秦贞俊作品系列：乌斯特自动验布技术的发展

　　文摘：在1980年代，瑞士公司开发了乌斯自动布料检测技术，形成了自动验布系统，它可以自动检查织物疵点，做好标记，以确定缺陷位置和可以进行等级分类，自动存储的各种类型的缺陷检测信息，还可以参与企业管理的质量，优化生产工艺技术。在一定范围内可以完全取代人工验布，棉纺织业技术是一个重大的改进，会相信随着科技的发展逐渐推广应用在纺织行业，完全取代人工验布。在2007年的慕尼黑上显示ITMA乌斯、自动布料检测技术更加成熟，比以前更加完美。

　　关键词：布检查缺陷自动识别计算机存储记忆能力

　　纺织工业传统的织物检验方法是人工验布，棉纺织企业里都是一人一台验布机对生产的织物进行全检。人工验布适应于各种织物，从简单的原色布到刺绣花布，从单染色到印化布、从平纹织物到三维织物等。一个认真的验布工人基本上可满足对各种织物的检验要求。通过检验识别各类纺织疵点，并对疵点进行分级。几乎可检验出织物的所有疵点。

　　由于人工验布对疵点检验的可靠性及重点性不能满足要求，随着织机产量的不断提高，人工验布已越来越暴露出不足。人工验布仅在20-30分钟内精力可以集中，超过后会发生漏验，另外人工验布的1小时内最多可检验200个疵点。虽然人工验布仍在一些领域及地区大量采用，但高速度可靠性的自动化验布体系的出现，显示出强大的生命力，成为验布工作的发展方向。

　　一、自动验布技术的发展

　　从20世纪70年代起就出现了自动验布的研究，随着纱线及织物质量的提高、纺织生产过程自动化监控水平的发展以及减少了纱线在织造过程中应力产生的一系列问题，目前对全部织物进行综合性全面检验仍然必要，首先要检验织物的质量水平，第二是从检验出的问题中可及时发现生产中的故障等。

　　瑞士蔡尔伟格尔一乌斯特公司1983年开发了自动验布体系，并在99年巴黎展览会上展出了乌斯特Visotex自动验布机，在一些纺织厂得到应用，但由于自动验布机价格昂贵，对织物检验范围有限，发展受到限制。

　　目前国外已解决了上述问题，并在以下两项技术上有了新的突破；在发达国家生产过程已形成信息网络且有灵活的适应性，自动验布机扩大了对各类疵点的识别能力，可在很大范围内得到应用。

　　此外由于电子计算机技术、微电子技术的发展，纺织企业应用了高性能可并联工作的微处理机，减少了对一些硬件的需求，费用在大降低。2007幕尼黑ITMA上又展出了新的离线自动验布系统。

　　二、自动验布系统的运转原理（图1）

图1：自动验布系统的运转原理图

　　被检验的布通过两部分光照系统，这是利用光的反射或传导的原理设计的，根据织物的密度而选定的。还可检测出一些特别的疵点或者纺织加工的疵点。关于光源有3-6个或在一些特定的位置设置8个CCD高请析度的光线扫描射像仪，沿着布幅进行连续的扫描寻找疵点。在检验的过程中，自动验布系统对织物的检验相当一个人距布面1m远的距离。

　　自动验布系统是终端运行的检验过程。对被检验的一定数量织物的质量情况，并以条形码记录器读出或记录下来。各种数具的报告也叫工序终端通道。复杂的图像通过应用印刷电路板加工完成。这是专门为验布系统设计应用的。在自动验布后，被检查出的疵点可在莹光屏上显示出来以进行目光快速而简便的分析。

　　乌斯特自动验布系统-Fabriscan的最突出的功能是像纱线分级那样可以对所验的布进行定等定级。Fabriclass检验机构上有两个轴，在Y-轴上是疵点的对比；x-轴是疵点的长度。这个体系可以报告出有故障的疵点与无故障的疵点的区别并使所有的疵点相关数据储存在数据库中并按照需要报告出有关的信息。

