CN205188529U - 粗纱机在线监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于纺纱在线监测领域，尤其涉及一种粗纱机在线监控装置。包括粗纱机系统,其特征在于，还包括机器视觉系统，所述机器视觉系统包括工业相机(2)、图像采集卡(3)、工控机(4)和PLC控制器(5)；所述工业相机(2)通过数据线连接所述图像采集卡(3)采集所述工业相机(2)的图像；所述图像采集卡(3)通过数据线连接到所述工控机(4)；所述工控机(4)根据软件系统计算，分析判断处理后，向所述PLC控制器(5)发出指令，调整卷绕电机(17)的转速。依靠粗纱机在线监控技术，实时监控纺纱张力的变化，通过视觉系统判定纺纱是否异常，向粗纱机PLC控制器传输电机卷绕速度信息，实现闭环控制，达到恒张力纺纱，提升纺纱质量。
Description
技术领域
本实用新型属于纺纱在线监测领域，尤其涉及一种粗纱机在线监控装置。
背景技术
在粗纱机纺纱过程中，在线质量检测多年来一直是个问题，在线质量检测中张力松紧控制尤为重要，现有技术中是靠人工肉眼判断粗纱抖动情况和判断张力松紧。
在现有技术中，粗纱机在纺纱过程中对成纱质量的在线监测是人工监控，依靠挡车工肉眼判断，在前罗拉和锭翼上端入口处之间的粗纱条直径与抖动大小判断张力是否异常，这种方式严重依赖工人经验，效率低，无法适应大规模自动化生产需求。另一种是局部依靠CCD在线监控，在靠近车头位置，选择3个锭子(前排2个、后排1个)用3组CCD检测头，测量纱线抖动情况，根据抖动的振幅大小判断粗纱张力情况。这种方法只监控3个锭子的张力情况，不一定能代表全车(120锭或更多锭数)纺纱的真实情况，张力调整误差大，不准确。
粗纱机在纺纱过程中对不同品种，不同纺纱支数经工艺计算确定张力工艺参数，通过实验方法，检测张力值在质量指标在±1.5％范围以内。但在实际纺纱过程中，纺纱张力的大小，影响因素较多，往往因天气的变化，温湿度变化都要受到影响。
还如，纺纱过程中某个锭子出现质量瑕疵，如粗节、细节等问题，尤其是机器状态不好时，长时间运转，某个零件磨损后未及时发现，给纺纱造成的异常现象，设备本身做不到报警提示，往往是小的质量瑕疵流转到后道工序，发现质量问题时已经是既成事实，造成批量性损失。
在现有技术中，粗纱机纺纱断纱检测是靠车头、车尾一组光电开关控制，当断纱时靠断掉的纱线遮挡光束发出信号停车，问题是有时断纱位置不确定，没有遮挡光电开关，造成该停未停，影响了断纱锭子正常纺纱。
实用新型内容
为了解决上述背景技术中提到的问题，本实用新型设计了一种粗纱机在线监控装置，以实现对粗纱机纺纱的全方位在线监控。
粗纱机纺纱在线监控技术主要解决张力自动控制问题，粗纱机在纺纱过程中对不同品种，不同纺纱支数经工艺计算确定张力工艺参数。通过实验方法，检测张力值在质量指标±1.5％范围以内。但在实际纺纱过程中，纺纱张力的大小，影响因素较多，往往因天气的变化，温湿度变化都要受到影响。为此，依靠粗纱机在线监控技术，实时监控纺纱张力的变化，通过视觉系统判定纺纱是否异常，由此通过软件系统进行技术分析，向粗纱机PLC传输电机卷绕速度信息，实现闭环控制，达到恒张力纺纱，提升纺纱质量。
粗纱机在线监控装置，包括粗纱机系统,其特征在于,还包括机器视觉系统，所述机器视觉系统包括工业相机2、图像采集卡3、工控机4和PLC控制器5；
所述工业相机2的作用是实时视频监控所述粗纱6的图像，所述工业相机2通过数据线连接所述图像采集卡3采集所述工业相机2所摄录的图像；所述工业相机2的快门速度1/100s；
所述图像采集卡3通过数据线连接到所述工控机4，通过软件分析所采集到的粗纱6的直径图像，分析判断所述粗纱6的松紧程度；
所述工控机4根据软件系统计算，分析判断处理后，向所述PLC控制器5发出指令，调整卷绕电机17的转速；
所述电机17接受所述PLC控制器5的指令，调整卷绕电机17转速；
所述粗纱机系统包括电机17、上罗拉9、下罗拉10、上龙筋11、锭翼12、粗纱管14、下龙筋15、移出滑座16、粗纱机加压摇架8；
所述棉条7经过上罗拉9、下罗拉10以及粗纱机加压摇架8牵伸成粗纱6，粗纱6进入上龙筋11，所述上罗筋11、下龙筋15之间通过锭翼12与所述粗纱管14连接，所述粗纱管14上卷绕有纺成形的粗纱13，最后纺成形的粗纱13经过移出滑座16移出。
