全自动光纤缠绕缺陷检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于机器视觉实现的全自动光纤缠绕缺陷检测系统，属于光纤检测与缠绕领域。
【背景技术】
[0002]光纤缠绕是光纤制导和光纤陀螺仪的关键技术，其决定着成品线包的质量。光纤缠绕不良，即光纤缠绕过程中出现的缺陷，会造成产品缺陷，例如，对于光纤陀螺仪，光纤缠绕不良会造成光纤陀螺仪的精度降低，并且会影响其使用寿命，对于光纤制导，光纤缠绕不良会影响光纤制导的放纤，放纤过程中容易造成断纤现象。
[0003]目前，光纤缠绕的缺陷检测还处于人工肉眼目视检测阶段。生产工人通过观察实时放大系统拍摄到的光纤缠绕图像，监视光纤缠绕过程中出现的凸起、叠加、凹陷和缝隙这些缺陷。然而，从实际实施中可以发现，人工肉眼目视检测方式存在如下缺陷:1)人工肉眼目视检测精度较低，无法保证光纤缠绕质量，仍旧存在光纤缠绕不良的问题；2)生产工人眼睛疲劳感较强，劳动强度大，严重影响生产效率的提高；3)人工目视检测需要较高的专业知识和经验，人工成本高。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的不能对光纤缠绕过程中出现的缺陷进行自动检测的弊端，本实用新型的目的在于提供一种全自动光纤缠绕缺陷检测系统，其实现了对光纤在缠绕过程中出现的缺陷进行实时自动检测的功能。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0006]—种全自动光纤缠绕缺陷检测系统，其特征在于:它包括安装有工业镜头的工业相机、光源、移动平台、平台移动控制器和计算机，其中:工业相机、光源分别设置在缠绕光纤的转轴两侧，转轴的转动受光纤缠绕机控制，工业相机安装在移动平台上，移动平台与平台移动控制器相连，平台移动控制器、工业相机、光纤缠绕机均与计算机相连。
[0007]处于缠绕光纤的所述转轴两侧的所述工业相机、所述光源朝向所述转轴上预缠绕的光纤匝顶部设置。
[0008]较佳地，所述转轴上凹设有缠绕光纤的凹槽。
[0009]较佳地，所述移动平台为可二维移动的二维移动平台。
[0010]本实用新型的优点是:
[0011]1、本实用新型全自动光纤缠绕缺陷检测系统实现了对光纤在缠绕过程中出现的凸起、叠加、凹陷、缝隙缠绕缺陷的实时自动检测功能，其为一种非接触式的检测方式，属于无损检测，因此检测迅速、准确度高，可有效确保光纤缠绕质量，不存在人为影响，极大降低了工人的劳动强度，提高了检测效率，且可适用于不同直径的光纤。
[0012]2、对于采用人工肉眼目视检测方式的已有光纤缠绕系统，由于本实用新型全自动光纤缠绕缺陷检测系统采用无损的非接触式检测方式，因此不必对已有光纤缠绕系统进行太大的改造便可实现对光纤缠绕缺陷的全自动检测，适应性好。
[0013]3、在本实用新型全自动光纤缠绕缺陷检测系统中，计算机采用工控机，工业相机与工业镜头也都是适用于工业场所的器件，因此本实用新型系统可在各种恶劣的工况下实现在线监测，抗干扰能力强。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型全自动光纤缠绕缺陷检测系统的组成示意图。
[0015]图2是本实用新型进行光纤缠绕缺陷检测的实施流程图。
[0016]图3是在光纤缠绕过程中对缝隙缠绕缺陷检测的说明图。
[0017]图4是在光纤缠绕过程中对凹陷缠绕缺陷检测的说明图。
[0018]图5是在光纤缠绕过程中对凸起缠绕缺陷检测的说明图。
