CN109520888A - 一种筒子纱密度在线检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种筒子纱密度在线检测装置，涉及筒子纱线染色领域，包括机架和工控机，所述机架上设置有可测量筒子纱重量的重量测量装置、可测量筒子纱体积的图像采集装置，所述图像采集装置包括与筒子纱位置相对应的光源和工业相机，筒子纱位于光源与工业相机之间，所述光源、工业相机均与工控机相连。本发明基于机器视觉来测量筒子纱的外径、体积、重量参数，通过视觉分析与筒子纱重量检测，从而达到在线检测筒子纱密度的目的，解决了筒子纱密度在线检测的问题，所述装置具有检测速度快、检测精度高、性价比高等优点。

Description

一种筒子纱密度在线检测装置
技术领域
本发明涉及筒子纱密度检测技术领域，具体为一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置。
背景技术
在筒子纱填装染色过程中，筒子纱密度与匀染程度密切相关，筒子纱密度与筒子纱的体积和重量相关，为了保证筒子纱染色质量，需要对筒子纱密度进行严格把控，并且筒子纱重量应控制在一定范围之内,重量过大会导致筒子纱太厚,染液不易穿透,导致内中外色差严重。如筒子纱大小不一,染液循环时穿过筒子纱的流量就不同,从而导致筒子纱之间色泽不一,织造过程中就会在布面上形成颜色深浅横档、横条。所以在染色过程中，不仅要对筒子纱的密度进行测量，还要测量筒子纱的重量、外径等指标，从而保证筒子纱的染色质量。现有的检测装置一般为激光测量，成本昂贵且单个筒子纱的测量时间长，需要人工手动操作，效率低。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明提供了一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其目的在于克服现有技术中的缺陷，充分利用机器视觉的优势。利用机器视觉测量外径、体积，重量传感器测量重量，二者结合算出筒子纱密度，解决了筒子纱密度在线检测的问题，所述装置具有检测时间短、性价比高、检测精度高等优点。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，包括机架和工控机，所述机架上设置有可测量筒子纱重量的重量测量装置、可测量筒子纱体积的图像采集装置，所述图像采集装置包括与筒子纱位置相对应的光源和工业相机，筒子纱位于光源与工业相机之间，所述光源、工业相机均与工控机相连。
优选的，还包括可将筒子纱从重量测量装置上夹持至光源前的传输装置，所述传输装置包括带有电机的轴向移动机构、内撑式气爪，内撑式气爪设置在移动机构上，所述电机、内撑式气爪均与工控机相连。
优选的，还包括可将筒子纱传至机架外的传送带，所述内撑式气爪与传送带的位置相对应。
优选的，所述重量测量装置包含重量传感器，所述重量传感器的型号为中航电测L6D重量传感器。
优选的，所述图像采集装置还包括光电开关，所述光电开关设置在光源上的长度方向上且与工业相机的位置相对应，所述光电开关与工控机相连。
优选的，所述图像采集装置还包括光源控制器，光源通过光源控制器与工控机相连。
优选的，所述光源为锐视P-PFL-400-300蓝色面光源，所述光源控制器为P-APS2-24W24-2T模拟光源控制器。
优选的，所述工业相机为DFK23G274，所述工业相机通过Gige数据线与工控机相连。
优选的，还包括电脑显示屏，所述工控机与电脑显示屏相连。
优选的，所述工控机的型号为研华610L。
（三）有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测方法。具备以下有益效果：
1、该发明通过视觉测量的方法测量筒子纱外径、体积，检测速度快，精度高。
2、该发明采用机器视觉的方法，相比于激光检测法，极大的降低了成本。
3、该发明对于筒子纱密度的检测，利用轴向移动机构配合内撑式气爪、传送带进行传输，提高了检测效率。
附图说明
图1为本发明的实施例一的轴侧图；
图2为本发明工控机的控制示意图；
图3为本发明的实施例二的轴侧图；
图4为本发明的实施例二的图像采集装置示意图。
图中：1机架、2重量测量装置、3图像采集装置、4传输装置、5工控机、6传送带、7电脑显示屏、21光电传感器、31光源、32工业相机、33光电开关、34光源控制器、41电机、42丝杠、43螺母、44电动推杆、45内撑式气爪、8四工位机构、81分度转盘、82凸轮分割器、83减速机、84工位一、85工位二、86工位三、87工位四。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供一种基于机器视觉的筒子纱密度在线测量装置。
