針織機織針在線檢測裝置及檢測方法
【專利摘要】一種針織機織針在線檢測裝置及其檢測方法。該裝置由光電傳感單元、調(diào)制解調(diào)單元、比較器、微機控制單元和位置傳感器組成。本發(fā)明不僅能夠準(zhǔn)確檢測到損壞的織針，包括斷針、歪針，而且能夠?qū)椺樉幋a并定位損壞的織針的相對位置，以方便操作人員及時更換；該裝置具有工作距長、體積小、成本低、檢測靈敏度高和實時性能好等優(yōu)點。
【專利說明】針織機織針在線檢測裝置及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及針織機，特別是一種針織機織針在線檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在針織機工作過程中，織針經(jīng)常出現(xiàn)損壞，如斷針(針頭折斷裂)或歪針(側(cè)向彎曲)，都會導(dǎo)致織物上出現(xiàn)瑕疵，造成織物廢品的產(chǎn)生，因此，對織針是否損壞進(jìn)行檢測是十分必要的。
[0003]在先技術(shù)I “針織機織物疵點自動檢測裝置”(中國專利號90212451.X，發(fā)明人徐益蓀)中，它是根據(jù)織物出現(xiàn)疵點時，其透光性會產(chǎn)生大幅度突變而設(shè)計了由比較式光電感知系統(tǒng)和差動運算放大控制電路系統(tǒng)等構(gòu)成的疵點自動檢測裝置。該技術(shù)通過發(fā)光器發(fā)出的光經(jīng)光路被分成相同的兩束，透過光柵和織物的透射光照射在兩個光電接收器上，當(dāng)織物上出現(xiàn)疵點時，透射光的光強度產(chǎn)生差異，將這種光差異信號經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和控制電路實現(xiàn)電路自動控制停車。這種方法的不足之處在于:因織物組織結(jié)構(gòu)、織物顏色及工藝條件變化會引起織物透光性的改變，從而降低準(zhǔn)確性，且經(jīng)常因誤判而導(dǎo)致頻繁停機。
[0004]在先技術(shù)2“檢測針織機斷針的一種方法及其裝置”(中國專利號200610036411.1，發(fā)明人賴海軍)中，它是采用檢測紗振動的方式實現(xiàn)對斷針的檢測。該技術(shù)通過提取紗進(jìn)入針織機前的振動信號，當(dāng)出現(xiàn)斷針時紗會出現(xiàn)振動，將該振動信號轉(zhuǎn)換為針織機停機的停機信號，實現(xiàn)實時自動檢測針的好壞，自動停機并報警。這種方法的不足之處在于:因紗斷線或其他外界因素(如針盤轉(zhuǎn)速不均勻)也會產(chǎn)生紗振動，從而造成誤判；此外，該方法無法判別由于織針側(cè)向彎曲導(dǎo)致織物出現(xiàn)疵點的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服在先技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種針織機織針在線檢測裝置及其檢測方法。該裝置不僅能夠準(zhǔn)確檢測到損壞的織針，包括斷針、歪針，且能夠?qū)椺樉幋a以及定位損壞的織針的相對位置，以方便操作人員及時更換；該裝置具有工作距長、體積小、成本低、檢測靈敏度高和實時性能好等優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0007]—種針織機織針在線檢測裝置，其特點在于由光電傳感單元、調(diào)制解調(diào)單元、比較器、微機控制單元和位置傳感器組成；
[0008]所述的光電傳感單元包含發(fā)射光路和接收光路，所述的發(fā)射光路由發(fā)光光源和柱面聚焦鏡組成；發(fā)光光源發(fā)出的光經(jīng)柱面聚焦鏡聚焦在織針針頭表面成一條焦線；所述的接收光路，在織針針頭的反射光方向依次由準(zhǔn)直鏡、濾光片、聚焦鏡和光電接收器組成；
