一种具备底线异常检测功能的工业缝纫机的制作方法

本实用新型属于缝纫机领域，更具体地，涉及一种具备底线异常检测功能的工业缝纫机。

背景技术：

工业缝纫机是用一根或者多根缝纫线，在面料上形成一种或者多种线迹，使一层或者多层缝料交织或者缝合起来的机器。目前工业缝纫机广泛用于服装、鞋帽、表带等装饰用品的缝制，现在工业缝纫机基本上实现了智能化，用电脑打版其缝制的图样，并由控制系统来控制其缝纫的轨迹，其缝制的线迹整齐、美观，并且快速，操作简便。

当缝纫机在缝制面料时，缝纫机的旋梭和机针之间相互配合以将底线和面线相互交织连锁缝纫在面料上，从而形成面料上的线迹。面线穿设在机针的针眼里，机针在缝纫过程中做上升、下降缝纫动作；旋梭由梭芯和梭壳组成，梭芯被收容在梭壳内，底线缠绕在梭芯上；面线一般在缝纫机的外部，并且面线一般较长，缝纫过程中可以凭肉眼非常直观的去判断面线是否用完以及是否断线，以停止缝纫来处理面线；而装有底线的旋梭一般安装在缝纫机的机座处，处于非缝纫人员的视野范围内，以至于很难凭肉眼去判断底线是否用完或者底线是否断线，并且底线一般很短，经常用完进而更换频率高，所以一旦断线或者底线用完，由于缝纫机缝纫速度很快，去处理时，面料上会出现没有底线缝纫而被机针扎出没有线迹的空洞，从而影响了缝纫的效果，降低的工业缝纫机高效率的实用性。

中国实用新型专利申请说明书CN204237983U公开基于光纤传感器的工业缝纫机用底线检测控制系统及方法，所述旋梭包括梭壳和梭芯，所述梭 芯包括绕线柱和设在绕线柱两端的环形凸缘，所述绕线柱的外周围上固定有一反光纸、且绕线柱上缠绕有底线，所述梭架上固定有一光纤传感器，梭壳上设有相互连通的光纤发射入口和缺口。电控模块根据传感器传所检测到的反射光的光信号来判断梭壳中是否漏装梭芯、以及梭芯上的底线量是否足够。但是，当有时候底线还有部分线量的时候，传感器也会检测到反光纸，电控系统会马上停止电机运转要求更换底线，这样会造成一定的浪费。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种具备底线异常检测功能的工业缝纫机，能够实时、快速、准确的检测出缝纫机底线异常情况。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种具备底线异常检测功能的工业缝纫机，其包括机座，以及共同安装在该机座上的机头、电控气压缸、摄像机和旋梭，其特征在于：

所述电控气压缸与所述摄像机连接，以用于推动所述摄像机朝靠近或远离所述旋梭的方向移动；

所述旋梭设置在机座上与所述机头相对的一侧，并包括梭壳和安装在该梭壳内的梭芯，其中所述梭芯具有用于缠绕底线的绕线柱，该绕线柱在靠近所述摄像机的一端还设置有环形凸缘，并且所述环形凸缘上设置有第一标记部和第二标记部；所述梭壳在靠近所述摄像机的一端设置有缺口，以使所述摄像机捕捉到所述第一标记部和/或所述第二标记部的图像，由此实现对所述绕线柱上底线异常情况的检测。

优选地，所述摄像机上设置有LED照明光源，以用于提高所述旋梭上的光线强度。

优选地，所述电控气压缸通过转接板与所述摄像机连接，所述转接板螺纹连接在所述电控气压缸的活塞杆上，所述摄像安装在所述转接板上。

优选地，所述梭壳在对应于所述缺口的位置安装在矩形标定板，以用于标定所述摄像机的图像信号。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型的摄像机捕捉到旋梭的梭芯的图像信号，然后单片机根据旋梭的图像来识别出梭芯上的第一标记部和第二标记部的情况，由此来判断梭芯是运动的还是不运动的，如果梭芯是运动的，说明底线状态正常；如果梭芯没有运动，说明底线断线或者底线用完，因此能够实时、快速、准确的检测出缝纫机底线异常情况。

