基于逆投影变换的纱筒纱线余量检测算法

纱筒纱线余量检测是纺织行业自动化生产过程中的重要一环,针对目前纱线余量检测算法检测精度低的问题,提出一种基于三点逆投影变换模型的纱筒纱线余量检测技术。根据实际生产过程中相机与纱筒的位置关系,建立三点逆投影变换模型进行初步矫正。为得到更好的图像矫正结果,设置补偿矩阵并根据内外筒位置信息优化变换矩阵,最后将逆投影变换后的图像按照改进的椭圆坐标变换模型展开为矩形,根据余量计算准则计算得到纱筒纱线余量。在自主搭建的检测平台上进行实验,结果表明,本文算法检测精度在5 mm以内,基本满足实际生产要求,可为纺织产业自动化生产提供依据。

基于机器视觉的空纱筒口定位方法

为实现换筒桁架机器人空纱筒口定位功能,提出一种深度学习与传统图像处理相结合的定位方法。首先通过改进的Yolov5模型框定图片中纱筒口的位置;然后利用Sobel边缘检测、阈值分割、滤波、闭操作处理框定区域的图像,并通过最小二乘法拟合得到空筒口径及中心坐标;最后利用单目相机小孔成像原理完成纱筒口的定位。结果表明:改进后的模型在检测准确率上达到99.2%,检测速度可达54.3帧/s,同时模型参数量减小到3.71 M,X轴、Y轴、Z轴方向的定位误差分别控制在1.3、1.9、0.7 mm以内,本文研究结果可满足换筒桁架机器人空筒口定位功能需求。

基于灰色系统理论的筒子纱卷绕密度测量误差预测

为提高采用激光扫描建模的筒子纱卷绕密度测量方法的测量精度,提出基于灰色系统理论的测量误差预测方法。通过灰色关联分析脉冲频率、采样周期和参数K与测量误差的相关性,获得满足灰色建模要求的建模参数。根据实际建模结构为非线性和建模因子序列中元素变化幅度较大的特点,基于传统多变量GM(1,N)幂模型,引入背景值优化和分数阶累加生成得到优化后的GM(1,N)幂模型,然后结合粒子群优化算法通过幂指数自适应寻优建立PSGM(1,N)幂模型,利用实际采集数据进行建模精度验证。结合测量误差预测值对卷绕密度测量值进行校正,得到更精确的卷绕密度值。结果表明,相比于传统多变量GM(1,N)幂模型,PSGM(1,N)幂模型的卷绕密度测量误差预测精度提升了48.6%,激光扫描建模方法的测量精度提高了11.7%。

基于深度学习的纱管识别方法研究

为提高自动络筒机的工作效率,视觉检测准确率的提升尤为重要,在YOLOv5的基础上提出了一种改进的纱管识别方法。将网络原有的SiLU激活函数替换为表现力更好的Mish激活函数。将CIoU定位损失函数替换为考虑了真实框和预测框之间方向匹配性的SIoU损失函数,使网络更快速地收敛。将原有的C3模块替换为嵌入了CA注意力机制的CCA模块,使网络在提取特征上具有更好的表现力。制作纱管数据集,并对数据集进行数据增强使模型具有更好的鲁棒性和泛化能力。通过试验得出,所提的改进YOLOv5网络在识别准确率上达到了97.30%,召回率达到了98.17%,mAP_0.5达到了98.58%,改进后的网络相较于原网络,在识别性能上有显著提升。

基于改进RRT的筒子纱搬运机械臂路径规划研究

针对筒子纱搬运过程中存在纱线架、放置平台、其他筒子纱等多障碍物的环境下,传统的目标偏置RRT容易陷入局部最优的问题,提出一种改进的RRT(rapidly-exploring random tree)算法。通过几何包络法建立碰撞检测模型,并添加距离系数g,使机械臂末端与障碍物保持安全距离;提出随机动作选择策略,使树每一次扩展前对扩展动作进行选择;提出弱化目标偏置策略,根据X goal相对于X near和X rand连线的位置,对扩展方向进行偏置;根据垂距限值法和三次样条插值对初始路径处理,得到一条平滑路径。通过与RRT算法、M-RRT算法、添加引力系数的RRT算法和改进的RRT算法仿真对比,路径长度方面最大下降了23.3%,时间方面最大下降了82.5%,并始终与障碍物保持50 mm以上的距离。结果表明该算法提升了机械臂搬运的效率和安全性。

针织智能车间自动换筒任务调度技术

在圆型纬编针织智能车间中,为实现针织换筒机器人自动换筒的合理调度,保证纱筒更换效率,提出一种考虑纱筒余纱量的针织换筒机器人换筒任务调度方法。基于纱筒余纱量、换筒任务响应时间、换筒任务总路径和圆机生产连续性等约束结合纱筒更换时序要求和换筒机器人运行速度,建立了以改进遗传算法为核心的针织换筒机器人自动换筒任务调度模型。基于换筒工序改进启发规则,对针织自动换筒任务进行选择排序,优化算法在排序生产和换筒路径规划中的合理性,提升换筒效率。实验测试表明,基于纱筒余纱量约束改进的遗传算法换筒效率优于单纯按空纱筒时间依次排序的算法,效率提升40%左右,且算法前期的收敛速度优于传统遗传算法,提升50%左右,对促进针织生产全流程自动化、换筒工序智能化发展具有实际的参考价值。

