Production and Inspection Using Image Processing to Inspect the Properties of Fibers for Eri

Abstract

At present, there are more encouragement for farmers to raise eri silk and produce more products such as fibers, yarns and fabrics. The price of the product depends on the quality of the product. The problem is there are no tools that help farmers to produce fibers or yarns, as well as the inspection system is still inspected by a naked eye or inspected via microscope. Therefore, the objective of this research is to develop tools that help in the fibers and yarns production and applying the image processing to check the quality of fibers and yarns by developing a cocoon opening machine and a fibers carding machine. The cocoon opening machine has a total size of 600 mm, length of 1800 mm, and height of 930 mm, weight of about 150 kg. The cocoon machine can adjust the feeder sped from 0.324 to 0.810 m per minute. From the experiment, it found that the cocoon opening machine can best open the cocoon when adjusting the feed rate of cocoon sheet to 0.324 meters per minute. The knot remained in fiber is only 3.20 percent, the smaller yarn is 3 (Metric Count) was obtained and yarn has the consistency with a knot at 122 knots. For the cocoon opening machine developed in this research, the overall size is 800 mm wide, 1,800 mm long and 1500 mm high, weighing about 500 kg. The machine consists of a cocoon tray, a cocoon feeder for feeding cocoon sheet into the machine, an intermediate roller was installed thorns which have short teeth. This intermediate roller is used to bring fibers to various threads. Moreover, a carding machine consists of two heads of thorns and a roller for keep fiber. The speed of the feeder roller can be adjusted from 0.068 to 5.34 meters per minute and the roller can be adjusted from 371.33 to 491.97 meters per minute. From the experiment, it can be found that the fibers obtained from the card are distributed in an orderly manner and there is no knot left in the fibers at all. The fiber carding machine with fiber sheet feeder at a speed of 0.068 meters per minute has the average production rate of 750 grams per hour. Yarn produced from the fiber of the carding machine has an average size at number 4 in the case of carding cocoon sheet and has number 6 in the case of carding fiber that has already opened. In the development of image processesing to assist in the examination of fiber quality, based on the percentage of the remaining knot on the fiber by comparing the results from the calculation using the area counting method, it was found that the average accuracy was 86.98 percent and when using the image processing developed from this research for finding the knot button on the yarn, it found that the average accuracy 95.71 percent and when compared to working time, it can reduce the working time by 100 times. From all research result, it can be conclude that a cocoon opening machine and fiber carding machine as well as the image processing algorithm developed to inspect the quality of yarn fibers can help in the yarn and fibers production. The machine also can be used to extend the work to farmers who produce eri production.

