针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法
【专利摘要】一种针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法，装置包括控制处理单元、周期比计算单元、占空比计算单元、阈值处理单元和异常针甄别单元。本发明通过提取每根织针的信号特征，计算出每根织针对应的断针阈值和歪针阈值，阈值用于甄别在针织大圆机周转过程中是否出现断裂或侧向弯曲的异常织针，输出异常织针的编号。本发明可以为针织大圆机判别出断针、歪针等异常针，具有实时性能好，无误报率的特点。
【专利说明】针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及针织机【技术领域】，尤其涉及一种应用于针织大圆机织针检测过程中针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法。
【背景技术】
[0002]针织大圆机在长时间工作过程中，织针的针头易发生折断裂或侧向弯曲，从而出现断针或歪针，这都会导致织物上出现连续的疵点，造成织物废品的产生。因此，如果能及时检测出异常针(包括断针和歪针)，就可以有效的避免这样的损失。
[0003]现有技术中，针织机断针检测技术实用性较高的是反射式强度调制型光纤传感器检测技术，光源照射在被测织针上，被测织针上反射回来的光经光电转换电路转换成电信号，经信号调理电路后实现断针检测。针织机快速运转过程中，每根织针针头反射率不同，针头反射端面也存在细微的差别，这导致了每根织针对应的电信号的波形存在较大差异。当检测断针、歪针时，所有织针使用相同的阈值来判断，容易造成误报，降低生产效率。
[0004]因此，急需一种实时性能好、误报率低的织针甄别装置。
【发明内容】
[0005]本发明所解决的技术问题在于提出一种针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法，该装置和方法对织针信号进行甄别，可以判别出断针、歪针等异常针，具有实时性能好，无误报率的特点。
[0006]在描述本发明的技术解决方案之前，为便于本发明的描述和理解，对本发明涉及的前提条件作如下解释:
[0007]1.对于已定样式的布匹，针织大圆机针盘上织针的总数是固定的。
[0008]2.当光源照射在织针上时，反射回的光经光电转换为电信号，电信号经信号调理电路输出低电平，当光源未照射在织针上时输出高电平。因此，一根织针经过一次光源，对应一个矩形脉冲信号，该脉冲信号为本发明的输入信号。如图2所示，21所指的织针对应的脉冲信号为22、脉冲周期为Tn。由于每根织针针头反射率不同，针头反射端面也存在细微的差别，当针织大圆机转动时，信号调理电路输出的脉冲信号脉宽不完全相同。
[0009]本发明采用以下技术方案予以实现:
[0010]一种针织大圆机织针甄别装置，其特点在于该装置包括控制处理单元、周期比计算单元、占空比计算单元、阈值处理单元和异常针甄别单元，所述的控制处理单元、周期比计算单元和占空比计算单元的输入端为装置的输入端，接收输入信号，所述的控制处理单元的输出端分别与所述的周期比计算单元的第2输入端、占空比计算单元的第2输入端、阈值处理单元的第2输入端和异常针甄别单元的第2输入端相连，所述的周期比计算单元的输出端与所述的阈值处理单元的第I输入端相连，所述的占空比计算单元的输出端与所述的阈值处理单元的第3输入端相连，所述的阈值处理单元的输出端与所述的异常针甄别单元的第I输入端相连，所述的占空比计算单元的第2输出端与所述的异常针甄别单元的第3输入端相连，所述的异常针甄别单元的输出端为装置的输出端，输出织针的甄别信息。
[0011]2、利用权利要求1所述的针织大圆机织针甄别装置进行异常织针的甄别方法，其特点在于该方法包括如下步骤:
[0012]a.特征提取阶段。针织大圆机周转的第一圈为对大圆机所有织针的特征提取阶段。
[0013]①N为大圆机的织针总数；
[0014]②所述的控制处理单元接收输入信号，该输入信号是与被测织针对应的矩形脉冲，当所述的控制处理单元检测到第η根织针信号的下降沿跳变时，产生一个使能信号，向所述的占空比计算单元、周期比计算单元、阈值处理单元输出使能信号和织针编号η ；
[0015]③当接收到所述控制处理单元的使能信号时，所述的占空比计算单元接收所述输入信号，接收织针编号η，测量织针η对应的脉冲的高电平时间tn及周期Tn，该脉冲的占空比Dn力>’存储在数组DR的DR [η]中；
