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原文传递基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统与方法

专利名称：	基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统与方法
摘要：	一种基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，属于环锭纺络筒设备，包括自动导航车及装于其上的纱管仓、图像获取装置、抓取机械手和吸线装置。自动导航车沿铺设在地面的磁性轨道线运动，并在自动络筒机纱库旁停留，开始上纱，图像获取装置拍摄自动络筒机纱库图像，识别定位出未装纱管的纱库空位，图像获取装置拍摄纱管仓图像，识别定位出纱管，选择一个纱管作为抓取目标，抓取机械手抓取该纱管并移动至吸线装置，吸线装置将纱管的线头吸出后，抓取机械手将纱管移动至自动络筒机纱库的空位。本发明可取代人工上纱，减少工人劳动量，提升设备自动化和智能化水平，保证络筒过程中的纱管供应不间断，提高生产率，且对原有设备改动小，设备改造成本低。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	清华大学
发明人：	夏浩宇;索双富;张蓉;刘跃;时剑文
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-30T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910693556.6
公开号：	CN110407031A
代理机构：	西安智大知识产权代理事务所
代理人：	段俊涛
分类号：	B65H67/06(2006.01);B;B65;B65H;B65H67
申请人地址：	100084 北京市海淀区100084信箱82分箱清华大学专利办公室
主权项：	1.一种基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，包括在有多个自动络筒机的车间中运动，并在自动络筒机纱库旁停留的自动导航车(1)，自动导航车(1)上设置有：纱管仓(2)，用于存储纱管(5)；图像获取装置(3)，用于获取自动络筒机纱库和纱管仓(2)的图像，进行图像识别和定位，获取自动络筒机纱库空位的位置信息，获取纱管仓(2)中纱管(5)的位置信息，并选择一个待抓取的纱管(5)；抓取机械手(4)，用于从纱管仓(2)中抓取纱管(5)，将其移动到吸线装置(6)，待吸线装置(6)将纱管(5)的线头吸出后，抓取纱管(5)，将其放入自动络筒机纱库的空位中；吸线装置(6)，用于将纱管(5)的线头吸出。 2.根据权利要求1所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，所述自动导航车(1)沿铺设在地面的磁性轨道线(7)运动，并根据磁性轨道线(7)的停止标志和图像获取装置的识别结果，在自动络筒机纱库旁停留相应的时间，进行上纱。 3.根据权利要求1所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，所述纱管仓(2)的开口朝向正上方，所述图像获取装置(3)位于纱管仓纱管仓(2)侧方，包括支架(301)和安装于支架(301)上的第一深度相机(302)与第二深度相机(303)，所述第一深度相机(302)镜头朝向自动导航车(1)外侧，所述第二深度相机(303)镜头朝向正下方，指向纱管仓(2)的中心。 4.根据权利要求3所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，所述第一深度相机(302)拍摄自动络筒机纱库的图像，并判断纱库是否有空位，将空位的位置信息传输给抓取机械手(4)的控制系统；第二深度相机(303)拍摄纱管仓(2)的图像，识别和定位纱管(5)，选择一个待抓取的纱管(5)作为抓取机械手(4)的抓取目标，并将抓取目标的位置信息传输给抓取机械手(4)的控制系统。 5.根据权利要求1所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，所述抓取机械手(4)包括机械臂(401)和夹具(402)，所述机械臂(401)的工作空间能够覆盖纱管仓(2)、吸线装置(6)和自动络筒机纱库，所述夹具(402)为末端执行器，用于夹持纱管(5)。 6.根据权利要求1所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，所述机械臂(401)是具有多个关节的串联机器人。 7.根据权利要求1所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，所述吸线装置(6)包括机架(601)，机架(601)上安装三爪卡盘(602)、负压泵和管道安装架(606)，负压泵通过负压管(608)连接吸头(603)，所述负压泵、负压管(608)和吸头(603)提供吸力将纱管(5)的线头吸出；所述吸头(603)的前方设置有侧边为锋利边缘的挡板(604)，所述挡板(604)由驱动装置带动沿吸取方向为轴转动以切断纱管(5)的线头及遮挡吸头(603)使其无法将纱管(5)的线头吸出，所述吸头(603)和驱动装置安装在管道安装架(606)上。 8.根据权利要求1所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统，其特征在于，所述三爪卡盘(602)为三爪气动卡盘，在其底部安装电机带动其旋转，打开和锁止由气缸驱动，从而用于固定纱管(5)，并能够带动纱管(5)旋转；所述驱动装置包括电机(607)和减速箱(605)，所述线头检测传感器位于吸头(603)中，用于检测是否有线头被吸出。 9.利用权利要求1所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统的自动上纱方法，其特征在于，包括如下工作流程：自动导航车(1)在有多个自动络筒机的车间中运动，并根据磁性轨道线(7)的停止标志在自动络筒机纱库旁停留；图像获取装置(3)拍摄自动络筒机纱库图像，识别并定位出未装有纱管的纱库空位；图像获取装置(3)拍摄纱管仓(2)图像，识别并定位出待抓取的纱管(5)；抓取机械手(4)抓取所述纱管(5)并移动至吸线装置(6)；吸线装置(6)将纱管(5)的线头吸出；抓取机械手(4)从吸线装置(6)中取出纱管(5)，并放入自动络筒机纱库的空位。 10.根据权利要求9所述基于图像识别的自动络筒机自动上纱系统的自动上纱方法，其特征在于，所述抓取机械手(4)将纱管(5)移动至吸线装置(6)后，三爪卡盘(602)将纱管(5)夹紧固定，电机(607)驱动挡板(604)旋转，从吸头(603)前移开，负压泵吸气，经由负压管(608)和吸头(603)将纱管(5)的线头吸出，若线头检测传感器检测到线头，则电机(607)驱动挡板(604)旋转，遮挡吸头(603)，同时挡板(604)的锋利边缘将线头切断；若一定时间间隔后，线头检测传感器未能检测到线头，则三爪卡盘(602)带动纱管旋转，抓取机械手(4)抓取纱管(5)，三爪卡盘(602)将纱管(5)松开，抓取机械手(4)将纱管取出。
所属类别：	发明专利