一种纱管智能检测与评价方法技术

本发明专利技术公开了一种纱管智能检测与评价方法，针对纱管振幅检测问题，基于激光位移传感器检测原理，建立了纱管振幅检测系统模型，提出了纱管振幅数据评价算法；不考虑锭子本身振幅的情况下，利用纱管振幅检测实验平台对不同磨损类型的纱管进行振幅检测实验，得出检测数据并进行分析，最终提出相应的振幅检测评价标准，可精确的对纱管磨损位置和磨损程度进行客观评价。

【技术实现步骤摘要】
一种纱管智能检测与评价方法
本专利技术属于纺织装置检测
，尤其是涉及一种纱管智能检测与评价方法。
技术介绍
当前随着细纱锭速的提高，集体落纱、全自动络筒和细络联等新技术与新工艺的应用，增加了纱管的磨损和表面质量缺陷等。磨损后的劣质纱管投入使用后就会出现摇头和跳管等问题，致使细纱机断头率提高、管纱成形不良和退绕困难，产生大量疵纱。纱管摇头跳管还会带动锭子产生共振，加速锭尖和轴承的磨损，增加功耗缩短锭子的使用寿命。因此，劣质纱管的使用严重影响纺织企业的产品质量和经济效益。专利CN106381583A公布的一种纱管智能检测装置，该装置包括包括多工位转盘驱动机构、自动落管机构、压管机构、锭子驱动与振程检测机构、纱管预松与颜色检测机构、拔管机构和分类机构，多工位转盘驱动机构安装在基座中部，基座分为A、B、C、D四个工位，自动落管机构位于基座A工位，压管机构安于基座的A工位和B工位间，锭子驱动与振程检测机构安装于基座的B工位，纱管预松与颜色检测机构安装于基座C工位，拔管机构安装于基座D工位，分类机构位于基座D工位且与拔管机构连接。上述专利只是公开了一种纱管智能化检测、分类和管理的装置，而如何对不同磨损类型的纱管进行振幅检测实验，得出检测数据并提出相应的振幅检测评价标准是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是提供一种纱管智能检测与评价方法，包括以下步骤：步骤(1)纱管振幅数据采样，利用激光位移传感器采集激光束照射到纱管上的点沿激光束方向的位移，所述沿激光束方向设定为y轴方向，所述位移即为振幅；所述纱管匀速转动，当纱管随锭子转过一定间隔角度Δθ后，激光位移传感器采集纱管上点沿激光束(y轴)方向的振幅；步骤(2)选择不同磨损类型的纱管及与纱管相配套的锭子按照步骤(1)进行振幅检测；并列出各组纱管的振幅数据。步骤(3)纱管振幅的数据处理，选取不同磨损类型纱管的振幅最大值和振幅最小值，计算出各个条件下纱管振幅均值，纱管振幅偏移率和积分变化率，选取最适合振幅阈值及不同磨损类型纱管与纱管振幅之间的关系，所述振幅均值反应了数据的集中趋势，其表达式为：式中：N为采样数据点总数；xi为第i个采样点；所述纱管振幅偏移率是指在做纱管振幅检测实验时超出给定标准振幅部分检测个数占总体检测点个数的比例，利用纱管振幅偏移率来评价纱管，其表达式为：式中：α为设定的纱管振幅阈值，mm；上述DR表示超过纱管振幅阈值点个数的比例，还可利用积分变化率IDR(％)来评价纱管振幅超过阈值的程度，该参数反应了所检测的纱管振幅超过阈值的程度，且该值随着阈值的增大而减小。其计算公式如下：所述振幅阈值设定为0.3mm、0.4mm和0.5mm。所述不同磨损类型纱管包括纱管质心不存在偏心且上部完全接触下底口也接触良好；纱管质心不存在偏心且上部损坏下底口接触良好；纱管质心不存在偏心且上部接触良好下底口损坏；纱管质心不存在偏心且上部和下底口都损坏；纱管质心存在偏心且上部完全接触下底口也接触良好。由于采用上述技术方案，本专利技术针对纱管振幅检测问题，基于激光位移传感器检测原理，建立了纱管振幅检测系统模型，提出了纱管振幅数据评价算法；不考虑锭子本身振幅的情况下，利用纱管振幅检测实验平台对不同磨损类型的纱管进行振幅检测实验，得出检测数据并进行分析，最终提出相应的振幅检测评价标准，可精确的对纱管磨损位置和磨损程度进行客观评价。附图说明下面通过参考附图并结合实例具体地描述本专利技术，本专利技术的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本专利技术的解释说明，而不构成对本专利技术的任何意义上的限制，在附图中：图1是本专利技术直射式激光位移传感器原理图图2是本专利技术激光三角法测量模型图。图3是本专利技术纱管振幅检测时的数据采样示意图。