基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统技术方案

本发明专利技术提供了基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，涉及智能纺纱设备技术领域。所述系统包括排杂分梳装置和排杂AI控制装置，分梳辊表面阵列布置有多个喷气孔，分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；排杂AI控制装置包括通信连接的杂质检测器和控制器，通过杂质检测器探测棉条杂质特征并根据杂质特征触发喷气孔喷气以及触发电荷吸附指令。本发明专利技术实现了基于棉条杂质特征的人工智能排杂，兼顾了轻杂质的排杂效果和节能需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统


[0001]本专利技术涉及智能纺纱设备
，尤其涉及一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统。

技术介绍

[0002]转杯纺纱机已经成为新型纺纱中技术最成熟、应用面最广、经济社会效应较大的纺纱形式。在纺纱的过程中经常会出现各种形形色色的杂物，比如说丙纶丝、毛发以及“三丝”等等，这些杂物的出现大大降低原料出产的产品质量，因此纺纱的过程需要进行排杂以除去棉条中杂质。
[0003]目前在市场上抽气式转杯纺纱机中，其分梳剥离杂质有两种方式：第一种是利用杂质离心力作用进行自由落杂。其通常将分梳辊与竖直面成一定夹角α布置(α小于90度)，杂质剥离方向和水平面成α角，杂质排除依靠分梳辊的高速旋转带动下产生的离心力和重力综合作用，称之为自由排杂。该方式往转杯输送纤维转移通道较长，使得纤维得到充分的伸直，成纱一致性较好，能耗低。第二种是主动吸杂方式。其分梳辊采用竖直布置，杂质剥离方向和水平面成平行状态，杂质排除是完全依靠气流高负压抽吸进行分离，其对各种含有杂质量较大的原料也能够进行有效的杂质分离，适应面较广。
[0004]然而，现有排杂方案存在如下缺陷：
[0005]1)采用自由落杂方式时，在杂质分离过程中，短绒等重量较轻的轻杂质在分离时甩不远，距离纤维输送区域较近，在纤维输送负压气流的作用下容易在剥离区域积聚后反吸回分梳腔体，产生翻卷反吸，导致纱线断头率增高，对短绒杂质较多的再生原料的适应性差。采用主动吸杂方式时，要求较高的吸杂负压才能将杂质沿水平面方向剥离，吸杂负压出现细小波动都会导致排除的杂质数量有变化，进而导致成纱粗细节变异较大；而且还存在设备能耗高和吸杂通道容易堵塞的缺点。也就是说，现有转杯纺纱机分梳剥离杂质的方式，无法在原料适应性、成纱质量一致性、能耗低等方面实现面面俱到。
[0006]2)无论是自由落杂还是主动吸杂，进入分梳腔中的所有棉条都是基于相同的排杂流程进行排杂分梳的，排杂流程无法根据棉条原料的杂质特征——比如杂质分布区域、杂质类型特征等——进行自适应调整。而实际上，杂质在棉条上并不是均匀分布的，有的棉条上杂质较小，有的棉条上杂质较多；杂质类型以及杂质与棉条的连接也不是相同的，有些类型的杂质与有效纤维连接较为紧密，有些类型的杂质与有效纤维连接较为松散，等等。作为举例，比如对于连接紧密的杂质往往需要较大外力才能从棉条上分离，而连接松散的杂质则易于从棉条上分离，无需提供较大外力，如果都采用无差别的排杂流程，难免顾此失彼，可能造成能源浪费或无法达到排杂效果。再比如，有的棉条上杂质较小——比如短绒、微尘等小颗粒杂质——属于轻杂质，有的棉条上杂质质量较大——比如棉结、棉籽、塑料块——属于重杂质。由于短绒等轻杂质与重杂质的自身的物理特性，其在排杂时会产生不同的物理现场，比如短绒等轻杂质在排杂区容易翻卷反吸回分梳体内，影响纺纱质量。
[0007]针对现有纺纱机市场的上述困境，如何提供一种能够根据棉条的杂质特征进行智
能排杂分梳技术方案是当前亟需解决的技术问题。进一步，如何兼顾原料适应性、成纱质量一致性和低能耗也是当前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统。本专利技术通过杂质检测器探测棉条杂质特征，根据探测结果在分梳辊上通过喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度以提高杂质排出效率，无杂质的棉条区域则无需进行喷气；同时，利用短绒等轻杂质易于获得电荷形成带电杂质进行捕获的特性，在杂质剥离通道中设置电荷释放区和牵引区，同时通过杂质检测器智能探测棉条杂质类型，对于容易翻卷反吸的轻杂质类型触发电荷吸附指令，而棉条的无杂质区域以及重杂质区域的则无需触发电荷吸附指令：如此，实现了基于棉条杂质特征的人工智能排杂，兼顾了轻杂质的排杂效果和节能需求。
[0009]为实现上述目标，本专利技术提供了如下技术方案：
[0010]一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，包括排杂分梳装置和排杂AI控制装置；
[0011]所述排杂分梳装置包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂给通道和纤维输送通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区；所述分梳辊表面阵列布置有多个喷气孔，所述喷气孔连接喷气装置；所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；