工作原理是：粗纱机在工作过程中，棉条7经过粗纱机牵伸(即：将棉条7拉细)系统纺成粗纱6，每锭粗纱6质量监控，引用机器视觉系统。机器视觉系统利用工业摄像机2，对粗纱机的上罗拉9、和下罗拉10、纺出粗纱6到上龙筋11安装的前后排锭翼12之间的粗纱6进行视频监控，通过实时图像处理方式，判断粗纱线直径是否异常，并由此判断粗纱纺制过程中张力异常情况，通过工控机4进行软件分析判断系统处理后，向PLC控制器5传输指令，调整卷绕电机17的转速，实现恒张力纺纱，结构示意图见附图1。
现有技术中，粗纱机采用多电机传动，取消了复杂的机械结构传动齿轮，每个电机由PLC控制通过软件中数学模型，实现每个电机的同步输出，棉条7经过牵伸系统纺制出具一定捻度的粗纱，卷绕在粗纱管14上。在纺纱过程中，粗纱张力指标要求小于±1.5％，张力过大容易产生细节，张力过松粗纱6直径变粗且下垂，影响粗纱成形。为此，粗纱机的张力控制是成纱过程中一项重要指标，依靠现有技术很难适应环境因素变化适时调整，采用机器视觉技术后，对每个锭子进行实时监控，通过软件系统分析粗纱6的直径变化。见附图2的三种纺纱状态。
本实用新型的有益效果为：
1、引入机器视觉技术系统，实现对粗纱机纺线全方位的在线监控，该系统利用工业摄像机对粗纱机每个锭子纺纱过程进行视频监控，通过实时图像处理方式，判断纺线是否异常，由此通过软件计算、分析系统，确定张力是否正常。
2、引入机器视觉技术系统后，能够对每个锭子纱线的质量指标，如粗节、细节、断头等进行系统分析，提示管理人员对异常锭子本身出现的故障及时进行排除，同时分析判断属于前道工序的异常情况及时解决，避免了事后质量问题造成的损失。
3、依靠粗纱机在线监控技术，实时监控纺纱张力的变化，通过视觉系统判定纺纱是否异常，由此通过软件系统进行技术分析，向粗纱机PLC控制器传输电机卷绕速度信息，实现闭环控制，达到恒张力纺纱，提升纺纱质量。
4、依靠粗纱机在线监控系统，能够实现对每个锭子的纺纱瑕疵及时发现，并统计记录分析是否异常，发现异常时通过软件计算、分析系统，将数据传输给设备执行单元，提示或报警由管理人员及时排除设备某个异常锭子故障，做到有问题早发现及时解决，保证了纺成的粗纱符合质量要求，减少了质量损失。
5、在现有技术中，粗纱机纺纱断纱检测是靠车头、车尾一组光电开关控制，当断纱时靠断掉的纱线遮挡光束发出信号停车，问题是有时断纱位置不确定，没有遮挡光电开关，造成该停未停，影响了断纱锭子正常纺纱。引入粗纱机在线监控技术，实时记录每个锭子的纺纱状况，快门速度1/100s次，做到了断纱及时停车。
6、粗纱机在线监控技术，能够方便实现互联网，将统计数据经软件分析处理后，传输给网络控制中心，便于质量跟踪、质量排查。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的正常、张力过大和张力过小三种状态下的粗纱直径的侧视图；
图3是本实用新型的正常、张力过大和张力过小三种状态下的粗纱直径的俯视图；
图4是本实用新型的机器视觉系统的工作原理框图。
图中：1-镜头，2-工业相机，3-图像采集卡，4-工控机，5-PLC控制器，6-粗砂，7-棉条，8-粗砂机加压摇架，9-上罗拉，10-下罗拉，11-上龙筋，12-锭翼，13-纺成形的粗砂，14-粗纱管，15-下龙筋，16-移出滑座，17－电机。
具体实施方式
以下结合附图1至附图4具体实施例对本实用新型做进一步描述：
实施例：粗纱机在线监控装置主要解决张力自动控制问题，粗纱机在纺纱过程中对不同品种，不同纺纱支数经工艺计算确定张力工艺参数。通过实验方法，检测张力值在质量指标在±1.5％范围以内。但在实际纺纱过程中，纺纱张力的大小，影响因素较多，往往因天气的变化，温湿度变化都要受到影响。为此，依靠粗纱机在线监控技术，实时监控纺纱张力的变化，通过视觉系统判定纺纱是否异常，由此通过软件系统进行技术分析，向粗纱机PLC控制器发出指令调整电机机卷绕速度信息，实现闭环控制，达到恒张力纺纱，提升纺纱质量。
粗纱机在线监控装置，包括粗纱机系统,其特征在于,还包括机器视觉系统，所述机器视觉系统包括工业相机2、图像采集卡3、工控机4和PLC控制器5；
