FS220型光电自动验布机的特点及应用

近年来，盘湾镇围绕打造“利用外资第一镇，机电产业第一园”的目标定位，重点发展盐城悦达起亚为龙头的汽配产业和以图辰科技通讯、万宇光能为龙头的通讯光电产业，先后引进印尼、加拿大、韩国及中国港台地区共30多家纺织、机械、电子类外资企业。 local public budget income of 10.56 billion yuan, ranking 4th place, above-scale industrial added value of 78.716 billion yuan, ranking 3rd in social retail sales of consumer goods totaled 56.169 billion yuan, ranking 4th in 24990 yuan of disposable income per capita of urban residents, per capita net income of farmers 9831, share 123 14.5:60.0:25.5. wine-making industry,1项目总指挥技术负责人质检部长项目经理助理设计师主设计师预算员车间计采购员车间加工材料员质检1名加工制25名现场负责人电工1名安装班20名质安员1名产品材料工厂检验出库保管配置地面临时存放 场内搬运起吊提升运输安装熟 悉 图 纸工程量计算 现场测量设备工机具安排计划劳动力安排计划安装流程作业指导书编制阶段施工进度计划编制材料、构件等采购计划安全、技术交底临时供水、供电计划施工现场布置方案审批检 验测量放线检查洞口表面清洗上墙前产品复查框组装、贴保护纸、框背面刷防腐沥青漆框安装保养检 验密封涂胶检 验检 验检 验安装调整框校正固位玻璃安装检 验总指挥质检部长工地质检员车间质检员。3、 结构性能评定4、 填写构件性能评定表构 件 性 能 评 定 表构件名称： 规格： 生产日期：项 目外 形尺 寸保护层厚 度主 筋规 格混凝土强 度构 件自 重短期检验荷 载 值承 载 力检验荷载设 计 值设计值实测值试验加载方案:仪表布置:承载力标志裂缝情况检 验项 目承载力检验系数短期挠度（mm）抗裂检验系数b1b2b3b4b5b6检 验指 标实测值检 验结 论结构检验合格。

验布就是寻找织物上的有害疵点 ，按疵点种类统计数量 ，对布匹评级 ，并标记疵点位置 ，为后续修布做准备 。 由于整理工序是出厂前的最后一道工序 ，在织物质量控制环节中起着至关重要的作用 ，而验布又是这一工序的关键环节 ，所以纺织企业在验布环节投入了大量的人力和物力 。 目前国内普遍采用人工验布方式 。 由检验人员在一定的灯光下观察缓慢移动的布面状况 ，遇到疵点时及时停止坯布移动 ，并在相应位置或布边标记 ，验完一卷布后 ，再由修布人员根据标记修理布面上的疵点 。 传统的人工验布存在检测效率低 、劳动强度大 、漏检率高等问题 。 � 作者简介 ：李彪（１９８２‐） ，男 ，工程师 ；吕志华 ，通信作者 ，教授级高级工程师 ，zhihualu＠ １６３ ．com收稿日期 ：２０１７‐０４‐０１ 随着电子技术和图像视觉技术的快速发展 ，用“电眼”代替“人眼”验布成为了可能［１‐２］。 我们公司研发了 FS２２０ 型光电自动验布机 ，采用一组高分辨率线阵 CCD 相机检验高速移动的坯布疵点 。 该验布机检验布疵种类全 ，误判率低 ，检验速度快 ，效率高 ，可以降低人工成本 ，符合纺织产业升级和智能制造的发展趋势［３］。

