基于嵌入式系统的纱线张力非接触实时检测

为了提高纱线张力检测的精度,避免接触式测量带来的接触误差,提出了基于机器视觉与嵌入式系统结合的纱线张力非接触实时检测方法。首先,为了同时保证实时系统中图像处理算法的运行速度与纱线张力的检测精度,提出了一种基于阈值分割的快速特征提取算法,同时实现图像降维与边缘特征提取,在实时提取运动纱线波形的同时减小了外界环境对纱线图像的干扰;其次,搭建了由高速线阵相机与FPGA高速转存系统组成的图像采集系统和由主芯片为TMS320C6678的图像处理器组成的检测系统,通过实时采集运动纱线的图像,从单位周期内的纱线振动波形中提取纱线振动频率,利用弦振动模型推算纱线的实时张力。实验结果表明,基于嵌入式机器视觉的非接触式纱线检测系统的检测值与电阻式传感器的最大检测误差均值在1.5%之内,满足实时系统的控制需求。     

非接触式纱线张力监测系统的研制与开发

针对纱线张力接触测量法存在检测装置寿命短、附加摩擦力误差、纱线断头、信号采集不稳定等问题,运用运动纱线张力和振动频率的理论关系,结合机械和电路设计CAD方法,采用微控制器处理信号,设计了一种非接触式纱线张力监测系统,采用该系统测得的纱线振动频率的平方与对应实际张力拟合后呈线性关系,拟合优度达到0.99,符合运动弦线振动频率与张力关系。结果表明:在合理的张力区间内,通过理论公式计算出的张力与实际张力相对误差率小于±10%,系统实现了非接触式监测纱线张力的稳定及一致性的功能,解决了接触式纱线张力测量法存在的问题,可满足大部分纺织工艺对纱线张力监测的性能要求。     

接触式纱线张力传感器动态测量模型

纱线变化张力的准确测量和有效控制对纺织品质量有重要影响。基于霍尔效应的接触式张力传感器通过霍尔元件检测由纱线张力引起的悬臂梁挠度,进而获得纱线张力。但是随着张力变化频率的增高,因悬臂梁机械振动所造成的系统张力误差也随之增大。为此,本文对接触式张力传感器检测单元建立动力学模型,并在此基础上分析振动对张力信号检测的误差影响,进而提出动态张力测量模型以及相应的振动误差抑制算法。通过建立张力测试实验台,对不同条件下的测试结果进行了振动误差抑制前后的张力信号对比研究。结果表明基于动态张力辨识测量模型的误差抑制算法能够有效地消除振动所产生张力检测误差。该项研究为动态条件下的接触式张力传感器运用提供了理论参考。     

基于横向振动频率的轴向运动纱线张力测量

为高效、便捷地检测纱线张力,构建了一种基于横向振动频率的非接触检测纱线张力方法。利用弦振动原理推导出纱线横向振动方程,根据纱线振动方程计算纱线振动频率。以轴向运动纱线的张力、速度和频率的拟合公式,通过测量纱线的振动频率可方便快捷地计算出纱线张力。将计算结果经过广义回归神经网络(GRNN)模型进行拟合,进一步提高测量结果的准确性。采用高速相机测量纱线的横向振动位移,并检测纱线的振动频率。利用频率法对32 tex纱线在设定张力分别为40和60 cN,速度分别为6和2 m/s时的张力进行测量。结果表明,利用振动频率测量纱线张力的数据经GRNN拟合,其曲线整体趋势与张力传感器测量的张力趋势相同且更加平滑,便于对生产过程中张力的控制,该方法具有有效性和准确性。     

纱线张力检测与控制技术的研究现状与展望

总结纱线张力检测与控制技术的研究现状及发展趋势.阐述了纱线"三辊式"张力检测的原理,对当前国内外有关接触式和非接触式纱线张力检测及控制原理的研究状况进行调研与分析.指出:当前纱线张力检测和控制技术的研究主要方向为采用非接触方式动态测试纱线张力并采取自适应控制技术,以使纱线的张力保持恒定.研究主要集中在提高测试系统的精度、性能、使用方便性及环境适应性上.其发展的总趋势是拓展测量范围,提高检测精度和可靠性;采用闭环控制技术,实现恒张力控制;采用微机电技术,实现在线非接触式检测与控制.     

