一种监控条筒须条状态的装置及其方法与流程

本发明涉及纺织行业的条筒须条的状态监测设备以及方法，属于纺织机械技术领域。

背景技术：

在纺纱厂里，条筒在梳棉机、并条机、条并卷联合机、精梳机、粗纱机，转杯纺机和涡流纺机各个工序之间被大量使用，作为须条的储存容器，装满须条并且将须条在各个工序之间运输。公知的是，操作工在各个工序设备的条筒之间进行巡视，用眼睛进行观察，一旦发现一个条筒里面的须条即将用完，操作工人工地用一个新的满条筒替代空的条筒，让设备继续生产。一旦操作工忽视了，或者正在处理其他操作时候，或者没有巡视到该机台的时候，设备就会因为须条被用完而停车，操作工业不得不重新人工的将须条接合起来。这样一来，不仅极大增加了操作工的工作量，而且降低了各个工序的设备的生产效率。更为重要的是，随着无人化智能化的纺纱厂成为趋势，迫切需要一个自动地检测条筒里面须条状态的装置以及方法，将各个条筒的须条的状态，尤其是须条即将用完的信号传送给机器，然后由机器给出报警信号，或者机器给出指令给agv车，将一个新的满条筒来取代即将用完的空条筒。

发明cn102674080b提出的一个传感器，加装在并条机的圈条盘附近。用于并条机启动的时候，一旦圈放在条筒里面的须条接近了圈条盘，开始激发了传感器。传感器给出信号，并条机由慢启动变为正常启动。这个传感器的作用是为了克服在并条机启动的时候条筒的托盘高低不一致容易造成甩条现象。

发明cn101570907b提出一个须条监控装置，通过检测须条的张紧状态，实时监控喂入到牵伸系统之前，导条架之后的须条的断条和堵条。一旦检测到断条，及时停止生产。

这两个发明都没有提及如何去实时监测条筒里面的须条的状态，尤其是即将用完的状态。

技术实现要素：

为了实时监控条筒里面的须条的状态，尤其是须条即将用完的状态，及时的给设备传送信号，通知设备该条筒里面的须条即将用完，需要新的满条筒来取代，本发明提供了一种实时监测条筒须条的装置以及方法。

本发明提出的解决问题的方案是：一个实时监测条筒里面须条的装置，它包含须条传感器和信号处理单元；该传感器实时监测条筒里面的须条的状态，一旦须条即将用完，传感器被激发，通过信号处理单元将信号传送给设备，通知设备进行接下来的工作。

作为本发明的一个优选实施方式1，所述本发明的须条监测装置以及方法是：它由一个图像传感器和处理单元组成。这个装置被安装在条筒顶部水平面的上方，优选的是条筒的正上方区域。该图像传感器实时获取条筒的须条上顶层的图像，通过图像处理单元进行分析处理。由于须条是一圈一圈的圈放在条筒的托盘上，形成一个须条柱。这时候，图像传感器获取的须条的图像是一个均匀的环形带；这个环形带是由一圈圈的须条组成，通常只有一种颜色。当须条即将用完的时候，由于须条圈的减少，条筒的托盘也显露出来，托盘的颜色（通常是黑色或者深色）不同于须条圈（通常是白色）的颜色，从而图像传感器获取的环形带的颜色发生改变，由完全是须条的颜色环形带变为由须条颜色和托盘颜色组成混色环形带；而且随着须条的减少，所获取的图像中须条颜色面积继续减少，而托盘的颜色面积增加。图像处理单元进行分析和算法处理，当须条的颜色面积减少到一定的比例（这个比例根据实际情况可以设定），图像处理单元给出信号：这个条筒里的须条即将用完。从而实现了实时监测须条的状态，尤其是须条即将用完的状态。

作为本发明的一个优选实施方式2，所述本发明的须条监测装置以及方法是：它采用光电式传感器实时监测须条，由发送器，接受器和信号处理单元组成。所述光电传感器被安装在条筒顶部水平面上方，优选的条筒的正上方区域。它的工作原理是，光电传感器的一个发送器实时发射光信号，投射到须条的表面，由于须条表面是由一根根纤维组成的粗糙不光滑表面，这个光信号被散射，只有极其少量的信号被接收器接受；随着须条越来越少，直至漏出条筒的托盘。这个托盘根据要求被加工成一个易于光发射的反射表面，能够将发送器发射的光信号，大部分甚至全部反射给接受器；接收器接受反射光信号，经过处理单元分析得知须条已经接近用完的状态，从而给出须条的状态信号。

