专利名称：基于图像处理的细纱细度监控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用图像信息采集装置获取细纱机纱细纱细度信号的一种监控装置， 具体涉及利用CCD或者CMOS等图像传感器动态获取细纱生产过程中纱线细度的信息。本发明所示装置主要应用于纺织生产流程的监控。
背景技术：
细纱是由几十到几百根纤维经过牵伸而形成的纺织制品，由图1可见细纱的细度差异很大，其中较粗的部分达到较细的3倍以上。在纺纱过程中，由于纤维的长度小于夹持纤维的罗拉对的间距，导致细纱成形过程中纤维运动存在随机性，同时检查点与控制点之间有一定的距离，结果细纱的细度产生不均勻。类似这种具有强随机扰动、大延时的定值控制问题成为纺织领域普遍的难题。牵伸装置示意图如图2所示。由两对罗拉构成，其中一对罗拉R2称为前罗拉，速度较快；另外一对罗拉Rl称为后罗拉，速度较慢。由于前罗拉的速度大于后罗拉的速度，较粗的细纱经过两对罗拉组成的牵伸区后，变成较细的细纱。在牵伸过程中，以下几个方面造成了细纱的不勻由于在牵伸区中两对罗拉的间距大于纤维的长度，导致纤维在运动过程中，有一段既不受前罗拉的控制，也不受后罗拉控制的区间，又因纤维性质差异，导致作用于纤维上的引导力与控制力发生波动。其结果是造成纤维由后罗拉的速度变为前罗拉速度的变速点形成一个分布，结果使得纤维的分布进一步不规则。
为了消除细纱的细度不勻，很多科研单位投入了大量的人力、物力进行研究，其研究成果从控制的角度分类，可分为开环、闭环和混合环三种主要类型。关于细纱细度的控制装置的研究，可以追溯到一百多年前1884年美国人Α. T. Atherton首先发明的机械式洋琴装置。爱尔兰人J.U.Eves在1914年将其发展为带有延时机构的控制装置。英国人 G. F. Raper在1945年首次将细纱细度的控制装置应用于精梳毛纺工业，1959年在意大利米兰第三届国际纺织机械展览会上，首次展出了棉纺用的细纱细度的控制装置。随着电子和计算机技术的发展，细纱细度的控制装置在原有作用原理的基础上，控制技术和实现手段都有很大的发展，在现代纺纱生产中的作用十分重要。细纱细度的控制装置采用了传感器技术、计算机技术、交流伺服系统等当前先进的电子技术，成为高密度的机电一体化产品。
然而，细纱细度的变化信息是的获得是进一步控制相应的电机的转速从而达到控制细纱的细度以及均勻度的目的。但是由于细纱的细度较细，目前没有一种装置能够在线高速反馈细纱细度信息的变化。
本发明采用CCD或者CMOS等图像传感器动态获取细纱生产过程中纱线细度的信息，此信息可以进一步用于控制细纱机的伺服电机，从而达到控制细纱的均勻度的目的。发明内容
本发明涉及利用图像信息采集装置获取细纱机纱细纱细度信号的一种监控装置， 具体涉及利用CCD或者CMOS等图像传感器动态获取细纱生产过程中纱线细度的信息。
具体步骤为
(1)选择合适的CXD或者CMOS等图像传感器；
(2)将CCD或者CMOS等图像传感器安装在细纱机的罗拉对之间；
(3)图像采集系统软件设计；
(4)软件调试，实现系统控制的要求。
本发明利用图像信息采集装置监控细纱细度信号，为进一步实现细纱细度的实时、高效和全自动控制提出了全新思路。
图1典型织物样品
图2典型牵伸装置示意图
图3细纱细度控制系统简图
图4图像采集与处理系统整体结构具体实施方式
以下结合附图实施方式对本发明做进一步具体描述，但不局限于此。
实施例1
如图3所示，Rl和R2分别代表后罗拉和前罗拉，Ml和M2是两个细纱细度检测的图像传感器，Ml用于开环控制，M2用于闭环控制，同时也用于波谱分析。系统主要通过控制伺服Sl和S2合理调节Rl与R2的速度比来达到调节细纱细度均勻度的目的。对细纱的牵伸装置进行分析可知其控制系统按其功能实现主要分为机构、传感器、调速机构和控制机构四个部分。图像采集与处理系统的整体结构如图4所示，CXD(DALSA，s2-12-(^k40)线阵相机用于实时拍摄图像，采用Camera Link接口，FPGA芯片用于图像采集与处理的控制，两片SRAM之间采用乒乓操作，用于实时缓存采集的图像数据，UART与PC连接用于调试阶段， VGA用于显示图像处理结果，下位机用于接收FPGA处理结果的控制信号。
权利要求
1.一种以图像传感器为基础在细纱生产过程中采集细纱的细度信号的装置。
2.采用任何包括CCD或CMOS等任何形式的图像传感器，采集纺织生产的梳棉、并条、粗纱以及细纱等生产过程中半制品或者制品的细度信息。
3.在细纱机上，以细纱图像信号为基础，经过计算后得到细纱机的细度信号。
4.在细纱机上，以细纱图像信号为基础，采用任何算法，最终得到纱线的细度信号。
5.以权利要求4的结果作为细纱机电动机的转速的控制信号。
全文摘要
图像处理的细纱细度监控装置属于新型纺织机械领域。由于细纱生产过程中，其细度不断变化，可以通过调节罗拉的转速达到控制细纱均匀度的目的。其过程为利用CCD或者CMOS等图像传感器动态获取细纱在生产过程线细度的波动信息，并以此信号作为后续细纱机电机转速的控制信号。同样该系统也适用于纺织生产过程中的梳棉、并条以及粗纱的生产过程。
文档编号D01H13/32GK102517717SQ201110425448
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者刘基宏, 朱博 申请人:江南大学