文/杭州海康机器人技术有限公司

当前，纺织行业进入了新的发展时期，因国际竞争激烈，国内纺织厂商逐渐失去了价格优势。在持续控制成本的同时，进一步提高布匹质量，是国内厂商在这场全球性的产业新一轮洗牌中，制胜的关键。其中，作为行业内产品质量管理的重要环节，布匹疵点检测工艺受到越来越高的关注度。

为了推动国内纺织行业智能化制造水平，海康机器人机器视觉团队联手纺织行业设备厂商——福建中织源，开发出了一套布匹疵点视觉检测系统。该系统可以在纺织过程中实时检测布匹质量，识别多类疵点；同时，系统内部信息化和数字化程度高，工业相机、纺织器械与企业上层ERP系统之间，可以实现交互与控制。

传统的疵点检测工艺

传统的布匹疵点检测工艺，多采用人工检测以及自动验布系统进行成品检测。

人工布匹疵点检测，是在验布机上通过人眼观察，参照验布标准寻找疵点。在纺织厂中，尽管很多生产工序和流程实现了自动化与信息化，但是因为布匹的疵点种类繁多，不易识别，因此一直以来，人工检测产品质量依然是纺织行业中检测布匹疵点的主要方式。

随着生产规模的不断扩大，人工检测已经无法满足大多数厂商的生产要求，于是国内外学者便开始研究机器视觉检测，并成功开发出了一套自动验布系统：即利用机器视觉原理，对已经生产完的布匹进行分段式疵点检测。

然而，这种自动化程度高的系统仍然会给纺织企业遗留下两个未解决的问题：一方面，现有的验布环节都集中于生产环节后的织物成品质量检测过程中，当出现严重缺陷时，无法及时发现并停机，徒增废布带来的浪费；另一方面，为了提高检验速度，工厂常采用抽样检测，无法100%控制出厂的布料质量，难以实现对织物的客观评价，从而增加后续成衣的制造成本。

纺织企业希望在生产过程中能对布匹缺陷进行实时检测，一旦出现严重缺陷可以及时停机修正，另外还可以记录每批布的缺陷种类和缺陷数量，便于控制布料的质量。

视觉系统设计提升

纺织行业设备厂商福建中织源生产的大圆机（见图1），是针织行业常用的织造设备。海康机器人此次设计的视觉系统，便是针对大圆机提供的疵点实时检测方案。采用固定式检测方式，该系统可以应对高速、高精度的检测要求，而且可以对不同缺陷类型进行分类计数，与上位机系统互联，在提高生产效率的同时，帮助企业实时监控质量情况，优化生产工艺。

图1：大圆机及缺陷检测系统现场图。

大圆机织物为环形筒状，为提高筒状织物的检测效率，在机台之下安装海康机器人的面阵相机，拍摄筒状织物内层。LED环形面光源安装在相机下面提供照明，相机转台可以输出5V电平信号触发相机拍照，获取稳定、优秀的画面质量，供后台分析。

图2：多种缺陷类别。

纺织缺陷如翻丝、漏针等情况常常在毫米级别，这对相机的稳定性和后台算法都提出了较高的要求。海康机器人的纺织缺陷检测算法，能够有效地识别漏针、破洞、坏针、油污、脏纱、油针、错针、翻丝、跑氨纶等纺织疵点（见图2），成功识别的效率从以往方案的70%提升到了99.99%，实现“零漏检”、“零误检”。

海康机器人的纺织缺陷检测系统，还特别设置通信模块，可实现相机、纺织器械与企业上层ERP系统之间的通信与同步，真正发挥检测结果对质量管理的作用，解决传统自动验布系统遗留的两大问题。相机通过串口获得“开机”、“停机”、“转速”、“转数”、“码址”等信息，检测结果通过串口发送到设备的上位机，准确记录缺陷发生的时间和位置，并在检测到严重缺陷时，控制大圆机停机。

完善直观的操作软件

纺织企业可以根据生产要求，在海康机器人纺织缺陷检测系统的软件界面输入转速值，工业相机将自动匹配生产需求，完成检测画面的捕捉，有效控制图形畸变，检测速度最快可达166.7cm/s，能够轻松满足较大的生产规模需求。

该纺织缺陷检测系统还支持检测类别自定义，并根据实际生产要求，输入各个缺陷统计数限制值，一旦达到阈值，便触发停机。所有动作指示都是实时的，无延迟，能最大限度地保障生产效率。

每匹布生产前都会有代码，并用条码方式贴在纺织好的布面上，上位机获得码址并通过RS485传输给视觉系统。该匹布检测结束后，发送对应代码的检测报告给上位机和ERP系统，检测结果可以存储到本地文件，长时间存储图像及数值等多样化数据，易于追溯。

图3：智能标注缺陷位置。

操作界面设计直观易懂，可实现工人零经验快速上岗。在用户操作界面，不同颜色的框会将不同的缺陷框出来，并在照片上标识缺陷出现的位置信息（见图3），例如一米，便于反推缺陷出现的位置；若发生重大缺陷或缺陷计数达到阈值，将通过PLC控制机台停机，并触发硬件报警，在软件界面弹出大大的“fail”字样；支持硬盘存储检测功能，当空间占用达到80%时会提醒清盘工作，使重要数据得以妥善保管。

结语

提升针织行业智能化制造水平，首先应该从发展智能化装备入手，研发基于信息化架构的智能化和数字化高端装备技术平台，开展针织装备的智能化设计。在纺织机械行业“十三五”发展指导意见中，将智能化针织装备列为了科技攻关与推广的重点任务。因此，针织机械的智能化将会迎来一个发展机遇。

海康机器人自主研发的布面缺陷检测系统，是针对纺织行业质量管理环节提出的实时疵点智能检测方案。该方案检测疵点速度快、精度高、检测类别多，疵点标注智能化，便于追溯疵点位置，通信同步控制编织器械，可及时发现重大缺陷，减少废布浪费，检测报告上传ERP，信息交互程度高，有助于企业对质量管理的整体把控，有助于促进行业加速智能化改造。