一种皮棉中异性纤维实时分拣装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种皮棉中异性纤维实时分拣装置，属于检测技术和纺织机械设备领域，该装置包括安装在一外壳内的由进棉口、四组罗拉、出棉口、杂质回收箱组成的皮棉传输机构，由光源组、面阵ＣＣＤ相机阵列、图像处理电路组成的检测机构，由空气喷嘴阵列、电磁阀、储气罐、挡板、喷嘴控制电路、逻辑控制电路组成的喷除执行机构；其中：进棉口设置在外壳最上端，进棉口下端依次间隔地装有第一、二、三、四组罗拉，第四组罗拉下方连接有出棉口；在第一组罗拉和第三组罗拉之间两区域分别安装有一套检测机构；第三组罗拉和第四组罗拉之间安装有喷除执行机构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于检测技术和纺织机械设备领域，特别涉及一种皮棉中异性纤维实时分拣装 置的结构设计。
技术介绍
棉花在采摘，晾晒，运输过程中会混入诸如化纤丝、头发丝、麻丝、塑料丝等异性纤 维(俗称"三丝")，异性纤维的存在会在后续的印染等工序中导致疵点等问题，降低棉花 的品级，对纺织行业造成比较大的损失，因此对棉花中异性纤维的分拣显得尤其重要。目 前我国对棉花中异性纤维的分拣主要靠人工分拣，但效率和效果都受人的个体影响，为了提高效率，研发高效的棉花中异性纤维实时分拣装置具有很大的实际意义和使用价值。目 前用于识别棉花中异性纤维的方法主要有以下几种X光成像分析法，光敏二极管阵列探测法，红外热成像法和CCD相机扫描成像法，而真正用于工业现场并占有市场的还是CCD 相机扫描成像法，其他产品都还处在实验室阶段。CCD相机扫描成像法是通过CCD相机在线采集运动中棉花的图像，经过专门的图像处 理算法提取出采集到的棉花图像中的异性纤维特征，并求出其位置信息，在采集区域后部 安装有空气喷嘴，当存在异性纤维的棉花区域运动到空气喷嘴正对的位置时，就启动电磁 阀进行喷除动作，连同异性纤维周边小范围内的棉花一起把异性纤维喷除。该方法由三个 方面的关键技术组成(1)特征采集技术；(2)图像处理技术；(3)喷除技术。国内外基于CCD相机扫描成像法的棉花中异性纤维分拣设备已有一些产品问世。瑞士 的jossi公司(DE29719245-U1 )，德国的TRUETZSCHLER公司(DE29622931-Ul ， DE19537846-Al)，我国的大连贵友机电有限公司(03266352.8),北京经纬纺机新技术 有限公司(200710004954. x)都有相关专利公开。这些产品通过合理选择光源，图像采集 方式和布局，达到了较好的效果。但在喷除准确性方面没有深入研究，有待进一步改善。 首先，这些产品都使用气流通道来传输棉花，而气流通道以通道中通过的气流的速度来控 制在其中运动的棉花的运行速度，由于棉花的厚度、形状等存在差异，会导致与管道之间的摩擦阻力的不同，影响棉花运动速度的稳定性，同时，同一块棉花不同位置的摩擦阻力 的不同还会导致棉花的偏转，导致与通道的相对方位的变化，这些都影响后续喷嘴位置和 延迟时间的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一种皮棉中异性纤维实时分拣装 置，本专利技术通过正反两面检测提高了异性纤维检测能力，同时由四组罗拉控制皮棉运行速 度，其速度稳定，调节方便，喷除准确性高，能够很好的实现异性纤维的实时分拣。本专利技术的有益效果是本专利技术采用正反两面检测提高了异性纤维检测能力，对于每一面检测同时以透射光源 和反射光源进行照射，兼顾皮棉中表面和浅层异性纤维的识别；由于采用面阵CCD相机， 正对面阵CCD相机的透射光源即为图像背景，因此采用均光板对透射光源进行均光，消 除透射光源光管形状的影响，同时透明细磨砂玻璃纸消除了反射光源光管在透射光源上的 投影对图像背景产生的影响；由四组罗拉组成的皮棉传输机构使得被测皮棉在运动方向上 移动速度稳定，皮棉形状，相互位置关系稳定，同时优化设计了喷嘴控制信号的产生时序， 提高了喷除位置的准确性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术的图像处理电路和喷嘴控制电路框图。图3为本专利技术喷嘴控制信号数组和延迟时间数组示意图。具体实施例方式为了更好的理解本专利技术的技术方案，以下结合附图及实施例作进一步描述。图l为本 专利技术的结构示意图，该装置包括由进棉口 7，罗拉(roller,用于纺织机上的一种辊)6， 出棉口 15,杂质回收箱1组成的皮棉传输机构；由光源组5、 10，面阵CCD相机4，图 像处理电路及显示器组成的检测机构；由空气喷嘴12，电磁阀13，储气罐14，喷嘴控制 电路，逻辑控制电路组成的喷除执行机构，上述各组成部件分均安装在一壳体内。