[0009]所述的調(diào)制解調(diào)單元包括調(diào)制電路和解調(diào)電路，包括所述的微機控制單元包括微控制器和顯示器；
[0010]所述的光電傳感單元發(fā)出的光照射在待測織針的針頭表面，待測織針在針織機針筒的軌道里做圓周運動，針織機針筒固定在針織機針盤上，針織機轉(zhuǎn)桿位于針織機針盤下方隨針織機轉(zhuǎn)動，針織機每轉(zhuǎn)一周，針織機轉(zhuǎn)桿也轉(zhuǎn)一周，所述的位置傳感器安裝在針織機針轉(zhuǎn)桿同高度的正前方，該位置傳感器的輸出端與所述的微控制器的第一 IO端口相連；所述的微控制器的第一輸出端接所述的調(diào)制電路的控制端，微控制器的第二輸出端接所述的顯示器的輸入端，微控制器的DAC端口接比較器的反相輸入端；所述的比較器的同相輸入端與所述的解調(diào)電路的輸出端相連，比較器的輸出端與所述的微控制器的第二 IO端口相連，所述的解調(diào)電路的輸入端與所述的光電接收器的輸出端相連，解調(diào)電路的輸出端與所述的微控制器的ADC端口相連，所述的調(diào)制電路的輸出端接所述的發(fā)光光源的控制端；
[0011]所述的微控制器將調(diào)制信號輸出給調(diào)制電路，該調(diào)制電路驅(qū)動發(fā)光光源發(fā)光，照射在待測織針的針頭表面，該待測織針的針頭的反射光依次經(jīng)準(zhǔn)直鏡、濾光片、聚焦鏡，由光電接收器接收并輸出電信號給所述的解調(diào)電路，該解調(diào)電路輸出織針信號，織針信號輸出到所述的比較器的同相輸入端，與比較器的反相輸入端的微控制器的DAC端口輸出的開關(guān)閾值比較，輸出織針脈沖信號到微控制器的第二 IO端口，織針信號還輸出到微控制器的ADC端口，位置傳感器輸出信號到微控制器的第一 IO端口，所述的微機控制器測量織針信號大小，以設(shè)定開關(guān)閾值，采集位置傳感器的周轉(zhuǎn)信號，計數(shù)脈沖信號，以對織針編碼，測量脈沖信號時間，以判別織針是否損壞，當(dāng)檢測到損壞織針時，將織針的編號顯示在顯示器上，同時控制針織機停機。
[0012]所述的調(diào)制電路驅(qū)動發(fā)光光源發(fā)光并對光進(jìn)行調(diào)制；所述的解調(diào)電路依次由前置放大電路、帶通濾波電路、放大電路、峰值檢波電路、低通濾波電路組成，對所述的光電接收器輸出的電信號解調(diào)，輸出織針信號，織針信號反映織針針頭反射的光強大??；
[0013]所述的比較器將所述的解調(diào)電路輸出的織針信號與所述的微控制器的DAC端口輸出的開關(guān)閾值比較，輸出脈沖信號，當(dāng)脈沖信號為高電平時，說明織針為未損織針；
[0014]所述的位置傳感器在針織機轉(zhuǎn)動過程中，輸出周轉(zhuǎn)信號，以定位針織機針盤上起始織針的位置；
[0015]所述的微控制器輸出調(diào)制信號給調(diào)制電路，測量所述的調(diào)制電路輸出的織針信號大小，以設(shè)定開關(guān)閾值，采集所述的位置傳感器的周轉(zhuǎn)信號、計數(shù)所述的比較器輸出的脈沖信號，以對織針編碼，測量所述的脈沖信號時間，以判別織針是否損壞，當(dāng)檢測到損壞織針時，將損壞織針的編號顯示在顯示器上，同時控制針織機停機。
[0016]所述的發(fā)射光路的光軸與接收光路的光軸之間有一個夾角，該夾角的取值范圍是35。~55° ;
[0017]所述的光電傳感單元相對織針的位置可以手動微調(diào)，使經(jīng)發(fā)射光路聚焦后的光斑最細(xì)銳處集中在織針針頭表面，從而光電接收器輸出的電信號達(dá)到最大，提高測量靈敏度。
[0018]利用上述針織機織針在線檢測裝置對織針的檢測方法，該方法包括下列步驟::
