的工作信号，对细纱机卷绕区进行频闪。

所述的摄像机构包括设置在两排细纱机之间的相邻两排每排多个反向设置的摄像头1，摄像头1固定在支架2上。

沿所述的摄像头1前侧的支架2设有导轨3，导轨3上设有移动软刷4。可对摄像头表面进行定期清理，保证拍摄效果。

所述的高亮度频闪仪5通过移动驱动机构连接在细纱机的卷绕区上方设置的频闪仪导轨6上，每台细纱机配置2台高亮度频闪仪5。高亮度频闪仪5沿着频闪仪导轨6上定时移动。

根据以上结构，一种细纱机多区域视觉检测监控方法，包括：

通过视觉识别判断单锭纱线断头的位置和时间，

通过视觉识别判断罗拉缠绕的位置和时间，

通过视觉识别判断粗纱空管的位置和时间，

并进行粗纱打断。

优选的，还包括通过频闪仪配合视觉识别判断识别转速偏差较大的锭子。

具体包括以下步骤：

1)通过摄像机构定时拍摄对应的细纱机一个区域内的所有卷绕区、前罗拉区和粗纱区和边界标识的图像，并将图像数据传输给控制模块；

2)控制模块接收摄像机构传输来的图像数据，读取算法存储模块内存储的图形识别算法数据，对图像数据进行处理并存储在数据存储模块，判断图像是否存在异常；

3)如果图像没有异常，则摄像机构继续拍摄，重复步骤1)，如果图像存在异常，则进行步骤4)；

4)控制模块产生时间数据、报警数据、工作异常数据和粗纱打断数据，并将时间数据和工作异常数据传输给通讯模块和显示模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构；

5)通讯模块将时间数据和工作异常数据传输给挡车工通讯终端，显示模块显示工作异常数据，粗纱打断机构进行相应位置粗纱打断；

6)挡车工接收挡车工通讯终端上的信息，包括时间数据和工作异常数据，进行相应处理，然后重新启动粗纱打断位置。

所述的工作异常数据包括纱线断头位置数据、罗拉缠绕位置数据或粗纱空管位置数据。纱线断头位置数据即细纱机卷绕区断头位置和断头数量，罗拉缠绕位置数据即细纱机卷前罗拉区棉条缠绕罗拉位置，粗纱空管位置数据即西细纱机粗纱区粗纱空管位置。

所述的挡车工通讯终端优选为手环，通讯终端优先与距离最近的手环传输数据。即距离最近的锭位，提高接头效率。

优选的，当细纱机为色纺纱时，步骤1)摄像机构定时拍摄时还配有有色激光束发生装置，有色激光束发生装置对准细纱机的卷绕区和前罗拉区照射。

优选的，还包括锭速偏差检测方法，包括

1)定时开启高亮度频闪仪，对多个锭子进行频闪照射，频率与单锭转速一致，摄像机构拍摄多个锭子，并将图像数据传输给控制模块；

2)控制模块接收摄像机构传输来的图像数据，读取算法存储模块内存储的关于锭速检测的图形识别算法数据，对图像数据进行处理并存储在数据存储模块，判断锭速是否存在较大偏差，具体的，若锭速正常，单锭在图像上显示为静止，则重复步骤1)，当锭速出现偏差较大时，单锭在图像上显示为弱捻，则进行步骤3)；

3)控制模块产生锭速偏差数据、报警数据和粗纱打断数据，并将锭速偏差数据传输给通讯模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构；

4)通讯模块将锭速偏差数据传输给挡车工通讯终端，报警模块进行报警，粗纱打断机构进行相应位置粗纱打断；

5)挡车工接收挡车工通讯终端上的信息，包括由边界标识得到的位置信息，和锭速偏差数据，进行单锭检修处理，然后重新启动粗纱打断位置。

优选的，当细纱机为48锭时，每6锭设置一个显示模块。显示纱线断头情况和/或弱捻报警。

以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种细纱机多区域视觉检测监控系统，其特征包括固定设置的多个摄像机构、对应每个锭子设置的边界标识、粗纱打断机构、控制模块、算法存储模块、数据存储模块、报警模块、显示模块、通讯模块和挡车工通讯终端，摄像机构与控制模块信号连接，控制模块分别与粗纱打断机构、算法存储模块、数据存储模块、显示模块和通讯模块信号连接，通讯模块与挡车工通讯终端无线信号连接，

