一种断纱检测装置、自动停机系统及其无梭织机的制作方法

1.本实用新型涉及纺织技术领域，尤其是涉及一种断纱检测装置、自动停机系统及其无梭织机。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.也有一些厂商采用光电传感器，具体原理为：将光电传感器安装在纱线的上方或者下方，通过吹气装置对织机吹入气流，使的断开的纱线飞起，这样飞起的纱线就会挡住光电传感器发射的光波，从而来判断是否出现断纱的情况，该种结构存在下列缺陷：1、结构复杂，成本高；2、缠绞在纱线交织区域的断纱无法被气流吹起，这样就会存在误检、漏检的情况；3、在纺织领域，缠绞在交织区域的断纱出现的频率高，所以该种检测断纱的方式的实用性很低，没法有效解决断经检测问题。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低廉、能够有效地检测断纱，且检测精度高以及实用性强的断纱检测装置、自动停机系统及其无梭织机。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种断纱检测装置，所述断纱检测装置安装在无梭织机上，所述无梭织机包括机架、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之间形成一个夹角区域，所述断纱检测装置包括安装在机架上的至少一个第一光电传感器，所述第一光电传感器包括第一发射端以及第一接收端，所述第一发射端用于发射第一光信号，所述第一光信号沿辊的轴向穿过所述夹角区域并被第一接收端接收，所述第一接收端用于将接收到的第一光信号转换为数字信号，所述断纱检测装置还包括用于根据所述数字信号的时序特征来判断是否发生断纱的光波处理模块。
7.本实用新型的有益效果是：采用上述一种断纱检测装置，将该断纱检测装置安装在无梭织机上，通过第一发射端沿辊的轴向发射出第一光信号，该第一光信号穿过上层纱面和下层纱面组成的夹角区域后被第一接收端接收，第一接收端将接收到的第一光信号转
换成数字信号，当夹角区域存在断纱时，由第一接收端接收到的第一光信号对应的数字信号的时序特征会与正常情况下(夹角区域不存在断纱的情况)由第一接收端接收到的第一光信号对应的数字信号的时序特征不同，那么光波处理模块就会根据转换成的数字信号的时序特征来判断是否发生断纱。该种断纱检测装置的结构简单，不需要额外的光源，也不需要采购高价的图像采集装置，成本低廉，通过分析第一接收端接收到的光信号的特征与正常情况下不同来判断是否发生断纱，该装置能够有效地检测断纱，且检测精度高，实用性强。
8.作为优选，所述夹角区域包括第一横截开口以及第二横截开口，所述第一光信号从第一横截开口进入到夹角区域内，并从第二横截开口穿出，采用该结构，能够保证第一发射端发射的第一光信号沿辊的轴向穿过所述夹角区域并被第一接收端接收，结构简单，安装维护方便。
9.作为优选，所述第一发射端设置在机架上且靠近所述第一横截开口，所述第一接收端设置在机架上且靠近所述第二横截开口，采用该结构，将第一发射端设置在夹角区域的一侧，第一接收端设置在夹角区域的另一侧，保证了一侧的第一发射端发射的第一光信号穿过夹角区域而被另一侧的第一接收端接收，该结构简单，安装维护方便。
10.作为优选，所述第一发射端和第一接收端均设置在机架上且均靠近所述第一横截开口，或所述第一发射端和第一接收端均设置在机架上且均靠近所述第二横截开口，采用该结构，也可以将第一发射端和第一接收端同时设置在所述夹角区域的其中一侧，该结构简单，安装维护方便。
11.作为优选，所述断纱检测装置还包括安装在机架上的至少一个第二光电传感器，所述第二光电传感器位于第一光电传感器的下方，所述第二光电传感器包括第二发射端以及第二接收端，所述第二发射端用于发射第二光信号，所述第二光信号沿辊的轴向穿过所述夹角区域的下方并被第二接收端接收，所述第二接收端与光波处理模块连接，采用该结构，在第一光电传感器的下方再安装第二光电传感器，其中的第二发射端发射的第二光信号穿过夹角区域的下方，这样就可以检测出夹角区域的下方是否有垂落的断纱的情况，当出现断纱垂落时，垂落过程中的断纱会与第二光信号相切，这样光波处理模块根据第二接收端接收到的光信号转换成数字信号的时序特征来判断是否发生断纱。