基于MATLAB图像处理技术的纱线气圈张力测量方法研究

在纱线张力直接式测量过程中,纱线与检测元件之间的长期摩擦会对测量元件上的传感器带来损伤,同时也会对纱线运行状态存在微小改变,从而无法真实反应纱线的动态张力和形态。针对该情况提出了基于图像处理技术的纱线气圈张力测量方法,能够有效克服接触式测量过程中的弊端,利用MATLAB软件编程计算得到纱线张力计算关键参数气圈最大半径r和气圈顶角α0,成功求解纱线气圈张力。     

纱线张力测试装置的改进

本文在分析了传统纱线张力测试装置及存在问题的基础上，提出了一种新型的由图象传感器和微处理器所构成的，用于非接触测量纱线张力的测试装置；并论述了该装置的核心器件固态图象传感器的结构原理，纱线张力测试方法。     

贝宁格公司开发新型纱线张力仪

瑞士贝宁格公司日前开发出可有效提升整经质量和能力的新型纱线张力系统Multitens。贝宁格公司表示,他们目前是市场上惟一一个采用闭环系统测量筒子架输出端纱线张力的技术供应商。Multitens纱线张力系统包括电脑单元、纱线张力传感器和张力仪,这些元件形成了一个闭环控制电路。传感器测定并传回实际纱线张力值,并与目标值作对比。如果实际值和目标值出现偏差,     

国产电脑横机纱线张力波动规律研究

介绍常用纱线张力传感器,并提出设计新型陶瓷传感器纱线张力测量系统。在电脑横机上编织纬平针织物,测量不同速度下的纱线张力,从而分析电脑横机纱线张力波动规律及机器速度对纱线张力和波动性的影响。从给纱方式上讨论国产电脑横机编织的织物产生松边的原因,并提出一种新型恒张力电子送纱系统,该系统可有效解决张力波动问题,提高织物质量,是电脑横机给纱系统改进的研究方向。     

纱线张力测试方法研究进展

探讨纱线张力测试方法的研究进展状况和发展趋势。对当前国内外纱线张力测试的现状进行调研和分析,将各种测试方法进行分类,归纳总结了不同测试方法的特点和适用领域,并指出纱线张力测试方法的重点研究方向。认为,目前市场上主要采用接触式动态直接测量的方法,而采用非接触方式测试方法对纱线动态张力进行高频采集,并外接到信号处理系统对张力数据进行实时记录与全面分析,是纱线张力测试方法目前的研究重点和将来的发展趋势。     

图像式氨纶整经断纱检测系统

为解决以停经片为传感件的断纱检测系统不适应氨纶整经的问题,提出了一种基于图像处理的氨纶整经断纱检测系统.该系统以机器视觉为基础,采用工业相机采集整经时氨纶片纱的动态图像,运用加权平均法将氨纶片纱图像转换为灰度图像,通过阈值分割算法将其转换为简单的二值图像,进而统计出图像内的氨纶纱线根数.与常用的整经断纱检测系统相比,该系统采用非接触式检测方法,能够避免检测系统对目标纱线接触所造成的损伤,且维护方便,检测及时精确.     

基于模型预测的经编送经动态张力补偿系统设计

经编机编织过程中首先要实现控制经纱在1个横列内不同角度区域张力值的变化,才能达成纱线的动态张力补偿控制。为解决当前系统控制经轴送经量出现的纱线张力波动大,且无法精确到控制1个横列内不同角度纱线张力等缺陷,设计了一种基于模型预测的经编送经动态张力补偿系统。通过结合经编机成圈机构运动规律进行分析,设计出系统的硬件和软件平台,优化张力传感器选型,设计了电子凸轮规划曲线算法和模型预测控制算法,实现了纱线动态张力补偿控制。通过理论分析和实验测试,从反馈的纱线动态张力值曲线分析验证了该模型预测控制算法能够使纱线张力峰值降低至少56%以上。     

无传感参数自适应纱线卷绕张力控制方法

为有效保持纱线卷绕系统中张力稳定,针对系统中存在的非线性和时变性参数,提出了一种基于张力观测器和参数自适应的无传感张力控制方法.首先,基于力矩平衡原理建立纱线卷绕系统数学模型,并设计了降阶张力观测器,将观测值作为系统输入前置反馈补偿值,避免了使用张力传感器带来的测量延迟;然后,采用Landau离散时间递推算法辨识卷绕系...     

