一种双轴向经编机纬纱的断纱检测装置及其检测方法.pdf

本发明涉及一种双轴向经编机纬纱的断纱检测装置及检测方法，检测装置包括可编程计算机控制器和输入/出模块，可编程计算机控制器与输入/出模块通信连接，还包括漫反射式光电传感器，所述漫反射式光电传感器包括红外发射模块和红外接收模块，所述红外发射模块和红外接收模块分别与输入/出模块通信连接。用该检测装置的检测方法，包括在可编程计算机控制器上设置双轴向经编机主轴转动周期TR＝D/RI、设置挂纱方式M、可编程计算机控制器根据检测到纬纱的位置进行判断纬纱是否断纱以及若可编程计算机控制器判断纬纱断纱时，则停机(含紧停)并且停止纬纱断纱检测功能。本发明的检测装置结构简单，用该检测方法检测纬纱断纱的检测效果好。

1.  一种双轴向经编机纬纱的断纱检测装置，包括可编程计算机控制器(1001)和输入/出模块(2001)，所述可编程计算机控制器(1001)与输入/出模块(2001)通信连接，其特征在于：还包括漫反射式光电传感器(3001)，所述漫反射式光电传感器(3001)包括红外发射模块(3002)和红外接收模块(3003)，所述红外发射模块(3002)和红外接收模块(3003)分别与输入/出模块(2001)通信连接。

2.  根据权利要求1所述的双轴向经编机纬纱的断纱检测装置，其特征在于：所述漫反射式光电传感器(3001)的型号为1040-300-506。

3.  一种双轴向经编机纬纱的断纱检测方法，其特征在于：包括下列步骤：
a、在可编程计算机控制器(1001)上设置双轴向经编机主轴转动周期T_R＝D/RI，其中，D为两个相邻铺有纬纱的纬钩的钩距，R为双轴向经编机主轴的转速、I为双轴向经编机主轴与铺纬链条的减速比，其中T_R是根据公式所得到的理论值；
b、在可编程计算机控制器(1001)上设置挂纱方式M，所述挂纱方式M为每个纬纱钩上挂一根纱，或者每隔一个纬纱钩上挂一根纱；
c、在纬纱的两端的上方均装有漫反射式光电传感器(3001)，所述漫反射式光电传感器(3001)的红外发射模块(3002)连续地辐射红外线，红外发射模块(3002)所辐射出的红外线遇到纱线时向四周漫反射，红外接收模块(3003)接收到红外线，发出检测到纬纱的信号，且将信号通过输入/出模块(2001)送至可编程计算机控制器(1001)进行判断纬纱的位置；
d、可编程计算机控制器(1001)根据检测到纬纱的位置进行判断纬纱是否断纱，具体步骤为：
(d₁)、在可编程计算机控制器(1001)建立断纱检测窗口的数学模型，且设置检测到纬纱位置的时间P_R＝MD/RI，所述检测到纬纱位置的时间P_R在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)范围内，ΔT为允许的误差时间，若在该时间段内未检测到纬纱的情况下，则可编程计算机控制器(1001)判断纬纱断纱，并且报警；
(d₂)、在可编程计算机控制器(1001)的断纱检测窗口，若纬纱一端的漫反射式光电传感器(3001)检测到纬纱信号，并且将该信号通过输入/出模块(2001)送至可编程计算机控制器(1001)，同时纬纱另一端的漫反射式光电传感器(3001)在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内同样检测到纬纱信号，并且将该信号通过输入/出模块(2001)送至可编程计算机控制器(1001)，则可编程计算机控制器(1001)判断纬纱未断纱，反之，若纬纱另一端的漫反射式光电传感器(3001)在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内未检测到纬纱信号，则可编程计算机控制器(1001)判断纬纱断纱，并且报警；
在可编程计算机控制器(1001)的断纱检测窗口，若检测到纬纱位置的时间P_R在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)范围外，即使可编程计算机控制器(1001)检测到信号，则可编程计算机控制器(1001)不做任何判断和处理；
在可编程计算机控制器(1001)的断纱检测窗口，若在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内纬纱的两端的漫反射式光电传感器(3001)都未检测到纬纱信号，则可编程计算机控制器(1001)判断纬纱断纱，并且报警；
