Устройство для определения наличия и вида дефекта ткани
Полезная модель относится к области вспомогательного оборудования заключительного этапа отделочного, и может быть использована на других участках производства, где требуется проводить разбраковку.
Технический результат - повышение качества разбраковки, исключение пропуска дефекта связанного с человеческим фактором, возможность классифицировать дефект, экономия трудовых ресурсов.
Спроектирована система определения наличия и вида пороков ткани состоящая из цифровой камеры и ПЗС-матрицы, установленных на браковочном столе и компьютера, осуществляющего обработку данных, поступающих с камеры и управление всей системой.
Устройство для определения наличия и вида дефекта ткани содержащее в качестве датчика дефектов ткани и первичного преобразователя цифровую видеокамеру соединенную с компьютером, выход которого соединен со входом принтера отличающиеся тем, что выход цифровой видеокамеры соединяется со входом компьютера через ПЗС-матрицу, устройство устанавливается на браковочную машину, содержащую датчик метража, на двух штативах и жестко закрепляется, второй вход компьютера соединен с выходом датчика скорости браковочной машины, выход компьютера соединен с устройством для маркировки тканей.
Полезная модель относится к области вспомогательного оборудования заключительного этапа отделочного производства, и может быть использована на других участках производства, где требуется проводить разбраковку.
Известно устройство для определения наличия дефекта ткани, содержащее цифровую камеру, соединенную с компьютером, обеспечивающим определение дефекта и его вид, выход компьютера соединен со входом принтера [1].
Недостатком устройства является необходимость четкого позиционирования движущейся ткани по отношению к цифровой камере, необходимость преобразовывать информацию к матричному виду, не предусмотренность объединения в единую систему управления вспомогательными операциями.
Технический результат - повышение качества разбраковки, исключение пропуска дефекта связанного с человеческим фактором, возможность классифицировать дефект, экономия трудовых ресурсов, простота в эксплуатации, получение первичной информации в виде матрицы, возможность объединения в единую систему управления вспомогательными операциями.
Устройство для определения наличия и вида дефекта ткани содержит в качестве датчика дефектов ткани и первичного преобразователя цифровую видеокамеру соединенную с компьютером, выход которого соединен со входом принтера, причем, выход цифровой видиокамеры соединяется со входом ПЗС-матрицу, устройство состоящее из цифровой камеры ПЗС-матрицы устанавливается на браковочную машину на двух штативах и жестко закрепляется, второй вход компьютера соединен с выходом датчика скорости браковочной машины, выход компьютера соединен с устройством для маркировки тканей.
На фиг.1 приведена структура устройства для определения наличия и вида дефекта ткани.
На фигуре 2 представлен алгоритм получения информации о наличии дефекта с учетом координаты дефекта.
На фигуре 3 приведена блок-схема алгоритма определения координат дефекта.
На фиг.1:
1 - неразбракованная ткань, сложенная в «книжку», 2 - устройство состоящее из камеры и ПЗС-матрицы, 3 - компьютер, 4 - принтер, 5 - браковочный стол, 6 - датчик метража, 7 - разбракованный рулон ткани. Устройство работает следующим образом. Ткань, сложенная в технологическую «книжку» (1) поступает на браковочную машину, через транспортирующие ролики, с помощью электропривода, ткань подается на браковочный стол (5), камера производит съемку движущейся ткани, ПЗС-матрица обрабатывает полученные кадры (2), и в виде двумерного массива информация поступает в компьютер (3), где поступившая информация обрабатывается, и, в случае необходимости, на принтере (4) печатается товарный чек. Датчик метража (6), входящий в состав браковочной машины, позволяет определять как общий метраж ткани, так и координаты дефектов. Ткань, сложенная в технологическую «книжку» поступает после отделочного производства на браковочную машину. Ткань, подлежащая контролю качества и измерению, заправляется в машину в ручную (фиг.1). С раскатного устройства через транспортирующие ролики, с помощью электропривода, ткань поступает в зону контроля и измерения, где обеспечено минимальное ее натяжение, за счет регулировки прижимных валов, и исключено перемещение относительно образующей мерильного вала, так как ткань движется по направляющим. Это создает возможность измерения ее длины датчиком метража, находящимся на браковочной машине. Лицевой стороной ткань проходит по рабочему столу браковочной машины для автоматического контроля ее качества, далее поступает в механизм наката для формирования ее в рулон. Все перемещения ткани осуществляются за счет работы электропривода, расположенного на браковочной машине. Ткань разбраковывается с помощью камеры и ПЗС-матрицы, которые представляют собой единое устройство, оно установлено на двух штативах и жестко закреплено. Это устройство работает следующим образом: камера производит съемку ткани, ПЗС-матрица обрабатывает ее, и в виде двумерного массива эта информация поступает в компьютер. В компьютере имеется база данных по образцам и база данных по порокам. Поступившая информация сравнивается с имеющимися в базах данных образцами и выдается сообщение об отсутствии или наличии дефекта и о его виде. При необходимости распечатывается талон на готовую продукцию.