2)本实用新型能够实时检测出底线断线、用完等异常情况，有效的防止了因底线异常而导致的漏缝、操作返工，并且可靠地保证了缝纫的线迹整齐度和美观度，提高了缝纫机的易操作性，同时也保证了缝纫机的高效率和高质量。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的转接板与气压杆的螺纹连接结构示意图。

图3为本实用新型的梭芯结构示意图。

图4为本实用新型的当梭芯深色表面位于梭壳通光口时的结构示意图。

图5为本实用新型的当梭芯浅色表面位于梭壳通光口时的结构示意图。

图6为本实用新型的当梭芯浅色和深色表面同时位于梭壳通光口时的结构示意图。

图7为本实用新型的检测装置的流程图。

图8为本实用新型的图像信号处理的原理图。

图9为本实用新型的基于视觉摄像机底线异常检测装置的原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图9，一种具备底线异常检测功能的工业缝纫机，包括机座1和共同安装在机座1上的机头9、电控气压缸3、摄像机6和旋梭，所述电控气压缸3与所述摄像机6连接，以用于推动所述摄像机6朝靠近或远离所述旋梭的方向移动；

所述摄像机6与单片机2连接；

所述旋梭安装在机座1上与所述机头9相对的一侧，其包括梭壳7和安装在梭壳7内的梭芯8，所述梭壳7安装在所述机座1上，所述梭芯8具有用于缠绕底线的绕线柱84，所述绕线柱84在靠近所述摄像机6的一端设置有环形凸缘81，所述环形凸缘81在靠近所述摄像机6的一侧设置有第一标记部82和第二标记部83，所述梭壳7在靠近所述摄像机6的一端设置有缺口，以使所述摄像机6捕捉到所述第一标记部82和/或所述第二标记部83的图像并传送给所述单片机2。优选地，第一标记部82和第二标记部83可以采用不同颜色、图案和/或形状的结构来进行区分，譬如第一标记部82可以涂上浅色的颜料(可以为白色)，第二标记部83可以涂上深色的颜料(可以为黑色)。单片机2通过判断摄像机发送的图像是动态图像还是静态图像，可以判断出底线是否异常。

进一步，所述摄像机6上设置有LED照明光源11，以用于提高所述旋梭上的光线强度。

进一步，所述电控气压缸3通过转接板5与所述摄像机6连接，所述转接板5上设置有螺纹口4并且所述转接板5螺纹连接在所述电控气压缸3的活塞杆上，所述摄像机6安装在所述转接板5上。

进一步，所述梭壳7在对应于所述缺口的位置安装在矩形标定板15， 以用于标定所述摄像机6的图像。矩形标定板15上也涂上颜料，最好是深色或者浅色，用来对摄像机6捕捉到的图像信号进行标定便于确定单片机2找出梭芯8在缺口处的位置。同时，梭芯8上的环形凸缘81表面的第一标记部和第二标记部也要是两种颜色均匀分布在环形凸缘81表面，单片机2根据梭芯8表面的不同颜色交替出现来判断底线异常与否。

本工业缝纫机具有电控系统，安装在机座1上的旋梭、单片机2和电控气压缸3，以及驱动缝纫机的机针10工作的电机13；当梭芯8上的底线用完或者在缝纫过程中底线断线时，梭芯8没有转动，摄像机6捕捉到的梭芯8的图像为静态图像信号；当梭芯8上的底线正常的时候，梭芯8正常随着缝纫而旋转，摄像机6捕捉到的动态变换的图像信号；所述单片机2包括供电模块、摄像机6视频模拟信号处理模块以及单片机2图像处理模块，所述单片机2连接到控制电机13运动的电控系统。