[0019]图6是在光纤缠绕过程中对叠加缠绕缺陷检测的说明图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本实用新型全自动光纤缠绕缺陷检测系统包括安装有工业镜头的工业相机20、光源50、移动平台30、平台移动控制器40和计算机10，其中:工业相机20、光源50分别设置在缠绕光纤80的转轴70两侧，转轴70的转动受光纤缠绕机60控制，具体来说，光纤缠绕机60包括光纤缠绕控制器61、转动驱动设备63、牵纤往复运动设备62，转动驱动设备63、牵纤往复运动设备62的控制信号端分别与光纤缠绕控制器61的相应控制信号端连接，转轴70的转动端与转动驱动设备63的控制输出端连接，牵纤往复运动设备62牵引住首端固定在转轴70上的光纤80而做往复直线运动，工业相机20安装在移动平台30上，移动平台30的连接端与平台移动控制器40的移动输出端相连，平台移动控制器40、工业相机20、光纤缠绕机60均与计算机10相连，即平台移动控制器40、工业相机20、光纤缠绕机60的光纤缠绕控制器61的信号传输端分别与计算机10上的相应信号端连接。在本实用新型中，工业相机20用于实时采集光纤缠绕图像并将其转化为数字数据后向计算机10传输，光源50的作用在于为工业相机20的拍摄提供足够的曝光亮度，计算机10的作用主要有:经由平台移动控制器40控制移动平台30的运动，控制工业相机20的拍摄以及接收工业相机20采集传送来的光纤缠绕图像等，以及通过向光纤缠绕机60的光纤缠绕控制器61传送指令来实现转动驱动设备63对转轴70正转与倒转(反转)及牵纤往复运动设备62直线运动的控制。
[0021]在实际实施时，处于缠绕光纤80的转轴70两侧的工业相机20、光源50朝向转轴70上预缠绕的光纤匝顶部设置。
[0022]在实际设计中，例如，工业相机20、光源50可分别处于转轴70的左右两侧，工业相机20上的工业镜头朝向预缠绕在转轴70上、处于转轴70顶部或底部的光纤匝顶部。又例如，工业相机20、光源50可分别处于转轴70的上下两侧，工业相机20上的工业镜头朝向预缠绕在转轴70上、处于转轴70 —侧的光纤匝顶部。
[0023]在实际实施时，根据实际需要可在光源50 —侧设置提高拍摄效果的背板(图中未示出)。
[0024]另外，转轴70上可凹设有用于缠绕光纤的凹槽(图中未示出)。
[0025]在本实用新型中，将光纤80在转轴70上缠绕一圈后得到的一圈光纤称为一个光纤匝。
[0026]由于转轴70的凹槽槽宽、槽深与工业相机20的拍摄视场相比要大，因此本实用新型系统优选采用移动拍摄的方式来采集光纤80在缠绕过程中的图像信息，实现方法为:移动平台30选用可二维移动的二维移动平台。具体为:
[0027]若工业相机20、光源50分别设置在转轴70的左右两侧，如图1所示，则移动平台30选用在竖直面内可横向、竖向二维移动(即图1中示出的M、N方向)的二维移动平台。如图1，在本实用新型中，Μ轴平行于转轴70的中轴线，为水平方向，Ν轴在竖直面内与Μ轴相垂直，为竖直方向。当随着同层光纤缠绕匝数越来越多或光纤缠绕层数越来越多，光纤80缠绕的实时位置超出工业相机20此时的拍摄视场时，计算机10通过平台移动控制器40对移动平台30在竖直面内进行二维移动的控制，移动平台30带动工业相机20，对工业相机20的位置进行调整，以使光纤缠绕实时位置处于工业相机20的拍摄视场中，而不处于工业相机20的拍摄视场边界以及不超出工业相机20的拍摄视场。
[0028]若工业相机20、光源50分别设置在转轴70的上下两侧，则移动平台30选用在水平面内可二维移动的二维移动平台，此时构建的ΜΝ坐标系的Μ轴平行于转轴70的中轴线，Ν轴在水平面内与Μ轴相垂直，两种均为水平方向。
[0029]当然，工业相机20、光源50在转轴70两侧的设置位置并不局限于上述。