CN103872551B - 采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统 - Google Patents

Abstract

采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，包括底板、安装在底板上的旋转装置、夹线装置、视觉分线器及控制器，夹线装置固定安装在旋转装置上，且该旋转装置可带动所述的夹线装置转动，旋转装置包括用于驱使所述夹线装置转动的驱动电机，底板上还装有用于装设视觉分线器的安装架，安装架活动设置在该底板上，且可相对夹线装置前后滑动；视觉分线器包括通过光纤与控制器电性连接的RGB颜色传感器，RGB颜色传感器包括内置放大器的RGB三色LED光源及用于接收反射光线的感光元件，且RGB颜色传感器设置在所述的夹线装置夹设的电源线正上方。本发明提供了一种结构简单、采样准确可靠且方便操作的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统。

Description

采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统

技术领域

本发明涉及电线加工领域，特指一种采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统。

背景技术

在三芯电源插头线自动化生产过程中，需要对三芯电源线的极性（L极、N极、T极）进行视觉区分铆接端子插片，铆接后的插片也应按极性要求进行骨架组装，以确保电源插头线的生产符合国际标准。

而，目前三芯电源插头线生产过程是通过人工剥护套线与绝缘线，并采用人眼根据电源线中三根线不同的颜色来区分三根线的极性，并对区分极性后的电源线进行对应的铆接端子插片。对应极性铆接后的端子插片在装骨架注塑的过程之前，同样需要人工区分电源线的极性，以对应装入骨架。这种人眼区分电源线的极性，并对应的操作铆接与装骨架，存在人员视觉疲劳、麻痹失误、效率低下的缺点，更为主要的是不能实现电源插头线的自动化生产，生产效率低下，且工人劳动强度大，更重要的是一旦操作人员在接线的过程中没有把握好旋转的角度，很容易接错线，导致产品报废。

为了解决上述的问题，本申请人在专利CN201310623009.3中提供了一种三芯电源线视觉分线装置及其使用方法，通过CCD相机拍摄夹线装置夹设的电源芯线线，将拍摄到的图片信息发送至控制器中，控制器将其与其内的标准图像对比，从而判断电源芯线线位置是否正确，以控制驱动电机带动夹线装置旋转，实现其自动识别变更电源芯线线的位置，虽然，其在很大程度上解决了传统人工识别芯线位置的问题，但是，由于CCD相机在拍摄过程中，受工业环境的影响，例如：加工过程中的振动、及生产中产生的灰尘等，导致其拍摄出来的图片不清晰，造成控制器难以对比分析或者造成分析错误，进而影响电源线的接线错误；另一方面，为了避免在工作时，由于安装CCD相机的安装架等的影响其光线亮度，通常需要设置用于补充光线的LED灯，这就不仅需要设置用于装设LED灯的安装架，而且需要布线，使得机械结构电路结构更加复杂，不仅制造成本高，而且容易出电路故障。

从三芯电源插头线生产的工艺角度上看，电源线视觉分线后，通常需要对不同极的芯线进行铆接相应的端子插片，而目前电源芯线的铆接大多数采用工业机械手，而在专利CN201310623009.3中提供的一种三芯电源线视觉分线装置及其使用方法中，当旋转装置带动电源线旋转至合适位置后，由于装设CCD相机的安装架鱼夹线装置在垂直方向上重合，这就给机械收铆接芯线造成了不便，容易导致三线电源线的三个芯线相对位置发生改变，引起芯线铆接错误，导致最终产品报废。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、采样更加准确可靠且方便操作的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统。

为实现上述目的，本发明之采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，包括底板、安装在所述底板上的旋转装置、用于夹持电源线的夹线装置、视觉分线器及控制器，所述的夹线装置固定安装在所述的旋转装置上，且该旋转装置可带动所述的夹线装置转动，所述的旋转装置包括用于驱使所述夹线装置转动的驱动电机，所述的驱动电机与该控制器电性相连，其特征在于：所述的底板上还装有用于装设视觉分线器的安装架，所述的安装架活动设置在该底板上，且可相对所述的夹线装置前后滑动；所述视觉分线器包括通过光纤与所述控制器电性连接的RGB颜色传感器，所述的RGB颜色传感器包括内置放大器的RGB三色LED光源及用于接收反射光线的感光元件，且所述的RGB颜色传感器设置在所述的夹线装置夹设的电源线正上方,并所述RGB三色LED光源的光线可垂直投射在该电源线上。

在上述方案的基础上优选，所述的感光元件上还设有用于过滤光线的光谱滤波器。

在上述方案的基础上优选，所述的RGB颜色传感器内置与所述控制器电性连接的处理芯片、存储器，所述的处理芯片的输入端与所述的感光元件的输出端相连，且所述的处理芯片与所述的存储器相互连接。

