CN111307827B - 一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置 - Google Patents

一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置，其特征在于，包括：布置在喷丝口附近的环形轨道；位于环形轨道上的智能小车运动***；图像处理***。生产线巡检人员无须跑生产线，可以在控制器外接显示屏上进行实时监控，通过计算机图像处理得到长丝断丝的位置并通知相关人员采取措施。同时加快了巡检速度，提高了效率，减少了因为人工巡回检测速度过慢、所处理不及时造成的损失。此外可以在大大减少工人劳动强度的基础上，降低人力成本，增大可监控范围，大规模、高效率和低误判率运作，简单易操作。

Description

一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置
技术领域
本发明涉及熔体直纺长丝断丝检测设备技术领域，主要是涉及一种用于在长轨道上对熔体直纺长丝断丝监测领域。
背景技术
在运用熔体直纺生产方式生产长丝的过程中，纤维聚合物溶液在纺丝泵连续、定量而均匀地从喷丝头的毛细孔中挤出时，往往要在空气中冷却一段时间，然后才能固化成为纺丝。同时，由于单根纺丝强度有限，工业上往往都是多根纺丝卷绕而成一股形成化纤长丝。在纺丝形成长丝过程中，由于单根纺丝强度较弱，所以经常会出现单根或多根纺丝发生断裂，使得长丝质量下降，影响相关产品质量。
当纺丝断裂之后，由于失去张力，会造成长丝断丝现象，纺丝会飘在钩子处。由于长丝是由多股纺丝卷绕而成，所以断丝现象会对长丝强度造成很大影响。目前，对于一些企业，由于各种原因限制，使得这一监测流程只能靠人工查找完成。人工检查会因为成本和实效性等原因而影响企业效益和产品质量。
发明内容
本发明的目的是：能够实现对于熔体直纺长丝断丝现象的自动化监测。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置，其特征在于，包括：
布置在喷丝口附近的环形轨道；
位于环形轨道上的智能小车运动***，智能小车运动***接受相机控制器给出的信号后带动图像处理***沿环形轨道移动；
图像处理***包括广角高速CMOS摄像头、窄角高速CMOS摄像头和相机控制器，广角高速CMOS摄像头在相机控制器的控制下从长丝起始位置开始拍摄包含有N个钩子的广角视野区域图像，相机控制器根据广角视野区域图像获得N个钩子的位置数据信息，相机控制器根据N个钩子的位置数据信息控制窄角高速CMOS摄像头拍摄仅包含一个钩子的聚焦视野区域图像，相机控制器根据聚焦视野区域图像判断长丝在此处是否有断丝现象，若有断丝现象则记录对应的钩子的位置数据信息及编号；当相机控制器控制窄角高速CMOS摄像头对广角视野区域图像中的N个钩子都处理完毕后，相机控制器发出信号给智能小车运动***，使得智能小车运动***带动图像处理***沿环形轨道移动至下一个工位。
优选地，所述相机控制器将实时获取的所述聚焦视野区域图像与预先存储的无缺陷图像进行对比，从而判断长丝在此处是否有因为断丝而产生的纺丝飘飞现象。
优选地，所述智能小车运动***包括伺服电机、运动控制器和驱动器，运动控制器经由驱动器驱动伺服电机，运动控制器接收来自所述相机控制器的信号。
优选地，所述相机控制器采用基于高级语言的数字图像处理与机器视觉算法对所述广角视野区域图像及所述聚焦视野区域图像进行图像处理和分析。
本发明的有益效果是：生产线巡检人员无须跑生产线，可以在控制器外接显示屏上进行实时监控，通过计算机图像处理得到长丝断丝的位置并进行类别标定。同时加快了巡检速度，提高了效率，减少了因为人工巡回检测速度过慢、所处理不及时造成的损失。此外可以在大大减少工人劳动强度的基础上，降低人力成本，增大可监控范围，大规模、高效率和低误判率运作，简单易操作。
附图说明
图1为本发明实施的整体平面图。
图2为本发明的相机视野示意图。
图3为图像处理***示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供的一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置包括环形导轨2、图像处理***1和固定件。
如图3所示，图像处理***1包括广角高速CMOS摄像头1-1、窄角高速CMOS摄像头1-2、相机控制器。广角高速CMOS摄像头1-1及窄角高速CMOS摄像头1-2通过固定件固定在智能小车运动***上。广角高速CMOS摄像头1-1及窄角高速CMOS摄像头1-2对准易发生断丝飘飞纺丝处实时摄像，高速传输，纺丝在卷绕成长丝时会在下落过程中通过挂钩，若有断丝，即显示在此处。
广角高速CMOS摄像头1-1可以一次捕捉多个挂钩，并计算给出每一个钩子的具体坐标并返回数据给控制器。如图2所示，相机控制器发出指令让广角高速CMOS摄像头1-1对准纺丝起始位置，捕捉广角区域，对视野3处的钩子进行拍摄，并通过图像处理函数对图像进行处理，得出区域内所有钩子的位置数据信息，传输到相机控制器中。
相机控制器将处理完毕的坐标数据返回给窄角高速CMOS摄像头1-2，并让窄角高速CMOS摄像头1-2聚焦每一个钩子，识别是否有断头出现。具体而言，相机控制器接受广角高速CMOS摄像头1-1传回的数据时，将每一个数据依次传给窄角高速CMOS摄像头1-2，让其聚焦视野4，对每一个钩子进行拍摄。再将在此处拍摄的照片通过图像处理函数进行处理，特征提取，与无缺陷的函数进行对比，判断长丝在此处是否有因为断丝而产生的纺丝飘飞现象，同时若存在断丝现象将发出报警并记录相应的钩子坐标和编号，并将结果显示在控制器外接显示屏上。
上述长丝是否有断丝可用报警器报警提示，每当有断丝出现就会第一时间报警提醒，以便让操作人员及时查看处理，体现数据的实时性。
上述的智能小车运动***包含伺服电机、运动控制器和驱动器。每次当广角相机视野里的钩子处理完之后，相机控制器会给一个信号给电机运动控制器，电机运动控制器给驱动器信号，驱动电机到下一个工位。依次循环以上步骤，实现巡回检测。