实施例一，如图1-2所示，包括机架1和工控机5，机架1上设置有可测量筒子纱重量的重量测量装置2、可测量筒子纱体积的图像采集装置3。
图像采集装置3包括与筒子纱位置相对应的光源31和工业相机32，筒子纱位于光源31与工业相机32之间，光源31、工业相机32均与工控机5相连。
图像采集装置3还包括光电开关33，光电开关33设置在光源31上的长度方向上且与工业相机32的位置相对应，光电开关33用于检测筒子纱是否进入工业相机32工作范围，光电开关33与工控机5相连。
图像采集装置3还包括光源控制器34，光源31与光源控制器34相连，光源控制器34通过RS232与工控机5相连。
图像采集装置3还包括镜头35，镜头35通过接口与工业相机7相连。
光源31的型号为锐视P-PFL-400-300蓝色面光源，光源控制器34的型号为P-APS2-24W24-2T模拟光源控制器。
工业相机32为DFK23G274，工业相机32通过Gige数据线与工控机5相连。
本装置还包括可将筒子纱从重量测量装置2上夹持至光源31前的传输装置4，传输装置4包括带有电机41的轴向移动机构、内撑式气爪45，内撑式气爪45用于夹持筒子纱，内撑式气爪45设置在移动机构上，电机41、内撑式气爪45均与工控机5相连。
移动机构为丝杠螺母机构，包括丝杠42以及与其相适配的螺母43，螺母的底部连接有用于调节内撑式气爪45高度的电动推杆44，内撑式气爪45设置在电动推杆44的输出端上。
移动机构也可以往复式油缸机构、也可以是电推杆机构。
内撑式气爪45为现有技术，具体不再赘述。
重量测量装置2包含重量传感器，重量传感器的型号为中航电测L6D重量传感器。重量传感器用于测量筒子纱的重量。
还包括电脑显示屏7，工控机5与电脑显示屏7相连。电脑显示屏7用于显示检测结果数据。
工控机5的型号为研华610L。
还包括可将筒子纱传至机架1外的传送带6，内撑式气爪45与传送带6的位置相对应。检测完筒子纱的重量和体积后，内撑式气爪45将筒子纱放置在传送带6上，传送带6将筒子纱传输至机架1外。
实施例二，如图3-4所示，包括机架1和工控机5，机架1上设置有可测量筒子纱重量的重量测量装置2、可测量筒子纱体积的图像采集装置3，图像采集装置3包括与筒子纱位置相对应的光源31和工业相机32，筒子纱位于光源31与工业相机32之间，光源31、工业相机32均与工控机5相连。
本装置还包括带有四工位的分度转盘81、凸轮分割器82、减速机83，减速机83、凸轮分割器82、分度转盘81依次相连，凸轮分割器82可带动分度转盘81自转。
四工位包括工位一84、工位二85、工位三86、工位四87，工位一84、工位二85、工位三86、工位四87绕分度转盘81中心等角度分布，工位一84、工位二85、工位三86、工位四87上均设置有光源31和重量检测装置2。筒子纱可置于重量检测装置2上，工业相机32设置在机架1上且分别与工位一84、工位二85、工位三86、工位四87上的重量检测装置2、光源31位置相对应。
本装置还包括设置在机架1上的光电传感器21，光电传感器21分别与工位一84、工位二85、工位三86、工位四87的位置相对应，光电传感器21与工控机5相连，当光电传感器21检测到每个工位上的重量检测装置2时，传递给工控机5，用以记录相应工位上的重量。光电传感器21为现有技术，具体不在赘述。
重量测量装置2包含重量传感器，重量传感器用于测量筒子纱的重量。
图像采集装置3还包括光源控制器34，四个工位上的光源31均与光源控制器34相连，光源控制器34通过RS232与工控机5相连。
本装置还包括可将筒子纱传至机架1外的传送带6以及可将筒子纱从重量测量装置2上夹持至传送带6上的传输装置4。
传输装置4包括带有电机41的轴向移动机构、内撑式气爪45，内撑式气爪45用于夹持筒子纱，内撑式气爪45设置在移动机构上，电机41、内撑式气爪45均与工控机5相连。内撑式气爪45分别与工位一84、工位二85、工位三86、工位四87的位置相对应。内撑式气爪45轴向移动后与传送带6的位置相对应。检测完筒子纱的重量和体积后，内撑式气爪45将筒子纱抓至传送带6上，传送带6将筒子纱传输至机架1外。
移动机构为丝杠螺母机构，包括丝杠42以及与其相适配的螺母43，螺母的底部连接有用于调节内撑式气爪45高度的电动推杆44，内撑式气爪45设置在电动推杆44的输出端上。
实施例一的工作原理：如图1-2所示，筒子纱经过重量测量装置2测出重量经RS232传送给工控机，然后由工控机5控制电机41和內撑式气爪45将筒子纱固定并传送至光源31前，直至触发光电开关33，光电开关33将信号反馈给工控机5，工控机5控制电机41停止转动，并控制光源控制器34和工业相机32，获取筒子纱图像，通过Gige接口将筒子纱图像传给工控机5进行图像分析，结合筒子纱重量，检测该筒子纱外径、重量、密度参数。采集完筒子纱图像后，工控机5控制电机41和內撑式气爪45将筒子纱放在传送带6上传出，整个测量过程与测量结果在电脑显示屏7上可观测。装置将筒子纱重量测量、筒子纱图像采集、数据分析与装置控制分开，同时进行又相互配合，可以适应工厂产线流水操作，实现基于机器视觉的筒子纱密度在线检测。