各组成部件的连接关系为该装置最上端为进棉口 7，进棉口下端连接有第一组罗拉 6，该罗拉与控制电机通过皮带相连，该罗拉下方依次间隔地装有第二、三、四组罗拉， 第四组罗拉下方连接有出棉口 15，四组罗拉等距排列；在第一组罗拉和第二组罗拉之间 区域，以及第二组罗拉和第三组罗拉之间区域分别安装有一套检测机构，该两套检测机构 中的器件左右相反设置，构成正、反双面检测区域，该每套检测机构中的光源组由分别安 装在两个光源箱的一块透射光源10和两块反射光源5组成的一组光源，该检测机构中的 两块反射光源5安装在罗拉的一侧，罗拉的另一侧安装一块透射光源10，由多个面阵CCD相机4纵向排列组成的面阵CCD相机阵列安装在两块反射光源5之间与透射光源10相面 对；第三组罗拉和第四组罗拉之间的一侧安装有由多个空气喷嘴12依次并纵向排列组成 的空气喷嘴阵列，构成异性纤维喷除区域；空气喷嘴阵列中的每个空气喷嘴进气口连接有 一个电磁阀13，所有电磁阀另一端均与一个储气罐14连接，储气罐与空压机相连，实时 补气，第三组罗拉和第四组罗拉之间的另一侧安装有挡板2，该挡板与空气喷嘴阵列相面 对，该挡板下方与杂质回收箱1相连接；所述图像处理电路，喷嘴控制电路以及显示器安 装在壳体外部独立的电气控制柜中，面阵CCD相机的视频输出通ii视频线引出，与电气 控制柜中的图像处理电路的视频输入口相连，图像处理电路的视频输出口与显示器相连， 图像处理电路与喷嘴控制电路通过HPI主机接口实现电气连接，喷嘴控制电路的信号输出 端与逻辑控制电路输入端相连，逻辑控制电路输出端与电磁阀相连。本专利技术中皮棉传输机构的传动由四组罗拉实现，同组的罗拉之间靠罗拉两端的齿轮啮 合实现同步转动，罗拉之间的间隔形成被测皮棉的传输通道，间隔Z),以被测皮棉的厚 度为依据，略小于被测皮棉的厚度，保证能对进入该组罗拉的被测皮棉起到夹持作用，本 实施例中，被测皮棉厚度在10m"z 30ww左右(蓬松状态)，罗拉的间隔Z^ =5/wn。控 制电机带动第一组罗拉转动，本实施例中，罗拉的转动线速度为0.9w"，第一组罗拉与 第二组罗拉之间，第二组罗拉与第三组罗拉之间，第三组罗拉与第四组罗拉之间分别用皮 带轮相连接，实现同步转动。四组罗拉以间距"等距排列，本实施例中，两组罗拉之间 的间距A =250 7/ 。从上至下，第一组罗拉和第二组罗拉之间为正面检测区域，第一组 罗拉和第三组罗拉之间为反面检测区域，第三组罗拉和第四组罗拉之间为异性纤维喷除区 域。本专利技术采用正、反双面检测，在第一组罗拉和第二组罗拉之间的正面检测区域，以及 第二组罗拉和第三组罗拉之间的反面检测区域分别安装有一套检测机构，其中的透射光源 IO平行皮棉传输平面放置；反射光源5与皮棉传输平面呈45度相对放置，并以检测区域 中间位置为分界面上下对称放置；面阵CCD相机4位于反射光源一侧，安装在两块反射 光源之间。本实施例中，检测面幅为1.2m,单个面阵CCD相机的视场大小设置为 100/7jwx75w/n，单面采用12个面阵CCD相机组成面阵CCD相机阵列，采用白色日光灯 管3作为照明光源，本实施例中，采用长度为1.5m的T8灯管作为照明光源。反射光源的 光源箱正面安装透明玻璃板ll，对于透射光源，由于正对面阵CCD相机安置，当视场范 围内没有被测皮棉的情况下，透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种皮棉中异性纤维实时分拣装置，其特征在于，该装置包括安装在一外壳内的由进棉口、四组罗拉、出棉口、杂质回收箱组成的皮棉传输机构，由光源组、面阵ＣＣＤ相机阵列、图像处理电路组成的检测机构，由空气喷嘴阵列、电磁阀、储气罐、挡板、喷嘴控制电路、逻辑控制电路组成的喷除执行机构；其中：进棉口设置在外壳最上端，进棉口下端连接有第一组罗拉，该组罗拉下方依次间隔地装有第二、三、四组罗拉，第四组罗拉下方连接有出棉口；在第一组罗拉和第二组罗拉之间区域，以及第二组罗拉和第三组罗拉之间区域分别安装有一套检测机构，每套检测机构的光源组和面阵ＣＣＤ相机阵列安装在罗拉两侧；第三组罗拉和第四组罗拉之间安装有空气喷嘴阵列，与该空气喷嘴阵列相对安装有挡板，该空气喷嘴进气口连接有电磁阀，该电磁阀另一端与储气罐连接，该挡板下方与杂质回收箱相连接；面阵ＣＣＤ相机阵列与图像处理电路连接，图像处理电路与喷嘴控制电路连接，喷嘴控制电路与逻辑控制电路相连，逻辑控制电路输出的控制信号时序控制电磁阀的开启和关闭。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁天怀，瞿鑫，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]