[發明專利]基于圖像識別的自動絡筒機自動上紗系統與方法

有效

• 申請號: 201910693556.6
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110407031B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 夏浩宇;索雙富;張蓉;劉躍;時劍文
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B65H67/06
• 分類號: B65H67/06;B65G35/00;B65G47/90
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種基于圖像識別的自動絡筒機自動上紗系統，屬于環錠紡絡筒設備，包括自動導航車及裝于其上的紗管倉、圖像獲取裝置、抓取機械手和吸線裝置。自動導航車沿鋪設在地面的磁性軌道線運動，并在自動絡筒機紗庫旁停留，開始上紗，圖像獲取裝置拍攝自動絡筒機紗庫圖像，識別定位出未裝紗管的紗庫空位，圖像獲取裝置拍攝紗管倉圖像，識別定位出紗管，選擇一個紗管作為抓取目標，抓取機械手抓取該紗管并移動至吸線裝置，吸線裝置將紗管的線頭吸出后，抓取機械手將紗管移動至自動絡筒機紗庫的空位。本發明可取代人工上紗，減少工人勞動量，提升設備自動化和智能化水平，保證絡筒過程中的紗管供應不間斷，提高生產率，且對原有設備改動小，設備改造成本低。

技術領域

本發明屬于環錠紡絡筒設備技術領域，特別涉及一種基于圖像識別的自動絡筒機自動上紗系統與方法。

背景技術

絡筒是紡紗的最后一道工序，將小容量的管紗連接起來，做成大容量的筒紗，提供后續的織造使用。自動絡筒機取代了人工絡筒，實現了絡筒工序的自動化，降低勞動強度，提高勞動效率。目前在國際市場上，意大利薩維奧公司、日本村田機械株式會社和德國賜來福公司占據了較多市場份額；國內則有青島宏大、上海二紡機、江蘇凱宮、東飛馬佐里等公司。目前國內紡織行業的自動絡筒機大部分是紗庫式自動絡筒機，采用人工插細紗管紗，無法實現自動供料，因此絡筒是整個紡紗過程中用人最多的環節。擋車工必須不停地在自動絡筒機前巡回給單錠紗庫插細紗管紗；當單錠滿筒時，擋車工必須給單錠落筒，落一個筒的時間平均為5-10秒，在使用大紗庫自動絡筒機的情況下，一個擋車工至少要看2-4臺機器，勞動強度大。

隨著近年用工成本的不斷攀升、人口老齡化與教育普及化，并且工作環境高溫、高粉塵、高濕度、高噪音，紡織企業招工難、用工貴的問題日益突出。因此，自動絡筒機的自動上紗系統的研制已成為行業的一項現實需求。

托盤式自動絡筒機實現了自動找頭、插管、絡筒，完全節省了人力，減輕了擋車工的勞動強度，可節約用工75％左右，但是單臺投入成本比紗庫式自動絡筒機增加了35萬左右，淘汰原有設備的成本高，且無法一機服務于多臺自動絡筒機。

結合國內紡織行業紗庫式自動絡筒機存量大的特點，開發紗庫式自動絡筒機的自動上紗系統是另一個可行的方案。如專利CN107381231A所述絡筒插紗機器人及其插紗方法，其優點在于使用移動式機器人，對原有自動絡筒機的改造較少，通用性好，可以和人工操作兼容，其缺點在于需要整理裝置將紗管大小頭按照設定方位排布，即機器人需要額外執行整理動作，工作流程復雜，影響插紗效率；如專利CN109626130A所述自絡筒小車系統，其優點如前所述，其缺點在于有多個輸送機，占據了較多空間，影響系統能裝載的紗管數量，輸送系統工作流程過于復雜；如專利CN108423495A所述自動投紗設備和如專利CN109019171A所述自動抓紗裝置，其優點在于用單錠機械手進行上紗，穩定性和可靠性好，缺點在于需要在每臺自動絡筒機上安裝抓取裝置、需要安裝輸送裝置，對原有設備的改造大，成本高。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于圖像識別的自動絡筒機自動上紗系統與方法，能夠實現紗庫式自動絡筒機的自動上紗。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于圖像識別的自動絡筒機自動上紗系統，包括在有多個自動絡筒機的車間中運動，并在自動絡筒機紗庫旁停留的自動導航車，自動導航車上設置有：

紗管倉，用于存儲紗管；

圖像獲取裝置，用于獲取自動絡筒機紗庫和紗管倉的圖像，進行圖像識別和定位，獲取自動絡筒機紗庫空位的位置信息，獲取紗管倉中紗管的位置信息，并選擇一個待抓取的紗管；

抓取機械手，用于從紗管倉中抓取紗管，將其移動到吸線裝置，待吸線裝置將紗管的線頭吸出后，抓取紗管，將其放入自動絡筒機紗庫的空位中；

吸線裝置，用于將紗管的線頭吸出。