1 FS220 型验布机的原理与特点1 ．1 工作原理该验布机采用机器视觉和图像处理技术 ，由布面牵引系统 、视觉系统 、图像处理系统 、控制系统和标记系统组成 。 布面牵引系统对布面进行清洁 、平整 、扩幅后 ，施加一定张力使布面平稳通过检测区 ，视觉系统中高亮 LED 光源照亮整个布】 ３ ３ 【第 ４５ 卷 第 ７ 期２０１７ 年 ７ 月 Cotton Textile Technology万方数据面 ，４ 个 CCD 相机高频采集布面图像 ，通过图像采集卡将图像数据传送到工业控制计算机中 。 图像处理分析软件采用多线程技术对图像进行图像处理 、理解 、识别等 ，判断当前布面上是否存在需要修补的疵点 。 如果存在疵点 ，则显示该疵点图像 ，并通过串口向下位机发送控制命令 ，在布面的相关位置进行标记 ，以便修布工对布面进行修理 。布匹测试完成后 ，自动停止 ，并连接下一布匹进行验布 。 该验布机的工作原理见图 １ 。 验布速度分１５ m／min 、３０ m／min 、６０ m／min 和 １２０ m／min四档 。图 １ FS２２０ 型验布机的工作原理 １‐布匹 ；２‐清洁装置 ；３‐阔幅居中装置 ；４‐张力装置 ；５‐落布系统 ；６‐标记系统 ；７‐相机 ；８‐光源 ；９‐码布机 。

直箱顶部布一对六角轮，牵引织物落入箱中，六角轮下部有一对摆布斗，使织物按纵向均匀堆放。通过该视景显示系统成像装置，能够反射生成无限远的地球纹理图像，供航天员观察到无限远距离的均匀、清晰、高亮度的地球纹理图像，用于航天员模拟飞行训练。(第i实施方式)本实施方式的图像识别装置是将对象图像分割为固定尺寸的块图像并以块为单位来识别被摄体的装置，例如，安装于移动电话、数字照相机、pda (personal digitalassistant :个人数字助理)或通用计算机系统等中的装置。

图像识别系统主要是通过图像空间域的变化 ，突出疵点特征 。 图像处理流程为 ：图像采集图像分割 高斯滤波 直方图初步识别二值化 轮廓变换 疵点识别 。图像采集系统每次传送 ４０９６ × １０２４ 像素的图像 。 图像分割将图像分为 ２５６ × ２５６ 像素的图像 ，方便图像处理 。 高斯滤波实质上是一种信号的滤波器 ，其用途是图像的平滑处理 ，滤波器就是建立的一个数学模型 ，采用卷积方式进行计算 。通过这个模型将图像数据进行能量转化 ，突出图像的特征 ，排除掉低能量的噪声部分［５］。 直方图表示数字图像中每一级灰度与出现的频数间的统计关系 ，用横坐标表示灰度级 。 直方图能给出图像的概貌性描述 ，例如图像的灰度范围 、每个灰度级的频数和灰度的分布 、整幅图像的亮度和平均明暗对比度等 。 正常织物图像的直方图分布应符合正态分布 ，出现疵点的织物图像则不完全符合正态分布 ，根据这一原理 ，直方图统计结果 、确定阈值点并初步判定该幅图像上是否含有织物疵点 。 根据布面疵点 ，采用双向阈值进行二值化的变化 。 轮廓变换是图像处理中从图像中识别几何形状的基本方法之一 。

右废边长度偏长纬缩，、断纬空关车等毛病。左侧废边不良容易产生断纬，左侧纬缩。为杜绝的伪造，目前我国采用的大部分都使用了防伪标记，普通的扫描和识别技术很难将这些防伪标记滤除，显然这些标记会影响到对原有信息的识别，为此深圳矽感科技与北京清华紫光文通信息技术为用户提供了“e验通”专用扫描仪，它可以在扫描图像的时候轻松的滤除的大部分防伪标记，为图像识别铺平道路。