[0012]所述排杂AI控制装置，包括通信连接的杂质检测器和控制器，所述喷气装置、静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制；所述杂质检测器用于检测喂入分梳腔中的棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器；
[0013]所述控制器被配置为：获取棉条的杂质所在区域信息，在喂入分梳腔的棉条经分梳辊进行梳理时，控制分梳辊上与前述杂质所在区域对应的喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度，以便杂质与有效纤维分离；以及，
[0014]根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。
[0015]进一步，所述分梳辊上的喷气孔被分为多个区域，每个区域设置有一个或多个喷气孔，同一区域的一个或多个喷气孔连接同一个喷气装置，不同区域的喷气孔连接不同的喷气装置；
[0016]所述控制器根据前述杂质所在区域信息选择对应的分梳辊喷气区域，并控制该区域的喷气装置启动。
[0017]进一步，所述杂质检测器包括摄像头、图像识别单元和杂质评价单元，检测棉条的
杂质信息的步骤如下，
[0018]通过摄像头拍摄棉条喂给通道中的棉条的图像数据，将棉条图像数据传输给图像识别单元；
[0019]图像识别单元对棉条图像数据进行识别，获取棉条中的杂质分布信息和杂质类型信息，并将杂质分布信息和杂质类型信息发送给杂质评价单元；
[0020]根据杂质分布信息和杂质类型信息，杂质评价单元基于预设评价模型评价棉条杂质等级并标记杂质重点区域，将评价等级和标记区域信息发送至控制器。
[0021]进一步，所述控制器还被配置为，根据前述标记区域信息控制分梳辊上的对应区域的喷气孔进行喷气，以及根据前述评价等级选择与该评价等级对应的喷气量。
[0022]进一步，所述吸杂通道的抽吸气压可调节，在控制器加大喷气量的情况下，增大吸杂通道的抽吸气压以增加吸杂口对杂质的负压吸力。
[0023]进一步，所述分梳腔排杂区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于杂质检测的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：包括排杂分梳装置和排杂AI控制装置；所述排杂分梳装置包括安装有分梳辊的分梳腔，所述分梳腔连通棉条喂给通道和纤维输送通道，对应分梳腔下方设有补气通道和分梳腔排杂区；所述分梳辊表面阵列布置有多个喷气孔，所述喷气孔连接喷气装置；所述分梳腔排杂区中设置有电荷释放区和牵引区，所述电荷释放区设置有静电发生器以释放净电荷物质，所述牵引区设置有牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；所述分梳腔排杂区设置有吸杂口，吸杂口设置在所述电荷释放区和所述牵引区之间；所述排杂AI控制装置，包括通信连接的杂质检测器和控制器，所述喷气装置、静电发生器和牵引电极均与控制器通信连接并接收控制器的控制；所述杂质检测器用于检测喂入分梳腔中的棉条的杂质信息并将杂质信息发送给控制器；所述控制器被配置为：获取棉条的杂质所在区域信息，在喂入分梳腔的棉条经分梳辊进行梳理时，控制分梳辊上与前述杂质所在区域对应的喷气孔进行喷气以提高杂质所在区域的棉条松散度，以便杂质与有效纤维分离；以及，根据杂质信息判断杂质是否属于轻杂质类型，在判定杂质为轻杂质类型时，发出电荷吸附指令；根据所述电荷吸附指令，在前述棉条经高速旋转的分梳辊进行梳理时，控制静电发生器释放净电荷物质，同时控制牵引区中的牵引电极或牵引驻极体形成与前述净电荷物质相反的电极；静电发生器释放净电荷物质使进入分梳腔排杂区的前述轻杂质带电，并通过牵引电极或牵引驻极体吸附带电杂质向牵引区方向运动，在运动的带电杂质途径吸杂口时，吸杂口将带电杂质吸入使杂质进入吸杂通道。2.根据权利要求1所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述分梳辊上的喷气孔被分为多个区域，每个区域设置有一个或多个喷气孔，同一区域的一个或多个喷气孔连接同一个喷气装置，不同区域的喷气孔连接不同的喷气装置；所述控制器根据前述杂质所在区域信息选择对应的分梳辊喷气区域，并控制该区域的喷气装置启动。3.根据权利要求2所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述杂质检测器包括摄像头、图像识别单元和杂质评价单元，检测棉条的杂质信息的步骤如下，通过摄像头拍摄棉条喂给通道中的棉条的图像数据，将棉条图像数据传输给图像识别单元；图像识别单元对棉条图像数据进行识别，获取棉条中的杂质分布信息和杂质类型信息，并将杂质分布信息和杂质类型信息发送给杂质评价单元；根据杂质分布信息和杂质类型信息，杂质评价单元基于预设评价模型评价棉条杂质等级并标记杂质重点区域，将评价等级和标记区域信息发送至控制器。4.根据权利要求3所述的转杯纺纱机AI排杂分梳系统，其特征在于：所述控制器还被...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡洪波，张志，雷勇，李健伟，
申请(专利权)人：苏州多道自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：