12.作为优选，所述断纱检测装置还包括安装在机架上的至少一个第三光电传感器，所述第三光电传感器位于第一光电传感器的上方，所述第三光电传感器包括第三发射端以及第三接收端，所述第三发射端用于发射第三光信号，所述第三光信号沿辊的轴向穿过所述夹角区域的上方并被第三接收端接收，所述第三接收端与光波处理模块连接，采用该结构，在第一光电传感器的上方再安装第三光电传感器，其中的第三发射端发射的第三光信号穿过夹角区域的上方，这样就可以检测出夹角区域的上方是否有断纱向上飞起的情况，当出现断纱飞起时，断纱在飞起的过程中会与第三光信号相切，这样光波处理模块根据第三接收端接收到的光信号转换成数字信号的时序特征来判断是否发生断纱。
13.第二方面，本技术实施例提供了一种自动停机系统，包括与所述光波处理模块连接的电控模块，采用该结构，当光波处理模块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。
14.第三方面，本技术实施例提供了一种无梭织机，所述无梭织机包括以上所述的一
种断纱检测装置和以上所述的一种自动停机系统，采用该结构，将上述断纱检测装置安装在织机上，能够有效地检测出织机在工作时是否发生断纱，并通过自动停机系统来控制织机停机，同时进行报警，该结构简单，操作方便，能够有效地识别出单经轴织机工作时是否发生断纱，实用性强。
附图说明
15.图1为本实用新型的实施例1中的一种断纱检测装置的结构示意图；
16.图2为本实用新型的实施例1中的一种断纱检测装置的电路原理框图；
17.图3为本实用新型的实施例2中的一种断纱检测装置的结构示意图；
18.图4为本实用新型的实施例2中的一种断纱检测装置的侧视图；
19.图5为本实用新型的实施例2中的一种断纱检测装置的电路原理框图；
20.图6为本实用新型中由上层纱面和下层纱面组成的夹角区域的侧视图；
21.如图所示：1、机架；2、经纱轴；3、辊；4、上层纱面；5、下层纱面；6、夹角区域；7、第一发射端；8、第一接收端；9、光波处理模块；10、第一横截开口；11、第二横截开口；14、电控模块；15、第二光电传感器；16、第二发射端；17、第二接收端；18、第三光电传感器；19、第三发射端；20、第三接收端；21、棕框；22、第一光电传感器。
具体实施方式
22.以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述实用新型，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本实用新型保护范围并不受限于该具体实施方式。
23.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实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.在本技术实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
26.实施例1：
27.如图1所示的一种断纱检测装置，所述断纱检测装置安装在无梭织机上，所述无梭织机包括机架1、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之间形成一个夹角区域6，无梭织机在生产过程中，其上层纱面4和下层纱面5以固定的周期进行快速的往复交叉运动，所述断纱检测装置包括安装在机架1上的第一光电传感器22，第一光电传感器22的数量至少为一个，也可以是很多个，根据实际情况需要来设定；所述的第一光电传感器22包括第一发射端7和第一接
