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CN105384003A - 基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统 - Google Patents

基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统 Download PDF

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CN105384003A CN201510823751.8A CN201510823751A CN105384003A CN 105384003 A CN105384003 A CN 105384003A CN 201510823751 A CN201510823751 A CN 201510823751A CN 105384003 A CN105384003 A CN 105384003A
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翟雪荣
张涛
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Abstract

本发明公开了基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统，包括自走式龙门、工业相机，工业相机通过支架固定安装于自走式龙门一侧的地面上，工业相机的镜头对准收线缆盘，工业相机通过导线与固定在自走式龙门另一侧地面上的控制系统连接，本发明减小了使用变形缆盘和间距不规则缆盘等情况下的排线错乱，线缆叠压和需要人工干预排线过程和换向点切换的现象，实现了排线过程的自动纠偏功能，提高了收排线设备系统的自动化控制水平，对生产效率的提升，减少人力资源的投入，降低生产劳动强度。

Description

基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统
技术领域
本发明涉及线缆收线卷绕技术，特别涉及一种基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统。
背景技术
线缆的收线通常都使用缆盘进行收线，在传统的收线技术中，也是用自动收线技术，但自动收线过程中，自走式龙门完全依靠设定好的节距移动，即依靠恒定节距的单一排线控制模式，这种控制模式在操作过程中，若收线缆盘收线时，线缆的进线角度或位置发生变化，则会导致收线错乱，线缆在收线缆盘上分布不规则的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统，该系统在自动收线时能够自动调节，保证收线稳定，避免出现收线错乱、缆线分布不规则的问题。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统，包括自走式龙门，所述自走式龙门两端的底部通过平台设于铺于地面上的轨道上，自走式龙门的中部设有收线缆盘，自走式龙门的顶部设有用于收线缆盘上下运动的提升电机，自走式龙门在位于收线缆盘端部处设有用于驱动收线缆盘转动的驱动电机，还包括工业相机，所述工业相机通过支架固定安装于自走式龙门一侧的地面上，工业相机的镜头对准收线缆盘，所述工业相机通过导线与固定在自走式龙门另一侧地面上的控制系统连接，所述控制系统包括电控柜，电控柜内设有图像、信息处理系统以及控制、操作系统；所述自走式龙门的两端平台之间通过支架连接一个伸缩杆，伸缩杆通过设于伸缩杆一端的伸缩电机驱动。
优选的，在工业相机远离自走式龙门的一侧地面上固定安装一个主动式排线偏置牵引装置，所述主动式排线偏置牵引装置包括支架，支架的顶部固定一个固定台，固定台上设有滑轨以及丝杆，固定台通过丝杆以及滑轨连接一平板，平板的上部在靠近工业相机的一侧固定安装一个出口限位导轮，固定台在远离工业相机的一侧设有进口限位导轮，平板的中部设有动轮；所述固定台的底部设有一个伺服电机，伺服电机的输出端通过减速器与丝杆端部连接，伺服电机通过导线与控制系统连接。