　　乌斯特自动验布系统-Fabriscan可以节省劳力并改进与优化验布的精确度。是现代化大型纺织厂应当配备的装备。

　　三、瑞士乌斯特自动验布体系能完成如下的任务：

　　1 能掌握与识别织物各类疵点的特征；

　　2 正确确定疵点在布面上的位置；

　　3 自动做好标记并记录储存疵点信息；

　　4、自动验布机主要功能体现在以下几个方面完成：

　　⑴ 原色布经过两个照射光源，即反射光和传导光，光源类型的选择主要改虑织物密度、疵点种类及能指出纺织生产过程中发生疵点的环节。

　　⑵ 依据被检验织物的宽度，在光源上方放置2-8个专用CCD高清晰度在线摄像机。织物宽度可在110-440cm，摄像机对织物进行连续扫描检测，其间距为1m。可高清晰度检验通过的平面。

　　⑶ 对新疵点，自动验布机具有对第一米织物的初始认识阶段，记录储存疵点的外观，使织物通过自动识别程序。

　　⑷正常的检验速度为120m/min ，自动验布系统可对正常的布面外观的局部问题进行检验和分析，判断是否属疵点，根据判断分析的结果，自动验布体系在布面上做出标记并进行分级。

　　⑸ 自动验布体系是由终端控制系统控制工作的，特殊疵点的检验标准及分级依据均被记录储存或由条形码输出，由终端器进行报告。

　　⑹ 被检验出的疵点在荧屏上即时显示报告，速度快捷简便。对频率发生高的疵点或很少发生的新的特别的疵点，自动验布系统都能适应。做到直观显示、正确评定和纠正性的检验结果。

　　四、自动验布机对疵点的识别能力

　　1乌斯特自动验布系统的疵点鉴别器是应用了随机网络技术，是从电脑技术中引伸出来的一项新技术，应用专门的微处理机加工处理并产生录像，进行计算的处理能力为250个。

　　2 随机网络是专用的，可进行对疵点的识别，完成乌斯特微处理机对予料中织物疵点外观及特征的识别，

　　蔡尔伟格尔-乌斯特公司设计了专门的疵点识别系统并具有记忆功能，还可将不能识别的疵点记录下来，根据产品用途增加受检疵点项目。

　　五、乌斯特自动验布与人工验布的比较

　　乌斯特验布系统与人工验布从目前生产实践上看各有优缺点(见表1)，但从发展的眼光看，乌斯特自动验布机将逐步随着时间发展，显示出更多的优势。

　　表1乌斯特自动验布与人工验布的比较表

　　六、与质量管理工作相结合的功能

　　1 人工验布担负着保证产品质量的重要任务。在高速自动验布技术得到发展与应用的现代纺织企业中自动验布系统，可准确检验织物疵点的特征，可重复检验并把检验的疵点反馈到生产中去成为高效的质量管理手段。为了很好的与质量管理相结合，乌斯特织物检验体系在自动验布机上担负着十分重要的任务。

　　2 连续生产的工艺优选是自动验布体系的重要任务之一。它可随时提供适当的优选工艺报告及信息以减少疵点的产生部位。

　　3 配备报警装置，使疵点产生控制在最小值，记录疵点发生位置的信息，提高生产控制功能。

　　4 测定织物的质量情况，一方面检查是否按需要完成了织物的疵点检验，另一方面检测产品的经济价值，对单位长度布面上，按照疵点大小及数量进行定级，对疵点分级分类，这种功能就像乌斯特纱线分级仪的作用一样。

　　5 原色布可加工成不同用途的产品，但纺织厂并不掌握了介产品的最终用途，说明织布工厂织物疵点的检验是不会考虑产品的最终用途的。乌斯特织物检验体系的工作性质是独立于产品用途的，只表明疵点外观的严重性及对织物成本的影响程度，这是自动验布体系的特点。

　　6 应用乌斯特织物分级系统对织物经纬向较大的疵点及误差程度进行分级，应用界限线的方法将织物疵点分为有害及无害疵点。不仅查出有害疵点面且还对无害疵点的数量统计储存。

　　7 乌斯特自动验布系统是利用光的传导及反射的作用进行检验的。许多织物的疵点可很好的经过光线的传导的作用加以识别。其它疵点可利用光线的反射作用识别。如油点（油斑）可通过光线的反射作用加以识别。而开车痕疵点可通过光线的传导来识别。