[0019]①調(diào)整光路，設(shè)定開關(guān)閾值:將光電傳感單元的發(fā)光光源發(fā)出的光照射在針織機針筒上任意一根靜止的織針的針頭，微調(diào)光電傳感單元的位置，使解調(diào)電路輸出的織針信號盡可能達(dá)到最大，微控制器對織針信號進(jìn)行測量，開關(guān)閾值設(shè)定為該織針信號的一個百分比，并由微控制器的DAC端口輸出給解調(diào)電路；
[0020]②采集信號:啟動針織機，所述的光電接收器接收織針反射回的變化的光信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)變化的電信號，經(jīng)解調(diào)電路處理后將織針脈沖信號輸出給微控制器；
[0021]③自動識別:所述的微控制器讀取到位置傳感器的周轉(zhuǎn)信號和所述的織針脈沖信號后，開始計數(shù)所述的脈沖信號上升沿的跳變次數(shù)，以對織針編碼，同時測量每兩個相鄰脈沖上升沿之間的間隔時間進(jìn)行下列判別:
[0022]當(dāng)間隔時間大于未損織針間隔時間的兩倍時，表明此處織針出現(xiàn)折斷裂，確定折斷裂織針相對起始織針的位置；
[0023]當(dāng)間隔時間大于等于未損織針間隔時間的一倍且小于兩倍時，表明此處織針出現(xiàn)側(cè)向彎曲，確定彎曲織針相對起始織針的位直；
[0024]④當(dāng)存在損壞的織針，所述的微控制器將損壞織針相對起始織針的位置在顯示器上顯示，同時控制針織機停機。
[0025]與在先技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點:
[0026]1.在線檢測，實時性高。
[0027]本發(fā)明采用基于光反射的光電傳感系統(tǒng)、快速響應(yīng)的模擬電路處理信號，能夠?qū)崟r監(jiān)測織針，做到在線檢測，可避免出現(xiàn)瑕疵，從而降低廢品率。
[0028]2.準(zhǔn)確度高，抗干擾性強。
[0029]本發(fā)明對光源進(jìn)行了調(diào)制，解調(diào)時只提取調(diào)制頻率的基頻信號，以提高信噪比，同時，在接收光路中加入了濾光片，減少外界其他雜散光的干擾。
[0030]3.能識別側(cè)向彎曲的歪針。
[0031 ] 本發(fā)明不僅能識別斷針，還可以識別側(cè)向彎曲的歪針，可避免織物出現(xiàn)疵點。
[0032]4.能定位壞針位置。
[0033]本發(fā)明能夠?qū)ξ磽p織針編碼，當(dāng)出現(xiàn)損壞織針時能計算出損壞針相對起始織針的位置，從而使針織機操作人員快速找到損壞織針，及時更換，提高效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明針織機織針在線檢測裝置及其檢測方法的結(jié)構(gòu)框圖。
[0035]圖2是本發(fā)明解調(diào)電路的一個實施例電路圖。
[0036]圖3是本發(fā)明對未損織針進(jìn)行在線檢測時解調(diào)電路及比較器信號示意圖。
[0037]圖4是本發(fā)明對斷裂織針進(jìn)行在線檢測時解調(diào)電路及比較器信號示意圖。
[0038]圖5是本發(fā)明對側(cè)向彎曲織針進(jìn)行在線檢測時解調(diào)電路及比較器信號示意圖。
[0039]圖6是本發(fā)明實施例解調(diào)電路及比較器輸出信號在線檢測結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041]先請參閱圖1，圖1是本發(fā)明針織機織針在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)框圖。由圖1可見，本發(fā)明針織機織針在線檢測裝置主要由光電傳感單元1、調(diào)制解調(diào)單元2、比較器3、微機控制單元4和位置傳感器5組成；