实施例二的工作原理：如图3-4所示，步骤一，装置复位，将第一个筒子纱放置在工位一84的重量测量装置2上。步骤二，分度转盘81步进式转动90°，光电传感器21感应到工位一84上的筒子纱后，重量传感器检测工位一84上筒子纱的重量并传输至工控机5上记录；与此同时将第二个筒子纱放置在工位二85上。步骤三，分布转盘81步进式转动90°，光电传感器21感应到工位二85上的筒子纱后，重量传感器检测工位二85上的筒子纱的重量并传输至工控机5上记录；与此同时，光源控制器34和工业相机32工作获取工位一84上的筒子纱的体积和外径，并传输至工控机5上，结合筒子纱重量，检测该筒子纱的密度参数。步骤四，分度转盘81步进式转动90°，光电传感器21感应到工位三86上的筒子纱后，重量传感器检测工位三86上的筒子纱的重量并传输至工控机5上记录；与此同时，光源控制器34和工业相机32工作获取工位二85上的筒子纱的体积和外径，并传输至工控机5上，结合筒子纱重量，检测该筒子纱的密度参数。与此同时，内撑式气爪45将工位一84上的筒子纱夹离至传送带6上，并输送至机架1外。重复上述步骤，以达到自动化、高效率的检测，相较于实施例一，效率大大增加。
综上所述，与现有技术相比，采用了该发明中的基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，通过视觉分析与筒子纱密度计算，来检测筒子纱的外径、体积、重量参数，从而达到在线检测筒子纱密度的目的，解决了筒子纱密度在线检测的问题所述装置具有检测时间短、性价比高等优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，包括机架（1）和工控机（5），其特征在于：所述机架（1）上设置有可测量筒子纱重量的重量测量装置（2）、可测量筒子纱体积的图像采集装置（3），所述图像采集装置（3）包括与筒子纱位置相对应的光源（31）和工业相机（32），筒子纱位于光源（31）与工业相机（32）之间，所述光源（31）、工业相机（32）均与工控机（5）相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：还包括可将筒子纱从重量测量装置（2）上夹持至光源（31）前的传输装置（4），所述传输装置（4）包括带有电机（41）的轴向移动机构、内撑式气爪（45），所述内撑式气爪（45）设置在移动机构上，所述电机（41）、内撑式气爪（45）均与工控机（5）相连。
3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：还包括可将筒子纱传至机架（1）外的传送带（6），所述内撑式气爪（45）与传送带（6）的位置相对应。
4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：所述重量测量装置（2）包含重量传感器，所述重量传感器的型号为中航电测L6D重量传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：所述图像采集装置（3）还包括光电开关（33），所述光电开关（33）设置在光源（31）上的长度方向上且与工业相机（32）的位置相对应，所述光电开关（33）与工控机（5）相连。
6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：所述图像采集装置（3）还包括光源控制器（34），光源（31）通过光源控制器（34）与工控机（5）相连。
7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：所述光源（31）为锐视P-PFL-400-300蓝色面光源，所述光源控制器（34）为P-APS2-24W24-2T模拟光源控制器。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：所述工业相机（32）为DFK23G274，所述工业相机（32）通过Gige数据线与工控机（5）相连。
9.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：还包括电脑显示屏（7），所述工控机（5）与电脑显示屏（7）相连。
10.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的筒子纱密度在线检测装置，其特征在于：所述工控机（5）的型号为研华610L。
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