CN114836881B - 一种无梭织机的断纱检测方法、装置及自动停机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无梭织机的断纱检测方法、装置及自动停机系统，所述无梭织机的断纱检测方法包括采用光电传感器的发射端发射光信号，光信号沿无梭织机的辊的轴向穿过夹角区域；光电传感器的接收端接收穿过夹角区域的光信号；光信号转换成数字信号，由若干个连续的数字信号构成一个纱线光波序列；获取经过训练得到的目标断纱检测模型；通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱，该方法简单，成本低廉，检测精度高，能够有效地检测出是否发生断纱，且实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其是涉及一种无梭织机的断纱检测方法、装置及自动停机系统。
背景技术
无梭织机械织造过程最常出现短纬、空纬、断经(断经纱，简称断经)三种瑕疵，目前探纬器能有效检测短纬、空纬这两种情况，但是检测断经情况一直缺乏有效的自动化解决方案，依赖人工巡检浪费大量劳动力。
在现有技术中，一些厂商采用图像采集设备采集布匹图像，根据采集的布匹图像，再采用视觉处理方式来判断是否发生断经，该种方式存在以下缺陷：1、因为布匹幅宽，且面积大，断纱瑕疵细微，图像采集所需要的有效分辨率高，成本极高；2、高分辨率图像带来大量的数据需要极高的计算资源，计算设备成本高；3、布匹种类、纹路、颜色、背景干扰等对检测算法提出极高的鲁棒性要求，对训练数据量要求极高，且无法做到适配所有布匹类型；4、需要提供补光光源，且工业质检对光源的寿命、损耗要求高，增加成本；5、结构复杂，维护过程不方便。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有效地检测出断纱，且降低成本、实用性强的无梭织机的断纱检测方法、装置及自动停机系统。
第一方面，本发明申请实施例提供了一种无梭织机的断纱检测方法，所述无梭织机包括经纱轴以及辊，所述经纱轴放卷的经纱经过所述辊之后分离为上层纱面和下层纱面，所述上层纱面和下层纱面发生交叉的周期为T1，所述上层纱面和下层纱面之间形成一个夹角区域，所述无梭织机的断纱检测方法包括下列步骤：
(1)、获取待检测的纱线光波序列：a、采用光电传感器的发射端发射光信号，所述光信号沿无梭织机的辊的轴向穿过夹角区域；b、光电传感器的接收端接收穿过夹角区域的光信号；c、光电传感器的接收端将接收的光信号转换成数字信号，由若干个连续的数字信号构成一个纱线光波序列，所述纱线光波序列的周期为T，T＝N×T1，其中，N＝1,2,3，...，n；所述数字信号用“0”和“1”表示，其中，0表示光电传感器的接收端没有接收到光信号，1表示光电传感器的接收端接收到光信号；
(2)、获取经过训练得到的目标断纱检测模型；
(3)、通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
本发明的有益效果是：采用上述一种无梭织机的断纱检测方法，通过发射光信号(光线)穿过由上层纱面和下层纱面之间形成一个夹角区域，再由光电传感器的接收端接收穿过夹角区域的光信号，将该光信号转换成数字信号，每个纱线光波序列都是由若干个连续的数字信号组成，然后把每一个纱线光波序列输入到经过训练得到的目标断纱检测模型中进行断纱判断，该方法简单，成本低廉，能够有效地检测出是否发生断纱，且实用性强；本发明中将纱线光波序列的周期设定为T＝N×T1，T1为上层纱面和下层纱面发生交叉的周期，即纱线光波序列的周期至少为上层纱面和下层纱面发生交叉的周期，这样就能准确地通过目标断纱检测模型来检测是否发生断纱，其检测精确度极高，检测效率也高。
作为优选，在本发明申请实施例所述的一种无梭织机的断纱检测方法中，在所述获取经过训练得到的目标断纱检测模型的步骤之前，还包括下列步骤：
(01)、获取训练样本集，所述训练样本集包括多个纱线正常光波序列以及多个断纱光波序列；所述纱线正常光波序列为没有发生断纱情况下采集的纱线光波序列；所述断纱光波序列为发生断纱情况下采集的纱线光波序列；
(02)、将所述训练样本集输入预设检测网络中进行训练，通过训练生成目标断纱检测模型。