[0042]所述的光電傳感單元I包含發(fā)射光路和接收光路，所述的發(fā)射光路由發(fā)光光源11和柱面聚焦鏡12組成；發(fā)光光源11發(fā)出的光經(jīng)柱面聚焦鏡12聚焦在織針針頭6表面成一條焦線；所述的接收光路，在織針針頭6的反射光方向依次由準(zhǔn)直鏡13、濾光片14、聚焦鏡15和光電接收器16組成；[0043]所述的調(diào)制解調(diào)單元2包括調(diào)制電路21和解調(diào)電路22，包括所述的微機控制單元4包括微控制器41和顯不器42 ；
[0044]所述的光電傳感單元I發(fā)出的光照射在待測織針6的針頭表面，待測織針6在針織機針筒7的軌道里做圓周運動，針織機針筒7固定在針織機針盤8上，針織機轉(zhuǎn)桿9位于針織機針盤8下方隨針織機轉(zhuǎn)動，針織機每轉(zhuǎn)一周，針織機轉(zhuǎn)桿9也轉(zhuǎn)一周，所述的位置傳感器5安裝在針織機針轉(zhuǎn)桿9同高度的正前方2cm處，該位置傳感器5的輸出端與所述的微控制器41的第一 IO端口相連；所述的微控制器41的第一輸出端接所述的調(diào)制電路21的控制端，微控制器41的第二輸出端接所述的顯示器42的輸入端，微控制器41的DAC端口接比較器3的反相輸入端；所述的比較器3的同相輸入端與所述的解調(diào)電路22的輸出端相連，比較器3的輸出端與所述的微控制器41的第二 IO端口相連，所述的解調(diào)電路22的輸入端與所述的光電接收器16的輸出端相連，解調(diào)電路22的輸出端與所述的微控制器41的ADC端口相連，所述的調(diào)制電路21的輸出端接所述的發(fā)光光源11的控制端；
[0045]所述的微控制器41將調(diào)制信號輸出給調(diào)制電路21，該調(diào)制電路21驅(qū)動發(fā)光光源11發(fā)光，照射在待測織針6的針頭表面，該待測織針6的針頭的反射光依次經(jīng)準(zhǔn)直鏡13、濾光片14、聚焦鏡15，由光電接收器16接收并輸出電信號給所述的解調(diào)電路22，該解調(diào)電路22輸出織針信號，織針信號輸出到所述的比較器3的同相輸入端，與比較器3的反相輸入端的微控制器41的DAC端口輸出的開關(guān)閾值比較，輸出脈沖信號，脈沖信號輸出到微控制器41的第二 IO端口，織針信號還輸出到微控制器41的ADC端口，位置傳感器5輸出信號到微控制器41的第一 IO端口，所述的微機控制器41測量織針信號大小，以設(shè)定開關(guān)閾值，采集位置傳感器5的周轉(zhuǎn)信號、計數(shù)脈沖信號，以對織針編碼，測量脈沖信號時間，以判別織針是否損壞，當(dāng)檢測到損壞針時，將織針的編號顯示在顯示器32上，同時控制針織機停機。
[0046]所述的發(fā)射光路的光軸與接收光路的光軸之間有一個夾角，該夾角的取值范圍是35。?55° ;
[0047]請參閱圖2，圖2是本發(fā)明的解調(diào)電路的一個實施例電路圖。所述的解調(diào)電路22包括一前置放大電路100、一帶通濾波電路101、一放大電路102、一峰值檢波電路103、一低通濾波電路104 ；
[0048]所述前置放大電路100包括一運放U1、一電阻Rl和一電容Cl,所述運放Ul的負(fù)輸入端2腳作為所述前置放大電路100的輸入端同所述的光電傳感單元I的光電接收器16的輸出端連接、同所述電阻Rl —端連接、同所述電容Cl 一端相連，所述運放Ul的正輸入端3腳接地，所述運放Ul的輸出端6腳連接所述電阻Rl另一端、連所述電容Cl另一端，連接所述帶通濾波電路101的輸入端；