基于ARM的纱线张力检测系统设计

以电脑提花大圆机编织中的纱线张力为研究对象,分析了张力测量传感器的组成并对张力控制电动机的功率进行了计算,从而设计出圆机上纱线张力检测方案。阐述了嵌入式控制系统的硬件及软件实现方案,结果表明:通过嵌入式系统设计的纱线张力检测系统,方案简单、成本较低、可行性较高。     

纱线直径检测与不匀分析的微机系统

本文主要介绍CCD-微机系统在纱线直径检测及不匀分析方面的应用。该系统以电荷耦合器件CCD为传感器,并与微型计算机连接,进行纱线长度方向投影的径向图像信号的采集和处理。应用该系统对静止和运动的纱线进行非接触测量,均能实现直径客观检测,应用数字信号处理技术,本系统可初步实现Uster的检测功能,并且具有成本低、体积小、效率高,可开发功能强等一系列优点。     

在线张力传感器及其微机监测系统的研究

在纺织及化纤工业里，运动中丝线的张力是一个很关键的技术参量，它将直接影响合成纤维生产的成形，后加工的质量，以及纺丝的工作效率。在线张力监测装置对各国纺织行业的广大厂家具有十分重要的意义。国外有利用振动原理在线非接触式测量张力的测量仪器（见参考文献［1」），利用平衡原理测量张力的仪器，也有在纤维加工成形过程中对张力连续监测的系统介绍（见参考文献［2」），但由于这些大都是为特定的纺织及化纤机械配套设计的，在国内实际应用中，实现现场在线监测也存在种种困难：如振动非接触式测量张力对生产现场条件要求很高；而…     

光纤Bragg光栅应变传感器在纱线张力测量中的应用

为了解决纺织工业中检测系统和传感器件可靠性低、寿命低和抗干扰能力差的问题,提出了一种新型的基于光纤光栅技术的测量纱线张力的传感器.分析了光纤Bragg光栅应变传感器的基本原理并进行了相关实验.实验表明光纤Bragg光栅应变传感器具有良好的线性和重复性,系统灵敏度可以达到0.01 gf.     

纬编针织纱线输送状态检测方法及其动态特性

为解决纬编针织纱线张力大小、直径粗细无法动态检测而导致编织异常的问题,开展了基于光电传感的非接触式纱线输送状态检测方法研究,提出双目式光电感应差分测量方法,创新设计了双路光电组件,构造两路纱线动态感应差分信号对,消除共模信号干扰,以适应纱线状态信号弱信噪比的特点。在此基础上,设计了纱线输送状态检测实验,测试积极式送纱过程中纱线在不同张力和不同直径条件下输送时实时电压信号,分析信号平均值、方差和数值频数分布曲线,分析纬编针织纱线输送的动态特性。结果表明:随着纱线张力的增大,差值信号的平均值和方差在逐渐减小,表明纱线波动幅值在逐渐下降,纱线整体波动趋向平稳;同时,改变纱线粗细会使纱线波动幅值逐渐上升,纱线波动差异逐渐增大,当纱线细度增加到一定值时,纱线波动幅值以及纱线波动差异趋于稳定。     

高速经编机上纱线张力的波动规律

为更好地控制高速经编生产中的纱线张力,以HKS2-SE型高速经编机为实验平台,测量其在1 000~4 000 r/min时的纱线张力,并借助纱线张力的最大值、平均值及标准差对纱线张力水平进行评价,使用单周期纱线动态张力曲线、概率密度曲线、偏度与峰度对纱线张力分布、波动情况进行分析。结果表明:随着机速的提高,纱线张力的最大值、平均值、标准差逐渐降低,各纱线之间的张力差异逐渐下降,纱线整体织造张力水平降低,同时单个成圈周期张力主波峰的高度降低,纱线张力波动减弱;而机速过高或过低,纱线张力波动均有增大的趋势,机速在2 500~3 500 r/min时,张力分布曲线平均值附近数据分布较集中,纱线张力波动较为稳定。     

纱线恒张力喂送系统的设计

在纺纱过程中,纱线张力的大小直接影响到筒纱的成形、纱线的质量和织机的生产效率。本文通过对络筒过程中纱线张力的产生原理、影响纱线张力波动的因素进行分析,设计了一种基于DSP的闭环式恒张力喂送纱线的系统。该系统以美国TI公司生产的电机专用芯片DSP28035为主控芯片,实时采集纱线张力传感器传送的纱线张力,利用智能PID控制方法,实现对一个超低惯量高动态性能伺服电机转速的全数字化控制,以达到纱线恒张力喂送的目的。该系统不但具有张力设定、过电流保护、错误报警等功能,还具有结构简单、成本低、实时性好、控制精度高等特点。