作为优选，在本发明申请实施例所述的一种无梭织机的断纱检测方法中，所述获取经过训练得到的目标断纱检测模型具体包括下列步骤：
(2.1)、对所述纱线光波序列进行识别，通过识别来判断出所述纱线对应的纱线规格；
(2.2)、根据纱线规格从多个断纱检测模型中选择对应的目标断纱检测模型。
本申请通过基于纱线规格来选择对应的目标断纱检测模型，提高了断纱检测的准确度。
作为优选，在本发明申请实施例所述的一种无梭织机的断纱检测方法中，在所述获取经过训练得到的目标断纱检测模型的步骤之前，还包括下列步骤：
(11)、获取多个训练样本集，所述训练样本集包括多个纱线正常光波序列以及多个断纱光波序列，其中，不同的训练样本集对应不同规格的纱线；所述纱线正常光波序列为没有发生断纱情况下采集的纱线光波序列；所述断纱光波序列为发生断纱情况下采集的纱线光波序列；
(12)、分别根据每一个所述的训练样本集对预设检测网络进行训练，以得到针对不同纱线规格的断纱检测模型。
第二方面，本发明申请实施例提供了一种无梭织机的断纱检测装置，包括：
光电传感器，所述光电传感器包括光电传感器的发射端和光电传感器的接收端，所述光电传感器的发射端用于沿无梭织机的辊的轴向发射穿过上层纱面和下层纱面组成的夹角区域的光信号；所述光电传感器的接收端用于接收发射端发射的光信号，并将光信号转换为数字信号；
光波序列处理装置，所述光波序列处理装置用于接收周期为T的纱线光波序列，每个纱线光波序列均是由若干个连续的数字信号构成；
模型获取模块，用于获取经过训练得到的目标断纱检测模型，所述周期为T的纱线光波序列输入进目标断纱检测模型中，通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
采用上述一种无梭织机的断纱检测装置，实时接收纱线光波序列，通过根据目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱，该装置结构简单，成本低廉，检测精度高，实用性强。
第二方面，本发明申请实施例提供了一种自动停机系统，包括与所述无梭织机的断纱检测装置中的模型获取模块连接的电控模块，采用该结构，当模型获取模块获取到的目标断纱检测模型判断出无梭织机发生断纱时，电控模块控制无梭织机停机，且进行报警提示。
附图说明
图1为本发明一种无梭织机的断纱检测方法的流程图；
图2为本发明中实施例1的流程图；
图3为本发明中实施例2的流程图；
图4为本发明中无梭织机的结构示意图；
图5为本发明一种自动停机系统的结构示意图；
如图所示：1、无梭织机；2、经纱轴；3、辊；4、上层纱面；5、下层纱面；6、夹角区域；7、光电传感器的发射端；8、光电传感器的接收端；9、光波序列处理装置；10、模型获取模块；11、电控模块。
具体实施方式
以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受限于该具体实施方式。
本领域技术人员应理解的是，在本发明的公开中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
提供了一种无梭织机的断纱检测方法，所述无梭织机1的结构示意图如图4所示，无梭织机1包括经纱轴2以及辊3，所述经纱轴2放卷的经纱经过所述辊3之后分离为上层纱面4和下层纱面5，所述上层纱面4和下层纱面5发生交叉的周期为T1，所述上层纱面4和下层纱面5之间形成一个夹角区域6，如图1所示，所述无梭织机1的断纱检测方法包括下列步骤：
(1)、获取待检测的纱线光波序列；获取待检测的纱线光波序列的具体过程为：a、采用光电传感器的发射端7发射光信号，所述光信号沿无梭织机1的辊3的轴向穿过夹角区域6；b、光电传感器的接收端8接收穿过夹角区域6的光信号；c、光电传感器的接收端8将接收的光信号转换成数字信号，由若干个连续的数字信号构成一个纱线光波序列，纱线光波序列的数量为若干个，只要实时在采集光信号，就会将光信号转换为数字信号来构成纱线光波序列，所述纱线光波序列的周期为T，T＝N×T1，其中，N＝1,2,3，...，n；所述数字信号用“0”和“1”表示，其中，0表示光电传感器的接收端8没有接收到光信号，1表示光电传感器的接收端8接收到光信号；举例说明：一个长度为T纱线光波序列为：1111111111001111111111001111111111001111111111，这里的“1”表示光电传感器的接收端8接收到光信号，“0”表示光电传感器的接收端8没有接收到光信号；