[0016]所述的周期比计算单元接收织针编号η，测量织针η对应的脉冲的周期Tn，计算所述输入信号的周期比Pn为，其中Tlri为前一根织针所对应的输入信号的周期，当n-ι =
1H-1
O时，令Tlri = Tn,存储在数组PR的PR [η]中；
[0017]④当η〈Ν时，准备接收下一根织针的输入信号，返回步骤②；当η = N时，所述的阈值处理单元接收所述控制处理单元的织针编号，读取所述的周期比计算单元的数组PR、所述的占空比计算单元的数组DR，根据公式B? 二^1^，计算出每根织针的断针阈值，存储
1十丄M + i
在数组BT中；根据公式= '~°；，计算出每根织针的侧向后歪阈值，存储在数组
BCT中；根据公式FC,，计算出每根织针的侧向前歪阈值，存储在数组FCT中；计算完后，进入检测阶段；
[0018]b.检测阶段:
[0019]⑤所述的控制处理单元接收输入信号，该输入信号是与被测织针对应的矩形脉冲，当所述的控制处理单元检测到第η根织针信号的下降沿跳变时，产生一个使能信号，向所述的占空比计算单元和异常针甄别单元输出使能信号和织针编号η ；
[0020]⑥当接收到所述控制处理单元的使能信号时，所述的占空比计算单元接收所述输入信号，接收织针编号η，测量所述输入信号的高电平时间tn及周期Tn，该脉冲的占空比为
*，向所述的异常针甄别单元输出该占空比值；
η
[0021]⑦当接收到所述控制处理单元的使能信号时，所述的异常针甄别单元接收织针编号η，接收所述的占空比计算单元输出的占空比值I，从所述阈值处理单元中提取织针
ηη的断针阈值BT [η]、侧向前歪阈值FCT [η]、侧向后歪阈值BCT [η]，当织针η的占空比值Υ<ΒΤ^]时，判别织针η的后一根针织为断针，当织针η的占空比值SCTW或者
fc7T"]，判别织针η的后一根针织为歪针；若织针η的后一根针织甄别为异常针时，
η
执行步骤⑧，否则，准备接收下一根织针的输入信号，返回步骤⑤；
[0022]⑧所述的异常针甄别单元输出异常织针的编号η+1，当η = N时，输出异常织针的编号为I。
[0023]本发明的技术效果如下:
[0024]与现有技术相比，本发明提供的针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法，通过提取每根织针的信号特征，计算出每根织针对应的断针阈值和歪针阈值，阈值用于甄别在针织大圆机周转过程中是否出现断裂或侧向弯曲的异常织针，输出异常织针的编号。该装置和方法可以消除因织针对光的反射率不同、反射端面差异等造成的误报，实时性能好，能适用于针织大圆机对织针的甄别。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明具体实施例的织针甄别装置的示意图；
[0026]图2是本发明具体实施例的正常织针时输入信号序列示意图；
[0027]图3是本发明具体实施例的存在异常针时输入信号序列示意图。
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的针织大圆机织针甄别装置作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0029]本发明提供一种针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法，该装置和方法应用于针织大圆机织针检测过程中对织针信号进行甄别，判别出断针、歪针等异常针，具有实时性能好，无误报率的特点。
[0030]请参考图1，本发明提供的针织大圆机织针甄别装置包括控制处理单元13、周期比计算单元12、占空比计算单元14、阈值处理单元15和异常针甄别单元16，所述的控制处理单元13、周期比计算单元12和占空比计算单元14的输入端为装置的输入端，接收输入信号11，所述的控制处理单元13的输出端分别与所述的周期比计算单元12的第2输入端、占空比计算单元14的第2输入端、阈值处理单元15的第2输入端和异常针甄别单元16的第2输入端相连，所述的周期比计算单元12的输出端与所述的阈值处理单元15的第I输入端相连，所述的占空比计算单元14的输出端与所述的阈值处理单元15的第3输入端相连，所述的阈值处理单元15的输出端与所述的异常针甄别单元16的第I输入端相连，所述的占空比计算单元14的第2输出端与所述的异常针甄别单元16的第3输入端相连，所述的异常针甄别单元16的输出端为装置的输出端，输出织针的甄别信息。
