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基于雙ccd的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置的制造方法

文檔序號:10592181閱讀:911來源:國知局
基于雙ccd的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,包括視覺檢測單元,視覺檢測單元包括位置固定的用于采集整個光纖繞組圖像的全局CCD相機和位置可調(diào)的用于采集光纖繞組局部圖像的局部CCD相機,全局CCD相機和局部CCD相機均與工控機連接,工控機通過電氣傳動單元與局部CCD相機連接,工控機與顯示屏連接。本發(fā)明采用雙CCD相機自動在線檢測技術,通過全局CCD相機對光纖繞組線徑大小變化的跟蹤來有效地調(diào)整局部CCD相機的工作位置,使局部CCD相機對光纖繞組實時在線監(jiān)測,有利于提高光纖繞制質(zhì)量和缺陷檢測效率,降低生產(chǎn)成本,同時有利于提高光纖繞制缺陷檢測的自動化程度,在線實時檢測過程中,記錄光纖纏繞缺陷圖像信息,有助于問題回溯。
【專利說明】
基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)視覺計算領域,特別涉及一種基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置。
【背景技術】
[0002]由于完成一發(fā)光纖的纏繞耗時較長,且纏繞件體積大,層數(shù)多,纏繞過程中光纖繞組需在一定范圍內(nèi)左右移動,因此容易出現(xiàn)光纖爬臺、擠出、下陷、下滑、刷子毛殘留等缺陷?,F(xiàn)階段光纖纏繞質(zhì)量主要靠人眼來檢驗,容易出現(xiàn)“漏檢”的情況。
[0003]針對光纖纏繞缺陷檢測,申請?zhí)枮?01210189025.1的中國專利公開了一種基于機器視覺技術的實時光纖繞制缺陷檢測方法,是采用機器視覺技術,按抽樣檢測方法,檢測普通光纖環(huán)的缺陷,該方法適用于體積小、纏繞速度較慢、精度低的物件。申請?zhí)枮?01210477554.1的中國專利公開了一種用于光纖環(huán)繞制的在線監(jiān)測與報警系統(tǒng)及方法,是將光源沿著光纖環(huán)切線方向照射,通過成像系統(tǒng)產(chǎn)生暗影,根據(jù)光纖環(huán)的暗影來判斷光纖的缺陷,該方法只能檢測光纖環(huán)是否有疊纖、漏纖缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于,針對上述現(xiàn)有技術的不足,提供一種基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,適用于各種體積和纏繞速度的光纖繞組,能夠檢測多種纏繞缺陷,檢測精度高。
[0005 ]為解決上述技術問題,本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,包括視覺檢測單元,所述視覺檢測單元包括位置固定的用于采集整個光纖繞組圖像的全局CCD相機和位置可調(diào)的用于采集光纖繞組局部圖像的局部C⑶相機,所述全局CXD相機和局部C⑶相機均與工控機電連接,該工控機通過電氣傳動單元與局部CCD相機傳動連接,同時該工控機與顯示屏電連接。
[0006]借由上述結構,全局CCD相機視野較大,用于觀察全局,檢測光纖繞組是否接近局部CCD相機以及光纖繞組的外部直徑。局部CXD相機視野較小,用于觀察光纖繞組局部,采集圖像用以判斷光纖繞組是否存在缺陷。由于局部CCD相機精度高且不能自動變焦,當光纖繞組半徑變化時,局部CCD相機必須通過前后移動以保證光纖繞組的成像始終在局部CCD相機對焦平面上。工控機控制電氣傳動單元調(diào)節(jié)局部CCD相機的位置。本發(fā)明采用雙CCD相機檢測紡錘形光纖繞組繞制過程中的缺陷,有效地控制光纖繞組的取圖范圍,提高了光纖繞纏繞的缺陷檢測率,降低了生產(chǎn)成本。
[0007]作為一種優(yōu)選方式,所述全局CCD相機的鏡頭垂直于光纖繞組的軸線,全局CCD相機的視角覆蓋整個光纖繞組的外徑。
