一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统

本发明涉及一种纱织工艺识别报警系统，特别是涉及一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统。

背景技术：

无捻粗纱拉挤缠绕工艺中，断纱缺陷直接决定产品的质量与等级，所以断纱缺陷检测是控制产品品质的最重要的部分之一。尤其在无捻粗纱拉挤缠绕工艺中，无捻粗砂断纱检测成为无捻粗纱拉挤缠绕工艺中最大问题。

传统的无捻粗砂断纱检测方法是由检测人员参照标准，寻找断纱。该类检测方法劳动强度大、检测效率低、检测结果易受人的主观影响，且误检率、漏检率高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，本发明采用机器视觉对无捻粗纱断纱识别报警，涉及断纱图像的处理、缺陷检测、识别、定位、机械臂对断纱的连接一套自动化缺陷检测系统和缺陷处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，其特征在于，所述系统包括横梁、竖杆、相机光源支架、以135°安装的ccd相机、输出设备、输入设备、工控机、以90°方向安装的ccd相机、以45°方向安装的ccd相机、视觉光源、纱板、机械手；支架由横杆和一对竖杆通过十字连接固定架连接，构成一个全开放的检测环境；光源选用条形视觉光源，通过工控机控制条形视觉光源；ccd工业相机分别以45°、90°、135°的角度安装光源与相机安装支架上；机械手和工控机相连，通过工控机输出缺陷的三维坐标对断纱部位进行连接处理；条形视觉光源调节程序、图像处理程序、断纱识别程序、断纱定位程序、报警程序都进行模块化安装在工控机中，图像采集卡、蜂鸣器均内置在工控机中；包括条形视觉光源、图像采集卡、机械臂、报警器均与工控机相连。

所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，所述系统，其一对竖杆与横梁形成全开放的检测结构，上层安装视觉光源，下层分别以45°、90°、135°方向安装3个高精度ccd工业相机。

所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，所述工控机包括有电源、工控主板、i0输入输出控制面板组成。

所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，所述横杆和竖杆固定形成主支架，相机光源支架固定在横杆上面，分别将光源相机安装在相机光源支架上并与工控机连接起来。

所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，所述机械手与工控机连接设置于光源于相机支架后方的位置。

所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，所述工控机、输出设备和输入设备连接起来设置于机械手的一侧，工控机内装有图像采集卡、蜂鸣器、图像处理程序和报警程序。

本发明的优点与效果是：

1.本发明提供了一种检测效率高、误检率、漏检率低的基于机器视觉对无捻粗纱断纱识别报警系统。

2.本发明采用机器视觉的方式代替人工进行缺陷检测并通过机械手连接断纱。采用条形视觉光源对待检测的无捻粗纱进行打光照射，同时利用ccd工业摄像机对待测无捻粗纱进行图像采集，将采集后的图像输入工控机中对图像进行预处理，将预处理后的图像输入识别模块识别，若有断纱，立即启动报警系统同时触发定位模块，触发定位模块后启动机械臂对无捻粗砂断纱部位进行连接处理，从而可以在极短的时间内对无捻粗纱断纱部位进行识别、断纱连接，效率高，准确率高。

3.本发明系统含包括条形视觉光源、图像采集卡、机械臂、报警器均与工控机相连，不仅通过输出设备进行可视化，而且通过输入设备调节适合不同厂家、不同地区无捻粗纱的缺陷检测参数。

附图说明

图1为本发明系统流程图；

图2为本发明整体结构轴测图；

图3为本发明整体结构主视图；

图4为本发明整体结构后视图；

图5为本发明图4的左视图。

图中标记：横梁1、竖杆2、相机光源支架3、以135°安装的ccd相机4、输出设备5、输入设备6、工控机7、以90°方向安装的ccd相机8、以45°方向安装的ccd相机9、视觉光源10、纱板11、机械手12。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。

本发明采用机器视觉对断纱识别报警系统，包括具有图像预处理算法、断纱识别算法、定位算法、条形视觉光源控制算法和纱报警算法的工控机、支架、光源与相机安装支架上设有ccd工业相机和条形视觉光源、机械臂、蜂鸣器。

一对竖杆与横梁形成全开放的检测结构，上层安装视觉光源，下层分别以45°、90°、135°方向安装3个高精度ccd工业相机。

工控机包括有电源、工控主板、i0输入输出控制面板组成，工控机中装有图像预处理模块、缺陷识别模块、缺陷定位模块、报警模块、条形视觉光源控制算法、机械臂模块的算法。

图像预处理模块采用曲率滤波对图像进行降噪处理。

缺陷识别模块采用改进的tlbo算法优化otsu法，得到最佳阈值对图像进行二值分割，然后在采用边缘检测算子对二值图像进行边缘检测，提取缺陷的边缘信息，采用灰度共生矩阵的纹理特征相结合支持向量机对预处理后的预浸带图像进行特征提取与分类。