作为本发明的一个优选实施方式3，所述本发明的须条监测装置以及方法是：它采用光电传感器实时监测须条。这个光电传感器包含发送器，接受器和信号处理单元。所述光电传感器被安装条筒托盘的边缘，其中，光电传感器的一个发送器和一个接受器分别安装在托盘边缘，优选的是，这对发送器和接受器对称的安装在托盘的边缘。当条筒里面的须条接近用完的时候，须条圈逐渐减少；在这个过程中，发送器发射的光信号，直线发射出去，开始是被须条圈挡住，随着须条圈减少，须条柱逐渐降低，直到不再能够挡住发送器发射的光信号，这个光信号能够被接收器接受，经过信号处理单元，从而得知条筒里面的须条即将用完的状态信息。

作为本发明的一个优选实施方式4，所述本发明的须条监测装置以及方法是：在并条机的导条架，每个条筒加装一个本发明的须条监测装置，通常为4到8个；在条并卷联合机的导条架，每个条筒加装一个本发明的须条监测装置，通常为16-32个；在粗纱机的导条架，每个条筒加装一个本发明的须条监测装置，通常依据粗纱架的条筒数加装相应的须条监测装置；在转杯纺机和涡流纺机，每个条筒加装一个本发明的须条监测装置，通常依据喂入的条筒数加装相应的须条监测装置。

作为本发明的一个优选实施方式5，所述本发明的须条监测装置以及方法是：为了节省成本，一种经济的解决方案是，并条机的导条架的4到8个条筒共用至少一个所述的须条监测装置，所述须条监测装置可以在各个条筒顶部水平面上方区域移动；条并卷联合机的导条架的16到32个条筒共用至少一个所述的须条监测装置，所述须条监测装置可以在各个条筒顶部水平面上方区域移动；粗纱机的导条架条筒共用至少一个所述的须条监测装置，所述须条监测装置可以在各个条筒顶部水平面上方区域移动；转杯纺机和涡流纺机的喂入条筒共用至少一个所述的须条监测装置，所述须条监测装置可以在各个条筒顶部水平面上方区域移动。

作为本发明的一个优选实施方式6，所述本发明的须条监测装置以及方法既可以用于圆形条筒的须条状态就监测，也可以用于矩形条筒的须条状态监测。

本发明的有益效果是，通过在须条条筒的上方或者条筒托盘的圆形边缘加装传感器，从而能够实施监测条筒里面的须条状态，尤其是须条接近用完时候的状态，能够及时的将这个信号传送给机器。这样，机器能够实时的通知操作工或者agv车来及时的更换条筒，从而保证不间断的生产，提高了生产效率，减轻了操作工的工作量。进一步的，由于机器能够实时知道每个条筒的须条状态，尤其是须条即将用尽的状态，结合agv车和须条接头机器人，能够一起配合实现无人化的自动须条的接头和换筒，为并条机，条并卷联合机，粗纱机和转杯纺以及涡流纺机的无人化和智能化奠定了基础。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一个满条筒的侧视图和俯视图

图2是一个空条筒的侧视图和俯视图

图3是本发明一个图像传感器监测装置实施例：满筒工作状态

图4是本发明一个图像传感器监测装置实施例：接近空筒工作状态

图5是本发明一个光电感器监测装置实施例：满筒工作状态

图6是本发明一个光电感器监测装置实施例：接近空筒工作状态

图7是本发明另一个光电传感器监测装置实施例：接近空筒工作状态

图中a.满条筒侧视图；aa.满条筒俯视图；b.空条筒侧视图；bb.空条筒俯视图；s.图像传感器扫描区域；l.条筒顶部水平面；fa.发送器的发射光信号；fb.托盘反射光信号；1.须条（圈）；2.条筒；3.条筒的托盘；4.条筒的弹簧；5.图像传感器；6.信号处理单元；7.光电传感器的发送器；8.光电传感器的接受器。

具体实施方式

首先，用图1示意一个满条筒的侧视图a和俯视图aa。侧视图a中，这是一个通常的装满须条的条筒的状态，1是须条圈组成的须条柱，2是通常使用的条筒，3是条筒的托盘，4是支撑托盘的弹簧，其两端分别固定在托盘和条筒底部，弹簧会随着须条的重量伸长或者压缩；aa是从顶部俯视一个满条筒的示意图，1是须条圈组成的须条柱，2是条筒。由于须条1圈放在托盘3上面，一层一层圈放形成须条柱，俯视来看，托盘3被须条1覆盖。

