一种基于机器视觉的浆纱机断纱检测系统

本发明涉及浆纱生产在线检测领域，特别是涉及一种基于机器视觉的浆纱生产过程中的断纱检测系统。

背景技术：

浆纱工序是经纱准备工程中的一个重要的环节。为了降低经纱在织造过程中的断头率，应增加经纱的耐磨性和强度。浆纱的目的是为了使纱线强度增加，且尽量保持纱线的弹性，以减少摩擦力，增加纤维之间的抱合力达到提高经纱可织性的目的。浆纱质量的好坏，对织造工序实现高产、优质、低耗有着极为密切的关系。目前产业中尚无采用机器视觉检测浆纱机断纱的成熟技术，中国的浆纱机市场也迫切需要这样的系统来提升自身的自动化程度和增强自身竞争力，所以实时浆纱机断纱检测系统具有重要的经济效益和社会效益。

在浆纱生产过程中，传统人工巡检采用定时巡检的方法检查是否出现断纱情况，定时巡检时间间隔长，工人有时会忘记巡检，不能及时发现断纱，造成严重的纱线浪费，增加了生产成本。目前每条浆纱的生产线需要四五个工人频繁巡检，且浆纱生产线距离较长，增加了工人的劳动强度。实时浆纱机断纱检测系统可以有效地减轻工人的劳动强度，减少企业的用人成本，且还具有检测精度高及检测系统稳定的优点。

技术实现要素：

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种基于机器视觉的浆纱机断纱检测系统，本发明型可以代替传统人工定时巡检，能够解决浆纱生产工序中不能及时发现浆纱机断纱，造成严重的纱线浪费问题。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的基于机器视觉的浆纱机断纱检测系统包括分别设置在经轴区、第一浆槽区、第二浆槽区、以及扣齿区的用于检测采集各区域断纱图像的工业相机及光源组成的图像采集模块；所述工业相机的信号输出端以电连接方式接入运算处理模块的相应信号输入端，运算处理模块的信号输出端接入通讯模块，通讯模块接入控制器（控制柜），控制器的信号输出端接入原浆纱机控制系统和报警装置，原浆纱机控制系统通过通讯线缆与通讯控制模块连接。

进一步说，本发明中所述图像采集模块中的光源为型号为tpa40-90adj的工业光源；所述工业相机的型号为hikvision；所述运算处理模块包括型号为sg150-bgcm显示屏和型号为vos3671-r15计算机。

本发明在经轴区的经轴架居中位置设置有两组由工业相机及光源组成的图像采集模块，分别位于经轴架两侧。所述图像采集模块的数量可以根据经轴组数进行调配。

本发明在第一浆槽区、第二浆槽区均设置有两组由工业相机及光源组成的图像采集模块，分别设置在第一浆槽区、第二浆槽区的浆槽正前方和正后方居中位置；位于筘齿区的由工业相机及光源组成的图像采集模块安装在筘齿区纱线正上方居中位置。

所述工业相机、光源、以及报警装置分别安装在相应位置处设置的机架上，所述机架固定安装在地面上，防止生产时机架抖动对工业相机的图像采集清晰度造成影响。

所述通信控制系统模式一如下：在运算处理模块判断断纱时系统控制器通知现有技术中的浆纱机控制系统发出减速或停机命令，对应区域故障警示灯闪烁报警，同时软件屏幕弹出故障区域图像。

通信控制系统模式二如下：在运算处理模块判断浆纱机发生断纱时系统控制柜不自动通知原浆纱机控制系统发出减速命令，控制柜上报警指示灯闪烁报警，同时软件屏幕弹出故障区域图像，但由工人判断检测结果是否为真，手动控制浆纱机减速。等到工人确认处理完故障恢复浆纱机正常运行速度时，浆纱机纱线速度信号传输到运算处理系统，系统发现浆纱机纱线速度信号恢复正常，自动恢复断纱检测。

本发明的系统可以准确判断断纱位置，并发出断纱视觉信号或听觉信号；所述系统立足于国内主流浆纱机型的改造，使其安装方便，并能有效的推广大部分机型的浆纱机；可以根据经轴组数进行调配相机及工业光源的个数而无需对现有系统做更改；所述控制器的显示屏采用多分屏方式轮巡各个相机图像可以减少所需显示屏数量；所述控制器的显示屏轮巡各个相机图像的速度可以根据需要进行调配；所述控制器的兼容性好，可于原浆纱机控制系统进行接口通信，无需对原有生产控制系统做大改动。

