CN208917386U - 一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，包括走架细纱机、主控制器、计算机、电源和运动拍摄装置，其中计算机、电源与主控制器电性连接，走架细纱机包括导轨架以及与导轨架垂直设置的线轴架装置和锭子架装置，每相邻两导轨架限定一个纱线区域，走架细纱机包括至少一个纱线区域，通过利用丝杠结构的作用控制摄像机往复运动，拍摄至少一个纱线区域的图片，二值化处理，判断出纱线区域是否有出现纱线断裂的情况，并及时进行报警，使得工作人员及时知晓，及时处理，提高生产效率，提高生产质量，并且一台摄像机能够控制多个纱线区域，扩大检测范围，降低生产成本。

Description

一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置

技术领域

本实用新型属于纺纱设备技术领域，尤其是涉及一种用于走架细纱机的视觉检测细纱断纱检测装置。

背景技术

在走架细纱机中，走架细纱机在工作的时候是线轴架做往复运动，牵伸和加捻在水平方向进行，且加捻和卷绕过程不是同时进行的，即加捻的时候不卷绕，卷绕的时候不加捻，通常将粗纱送入入牵伸机构牵伸，牵伸后的纱线再通过导纱钩进入钢丝圈加捻，并将加捻后的纱线卷绕在绕线筒上。在加捻的过程中，由于纱线拖着钢丝圈在钢领上作高速回转，所以经常出现纱线断头现象。现有技术检测细纱断纱的方式通常有机械式、电气接触式、气压非接触式、光电非接触式和温度传感式等，机械式因有动作灵敏度低、易磨损等缺点被淘汰，电气接触式由于导电棒易氧化加之棉尘、飞花堆积等因素的影响，常会出现接触不良的现象，以致控制失灵而被气压、光电和温度等非接触式所取代。但每个纺纱锭位配置一个传感器，成本高昂，另外需要人工来回巡视，劳动强度高。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中的不足而提供一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，其能够及时方便地监测到纱线断头的锭位。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的。

一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，包括走架细纱机、主控制器、计算机、电源和运动拍摄装置，其中计算机、电源与主控制器电性连接，走架细纱机包括导轨架以及与导轨架垂直设置的线轴架装置和锭子架装置，每相邻两导轨架限定一个纱线区域，走架细纱机包括至少一个纱线区域，其特征在于：锭子架装置上每个锭子的位置均设有报警器，报警器与主控制器连接；运动拍摄装置包括：具有第一倒L型支撑架和第二倒L型支撑架，均设置在锭子架装置的相同侧并且有一定的距离，在第一倒L型支撑架的顶端部设置有第一固定座, 在第二倒L型支撑架的顶端部设置有第二固定座,第一光杆、丝杠以及第二光杆依次并排水平放置，其两端分别设置在第一固定座以及第二固定座上，相机座的顶部穿设于第一光杆、丝杠以及第二光杆；相机座的底部安装摄像机，摄像机的机头朝下，第二固定座上同时安装有电机，相机座设有与所述丝杠配合的螺纹，丝杠与电机通过联轴器连接，电机、摄像机均与主控制器电性连接。

进一步的，在第二光杆上设有至少一个线性槽，在每个线性槽的端部设置为矩形槽，矩形槽内通过弹簧固定有压力传感器，压力传感器突出第二光杆光杆表面，每个压力传感器对应于一个相应的纱线区域，压力传感器和微处理器电性连接，微处理器与主控制器电性连接。

进一步的，报警器包括发声装置以及发光装置。

进一步的，第一倒L型支撑架和第二倒L型支撑架均为高度方向可调的伸缩机构。

进一步的，第一倒L型支撑架和第二倒L型为横向长度方向可调的伸缩机构。

进一步的，主控制器为PLC。

本实用新型的有益技术效果是：本实用新型通过利用丝杠结构的作用控制摄像机往复运动，拍摄至少一个纱线区域的图片，二值化处理，判断出纱线区域是否有出现纱线断裂的情况，并及时进行报警，使得工作人员及时知晓，及时处理，提高生产效率，提高生产质量，并且一台摄像机能够控制多个纱线区域，扩大检测范围，降低生产成本。