优选的，在主动式排线偏置牵引装置远离工业相机的一侧地面上还固定安装一个重力式摆臂张力舞蹈器，所述重力式摆臂张力舞蹈器包括支架，所述支架的顶部通过转轴转动连接定轮，定轮上设有摆臂，所述摆臂靠近主动式排线偏置牵引装置的一端设有主动轮，摆臂的另一端设有配重块；所述转轴上套有摆臂轴，所述摆臂与摆臂轴固定连接，所述转轴在远离定轮的端部设有齿轮副，齿轮副的底部设有位移传感器或电位器。
采用上述技术方案，改以往单纯依靠节距排线控制的单一开环控制方式为带有实时图像采集、分析对比和纠差功能的闭环负反馈自动模式，大大减小了使用变形缆盘和间距不规则缆盘等情况下的排线错乱，线缆叠压和需要人工干预排线过程和换向点切换的现象，实现了排线过程的自动纠偏功能，提高了收排线设备系统的自动化控制水平，对生产效率的提升，减少人力资源的投入，降低生产劳动强度。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明的重力式摆臂张力舞蹈器结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明齿轮副的连接示意图；
图5是本发明的主动式排线偏置牵引装置结构示意图；
图6是图5的俯视图；
图7是本发明的自走式龙门的结构示意图；
图8是图7的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对实施例的描述，对本发明做进一步说明：
如图1～8所示，本发明基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统，包括自走式龙门1以及工业相机3，自走式龙门1两端的底部通过平台11设于铺于地面上的轨道12上，自走式龙门1的中部设有收线缆盘2，自走式龙门1的顶部设有用于收线缆盘2上下运动的提升电机13，自走式龙门1在位于收线缆盘2端部处设有用于驱动收线缆盘2转动的驱动电机14，工业相机3通过支架31固定安装于自走式龙门1一侧的地面上，工业相机3的镜头对准收线缆盘2，工业相机3通过导线与固定在自走式龙门1另一侧地面上的控制系统连接，控制系统包括电控柜4，电控柜4内设有图像、信息处理系统以及控制、操作系统；自走式龙门1的两端平台11之间通过支架连接一个伸缩杆15，伸缩杆15通过设于伸缩杆15一端的伸缩电机16驱动。
本发明在工业相机3远离自走式龙门1的一侧地面上固定安装一个主动式排线偏置牵引装置5，主动式排线偏置牵引装置5包括支架51，支架51的顶部固定一个固定台52，固定台52上设有滑轨53以及丝杆56，固定台52通过丝杆56以及滑轨53连接一平板，平板的上部在靠近工业相机3的一侧固定安装一个出口限位导轮54，固定台52在远离工业相机3的一侧设有进口限位导轮55，平板的中部设有动轮57；固定台52的底部设有一个伺服电机，伺服电机的输出端通过减速器与丝杆56端部连接，伺服电机通过导线与控制系统连接。
本发明在主动式排线偏置牵引装置5远离工业相机3的一侧地面上还固定安装一个重力式摆臂张力舞蹈器6，重力式摆臂张力舞蹈器6包括支架61，支架61的顶部通过转轴66转动连接定轮62，定轮62上设有摆臂63，摆臂63靠近主动式排线偏置牵引装置5的一端设有主动轮64，摆臂63的另一端设有配重块65；转轴66上套有摆臂轴67，摆臂63与摆臂轴67固定连接，转轴66在远离定轮62的端部设有齿轮副68，齿轮副68的底部设有位移传感器69或电位器。
本发明在收线前，首先通过伸缩电机16带动伸缩杆15工作，将自走式龙门1的两端分开距离变大，并将收线缆盘2放到自走式龙门1上，然后再通过伸缩杆15的收缩，减小自走式龙门1两端的距离，对收线缆盘2进行夹紧，采用伸缩杆15连接自走式龙门1的两端，还可以使本发明适应不同型号的收线缆盘2，同时便于更换收线缆盘2。收线时，线缆7首先通过重力式摆臂张力舞蹈器6的定轮62上方进入，穿过主动轮64而出，再经过主动式排线偏置牵引装置5的进口限位导轮55进入到主动式排线偏置牵引装置5的动轮57，再经过出口限位导轮54穿出，进入到收线缆盘2进行绕卷。当缆线7所受张力或拉力发生变化，导致与主动轮64一侧的重力大小不平衡，摆臂63会发生上下的摆动。摆臂63位移通过摆臂轴67、齿轮副68传递给电位器或位移传感器69，位移变化转换为实时相应电信号并发送到控制系统，控制系统作出分析、判断后，调整后部自走式龙门1上的收线缆盘2的收卷速度，从而改变线缆7的张力大小。重力式摆臂张力舞蹈器6通过调整收线缆盘2的卷绕速度大小，消除各部件速度误差的影响，保证收线缆盘2卷绕收线在恒张力状态下顺利进行。主动式排线偏置牵引装置5的作用主要是保证线缆7卷绕在收线缆盘2上时有合适的进线偏置角度，增加线缆7卷绕在收线缆盘2上的侧向力，使线缆7始终能够层层紧贴。同时利用工业相机3采集的图像进行排列效果对比，通过排线偏置牵引装置5的前后运动可以实时调整进线偏置的角度，使线缆7在收线缆盘2上达到密排、无错乱的最佳效果。
