Разработка и тестирование прототипа программно-аппаратного комплекса управления механизмами исправления перекоса уточной нити для текстильных материалов со сложным рисунком (печать, жаккардовые узоры). (заключительный)

Отчет содержит: 105 страниц, 51 рисунков, 8 таблиц и 11 приложений. Основная цель НИОКР - разработать и протестировать прототип ПАК управления механизмами исправления перекоса уточной нити для текстильных материалов со сложным рисунком (печать, жаккардовые узоры). При выполнении НИОКР были достигнуты следующие результаты: - разработан и собран испытательный стенд для обнаружения перекоса уточной нити в диагональном и дуговом направлениях. Состоит он из металлического каркаса, на котором закреплены приводной и натяжной валы, механизм натяжения и блок управления скоростью вращения вала. Конструкция стенда удобна в использовании и имеет возможности для технической доработки, если возникнет такая необходимость. Подобранные элементы управления приводным валом позволят тестировать различные алгоритмы работы программы в статическом и динамическом (до 60 м/мин) режимах работы. - проведены исследования по подбору режимов освещения поверхности на различных текстильных материалах. Определены оптимальные параметры цветовой температуры и диапазона светового потока, позволяющие снимать образцы предотвращая засветку и недостаточную освещенность материала. Определены виды осветителей и их расположение для равномерного освещения поверхности. Рассчитано необходимое время экспозиции. - сформирована базы шаблонов необходимая для настройки алгоритмов определения и расчета угла перекоса. Для наполнения базы разработано программное приложение позволяющие наполнять базу данных шаблонами и сохранять в виде табличных данных в формате sqlite. Сформирована база шаблонов, содержащая 150 артикулов различного типа тканей и узоров. - определена структура аппаратной части прототипа программно-аппаратного комплекса, включающая камеру машинного зрения, освещение, электродвигатели, частотные преобразователи, промышленный контроллер и панель оператора. Подобраны необходимые элементы для каждого уровня АСУ ТП, которые соответствуют всем необходимым требования для реализации данного проекта. - проведено исследование различных методов обработки изображений. Выбран наиболее оптимальный метод, позволяющий достичь высокой точности определения узора. Разработан программный модуль обнаружения линии раппортов (соответствующий линии уточной нити). Для наиболее эффективной его работы модуль дополнен функцией фильтрации. - определен принцип синхронизации линии раппортов с задаваемой эталонной прямой. Для задания опорной линии оператором разработан программный модуль для визуального позиционирования опорной линии. Для передачи полученных данных на верхний уровень ПАК выбран промышленный протокол Modbus TCP/IP Zero-based Addressing. Разработан программный модуль для панели оператора, который принимает данные в соответствии с заданными регистрами протокола и формирует управляющие сигналы. Для корректного визуального отображения перекосов фрагментов пар раппортов на панели оператора написан макрос, задающий параметры отображения индикаторов. - сформирован метод оценки средневзвешенных значений диагонального и дугового перекосов. Определены формулы для их расчета, на основе которых разработан программный модуль оценки перекоса. Для визуального отображения средневзвешенных значений перекоса на панели оператора дополнительно разработан скрипт, позволяющий генерировать изображения. Значения средневзвешенных углов передаются от панели оператора на исполнительный модуль корректировки (программно-логический контроллер), для которого разработан соответствующий программный модуль. Подобраны параметры работы частотных преобразователей. - проведено трехмерное моделирование типовых узлов СШМ для разработки конструкции прототипа ПАК. Выполнен анализ рабочих зон СШМ, на основе которого определено, что конструкция программно-аппаратного комплекса будет состоять из трех узлов: опоры для крепления камеры и осветителей; монтажного шкафа оператора со встроенной сенсорной панелью и установленными внутри программно-логическим контроллером и контроллером машинного зрения; монтажного шкафа управления исполнительными механизмами с установленными внутри частотными преобразователями, реакторами и их обвязкой. Выполнен сбор и подключение электронных комплектующих на монтажных панелях шкафов. Разработана необходимая конструкторская документация на ПАК. - проведено тестирование прототипа ПАК по разработанным программе и методике испытаний. Обработка полученных данных всеми программными модулями показала работоспособность комплекса. Выполнен анализ соответствия прототипа ПАК требованиям технического задания на НИОКР.