(2)、获取经过训练得到的目标断纱检测模型；
(3)、将纱线光波序列输入到目标断纱检测模型中，通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
上述一种无梭织机的断纱检测方法，光电传感器的发射端7发射光线穿过无梭织机1上由上层纱面4和下层纱面5之间形成的夹角区域6，再由光电传感器的接收端8接收穿过夹角区域6的光线，将该光信号转换成数字信号，由数字信号来组成纱线光波序列，在具体检测的过程中，实时获取纱线光波序列，然后输入到经过训练得到的目标断纱检测模型中，由目标断纱检测模型根据纱线光波序列来判断是否断经，该方法简单，成本低廉，能够有效地检测出是否发生断纱，且实用性强。
本发明实施例中，将纱线光波序列的周期设定为T＝N×T1，取N＝1，那么T＝T1，即纱线光波序列的周期与上层纱面4和下层纱面5发生交叉的周期同步，在上层纱面4和下层纱面5发生交叉的间隔时间内，由若干个连续的数字信号来构成一个纱线光波序列，所述纱线光波序列之间也是连续的，这样就能准确地通过目标断纱检测模型来检测是否发生断纱，其检测精确度极高，检测效率也高。
其中，在该实施例提供的一种无梭织机的断纱检测方法的步骤(2)中，需要通过训练来得到目标断纱检测模型，如图2所示，其训练过程包括下列步骤：
(01)、获取训练样本集，所述训练样本集包括多个纱线正常光波序列以及多个断纱光波序列，即采集大量的纱线光波序列来组成训练样本集；所述纱线正常光波序列为由上层纱面4和下层纱面5之间形成的夹角区域6中没有发生断纱的情况下采集到的纱线光波序列；所述断纱光波序列为为由上层纱面4和下层纱面5之间形成的夹角区域6中发生断纱情况下采集的纱线光波序列；举例说明：纱线正常光波序列为：1111111111001111111111001111111111001111111111，这里的“1”表示夹角区域6内没有遮挡事件时光电传感器的接收端8接收到光信号所对应的数字信号，“0”表示夹角区域6内存在遮挡事件时光电传感器的接收端8没有接收到光信号所对应的数字信号；从光波序列规律上可以看出光信号的遮挡周期整齐，遮挡所产生的“0”的长度基本一致，而当无梭织机发生断纱时，光电传感器的接收端8接收到的光信号的所对应的光波序列就会为：1111101111001111100011000111100001100011111001，此时由于夹角区域6内部有断纱且遮挡事件随机无规律，“0”出现的数量增多，且杂乱无序；以上光波序列举例仅供理解技术方案，真实发生的时序会更加复杂，但是通过训练深度学习模型，可以提取有效的序列特征；
(02)、将所述训练样本集输入预设检测网络中进行训练，通过机器学习来生成目标断纱检测模型，经过训练的目标断纱检测模型能够根据特征来区分出纱线正常光波序列和断纱光波序列。
在一些情况下，不需要区分纱线规格，所以每个训练样本集是统一规格的。
本申请实施例还提供了一种无梭织机的断纱检测装置，包括：
光电传感器，所述光电传感器包括光电传感器的发射端7和光电传感器的接收端8，所述光电传感器的发射端7用于沿无梭织机1的辊3的轴向发射穿过上层纱面4和下层纱面5组成的夹角区域6的光信号；所述光电传感器的接收端8用于接收光电传感器的发射端7发射的光信号，并将光信号转换为数字信号；
光波序列处理装置9，所述光波序列处理装置9用于接收并存储周期为T的纱线光波序列，每个纱线光波序列均是由若干个连续的数字信号构成；
模型获取模块10，用于获取经过训练得到的目标断纱检测模型，所述周期为T的纱线光波序列输入进目标断纱检测模型中，通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
采用上述一种无梭织机的断纱检测装置，实时接收纱线光波序列，通过根据目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱，该装置结构简单，检测精度高，成本低廉，实用性强。
本申请实施例还提供了一种自动停机系统，包括与以上所述无梭织机的断纱检测装置中的模型获取模块10连接的电控模块11，采用该结构，当模型获取模块10判断出无梭织机1发生断纱时，电控模块11控制无梭织机1停机，且进行报警提示。