(d₃)、在检测含有毛刺的纬纱是否断纱时，若纬纱上方的漫反射式光电传感器(3001)检测到一个或一个以上的纬纱信号，则可编程计算机控制器(1001)的断纱检测窗口都判断为同一根纬纱产生的信号，并且判断出未断纱，若纬纱上方的漫反射式光电传感器(3001)未检测纬纱信号，则可编程计算机控制器(1001)的断纱检测窗口都判断纬纱断纱，并且报警；
(d₄)、若可编程计算机控制器(1001)判断纬纱断纱时，则停机(含紧停)并且停止纬纱断纱检测功能。

4.  根据权利要求3所述的双轴向经编机纬纱的断纱检测方法，其特征在于：若可编程计算机控制器(1001)判断并获得双轴向经编机主轴转动的实际周期Ti与可编程计算机控制器(1001)设置的双轴向经编机主轴转动周期的理论值T_R之间符合0.8T_R≤Ti≤1.2T_R范围时，则可编程计算机控制器(1001)对纬纱进行断纱判断和处理；
若可编程计算机控制器(1001)判断并获得双轴向经编机主轴转动的实际周期Ti与可编程计算机控制器(1001)设置的双轴向经编机主轴转动周期的理论值T_R之间不符合0.8T_R≤Ti≤1.2T_R范围时，则可编程计算机控制器(1001)不对纬纱进行断纱判断和处理。

一种双轴向经编机纬纱的断纱检测装置及其检测方法
技术领域
本发明涉及一种双轴向经编机纬纱的断纱检测装置及其检测方法。
背景技术
双轴向经编机铺纬的纬纱钩为8英寸，现有的纬纱钩有二个品种：每英寸有2或3个挂纱钩。根据工艺要求，每个纬纱钩上挂一根纱，也可以每隔一个纬纱钩上挂一根纱，即挂一空一；这样铺纬装置一次最多能同时铺设8×2＝16或8×3＝24根纬纱，铺好的纬纱依次排列由链条送入机头编织。目前在纺织行业有许多的断纱检测装置，一般都是单独的检测设备，它由检测设备和处理设备组成。检测设备一般是包括透镜发射器、透镜接收器以及光敏接收器进行对射捡测，被检测的纱线位于透镜发射器和透镜接收器之间，即透镜发射器的光源发送激光或可见光或红外光波，光波经透镜聚焦成平行光束，通过透镜接收器先将平行光束聚焦至光敏接收器。当有纱线时挡住部分光线，光敏接收器件感光少了，即纬纱未断纱；当纬纱透过全部光线，光敏接收器感光多了，即判断纬纱断纱，根据接收器感光多少可判断纬纱是否断纱，常规断纱对射检测装置见图4。但是，这样独立于整套机械设备的断纱检测装置购买的成本较高，且透镜接收器的镜头易积灰尘，可靠性低差。
发明内容
本发明的目的是：提供一种不仅检测效果好、可靠性高，而且成本低的双轴向经编机纬纱的断纱检测装置及其用该检测装置检测纬纱断纱的检测方法。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种双轴向经编机纬纱的断纱检测装置，包括可编程计算机控制器和输入/出模块，所述可编程计算机控制器与输入/出模块通信连接，还包括漫反射式光电传感器，所述漫反射式光电传感器包括红外发射模块和红外接收模块，所述红外发射模块和红外接收模块分别与输入/出模块通信连接。
在上述的断纱检测装置中，所述漫反射式光电传感器优选的型号为1040-300-506。
一种双轴向经编机纬纱的断纱检测方法，包括下列步骤：
a、在可编程计算机控制器上设置双轴向经编机主轴转动周期T_R＝D/RI，其中，D为两个相邻铺有纬纱的纬钩的钩距，R为双轴向经编机主轴的转速、I为双轴向经编机主轴与铺纬链条的减速比，其中T_R是根据公式所得到的理论值；
b、在可编程计算机控制器上设置挂纱方式M，所述挂纱方式M为每个纬纱钩上挂一根纱，或者每隔一个纬纱钩上挂一根纱；
c、在纬纱的两端的上方均装有漫反射式光电传感器，所述漫反射式光电传感器的红外发射模块连续地辐射红外线，红外发射模块所辐射出的红外线遇到纱线时向四周漫反射，红外接收模块接收到红外线，发出检测到纬纱的信号，且将信号通过输入/出模块送至可编程计算机控制器进行判断纬纱的位置；
d、可编程计算机控制器根据检测到纬纱的位置进行判断纬纱是否断纱，具体步骤为：
(d₁)、在可编程计算机控制器建立断纱检测窗口的数学模型，且设置检测到纬纱位置的时间P_R＝MD/RI，所述检测到纬纱位置的时间P_R在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)范围内，ΔT为允许的误差时间，若在该时间段内未检测到纬纱的情况下，则可编程计算机控制器判断纬纱断纱，并且报警；
