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。     

纱线张力传感器的研究进展

在纱线生产过程中,纱线张力是影响产品质量的一个重要控制参数。为了促进纱线张力检测设备的研究,文章根据纱线张力传感器的结构和检测技术原理对其进行了分类与归纳总结,并对各类张力传感器采用的技术原理以及研究内容进行了阐述。综述文献分析得出接触式和非接触式张力传感器的优缺点和使用场景,并指出：在接触式纱线张力检测方面可以通过改进新原理,探索新材料、结合新学科,来提高其精确度和灵敏度;在非接触式纱线张力检测方面可以通过采集单元的创新、信息处理算法的优化以及结合场可编程门阵列(FPGA)芯片等图像处理硬件来提高处理速度和精确度。文章探讨了纱线张力传感器相关研究的发展现状和趋势,为纱线张力的检测提供参考。     

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。     

基于机器视觉的弦振动纱线张力非接触检测系统

为提高运动纱线张力检测精确性,解决接触式测量引起的摩擦力误差、断头等织物问题,采用振动频率和图像处理方法来分析纱线张力,设计一种基于机器视觉的纱线张力非接触检测系统。检测系统由纱线传送装置、工业线阵相机、白色线光源、伺服控制电动机、张力传感器组成。根据弦线悬链性理论建立纱线运动模型,结合纱线图像处理算法,寻找纱线图像上边界作为特征线计算其张力,结果表明：通过像素折算出的振动频率与实际张力拟合优度达0.99,在张力区间为5～30 cN以内,视觉系统测量值与张力传感器测量值相对误差率在±10%左右,非接触检测系统检测精度满足生产要求,避免了接触式测量存在的易磨损、稳定性较差等问题。     

非接触式纱线状态检测技术研究

针对针织机械生产中纱线张力波动、断纱、停纱等纱线状态变化影响织物质量的问题,深入分析纱线输送动态特征,提出了一种基于红外光投影的光电感应检测方法,阐述了纱线状态检测总体方案,详细论述了纱线状态检测器硬件设计和软件开发。根据光电感应信号特点,设计了双路差分检测放大电路,并采用滞回比较电路实现模拟信号到数字信号的转化。通过对脉冲信号进行统计归纳,最终得到纱线张力与脉冲个数的关系,进而实现针织机械生产编织过程中纱线状态的动态检测和实时报警。测试表明:光电感应的纱线状态检测方法可行,设计的纱线状态检测器工作正常,随着纱线张力的变化,测得的脉冲个数也随之变化,两者具有正相关性。研究成果对纱线张力的非接触性检测研究具有重要意义。     

电容式电子清纱器纱线检测通道的设计

文章通过分析络筒工序中纱线的运动特性及络纱对张力控制和纱线毛羽的要求,在电容式电子清纱器纱线检测通道的结构设计中提出了合理方案,从而保证了电容式电子清纱器能够有效地切除各种纱疵,并减少对纱线的损伤.     

张力与静电场对纱线毛羽检测的影响

探讨张力与静电场对纱线毛羽检测的影响.对纯棉、涤棉混纺纱线进行毛羽检测,分析了不同的测试张力与毛羽检测结果的关系以及静电场对毛羽检测结果的影响.结果表明:测试张力对毛羽数有影响,随着张力的增加毛羽呈减小的趋势,但影响不明显;静电场对纱线毛羽检测结果影响突出,所测纱线3 mm毛羽数显著增加,纤维组分对毛羽数有影响.     

基于右互质分解的纱线张力跟踪控制方法及仿真

在实际的织造过程中,纱线的张力时刻都在发生着变化,而对其的跟踪控制也成为织造过程中的难点之一。为了减小纱线张力的跟踪误差,简化纱线张力系统的跟踪控制问题,提出了一种基于右互质分解的纱线张力的控制方法。在三元素模型基础上,结合右互质分解理论,通过数学计算得到合理的纱线张力模型。对于纱线张力模型,设计并给出了纱线张力的跟踪控制方法,并在Matlab/simulink仿真中验证了该方案的合理性。通过理论与仿真系统的设计验证,基于右互质分解的纱线张力跟踪控制方法能够很好地完成纱线张力的跟踪与控制。     

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。