Алгоритм обработки информации ПЗС-матрицей приведен на фиг.2:
8 - получение кадра камерой, 9 - преобразование видеоинформации в цифровую матрицу, 10 - определение наличия дефекта, 11 - наличие дефекта в последней строке предыдущего кадра, 12, 15 - есть дефект, 13 - дефект закончился до конца кадра, 14 - конечная координата дефекта, 16 - начальная координата дефекта, 17 - Информация о дефекте передается в следующий кадр, 18 - определение вида дефекта, 19 - выдержка времени. Кадр полученный с камеры (8) оцифровывается (9) и программно определяется наличие дефекта (10). Если дефект был в предыдущем кадре (11), то проверяется, продолжается ли дефект (12), если дефект продолжается, то проверяется его конец (13) и определяется конечная координата дефекта (14). Далее программно определяется вид дефекта (18), и начинается обработка следующего кадра. Если дефект до конца кадра не закончился (13), то информация передается в следующий кадр (17), определяется вид этого дефекта (18) и начинается обработка следующего кадра. Если дефекта в предыдущем кадре не было, то определяется его наличие (15), если есть дефект, то определяется его координата (16) и алгоритм продолжается с блока (13). Если дефекта нет, то осуществляется выдержка времени (19), связанная с перемещением ткани по столу браковочной машины на длину, умещающуюся в одном кадре, и алгоритм начинает работать сначала.
Использование ПЗС-матрицы обусловлено тем, что ее устройство основано на p-n-переходе и удобно тем, что при подаче электрического потенциала на электрод в обедненной зоне под каналом n-типа образуется потенциальная яма, которая способна хранить электроны. После попадания фотона на поверхность n-канала последний генерирует электрон, который хранится в потенциальной яме. Чем больше фотонов попадает на поверхность, тем выше накапливаемый заряд. Чем больше электронов может накопиться в потенциальной яме, тем больший диапазон освещенности можно зафиксировать. Для считывания накопленного заряда используется регистр сдвига. Для точного определения наличия или отсутствия порока ткани нужно определить заряд каждого элемента матрицы. При этом используется способность ПЗС к перемещению потенциальной ямы.
Тогда каждый кадр будет представлен в виде оцифрованной матрицы, в которой малейшее изменение структуры полотна или его цвета найдет отражение в виде изменения цифрового значения соответствующего элемента матрицы. Информация с ПЗС передается в компьютер, где с помощью специального программного обеспечения определяется наличие дефекта и его вид. Носителем программного обеспечения может быть как компьютер, так и микропроцессор.
В случае обнаружения дефекта, его координата по оси X определяется по датчику метража, а координата по оси Y рассчитывается исходя из номера ячейки матрицы в которой был обнаружен порок, ширины материала и ширины ячейки матрицы
где L - ширина материала, l1 - номер ячейки, умноженный на размер ячейки, L1 - ширина ПЗС матрицы (фиг.4-?).
Алгоритм определения координат дефекта приведен на фиг.3: 20 - включение датчика метража, 21 - информация о получении дефекта, 22 - информация с датчика метража (координата X), 23 - пересчет 
ячейки матрицы в координату У, 24 - передача координат в основную программу, 25 - информация о конце дефекта. После включения датчика метража (20), запрашивается информация о наличии дефекта (21). Если дефекта нет, то алгоритм предусматривает ожидание информации о дефекте. Если дефект начинается, то с датчика метража поступает информация о координате X дефекта (22), и происходит расчет координаты Y дефекта (23), координаты передаются в основную программу (24), и ожидается окончание дефекта, координаты конца дефекта определяются (25) и также передаются в основную программу.
Авторами проведен натурный эксперимент, показавший, что для получения информации о ткани, могут быть использованы камеры с разрешением более 200 пикселей на миллиметр, в том числе камера SONY ILX-751А.
Источники информации
1. Ясинский И.Ф., Харахнин К.А. Устройство для регистрации дефектов на движущейся ткани. Патент 2296991. Бюл. 1024, 2007.
Устройство для определения наличия и вида дефекта ткани, содержащее в качестве датчика дефектов ткани и первичного преобразователя цифровую видеокамеру, соединенную с компьютером, выход которого соединен со входом принтера, отличающееся тем, что выход цифровой видеокамеры соединяется со входом компьютера через ПЗС-матрицу, устройство, состоящее из цифровой камеры и ПЗС-матрицы, устанавливается на браковочную машину на двух штативах и жестко закрепляется, второй вход компьютера соединен с выходом датчика скорости браковочной машины, выход компьютера соединен с устройством для маркировки тканей.
