无纺布表面瑕疵在线检测及处理系统的制作方法

本发明是为解决当前无纺布产品验布，造成的人力浪费和效率低下的问题。现今无纺布验布是纯人工，用肉眼找缺陷、用手工挑出缺陷，并处理掉。不仅劳动密集、资源浪费，还因人眼容易产生疲劳、上班期间双腿不停走动，造成腿脚过度劳累，而且速度太慢，满足不了生产需求。本系统将验布机、机器视觉、机器人三者相结合，应用自动化技术，用摄像头代替人眼，用电脑代替人脑，用机械手臂代替人手，用直线导轨代替人腿，解决生产的实际问题。

背景技术：

1、目前市场上有纯验布机，但只能单纯的人工验布，有停机不准、效率低下等问题。有纯机器视觉，但只能检测，不能处理，比较鸡肋。有纯机器人，能做抓取等各种动作，但没有去抓无纺布的机器人。

2、基于当前市场环境，验布机要解决停机准确性和效率的问题，视觉要拓展出更广的领域，机器人要做成柔性机械手，去抓柔软的物体。

技术实现思路

1、发明本专利的目的就是为了解决上述问题，让无纺布产品生产时更快速、更省钱、更安全。让生产车间实现智能化、科技化、无人化。

2、本发明在现成验布机上加装一套减速、停机系统，当检测到缺陷时，用程序控制电机进行阶段性减速，起始阶段1米/秒的速度，中间阶段2米/秒，停机阶段0.5米/秒（减小因惯性造成的误差），最终停在验光板的位置，上下误差在100mm以内。

3、本发明针对无纺布应用机器视觉技术，准确的检测出产品上的瑕疵，并精确的定位到坐标位置。相机模拟人眼，清晰显示缺陷，如图4。

4、本发明在机器人上加装柔性夹爪，抓取瑕疵，机器人如图2。

5、处理缺陷有两种手段：① 张开夹爪后使用吹气的方式将瑕疵取下；②在伺服电机上安装透明胶带，用胶带的粘性将棉花纤维粘除。

6、通讯模式：

7、① 工控机与控制器之间：rs232通讯。

8、② 工控机与相机之间：千兆网络通讯。

9、③ 工控机与机器人之间：千兆网络通讯。

10、④ 工控机与柔性夹爪之间：rs485通讯。

11、⑤ 工控机与plc之间：千兆网络通讯。

12、全系统工作流程：

13、① 用编码器和控制器，控制线扫相机拍照及扫描的速度与精度。

14、② 将1000条线合成一个面，通过千兆网络发送给工控机。

15、③ 工控机用opencv、halcon图像算法检测出缺陷，并给缺陷标出缺陷的长、宽、面积及坐标，初步分类，如图4。

16、④ 当检测到缺陷时，给plc发送减速指令。

17、⑤ plc通过编码器计算检测位置与停机位置的距离，控制伺服电机减速运行，到达指定位置时停机。

18、⑥ 直线滑轨移动到缺陷的坐标位置。

19、⑦ 面阵相机拍照，确定缺陷的精准坐标，并发送给机器人。

20、⑧ 机器人根据坐标值执行抓取动作。

21、⑨ 机器手臂摆动90°，将缺陷粘在胶带上。

22、⑩ 伺服电机转一圈，保证每次都是新的、有粘性的胶带。

23、⑪ 处理结束后，通过plc控制验布机启动，如此完成循环。

24、软件记录每卷布的米长，缺陷数等功能，请看图5。操作流程图请看图3。

技术特征：

1.无纺布表面瑕疵检测及处理系统，是由验布机、机器视觉、机器人三大主体组成，是将三种技术融为一体的新型技术。

2.其特征在于：验布机负责将生产出来的无纺布重新复卷；机器视觉是应用图像处理技术将无纺布上的瑕疵（污点、油污、头发等）检测出来；机器人将瑕疵抓取出来并处理掉。

3.该技术的目的旨在取代人工，实现工厂智能化、科技化、无人化。

技术总结
本发明包含六大系统：在线检测系统、减速停机系统、缺陷指示系统、精确定位系统、智能抓取系统、缺陷回收系统。在检测系统由线扫相机、工控机、线光源、控制器等组成，负责无纺布缺陷检测，并指示出缺陷的大致位置，用X坐标、Y坐标值表示，精确到100mm。减速停机系统由PLC、控制器等组成，负责验布机阶段性减速，确保缺陷准确的停在验光板上。缺陷指示系统由继电器、指示灯等组成，是把无纺布分成20等分，用20个指示灯指出缺陷在某个区域，为后面抓取做准备。精确定位系统由面阵相机、面阵光源、背光板、直线滑轨等组成，是用面阵相机给缺陷做精确定位，精确到0.1mm。智能抓取系统由机器人、柔性夹爪、直线滑轨组成，用直线滑轨充当机器人的第7轴，负责将缺陷从无纺布中抓取出来。缺陷回收系统由伺服电机、胶带、控制器组成，用胶带将缺陷粘住。

技术研发人员：孙伟
受保护的技术使用者：孙伟
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23