本发明的有益效果如下：

本发明可以准确判断断纱位置，并发出视觉信号或听觉信号报警；通过断纱检测系统的应用，能够有效的减少企业的用人成本，而且减少了纱线浪费。在断纱的判断准确性与及时性方面均有较为明显的提高；本发明立足于国内主流浆纱机型的改造，使其安装方便，并能有效的推广大部分机型的浆纱机；本发明可以根据经轴组数进行调配工业相机及光源的个数而无需对现有系统做更改；本发明控制器的显示屏采用多分屏方式轮巡各个相机图像可以减少所需显示屏数量；本发明控制器的显示屏轮巡各个相机图像的速度可以根据需要进行调配；本发明控制器的兼容性好，可于原浆纱机控制系统进行接口通信，无需对原有生产控制系统做大改动。

附图说明

图1是本发明整体相机及工业光源安装示意图。

图2为经轴区相机安装位置的主视图。

图3是图2的左视图。

图4是本发明检测系统与原纱机控制系统关联示意图。

图5是本发明的检测系统的结构模块图。

图6是本发明的检测系统的原理框图。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：

如图1、4、5、6所示，本发明的基于机器视觉的浆纱机断纱检测系统包括分别设置在经轴区、第一浆槽区、第二浆槽区、以及扣齿区的用于检测采集各区域断纱图像的工业相机及光源组成的图像采集模块；所述工业相机的信号输出端以电连接方式接入运算处理模块的相应信号输入端，运算处理模块的信号输出端接入通讯模块，通讯模块接入控制器（控制柜），控制器的信号输出端接入原浆纱机控制系统和报警装置，原浆纱机控制系统通过通讯线缆与通讯控制模块连接。

进一步说，本发明中所述图像采集模块中的光源为型号为tpa40-90adj的工业光源；所述工业相机的型号为hikvision；所述运算处理模块包括型号为sg150-bgcm显示屏和型号为vos3671-r15计算机。

如图1、2、3所示，本发明在经轴区的经轴架居中位置设置有两组由工业相机及光源组成的图像采集模块1、2，分别位于经轴架两侧，且固定在支架上，以使光线位于工业相机采集范围，且不可与其它部件干涉产生阴影。所述图像采集模块的数量可以根据经轴组数进行调配。

如图1所示，本发明在第一浆槽区、第二浆槽区均设置有两组由工业相机及光源组成的图像采集模块3、4、5、6，分别设置在第一浆槽区、第二浆槽区的浆槽正前方和正后方居中位置，且固定在支架上，以使光线位于工业相机采集范围，且不可与其它部件干涉产生阴影。

如图1所示，位于筘齿区的由工业相机及光源组成的图像采集模块7安装在筘齿区纱线正上方居中位置，且固定在支架上，以使光线位于工业相机采集范围，且不可与其它部件干涉产生阴影。

所述工业相机、光源、以及报警装置（故障警示灯）分别安装在相应位置处设置的机架上，所述机架固定安装在地面上，防止生产时机架抖动对工业相机的图像采集清晰度造成影响。所述报警指示灯安装在每一个检测区域，当某一检测区域检测到断纱故障时，仅故障区域故障报警灯闪烁报警。

所述通信控制系统模式一如下：在运算处理模块判断断纱时系统控制器通知现有技术中的原浆纱机控制系统发出减速或停机命令，对应区域故障警示灯闪烁报警，同时软件屏幕弹出故障区域图像。

通信控制系统模式二如下：在运算处理模块判断浆纱机发生断纱时系统控制柜不自动通知原浆纱机控制系统发出减速命令，控制柜上报警指示灯闪烁报警，同时软件屏幕弹出故障区域图像，但由工人判断检测结果是否为真，手动控制浆纱机减速。等到工人确认处理完故障恢复浆纱机正常运行速度时，浆纱机纱线速度信号传输到运算处理系统，系统发现浆纱机纱线速度信号恢复正常，自动恢复断纱检测。

本发明的系统可以准确判断断纱位置，并发出断纱视觉信号或听觉信号；所述系统立足于国内主流浆纱机型的改造，使其安装方便，并能有效的推广大部分机型的浆纱机；可以根据经轴组数进行调配相机及工业光源的个数而无需对现有系统做更改；所述控制器的显示屏采用多分屏方式轮巡各个相机图像可以减少所需显示屏数量；所述控制器的显示屏轮巡各个相机图像的速度可以根据需要进行调配；所述控制器的兼容性好，可于原浆纱机控制系统进行接口通信，无需对原有生产控制系统做大改动。