基于TRIZ的筒纱自动翻转整列包装装置的设计研究

针对纺纱企业筒纱包装方式落后、传统包装设备自动化程度低和劳动力资源浪费大等问题,通过筒纱包装工艺流程分析,运用TRIZ及其方法,提出并设计了一种筒纱自动翻转整列包装装置。首先,分析了传统包装设备中存在的技术矛盾,构建矛盾矩阵表,筛选出分割与切割、预先作用和不对称等发明原理;然后,根据发明原理提示对筒纱自动翻转整列包装装置进行方案设计;最后,从理论上得出理想可行方案,该方案已在纺纱企业筒纱包装生产线中落地生产,整体运行稳定,具备良好的推广应用价值。

优化筒纱试验取样的操作方法

为了解决传统筒纱检测异常指标仅能反馈却无法追根溯源的问题,通过对筒纱试验取样的操作方法进行优化,提出将在自动络筒机上随机取样改为在细纱机上按一定规律取管纱样的方法,并对其实施方案进行解析。实际纺纱案例应用及效果评估表明:采用新抽样操作法,抽样更具有代表性,在筒纱测试中发现异常问题可直接追溯到细纱机的机台和锭号、对应粗纱直至并条工序,可减少异常纱产生、提升纺纱质量;根据问题纱追溯的原因及解决措施,记录、总结并加强管理,有利于纺织企业形成全面质量管理的PDCA良性循环;经统计,实施新抽样法1 a的异常纱减少30%以上。

棉筒子纱用固色剂TF-234HM的应用

着重介绍了棉筒子纱用固色剂TF-234HM的环保性以及应用性能,通过对甲醛含量、重金属离子、致癌芳香胺等指标的检测分析,证实TF-234HM不含有害物质,将其应用于活性染料3BS红所染的深色纯棉筒子纱线,发现TF-234HM对筒子纱的层差影响小,并且可以明显提升纱线的各项色牢度,包括耐皂洗色牢度、水泡牢度、耐摩擦色牢度等,而且固色前后筒子纱的亲水性基本不变,TF-234HM对纱线色差的影响与染料结构有关。实验表明:TF-234HM是一种高效的、符合环保要求的棉筒子纱用固色剂,具有一定的推广价值。

全自动碳纤维纱线绕纱机设计

针对大卷碳纤维纱线在卷绕到小纱管的过程中所出现的绕纱不均匀、绕纱过程中毛羽量大、绕纱效率低以及绕线工作量大等问题,提出了一种全自动碳纤维纱线绕线方案。其采用张力机构给纱线提供一定的张力,采用送纱往复机构和卷绕机构相互配合,将碳纤维纱线均匀地卷绕在小纱管上,最后控制系统确保设备全自动运行。该方案极大地减少了碳纤维在卷绕过程中的磨损,并且大大提高了绕纱效率,降低了工人劳动强度。

提高自动络筒机效率的措施

为了提高自动络筒机效率,以AC-X5型托盘式自动络筒机为例,结合纺CJ 14.5 tex,T/M 80/2015.5 tex,C/T 60/4018.3 tex纱的机台整车数据、单锭络筒数据以及机台时间跨度,分析100 km切疵数、重复打结次数等对络筒效率的影响,提出提高自动络筒机效率的解决措施.指出:单锭管纱条干CV值差、重复打结次数过高、单锭100 km切疵数偏高均会造成络筒效率低;通过提高管纱卷装容量和质量、合理设置与优化络筒工艺参数、加强设备管理和运转管理,机台平均络筒效率显著改善;提高自动络筒机效率是系统工程,需结合实际查明原因并制定措施.

自动络筒机在线控制关键参数分析

为了清除细纱管纱中的纱疵和杂质并卷绕成筒纱,改善筒纱质量,阐明自动络筒机在线控制的关键环节,即细纱管纱踢管的数量、络筒时剪切和打结次数、漏切纱疵和100 km纱疵统计,详细分析其作用.指出:应对每班次踢管纱分疵点统计处理,结合生产品种、清纱参数、残留纱疵数量等因素,实施纱线隔离和区分,利用疵点倒查质量事故原因;在保证自动络筒机生产效率的条件下,结合管纱偶发性纱疵数量、大小和长度等设置清纱参数;保证纱疵剪刀的锋利度及自动络筒机的清洁,稳定车间温湿度,合理调节纱线卷绕张力,避免自动络筒机发生误切、漏切纱疵;100 km纱疵实时控制能有效防止后工序因纱线疵点造成的危害和质量波动.

