CN117054427A - 一种芳纶纱线外观检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于芳纶纱线生产设备技术领域,具体涉及一种芳纶纱线外观检测方法及装置;其中,芳纶纱线外观检测方法包括以下内容:获取芳纶纱线的外观图像信息;依据外观图像信息判断芳纶纱线是否存在缺陷;若是,则控制发出报警指示。该芳纶纱线外观检测方法能够对生产过程中的芳纶纱线进行实时检测,可做到24小时不间断检测,对芳纶纱线的每一寸都不漏检,且在检测到芳纶纱线存有缺陷后,会及时的放出报警提示,使得技术人员可根据缺陷数量、类型等分析原因,并及时改进工艺,以降低次品率,提高质量。

Description

一种芳纶纱线外观检测方法及装置
技术领域
本发明属于芳纶纱线生产设备技术领域,具体涉及一种芳纶纱线外观检测方法及装置。
背景技术
芳纶是一种新型高科技合成纤维,其具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能,广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域中。
在芳纶生产的过程中,由于原料和工艺等原因,芳纶纱线的表面经常出现断丝、毛团等缺陷,且芳纶纱线的生产速度较高,一般在450米每分钟以上,同时,芳纶纱线的单丝直径只有几微米,因此无法通过人工观测芳纶纱线表面的各种缺陷;
目前,芳纶纱线在生产过程中,无法通过肉眼进行外观检测,多数检测是在芳纶纱线缠绕到纱筒后,再通过人工查看纱筒表面的芳纶纱线的质量来判断整筒芳纶纱线的质量,这种方式只能看到纱筒表面的芳纶纱线,内部的芳纶纱线无法观测到,具有一定的片面性,使得芳纶纱线的质量不容易把控,同时,也有一定的时间延迟,无法及时的反馈芳纶纱线的产品质量。因此,发明一种能够及时检测并反馈芳纶纱线的质量的方法,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题,本发明提供一种芳纶纱线外观检测方法,以解决现有技术中芳纶纱线的检测只能通过抽检的方式进行,导致芳纶纱线的质量不容易把控,且无法及时的反馈芳纶纱线的产品质量的技术问题。
本发明通过以下技术方案具体实现:
一种芳纶纱线外观检测方法,所述方法包括以下内容:
获取芳纶纱线的外观图像信息;
依据外观图像信息判断芳纶纱线是否存在缺陷;
若是,则控制发出报警指示。
为了更好的实现本发明,在上述方法中作进一步的优化,所述方法利用工业相机获取芳纶纱线的外观图像,并将获取的所述外观图像传送至处理器中;所述处理器利用图像处理算法处理所述外观图像,并检测所述外观图像中的芳纶纱线是否存在缺陷。
为了更好的实现本发明,在上述方法中作进一步的优化,所述处理器采用图像增强算法降低所述外观图像中的背景干扰,并增加所述外观图像中芳纶纱线的亮度,所述图像增强算法为gamma变换算法。
为了更好的实现本发明,在上述方法中作进一步的优化,在所述图像增强算法后,所述处理器使用大津法自动阈值将所述外观图像中的芳纶纱线和背景进行分离。
为了更好的实现本发明,在上述方法中作进一步的优化,在大津法自动阈值后,所述处理器使用开运算消除所述外观图像中的小物体,并平滑芳纶纱线的边界。
为了更好的实现本发明,在上述方法中作进一步的优化,在开运算后,所述处理器使用图像增强算法得到的图像减去开运算后得到的图像获得芳纶纱线的缺陷信息。
综上所述,本发明提供的芳纶纱线外观检测方法具有以下技术效果:
该芳纶纱线外观检测方法能够对生产过程中的芳纶纱线进行实时检测,可做到24小时不间断检测,对芳纶纱线的每一寸都不漏检,且在检测到芳纶纱线存有缺陷后,会及时的放出报警提示,使得技术人员可根据缺陷数量、类型等分析原因,并及时改进工艺,以降低次品率,提高质量。
此外,本发明还提供一种芳纶纱线外观检测装置,其包括工业相机、光源、处理器、旋转编码器和警报器;其中,
所述工业相机、所述光源、所述旋转编码器和所述警报器均与所述处理器信号连接;
所述工业相机设置在生产设备上,且所述工业相机的采集端垂直朝向生产设备上的芳纶纱线;
所述旋转编码器的检测端朝设置在生产设备的辊轴上;
所述光源的发光侧朝向生产设备上的芳纶纱线设置,所述光源发出的光束与芳纶纱线的夹角大于0°且小于90°。
为了更好的实现本发明,在上述结构中作进一步的优化,所述光源为LED光源,所述光源的数量有两个,两个所述光源分别设置位于所述工业相机的两侧。
为了更好的实现本发明,在上述结构中作进一步的优化,所述工业相机的采集端与生产设备上的芳纶纱线的间隙为200mm;所述光源与生产设备上的芳纶纱线的间隙为30mm。
为了更好的实现本发明,在上述结构中作进一步的优化,该芳纶纱线外观检测装置还包括显示器;所述显示器与所述处理器信号连接。