(d₂)、在可编程计算机控制器的断纱检测窗口，若纬纱一端的漫反射式光电传感器检测到纬纱信号，并且将该信号通过输入/出模块送至可编程计算机控制器，同时纬纱另一端的漫反射式光电传感器在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内同样检测到纬纱信号，并且将该信号通过输入/出模块送至可编程计算机控制器，则可编程计算机控制器判断纬纱未断纱，反之，若纬纱另一端的漫反射式光电传感器在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内未检测到纬纱信号，则可编程计算机控制器判断纬纱断纱，并且报警；
在可编程计算机控制器的断纱检测窗口，若检测到纬纱位置的时间P_R在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)范围外，即使可编程计算机控制器检测到信号，则可编程计算机控制器不做任何判断和处理；
在可编程计算机控制器的断纱检测窗口，若在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内纬纱的两端的漫反射式光电传感器都未检测到纬纱信号，则可编程计算机控制器判断纬纱断纱，并且报警；
(d₃)、在检测含有毛刺的纬纱是否断纱时，若纬纱上方的漫反射式光电传感器检测到一个或一个以上的纬纱信号，则可编程计算机控制器的断纱检测窗口都判断为同一根纬纱产生的信号，并且判断出未断纱，若纬纱上方的漫反射式光电传感器未检测纬纱信号，则可编程计算机控制器的断纱检测窗口都判断纬纱断纱，并且报警；
(d₄)、若可编程计算机控制器判断纬纱断纱时，则停机(含紧停)并且停止纬纱断纱检测功能。
在上述的检测方法中，若可编程计算机控制器判断并获得双轴向经编机主轴转动的实际周期Ti与可编程计算机控制器设置的双轴向经编机主轴转动周期的理论值T_R之间符合0.8T_R≤Ti≤1.2T_R范围时，则可编程计算机控制器对纬纱进行断纱判断和处理；
若可编程计算机控制器判断并获得双轴向经编机主轴转动的实际周期Ti与可编程计算机控制器设置的双轴向经编机主轴转动周期的理论值T_R之间不符合0.8T_R≤Ti≤1.2T_R范围时，则可编程计算机控制器不对纬纱进行断纱判断和处理。
本发明所具有的积极效果是：由于检测装置还包括漫反射式光电传感器，所述漫反射式光电传感器包括红外发射模块和红外接收模块，所述红外发射模块和红外接收模块分别与输入/出模块通信连接，漫反射式光电传感器中的红外发射模块和红外接收模块采用的是一体式结构，使用时，红外发射模块向前方连续地辐射红外线，辐射出的红外线在遇到纱线时向四周发生漫反射红外线，纱线产生的灰尘不会沉积在光电传感器上，避免了光电传感器有积尘的现象，而且本发明的检测装置结构简单，可靠性高，本发明的检测纬纱断纱的检测方法简单、检测效果好，且准确度高。
附图说明
图1是本发明的双轴向经编机纬纱的断纱的检测装置的结构方框示意图；
图2是本发明的双轴向经编机纬纱的断纱的检测装置使用状态示意图图，图中4001为被检测的纱线，箭头为纱线移动的方向；
图3是本发明的双轴向经编机纬纱的断纱的检测方法的流程图；
图4是已有技术中双轴向经编机纬纱的断纱检测装置的结构方框示意图图中5001为光源，5002为发射透镜，5003为接受透镜，5004为光敏接收器，5005为检测处理装置，6001为被检测的纱线，箭头为纱线移动的方向；
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、2所示，一种双轴向经编机纬纱的断纱检测装置，包括可编程计算机控制器1001和输入/出模块2001，所述可编程计算机控制器1001与输入/出模块2001通信连接，还包括漫反射式光电传感器3001，所述漫反射式光电传感器3001包括红外发射模块3002和红外接收模块3003，所述红外发射模块3002和红外接收模块3003分别与输入/出模块2001通信连接。
本发明的漫反射式光电传感器优选的是科瑞公司生产的产品，型号为1040-300-506，该型号包括了红外发射模块和红外接收模块；当然，也可以采用其它型号的漫反射式光电传感器。
本发明的可编程计算机控制器优选的是贝加莱公司生产的产品，型号为4PP420.1043-75；输入/出模块选用的也是贝加莱公司生产的产品，型号为X20DI9371；当然，也可以采用其它型号的可编程计算机控制器和输入/出模块。
如图3所示，一种双轴向经编机纬纱的断纱检测方法，包括下列步骤：
a、在可编程计算机控制器1001上设置双轴向经编机主轴转动周期T_R＝D/RI，其中，D为两个相邻铺有纬纱的纬钩的钩距，R为双轴向经编机主轴的转速、I为双轴向经编机主轴与铺纬链条的减速比，其中T_R是根据公式所得到的理论值；