JWF1618型转杯纺纱机托纱板结合件优化设计

为了进一步提升JWF1618型转杯纺纱机的性能,确保其抬筒装置用料少、易加工、易装配,根据机械复杂性—费用曲线及实现功能的便利性对托纱板结合件的结构及加工工艺进行优化;通过延续原动结构,采用带PLC电磁阀控制气缸作为动力源实现单锭单控,将原托纱板结合件变为单臂支承、圆周运动、焊接固定,用45钢、Q235A冷轧钢作为托纱杆和其他零件材料等,详述托纱板结合件的结构确定、技术方案以及技术文件编制要点;通过纺纱试验对比,说明其所纺纱线强力数值稳定,平均接头强力达原纱强力的65%~75%。指出:优化后的托纱板结合件,易于加工和装配,附加值增大,能助力纺织企业降本增效。

基于机器视觉的玻璃纤维管纱毛羽检测

为实现玻璃纤维管纱毛羽检测的自动化,设计了基于机器视觉的玻璃纤维管纱毛羽检测系统。使用光源、相机、电机等搭建图像获取平台得到毛羽图像;利用Blob连通域分析法进行毛羽区域提取,计算毛羽轮廓矩特征与毛羽区域特征,并结合支持向量机实现毛羽分类;根据毛羽分类结果以及前后2帧图像中毛羽位置坐标差值,对不同类型的毛羽数量进行统计;通过毛羽的最小外接矩形,得到每帧图像中的毛羽长度数据,并取每个毛羽长度数据的最大值作为相应的毛羽长度。结果表明:该系统能够代替人工完成管纱毛羽的有效检测,且单个管纱的检测耗时在10 s以内,能够满足实际的工业需要。

弹簧管筒子的涤棉纱染色

涤棉筒子纱染色在高温下收缩比较严重,经常出现内层纱线浮色严重而外层纱线得色浅,以及纱线卡断现象。采用弹簧管筒子可以解决上述问题。以绿色和深蓝色染色品种为例,其内层、中层和外层灰卡评级均在4.5级以上,ΔE值在0.43以下,符合染色标准。以每月染涤棉纱30 t计,可节约成本28 582元/月。

新型常压可染聚酯耐碱性分散染料染色工艺

采用耐碱性分散染料对新型常压分散染料可染聚酯(NEDDP)进行染色。研究了pH、温度及保温时间对NEDDP染色性能的影响。NEDDP散纤维的优化染色工艺为:染浴pH=5~12,浴比1:20,分散剂2 g/L,升温速率1 C/min,染色温度100 C,保温时间40min。染色NEDDP纱线的耐升华色牢度达到4级以上。

机织工序中纱线毛羽的再生与控制

服装面料质量受原料、纱线、印染等各环节的影响,其中纱线影响较大。文章从纱线毛羽对机织物布面效果及对印染质量的影响出发,分析了在机织各工序中纱线毛羽产生的原因,提出了控制并减少纱线毛羽的有效措施,以期提高织造效率,提高服装面料质量,为企业创造更高的经济效益。

集体换粗纱法的应用分析

探讨实行集体换粗纱的必要性。分析了传统换粗纱方法存在的缺陷及实行集体换粗纱的诸多好处及所存在缺点的解决途径。认为:集体换粗纱具有减少空粗纱断头,降低粗经、粗纬、竹节纱疵和接头纱疵等优点,有利于提高高档面料的布面质量。此法对细纱机的生产效率略有影响,粗纱回花率有所增加。可通过适当减少关车时间来补偿效率损失,推广采用粗纱尾纱处理机,提高处理效率和质量,同时粗纱工序应实行定长、定位落纱,力求粗纱直径大小一致,减少锭间张力差异和大小纱张力变化,降低粗纱机断头率,消灭连续或多次断头的纱锭,以期获得良好的效果。指出:集体换粗纱的优点大于缺点,应予以推广。

紧密纺纱线自动络筒工艺的优化

从络筒工序中的设备管理和工艺优化两个方面分析了降低细小纱疵的措施。通过加强设备管理和工艺优化,筒纱各指标大幅度提高,其中细小纱疵、条干均匀度、最小强力及强力CV等指标改变最为显著,避免络筒工序纱线质量恶化的现象。

纱筒搬运机器人的设计

针对纺织企业人工搬运纱筒的效率低,劳动强度大等问题,设计纱筒抓取机器人来代替人工完成筒纱的搬运。在分析纱筒搬运过程的运动特征基础上,通过对自由度、本体结构和驱动方式的计算,选用UR10人机协作机器人作为纱筒搬运机器人的本体。为了提高搬运效率,设计开发了具有平移内撑式的双抓取机构和推纱机构的末端执行器,采用SolidWorks建立了结构模型和装配模型。设计机器人操纵界面实现工艺参数的调整和工作状态的监控。实验结果表明,纱筒搬运机器人可以有效完成单次对2只筒纱的抓纱和推纱工作循环,连续工作安全,性能稳定。