单片机2的供电模块将电机控制系统12的供电进行变压处理，然后向摄像机6、LED照明光源11和单片机2供电；由于旋梭位于机座1下，光线暗淡，故有LED照明光源11为摄像机6提供合适的亮度，来保证摄像机6采集图像信号的清晰度。单片机2从摄像机6获取的视频模拟信号并且将其数字化处理为一幅幅图片信号，单片机2在通过这些图片信号来判断底线是否异常，再将是否异常发送中断信号给电机控制系统12，然后电机控制系统12再控制电机13是否运转，以及发送信号给电控气压缸3来移动摄像机6，便于更换梭芯8。

优先地，可以在设置一按钮，当底线异常处理完毕后，通过此按钮给电机控制系统12发送一按钮信号14，告诉电机控制系统12底线处理完毕，可以正常启动，否者缝纫机是无法启动的。这一按钮可以安装在缝纫机的机头9上，便于操作。设置这个按钮主要是考虑到安全因素，以免在处理底线的时候，缝纫机启动。

本工业缝纫机底线异常检测方法如下：

1.根据缝纫机的具体结构，通过电控气压缸3来调整摄像机6距旋梭的距离，让摄像机6正对梭壳7的缺口处，调节摄像机6上的焦距，确保图像信号清晰，并且调整单片机2的灰度值比较器，由此来根据实际环境来设置梭芯8环形凸缘81表面两种颜色的阈值，所述阈值是摄像机6来根据采集到的灰度值来判断这两种颜色的一个区分灰度值的临界值；

2.单片机2根据梭壳7缺口旁的两个涂有颜料的矩形标定板15来标定图像信号的基准，然后在图像信号中找出梭壳7缺口处梭芯8的位置。

3.根据梭芯8的位置的图像信号，单片机2来判断底线是否异常，并向电机控制系统12发送中断信号，电机控制系统12根据单片机2发送来的信号来控制电机13是否转动，并发送信号给电控气压缸3，让其移动摄像机6，留出空间便于更换底线或者处理底线断线的情况；

当单片机2识别出来的图片信号是动态变换的，即识别到梭壳7缺口处的颜色是两种颜色交替出现，说明底线状态正常，单片机2不向电机控制系统12发送中断信号，电机控制系统12继续控制电机13正常运转；

当单片机2识别出来的图片信号是静态的，即识别到梭壳7缺口处的颜色是一种图片，要么是梭芯8环形凸缘81表面的浅色，要么是梭芯8环形凸缘81表面的深色，或者两者的颜色一样一份的时候，说明底线出现异常情况，即底线断线或者底线用完，单片机2会向电机控制系统12发送中断信号，电机控制系统12控制电机13停止运转，同时发送信号给电控气压缸3，让其移动摄像机6，留出空间便于更换底线或者处理底线断线的情况；当人工处理完底线异常时，还需按一下机头9上一个按钮，由此按钮发送一个信号给电机控制系统12，电机13控制。

缝纫机在缝纫过程中，如果底线状态正常，则面线与底线交织完成缝纫工作，此时，底线就在面线的牵引下运动，底线的运动又会带动梭芯8进行旋转运动。当底线出现异常情况的时候，即底线用完或者底线断线的时候，那么此时梭芯8将不会运动。所以，就可以根据梭芯8的运动或者 静止来判断底线是否异常。

在环形凸缘81表面有第一标记部82和第二标记部83有两种不同颜色的颜料，而摄像机6捕捉到图像信号是一系列的灰度值，不同颜色的灰度值不同。当梭芯8运动的时候，就会有环形凸缘81表面的两种颜色交替出现，所以摄像机6捕捉到的图像信号时动态变换的，即在梭壳7缺口处识别到的灰度值一直在交替变换；而当梭芯8不运动的时候，在梭壳7缺口处的颜色就不会再变化，要么是一种颜色(白色或黑色)，要么是白色黑色两种颜色都有，此时摄像机6捕捉的图像信号时静止的，即在梭壳7缺口处识别到的灰度值是静止不变的。由此单片机2可以将摄像机6的模拟信号进行处理，识别出图像信号是动态的还是静止的，如果是静止的，就判断出是底线异常情况，就会给电机控制系统12发送一底线异常的中断信号，电机控制系统12接收到此中断信号，就会立即停止缝纫，等待缝纫工人处理底线，再启动。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。