一种经编机导纱梳栉自矫准控制装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种经编机导纱梳栉自矫准控制装置，属于机电一体化【技术领域】。它解决了采用电子横移驱动的经编导纱梳栉需要频繁进行人眼对针手工校准的问题。本发明装置通过安装于经编机主轴上并与终端控制单元1互联的编码器2确定导纱梳栉过针摄像时刻，通过高清摄像头3获取经编机导纱针与槽针过针时刻二者位于同一平面内的相对位置图像，通过图像算法处理模块4处理后，经无线数传发送模块5发出导纱梳栉的矫准指令，由可方便地接插于经编主控系统的无线数传接收模块6接收指令并传给主控系统完成经编导纱梳栉的矫准。本发明可实现停机和开机两种状态下导纱梳栉的自动矫准控制，无需人工参与，可明显提升经编机数控系统的控制精度和智能化程度。
【专利说明】一种经编机导纱梳栉自矫准控制装置
【技术领域】
[0001]本发明属于机电一体化【技术领域】，涉及一种经编机控制装置，尤其是一种经编机导纱梳栉自矫准控制装置。
【背景技术】
[0002]经编机的导纱梳栉在因上机调试、平针检修、更换工艺、了机穿纱等原因进行拆装后，都需要重新进行导纱梳栉的矫准工作，即当导纱针与槽针处于同一平面内时，让经编梳栉上的导纱针与针床上的槽针呈均匀的一隔一均匀排列，且要求每根导纱针两侧与其左右相邻槽针间容纱间隙相等。
[0003]目前在实际生产中，经编机导纱梳栉的矫准工作都是由机修人员手工摇动或慢车点动主轴让经编导纱针与槽针处于同一平面内，在停车状态下凭人眼判断导纱针与槽针的间隙是否合理，并通过手工在控制系统中进行逐步微调；但当经编机处于开机状态时，经编导纱梳栉在左右横向移动的同时也在前后摆动，导纱针会在瞬间穿越槽针所在平面，根本无法凭人眼判断经编导纱梳栉的偏差距离和方向，这时机修人员只能凭耳朵听擦针声音的大小，据经验进行向左和向右的多次尝试微调后才能完成矫准工作。
[0004]由于经编机导纱梳栉的矫准精度对整台设备的生产机速和布面品质影响极大，但目前又缺乏有效的检测工具与手段，完全凭操作人员的眼观和耳听来判断，对矫准人员的技术水平和操作经验要求极高，矫准效率低下且矫准精度无法保证。针对这种技术现状，亟需开发一种可有效降低人工依赖，具有更高工作效率和调节精度、且在停机和开机状态下均可自行调节的经编机导纱梳栉自矫准工具或技术手段。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种可实现在停机和开机状态下均可自行进行调整的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，通过在过针时刻获取导纱针与槽针的相对位置图像，经由图像信息处理后得出二者的偏差数据，并向主控系统发出控制指令来快速完成导纱梳栉矫准工作，可节省人力并消除人为误差，提高矫准精度和工作效率。
[0006]本发明的目的可通过如下技术方案来实现:一种经编机导纱梳栉自矫准控制装置，安装于经编机机前位置，其特征在于:包括检测主轴旋转角位置信息的编码器、获取过针时刻经编导纱针与槽针共平面位置图像采集模块高清摄像头、包含了嵌入式图像算法处理模块和无线数传发送模块的终端控制单元、以及位于经编机主控系统上的无线数传接收模块。其工作原理为:无论经编机是否处于停机或开机状态，只要安装于经编机主轴上的角位置传感器，即编码器检测出的主轴角度值可以表征经编梳栉与针床槽针处于严格的共平面关系时，终端控制单元上的微控制器MCU立即启动高清摄像头获取经编导纱针与针床槽针之间的相对位置图像，并通过图像算法处理模块内嵌的处理算法快速识别出导纱针相对槽针的位置偏差方向和偏差距离，终端控制单元上的微控制器MCU据此信息通过无线数传发送模块发出经编机梳栉矫准指令，该指令通过无线数传接收模块获取并下达给经编机主控系统，由经编机主控系统按指令完成经编机导纱梳栉的矫准微调；该程序设计功能自动循环执行，直至偏差距离小于系统设定阀值。
[0007]进一步的，所述终端控制单元上的微控制器MCU由包含丰富外设接口的ARM芯片构成，其主要实现与终端控制单元相联接各功能模块间的任务协调与管理，同时终端控制单元包含IXD显示屏。
[0008]进一步的，所述图像算法处理模块以硬件形式嵌装在终端控制单元上，其执行器件由具备高速浮点运算和丰富图像处理函数库的数字信号处理器DSP芯片实现，图像处理在远程本地终端控制单元上完成。
[0009]进一步的，所述图像算法处理模块可以软件模块形式运行于经编主控系统内的工控机上，利用高速的无线数传发送模块与无线数传接收模块完成图像数据的批量传输，图像处理在中央经编主控系统内完成。
[0010]进一步的，所述图像算法处理模块中对导纱针与槽针位置偏差距离的表征，采用偏差距离相对一针距的比例值计量，以实现对不同机号经编机的普遍适用性。
[0011]进一步的，所述经编机导纱梳栉自矫准控制装置的自动矫准控制结束条件，即系统设定阀值为2%针距。
[0012]本发明与现有技术相比，具有以下优点及效果:1、可实现停机状态下的静态自动矫准和开机状态下的动态自矫准，调机效率高；2、基于导纱针与槽针相对位置图像的实时处理，静态矫准和动态矫准的检测标准一致，检测与矫准的精度高且稳定；3、提供了一种有效的精确测量与矫准手段，彻底摆脱经编机导纱梳栉的矫准完全依靠人眼和耳朵的传统手工模式。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明控制装置的结构原理框图。