缺陷定位模块采用征点的二维像面坐标，再经过图像处理，得到特征点的三维坐标；利用特征点之间已知的几何约束关系和ccd工业相机的透视投影模型，建立特征点与对应像点的求解关系，最后由预先编制好的程序解算出空间三维坐标，从而实现断纱视觉坐标的定位。

报警模块的触发信号是由缺陷识别模块提供，当缺陷识别模块识别断纱时，将断纱报警触发信号传递给蜂鸣器进行报警。

机械臂模块将缺陷定位模块输入的三维坐标经预先编制好的程序控制机械臂对断纱进行连接处理。

操作时，如图所示，该发明由横杆1和竖杆2固定形成主支架，相机光源支架3固定在横杆1上面，分别将光源相机安装在相机光源支架上并与工控机7连接起来；机械手12与工控机7连接放置于光源于相机支架后方的适当位置；将工控机7、输出设备5和输入设备6连接起来放置于机械手的一侧，工控机内装有图像采集卡、蜂鸣器、图像处理程序和报警程序；通过工控机控制光源10、ccd工业相机来采集数据，采集的图像数据通过图像处理程序，进行缺陷的识别和定位，若出现断纱现象，触发报警系统启动蜂鸣器，工控机将缺陷的三维坐标传输给机械手12，机械手12会连接断纱。

除上述实施方法外，机器视觉断纱识别领域的技术人员凡采用本发明等同替代或者等效变形的方案，均属于本发明要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，其特征在于，所述系统包括横梁（1）、竖杆（2）、相机光源支架（3）、以135°安装的ccd相机（4）、输出设备（5）、输入设备（6）、工控机（7）、以90°方向安装的ccd相机（8）、以45°方向安装的ccd相机（9）、视觉光源（10）、纱板（11）、机械手（12）；支架由横杆（1）和一对竖杆（2）通过十字连接固定架连接，构成一个全开放的检测环境；光源选用条形视觉光源（10），通过工控机（7）控制条形视觉光源；ccd工业相机分别以45°、90°、135°的角度安装光源与相机安装支架上；机械手和工控机相连，通过工控机输出缺陷的三维坐标对断纱部位进行连接处理；条形视觉光源调节程序、图像处理程序、断纱识别程序、断纱定位程序、报警程序都进行模块化安装在工控机（7）中，图像采集卡、蜂鸣器均内置在工控机（7）中；包括条形视觉光源（10）、图像采集卡、机械臂、报警器均与工控机相连。

2.根据权利要求1所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，其特征在于，所述系统，其一对竖杆与横梁形成全开放的检测结构，上层安装视觉光源，下层分别以45°、90°、135°方向安装3个高精度ccd工业相机。

3.根据权利要求1所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，其特征在于，所述工控机包括有电源、工控主板、i0输入输出控制面板组成。

4.根据权利要求1所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，其特征在于，所述横杆（1）和竖杆（2）固定形成主支架，相机光源支架（3）固定在横杆（1）上面，分别将光源相机安装在相机光源支架上并与工控机（7）连接起来。

5.根据权利要求1所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，其特征在于，所述机械手（12）与工控机（7）连接设置于光源于相机支架后方的位置。

6.根据权利要求1所述的一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，其特征在于，所述工控机（7）、输出设备（5）和输入设备（6）连接起来设置于机械手（12）的一侧，工控机内装有图像采集卡、蜂鸣器、图像处理程序和报警程序。

技术总结
一种复合纱织材料拉挤或拉缠工艺的视觉识别报警系统，涉及一种纱织识别报警系统，支架由横杆（1）和一对竖杆（2）通过十字连接固定架连接，构成一个全开放的检测环境；光源选用条形视觉光源（10），通过工控机（7）控制条形视觉光源；CCD工业相机分别以45°、90°、135°的角度安装光源与相机安装支架上；机械手和工控机相连，通过工控机输出缺陷的三维坐标对断纱部位进行连接处理；条形视觉光源调节程序、图像处理程序、断纱识别程序、断纱定位程序、报警程序都进行模块化安装在工控机（7）中，图像采集卡、蜂鸣器均内置在工控机（7）中；包括条形视觉光源（10）、图像采集卡、机械臂、报警器均与工控机相连。本发明系统在极短的时间内对无捻粗纱断纱部位进行识别、断纱连接，效率高，准确率高。

技术研发人员：张凯;姚金宝;赵如杰;张义民
受保护的技术使用者：沈阳化工大学
技术研发日：2021.04.15
技术公布日：2021.07.27