[0049]所述帶通濾波電路101包括一運放U2A、三電阻R2、R3、R4和二電容C2、C3，所述電阻R2 —端同所述運放Ul的輸出端6腳連接，所述電阻R2另一端同電阻R3 —端連接，所述電阻R3另一端接地，所述電容C2 —端同所述電阻R2和電阻R3的連接點相連，所述電容C2另一端同電阻R4 —端連接，所述電阻R4另一端同電容C3 —端連接，所述電容C3另一端同所述電阻R2、電阻R3和電容C2之間的連接點相連，所述運放U2A的負(fù)輸入端2腳同所述電阻R4和所述電容C3的連接點相連，所述運放U2A的正輸入端3腳接地，所述運放U2A的輸出端I腳同所述電容C4和電阻R4的連接點相連；
[0050]所述放大電路102包括一運放U2B、二電阻R5、R6和一電容C4，所述電阻R5 —端同所述運放U2A的輸出端I腳連接，所述電阻R5另一端同運放U2B的負(fù)輸入端2腳連接，所述電阻R6 —端同運放U2B的負(fù)輸入端2腳連接、同電容C4 一端連接，所述電阻R6另一端同運放U2B的負(fù)輸入端I腳連接，、同電容C47另一端連接，所述運放U2B的正輸入端3腳接地；
[0051]所述峰值檢波電路103包括一二極管D1、一電容C5、一電阻R7，所述二極管Dl陽極同所述運放U2A的輸出端I腳連接，所述二極管Dl陰極同電容C5 —端連接、同電阻R7一端連接，所述電容C5另一端接地，所述電阻R7另一端接地；
[0052]所述低通濾波電路104包括一運放仍八，四電阻1?8、1?9、1?10、1?11和二電容C6、C7，所述電阻R8 —端同所述二極管Dl的陰極連接，所述電阻R8另一端同電阻R9 —端相連，所述電阻R9另一端同電容C7連接，所述電容C7另一端接地，所述電容C6 —端同所述電阻R8和電阻R9的連接點相連，所述電容C6另一端同電阻Rll連接，所述電阻Rll另一端同電阻RlO連接，所述電阻RlO另一端接地，所述運放U3A的負(fù)輸入端2腳同所述電阻Rll和電阻RlO的連接點相連，所述運放U3A的正輸入端3腳同所述電阻R9和電容C7的連接點相連，所述運放U3A的輸出端I腳同所述電容C6和電阻Rll的連接點相連，所述運放U3A的輸出端I腳作為低通濾波電路104的輸出端，連接至微控制器ADC端口 ；
[0053]光電接收器16輸出的電信號，經(jīng)前置放大電路100放大后輸入帶通濾波電路101，帶通濾波電路101為窄帶濾波，只允許調(diào)制信號的基頻通過，輸出以調(diào)制信號的基頻為頻率的正弦波，峰值檢波電路102提取經(jīng)放大電路103放大后的正弦波的峰值，經(jīng)低通濾波電路104平滑，輸出織針信號；織針信號連接至微控制器41的ADC端口，織針信號的大小反映了織針針頭表面反射光的光強大小，反射光越強，織針信號越大，反之亦反；
[0054]所述的比較器3將所述的織針信號與開關(guān)閾值比較，輸出脈沖信號；所述的開關(guān)閾值由微控制器41的DAC端口輸出；當(dāng)光電傳感單元I的光照射在未斷裂的織針織針針頭表面時，織針信號大于開關(guān)閾值，脈沖信號為高電平；當(dāng)光電傳感單元I的光照射在斷裂的織針上或無織針處時，織針信號小于開關(guān)閾值，脈沖信號為低電平；
[0055]請參閱圖3，圖3是本發(fā)明在針織機勻速周轉(zhuǎn)過程中，對于未損織針，解調(diào)電路中各電路及比較器輸出的信號示意圖。反射光信號轉(zhuǎn)換為電信號后輸入至前置放大電路，前置放大電路的輸出波形為占空比相同但幅度變化明顯的脈沖波，當(dāng)光斑正好照射在整個針頭表面時，信號幅度最大；帶通濾波電路輸出與脈沖波頻率相同、幅度變化相似的正弦波；峰值檢波電路輸出波形為正弦波的包絡(luò)波形；比較器輸出波形為每一根織針對應(yīng)一個脈沖波形；
[0056]請參閱圖4，圖4是本發(fā)明在針織機勻速周轉(zhuǎn)過程中，對于斷裂的織針，解調(diào)電路中各電路及比較器輸出的信號示意圖。對于斷裂的織針，前置放大電路輸出波形為占空比相同、幅度小且變化不明顯的脈沖波；帶通濾波電路輸出與脈沖波頻率相同、幅度變化相似的正弦波；峰值檢波電路輸出波形為正弦波的包絡(luò)波形；比較器輸出波形為一個低電平；