　　8 乌斯特自动验布系统-Fabriscan以标签来显示被检验的织物的疵点并做出印记。此外乌斯特自动验布系统还可将被检验的织物分出等级并可以根据测量的疵点的大小确定织物的修理范围。根据织物的结构及种类，如纯棉、棉混纺、羊毛及长丝纱等还有平纹坯布、牛仔布及单色染布都可以接受检验.但不能检验颜色多变的多臂、提花设计的图案织物、毛绒织物（丝绒及毛圈织物）、针织布等。

　　9 乌斯特自动验布系统-Fabriscan的最突出的功能是像纱线分级那样可以对所验的布进行定等定级。Fabriclass有两个轴，在Y-轴上是疵点宽度的对比；x-轴是疵点的长度。这个体系可以报告有故障的疵点与无故障的疵点的区别并使所有的疵点相关数据储存在数据库中并按照需要报告出有关的报告。   

　　乌斯特自动验布系统-Fabriscan可以节省劳力并改进与优化验布的精确度。是现代化大型纺织厂应当配备的装备。

　　七、在线与离线检验的比较

　　1、在生产过程中基本上有两种物理上的形式与自动验布系统结合，一种是在线的自动验布系统与现有的生产织机相结合；另一种是离线的，将织物用小车运到自动验布机上单独的进行自动验布。两种形式各有优点及不足，在线的自动验布系统比较简单，占地面积少并且运转费用低，不占用较多的劳动力，布机挡车工还可以同时照看自动验布系统的工作。缺点是织机的速度与验布的速度相互影响，因此往往不可能很好的发挥在线的自动验布系统的最大速度。而且在线自动验布系统必需在每台织机上都要配备自动验布机构，提高了织机的造价。离线自动验布系统可以最大的发挥其验布速度，但不足的是要另外增设机器及自动验布系统的单独传动体系，比在线自动验布系统占用较多的劳动力。

　　2、乌斯特自动验布系-Fabriscan统可在验布速度120 m/min下进行自动验布（离线），可检验出0.3mm大小的疵点，而在线验布速度大约只在30 m/min，验布的宽度在110-440cm

　　八、其它自动验布系统

　　1 Elbit Vision system的I-Tex自动验布系统。Elbit Vision system光学的I-Tex 自动验布体系，验布速度达到300m/min，布幅最大 可在5m。I-Tex具有特别的软件及计算方法并设计了摸拟人的视觉系统。储存一般织物的图案及疵点的变化。对在纹织中的疵点的变化用其计算法进行分析，来区分析棉布上实际的各种疵点随机而又正常的分部情况。对于已检验到的疵点，X及Y轴按照疵点图将疵点定位。此外疵点的图象被储存起来以备查。I-Tex自动验布系以检验无纺布为多。包栝空气过虑布、尿布、医用外科衣帽及其它无纺布产品。

　　2、除了乌斯特自动验布系统外，在市场上流行的有四种不同的对织物生产线的质量监控的系统，即I-Tex 主要用于替代人工目测及对机织针织布监控；PRIN-TEX用于对印染布的疵点的检测；BROKEN长丝分析仪，主要用于玻璃纤维布的疵点检验及SHADE VARIATION Analyzer(色调变化分析仪)主要用于检查印染布上色调的差异不协调的疵点。

　　九、结语：

　　随着自动化纺织技术的发展，自动生产线、自动监控、自动信息网络已形成，使纺织生产步入一个崭新阶段，自动验布技术的出现是纺织企业实现三自动的必然产物，验布速度高，具有对织物疵点的检验及对重复出现的疵点的检验以及定级的功能。检验数据都是经电子计算系统加工提供的，在任何时间都可将检验到的信息进行加工传递及储存，这些功能是人工验布不能办到。因此自动验布系统势必代替人工验布。

　　自动验布体系代替人工验布是验布工序在质量管理及生产管理中的一项革命，它与已经使用了50年之久的纱线均匀度仪形成对应，织物自动检验已走向了自动化全检的道路。

　　参考文献：

　　⑴、秦贞俊  现代喷气织机及应用 (M).上海：东华大学出版社出版  2008.（7）       

　　⑵、 new delkhi.Automatic fabric insPection Systems（J）.indian textjournal. 2009.（10 ）：p38-41

　　⑶、 棉织手册（第三版）编委会编.《棉织手册第三版》（M）.北京：中国纺织出版社出版.2006.（10）

　　⑷、 瑞士乌斯特公司有关自动验布机的技术资料.