实施例2：
提供了一种无梭织机的断纱检测方法，所述无梭织机1的结构示意图如图4所示，无梭织机1包括经纱轴2以及辊3，所述经纱轴2放卷的经纱经过所述辊3之后分离为上层纱面4和下层纱面5，所述上层纱面4和下层纱面5发生交叉的周期为T1，所述上层纱面4和下层纱面5之间形成一个夹角区域6，如图1所示，无梭织机的断纱检测方法包括下列步骤：
(1)、获取待检测的纱线光波序列；获取待检测的纱线光波序列的具体过程为：a、采用光电传感器的发射端7发射光信号，所述光信号沿无梭织机1的辊3的轴向穿过夹角区域6；b、光电传感器的接收端8接收穿过夹角区域6的光信号；c、光电传感器的接收端8将接收的光信号转换成数字信号，由若干个连续的数字信号构成一个纱线光波序列，纱线光波序列的数量为若干个，只要实时在采集光信号，就会将光信号转换为数字信号来构成纱线光波序列，所述纱线光波序列的周期为T，T＝N×T1，其中，N＝1,2,3，...，n；所述数字信号用“0”和“1”表示，其中，0表示光电传感器的接收端8没有接收到光信号，1表示光电传感器的接收端8接收到光信号；举例说明：一个长度为T纱线光波序列为：1111111111001111111111001111111111001111111111，这里的“1”表示光电传感器的接收端8接收到光信号，“0”表示光电传感器的接收端8没有接收到光信号；
(2)、获取经过训练得到的目标断纱检测模型；
(3)、将纱线光波序列输入到目标断纱检测模型中，通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
上述一种无梭织机的断纱检测方法，光电传感器的发射端7发射光线穿过无梭织机1上由上层纱面4和下层纱面5之间形成的夹角区域6，再由光电传感器的接收端8接收穿过夹角区域6的光线，将该光信号转换成数字信号，由数字信号来组成纱线光波序列，在具体检测的过程中，实时获取纱线光波序列，然后输入到经过训练得到的目标断纱检测模型中，由目标断纱检测模型根据纱线光波序列来判断是否断经，该方法简单，成本低廉，检测精度高，能够有效地检测出是否发生断纱，且实用性强。
其中，在该实施例提供的一种无梭织机的断纱检测方法的步骤(2)中，如图3所示，所述获取经过训练得到的目标断纱检测模型的具体过程包括下列步骤：
(2.1)、对所述纱线光波序列进行识别，通过识别来判断出所述纱线对应的纱线规格；所述纱线规格代表但不限于纱线的粗细程度；不同的纱线规格，在同样周期的纱线光波序列周期内，其序列表现的特征不一致，可以简单理解为粗纱的光波序列产生的“0”信号增加，但真实发生的情况会更加复杂，但是通过训练深度学习模型，可以提取有效的序列特征；
(2.2)、根据纱线规格从多个断纱检测模型中选择对应的目标断纱检测模型。
本申请实施例通过基于纱线规格来选择对应的目标断纱检测模型，提高了断纱检测的准确度。
其中，在该实施例提供的一种无梭织机的断纱检测方法的步骤(2)中，需要通过训练来得到目标断纱检测模型，其训练过程包括下列步骤：
(13)、获取多个训练样本集，所述训练样本集包括多个纱线正常光波序列以及多个断纱光波序列，其中，不同的训练样本集对应不同规格的纱线；所述纱线正常光波序列为没有发生断纱情况下采集的纱线光波序列；所述断纱光波序列发生断纱情况下采集的纱线光波序列；
(14)、分别根据每一个所述的训练样本集对预设检测网络进行训练，以得到针对不同纱线规格的断纱检测模型。
本发明申请实施例提供了一种无梭织机的断纱检测装置，包括：
光电传感器，所述光电传感器包括光电传感器的发射端7和光电传感器的接收端8，所述光电传感器的发射端7用于沿无梭织机1的辊3的轴向发射穿过上层纱面4和下层纱面5组成的夹角区域6的光信号；所述光电传感器的接收端8用于接收发射端发射的光信号，并将光信号转换为数字信号；
光波序列处理装置9，所述光波序列处理装置9用于接收并存储周期为T的纱线光波序列，每个纱线光波序列均是由若干个连续的数字信号构成；
模型获取模块10，用于获取经过训练得到的目标断纱检测模型，所述周期为T的纱线光波序列输入进目标断纱检测模型中，通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