[0057]請參閱圖5，圖5是本發(fā)明在針織機勻速周轉(zhuǎn)過程中，對于側(cè)向彎曲的織針，解調(diào)電路中各電路及比較器輸出的信號示意圖。對于側(cè)向彎曲的織針，前置放大電路輸出波形為占空比相同且幅度變化明顯的脈沖波，當(dāng)光斑正好照射在整個針頭表面時，信號幅度最大，但與未損織針的脈沖波相比有明顯延遲； 帶通濾波電路輸出與脈沖波頻率相同、幅度變化相似的正弦波；峰值檢波電路輸出波形為正弦波的包絡(luò)波形；比較器輸出波形為一個向后延遲的脈沖波形。此示意圖中的側(cè)向彎曲的織針為向右側(cè)向，比較器輸出波形為一個向后延遲的脈沖波形，若側(cè)向彎曲的織針為向左側(cè)向時，則比較器輸出波形為一個向前超前的脈沖波形；
[0058]參閱圖3、圖4、圖5可以看出，針織機勻速周轉(zhuǎn)過程中，未損織針情況下，比較器輸出的脈沖信號的每兩個相鄰上升沿之間的間隔時間相同，當(dāng)在兩根未損織針之間存在一根斷裂的織針時，脈沖信號的兩個相鄰上升沿之間的間隔時間為未損織針情況下間隔時間的兩倍；當(dāng)在兩根未損織針之間存在多根斷裂的織針時，脈沖信號的兩個相鄰上升沿之間的間隔時間會大于未損織針情況下間隔時間的兩倍；當(dāng)在兩根未損織針之間存在一根側(cè)向彎曲的織針時，脈沖信號的兩個相鄰上升沿之間的間隔時間在未損織針情況下間隔時間的一倍與兩倍之間，當(dāng)在兩根未損織針之間存在多根側(cè)向彎曲的織針時，則只能判斷出第一根側(cè)向彎曲的織針；
[0059]所述的位置傳感器5在針織機轉(zhuǎn)動過程中，輸出周轉(zhuǎn)信號，以定位針織機針盤上起始織針的位置；
[0060]所述的微控制器41輸出調(diào)制信號給調(diào)制電路21，測量所述的調(diào)制電路22輸出的織針信號大小，以設(shè)定開關(guān)閾值，采集所述的位置傳感器5的周轉(zhuǎn)信號、捕獲所述的比較器3輸出的脈沖信號的上升沿，計數(shù)上升沿跳變次數(shù)，以對織針編碼，同時測量每兩個相鄰上升沿之間的間隔時間，以判別織針是否出現(xiàn)折斷裂或側(cè)向彎曲。當(dāng)檢測到損壞織針時，將損壞織針的編號顯示在顯示器42上，同時控制針織機停機。
[0061]該裝置檢測方法如下:
[0062]①調(diào)整光路，設(shè)定開關(guān)閾值:將光電傳感單元I的發(fā)光光源發(fā)出的光照射在針織機針筒上任意一根靜止的織針的針頭，微調(diào)光電傳感單元的位置，使解調(diào)電路22輸出的織針信號盡可能達(dá)到最大，微控制器41對織針信號進(jìn)行測量，開關(guān)閾值設(shè)定為該織針信號的一個百分比，并由微控制器的DAC端口輸出；
[0063]②采集信號:啟動針織機，所述的光電接收器16接收織針反射回的變化的光信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)變化的電信號，經(jīng)解調(diào)電路22處理后輸出織針信號，該織針信號與所述的開關(guān)閾值經(jīng)比較器3比較后輸出的脈沖信號輸出給微控制器41 ；
[0064]③自動識別:所述的微控制器41讀取到位置傳感器5的周轉(zhuǎn)信號后，開始計數(shù)所述的脈沖信號上升沿的跳變次數(shù)，以對織針編碼，同時測量每兩個相鄰上升沿之間的間隔時間進(jìn)行下列判別:
[0065]當(dāng)間隔時間大于等于未損織針間隔時間的兩倍時，表明此處織針出現(xiàn)折斷裂，確定折斷裂織針相對起始織針的位置；
[0066]當(dāng)間隔時間大于未損織針間隔時間的一倍且小于兩倍時，表明此處織針出現(xiàn)側(cè)向彎曲，確定彎曲織針相對起始織針的位置；
[0067]④當(dāng)存在損壞的織針，所述的微控制器41將損壞針相對起始織針的位置在顯示器42上顯示，同時控制針織機停機。