由于各纺织企业生产设备参差不齐 ，所以验布机的安装位置需根据现场具体情况而定 。 由于该验布机是基于电子技术和图像识别技术而研发的 ，因此不宜安装在震动剧烈 、有电磁干扰或较强空气对流的环境 。 其工作电源为 ３８０ VAC ，气源为 ０ ．６ MPa ，主机功率为 ５ kW ；要求工作环境相对湿度 ４５％ ～ ８０％ ，温度 ５ ℃ ～ ４０ ℃ ，该机具有较强的环境适应性 。该验布机可适用于所有幅宽低于 ２ ．２ m 的棉本色坯布 。 其工艺流程为 ：织造车间完成织布后 ，按要求进行卷布 ；卷布完成后 ，用小车将其推至验布机前 ，缝好布头 ，进行自动验布 ；坯布检测完成后码布 ；修织工根据布边标记进行修布 ，包括原人工验布小修和正常的修织工艺 ；最后及时跟踪墨点在印染企业的消况 。2 ．2 使用效果我们将该验布机在国内某纺织企业进行检测 。 分别选定 ３０ m／min 和 ６０ m／min 车速进行测试 ，通过上机统计 、界面图像显示 、布面打标和人工验布对比等方法相结合 ，将该验布机的标记情况与人工验布结果进行统计 ，以此为基础对该验布机的正检率 、误判率 、机台稳定性等指标进行综合分析 。

检测结果见表 １ 和表 ２ 。 从表 １ 和表 ２ 可以看出 ，该验布机能够有效地对竹节纱 、棉球 、断经 、双纬 、错纬 、横档 、破洞 、油花纱 、拖纱 、三丝等疵点进行识别 ，符合 GB／T４０６ — ２００８枟棉本色布枠人工检验布匹的相关规定［７］。 目前 ，对该验布机对“杂物”的正检率已达】 ５ ３ 【第 ４５ 卷 第 ７ 期２０１７ 年 ７ 月 Cotton Textile Technology万方数据到 １００％ ，对“棉结 、油花纱 、断经 、双纬及断疵”等布疵的正检率也达到 ９０％ 以上 ，对“竹节纱 、三丝 、拖纱及纬缩”等布疵的正检率达到了 ８０％ 以上 ，对“横档”布疵的正检率达到了 ７０％ ，对各种布疵的误判率均能控制在 １５％ 以内 ，并且各指标基本不受车速的影响 。 表 1 验布机的正检率 单位 ：％坯布 竹节纱 棉结 油花纱 杂物 拖纱 三丝 断经 纬缩 双纬 断疵 横档粘胶 １粘胶 ２粘胶 ３纯棉 １纯棉 ２纯棉 ３ 抖８３ 儋 ．５８２ ．３８５ ．５８８ ．７８６ ．２９４ ．２９３ | ．２９２ ．１９３ ．４９４ ．８９８ ．５９２ ．９９６ 痧 ．７９９ ．８９３ ．５９４ ．９９６ ．８９５ ．１１００１００１００１００１００１００ 鬃９８ 5 ．４９９ ．６９２ ．８９５ ．３８８ ．６８２ ．６９７ ┅ ．７９４ ．８９９ ．６９０ ．５８７ ．５８４ ．５９２ K ．８９０ ．９９８ ．６９４ ．８９４ ．６９６ ．８８９ 铑 ．０８８ ．１９２ ．４９１ ．９８７ ．０９４ ．６１００ Ё ．０１００ ．０１００ ．０９５ ．６１００ ．０９１ ．７１００ J ．０１００ ．０１００ ．０９５ ．７９７ ．５１００ ．０７０ Ё ．２７６ ．４７５ ．３８４ ．９８０ ．５８１ ．２ 注 ：正检率 ＝ 自动验布机标记结果中与人工验布相符的疵点数量／人工验布的布的疵点数量（％ ）。