b、在可编程计算机控制器1001上设置挂纱方式M，所述挂纱方式M为每个纬纱钩上挂一根纱，或者每隔一个纬纱钩上挂一根纱；
c、由于相邻的纬纱具有一定的间距，纬纱在双轴向经编机上不断的移动，所以可编程计算机控制器1001需要先检测纬纱的位置，因而，在纬纱的两端的上方均装有漫反射式光电传感器3001，所述漫反射式光电传感器3001的红外发射模块3002连续地辐射红外线，红外发射模块3002所辐射出的红外线遇到纱线时向四周漫反射，红外接收模块3003接收到红外线，发出检测到纬纱的信号，且将信号通过输入/出模块2001送至可编程计算机控制器1001进行判断纬纱的位置；
d、可编程计算机控制器1001根据检测到纬纱的位置进行判断纬纱是否断纱，具体步骤为：
(d₁)、在可编程计算机控制器1001建立断纱检测窗口的数学模型，且设置检测到纬纱位置的时间P_R＝MD/RI，所述检测到纬纱位置的时间P_R在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)范围内，ΔT为允许的误差时间，若在该时间段内未检测到纬纱的情况下，则可编程计算机控制器1001判断纬纱断纱，并且报警；
(d₂)、由于检测装置以及纬纱会出现倾斜等原因，纬纱两端上方的检测装置难以同时检测到纬纱，因而，在可编程计算机控制器1001的断纱检测窗口，若纬纱一端的漫反射式光电传感器3001检测到纬纱信号，并且将该信号通过输入/出模块2001送至可编程计算机控制器1001，同时纬纱另一端的漫反射式光电传感器3001在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内同样检测到纬纱信号，并且将该信号通过输入/出模块2001送至可编程计算机控制器1001，则可编程计算机控制器1001判断纬纱未断纱，反之，若纬纱另一端的漫反射式光电传感器3001在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内未检测到纬纱信号，则可编程计算机控制器(1001)判断纬纱断纱，并且报警；
在可编程计算机控制器1001的断纱检测窗口，若检测到纬纱位置的时间P_R在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)范围外，即使可编程计算机控制器1001检测到信号，则可编程计算机控制器1001不做任何判断和处理；
在可编程计算机控制器1001的断纱检测窗口，若在(P_R-ΔT)～(P_R+ΔT)的时间内纬纱的两端的漫反射式光电传感器3001都未检测到纬纱信号，则可编程计算机控制器1001判断纬纱断纱，并且报警；
(d₃)、在检测含有毛刺的纬纱是否断纱时，若纬纱上方的漫反射式光电传感器3001检测到一个或一个以上的纬纱信号，则可编程计算机控制器1001的断纱检测窗口都判断为同一根纬纱产生的信号，并且判断出未断纱，若纬纱上方的漫反射式光电传感器3001未检测纬纱信号，则可编程计算机控制器1001的断纱检测窗口都判断纬纱断纱，并且报警，其中挂纱钩的宽度大于纬纱的宽度，相邻的纬纱具有一定的间距，可编程计算机控制器1001的断纱检测窗口在检测含有毛刺的纬纱时都判断为同一根纬纱产生的信号；
(d₄)、若可编程计算机控制器1001判断纬纱断纱时，则停机(含紧停)并且停止纬纱断纱检测功能。
上述检测方法中，ΔT的取值控制在0～P_R的范围内，其中ΔT以取值为0.2P_R为最佳时间。
在上述的检测方法中，检测到纬纱位置的时间P_R随着主轴转动实际周期Ti的快慢而线性变化，但是，双轴向经编机主轴转动周期Ti在启动/停止时变化较大，只是由于只有一分钟左右时间，故一般不做检测，而在稳定的工况下，主轴转动周期Ti则为一个稳定的值T_R，因此，若可编程计算机控制器1001判断并获得双轴向经编机主轴转动的实际周期Ti与可编程计算机控制器1001设置的双轴向经编机主轴转动周期的理论值T_R之间符合0.8T_R≤Ti≤1.2T_R范围时，则可编程计算机控制器1001对纬纱进行断纱判断和处理；若可编程计算机控制器1001判断并获得双轴向经编机主轴转动的实际周期Ti与可编程计算机控制器1001设置的双轴向经编机主轴转动周期的理论值T_R之间不符合0.8T_R≤Ti≤1.2T_R范围时，则可编程计算机控制器1001采用数字滤波法处理检测信号，且不对纬纱进行断纱判断和处理。
本发明的检测装置结构简单，且无积尘，可靠性高，本发明的检测纬纱断纱的检测方法简单、检测效果好，且精确度高。