附图说明

图1、图5为本实用新型的走架细纱机的结构示意图。

图2、图6为本实用新型的运动拍摄装置的结构示意图。

图3为本实用新型的检测装置的系统原理图。

图4为本实用新型的第二光杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例以及附图对本实用新型的技术方案进行具体阐释。

结合图1和图5，本实用新型的走架细纱机采用现有技术中的走架细纱机，其工作原理也和现有技术中的走架细纱机相同。走架细纱机包括线轴架装置1、锭子架装置2以及导轨架4。锭子架装置2上具有均匀排列的锭子，线轴架装置1在导轨架4做往复运动，将粗纱加捻后的纱线缠绕在锭子的滚筒上。线轴架装置1和锭子架装置2之间是一系列纱线，每个锭子上对应着一根纱线5。导轨架4与线轴架装置1、锭子架装置2均垂直，导轨架4均匀间隔排列，使得走架细纱机分隔多个区域，例如图5中显示出的区域a、b、c、d四个区域，每个区域形成一组纱线。与现有技术中的走架细纱机不同，本实用新型在每个锭子的位置都安装有一个报警器3，报警器3包括发声装置以及发光装置，显示灯和蜂鸣器，当检测到对应锭子上的纱线断裂时，系统便控制该锭子位置上的显示灯发光，可以是一直发光，或者闪烁发光，同时伴随着蜂鸣器的声音，便于工人快速找到发生故障的位置。

图2展示了本实用新型运动拍摄装置，结合如图2、图6所示，两倒L型支撑架13a和13b分开放置在锭子架装置2的相同侧，在第一倒L型支撑架13a的顶端部设置有第一固定座9a, 在第二倒L型支撑架13b的顶端部设置有第二固定座9b,第一光杆8a、丝杠7以及第二光杆8b依次并排水平放置，其两端分别设置在第一固定座9a以及第二固定座9b上，相机座6的顶部穿设于第一光杆8a、丝杠7以及第二光杆8b。相机座6的底部安装摄像机11，摄像机11的机头朝下进行拍摄，摄像机11可以是现有技术中常用的工业摄像机，也可以是视觉传感器。第二固定座9b上同时安装有电机10，电机10也可以安装在第二倒倒L型支撑架13b上，电机的安装位置也可以安装在其他位置，只要能够控制丝杠7转动即可。相机座6设有与所述丝杠7配合的螺纹，当丝杠7旋转时，相机座6做水平移动运动；所述丝杠7与所述电机通过联轴器19连接，并由所述电机10驱动转动，进而带动所述摄像机11移动。

结合图4与图2，在第二光杆8b设有由至少一线性槽，在每个线性槽的端部设置为矩形槽，矩形槽内通过弹簧固定有压力传感器14，压力传感器14突出第二光杆的表面，并在相机座6移动穿过时因为弹簧受压回到矩形槽内，压力传感器检测到受到一定的压力，感受到压力的压力传感器14通过线槽内的数据线将压力信号传输给微处理器12，微处理器12对每个压力传感器设有具有编号的触发器，能够区分是哪个压力传感器14，微处理器12同样设置在第二倒L型支撑架13b上。当然，微处理器12也可以不设置在第二倒L型支撑架13b，可以设置在其它位置，例如第一倒L型支撑架13b上，只要能够接收到压力传感器的信号即可。在第二光杆8b上对应于每个丝线区域的中间部分分别设置一个压力传感器，当摄像机移动式刚好接触压力传感器，压力传感器便生成压力信号，根据压力信号便可知摄像机处于拍摄该丝线区域的佳选位置，从而控制摄像机11进行拍摄。