收端8，所述第一发射端7发射的第一光信号沿辊3的轴向穿过所述夹角区域6，第一光信号穿过所述夹角区域6后被所述第一接收端8接收，如图2所示，所述断纱检测装置还包括光波处理模块9，所述光波处理模块9根据第一接收端8接收的第一光信号转换成的数字信号的时序特征来判断是否发生断纱。由于上层纱面4和下层纱面5在无梭织机生产过程中呈现周期性往复交叉运动，因此夹角区域6的角度跟随上下层纱面的周期往复交叉运动呈现周期性变化，第一接收端8接收的第一光信号会因为上层纱面4和下层纱面5的周期性往复交叉运动产生周期性的遮挡和无遮挡事件，因此第一接收端8接收的第一光信号对应的数字信号的时序特征可以简单的理解为：遮挡事件时光信号所对应的数字信号为“1”，无遮挡事件是光信号所对应的数字信号为“0”，当夹角区域6没有存在断纱时，在上层纱面4和下层纱面5的一个往复交叉运动周期内，第一接收端8接收的第一光信号所对应的数字信号表现出较为规律整齐的序列；当夹角区域6存在断纱时，遮挡事件将会增加，并且遮挡事件所发生的时间随机，在上层纱面4和下层纱面5的一个往复交叉运动周期内，第一接收端8接收的第一光信号所对应的数字信号表现出随机且无规律的“0”，光波处理模块9通过判断该序列所产生的特征从而判断夹角区域6是否存在断纱。此说明仅限于理解技术方案，真实发生的时序会更加复杂。
28.图1中的一种断纱检测装置，将该断纱检测装置安装在无梭织机上，第一发射端7发射的第一光信号沿辊3的轴向穿过上层纱面4和下层纱面5组成的夹角区域6，当夹角区域6存在断纱时，由第一接收端8接收到的第一光信号的特征会与正常情况下(夹角区域6不存在断纱的情况)接收到的第一光信号的特征不同，那么光波处理模块9就会根据第一接收端8接收到的第一光信号的特征来判断是否发生断纱。
29.本技术提供的断纱检测装置区别于现有专利技术方案的地方在于，在现有的专利技术方案中，通常是根据第一接收端8是否接收到光波信号来判断是否发生断纱，即如果光波信号被夹角区域6的纱线遮挡，那么就判断为发生断纱；实际上，这种判断方式是根本没法正确检测出是否发生断纱的，因为工厂的织机在实际工作中，其上层纱面4和下层纱面5是上下反复交叉运动的，若检测夹角区域6中是否接收到光波信号来判断是否存在断开纱线，则会受到交叉过程中的上层纱面4或下层纱面5的遮挡而导致误判，从而无法检测；也有一些现有技术是通过检测夹角区域6外是否接收到光波信号来判断是否断开纱线，但是由于断开的纱线大概率缠绞在夹角区域6内无法飞起或掉落，从而就会导致出现大量漏检的情况，所以无法根据第一接收端8是否接收到光波信号来判断是否发生断纱。基于工厂无梭织机工作的真实情况，本技术提出了一种断纱检测装置，通过光波处理模块9来识别第一接收端8接收到的第一光信号的时序特征，如果识别到的时序特征不同于正常情况下(夹角区域6不存在断纱的情况)第一接收端8接收到的光信号的时序特征，那么就可以肯定无梭织机发生断纱。
30.本技术描述的断纱检测装置的结构简单，不需要额外的光源，也不需要采购高价的图像采集装置，成本低廉，通过分析第一接收端8接收到的光信号的特征与正常情况下不同来判断是否发生断纱，该装置能够有效地检测断纱，且实用性强。
31.如图1所示，所述夹角区域6包括第一横截开口10以及第二横截开口11，所述第一发射端7发射的所述第一光信号从第一横截开口10进入到夹角区域6内，并从第二横截开口11穿出，即从夹角区域6的一侧进入，另一侧穿出，采用该结构，能够保证第一发射端7发射
的第一光信号沿辊3的轴向穿过所述夹角区域6并被第一接收端接收，该结构简单。
