本发明专利技术公开了一种基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置设置于抓棉机的抓棉臂上，其包括用于沿抓棉机抓棉路径对棉包表面进行视觉拍照的图像采集模块，用于通过视觉学习模型对采集的图像进行异物识别的视觉识别模块；用于将识别到的异物自棉包中夹取剔除的杂质剔除模块；其中，杂质剔除模块沿抓棉机抓棉路径设置在抓棉臂的抓手前端，用以在抓棉阶段进行棉花除杂，利用抓棉臂在棉包上逐层往返抓棉的抓棉路径，逐层识别混在棉包中的三丝杂质，在混有三丝杂质的棉团被抓取之前将识别到的异物自棉包中夹取剔除出来，从而实现在棉纺工序的源头剔除杂质，避免在后续除杂过程中被打碎使得在棉纺品上形成更多瑕疵点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纺织，特别是涉及一种基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置。
技术介绍
1、全棉水刺无纺布生产工艺过程中、棉花经过抓棉机、开清、异纤机等设备，形成水刺无纺布以后，布面会残留许多疵点，需要在验布工序花费大量成本去剔除掉这些疵点。这是由于所用原料即棉花在采摘及加工过程中会混入很多异物，如果不能有效剔除，这些遗漏的异物经过开清梳理工序后被打碎，形成小的疵点夹杂在全棉水刺无纺布表面，会严重影响全棉水刺布生产过程中验布工序的成本及效率。现有全棉水刺无纺布生产工艺中，棉花中含有的异物可以通过开清过程中异纤机筛选出一部分，因棉流速度较快且易裹藏在纤维团里，有很多漏检。为了剔除更多，往往需要人工用肉眼在棉台去观察并挑拣，但人眼会疲劳，效率很低。
2、专利cn 111624948 b一种智能抓棉管理系统，其中视觉检测模块获取图像主要包括棉包形貌图像、抓棉机形貌图像和抓棉机工作范围内的环境形貌图像。目的是得到棉包表面平整度分布信号以及抓棉机运行位置和运行状态信号，没有对棉花中的三丝和其他异物进行区分。
3、专利cn 215251378 u一种棉花三丝自动剔除装置，是在棉花被开松后再通过高速相机进行三丝识别然后剔除装置剔除。此时棉花已被开松，三丝容易被打碎形成更多瑕疵点，此装置加装在原有设备中间，且结构复杂，不符合现有的全棉水刺无纺布加工工艺。
4、因此，为了解决棉花中混入的异物对全棉水刺无纺布生产效率和成本的影响，有必要专利技术一种能够从源头识别并剔除棉花中异物的自动检测除杂装置。
>技术实现思路1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其能够在混有三丝杂质的棉团被抓取之前将识别到的异物自棉包中夹取剔除出来，实现在棉纺工序的源头剔除三丝杂质，避免三丝在后续除杂过程中被打碎使得在棉纺品上形成更多瑕疵点。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置设置于抓棉机的抓棉臂上，其包括用于沿抓棉机抓棉路径对棉包表面进行视觉拍照的图像采集模块，用于通过视觉学习模型对采集的图像进行异物识别的视觉识别模块；用于将识别到的异物自棉包中夹取剔除的杂质剔除模块；其中，杂质剔除模块沿抓棉机抓棉路径设置在抓棉臂的抓手前端。
3、优选的，所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置包括一延伸支撑臂，所述延伸支撑臂架设于抓棉机的抓棉臂上，并沿抓棉机抓棉路径方向向抓棉臂两侧延伸突出设置，所述图像采集模块、视觉识别模块以及杂质剔除模块均设置于延伸支撑臂上。
4、优选的，所述延伸支撑臂向抓棉臂两侧对称延伸设有正、反向支撑臂，所述正、反向支撑臂上均设有一除杂模组，每个除杂模组均包括图像采集模块、视觉识别模块以及杂质剔除模块。
5、优选的，所述图像采集模块包括面光源和相机，所述面光源通过正/反向支撑臂水平设置在抓棉机抓棉路径上方，并在抓棉机抓棉路径上始终位于抓手前端；所述相机嵌设于面光源中，其图像采集端朝向抓棉机的抓棉路径设置。
6、优选的，所述面光源划分为多个光源块，每一个光源块中分别嵌设有一个相机，每一个光源块的面积与单个相机的图像采集范围相同。
7、优选的，所述视觉识别模块的输入端与图像采集模块的输出端通信连接，所述视觉识别模块包括三丝杂质识别单元、坐标计算单元，其中，三丝杂质识别单元用于基于三丝杂质识别模型对采集的图像进行识别，坐标计算单元用于在识别到三丝杂质时，基于抓棉机的整体坐标及相机的局部坐标计算三丝杂质位置坐标。