在上述方案的基础上优选，所述的安装架包括与所述底板垂直且相互平行间隔设置的第一支板和第二支板、及连接板，所述的第一支板和第二支板通过该连接板固定相连，所述的RGB颜色传感器固定在该连接板靠近所述夹线装置一侧的底端面。

在上述方案的基础上优选，所述的底板上装有两个相互平行的轨道，所述的第一支板和第二支板的底端分别活动装设在该轨道上，且可在所述轨道上滑动。

在上述方案的基础上优选，所述的两个轨道分别平行设置在所述夹线装置的两侧并向远离所述旋转装置一侧延伸。

在上述方案的基础上优选，所述底板靠近驱动电机一侧的端面上还装有双杆驱动的气动缸，所述气动缸包括两个伸缩杆，且所述两个伸缩杆的末端分别与所述的第一支板和第二支板相连，并可带动所述的安装架在所述的底板上滑动。

在上述方案的基础上优选，所述的旋转装置包括与所述驱动电机的输出轴连接的旋转轴、所述旋转轴的末端装有一转盘，所述的夹线装置装设在该转盘上。

在上述方案的基础上优选，所述的夹线装置包括安装在所述转盘上的直线滑轨、及滑动装设在所述直线滑轨上的两个支撑臂、用于驱动所述支撑臂在该直线滑轨上运动的驱动气缸，所述驱动气缸装设在转盘上，且其的伸出杆与所述支撑臂固定连接，所述的支撑臂末端还设有用于卡合电源线的卡爪。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：本发明通过设置在底板上的夹线装置将剥皮后的电源芯线线夹持，配合控制器控制视觉分线器的RGB三色LED光源发光，使RGB三色LED光源的光线经放大器放大后投射在电源线的三个具有不同颜色保护皮的芯线上，因电源芯线线排列呈三角形，因此，不同的芯线保护皮接收到的光线和反射光线也是不同的，经芯线的保护皮反射后的光线返回打到感光元件上，感光元件将接收到的不同颜色光线的受光量转成三种不同颜色光线的比例，并根据三种不同颜色光线比例判断当前位置的电源芯线线的位置是否正确，将判断的结果通过光纤发送至控制器，当电源线的芯线相对位置不符合标准时，控制器计算出电源线应当旋转的角度，并发出信号至驱动电机带动安装在驱动电机上的夹线装置转动，以带动夹设在夹线装置上的芯线转动相应的角度，使电源芯线线调整至合适的位置，而后，可推动安装架在底座上向驱动电机一侧滑动，使得夹线装置夹设的电源线与安装架在垂直方向上错开，以方便下一工序进行，可有效防止电源线的芯线在进行下一工序时因安装架而导致错位，影响电源插头的质量。

本发明一种采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其采用RGB颜色传感器的视觉分线器，可避免传统采用CCD相机采像，因外界环境的干扰，保证所采集图像清晰度，确保采集数据的准确性；同时，因RGB颜色传感器包括内置放大器的RGB三色LED光源，可有效避免传统CCD相机采像需要配置补充照明的灯所带来的缺陷，机械结构和电路布置更加精简，不仅可减少生产成本，而且可有效减少机械及电路发生故障频率；与此同时，将与用于装设RGB颜色传感器的安装架活动设置在底板上，使得安装架可相对夹线装置在底板上前后滑动，从而使得安装架与夹线装置在垂直方向上相互错开，从而为下一工序的自动化铆接端子做准备，减少安装架所导致的不方便。

附图说明

图1是本发明的第一种状态结构示意图。

图2是本发明的第二种状态结构示意图。

图3是本发明的控制结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明之技术内容、构造特征、所达成目的及功效，以下兹例举实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1，并结合参阅图2和图3所示，本发明提供一种采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，包括底板10、安装在所述底板10上的旋转装置20、用于夹持电源线的夹线装置30、视觉分线器40及控制器50，夹线装置30固定安装在旋转装置20上，且该旋转装置20可带动夹线装置30转动，旋转装置20包括用于驱使夹线装置30转动的驱动电机21，驱动电机21与该控制器50电性相连，其中，底板10上还装有用于装设视觉分线器40的安装架60，安装架60活动设置在该底板10上，且可相对夹线装置30前后滑动；视觉分线器40包括通过光纤与控制器50电性连接的RGB颜色传感器41，且该RGB颜色传感器41包括内置放大器42的RGB三色LED光源43及用于接收反射光线的感光元件44，RGB颜色传感器41设置在夹线装置30夹设的电源线正上方,并RGB三色LED光源43的光线可垂直投射在该电源线上。进一步的，本发明的RGB颜色传感器41内置与控制器50电性连接的处理芯片46、存储器47，处理芯片46的输入端与感光元件44的输出端相连，且处理芯片46与存储器47相互连接，且该存储器47内储存有当电源芯线线处于标准位置时三种不同颜色光线比例。