综上所述,本发明提供的芳纶纱线外观检测装置具有以下技术效果:
该芳纶纱线外观检测装置中的处理器能够利用图像处理算法将工业相机采集到的芳纶纱线的外观图像进行处理和检测,在检测到芳纶纱线存有缺陷后,会及时的放出报警提示,使得技术人员可根据缺陷数量、类型等分析原因,并及时改进工艺,以降低次品率,提高质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是工业相机采集到的芳纶纱线的外观图像;
图2是经过图像增强算法处理过的芳纶纱线的外观图像;
图3是经过大津法自动阈值后的芳纶纱线的外观图像;
图4是经过开运算后的芳纶纱线的外观图像;
图5是使用图像增强算法得到的图像减去开运算后得到的图像获得的芳纶纱线的缺陷信息的图像;
图6是本发明一种芳纶纱线外观检测装置的结构示意图。
附图标记:
1、工业相机;
2、光源;
3、处理器;
4、旋转编码器;
5、显示器;
6、警报器;
7、生产设备。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,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,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“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。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一:
如图1至图6所示:
一种芳纶纱线外观检测方法,该方法包括以下内容:
获取芳纶纱线的外观图像信息;
依据外观图像信息判断芳纶纱线是否存在缺陷;
若是,则控制发出报警指示。
其中,芳纶纱线的外观图像的获取:
将光源2设置在纱线上方,利用光源2发出的光线将芳纶纱线照亮,并利用工业相机1进行拍摄,以获取生产设备7上芳纶纱线的外观图像,如图1所示,并将获取的外观图像以千兆网方式传输至处理器3中;
芳纶纱线图像的处理:
处理器3利用图像处理算法处理外观图像,并检测外观图像中的芳纶纱线是否存在缺陷,若外观图像中的芳纶纱线存在缺陷,处理器3通过警报器6发出报警提示。
该芳纶纱线外观检测方法能够对生产过程中的芳纶纱线进行实时检测,可做到24小时不间断检测,以降低技术人员的工作强度,同时,该芳纶纱线外观检测方法能够对芳纶纱线的每一寸都不漏检,且在检测到芳纶纱线存有缺陷后,会及时的放出报警提示,使得技术人员可根据缺陷数量、类型等分析原因,并及时改进工艺,以降低次品率,提高质量。
优化的,上述的处理器3采用图像增强算法、大津法自动阈值以及开运算对芳纶纱线的外观图像进行处理,以使处理器能够更好的分析并判断外观图像中的芳纶纱线是否存在缺陷,以提高该芳纶纱线外观检测方法的准确性。
具体的,处理器3采用图像增强算法降低外观图像中的背景干扰,并增加外观图像中芳纶纱线的亮度,使得芳纶纱线的外观图像中的背景更暗,芳纶纱线更亮。
需要说明书的,上述的图像增强算法为gamma变换算法;
gamma变换算法主要用于图像的修正,将灰度过高或者过低的图片进行修正,增强对比度;如图2所示,在使用图像增强算法后,外观图像中的毛丝缺陷的亮度以及对比度明显提升,更加方便处理器3对芳纶纱线的缺陷的检测。
优化的,在图像增强算法后,处理器3使用大津法自动阈值将外观图像中的芳纶纱线和背景进行分离;
使用大津算法自动阈值对图像进行二值化处理,将芳纶纱线和背景进行分离,即芳纶纱线灰度值为255,背景灰度值为0;
该大津算法主要是通过阈值进行前景和背景的分割,如图3所示,该方法确定最佳阈值的方法是该值使类间方差最大,它是按图像的灰度特性,将图像分成背景和前景两部分,而使类间方差最大的分割意味着错分概率最小,以降低错检的概率。
优化的,在大津法自动阈值后,处理器3使用开运算消除外观图像中的小物体,并平滑芳纶纱线的边界,如图4所示;
开运算即先腐蚀图像,再对图像进行膨胀;开运算能够去除孤立的小点、毛刺和连接两块区域的小点,消除小物体、平滑较大物体的边界,也即消除外观图像中的小物体,并平滑芳纶纱线的边界;
这种图像处理方式不是信息无损的,一般不等于原始图像;经过二值化处理和开运算后的纱线的条干轮廓非常清晰。
优化的,在开运算后,处理器3使用图像增强算法得到的图像减去开运算后得到的图像获得芳纶纱线的缺陷信息,如图5所示,芳纶纱线的缺陷被完全保留下来,处理器3便能够判断芳纶纱线是否存在缺陷,并作出后续反应。
实施例二:
如图1至图6所示:
一种芳纶纱线外观检测装置,其包括工业相机1、光源2、处理器3、旋转编码器4和警报器6;其中,
工业相机1、光源2、旋转编码器4和警报器6均与处理器3信号连接;
