一种智能纺纱细纱故障检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种智能纺纱细纱故障检测系统，包括数据采集模块、控制模块、断头检测模块、故障分析模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块分别与所述数据采集模块、断头检测模块、故障分析模块和状态显示模块连接。通过上述方式，本实用新型专利技术能够对细纱的直径变化状态进行实时监测，既能及时检测到细纱断头的发生，又能在细纱断头前分析细纱断头的发生概率，便于提前采取措施，降低断头对细纱工序的影响。本实用新型专利技术还通过对纱线的振动波进行检测，进一步分析造成细纱断头的原因，从而从根本上降低细纱断头的发生率，提高细纱工序的产量和质量，保障细纱工序顺利高效地进行。

【技术实现步骤摘要】
一种智能纺纱细纱故障检测系统
本技术涉及纺纱故障检测
，特别是涉及一种智能纺纱细纱故障检测系统。
技术介绍
随着工业化进程的加快，纺纱工业也得到了快速发展，并形成了较为成熟的纺纱工艺及各工艺对应的自动化设备。当前，细纱工序作为纺纱过程中成纱的最后一道工序，其细纱产量和成纱质量是纺织企业生产技术水平与管理水平的体现，而细纱断头则是影响细纱产量和成纱质量的关键因素。在实际生产中，细纱断头不仅会浪费设备资源、导致回花增加，若其未得到及时处理，还会直接影响细纱产量，造成布面疵点，严重影响生产效率和产品质量。因此，对细纱断头进行及时检测、降低细纱断头的发生率对细纱工序的顺利高效进行具有重要意义。传统纺织企业主要是依靠大量细纱挡车工负责检查和处理断头，而其中检查断头占用了其大部分的工作时间，严重影响了工人的劳动生产率和设备的生产效率。当前，对细纱断头的自动检测主要通过热敏传感器或光电传感器进行，其中，热敏传感器用于检测纱线与导纱钩的摩擦生热，并以此判断是否发生细纱断头，而实际上导纱钩的摩擦生热过程中的温度变化较为迟缓，使得该方法的灵敏度较低；而光电传感器则用于检测细纱断头时出现的飞花及缠绕皮辊现象，但由于其易受飞花的影响，使得该方法存在漏检的可能，且无法找出断头发生的锭位，应用价值不高。因此，当前仍需要更准确有效的方法对细纱断头进行检测。公开号为CN201510893688.5的专利提供了一种基于细纱图像的细纱机在线断头检测装置及检测算法，通过在细纱机上纱线所形成的纺纱段的下侧设置图像检测装置来实现纱线在线断纱检测，利用图像处理技术测量纱线的直径值的变化，具有检测精度高、检测结果稳定、受外界环境影响较小等优点，可以实现纱线质量自动检测与在线检测；但该方法仅对细纱直径是否为0进行检测，而不能对细纱直径的变化过程进行分析，因此只能在已经发生细纱断头的时候进行报警，而不能提前判断细纱发生断头的概率，细纱断头率未得到改善；此外，在细纱断头后，该方法也不能对断头原因进行自动分析，仍需依赖人工进行，效率较低。因此，有必要研究一种针对细纱断头的智能故障检测系统，不仅能对细纱断头进行及时检测，还能对细纱断头的原因进行分析，以降低细纱断头的发生率，提高细纱工序的产量和质量。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述问题，提供一种智能纺纱细纱故障检测系统，通过视觉检测技术对细纱的直径变化状态进行实时监测，既能及时检测到细纱断头的发生，又能在细纱断头前分析细纱断头的发生概率，便于提前采取措施，降低断头对细纱工序的影响；并通过对纱线的振动波进行检测，进一步分析造成细纱断头的原因，从而从根本上降低细纱断头的发生率，提高细纱工序的产量和质量，保障细纱工序顺利高效地进行。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种智能纺纱细纱故障检测系统，包括数据采集模块、控制模块、断头检测模块、故障分析模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块分别与所述数据采集模块、断头检测模块、故障分析模块和状态显示模块连接；所述数据采集模块用于实时采集细纱机中纱线的图像信息和振动信息；所述控制模块用于接收并发出指令，控制各模块的运行；所述断头检测模块用于根据纱线的图像信息检测其是否发生断头，并预测发生断头的概率；所述故障分析模块用于根据纱线的振动信息分析可能引起断头的设备故障；所述状态显示模块用于对细纱状态进行显示与报警，并接收反馈信息；所述信息传输模块用于完成各模块间的信息传输。进一步地，所述数据采集模块包括图像采集单元和振动采集单元，所述图像采集单元包括多个由工业相机和LED光源组成的图像采集装置，所述图像采集装置设置于输出皮辊与导纱钩之间，用于对纱线图像进行采集；所述振动采集单元包括多个压电式加速度传感器，分别设置于各条纱线的输入端和输出端，用于采集纱线的振动信息。进一步地，所述控制模块包括数据存储单元和主控制单元；所述数据存储单元包括图像数据存储层、振动数据存储层和反馈信息存储层，所述图像数据存储层和振动数据存储层分别与所述数据采集模块的图像采集单元和振动采集单元连接，用于接收并存储图像数据和振动数据；所述反馈信息存储层用于接收并存储所述状态显示模块反馈的信息；所述主控制单元分别与所述数据存储单元、断头检测模块、故障分析模块和状态显示模块连接，用于接收与传递信息，并发出指令，控制各模块的运行。