一种纺织圆机断针检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及纺织机械领域，具体为一种纺织圆机断针检测装置。


背景技术：

2.现在检测断针的方法是用一个机械物体来触碰针钩，因为两个机械物体高速触碰会导致一些问题，所以不建议使用这种方法。另一种检测坏针的方法是使用磁性传感器，但是针的尺寸和间距太小，无法达到霍尔效应传感器的分辨率。还有一种探测方法是使用可见光探测器，当在针的一侧使用透射光，而在另一侧使用检测器时，该方法可以应用，但在有些应用中不适用，如果探测器和光源同时使用，则由于可见光衍射问题，无法检测到薄物体。还有就是基于光纤的断针检测是一种有效的方法，这种方法的主要缺点是成本高，这使得商业产品非常昂贵，同时由于采用特殊的光纤过渡材料，安装过程变得复杂，所以需要一种新的断针检测装置。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种可靠的针头缺陷检测方法，利用相同波长的高响应光电探测器对反射的激光束进行小于几微秒的探测，可以解决快速移动针头的探测问题，在针织行业中实现。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种纺织圆机断针检测装置，包括激光镭射头、用于固定激光镭射头的固定装置和与激光镭射头相连的触摸屏控制面板，所述的触摸屏控制面板采用高速处理器用于接收激光镭射头的数字化数据并进行分析控制，所述的触摸屏控制面板内的控制线路板上集成有数字滤波器、机轮控制器、计算器、脉冲发生器、坏针探测器、坏针记忆模块和主控制器。
5.作为优选，所述的激光镭射头发出650nm的激光，并集成有具有相同波长的光电探测器来检测反射激光。
6.作为优选，所述的固定装置包括与机架相连的连接主体，所述的连接主体上横向穿过设置有插杆，所述的插杆的一端相垂直连接有竖连杆，所述的竖连杆的下端安装有活动连接件，所述的活动连接件的一端转动安装有激光镭射头夹头，所述的激光镭射头夹头上设置有供激光镭射头穿过的插孔。
7.作为优选，所述的触摸屏控制面板包括壳体和安装在壳体侧面的触摸屏，所述的壳体内安装有控制线路板，所述的壳体的背面设置有安装板。
8.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
9.基于激光雷达技术，通过对激光束进行整形，可以在没有任何物理接触的情况下检测非常薄(约300微米)的针头，可以通过发射激光束并测量从所需物体反射的激光束来实现，该产品每秒可检测5000多针，本装置采用fpga芯片实现检测算法及相关信号处理，还应用了图形用户界面来显示检测结果，十分方便。
附图说明
10.图1为本实用新型的结构示意图；
11.图2为本实用新型的固定装置的结构图；
12.图3为本实用新型的触摸屏控制面板的立体结构图；
13.图4为本实用新型的触摸屏控制面板的分解结构图。
具体实施方式
14.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
15.如图1
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4示，本实用新型提供一种纺织圆机断针检测装置，包括激光镭射头7、用于固定激光镭射头7的固定装置和与激光镭射头7相连的触摸屏控制面板，所述的触摸屏控制面板采用高速处理器用于接收激光镭射头7的数字化数据并进行分析控制，所述的触摸屏控制面板内的控制线路板上集成有数字滤波器、机轮控制器、计算器、脉冲发生器、坏针探测器、坏针记忆模块和主控制器。
16.实施例：
17.其中，触摸屏用户界面软件结构是采用stm32f7微控制器编写的软件结构，由三部分组成，包括ugfx库、stm32微控制器相关的代码、为正确使用以前的函数以及库而专门编写的代码，ugfx库是用c语言为各种微控制器(包括arm)编写的，该库包括各种功能和结构，以创建一个简单的图形环境并将其显示在lcd上，它还具有创建lcd触摸环境和创建简单用户界面的功能，这个库可免费用于教学和非商业用途，但用于商业产品，必须向创作者支付费用。
18.由于stm32f7微控制器芯片的核心来自arm cortex
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m7系列，因此使用gnu arm嵌入式工具链进行编译，该编译专用于r系列和m系列内核，该工具是开放的，可以免费使用。
19.而断针检测算法这一部分的代码是用vhdl硬件语言编写的，并在xilinx的fpga spartan vi系列上实现，代码的所有部分都是由本产品的设计团队模块化编写的，利用xilinx
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ise软件在fpga上编写，合成和实现代码。
20.数字滤波器：数字处理的第一步是修改噪声信号，因此已经使用数字滤波器来软化和消除采样噪声和工业环境噪声。为此使用了一个低通数字fir滤波器，应该注意的是，这些滤波器是使用matlab软件设计的。
21.机轮控制器：从纺织机接收到的另一个信号是转速或圆形传感器，它显示机器正在工作或停止，一个称为指针查找器的模块已经被写入并调用到fpga中两次，从刻度盘和气缸adc读取的值分别输入到这些模块中，并对它们执行相同的操作。
22.计算器包括最小/最大/平均计算器、阈值计算器和平均值/标准值计算器，最小/最大/平均计算器用于计算输入信号的最小，最大和平均值；阈值计算器从针头反射的信号是模拟脉冲，应将其转换为数字脉冲，为了智能地执行此操作，我们从输入信号的最大值，最小值和平均值中获取一个数字作为阈值；考虑到针柄，平均值/标准值计算器计算了机器针之间的平均距离，由于针的速度在稳定状态下是恒定的，所以可以在特定的时间间隔内
计算出该距离。
23.脉冲发生器：利用阈值，用脉冲发生器从模拟脉冲中提取数字脉冲，这个部分还有另一个任务，那就是计算两个相邻针头之间的距离，稍后将使用此参数检测断针。
24.坏针探测器：利用计算出的脉冲发生器部分相邻两针之间的距离，以及针之间的平均距离，可以检测出断针，断针是指钩弯或断的针。
25.坏针记忆模块：由于每轮机器中可能不止一根断针，而且由于打算将断针存储在连续的几轮中，所以使用内存来保存连续几轮中断针的索引；确认断针后，连续三轮复查，向控制器发出断针指示信号，使机器停机。
26.主控制器：它有两个主要任务，其主要功能是接收上一段断针数并停机，用户还可以通过按住点动按钮(机器的慢速运动)来点动机器，控制器可以在激光的照射下智能地停止机器，用户很容易找到和更换机器。该控制器的另一个功能是与显示模块(stm32f7)通信。所有系统性能信息(如断针状态、断针数、清洁牵引头状态、激光调节状态等)由主控制器发送到stm单片机，在屏幕上显示。此外，用户的设置(例如车针的数量、激光器的关闭或打开等)由主控制器发送到fpga。
27.其中，所述的激光镭射头7发出650nm的激光，并集成有具有相同波长的光电探测器来检测反射激光。
28.所述的固定装置包括与机架相连的连接主体1，所述的连接主体1上横向穿过设置有插杆6，所述的插杆6的一端相垂直连接有竖连杆5，所述的竖连杆5的下端安装有活动连接件4，所述的活动连接件4的一端转动安装有激光镭射头夹头2，所述的激光镭射头夹头2上设置有供激光镭射头7穿过的插孔3。
29.所述的触摸屏控制面板包括壳体和安装在壳体侧面的触摸屏，所述的壳体内安装有控制线路板，所述的壳体的背面设置有安装板。
30.虽然在上文中已经参考实施例对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。