32.进一步地，如图1所示，所述第一发射端7设置在机架1上且靠近所述第一横截开口10，即第一发射端7设置在图1中第一横截开口10的左侧，所述第一接收端8设置在机架1上且靠近所述第二横截开口11，即第一接收端8设置在图1中第二横截开口11的右侧；但是本技术不仅限于将第一发射端7设置在机架1上且靠近所述第一横截开口10，第一接收端8设置在机架1上且靠近所述第二横截开口11，也可以将第一发射端7设置在机架1上且靠近所述第二横截开口11，第一接收端8设置在机架1上且靠近所述第一横截开口10，根据实际情况设定；在图1中，第一发射端7位于第一横截开口10的左侧，第一接收端8位于第二横截开口11的右侧，一侧的第一发射端7发射的第一光信号穿过夹角区域6而被另一侧的第一接收端8接收，该结构简单，操作方便。
33.进一步地，所述第一发射端7和第一接收端8均设置在机架1上且均靠近所述第一横截开口10，即第一发射端7和第一接收端8均设置在图1中第一横截开口10的左侧，或所述第一发射端7和第一接收端8均设置在机架1上且均靠近所述第二横截开口11，即第一发射端7和第一接收端8均设置在图1中第二横截开口11的右侧，即第一发射端7和第一接收端8设置在所述夹角区域6的同一侧，可以根据实际情况来选择，例如，将第一发射端7和第一接收端8均设置在机架1上且靠近所述第一横截开口10处，在靠近第二横截开口11的位置设置一块反射板，当第一发射端7发射的第一光信号穿过夹角区域6后，再被反射板反射而沿路返回，最终经过反射的第一光信号被第一接收端8接收；或者，将第一发射端7和第一接收端8均设置在机架1上且靠近所述第二横截开口11处，在靠近第一横截开口10的位置设置一块反射板，当第一发射端7发射的第一光信号穿过夹角区域6后，再被反射板反射而沿路返回，最终经过反射的第一光信号被第一接收端8接收；被该结构简单，操作方便，且降低成本。
34.举例说明，比如实际工作中，无梭织机没有发生断纱时，第一接收端8接收到的第一光信号的时序为：1111111111001111111111001111111111001111111111，这里的“1”表示夹角区域6内没有遮挡事件时第一接收端8接收到第一光信号所对应的数字信号，“0”表示夹角区域6内存在遮挡事件时第一接收端8没有接收到第一光信号所对应的数字信号；从时序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，第一接收端8接收到的第一光信号的所对应的时序就会为：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，此时光波处理模块9通过识别第一接收端8接收到的第一光信号转换成数字信号的时序特征来判断无梭织机是否发生断纱；以上时序举例仅供理解技术方案，真实发生的时序会更加复杂。
35.实施例2：
36.在实施例1的基础上，所述断纱检测装置还包括安装在机架1上的第二光电传感器15，第二光电传感器15的数量为至少一个，也可以是很多个，根据实际情况需要来设定；所述第二光电传感器15位于第一光电传感器22的下方，所述第二光电传感器15包括第二发射端16以及第二接收端17，所述第二发射端16沿辊3的轴向发射第二光信号，所述第二光信号穿过夹角区域6的下方，即位于夹角区域6的下方，穿过夹角区域6的下方的第二光信号被第二接收端17接收，第二接收端17接收到穿过夹角区域6的上方的第二光信号后，将第二光信号转换成数字信号，所述第二接收端17与光波处理模块9连接，该结构可以检测出断纱垂落
的现象，在安装第一光电传感器22的基础上，再安装第二光电传感器15，可以进一步提高断纱检测的准确性，在第一光电传感器22的下方再安装第二光电传感器15，其中的第二发射端16发射的第二光信号穿过夹角区域6的下方，当出现断纱垂落的情况时，垂落过程中的断纱会与第二光信号相切，光信号出现断点，这样光波处理模块9根据第二接收端17接收到的第二光信号转换成数字信号的时序特征来判断是否发生断纱。
37.第二发射端16设置在夹角区域6的左下侧，对应的第二接收端17设置在夹角区域6的右下侧；也可以将第二发射端16设置在夹角区域6的右下侧，对应的第二接收端17设置在夹角区域6的左下侧；也可以将第二发射端16和第二接收端17均设置在夹角区域6的左下侧，在对侧设置反射板，或者将第二发射端16和第二接收端17均设置在夹角区域6的右下侧，在对侧设置反射板，根据具体情况设定，使得其位置能够实现第二发射端16的发射的第二光信号穿过夹角区域6的下方后被第二接收端17接收到即可。
