一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化系统及方法与流程

本发明涉及线缆缺陷检测，具体的说是一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化系统及方法。

背景技术：

1、在目前的铜带屏蔽工艺中，铜带屏蔽的质量受到很多因素影响，如铜带屏蔽不能过大或者过小，屏蔽不能破损或有明显划痕等等。除此以外，在生产速度较快时，工人往往会忽略一些小缺陷，这些小缺陷并不会被记录，这种传统的生产方式难以保证线缆的高质量生产。

2、在铜带屏蔽工艺生产过程中，会采用铜带屏蔽率作为铜带屏蔽质量的一个重要指标，铜带屏蔽率通常需要控制在10％～20％之间，屏蔽率过小为质量不合格，甚至出现屏蔽缝隙的缺陷，而屏蔽率过高会导致用料过多，造成成本的浪费。

3、铜带屏蔽率通常由生产工人使用游标卡尺进行测量，在测量的过程中通常不会停止生产，这样就可能会导致测量出的屏蔽率出现较大误差。工人往往凭借经验来调整铜带的屏蔽率，这种生产方式比较粗放，铜带屏蔽线缆的质量也没有客观的数据以供参考。

4、在铜带屏蔽线缆的生产过程中，受到环境因素，铜带质量，工人操作的影响，铜带屏蔽容易出现各种各样的缺陷，常见的有铜带屏蔽受到磨损导致的破损，工人操作不及时导致的屏蔽闪缝，铜带盘未正确安装导致的铜带褶皱等。

技术实现思路

1、本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化系统及方法，来实时检测铜带屏蔽生产的实际情况，及时反馈生产过程中出现的偏差，再根据偏差情况间隔式自动调整生产设备的参数，同时，在偏差过大或者出现缺陷时，能够自动控制生产设备停机来避免产生次品。

2、第一方面，本发明提供一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化系统，解决上述技术问题采用的技术方案如下：

3、一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化系统，其包括：

4、数据采集模块，用于实时采集线缆的铜带绕包情况，并将采集到的铜带绕包图像发送给逻辑控制模块；

5、推理分析模块，用于接收逻辑控制模块发送的数据，并使用传统图像处理算法计算和分析铜带绕包屏蔽率，使用人工智能图像分析算法检测铜带绕包表面缺陷以及绕包质量，并返回给逻辑控制模块；

6、逻辑控制模块，用于接收数据采集模块传来的图像数据，进行数据格式化处理后添加时间戳信息发送给推理分析模块；用于接收推理分析模块的返回数据，判断是否需要对生产设备参数进行修正；用于存储需要展示的线缆生产数据；用于接收生产设备返回的运行状态信息，决定是否开启检测；

7、页面展示模块，用于接收逻辑控制模块发送来的生产信息，展示线缆的实时生产情况，并提供查询和导出功能；

8、生产设备，用于根据设定的参数进行铜带绕包生产活动，用于向逻辑控制模块发送自身的运行状态信息和计米器的读数。

9、可选的，所涉及数据采集模块采用环形光源以及三路工业相机进行线缆铜带绕包图像的采集，相邻工业相机之间间隔120°，其中，工业相机装配在伺服电机上，通过plc通信控制伺服电机来调整工业相机距线缆表面的距离。

10、进一步可选的，所涉及工业相机是面阵相机，需要根据线缆的最大速度调整工业相机的每秒传输帧数fps，工业相机与线缆之间的关系满足：

11、工业相机画面的线缆实际长度*工业相机的fps≥线缆每秒的生产长度。

12、可选的，所涉及推理分析模块通过传统图像处理算法计算铜带屏蔽率，具体过程为：

13、首先确定线缆的上下边缘，找出两边缘中线与传统图像处理算法拟合出的屏蔽缝隙痕迹的交点a；

14、然后根据倾斜角度θ和铜带宽度l计算出误差s，其中误差s＝h+e，h＝l/cosθ；

15、在已知h的情况下，根据图像中h和e的比例算出e，最后计算屏蔽率＝e/(e+h)。

16、进一步可选的，所涉及逻辑控制模块接收推理分析模块的返回数据，分析线缆生产过程中的铜带屏蔽率和缺陷信息，得出控制信息发送给plc控制设备，从而控制生产设备调整绕包屏蔽率，或者让生产设备停机，借助人工操作弥补缺陷。