[0014]图2是本发明控制装置实施例2的结构原理框图。
[0015]图3是本发明控制装置的外形示意图。
【具体实施方式】
[0016]实施例一
[0017]如图1所示，本发明控制装置的终端控制单元I，通过安装在经编机主轴上并与主轴同步旋转的绝对值型编码器2来获取当前主轴的旋转角度，当该角度值到达内部设定角度附近，即经编机导纱梳栉上的导纱针与针床上的槽针位于同一平面的时刻，由终端控制单元I上的微控制器MCU启动高清摄像头3拍摄导纱针与槽针相对位置的排列图像，并直接送至位于终端控制单元I上的图像算法处理模块4，图像算法处理模块4由内嵌了专用图像处理算法的高速数字信号处理器DSP构成，其对图像进行处理并识别和提取出导纱针相对槽针的偏差方向与偏差距离，再由终端控制单元I生成控制指令，经位于终端控制单元I上的无线数传发送模块5，采用基于ZIGbee协议2.4GHz免申请无线通讯频段，发送给通过USB接口安插在经编机主控系统工控机上的无线数传接收模块6，经编机主控系统在收到控制指令后完成经编机导纱梳栉的矫准微调。设定角度和系统设定阀值可通过经编主控系统通过无线数传发送模块5和无线数传接收模块6，采用无线方式通过远程由工控机写入终端控制单元I。
[0018]本实施例的特点是将图像处理模块4放置在终端控制单元I上，靠近图像拍摄部位，可减轻无线数据传输压力，且可方便地继承到高清摄像头的尾部，便于设计成摄控一体的专用自矫准装置。
[0019]实施例二
[0020]如图2所述，本实施例控制思想同实施例一基本相同，其区别主要体现为如下两个方面:首先，将图像算法处理模块4以软件模块的方式，嵌入到经编机主控系统的工控机上运行，借助工控机的硬件资源完成图像处理，提取出导纱针相对槽针的偏差方向与偏差距离，并将矫准信息直接提供给经编机主控系统完成经编机导纱梳栉的矫准微调；其次，终端控制单元I上不再包含图像算法处理，而主要完成过针时刻图像数据的采集，并通过无线数传发送模块5和无线数传接收模块6进行图像数据的高速批量传输。
[0021]本实施例的特点是将图像算法处理模块4的核心，即图像处理算法以软件模块的方式嵌入在经编机主控系统的工控机上运行，终端控制单元I只完成实时的图像采集和高速传输，在数据传输带宽满足系统控制周期要求的条件下，利用本实施例可以降低系统开发成本，便于构造成与经编机主控系统密切结合的经济型自矫准装置。本实施例之所以可以实施的前提是:经编机导纱梳栉的矫准可以在运动中的任意时刻进行，对图像数据无线传输的实时性要求不高。
【权利要求】
1.一种经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，它包含编码器、高清摄像头、终端控制单元、图像算法处理模块、无线数传发送模块和无线数传接收模块。
2.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，所述编码器与经编机的主轴同步运行，同步检测经编机主轴的角位置，以提供经编导纱针与槽针共平面的准确角位置和拍摄取样时刻，上述编码器可以是绝对值编码器，也可以是增量式编码器。
3.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，所述高清摄像头用以拍摄经编机导纱针与槽针共平面时刻二者的相对位置图像，上述摄像头可以直接安装在终端控制单元上，也可以独立摄像头模式存在。
4.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，所述图像算法处理模块可以由数字信号处理器DSP内嵌图像处理算法以硬件形式构成，也可以图像处理算法软件模块形式构成。
5.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，所述终端控制单元的主要功能为根据编码器提供的拍摄时刻，通过高清摄像头获取实时图像，并协调图像算法处理模块完成图像数据的处理，最终生成经编机导纱梳栉矫准指令，经由无线数传发送模块和无线数传接收模块传递给经编机主控系统。
6.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，所述无线数传发送模块位于终端控制单元，由基于ZIGbee协议的2.4GHz免申请无线通信频段的通信终端构成。
7.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，所述无线数传接收模块位于经编机主控系统，并经由USB接口接插在主控系统上，由基于ZIGbee协议的2.4GHz免申请无线通信频段的通信终端构成。
8.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，当图像处理算法模块以硬件形式位于终端控制单元上时，所述无线数传发送模块和无线数传接收模块完成经编机导纱梳栉矫准控制指令的无线传输功能。
9.根据权利要求1所述的经编机导纱梳栉自矫准控制装置，其特征在于，当图像处理算法模块以纯软件模块位于经编机主控系统内运行时，所述无线数传发送模块和无线数传接收模块完成高清摄像头所拍摄位置图像数据的无线传输功能。
【文档编号】G05B19/402GK104345689SQ201410617864
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】张琦, 蒋高明, 焦洋, 夏风林, 丛洪莲 申请人:江南大学