循跡檢測紗線斷頭智能小車

盧瑞劍 姚俊紅

摘 要：通過本裝置檢測紗線斷頭位置，提醒擋車工及時處理?？蛇h(yuǎn)程視頻監(jiān)控機(jī)器運(yùn)行狀況，能夠自動計算斷線位置和次數(shù)，提醒工廠技術(shù)人員及時檢修。

關(guān)鍵詞：檢測紗線斷頭 遠(yuǎn)程監(jiān)控 自動計算 檢修

前言

隨著社會的不斷發(fā)展，對機(jī)械的性能、工作效率也提出了更高的要求。鑒于紡紗機(jī)在紡紗過程中，出現(xiàn)斷線情況，并且在短線后斷頭不易發(fā)現(xiàn)，這樣大大降低了紡紗的質(zhì)量，而且增加了擋車工的工作強(qiáng)度。為了解決這一問題，設(shè)計了本作品循跡檢測紗線斷頭智能小車。當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷線時，就會發(fā)出聲光報警信號并且利用無線信號把斷線位置發(fā)送至擋車工手持式無線收發(fā)器，此時無線收發(fā)器聲光報警，同時液晶顯示斷線位置，提醒擋車工快速解決問題，從而提高了生產(chǎn)效率。此外運(yùn)用視頻無線傳輸實施遠(yuǎn)程監(jiān)測機(jī)器運(yùn)行情況，降低工人勞動強(qiáng)度；能夠自動計算斷線位置和斷線次數(shù)，并把檢測的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確而及時的以短信的形式，發(fā)送至工廠技術(shù)人員。使得工廠技術(shù)人員能夠及時發(fā)現(xiàn)機(jī)器故障，降低損失。

1.整體設(shè)計方案

1.1.視頻信息采集與視頻處理部分

小車通過攝像頭采集圖像信息，將采集到的圖像信息通過無線視頻處理模塊發(fā)送到技術(shù)人員的上位機(jī)，技術(shù)人員通過上位機(jī)能看到紡紗機(jī)的工作情況，便于監(jiān)測機(jī)器故障。

1.1.1.攝像頭采集

圖像采集器件使用的是數(shù)字輸出的CMOS傳感器。電荷藕合器件圖像傳感器Cmos（Charge Coupled Device），它使用一種高感光度的半導(dǎo)體材料制成，能把光線轉(zhuǎn)變成電荷，CMOS的成像通透性、明銳度好，色彩還原、曝光可以保證準(zhǔn)確。采用同步分離芯片LM1881，將視頻信號通過一個電容接至LM1881的2腳，即可得到控制單片機(jī)進(jìn)行A/D采集的控制信號。

1.1.2.視頻處理模塊

攝像頭把實時圖像傳給無線發(fā)射模塊，通過無線發(fā)射模塊發(fā)送到接受模塊，接受模塊再把圖像傳給視頻采集卡，通過視頻采集卡就可以把圖像發(fā)送到上位機(jī)上。通過上位機(jī)就可實時檢測紗線狀況。

圖像無線發(fā)射接收模塊采用2.4GHZ國際通用頻率，使用RF CMOS高度集成IC，高度整合功率放大器（ PA ）和壓控振蕩器（ VCO ）及雙聲道音頻視頻于一體調(diào)制，無阻距離100M能收到清晰穩(wěn)定圖像。

1.2. 細(xì)紗斷頭檢測報警部分

檢測模塊采用激光傳感器檢測是否斷線，通過調(diào)制管把把激光調(diào)制成180khz的光束，自然界中很少有該頻率的光線，所以增加了其穩(wěn)定性，利用光的反射原理，當(dāng)光線遇到反光強(qiáng)的物體返回一些光線，再通過接受管把反射來的光線轉(zhuǎn)化為電平信號，從而實現(xiàn)檢測斷線的功能。如有斷線，則將通過聲光報警模塊發(fā)出警報，同時通過無線模塊將斷線的位置信息發(fā)送給擋車工，擋車工手上的遙控器將在液晶屏幕上顯示出斷線區(qū)域，發(fā)出警報。提醒擋車工處理斷線，從而極大提高了生產(chǎn)效率。