采用上述一种无梭织机的断纱检测装置，实时接收纱线光波序列，通过根据目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱，该装置结构简单，检测精度高，成本低廉，实用性强。
第二方面，本发明申请实施例提供了一种自动停机系统，如图5所示，包括与所述无梭织机的断纱检测装置中的模型获取模块10连接的电控模块11，采用该结构，当模型获取模块10判断出无梭织机1发生断纱时，电控模块11控制无梭织机1停机，且进行报警提示。
Claims (6)
1.一种无梭织机的断纱检测方法，所述无梭织机(1)包括经纱轴(2)以及辊(3)，所述经纱轴(2)放卷的经纱经过所述辊(3)之后分离为上层纱面(4)和下层纱面(5)，所述上层纱面(4)和下层纱面(5)发生交叉的周期为T1，所述上层纱面(4)和下层纱面(5)之间形成一个夹角区域(6)，所述无梭织机的断纱检测方法包括下列步骤：
(1)、获取待检测的纱线光波序列：a、采用光电传感器的发射端(7)发射光信号，所述光信号沿无梭织机(1)的辊(3)的轴向穿过夹角区域(6)；b、光电传感器的接收端(8)接收穿过夹角区域(6)的光信号；c、光电传感器的接收端(8)将接收的光信号转换成数字信号，由若干个连续的数字信号构成一个纱线光波序列，所述纱线光波序列的周期为T，T＝N×T1，其中，N＝1,2,3，...，n；所述数字信号用“0”和“1”表示，其中，0表示光电传感器的接收端(8)没有接收到光信号，1表示光电传感器的接收端(8)接收到光信号；
(2)、获取经过训练得到的目标断纱检测模型；
(3)、通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
2.根据权利要求1所述的一种无梭织机的断纱检测方法，其特征在于：在所述获取经过训练得到的目标断纱检测模型的步骤之前，还包括下列步骤：
(01)、获取训练样本集，所述训练样本集包括多个纱线正常光波序列以及多个断纱光波序列；所述纱线正常光波序列为没有发生断纱情况下采集的纱线光波序列；所述断纱光波序列发生断纱情况下采集的纱线光波序列；
(02)、将所述训练样本集输入预设检测网络中进行训练，通过训练生成目标断纱检测模型。
3.根据权利要求1所述的一种无梭织机的断纱检测方法，其特征在于：所述获取经过训练得到的目标断纱检测模型具体包括下列步骤：
(2.1)、对所述纱线光波序列进行识别，通过识别来判断出所述纱线对应的纱线规格；
(2.2)、根据纱线规格从多个断纱检测模型中选择对应的目标断纱检测模型。
4.根据权利要求3所述的一种无梭织机的断纱检测方法，其特征在于：在所述获取经过训练得到的目标断纱检测模型的步骤之前，还包括下列步骤：
(11)、获取多个训练样本集，所述训练样本集包括多个纱线正常光波序列以及多个断纱光波序列，其中，不同的训练样本集对应不同规格的纱线；所述纱线正常光波序列为没有发生断纱情况下采集的纱线光波序列；所述断纱光波序列发生断纱情况下采集的纱线光波序列；
(12)、分别根据每一个所述的训练样本集对预设检测网络进行训练，以得到针对不同纱线规格的断纱检测模型。
5.一种无梭织机的断纱检测装置，用于实施权利要求1至权利要求4中任意一项所述的一种无梭织机(1)的断纱检测方法，所述无梭织机的断纱检测装置包括：
光电传感器，所述光电传感器包括光电传感器的发射端(7)和光电传感器的接收端(8)，所述光电传感器的发射端(7)用于沿无梭织机(1)的辊(3)的轴向发射穿过上层纱面(4)和下层纱面(5)组成的夹角区域(6)的光信号；所述光电传感器的接收端(8)用于接收发射端发射的光信号，并将光信号转换为数字信号；
光波序列处理装置(9)，所述光波序列处理装置(9)用于接收并存储周期为T的纱线光波序列，每个纱线光波序列均是由若干个连续的数字信号构成；
模型获取模块(10)，用于获取经过训练得到的目标断纱检测模型，所述周期为T的纱线光波序列输入进目标断纱检测模型中，通过目标断纱检测模型判断纱线光波序列对应的经纱是否出现断纱。
6.一种自动停机系统，包括与权利要求5中描述的一种无梭织机的断纱检测装置中的模型获取模块(10)连接的电控模块(11)。
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