所述工业相机2的作用是实时视频监控所述粗纱6的图像，所述工业相机2通过数据线连接所述图像采集卡3采集所述工业相机2所摄录的图像；所述工业相机2的快门速度1/10s；在一台粗纱机上根据锭子数的多少(一般标准锭数是120锭)，可以每节车(12锭)装一组工业相机2和镜头1，所以每台车需要配置10组以上的工业相机2和镜头1。
所述图像采集卡3通过数据线连接到所述工控机4，通过软件分析所采集到的粗纱6的直径图像，判断所述粗纱6的松紧程度；
所述工控机4根据软件系统计算，分析判断处理后，向所述PLC控制器5发出指令，调整卷绕电机17的转速。
所述电机17接受所述PLC控制器5的指令，调整卷绕电机17转速。
所述粗纱机包括电机17、上罗拉9、下罗拉10、上龙筋11、锭翼12、粗纱管14、下龙筋15、移出滑座16、粗纱机加压摇架8。
所述棉条7经过上罗拉9、下罗拉10以及粗纱机加压摇架8牵伸成粗纱6，粗纱6进入上罗筋11，所述上罗筋11、下罗筋15之间通过锭翼12与所述粗纱管14连接，所述粗纱管14上卷绕有纺成形的粗纱13，最后纺成形的粗纱13经过移出滑座16移出。
粗纱机在线监控装置对整台车每个锭子纺纱状态，实时记录统计，对每台车从车头到车尾前、后排每个锭子进行编号，设备运转过程中，某个锭子出现的质量瑕疵，如粗节、细节、竹节等问题，可以通过图像采集记录下来，经软件系统分析是否属于异常，并做好统计记录。当某个锭子经常出现粗节或细节时自动提示或报警，由管理人员及时排除异常锭子故障，做到有问题早发现及时解决，保证了产品质量。把机器视觉技术应用到纺纱监控方面，其中粗纱机、细纱机等设备，需要对纱线物理状态变化控制，动态检测，调整机器传动系统，改变卷绕电机速度，实现恒张力纺纱。依靠视觉系统监控纺纱过程中断纱自动停车技术。
粗纱机在线监控技术，能够方便实现互联网，将统计数据经软件分析处理后，传输给网络控制中心，便于质量跟踪、质量排查。
现有技术中，粗纱机采用多电机传动，取消了复杂的机械结构传动齿轮，每个电机由PLC控制通过软件中数学模型，实现每个电机的同步输出，棉条7经过牵伸系统纺制出具一定捻度的粗纱，卷绕在粗纱管14上。在纺纱过程中，粗纱张力指标要求小于±1.5％，张力过大容易产生细节，张力过松粗纱6直径变粗且下垂，影响粗纱成形。为此，粗纱机的张力控制是成纱过程中一项重要指标，依靠现有技术很难适应环境因素变化适时调整，采用机器视觉技术后，对每个锭子进行实时监控，通过软件系统分析粗纱6的直径变化。见附图2,3的三种纺纱状态：图2是本实用新型的正常、张力过大和张力过小三种状态下的粗纱直径的侧视图；图3是本实用新型的正常、张力过大和张力过小三种状态下的监测粗纱直径的俯视图。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.粗纱机在线监控装置，包括粗纱机系统,所述粗纱机系统包括卷绕电机(17)，其特征在于：还包括机器视觉系统，所述机器视觉系统包括工业相机(2)、图像采集卡(3)、工控机(4)和PLC控制器(5)；所述工业相机(2)通过数据线连接所述图像采集卡(3)采集所述工业相机(2)的所摄录的图像；所述图像采集卡(3)通过数据线连接到所述工控机(4)；所述工控机(4)向所述PLC控制器(5)发出指令，调整所述粗纱机系统中的卷绕电机(17)的转速。
2.根据权利要求1所述的粗纱机在线监控装置，包括粗纱机系统,其特征在于：所述粗纱机系统包括电机(17)、上罗拉(9)、下罗拉(10)、上龙筋(11)、锭翼(12)、粗纱管(14)、下龙筋(15)、移出滑座(16)、粗纱机加压摇架(8)；所述上龙筋(11)、下龙筋(15)之间通过锭翼(12)与所述粗纱管(14)连接，所述粗纱管(14)上卷绕有纺成形的粗纱，所述纺成形的粗纱经过移出滑座(16)移出。
3.根据权利要求1所述的粗纱机在线监控装置，包括粗纱机系统,其特征在于：所述工业相机(2)的快门速度1/100s。
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| CN110468473A (zh) * | 2018-05-11 | 2019-11-19 | 株式会社丰田自动织机 | 粗纱系统和粗纱机 |
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