表 2 验布机在不同速度下的正检率与误判率坯布 速度／m · min－ １正检率／％ 误判率／％粘胶 １粘胶 １粘胶 ２粘胶 ２粘胶 ３粘胶 ３纯棉 １纯棉 １纯棉 ２纯棉 ２纯棉 ３纯棉 ３ 抖３０６０３０６０３０６０３０６０３０６０３０６０ 摀８７ * ．２２８９ ．４５８５ ．６２９１ ．０６８６ ．５７８６ ．０６９０ ．２３８８ ．９８９１ ．３０８５ ．８７８７ ．８６８７ ．０９１２ { ．７６１１ ．２３１３ ．１６１４ ．５０１３ ．２６１４ ．１７１０ ．２２８ ．９５１１ ．７８８ ．１５１４ ．７０９ ．０１ 注 ：误判率 ＝ 验布机标记结果中与人工验布不相符的布疵数量／验布机的总验布疵数量（％ ）。2 ．3 经济效益分析以陕西某纺织企业为例 ，通过计算说明使用该验布机的经济效益 。 织造车间每卷布的落布长度为 １２０ 码 ，每台人工验布机每天的验布任务为８４ 卷布（３ 班 ，每班 ２ 人操作） ，合计每人每天的验布任务为 １４ 卷布 。 验布机的车速设 ３０ m／min（常规）和 ６０ m／min（经济）。 若选择 ３０ m／min ，则每卷布的验布时长为 ６ min（其中 ，验布时间为３ min ４０ s ，加上载布 、缝布等操作时间 ，总计约为６ min） ，一个工作日可验 ２４０ 卷布 ，替代人工约１７ 人 ，可节省人工１１ 人 。

以每人每月 ２ ０００ 元工资计算 ，每年可节省人工成本 ２６ ．４ 万元 ；若选择６０ m／min ，每卷布的验布时长为 ４ min（其中 ，验布时间为 １ min ５０ s ，加上载布 、缝布等操作时间 ，总计约 ４ min） ，一个工作日可验 ３６０ 卷布 ，替代人工约 ２６ 人 ，可节省人工 ２０ 人 ，每年可节省人工成本 ４８ 万元 。3 结束语该验布机采用先进的机器视觉和图像处理技术 ，实现了快速 、准确识别织物疵点 ；配备平稳的布匹牵引系统和疵点标记系统 ，实现了坯布的自动检验 。 验布机不仅速度快 ，且分辨率高 、标准统一 ，对于提升纺织企业的布匹质量水平有着重要的意义 。 该验布机与人工验布的结果吻合较好 ，能够完全替代人工验布 ，节约人力成本 ，提高工作效率 。 相对于人工验布工艺流程 ，验布机的验布工艺流程中对修布环节的劳动强度有所增加 ，同时还需关注织造工艺的卷布环节以及印染工艺的退浆漂白环节 。参考文献 ：［１］ 张式峰 ，李景忠 ，沃光辉 ，等 ．采用变频器改造验布机电器控制系统［J］ ．棉纺织技术 ，２００７ ，３９（２） ：３６ ．［２］ 邵利韬 ，张绍森 ，王素平 ，等 ．坯布疵点实时检测装置的制作［J］ ．棉纺织技术 ，２０１４ ，４２（４） ：８４ ．［３］ 李文羽 ，程隆棣 ．基于机器视觉和图像处理的织物疵点检测研究新进展［J］ ．纺织学报 ，２０１４ ，３５（３） ：１５９‐１６６ ．［４］ KUMAR A ．Computer‐vision‐based Fabric DefectDetection ：A Survey ［J］ ．IEEE Transactions on In‐dustrial Electronics ，２００８ ，５５（１） ：３４８‐３６３ ．［５］ 邹超 ，汪秉文 ，孙志刚 ．基于机器视觉的织物疵点检测方法综述［J］ ． 天津工业大学学报 ， ２００９ ， ２８（２） ：７８‐８５ ．［６］ 尚会超 ，吴军 ．织物表面疵点检测算法综述［J］ ．中原工学院学报 ，２００８ ，１９（１） ：１６‐１８ ．［７］ 中国纺织工业协会 ．棉本色布 ：GB／T ４０６ － ２００８［S］ ．北京 ：中国标准出版社 ，２００８ ：１‐１８ ．】 ６ ３ 【Cotton Textile Technology 第 ４５ 卷 第 ７ 期２０１７ 年 ７ 月万方数据

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