在本实用新型中，第一倒倒L型支撑架13a和第二倒倒L型支撑架13b之间的距离根据需要设定，例如若是想要摄像机11拍摄一个纱线区域a，第一倒L型支撑架13a和第二倒L型支撑架13b两者之间的距离便为一个纱线区域a的长度，若想要摄像机11拍摄两个纱线区域a、b, 第一倒L型支撑架13a和第二倒L型支撑架13b两者之间的距离便可以是区域a、b长度的总和，依次类推，想要拍摄三个区域，长度是三个区域长度的总和，拍摄四个区域，长度便是四个区域长度的总和。第一光杆8a、丝杠7以及第二光杆8b的长度与第一倒L型支撑架13a和第二倒L型支撑架13b保持一致，这样，摄像机11便可以在丝杠7上滑动到相关区域进行拍摄。摄像机11离地面的高度最好是能够将一个区域的纱线全部在拍摄范围内，因此倒L型支撑架13a、13b的结构可采取高度可调的结构。根据本实用新型的实施例，也可以调整倒L型支撑架13a、13b的横向长度，使摄像机在纱线区域的上方，或者正上方，利于拍摄的范围。本实用新型的L型支撑架13a、13b的高度可调结构以及横向长度可调结构均可以采用现有技术中国的调节机构，例如常见的伸缩机构。

图3为本实用新型的检测装置的系统原理图，在图3中，具有主控制器15，电源17、计算机16、电机10、微处理器12、摄像机11以及报警系统18分别与主控制器15电性连接。其中，报警系统由安装在每个锭子位置的一系列报警器3构成。

本实用新型检测装置的工作原理如下，以摄像机拍摄两个纱线区域a和b为例。调整倒L型支撑架13a、13b之间的位置关系，安装好摄像机11、相机座6、丝杠7、第一光杆8a、第二光杆8b、第一固定座9a、第二固定座9b、电机10以及微处理器12。假设摄像机11先在纱线a区域，电机10根据主控制器15的控制，旋转丝杠7，使得摄像机11在丝杠7上朝着纱线b区域移动，当摄像机11移动时触碰在纱线a区域的压力传感器14，压力传感器14产生压力信号，将压力信号传输给微处理器12，微处理器12将压力信号处理后传输给主控制器15，主控制器为PLC控制器，主控制器15接收到压力信号，一方面控制电机停止丝杠7的旋转，使得摄像机15停止在压力传感器14的位置，同时主控制器15启动摄像机11进行拍摄，摄像机11按预先设置的时间间隔对纱线的A区域进行图像采集，拍摄的时间总长大于线轴架装置1往复运动的周期，将拍摄帧图片传送给主控制器，从拍摄帧图片中筛选出线轴架装置1与锭子架装置2距离最远的帧图片，即此时线轴架装置1未在导轨架4上而是在导轨架4端部的位置。通过设定灰度阈值，将具有灰度强度变化的图像信号转换为纱线的二值信号，计算二值图像( 纱线在图像中竖直时 )，白点为纱线，黑点为背景 )，对于每一竖直纱线进行检测，若具有竖直白色区域在锭子架装置2和线轴架装置1之间连续存在并且其超过最低直径，则认为该纱线未断裂，若是有一竖直白色区域在锭子架装置2和线轴架装置1之间在某一处低于最低直径，则认为纱线断裂。当判断出现纱线断裂的情况，以导轨架4限定的纱线a区域，主控制器15通过依次计数判断是哪根纱线断裂，从而找出对应的锭子，由于在主控制器中事先存储好在对每个区域的每个锭子进行编号对应，通过压力传感器的触发知晓是是a区域，根据在a区域对纱线的计数知晓是第几支纱线断裂，从而判断出锭子的位置，根据锭子位置事先与警报器3一一对应存储，主控制器15控制相应的警报器触发，报警器3包括显示灯和蜂鸣器，显示灯发光，可以是持续发光，或者闪烁发光，同时伴随着蜂鸣器的声音，便于工人快速找到发生故障的位置。显示灯可以是LED灯。