1.3. 車體循跡運(yùn)行部分

小車先通過超聲波傳感器檢測是否靠近吹吸風(fēng)機(jī)，若靠近吹吸風(fēng)機(jī)，則機(jī)械升降臺將落下，小車停止一段時間，以保護(hù)攝像頭。車體前部裝有16個光電對管，可以在中央處理器的控制下依照預(yù)先鋪設(shè)的黑色膠帶，循跡運(yùn)行。

1.4. 中央處理器及車體參數(shù)設(shè)置部分

此部分由飛思卡爾公司的128單片機(jī)、矩陣鍵盤、12864液晶顯示屏構(gòu)成。小車在單片機(jī)的控制下，完成所有信息的處理及控制任務(wù)。由矩陣鍵盤輸入高度、速度設(shè)定小車狀態(tài)，液晶顯示模塊實時顯示速度、斷線位置、搖臂升降狀態(tài)。

1.5.信息統(tǒng)計匯總管理部分

利用GSM短信模塊，該模塊會記錄間隔時間段內(nèi)斷線情況，包括斷線條數(shù)、斷線最多的工作區(qū)域。技術(shù)人員可通過發(fā)送短信隨時調(diào)看車間各區(qū)域，各紡紗機(jī)工作情況。實現(xiàn)高效生產(chǎn)，高效管理，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.6.手持式收發(fā)器

手持式收發(fā)器主要給擋車工提醒斷線位置。當(dāng)斷線信號由車體發(fā)過來以后，手持式收發(fā)器上的無線接收模塊接收數(shù)據(jù)，同時聲光報警，并通過液晶實時顯示斷線位置。

2.工作原理

本裝置主要集視頻信息采集與發(fā)送部分，細(xì)紗斷頭檢測報警部分，車體循跡運(yùn)行部分，中央處理器及車體參數(shù)設(shè)置部分，信息統(tǒng)計匯總管理部分，手持式收發(fā)器組成。運(yùn)用搖臂升降臺上的激光傳感器自動監(jiān)測紗線，搖臂升降模式適合各種紡紗機(jī)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷線時，就會發(fā)出聲光報警信號和無線信號提醒擋車工進(jìn)行處理，從而提高了生產(chǎn)效率；此外安裝導(dǎo)軌，采用巡回檢測，運(yùn)用視頻無線傳輸實施遠(yuǎn)程監(jiān)測機(jī)器運(yùn)行情況，降低工人勞動強(qiáng)度；能夠自動計算斷線位置和斷線次數(shù)，并把檢測的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確而及時的以短信的形式，發(fā)送至工廠技術(shù)人員。使得工廠技術(shù)人員能夠及時發(fā)現(xiàn)機(jī)器故障，降低損失。

3.創(chuàng)新點及應(yīng)用

3.1. 改變依靠擋車工來回巡視發(fā)現(xiàn)斷線的方式，運(yùn)用激光傳感器自動檢測紗線。當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷線，立即向擋車工發(fā)出警報，提高生產(chǎn)效率。

3.2.智能化，人機(jī)交互性強(qiáng)?？梢宰詣佑嬎銛嗑€位置和斷線次數(shù)并可以遠(yuǎn)程監(jiān)控，把數(shù)據(jù)用短信發(fā)送至工廠技術(shù)人員。及時發(fā)現(xiàn)機(jī)器故障，對機(jī)器的維護(hù)和檢修技工極大地便利，降低經(jīng)濟(jì)損失。

3.3.無線視頻發(fā)射模塊的利用，鑒于工廠復(fù)雜的環(huán)境，機(jī)器故障時有發(fā)生，由于檢修不及時必定會給生產(chǎn)帶來諸多不便。因此本組成員通過進(jìn)一步開發(fā)攝像頭的功能，利用無線視頻發(fā)射模塊將現(xiàn)場環(huán)境反饋回電腦，并通過上位機(jī)軟件進(jìn)行實時顯示，便于及時排除故障。

3.4.實用性強(qiáng)，攝像頭采用搖臂升降模式，適合各種紡紗機(jī)。同時，超聲波監(jiān)測到吹吸風(fēng)機(jī)時，該裝置降下攝像頭，防止損壞部件 。

3.5.安裝巡回導(dǎo)軌，巡回檢測。降低工人勞動強(qiáng)度。成本低，適合工廠化運(yùn)作。

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作者簡介：

盧瑞劍（1990—），男，山東省菏澤市人，單位：山東省德州學(xué)院，職務(wù)：學(xué)生。