工业相机1设置在生产设备7上,且工业相机1的采集端垂直朝向生产设备7上的芳纶纱线;
旋转编码器4的检测端设置在生产设备7的辊轴上;
光源2的发光侧朝向生产设备7上的芳纶纱线设置,光源2发出的光束与芳纶纱线的夹角大于0°且小于90°。
该芳纶纱线外观检测装置中的处理器3能够利用图像处理算法将工业相机1采集到的芳纶纱线的外观图像进行检测,在检测到芳纶纱线存有缺陷后,会及时的放出报警提示,使得技术人员可根据缺陷数量、类型等分析原因,并及时改进工艺,以降低次品率,提高质量。
当生产设备7开始工作时,即生产设备7的辊轴开始转动,上述的旋转编码器4便会向处理器3发送电信号,处理器3接收到旋转编码器4发送的电信号时会控制工业相机1和光源2开始工作,以便于采集生产设备7上芳纶纱线的外观图像;
工业相机1将采集到的芳纶纱线的外观图像通过千兆网的方式传输至处理器3中,处理器3通过利用图像处理算法处理外观图像,并检测外观图像中的芳纶纱线是否存在缺陷;
若处理器3检测到外观图像中的芳纶纱线存在缺陷时,处理器3会通过警报器6发出报警提示,以提醒技术人员及时查看生产设备7,并根据缺陷数量、类型等分析原因,以及时改进工艺,从而有效的降低次品率,提高质量。
需要说明的是,上述的光源2不能设置在工业相机1与芳纶纱线之间,以避免工业相机1的镜头被遮挡而导致其无法拍摄到芳纶纱线的外观图像。
优选的,上述的光源2为LED光源,光源2的数量有两个,两个光源2分别设置位于工业相机1的两侧;通过LED光源发出的亮光照亮芳纶纱线,以使工业相机1能够更好的采集到芳纶纱线的外观图像。
优化的,上述的工业相机1的采集端与生产设备7上的芳纶纱线的间隙为200mm;
上述的光源2与生产设备7上的芳纶纱线的间隙为30mm。
优化的,该芳纶纱线外观检测装置还包括显示器5;其中,
显示器5与处理器3信号连接,显示器5能够显示工业相机1采集到的芳纶纱线的外观图像以及该芳纶纱线外观检测装置的运行状态,使得技术人员能够更好的了解该芳纶纱线外观检测装置工作情况,以使该芳纶纱线外观检测装置的使用和操作更加的方便。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种芳纶纱线外观检测方法,其特征在于:所述方法包括以下内容:
获取芳纶纱线的外观图像信息;
依据外观图像信息判断芳纶纱线是否存在缺陷;
若是,则控制发出报警指示。
2.根据权利要求1所述的芳纶纱线外观检测方法,其特征在于:所述方法利用工业相机(1)获取芳纶纱线的外观图像,并将获取的所述外观图像传送至处理器(3)中;所述处理器(3)利用图像处理算法处理所述外观图像,并检测所述外观图像中的芳纶纱线是否存在缺陷。
3.根据权利要求2所述的芳纶纱线外观检测方法,其特征在于:所述处理器(3)采用图像增强算法降低所述外观图像中的背景干扰,并增加所述外观图像中芳纶纱线的亮度,所述图像增强算法为gamma变换算法。
4.根据权利要求3所述的芳纶纱线外观检测方法,其特征在于:在所述图像增强算法后,所述处理器(3)使用大津法自动阈值将所述外观图像中的芳纶纱线和背景进行分离。
5.根据权利要求4所述的芳纶纱线外观检测方法,其特征在于:在大津法自动阈值后,所述处理器(3)使用开运算消除所述外观图像中的小物体,并平滑芳纶纱线的边界。
6.根据权利要求5所述的芳纶纱线外观检测方法,其特征在于:在开运算后,所述处理器(3)使用图像增强算法得到的图像减去开运算后得到的图像获得芳纶纱线的缺陷信息。
7.一种芳纶纱线外观检测装置,其特征在于:包括工业相机(1)、光源(2)、处理器(3)、旋转编码器(4)和警报器(6);
所述工业相机(1)、所述光源(2)、所述旋转编码器(4)和所述警报器(6)均与所述处理器(3)信号连接;
所述工业相机(1)设置在生产设备(7)上,且所述工业相机(1)的采集端垂直朝向生产设备(7)上的芳纶纱线;
所述旋转编码器(4)的检测端设置在生产设备(7)的辊轴上;
所述光源(2)的发光侧朝向生产设备(7)上的芳纶纱线设置,所述光源(2)发出的光束与芳纶纱线的夹角大于0°且小于90°。
8.根据权利要求7所述的芳纶纱线外观检测装置,其特征在于:所述光源(2)为LED光源,所述光源(2)的数量有两个,两个所述光源(2)分别设置位于所述工业相机(1)的两侧。
9.根据权利要求8所述的芳纶纱线外观检测装置,其特征在于:所述工业相机(1)的采集端与生产设备(7)上的芳纶纱线的间隙为200mm;所述光源(2)与生产设备(7)上的芳纶纱线的间隙为30mm。
10.根据权利要求7所述的芳纶纱线外观检测装置,其特征在于:还包括显示器(5);所述显示器(5)与所述处理器(3)信号连接。
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