8、优选的，所述杂质剔除模块通过一中控模块与视觉识别模块通信连接，所述中控模块用于在视觉识别模块识别到三丝杂质时，根据视觉识别模块识别的三丝杂质位置坐标控制杂质剔除模块运动至相应位置进行除杂。
9、优选的，所述杂质剔除模块包括滑动组件、夹取组件以及负压吸取管道，所述滑动组件通过延伸支撑臂设置在抓手前端，所述夹取组件设置在滑动组件的滑块上，所述负压吸取管道的负压端口靠近滑动组件的滑动行程起始端设置。
10、优选的，所述滑动组件包括水平滑动部件和纵向滑动部件，所述纵向滑动部件滑动设置于水平滑动部件上，所述夹取组件滑动设置于纵向滑动部件上。
11、优选的，所述夹取组件包括夹爪及旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的动力输出轴与夹爪连接，用于带动夹爪向上/向下翻转。
12、本专利技术的有益效果是：
13、本专利技术所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其将基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置设置于抓棉机的抓棉臂上，用以在抓棉阶段进行棉花除杂，利用抓棉臂在棉包上逐层往返抓棉的抓棉路径，通过沿抓棉机抓棉路径对棉包表面进行视觉拍照，逐层识别混在棉包中的三丝杂质，并通过设置在抓手前端的杂质剔除模块，在混有三丝杂质的棉团被抓取之前将识别到的异物自棉包中夹取剔除出来，从而实现在棉纺工序的源头剔除三丝杂质，避免三丝在后续除杂过程中被打碎使得在棉纺品上形成更多瑕疵点。
14、本专利技术所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置包括一延伸支撑臂，所述延伸支撑臂向抓棉臂两侧对称延伸设有正、反向支撑臂，所述正、反向支撑臂上均设有一除杂模组，当抓棉臂相对棉包做往复抓棉动作时，正、反向支撑臂上除杂模组交替进行除杂，保证除杂模组在抓棉机抓棉路径上始终位于抓手前端，进而保证除杂工序始终在抓棉工序之前，避免对抓棉过程中抓取的三丝杂质造成遗漏的问题。
15、本专利技术设置三丝杂质识别单元，用于基于三丝杂质识别模型对采集的图像进行识别，所述三丝杂质识别模型是预先训练好的图像学习模型，能够根据棉花和异物的不同形态特征及颜色对比来准确区分棉花和异物，同时通过光源及颜色对比，区分棉花缝隙与阴影来优化对异物的判断，可以准确区分棉杂、地膜、布条以及异纤。所述三丝杂质识别模型可以不断迭代，根据不断的数据积累和算法优化，充分认知不同异物的形态特征及与棉花的颜色对比深度，以应对棉花中含有异物的多样性和复杂性。
16、本专利技术通过构建抓棉坐标范围以及相机的拍摄范围坐标系，当抓棉机在进行抓棉工作时，根据抓棉臂的移动运动速度计算其实时位置坐标；相机在跟随抓棉臂实时拍摄棉包照片的同时，实时动态更新其拍摄范围坐标系。从而在相机识别到三丝杂质时，能够根据抓棉臂的位置坐标及相机相对抓棉臂的位置坐标得到相机的位置坐标，基于相机的自建坐标系识别三丝杂质的位置坐标，并根据相机的坐标及相机的自建坐标系计算得到三丝杂质在抓棉坐标系中的坐标。
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【技术保护点】
1.一种基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置设置于抓棉机的抓棉臂上，其包括用于沿抓棉机抓棉路径对棉包表面进行视觉拍照的图像采集模块，用于通过视觉学习模型对采集的图像进行异物识别的视觉识别模块；用于将识别到的异物自棉包中夹取剔除的杂质剔除模块；其中，杂质剔除模块沿抓棉机抓棉路径设置在抓棉臂的抓手前端。
2.根据权利要求1所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置包括一延伸支撑臂，所述延伸支撑臂架设于抓棉机的抓棉臂上，并沿抓棉机抓棉路径方向向抓棉臂两侧延伸突出设置，所述图像采集模块、视觉识别模块以及杂质剔除模块均设置于延伸支撑臂上。
3.根据权利要求2所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述延伸支撑臂向抓棉臂两侧对称延伸设有正、反向支撑臂，所述正、反向支撑臂上均设有一除杂模组，每个除杂模组均包括图像采集模块、视觉识别模块以及杂质剔除模块。