17、进一步可选的，所涉及生产设备包括线缆放线机、铜带绕包机、线缆检测设备、线缆牵引机和线缆收线机；

18、生产设备用于接收逻辑控制模块发送的控制信息，从而对屏蔽率参数进行调整或者停止生产；

19、在生产设备得到平均屏蔽率后，首先判断该平均屏蔽率是否在目标屏蔽率的误差区间，如果该平均屏蔽率超出了误差区间，则对屏蔽率参数进行调整，调整时机是每间隔设定距离d进行调整。

20、进一步可选的，所涉及逻辑控制模块接收推理分析模块的返回数据，判断是否需要对生产设备参数进行修正，这一过程中，逻辑控制模块向生产设备发送控制信息，包括：过去时间段t内的平均屏蔽率，线缆是否出现需要停机的缺陷，线缆生产长度是否到了需要打标记的位置。

21、第二方面，本发明提供一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：

22、一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化方法，基于第一方面提供的缺陷检测及质量优化系统，对铜带绕包线缆进行缺陷检测及质量优化的具体过程包括：

23、s1、在生产设备开始生产任务时，让铜带绕包过后的线缆先通过缺陷检测及质量优化系统，然后输入线缆的生产信息；

24、s2、在启动生产设备后，将线缆调整至缺陷检测及质量优化系统的中心，然后逻辑控制模块会根据输入的线缆线径发送信号调整数据采集模块；

25、s3、数据采集模块实时采集线缆表面图像，通过gige协议到逻辑控制模块中，逻辑控制模块将线缆图像和时间戳结合成一组数据，将数据发送至推理分析模块；

26、s4、推理分析模块使用传统图像处理算法和人工智能图像分析算法，其中，传统图像处理算法用于铜带绕包屏蔽率的计算和分析，人工智能图像分析算法用于检测铜带绕包表面缺陷以及绕包质量，分析结果反馈给逻辑控制模块进行下一步的处理；

27、s5、逻辑控制模块处理数据，保存数据，发送控制信息，其中，处理数据包括：接收数据采集模块传来的图像数据，进行数据格式化处理后添加时间戳信息发送给推理分析模块，再处理推理分析模块返回的分析结果，根据分析结果将线缆的生产信息发送给页面展示模块，以及将控制信息发送给生产设备进行自动控制；

28、s6、页面展示模块接收逻辑控制模块发送来的生产信息，展示线缆的实时生产情况，并提供查询和导出功能；

29、s7、生产设备中的铜带绕包机接收到逻辑控制模块的控制信息后，及时调整自己的绕包节距，将屏蔽率控制在误差区间内。

30、可选的，所涉及数据采集模块采用环形光源以及三路工业相机进行线缆铜带绕包图像的采集，相邻工业相机之间间隔120°；

31、工业相机装配在伺服电机上，当线缆的直径发生变化时，工业相机自身的自动对焦模块通过plc通信控制伺服电机来驱动丝杠螺母上的工业相机进行前后运动，从而实现工业相机工作距离的自动调整，使得工业相机采集的图像满足要求。

32、本发明的一种铜带绕包线缆的缺陷检测及质量优化系统及方法，与现有技术相比具有的有益效果是：

33、本发明能实时检测铜带屏蔽生产的实际情况，及时反馈生产过程中出现的偏差，再根据偏差情况间隔式自动调整生产设备的参数，同时，在偏差过大或者出现缺陷时，能够自动控制生产设备停机来避免产生次品；

34、本发明可以降低铜带绕包缺陷概率，提高铜带利用率，降低原料成本。