[0031]请参考图2，在时间尺度t上正常织针时输入信号序列示意图。每个正常织针对应一个矩形脉冲信号，每个脉冲信号的周期和占空比均不同。周期比计算单元12计算输入信号的周期与前一个输入信号的周期之比值，如织针21，编号为n，其对应输入信号为脉冲22，脉冲周期为Tn，织针21的前一根织针对应的脉冲周期为Tlri，织针21的周期之比值为
，存储数组PR的PR[n]中；占空比计算单元14计算当前输入信号的占空比值，同样用
1T1-1
织针21来说明，脉冲22的高电平时间为tn，织针21的占空比值为>，存储数组DR的DR [η]中。
[0032]请参考图3，当参考图2中的三根织针变为异常针时，在时间尺度t上的输入信号序列示意图。异常针31为断针，信号脉冲34为断针31前一根针的对应输入信号；异常针42为侧向后歪的歪针，其对应输入信号为脉冲35 ;异常针33为侧向前歪的歪针，其对应输入信号为脉冲36。与图2的输入信号相比，当出现异常针时，异常针前一根针的占空比会发生较大变化，由此根据占空比的变化特性，可用于甄别断针、歪针(侧向后歪、侧向前歪)。
[0033]请参考图1，根据本发明提供一种针织大圆机织针甄别装置进行异常织针的甄别方法，其特征在于该方法包括如下步骤:
[0034]a.特征提取阶段。针织大圆机周转的第一圈为对大圆机所有织针的特征提取阶段。
[0035]①N为大圆机的织针总数；
[0036]②所述的控制处理单元13接收输入信号11，该输入信号11是与被测织针对应的矩形脉冲，当所述的控制处理单元13检测到第η根织针信号11的下降沿跳变时，产生一个使能信号，向所述的占空比计算单元14、周期比计算单元12、阈值处理单元15输出使能信号和织针编号η ；
[0037]③当接收到所述控制处理单元13的使能信号时，所述的占空比计算单元14接收所述输入信号11，接收织针编号η，测量织针η对应的脉冲的高电平时间tn及周期Tn，该脉冲的占空比Dn为#，存储在数组DR的DR[η]中；
[0038]所述的周期比计算单元12接收织针编号η，测量织针η对应的脉冲的周期Τη，计算所述输入信号的周期比Pn为卩，其中Tlri为前一根织针所对应的输入信号的周期，当η-1
1H-X
=O时，令Tlri = Tn,存储在数组PR的PR [η]中；
[0039]④当η〈Ν时，准备接收下一根织针的输入信号，返回步骤②；当η = N时，所述的阈值处理单元15接收所述控制处理单元13的织针编号，读取所述的周期比计算单元12的数
1-D
组PR、所述的占空比计算单元14的数组DR，根据公式Bb =计算出每根织针的断针
丄十Γ?+1
阈值，存储在数组BT中；根据公式BC,, =，计算出每根织针的侧向后歪阈值，
丄.十 W+i xr?+i
存储在数组BCT中；根据公式FCh =2-4-，计算出每根织针的侧向前歪阈值，存储在数组FCT中；计算完后，进入检测阶段；
[0040]b.检测阶段:
[0041]⑤所述的控制处理单元13接收输入信号11，该输入信号11是与被测织针对应的矩形脉冲，当所述的控制处理单元13检测到第η根织针信号11的下降沿跳变时，产生一个使能信号，向所述的占空比计算单元14和异常针甄别单元16输出使能信号和织针编号η ；
[0042]⑥当接收到所述控制处理单元13的使能信号时,所述的占空比计算单元14接收所述输入信号11，接收织针编号η，测量所述输入信号11的高电平时间tn及周期Tn，该脉冲的占空比为f，向所述的异常针甄别单元16输出该占空比值；
[0043]⑦当接收到所述控制处理单元13的使能信号时，所述的异常针甄别单元16接收织针编号n，接收所述的占空比计算单元14输出的占空比值从所述阈值处理单元
(15)中提取织针η的断针阈值BT[n]、侧向前歪阈值FCT[n]、侧向后歪阈值BCT[n]，当织针η的占空比值>< FM时，判别织针n的后一根针织为断针，当织针η的占空比值
η
# < β(::τ["]或者I > /^ΤΤπ]，判别织针η的后一根针织为歪针；若织针η的后一根针织甄别为异常针时，执行步骤⑧，否则，准备接收下一根织针的输入信号，返回步骤⑤；
[0044]⑧所述的异常针甄别单元16输出异常织针的编号η+l，当η = N时，输出异常织针的编号为I。
[0045]综上所述，与现有技术相比，本发明提供的针织大圆机织针甄别装置和织针甄别方法，通过提取每根织针的信号特征，计算出每根织针对应的断针阈值和歪针阈值，阈值用于甄别在针织大圆机周转过程中是否出现断裂或侧向弯曲的异常织针，输出异常织针的编号。该装置和方法可以消除因织针对光的反射率不同、反射端面差异等造成的误报，实时性能好，能适用于针织大圆机对织针的甄别。