ในปัจจุบันมีการส่งเสริมให้เกษตรกรเลี้ยงไหมอีรี่และผลิตผลิตภัณฑ์ของไหมอี่รี่มากขึ้น เช่น เส้นใย เส้นด้ายและผืนผ้า ราคาของผลิตภัณฑ์ขึ้นกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์นั้น ปัญหาที่พบคือ ยังไม่มีเครื่องมือที่ช่วยเกษตรกรรายย่อยผลิตเส้นใยหรือเส้นด้ายให้ได้คุณภาพ ตลอดจน ระบบในการตรวจก็ยังคงเป็นแบบมองด้วยตาเปล่าหรือตรวจผ่านกล้องจุลทรรศน์ ดังนั้นวัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือ พัฒนาเครื่องมือที่ช่วยในการผลิตเส้นใยและเส้นด้าย อีกทั้งประยุกต์ใช้กระบวนการทางภาพตรวจสอบคุณภาพของเส้นใยและเส้นด้าย โดยพัฒนาเครื่องเปิดรังไหมและเครื่องสางใยไหมเพื่อผลิตเส้นใย เครื่องเปิดรังไหมมีขนาดโดยรวมคือ มีความกว้าง 600 มิลลิเมตร ยาว 1800 มิลลิเมตร และสูง 930 มิลลิเมตร น้ำหนักโดยประมาณ 150 กิโลกรัม เครื่องเปิดรังไหมสามารถปรับความเร็วของตัวป้อนได้ตั้งแต่ 0.324 ถึง 0.810เมตรต่อนาที จากการทดลองพบว่า เครื่องเปิดรังไหมสามารถเปิดรังไหมได้ดีที่สุดเมื่อปรับอัตราการป้อนแผ่นรังไหมเข้าเครื่องที่ 0.324 เมตรต่อนาที โดยเส้นใยที่ได้จะมีปุ่มปมเหลืออยู่เพียงร้อยละ 3.20 ได้เส้นด้ายที่มีขนาดเล็กคือเบอร์ 3 (Metric Count) และมีความสม่ำเสมอโดยมีปุ่มปมอยู่ที่ 122 ปม สำหรับเครื่องสางรังไหมที่พัฒนาขึ้นในงานวิจัยนี้ มีขนาดโดยรวมคือกว้าง 800 มิลลิเมตร ยาว 1,800 มิลลิเมตร และสูง 1500 มิลลิเมตร น้ำหนักโดยประมาณ 500 กิโลกรัม เครื่องประกอบด้วย ถาดป้อนรังไหม หัวป้อนรังไหมเข้าตัวเครื่อง ลูกกลิ้งตัวกลางพันด้วยหนามฟันสั้นใช้นำเส้นใยไปหัวสางต่างๆ หัวหนามสางจำนวน 2 หัว และหัวม้วนเก็บใยไหม สามารถปรับความเร็วของลูกกลิ้งตัวป้อนได้ตั้งแต่ 0.068 ถึง 5.34 เมตรต่อนาที และลูกกลิ้งหนามสางสามารถปรับความเร็วได้ตั้งแต่ 371.33 ถึง 491.97 เมตรต่อนาที จากการทดลองพบว่า เส้นใยที่ได้จากกการสางมีการกระจายตัวอย่างเป็นระเบียบและไม่มีปุ่มปมเหลือในเส้นใยเลย เครื่องสางเส้นใยที่มีการป้อนแผ่นเส้นใยด้วยความเร็ว 0.068 เมตรต่อนาที พบว่า มีอัตราการผลิตเฉลี่ยคือ 750 กรัมต่อชั่วโมง เส้นด้ายที่ผลิตจากเส้นใยของเครื่องสางมีขนาดโดยเฉลี่ยอยู่ที่เบอร์ 4 ในกรณีสางรังไหม และมีเบอร์ 6 ในกรณีสางใยไหมที่เปิดแล้วในการพัฒนากระบวนการทางภาพเพื่อช่วยในการตรวจสอบคุณภาพเส้นใยโดยพิจารณาจากร้อยละของปุ่มปมที่เหลือบนเส้นใย โดยเปรียบเทียบผลที่ได้จากการคำนวณด้วยวิธีการนับพื้นที่ พบว่า มีค่าความแม่นยำโดยเฉลี่ยร้อยละ 86.98 และเมื่อใช้กระบวนการทางภาพที่พัฒนาขึ้นจากงานวิจัยหาปุ่มปมบนเส้นด้าย พบว่า มีค่าความแม่นยำโดยเฉลี่ยร้อยละ 95.71 และเมื่อเทียบเวลาในการทำงานพบว่าสามารถลดเวลาในการทำงานได้ถึง 100 เท่า จากผลการวิจัยที่ผ่านมา สามารถกล่าวได้ว่า เครื่องเปิดรังไหมและเครื่องสางใยไหมตลอดจนกระบวนการทางภาพที่ได้พัฒนาเพื่อช่วยตรวจสอบคุณภาพเส้นใยเส้นด้าย สามารถช่วยในกระบวนการผลิตเส้นใยเส้นด้ายได้เป็นอย่างดี และสามารถนำไปต่อยอดใช้กับเกษตรกรผู้ลี้ยงและผลิตไหมอีรี่ได้ต่อไป