图2示意一个接近空条筒的侧视图b和俯视图bb。侧视图b中，由于须条1的减少，弹簧4和托盘3所承受的重量减少，弹簧4接伸长，将托盘3顶到了条筒2的顶部。俯视图bb中，须条1即将被用完，因此圈放在托盘3上的须条圈1不那么紧密，从上面俯视，能够看到托盘3漏出的托盘的区域（黑色部分）。

图3和图4用来说明本发明一个优选实施例。它采用图像传感器监测须条的状态。图3是满条筒时候的工作示意图；图4是接近空条筒时候的工作示意图。在这个实施例中，须条的图像传感器5安装条筒的水平面l的上方区域，优先的是安装在条筒的正上方区域，信号处理单元6是接受和处理图像传感器5的图像信号部分。区域s是图像传感器5的扫描区域，s既可以是整个须条1的区域，也可以是须条1的部分区域。在图3中，当条筒是满筒状态时候，图像传感器5获取的条筒顶部的图像如图3的aa所示，是由一个个须条圈1组成的须条圈图像，这个时候，图像aa无法“看到”条筒2的托盘3的。当条筒2里面的须条1逐渐减少，接近用完的时候，如图4所示，条筒2的托盘3上面圈放的须条1的不断减少，托盘3逐渐显露出来，由于托盘3的表面的颜色（黑色）不同于须条的颜色（白色），因此图像传感器5获取的图像如图4的bb所示，由一个须条圈1的白色和托盘3的黑色组成的混色图像。随着须条圈1的继续减少，这个混色图像中的黑色对应白色的比例越来越大，信号处理单元6实时计算和分析这个颜色比例的变化，根据设定的比例值，从而判定条筒2里面的须条即将用完，及时输出条筒即将用完的信号。

图5和图6用来说明本发明另一个优选实施例。它采用光电传感器监测须条的状态。所述的光电传感器包括一个发送器7和一个接受器8。图5是满条筒时候的工作示意图；图6是接近空条筒时候的工作示意图。在这个实施例中，须条传感器包含一个发送器7和一个接受器8以及信号处理单元6。须条传感器被安装在条筒顶部水平面l的上方，优选的是条筒正上方。本实施例的工作原理是，发送器7发射光信号fa，经过须条1和托盘3的表面反射，反射信号fb被接收器8接受，信号处理单元6获取须条1的实时状态。当条筒满筒的工作状态（图5）的时候，由于条筒顶部是一层一层的须条圈1组成的须条，发送器7发射的光信号fa，由于须条是一根根纤维组成的纤维条，表面不光滑，fa经过须条1被散射到各个方向，形成的反射信号fb大部分不能被接收器8接受。当条筒里面的须条接近用完的时候（图6所示），由于须条1的减少，托盘3在弹簧4的作用下，被伸到了条筒的顶部，而且随着须条1的减少，即是托盘3表面的须条1减少，显露出托盘光滑表面。这样，发送器7发射的光信号fa，经过托盘3光滑的表面的反射，大部分反射光信号fb被接受器8接受。信号处理单元6根据接受器8接受光信号fb的多少，从而确定须条的状态。当须条仍然满筒的时候，由于接收器8接受到少部分（甚至没有）发射光信号fb，处理单元6给出须条仍然满筒或者够用的信号。当须条即将用尽的时候，由于接收器8接受到大部分（甚至全部）发射光信号fb，处理单元6给出须条即将用尽的信号。从而实现实时监测条筒2里面须条1的状态。

图7用来说明本发明另一个优选实施例。它采用光电传感器监测须条的状态。所述的光电传感器包括一个发送器7和一个接受器8。图7所示为一个条筒须条即将用完的工作状态。光电传感器的发送器7和接受器8分别被安装在托盘3的边缘，优选地对称地安装在托盘3的水平面两侧。信号处理单元6优选地安装在托盘3的下方，发送器7发射的光信号fa，直线地朝着接收器8发射出去。当条筒2里面的须条1即将用完时候，在托盘3表面的须条1不能够阻挡发送器7发射的光信号fa直线地发送到接受器8；这个光信号fa能够被接受器8接受，再经过信号处理单元6处理给出须条即将用完的信号，实现实时监测须条1的即将用完状态。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但不会偏离本发明的原理或者权利要求书定义的范围。