[0068]圖1是本發(fā)明的最佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其具體結(jié)構(gòu)和參數(shù)敘述如下:
[0069]本實施例光電傳感單兀中，發(fā)光光源選用峰值波長為670nm的激光光源，功率IOmff ;聚焦鏡12的通光孔徑為Φ7πιπι，工作距為15.5mm的柱面鏡；激光光源經(jīng)柱面鏡后聚焦在織針針頭表面的焦線尺寸為2_X30um ;準(zhǔn)直鏡13和聚焦鏡15是相同的平凸鏡；光電接收器16為光電二極管。
[0070]調(diào)制電路中，調(diào)制信號為頻率50kHz、占空比1:1的脈沖信號，調(diào)制電路使用激光驅(qū)動模塊，驅(qū)動芯片為IC-HB。
[0071]解調(diào)電路中，前置放大電路的運放型號為0PA656，帶通濾波電路和放大電路的運放型號為0PA2228，放大電路的運放型號為0PA2209。帶通濾波電路的中心頻率為49.5kHz,帶寬為1.07kHz,品質(zhì)因數(shù)為45.55 ；
[0072]比較器的比較芯片型號為LM393，開關(guān)閾值設(shè)為調(diào)整好光路后單根織針靜止時測量值的50%。
[0073]微控制單元中，微控制器為STM32F103，顯示器為LM240120BFW。位置傳感器為霍爾接近開關(guān)。
[0074]利用所述裝置對機號為28針/英寸的針織機在勻速轉(zhuǎn)動下進(jìn)行在線檢測，其實際織針信號及脈沖信號如圖6所示。圖6中，織針信號為解調(diào)電路的輸出波形，該信號的每個波峰代表一根織針，其峰值大小不同是由于針織機實際運行過程中，織針存在微小的抖動導(dǎo)致的；脈沖信號為比較器的輸出波形，當(dāng)出現(xiàn)斷裂的織針時，對應(yīng)處輸出一個低電平，當(dāng)出現(xiàn)歪針時，對應(yīng)處輸出一個延遲的脈沖波形。由圖6可知，本實施例能夠準(zhǔn)確識別出斷裂的織針和側(cè)向彎曲的織針，達(dá)到織針在線檢測的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種針織機織針在線檢測裝置，其特征在于由光電傳感單元(I)、調(diào)制解調(diào)單元(2 )、比較器(3 )、微機控制單元(4 )和位置傳感器(5 )組成； 所述的光電傳感單元(I)包含發(fā)射光路和接收光路，所述的發(fā)射光路由發(fā)光光源(11)和柱面聚焦鏡(12)組成；發(fā)光光源(11)發(fā)出的光經(jīng)柱面聚焦鏡(12)聚焦在織針針頭(6)表面成一條焦線；所述的接收光路，在織針針頭(6)的反射光方向依次由準(zhǔn)直鏡(13)、濾光片(14)、聚焦鏡(15)和光電接收器(16)組成； 所述的調(diào)制解調(diào)單元(2)包括調(diào)制電路(21)和解調(diào)電路(22)，包括所述的微機控制單元(4)包括微控制器(41)和顯示器(42)； 所述的光電傳感單元(I)發(fā)出的光照射在待測織針(6)的針頭表面，待測織針(6)在針織機針筒(7)的軌道里做圓周運動，針織機針筒(7)固定在針織機針盤(8)上，針織機轉(zhuǎn)桿(9)位于針織機針盤(8)下方隨針織機轉(zhuǎn)動，針織機每轉(zhuǎn)一周，針織機轉(zhuǎn)桿(9)也轉(zhuǎn)一周，所述的位置傳感器(5)安裝在針織機針轉(zhuǎn)桿(9)同高度的正前方2cm處，該位置傳感器(5)的輸出端與所述的微控制器(41)的第一 