进一步地，所述断头检测模块包括图像分析单元和断头预测单元；所述图像分析单元的输入端与所述主控制单元连接，其输出端与所述断头预测单元的输入端连接，用于接收主控制单元传输的图像信息并进行分析，再将分析结果传输至所述断头预测单元；所述断头预测单元的输出端与所述主控制单元连接，用于将预测结果输出至所述主控制单元。进一步地，所述图像分析单元包括图像优化层、图像处理层和统计运算层；所述图像优化层用于对输入的图像进行预处理，优化图像质量，并将优化后的图像输入图像处理层；所述图像处理层用于对优化后的图像进行灰度处理和二值化，并将得到的二值图像输入统计运算层；所述统计运算层用于对纱线各节点的直径进行统计，检测是否有直径连续为0的节点，并计算出对应纱线的粗节数、细节数和均匀度，将其输入至断头预测单元。进一步地，所述断头预测单元包括历史数据层、模型训练层和断头概率分类层；所述历史数据层用于存储历史数据，并对实时数据进行存储与传输；所述模型训练层基于所述历史数据层内的数据，对贝叶斯分类器进行训练；所述断头概率分类层用于接收未断头的纱线信息并对其断头概率进行分类，再将分类结果输出至主控制单元，所述分类结果包括断头率高和断头率低。进一步地，所述故障分析模块包括振动检测单元和故障溯源单元；所述振动检测单元的输入端与所述主控制单元连接，其输出端与所述故障溯源单元的输入端连接，用于接收主控制单元传输的振动信息并进行分析，再将分析结果传输至所述故障溯源单元；所述故障溯源单元的输出端与所述主控制单元连接，用于将故障分析结果输出至所述主控制单元。进一步地，所述振动检测单元包括小波分析层和波谱比对层；所述小波分析层用于对振动数据进行小波分析，并将小波变换后的波谱图输出至波谱比对层；所述波谱比对层用于将同一锭位上输入端和输出端的纱线波谱图进行比对，并将波谱发生变化的波段的波长和振幅信息输出至故障溯源单元；所述故障溯源单元包括故障数据存储层和故障匹配层，所述故障数据存储层用于存储各类设备故障对应的波谱变化参数，所述故障匹配层则用于将接收到的波谱变化参数。进一步地，所述状态显示模块包括显示单元和反馈单元，所述显示单元用于接收所述控制模块传输的信息，并在LED显示屏上进行显示，所述LED显示屏上设有多组信号灯，分别对应每个锭位的纱线，每组信号灯包括红、黄、绿三色，分别用于表示发生断头、断头率高和断头率低；所述反馈单元用于接收对故障的反馈信息，并传输至控制模块。进一步地，所述信息传输模块包括工业以太网和以太网交换机，所述数据采集模块、断头检测模块、故障分析模块和状态显示模块分别利用以太网交换机与所述控制模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能纺纱细纱故障检测系统，其特征在于：包括数据采集模块、控制模块、断头检测模块、故障分析模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块分别与所述数据采集模块、断头检测模块、故障分析模块和状态显示模块连接；所述数据采集模块用于实时采集细纱机中纱线的图像信息和振动信息；所述控制模块用于接收并发出指令，控制各模块的运行；所述断头检测模块用于根据纱线的图像信息检测其是否发生断头，并预测发生断头的概率；所述故障分析模块用于根据纱线的振动信息分析可能引起断头的设备故障；所述状态显示模块用于对细纱状态进行显示与报警，并接收反馈信息；所述信息传输模块用于完成各模块间的信息传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能纺纱细纱故障检测系统，其特征在于：包括数据采集模块、控制模块、断头检测模块、故障分析模块、状态显示模块和信息传输模块，所述控制模块通过所述信息传输模块分别与所述数据采集模块、断头检测模块、故障分析模块和状态显示模块连接；所述数据采集模块用于实时采集细纱机中纱线的图像信息和振动信息；所述控制模块用于接收并发出指令，控制各模块的运行；所述断头检测模块用于根据纱线的图像信息检测其是否发生断头，并预测发生断头的概率；所述故障分析模块用于根据纱线的振动信息分析可能引起断头的设备故障；所述状态显示模块用于对细纱状态进行显示与报警，并接收反馈信息；所述信息传输模块用于完成各模块间的信息传输。


2.根据权利要求1所述的一种智能纺纱细纱故障检测系统，其特征在于：所述数据采集模块包括图像采集单元和振动采集单元，所述图像采集单元包括多个由工业相机和LED光源组成的图像采集装置，所述图像采集装置设置于输出皮辊与导纱钩之间，用于对纱线图像进行采集；所述振动采集单元包括多个压电式加速度传感器，分别设置于各条纱线的输入端和输出端，用于采集纱线的振动信息。


3.根据权利要求2所述的一种智能纺纱细纱故障检测系统，其特征在于：所述控制模块包括数据存储单元和主控制单元。


4.根据权利要求3所述的一种智能纺纱细纱故障检测系统，其特征在于：所述断头检测模块包括图像分析单元和断头预测单元；所述图像分析单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晨，任李培，
申请(专利权)人：武汉道非科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42