所述的摄像机构对准细纱机一个区域内的所有卷绕区、前罗拉区和粗纱区和边界标识，用于拍摄细纱机一个区域内的图形数据并传输给控制模块，

所述的算法存储模块用于存储图形识别算法数据并传输给控制模块，

所述的数据存储模块用于存储控制模块传输来的数据，

所述的显示模块用于存储控制模块传输来的数据并显示，

所述的通讯模块用于接收控制模块传输来的数据并无线传输给挡车工通讯终端，

所述的挡车工通讯终端用于接收通讯模块传输来的数据并显示，

所述的控制模块接收摄像机构传输来的图形数据和算法存储模块传输来的图形识别算法数据，处理得到图形处理正常数据或图形处理异常数据并生成时间数据存储到数据存储模块内，如果是图形处理异常数据则产生工作异常数据、报警数据和粗纱打断数据，并将工作异常数据和时间数据传输给通讯模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构，

所述的粗纱打断机构用于接收控制模块传输来的粗纱打断数据并进行相应位置粗纱打断，

所述的工作异常数据包括纱线断头位置数据、罗拉缠绕位置数据或粗纱空管位置数据，

所述的报警模块用于接收控制模块传输来的报警数据并进行报警；

还包括与控制模块信号连接的有色激光束发生装置，有色激光束发生装置对准细纱机的卷绕区和前罗拉区照射；

还包括与控制模块信号连接的高亮度频闪仪，高亮度频闪仪对准细纱机的卷绕区，高亮度频闪仪用于接收控制模块传输的工作信号，对细纱机卷绕区进行频闪；

所述的摄像机构包括设置在两排细纱机之间的相邻两排每排多个反向设置的摄像头，摄像头固定在支架上，沿所述的摄像头前侧的支架设有导轨，导轨上设有移动软刷，所述的高亮度频闪仪通过移动驱动机构连接在细纱机的卷绕区上方设置的频闪仪导轨上，每台细纱机配置2台高亮度频闪仪；

细纱机多区域视觉检测监控方法，包括：

通过视觉识别判断单锭纱线断头的位置和时间，

通过视觉识别判断罗拉缠绕的位置和时间，

通过视觉识别判断粗纱空管的位置和时间，

并进行粗纱打断；

还包括通过频闪仪配合视觉识别判断识别转速偏差较大的锭子；

具体包括以下步骤：

1)通过摄像机构定时拍摄对应的细纱机一个区域内的所有卷绕区、前罗拉区和粗纱区和边界标识的图像，并将图像数据传输给控制模块；

2)控制模块接收摄像机构传输来的图像数据，读取算法存储模块内存储的图形识别算法数据，对图像数据进行处理并存储在数据存储模块，判断图像是否存在异常；

3)如果图像没有异常，则摄像机构继续拍摄，重复步骤1)，如果图像存在异常，则进行步骤4)；

4)控制模块产生时间数据、报警数据、工作异常数据和粗纱打断数据，并将时间数据和工作异常数据传输给通讯模块和显示模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构；

5)通讯模块将时间数据和工作异常数据传输给挡车工通讯终端，显示模块显示工作异常数据，粗纱打断机构进行相应位置粗纱打断；

6)挡车工接收挡车工通讯终端上的信息，包括时间数据和工作异常数据，进行相应处理，然后重新启动粗纱打断位置；

所述的工作异常数据包括纱线断头位置数据、罗拉缠绕位置数据或粗纱空管位置数据，纱线断头位置数据即细纱机卷绕区断头位置和断头数量，罗拉缠绕位置数据即细纱机卷前罗拉区棉条缠绕罗拉位置，粗纱空管位置数据即细纱机粗纱区粗纱空管位置；

当细纱机为色纺纱时，步骤1)摄像机构定时拍摄时还配有有色激光束发生装置，有色激光束发生装置对准细纱机的卷绕区和前罗拉区照射；

所述的通过频闪仪配合视觉识别判断识别转速偏差较大的锭子具体包括以下步骤：

1)定时开启高亮度频闪仪，对多个锭子进行频闪照射，频率与单锭转速一致，摄像机构拍摄多个锭子，并将图像数据传输给控制模块；

2)控制模块接收摄像机构传输来的图像数据，读取算法存储模块内存储的关于锭速检测的图形识别算法数据，对图像数据进行处理并存储在数据存储模块，判断锭速是否存在较大偏差，具体的，若锭速正常，单锭在图像上显示为静止，则重复步骤1)，当锭速出现偏差较大时，单锭在图像上显示为弱捻，则进行步骤3)；

3)控制模块产生锭速偏差数据、报警数据和粗纱打断数据，并将锭速偏差数据传输给通讯模块，将报警数据传输给报警模块，将粗纱打断数据传输给粗纱打断机构；

4)通讯模块将锭速偏差数据传输给挡车工通讯终端，报警模块进行报警，粗纱打断机构进行相应位置粗纱打断；

5)挡车工接收挡车工通讯终端上的信息，包括由边界标识得到的位置信息，和锭速偏差数据，进行单锭检修处理，然后重新启动粗纱打断位置；

所述的挡车工通讯终端为手环，通讯终端优先与距离最近的手环传输数据。

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