图4是本专利技术某纱管振幅的DR分布示意图图5是本专利技术纱管振幅检测系统工作简图图6是本专利技术系统标定的线性拟合直线图图7是本专利技术上部完全接触下底口也接触良好时纱管振幅曲线图8是本专利技术上部损坏下底口接触良好时纱管振幅曲线图9是本专利技术上部接触良好下底口损坏时纱管振幅曲线图10是本专利技术上部和下底口都损坏时纱管振幅曲线图11是本专利技术上部完全接触下底口也接触良好的偏心纱管振幅曲线图中：1、激光位移传感器2、激光束3、采样点4、纱管具体实施方式下面结合实施例及其附图进一步叙述本专利技术：如图1至图11所示，本专利技术的纱管振幅检测实验中，考虑纱管表面特性选用直射式激光测量原理对纱管上部振幅进行检测，激光位移传感器的工作原理为通过传感器内的激光发射器向被测物体的待测面发射一束激光束，由于散射或反射现象激光束照射到被测物体表面后返回到传感器内部的CMOS影像上，通过位移传感器的内部算法从而计算出被测物体表面到传感器的距离，并将位移显示在传感器的LED显示屏上，同时还输出相应位移的电压值并传送给数据采集卡，图2中：α为激光器射入光线和检测基准面之间的夹角，度；β为透镜透射后光线和CMOS影像面的夹角，度；a为被测量点和接收透镜之间距离，mm；b为被测点在CMOS影像上返回的点与接收透镜之间距离，mm；a0、b0为分别为偏移h后的被测点以及在CMOS影像上返回的点与接收透镜之间距离，mm。根据几何关系可得出式(1)振幅测量的基本模型：即：上式中：y为测量物体的振动位移，mm；x为像点在CCD上的位移，mm。若纱管振幅处于理想点上方时，式(2)中取正号；若纱管振幅处于理想点下方时，式(2)中取负号。振幅数据采样方式：数据采集主要是利用激光位移传感器采集激光束照射到纱管上的点沿y轴方向(假设沿激光束方向为y轴方向)的位移(振幅)，且纱管匀速转动，当纱管随锭子转过一定间隔角度Δθ后，激光位移传感器采集纱管上点沿y轴方向的振幅，纱管采样间隔角度计算公式为：Δθ＝ωΔt(3)式中：ω为纱管转动角速度，rad/s；Δt为采样时间，ms。ω＝πn/30(4)式中：n为纱管转速，r/min。由式(3)和(4)得：纱管转一圈时采样点数k1为：由式(3)、(4)和(5)可得：假设采样起始点为0度时，P圈采样后采样点与起始点重合称为一个采样周期，可得：2Pπ＝kΔθk＝1,2,…,N(8)式中：k为一个周期内采样的点数。即：表1给出传感器不同采样时间的采样参数。表1传感器采样参数由表1可知：当选取传感器采样时间为0.5ms时，采样间隔角度为54°，3圈为一个采样周期，一个周期内可采集20个点。当选取传感器反应时间为1.5ms时，采样间隔角度为162°，9圈为一个采样周期，一个周期内可采集20个点。当选取传感器采样时间为5ms时，采样间隔角度为540°，3圈为一个采样周期，一个周期内可采集2个点。在数据采样时，由Nyquis定理可知传感器采样频率必须大于或等于被测纱管频率的2倍才能保证采样点不失真，由于锭子转速为18000r/min，其相应频率为300Hz，因此传感器采样频率必须大于600Hz，根据传感器的基本参数可知，此时能选取的传感器采样时间为0.5ms和1.5ms。数据采样时，在数据采样软件DataLogger上设置采样频率为600HZ，此时数据采集软件能采集的数据点数为6000个，为了保证数据的稳定性选择中间的600个数据作为样本点进行绘图。纱管振幅数据处理算法：(1)纱管振幅均值：纱管振幅均值反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纱管智能检测与评价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)纱管振幅数据采样，利用激光位移传感器采集激光束照射到纱管上的点沿激光束方向的位移，所述位移即为振幅；所述纱管匀速转动，当纱管随锭子转过一定间隔角度Δθ后，激光位移传感器采集纱管上点沿激光束方向的振幅；步骤(2)选择不同磨损类型的纱管及与纱管相配套的锭子按照步骤(1)进行振幅检测；并列出各组纱管的振幅数据。步骤(3)纱管振幅的数据处理，选取不同磨损类型纱管的振幅最大值和振幅最小值，计算出各个条件下纱管振幅均值，纱管振幅偏移率和积分变化率，选取最适合振幅阈值及不同磨损类型纱管与纱管振幅之间的关系，所述振幅均值反应了数据的集中趋势，其表达式为：

【技术特征摘要】
1.一种纱管智能检测与评价方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)纱管振幅数据采样，利用激光位移传感器采集激光束照射到纱管上的点沿激光束方向的位移，所述位移即为振幅；所述纱管匀速转动，当纱管随锭子转过一定间隔角度Δθ后，激光位移传感器采集纱管上点沿激光束方向的振幅；步骤(2)选择不同磨损类型的纱管及与纱管相配套的锭子按照步骤(1)进行振幅检测；并列出各组纱管的振幅数据。步骤(3)纱管振幅的数据处理，选取不同磨损类型纱管的振幅最大值和振幅最小值，计算出各个条件下纱管振幅均值，纱管振幅偏移率和积分变化率，选取最适合振幅阈值及不同磨损类型纱管与纱管振幅之间的关系，所述振幅均值反应了数据的集中趋势，其表达式为：式中：N为采样数据点总数；xi为第i个采样点；所述纱管振幅偏移率是指在做纱管振幅检测实验时超出给定标准振幅部分检测个数占总体检测点个数的比例，利用纱管振幅偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁汝旺，葛宇骞，杨会会，任登辉，罗孝，孙圣仪，张钦祺，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12