研究背景:玻纤细纱经过捻纱机后,形成一个个的管纱,管纱需要经过去皮,测量Tex,外观检测,称重,包装等环节,才能够出厂。目前外观检测都是由人工来完成。主要缺点是工作强度大,漏检率较高,检测标准不一致,易受人的主观因素影响,加之人工成本过高,管理复杂,无法保证检测质量稳定等。长时间的工作不仅不能保证检测精度及效率,还极大损害检测人员的视力。
为了解决这些问题,急需发展快速、高效的自动外观检测系统来代替传统的检测方法。随着计算机技术与图像处理技术的飞速发展,机器视觉已在表面缺陷检测领域中得到越来越广泛的应用。采用基于机器视觉的表面缺陷检测装置是一种有效的选择,机器视觉不仅可以提高检测速度,降低劳动成本,而且可以通过自动检测系统为质量管理提供可观的参考数据,对企业具有重要意义。
针对以上问题,我们经过1年多的时间,研发了专利产品“HDGS-I型管纱外观自动检测系统”,我们采用机器视觉的方式,代替人眼来自动检测管纱的外观缺陷,大大提高了工作效率,降低了用工成本,模型如下图所示:
如图所示,检测系统共有上纱,称重,检测1,检测2,下纱共5个工位。
本套系统有两种工作模式:
半自动模式:人工上、下纱;
流水线模式:与自动生产线配套,则更能发挥其作用;
主要功能和指标
序号 |
功能 |
功能 |
1 |
测算体积重量 |
自动称量管纱重量,自动计算管纱体积; |
2 |
测算TEX |
如果管纱定长,可直接得出TEX; |
3 |
检测毛羽 |
可检测毛羽:可以测量数量,长度,可设置检测长度; |
4 |
检测毛纱 |
可检测毛圈,脱圈,泡泡纱,毛纱等缺陷; |
5 |
检测污渍 |
可检测污渍,污纱,纱管脏:可设置面积大小,污渍的严重程度。 |
6 |
检测外形 |
可检测凹凸纱,碰伤,松纱等形状不良。 |
7 |
检测破损 |
可检测管纱上部和下部划及破损。 |
8 |
检测水印 |
可检测明显水印,波浪纹; |
9 |
速度检测 |
速度:最高检测速度360个/小时。 |
10 |
及时报警 |
报警:发现超标的管纱,直接报警; |
11 |
可剔除不合格 |
剔除:具有控制剔除机构动作的电气接口。 |
12 |
图像数据详尽 |
记录:可以记录每个管纱的测试数据,保存污渍,形状,上下部的管纱缺陷图像到数据库,可保存3个月 |
13 |
可生成报表 |
报表:按照要求,可生成统计报表。 |
14 |
幅宽 |
长宽高:1000 x 600 x 1900 |
15 |
工作时长 |
24小时工作制,0-40℃。 |
效率计算
检测工位费时最长,约为10s;
每小时:(60 x 60 / 10) = 360个;
每天:24 x 360 = 8640个;
考虑各种因素,效率为0.8; 8640 x 0.8 = 6912个;
经济效益分析
可以稳定质量,减少投诉和索赔。
自动得到大量真实、客观的数据,为改进上道工序,进一步提高质量,减少次等纱提供了科学的依据。
按照目前的配置,毛羽检测人员每班只需要2个人;
我们注意到如果经过进一步的研究测试,统计分析,能够直接测量TEX(或者抽查?) ,就能够减少更多的人员。
某公司4万吨细纱,直接效益年可节省:30人 x 5万 = 150万。
西安获德图像技术有限公司是一家从事机器视觉高新技术领域内,各种自动检测设备开发、研制和销售为一体的综合型高技术企业。提供快速、高效的定制服务,结合用户实情设计最优化的技改方案,包含软硬件设计、安装、调试及人员培训的全面服务等,为全球客户提供优质的玻纤织物表面缺陷智能检测产品和服务。
公司采用集图像处理、光学成像、计算机软硬件技术于一体的机器视觉技术,在玻璃纤维、碳纤维、化纤、无纺布等织物表面质量检测的研究一直处于国内领先地位。拥有发明专利,实用新型专利,软件著作权等十余项。率先研发多项拥有自主知识产权的智能检测系统和装置,如:高速智能验布系统、络纱机断纱及留重检测装置、玻纤经编机异物在线检测装置、玻纤短切毡表面缺陷检测系统、沙团底部在线检测装置、织机在线验布系统、玻纤方格布缺陷在线检测装置、缝边毡外观质量检测系统、纱团污渍检测系统等。
公司非常重视和高校合作,常年与“陕西省2011产业用纺织品协同创新中心”合作,依托自动化、机器视觉等技术多次成功的解决了纺织用品和工业板材表面缺陷检测难题。研发产品目前已在多个行业应用,产品质量稳定,受到业界的一致好评。