非接觸式紗線卷繞張力動態(tài)檢測方法的研究.pdf

1、在紗線卷繞工藝中，紗線張力作為一個非常重要的參數(shù)，直接關(guān)系到卷繞筒子的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。而目前現(xiàn)有的檢測儀器大部分為接觸式檢測，此類檢測儀器在檢測過程中，測量元件直接與高速運行的紗線接觸，這不但會對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，還容易對紗線的運行狀態(tài)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響生產(chǎn)質(zhì)量和效率。針對以上的問題，本文提出一種基于弦振動理論和圖像處理技術(shù)的非接觸式紗線卷繞張力動態(tài)檢測方法，并針對此方法開展了以下主要內(nèi)容的研究。
　　 第一，將橫動卷繞的紗線運

2、動視為弦振動，推導(dǎo)了紗線張力的理論公式，建立了非接觸式紗線卷繞張力的測試原理，即：紗線張力等于紗線線密度與紗線實際運行速度的平方的乘積，而紗線實際運行速度等于紗線卷繞速度和紗線橫波速度之和；紗線線密度和卷繞速度容易測得，所以測試紗線張力的關(guān)鍵就是如何測得紗線橫波速度。
　　 第二，提出了基于圖像處理技術(shù)檢測紗線橫波速度的方法，實現(xiàn)了對紗線橫波速度的檢測。紗線在往復(fù)運行的過程中，當(dāng)紗線運行到卷繞輥最左(或右)端時，由于突然轉(zhuǎn)向紗線

3、會發(fā)生彎折。我們首先采用CCD圖像傳感器拍攝紗線整個運行過程中的狀態(tài)，然后利用圖像處理技術(shù)定位每幀圖像上紗線最大彎折點的坐標(biāo)，最后通過計算連續(xù)兩幀圖像中最大彎折點的位移和時間即可最終得到紗線的橫波速度。為了確定紗線的最大彎折點，我們首先對原始圖像進(jìn)行灰度處理、剪切處理、邊緣提取、二進(jìn)制圖像轉(zhuǎn)換等一系列預(yù)處理以提取紗線上各點的坐標(biāo)，然后計算紗線上各點到連接紗線兩端線段的距離，最大距離點即為紗線的最大彎折點。
　　 第三，設(shè)計和搭建

4、了非接觸式紗線卷繞張力動態(tài)檢測裝置，該裝置包括紗線卷繞機(jī)、圖像連續(xù)采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和用戶界面等幾個部分。為了實現(xiàn)圖像的動態(tài)拍攝和保存，裝置中選用HV1303um型CCD圖像傳感器作為圖像采集設(shè)備。圖像處理系統(tǒng)采用Matlab程序編寫，可實現(xiàn)對采集圖像的連續(xù)處理，從而獲取圖像中的紗線信息。此外，還設(shè)計了一個圖像用戶界面以直觀地顯示張力第四，利用本研究搭建的測試裝置進(jìn)行了紗線卷繞張力測試試驗，驗證了本文所提方法的可行性，研究了紗線線密

5、度、紗線卷繞速度和紗線種類對紗線張力的影響，并與接觸式檢測方法進(jìn)行了對比和相關(guān)分析。研究表明，本方法可以檢測不同紗線種類、不同線密度和不同卷繞速度下的紗線卷繞張力；紗線張力與紗線線密度呈線性關(guān)系，與卷繞速度呈二次曲線關(guān)系；在相同試驗條件下，非接觸式張力檢測結(jié)果小于接觸式檢測結(jié)果；本文提出的非接觸式張力檢測方法與目前常規(guī)的接觸式檢測方法高度相關(guān)，可代替接觸式檢測方法方法使用。
　　 本文提出的測試方法適合于卷繞機(jī)上紗線在一定范圍內(nèi)