本发明采用张力控制的卷绕收线方式的同时，在排线控制方式中将预设节距的单一排线控制模式改变为图像误差对比分析+节距控制的复合排线控制模式。收线缆盘2中间位置的收线仍采用节距控制模式，同时利用排列效果的图像对比，借助排线偏置牵引装置5实时调整和保持线缆7卷绕时的进线角度，增大线缆7卷绕在收线缆盘2上的侧向力，使线缆7始终能够层层紧贴。在缆盘两侧边缘位置除采用上述方法外，引入图像对比分析，不断计算收线缆盘2的盘边间距，准确确定收线缆盘2的换向缠绕点。本发明将单纯依靠节距排线控制的单一开环控制方式改变为带有实时图像采集、分析对比和纠差功能的闭环负反馈自动模式，大大减少了排线错乱现象、以及线缆7叠压和需要人工干预排线过程和换向点切换的现象，实现了收排线过程的自动纠偏功能，提高了自动化控制水平，从而提高了生产效率，减少人力资源的投入，降低生产劳动强。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统，包括自走式龙门(1)，所述自走式龙门(1)两端的底部通过平台(11)设于铺于地面上的轨道(12)上，自走式龙门(1)的中部设有收线缆盘(2)，自走式龙门(1)的顶部设有用于收线缆盘(2)上下运动的提升电机(13)，自走式龙门(1)在位于收线缆盘(2)端部处设有用于驱动收线缆盘(2)转动的驱动电机(14)，其特征在于：还包括工业相机(3)，所述工业相机(3)通过支架(31)固定安装于自走式龙门(1)一侧的地面上，工业相机(3)的镜头对准收线缆盘(2)，所述工业相机(3)通过导线与固定在自走式龙门(1)另一侧地面上的控制系统连接，所述控制系统包括电控柜(4)，电控柜(4)内设有图像、信息处理系统以及控制、操作系统；所述自走式龙门(1)的两端平台(11)之间通过支架连接一个伸缩杆(15)，伸缩杆(15)通过设于伸缩杆(15)一端的伸缩电机(16)驱动。
2.根据权利要求1所述的基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统，其特征在于：在工业相机(3)远离自走式龙门(1)的一侧地面上固定安装一个主动式排线偏置牵引装置(5)，所述主动式排线偏置牵引装置(5)包括支架(51)，支架(51)的顶部固定一个固定台(52)，固定台(52)上设有滑轨(53)以及丝杆(56)，固定台(52)通过丝杆(56)以及滑轨(53)连接一平板，平板的上部在靠近工业相机(3)的一侧固定安装一个出口限位导轮(54)，固定台(52)在远离工业相机(3)的一侧设有进口限位导轮(55)，平板的中部设有动轮(57)；所述固定台(52)的底部设有一个伺服电机，伺服电机的输出端通过减速器与丝杆(56)端部连接，伺服电机通过导线与控制系统连接。
3.根据权利要求2所述基于工业相机视觉图像处理的新型自动纠偏收排线系统，其特征在于：在主动式排线偏置牵引装置(5)远离工业相机(3)的一侧地面上还固定安装一个重力式摆臂张力舞蹈器(6)，所述重力式摆臂张力舞蹈器(6)包括支架(61)，所述支架(61)的顶部通过转轴(66)转动连接定轮(62)，定轮(62)上设有摆臂(63)，所述摆臂(63)靠近主动式排线偏置牵引装置(5)的一端设有主动轮(64)，摆臂(63)的另一端设有配重块(65)；所述转轴(66)上套有摆臂轴(67)，所述摆臂(63)与摆臂轴(67)固定连接，所述转轴(66)在远离定轮(62)的端部设有齿轮副(68)，齿轮副(68)的底部设有位移传感器(69)或电位器。
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