4.根据权利要求3所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述图像采集模块包括面光源和相机，所述面光源通过正/反向支撑臂水平设置在抓棉机抓棉路径上方，并在抓棉机抓棉路径上始终位于抓手前端；所述相机嵌设于面光源中，其图像采集端朝向抓棉机的抓棉路径设置。
5.根据权利要求4所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述面光源划分为多个光源块，每一个光源块中分别嵌设有一个相机，每一个光源块的面积与单个相机的图像采集范围相同。
6.根据权利要求1所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述视觉识别模块的输入端与图像采集模块的输出端通信连接，所述视觉识别模块包括三丝杂质识别单元、坐标计算单元，其中，三丝杂质识别单元用于基于三丝杂质识别模型对采集的图像进行识别，坐标计算单元用于在识别到三丝杂质时，基于抓棉机的整体坐标及相机的局部坐标计算三丝杂质位置坐标。
7.根据权利要求6所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述杂质剔除模块通过一中控模块与视觉识别模块通信连接，所述中控模块用于在视觉识别模块识别到三丝杂质时，根据视觉识别模块识别的三丝杂质位置坐标控制杂质剔除模块运动至相应位置进行除杂。
8.根据权利要求2所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述杂质剔除模块包括滑动组件、夹取组件以及负压吸取管道，所述滑动组件通过延伸支撑臂设置在抓手前端，所述夹取组件设置在滑动组件的滑块上，所述负压吸取管道的负压端口靠近滑动组件的滑动行程起始端设置。
9.根据权利要求8所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述滑动组件包括水平滑动部件和纵向滑动部件，所述纵向滑动部件滑动设置于水平滑动部件上，所述夹取组件滑动设置于纵向滑动部件上。
10.根据权利要求8所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述夹取组件包括夹爪及旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的动力输出轴与夹爪连接，用于带动夹爪向上/向下翻转。
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【技术特征摘要】
1.一种基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置设置于抓棉机的抓棉臂上，其包括用于沿抓棉机抓棉路径对棉包表面进行视觉拍照的图像采集模块，用于通过视觉学习模型对采集的图像进行异物识别的视觉识别模块；用于将识别到的异物自棉包中夹取剔除的杂质剔除模块；其中，杂质剔除模块沿抓棉机抓棉路径设置在抓棉臂的抓手前端。
2.根据权利要求1所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置包括一延伸支撑臂，所述延伸支撑臂架设于抓棉机的抓棉臂上，并沿抓棉机抓棉路径方向向抓棉臂两侧延伸突出设置，所述图像采集模块、视觉识别模块以及杂质剔除模块均设置于延伸支撑臂上。
3.根据权利要求2所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述延伸支撑臂向抓棉臂两侧对称延伸设有正、反向支撑臂，所述正、反向支撑臂上均设有一除杂模组，每个除杂模组均包括图像采集模块、视觉识别模块以及杂质剔除模块。
4.根据权利要求3所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述图像采集模块包括面光源和相机，所述面光源通过正/反向支撑臂水平设置在抓棉机抓棉路径上方，并在抓棉机抓棉路径上始终位于抓手前端；所述相机嵌设于面光源中，其图像采集端朝向抓棉机的抓棉路径设置。
5.根据权利要求4所述的基于源头除杂的棉纺三丝自动除杂装置，其特征在于，所述面光源划分为多个光源块，每一个光源块中分别嵌设有一个相机，每一个光源块的面积与...
【专利技术属性】
技术研发人员：江培辉，李金松，孙婷，段昌新，纪华，
申请(专利权)人：稳健医疗武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：
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