纺织行业是和人类共存的行业,纺织机械化生产已经有几千年历史,梳棉机是棉纺工艺流程的主要生产设备之一,需求量逐年上升。然而由于纺织行业发展的历史原因,梳棉机装备总体水平差,自动化程度低,劳动率低,用工成本高。因此,开发应用于纺织行业“智慧梳棉机”是当前纺织机械行业最具有理论和实践意义的研究方向之一。本文将遗传算法、图像分割等新技术应用于梳棉机,使梳棉工序单机做到半制品指标在线自动统计、自动监控,各类参数在线自动设定、自我诊断、自我修正。流水线之间设备做到连动、连调、连控、智能化管理。在制品储运,质量动态、设备状态都能做到数字化管理。本文已经做了以下几个方面的研究和开发工作:一、针对梳棉工序的任务,梳棉机的结构,梳棉机的工作原理分析了“棉结”引成机理及对纱线的危害,并列出了诸多产生“棉结”因素,并通过大量的试验,确定了本课题的变量参数。二、针对遗传算法的特点,结合梳棉机工艺要求,确定本课题遗传算法的基本思想、基本理论和主要操作步骤。三、按照对控制单元“标准化、经济性、可靠性”的设计标准,介绍了“精确调校盖板隔距系统(Precise adjustment system)”和“盖板隔距测量系统(Flat-Controller measurement system)”的设计思路和创新部分,并对“CCD光电传感器微调系统”的识别、运算、处理、分析和监控进行研究,为课题研究提供保证。四、通过对计算机视觉检测系统原理的分析,将采集的图像进行优化处理,包括识别、成像、图像数字化、图像处理等,同时还要考虑到对目标控制参数的采样、量化的进一步细化,还需对光照强度不匀进行校正,方便后续操作的进行,最后采用基于遗传算法的Otsu分割法将图像进行分割,突出并计算棉网棉结疵点的数量。五、针对梳棉机分梳原理结合控制单元和变量参数的特点对课题进行软件设计,通过试验确定了变量参数和适应函数,利用遗传算法理论对初始种群使用选择算子、交叉算子、变异算子等遗传运算,并使用matlab软件进行模拟计算,得到最终的计算结果。通过实验和分析,本文所优化的检测系统能够较为准确得辨认出棉网中的棉结和杂质。同时控制系统会根据棉网质量给出对应的机械状态反馈。而在设计过程中考虑到了人机交互的可能性,这就要求较高的实时性,为开发新型棉网质量的实时控制(检测)系统打下了坚实的基础。