摄像机11拍摄时间完成后，若是在纱线a区域未检测出断裂的纱线，主控制器具有计时器，从摄像机11因压力信号被停止之时起，经过预设时间，主控制器15又控制电机10使得摄像机沿着丝杠7朝向纱线b区域移动，当b区域的压力传感器14检测到压力信号后，将其发送给微处理器12，微处理器12经过处理将信号发送给主控制器15，主控制器控制电机10停止运行，并开启摄像机11，摄像机根据时间间隔进行图片采集，其具体的过程与在纱线a区域的过程相同，从而排查出b区域是否由纱线断裂，那根纱线断裂，从而触发相应的报警器。若是纱线b区域也未查出断裂的纱线，经过预设时间，主控制器15又控制电机10启动，电机10带动丝杠7反方向旋转，摄像机11又沿着丝杠7的方向朝纱线a区域往回运动。由此，摄像机11在丝杠7上能够做往复运动，对丝线a区域和丝线b区域进行检查。由于主控制器是PLC控制器，事先会设置摄像机移动多长的路径再控制电机反转使得摄像机往回移动，例如首先将摄像机放在丝杠的一端，根据需要检测纱线区域的数量来设置，当摄像机经历了与纱线区域相当的压力传感器时，控制摄像机往回运动，如此实现摄像机的往复运动。可见，主控制器事先编写好控制摄像机的往复运动的程序。

需要说明的是，摄像机11沿着丝杠7的运动实际上是相机座6在丝杠上的运动，而摄像机11固定在相机座6上，因此，摄像机也随着运动。因此，上述在阐述检测原理时，表述成摄像机11沿着丝杠7的运动。

本实用新型中主控制器15与计算机16电性连接，由计算机前的工作人员操作整个检测装置的启动和关闭，并且在控制器判断到出现纱线断裂时，将二值化图片以及原图片发送给计算机进行显示，方便工作人员的进一步排查。电源17连接到主控制器15上，为整个系统进行供电。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，包括走架细纱机、主控制器、计算机、电源和运动拍摄装置，其中计算机、电源与主控制器电性连接，走架细纱机包括导轨架以及与导轨架垂直设置的线轴架装置和锭子架装置，每相邻两导轨架限定一个纱线区域，走架细纱机包括至少一个纱线区域，其特征在于：锭子架装置上每个锭子的位置均设有报警器，报警器与主控制器连接；运动拍摄装置包括：具有第一倒L型支撑架和第二倒L型支撑架，均设置在锭子架装置的相同侧并且有一定的距离，在第一倒L型支撑架的顶端部设置有第一固定座, 在第二倒L型支撑架的顶端部设置有第二固定座,第一光杆、丝杠以及第二光杆依次并排水平放置，其两端分别设置在第一固定座以及第二固定座上，相机座的顶部穿设于第一光杆、丝杠以及第二光杆；相机座的底部安装摄像机，摄像机的机头朝下，第二固定座上同时安装有电机，相机座设有与所述丝杠配合的螺纹，丝杠与电机通过联轴器连接，电机、摄像机均与主控制器电性连接。

2.如权利要求1所述的一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，其特征在于，在第二光杆上设有至少一个线性槽，在每个线性槽的端部设置为矩形槽，矩形槽内通过弹簧固定有压力传感器，压力传感器突出第二光杆光杆表面，每个压力传感器对应于一个相应的纱线区域，压力传感器和微处理器电性连接，微处理器与主控制器电性连接。

3.如权利要求1所述的一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，其特征在于，报警器包括发声装置以及发光装置。

4.如权利要求1所述的一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，其特征在于，第一倒L型支撑架和第二倒L型支撑架均为高度方向可调的伸缩机构。

5.如权利要求1所述的一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，其特征在于，第一倒L型支撑架和第二倒L型为横向长度方向可调的伸缩机构。

6.如权利要求1所述的一种基于视觉检测的细纱断纱检测装置，其特征在于，主控制器为PLC。