IO端口相連；所述的微控制器(41)的第一輸出端接所述的調(diào)制電路(21)的控制端，微控制器(41)的第二輸出端接所述的顯示器(42)的輸入端，微控制器(41)的DAC端口接比較器(3)的反相輸入端；所述的比較器(3)的同相輸入端與所述的解調(diào)電路(22)的輸出端相連，比較器(3)的輸出端與所述的微控制器(41)的第二IO端口相連，所述的解調(diào)電路(22)的輸入端與所述的光電接收器(16)的輸出端相連，解調(diào)電路(22)的輸出端與所述的微控制器(41)的ADC端口相連，所述的調(diào)制電路(21)的輸出端接所述的發(fā)光光源(11)的控制端； 所述的微控制器(41)將 調(diào)制信號輸出給調(diào)制電路(21)，該調(diào)制電路(21)驅(qū)動發(fā)光光源(11)發(fā)光，照射在待測織針(6)的針頭表面，該待測織針(6)的針頭的反射光依次經(jīng)準(zhǔn)直鏡(13)、濾光片(14)、聚焦鏡(15),由光電接收器(16)接收并輸出電信號給所述的解調(diào)電路(22)，該解調(diào)電路(22)輸出織針信號，織針信號輸出到所述的比較器(3)的同相輸入端，與比較器(3)的反相輸入端的微控制器(41)的DAC端口輸出的開關(guān)閾值比較，輸出脈沖信號，脈沖信號輸出到微控制器(41)的第二 IO端口，織針信號還輸出到微控制器(41)的ADC端口，位置傳感器(5)輸出信號到微控制器(41)的第一 IO端口，所述的微機控制器(41)測量織針信號大小，以設(shè)定開關(guān)閾值，采集位置傳感器(5)的周轉(zhuǎn)信號、計數(shù)脈沖信號，以對織針編碼，測量脈沖信號時間，以判別織針是否損壞，當(dāng)檢測到損壞針時，將織針的編號顯示在顯示器(32)上，同時控制針織機停機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針織機織針在線檢測裝置，其特征在于所述的發(fā)射光路的光軸與接收光路的光軸之間有一個夾角，該夾角的取值范圍是35°~55°。
3.利用權(quán)利要求1所述的針織機織針在線檢測裝置對織針的檢測方法，其特征在于該方法包括下列步驟: ①調(diào)整光路，設(shè)定開關(guān)閾值:將光電傳感單元(I)的發(fā)光光源發(fā)出的光照射在針織機針筒上任意一根靜止的織針的針頭，微調(diào)光電傳感單元的位置，使解調(diào)電路(22)輸出的織針信號盡可能達(dá)到最大，微控制器(41)對織針信號進(jìn)行測量，開關(guān)閾值設(shè)定為該織針信號的一個百分比，并由微控制器的DAC端口輸出給解調(diào)電路(22); ②采集信號:啟動針織機，所述的光電接收器(16)接收織針反射回的變化的光信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)變化的電信號，經(jīng)解調(diào)電路(22)處理后將織針脈沖信號輸出給微控制器(41)；③自動識別:所述的微控制器(41)讀取到位置傳感器(5)的周轉(zhuǎn)信號和所述的織針脈沖信號后，開始計數(shù)所述的脈沖信號上升沿的跳變次數(shù)，以對織針編碼，同時測量每兩個相鄰脈沖上升沿之間的間隔時間進(jìn)行下列判別: 當(dāng)間隔時間大于未損織針間隔時間的兩倍時，表明此處織針出現(xiàn)折斷裂，確定折斷裂織針相對起始織針的位置； 當(dāng)間隔時間大于等于未損織針間隔時間的一倍且小于兩倍時，表明此處織針出現(xiàn)側(cè)向彎曲，確定彎曲織針相對起始織針的位置； ④當(dāng)存在損壞的織針，所述的微控制器(41)將損壞織針相對起始織針的位置在顯示器(42)上顯示，同時控制針織.機停機。
【文檔編號】D04B35/18GK103469472SQ201310418936
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】廖小情, 劉鷺, 朱永康, 趙永凱, 黃立華, 郭凱, 黃惠杰 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所