[0046]显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种针织大圆机织针甄别装置，其特征在于该装置包括控制处理单元(13)、周期比计算单元(12)、占空比计算单元(14)、阈值处理单元(15)和异常针甄别单元(16)，所述的控制处理单元(13)、周期比计算单元(12)和占空比计算单元(14)的输入端为装置的输入端，接收输入信号(11)，所述的控制处理单元(13)的输出端分别与所述的周期比计算单元(12)的第2输入端、占空比计算单元(14)的第2输入端、阈值处理单元(15)的第2输入端和异常针甄别单元(16)的第2输入端相连，所述的周期比计算单元(12)的输出端与所述的阈值处理单元(15)的第I输入端相连，所述的占空比计算单元(14)的输出端与所述的阈值处理单元(15)的第3输入端相连，所述的阈值处理单元(15)的输出端与所述的异常针甄别单元(16)的第I输入端相连，所述的占空比计算单元(14)的第2输出端与所述的异常针甄别单元(16)的第3输入端相连，所述的异常针甄别单元(16)的输出端为装置的输出端，输出织针的甄别信息。
2.利用权利要求1所述的针织大圆机织针甄别装置进行异常织针的甄别方法，其特征在于该方法包括如下步骤: a.特征提取阶段。针织大圆机周转的第一圈为对大圆机所有织针的特征提取阶段。 ①令η= O，N为大圆机的织针总数； ②所述的控制处理单元(13)接收输入信号(11)，该输入信号(11)是与被测织针对应的矩形脉冲，当所述的控制处理单元(13)检测到第η根织针信号(11)的下降沿跳变时，产生一个使能信号，向所述的占空比计算单元(14)、周期比计算单元(12)、阈值处理单元(15)输出使能信号和织针编号η ； ③当接收到所述控制处理单元(13)的使能信号时，所述的占空比计算单元(14)接收所述输入信号(11)，接收织针编号η，测量织针η对应的脉冲的高电平时间tn及周期Tn，该脉冲的占空比Dn为*，存储在数组DR的DR[η]中；
所述的周期比计算单元(12)接收织针编号η，测量织针η对应的脉冲的周期Tn，计算所述输入信号的周期比Pn为^，其中Tlri为前一根织针所对应的输入信号的周期，当η-1
=O时，令Tlri = Tn,存储在数组PR的PR [η]中； ④当η〈Ν时，准备接收下一根织针的输入信号，返回步骤②；当η= N时，所述的阈值处理单元(15)接收所述控制处理单元(13)的织针编号，读取所述的周期比计算单元(12)的数组PR、所述的占空比计算单元(14)的数组DR，根据公式，计算出每根织针的
断针阈值，存储在数组BT中；根据公式BC,, = '，计算出每根织针的侧向后歪阈
值，存储在数组BCT中；根据公式FC?=2-S-，计算出每根织针的侧向前歪阈值，存储在数组FCT中；计算完后，进入检测阶段； b.检测阶段: ⑤所述的控制处理单元(13)接收输入信号(11)，该输入信号(11)是与被测织针对应的矩形脉冲，当所述的控制处理单元(13)检测到第η根织针信号(11)的下降沿跳变时，产生一个使能信号，向所述的占空比计算单元(14)和异常针甄别单元(16)输出使能信号和织针编号η ；⑥当接收到所述控制处理单元(13)的使能信号时，所述的占空比计算单元(14)接收所述输入信号(11)，接收织针编号η，测量所述输入信号(11)的高电平时间tn及周期Τη，该脉冲的占空比为￥，向所述的异常针甄别单元(16)输出该占空比值；
⑦当接收到所述控制处理单元(13)的使能信号时，所述的异常针甄别单元(16)接收织针编号η，接收所述的占空比计算单元(14)输出的占空比值*，从所述阈值处理单
元(15)中提取织针η的断针阈值BT [η]、侧向前歪阈值FCT [η]、侧向后歪阈值BCT [η]，当织针η的占空比值>< W["]时，判别织针η的后一根针织为断针，当织针η的占空比值
Y < ^CT[n]或者> > FCT[n]，判别织针n的后一根针织为歪针；若织针η的后一根针织甄别为异常针时，执行步骤⑧，否则，准备接收下一根织针的输入信号，返回步骤⑤； ⑧所述的异常针甄别单元(16)输出异常织针的编号η+1，当η= Ν时，输出异常织针的编号为I。
【文档编号】D04B35/18GK104131411SQ201410352587
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月23日 优先权日:2014年7月23日
【发明者】廖小情, 郭凯, 黄立华, 黄惠杰 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所