38.实施例3：
39.在实施例1的基础上，所述断纱检测装置还包括安装在机架1上的第三光电传感器18，第三光电传感器18的数量为至少一个，也可以是很多个，根据实际情况需要来设定；所述第三光电传感器18位于第一光电传感器22的上方，所述第三光电传感器18包括第三发射端19以及第三接收端20，所述第三发射端19发射沿辊3的轴向的第三光信号，所述第三光信号穿过夹角区域6的上方，第三接收端20接收穿过夹角区域6的上方的第三光信号，第三接收端20接收到穿过夹角区域6的上方的第三光信号后，将第三光信号转换成数字信号，所述第三接收端20与光波处理模块9连接，该结构可以检测出断纱飞起的现象，在安装第一光电传感器22的基础上，再安装第三光电传感器18，进一步提高断纱检测的准确性，在第一光电传感器22的上方再安装第三光电传感器18，其中的第三发射端19发射的第三光信号穿过夹角区域6的上方，当出现断纱飞起时，断纱在飞起的过程中会与第三光信号相切，光信号被瞬间遮挡，光信号出现断点，这样光波处理模块9根据第三接收端20接收到的第三光信号转换成数字信号的时序特征来判断是否发生断纱。
40.第三发射端19设置在夹角区域6的左上侧，对应的第三接收端20设置在夹角区域6的右上侧；也可以将第三发射端19设置在夹角区域6的右上侧，对应的第三接收端20设置在夹角区域6的左上侧；也可以将第三发射端19和第三接收端20均设置在夹角区域6的左上侧，在对侧设置反射板，或者将第三发射端19和第三接收端20均设置在夹角区域6的右上侧，在对侧设置反射板，根据具体情况设定，使得其位置能够实现第三发射端19的第三光信号穿过夹角区域6的上方后被第三接收端20接收到即可。
41.实施例4：
42.如图4所示，在实施例2的基础上，所述断纱检测装置还包括安装在机架1上的第三光电传感器18，第三光电传感器18的数量为至少一个，也可以是很多个，根据实际情况需要来设定；所述第三光电传感器18位于第一光电传感器22的上方，如图3所示，所述第三光电传感器18包括第三发射端19以及第三接收端20，所述第三发射端19用于沿辊3的轴向发射第三光信号，且所述第三光信号穿过夹角区域6的上方，所述第三接收端20接收穿过夹角区域6的上方的第三光信号，第三接收端20接收到穿过夹角区域6的上方的第三光信号后，将第三光信号转换成数字信号，所述第三接收端20与光波处理模块9连接，该结构可以检测出断纱飞起的现象，在安装第一光电传感器22和第二光电传感器15的基础上，再安装第三光
电传感器18，进一步提高断纱检测的准确性，在第一光电传感器22的上方再安装第三光电传感器18，其中的第三发射端19发射的第三光信号穿过夹角区域6的上方，当出现断纱飞起时，断纱在飞起的过程中会与第三光信号相切，光信号出现断点，这样光波处理模块9根据第三接收端20接收到的第三光信号转换成数字信号的时序特征来判断是否发生断纱。
43.一种自动停机系统，如图5所示，包光波处理模块9括与所述光波处理模块9连接的电控模块14，采用该结构，当光波处理模块9判断出无梭织机发生断纱时，电控模块14控制无梭织机停机，且进行报警提示。所述电控模块14还能通过通讯模块与其他终端进行连接，通过电控模块14将无梭织机停机的信息发送到其他终端，也能够通过其他终端来操控无梭织机并记录数据。
44.一种无梭织机，所述无梭织机包括以上所述的一种断纱检测装置和以上所述的一种自动停机系统，采用该结构，常规的无梭织机包括单经轴以及双经轴无梭织机，将上述断纱检测装置安装在无梭织机上，能够有效地检测出织机在工作时是否发生断纱，并通过自动停机系统来控制织机停机，同时进行报警，该结构简单，操作方便，能够有效地识别出无梭织机工作时是否发生断纱，实用性强。