[0008]進一步地,所述視覺檢測裝置還包括兩個位置可調(diào)的弧形光源,所述兩個弧形光源分位于局部CCD相機的左右兩側,且該兩個弧形光源的弧度與光纖繞組的弧度一致。
[0009]采用與光纖繞組弧度一致的弧形光源,使光源能夠均勻的分布,從而得到最優(yōu)的成像效果。
[0010]作為一種優(yōu)選方式,所述電氣傳動單元包括PLC、步進電機和導軌,所述工控機通過PLC與步進電機電連接,該步進電機通過導軌與局部CCD相機傳動連接。
[0011]作為一種優(yōu)選方式,所述步進電機通過導軌與所述兩個弧形光源傳動連接。
[0012]局部CCD相機及兩個弧形光源固定安裝在導軌上,弧形光源用于給局部CCD相機補充光源,使光能均勻?qū)⒕植緾CD相機的視野范圍照亮。
[0013]進一步地,所述PLC與報警器相連。
[0014]如有缺陷,則工控機控制PLC發(fā)出報警信號,報警器報警。
[0015]本發(fā)明采用雙CXD相機自動在線檢測技術,通過全局CXD相機對光纖繞組線徑大小變化的跟蹤來有效地調(diào)整局部CCD相機的工作位置,從而使局部CCD相機對光纖繞組實時在線監(jiān)測,該方法有利于提高光纖繞制質(zhì)量和缺陷檢測效率,降低生產(chǎn)成本,同時有利于提高光纖繞制缺陷檢測的自動化程度,同時在線實時檢測過程中,記錄光纖纏繞缺陷圖像信息,有助于問題回溯。
[0016]
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一實施例的結構不意圖。
[0018]圖2為全局C⑶相機和局部C⑶相機的工位結構圖。
[0019]圖3為本發(fā)明工作流程圖。
[0020]其中,I為全局CCD相機,2為局部CCD相機,3為工控機,4為顯示屏,5為弧形光源,6為PLC,7為步進電機,8為導軌,9為報警器,10為鼠標,11為光纖繞組。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明是在原有的光纖繞組11的控制臺上加裝視覺檢測單元來檢測光纖纏繞質(zhì)量。待檢測光纖繞組11呈紡錘形,且繞制時光纖繞組11左右運動。
[0023]如圖1至圖2所示,本發(fā)明的一實施例包括視覺檢測單元,所述視覺檢測單元包括位置固定的用于采集整個光纖繞組11圖像的全局CCD相機I和位置可調(diào)的用于采集光纖繞組11局部圖像的局部CCD相機2,所述全局CCD相機I和局部CCD相機2均通過網(wǎng)線與工控機3電連接,該工控機3通過電氣傳動單元與局部CCD相機2傳動連接,同時該工控機3與顯示屏4電連接。工控機3還連有鼠標1和鍵盤。
[0024]全局C⑶相機I和局部C⑶相機2均為高精度CXD相機。
[0025]全局C⑶相機I和局部C⑶相機2均安裝在光纖繞組11正前方。
[0026]所述全局CXD相機I的鏡頭垂直于光纖繞組11的軸線,全局C⑶相機I的視角覆蓋整個光纖繞組11的外徑。
[0027]所述視覺檢測裝置還包括兩個位置可調(diào)的弧形光源5,所述兩個弧形光源5分位于局部CCD相機2的左右兩側,且該兩個弧形光源5的弧度與光纖繞組11的弧度一致。弧形光源5為弧形LED光源。
[0028]所述電氣傳動單元包括PLC6、步進電機7和導軌8,所述工控機3通過PLC6與步進電機7電連接,該步進電機7通過導軌8與局部CCD相機2傳動連接。
[0029]所述步進電機7通過導軌8與所述兩個弧形光源5傳動連接。
[0030]所述PLC6與報警器9相連。報警器9為聲光報警器9。
[0031]本發(fā)明的工作流程如圖3所示。
[0032]具體地,當工控機3采集到全局CXD相機I的圖片,經(jīng)過圖像預處理、快速圖像分割、邊緣檢測、轉軸提取、轉軸區(qū)域變化檢測來識別光纖繞組11運動位置和光纖繞組11外徑,然后與初始外徑大小對比換算得出局部CCD相機2與光纖繞組11局部的工作距離差。工控機3發(fā)送指令至PLC6,PLC6識別指令并將信號傳給步進電機7,步進電機7控制導軌8從而帶動局部C⑶相機2進行徑向運動,保證光纖繞組11在局部C⑶相機2中成像一直處于焦距狀態(tài)。
[0033]當光纖繞組11成像處于局部CCD相機2的對焦平面時,工控機3采集局部CCD相機2的圖片,局部CCD相機2圖像檢測算法大概流程為圖像預處理、圖像分割、初步檢測、紋理特征提取與幾何特征提取,然后根據(jù)提取的特征,進行纏繞排列致密性檢測、光纖寬度纏繞匝數(shù)檢測、端面擠出與爬臺缺陷檢測、最終檢測光纖繞組11是否爬臺、擠出、下陷、下滑、刷毛殘留等缺陷,輸出檢測結果。