Claims (4)

1.一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置，其特征在于，包括：
布置在喷丝口附近的环形轨道(2)；
位于环形轨道(2)上的智能小车运动***，智能小车运动***接受相机控制器给出的信号后带动图像处理***(1)沿环形轨道(2)移动；
图像处理***(1)包括广角高速CMOS摄像头(1-1)、窄角高速CMOS摄像头(1-2)和相机控制器，广角高速CMOS摄像头(1-1)在相机控制器的控制下从长丝起始位置开始拍摄包含有N个钩子的广角视野区域图像，相机控制器根据广角视野区域图像获得N个钩子的位置数据信息，相机控制器根据N个钩子的位置数据信息控制窄角高速CMOS摄像头(1-2)拍摄仅包含一个钩子的聚焦视野区域图像，相机控制器根据聚焦视野区域图像判断长丝在此处是否有断丝现象，若有断丝现象则记录对应的钩子的位置数据信息及编号；当相机控制器控制窄角高速CMOS摄像头(1-2)对广角视野区域图像中的N个钩子都处理完毕后，相机控制器发出信号给智能小车运动***(3)，使得智能小车运动***(3)带动图像处理***(1)沿环形轨道(2)移动至下一个工位。
2.如权利要求1所述的一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置，其特征在于，所述相机控制器将实时获取的所述聚焦视野区域图像与预先存储的无缺陷图像进行对比，从而判断长丝在此处是否有因为断丝而产生的纺丝飘飞现象。
3.如权利要求1所述的一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置，其特征在于，所述智能小车运动***包括伺服电机、运动控制器和驱动器，运动控制器经由驱动器驱动伺服电机，运动控制器接收来自所述相机控制器的信号。
4.如权利要求1所述的一种化纤长丝断纱实时视觉监测装置，其特征在于，所述相机控制器采用基于高级语言的数字图像处理与机器视觉算法对所述广角视野区域图像及所述聚焦视野区域图像进行图像处理和分析。
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