[0034]綜上,纏繞時,全局CCD相機I將整個光纖繞組11圖像通過網(wǎng)絡采集至工控機3,工控機3實時監(jiān)控光纖繞組11外徑變化,從而判定局部CCD相機2是否在適合拍攝的位置范圍內(nèi),并根據(jù)計算的光纖繞組11外部直徑的大小來控制步進電機7徑向運動,步進電機7從而帶動兩個弧形光源5及局部CCD相機2運動,使得與光纖繞組11局部正好在局部CCD相機2鏡頭清晰成像的工作位置。局部CCD相機2將光纖繞組11局部高清圖像采集至工控機3,通過算法處理實時監(jiān)測繞制過程中的缺陷,且做到全覆蓋采樣。當纏繞完一圈后,光纖繞組11外徑增大2R(R為光纖外徑),此時工控機3通過全局CCD相機I采集的圖像分析,可得到光纖繞組11外徑增加2R,工控機3將通過PLC6控制步進電機7使其帶動導軌8水平方向向后移動2R距離,同時局部CCD相機2水平方向向后移動2R。以此類推直至繞制完成。當局部CCD相機2采集到圖片并通過算法分析存在上述缺陷時,則PLC6發(fā)出報警信號,聲光報警器9報警。
[0035]在本發(fā)明中,利用全局CCD相機I采集到的光纖繞組11圖片求光纖繞組11外徑可以沿用現(xiàn)有的圖像分析處理技術中求外徑的方法。同時也可以不使用算法對局部CCD相機2采集到的光纖繞組11局部圖片進行圖像分析處理,而是在局部CCD相機2采集到光纖繞組11局部圖片后,直接利用工控機3將圖片送至顯示屏4顯示,利用人工對采集到的圖片進行缺陷識別,由于本發(fā)明裝置采集到的圖片精度高,相較于原來人工用肉眼直接識別光纖繞組11的纏繞缺陷,即使通過人工判斷圖片上的缺陷也能降低光纖繞組11缺陷的漏檢率。當檢測到不正常時,操作者通過工控機3控制報警器9報警。
【主權項】
1.一種基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,包括視覺檢測單元,其特征在于,所述視覺檢測單元包括位置固定的用于采集整個光纖繞組(11)圖像的全局CCD相機(I)和位置可調(diào)的用于采集光纖繞組(11)局部圖像的局部CCD相機(2),所述全局CCD相機(I)和局部CXD相機(2)均與工控機(3)電連接,該工控機(3)通過電氣傳動單元與局部CCD相機(2)傳動連接,同時該工控機(3)與顯示屏(4)電連接。2.如權利要求1所述的基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,其特征在于,所述全局C⑶相機(I)的鏡頭垂直于光纖繞組(11)的軸線,全局C⑶相機(I)的視角覆蓋整個光纖繞組(I I)的外徑。3.如權利要求1所述的基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,其特征在于,所述視覺檢測裝置還包括兩個位置可調(diào)的弧形光源(5),所述兩個弧形光源(5)分位于局部C⑶相機(2)的左右兩側,且該兩個弧形光源(5)的弧度與光纖繞組(11)的弧度一致。4.如權利要求3所述的基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,其特征在于,所述電氣傳動單元包括PLC(6)、步進電機(7)和導軌(8),所述工控機(3)通過PLC(6)與步進電機(7)電連接,該步進電機(7)通過導軌(8)與局部C⑶相機(2)傳動連接。5.如權利要求4所述的基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,其特征在于,所述步進電機(7)通過導軌(8)與所述兩個弧形光源(5)傳動連接。6.如權利要求4或5所述的基于雙CCD的實時光纖纏繞缺陷視覺檢測裝置,其特征在于,所述PLC(6)與報警器(9)相連。
【文檔編號】G01M11/00GK105954008SQ201610395902
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】鄒永, 卞勇, 盛峰, 張春華, 王剛, 朱蓮香, 曹白玉, 雷燕, 林明輝, 周鵬, 曹虎, 李仁義, 潘廣悅, 劉貞, 馬宇坤, 吳康, 賀芳
【申請人】江南工業(yè)集團有限公司
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