使用时，当夹线装置30将待检测的电源芯线线夹持后，控制器50控制视觉分线器40的RGB三色LED光源43发光，由于RGB三色LED光源43反射出的光线在其内的放大器42作用下放大后，投射在电源线的三个具有不同颜色的芯线保护皮上，可避免光线过弱时，造成反射光线量不够影响其检测准确性的问题；由于电源芯线线在夹线装置30上夹持时其呈等边三角形排列，而RGB三色LED光源43光线是垂直投射在电源芯线线上，因此RGB三色LED光源43光线投射在三个不同芯线上的光量互不相同，且电源芯线保护层的颜色三个互不相同，目前，分别是火线的保护皮为红色、零线的保护皮为蓝色、地线的保护皮为绿色，因此，当火线、零线与底线呈三角形排列时，设置在其正上方的RGB颜色传感器41的感光元件44接收到经芯线的保护皮反射后的红、绿、蓝颜色光线的光量也是不同的，且该感光元件44将接收到红、绿、蓝颜色光线的受光量转成三种不同颜色光线的比例，并将三种不同颜色光线比发送至处理芯片46，处理芯片46将其与储存在存储器47内的电源芯线线标准位置时三种不同颜色光线比进行比较，经判断后，将判断得出的结论，通过光纤电缆快速传递至控制器50，经控制器50根据接收到的信号，即当电源线的芯线相对位置不符合标准时，控制器50计算出电源线应当旋转的角度，并发出信号驱动电机21带动安装在驱动电机21的夹线装置30，以带动夹设在夹线装置30上的芯线转动至合适的位置，实现其识别校正的功能；而后，可推动安装架60在底座上向驱动电机21一侧滑动，使得夹线装置30夹设的电源线与安装架60在垂直方向上错开，以方便下一工序进行，可有效防止电源线的芯线在进行下一工序时因安装架60而导致芯线相对位置错位，影响电源插头的质量。优选的，为了防止RGB三色LED光源43发射的光线在电源芯线线的保护皮上进行反射时，会因外界其它颜色的光线干扰，造成反射过程中，感光元件44采样不准确，感光元件44上还设有用于过滤光线的光谱滤波器45，通过光谱滤波器45可有效过滤除了电源线芯线的保护皮颜色以外的光线，以确保感光元件44的准确性。

请继续参阅图1所示，在本发明中，安装架60包括与底板10垂直且相互平行的第一支板61和第二支板62、及连接板63，第一支板61和第二支板62分别设置在夹线装置30的两侧并向远离旋转装置20的一侧延伸，且该第一支板61和第二支板62间通过连接板63固定相连，RGB颜色传感器41固定在连接板63靠近夹线装置30一侧的底端面，且该底板10上装有两个相互平行的轨道11，两个轨道11分别平行设置在所述夹线装置30的两侧并向远离所述旋转装置20一侧延伸，第一支板61和第二支板62分别活动装设在该轨道11上，并可在该轨道11上滑动。当电源线旋转至其标准位置时，用户可推动安装架60向驱动电机21一侧的方向运动，使得安装架60与夹线装置30在垂直方向上错开，为进行下一工序做准备，避免因安装架60与夹线装置30重叠时所造成的插接端子不方便。

进一步的，为了进一步实现电源线生产的自动化，在该底板10靠近驱动电机21一侧的端面上还装有与控制器50电性连接的气动缸12，气动缸12包括两个伸缩杆13，且该两个伸缩杆13的末端分别与第一支板61和第二支板62相连，并可带动安装架60在底板10上滑动，实现通过控制器50自动控制气动缸12的伸缩，完成安装架60的自动化控制。

进一步，本发明的旋转装置20包括与驱动电机21的输出轴连接的旋转轴22、旋转轴22的末端装有一转盘23，该夹线装置30装设在该转盘23上，且该夹线装置30包括安装在转盘23上的直线滑轨、及滑动装设在直线滑轨上的两个支撑臂32、用于驱动支撑臂32在该直线滑轨上运动的驱动气缸31，驱动气缸31的伸出杆与支撑臂32固定连接，且支撑臂32末端还设有用于卡合电源线的卡爪。

综上所述，仅为本发明之较佳实施例，不以此限定本发明的保护范围，凡依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆为本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (9)

1.采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，包括底板、安装在所述底板上的旋转装置、用于夹持电源线的夹线装置、视觉分线器及控制器，所述的夹线装置固定安装在所述的旋转装置上，且该旋转装置可带动所述的夹线装置转动，所述的旋转装置包括用于驱使所述夹线装置转动的驱动电机，所述的驱动电机与该控制器电性相连，其特征在于：所述的底板上还装有用于装设视觉分线器的安装架，所述的安装架活动设置在该底板上，且可相对所述的夹线装置前后滑动；所述视觉分线器包括通过光纤与所述控制器电性连接的RGB颜色传感器，所述的RGB颜色传感器包括内置放大器的RGB三色LED光源及用于接收反射光线的感光元件，且所述的RGB颜色传感器设置在所述的夹线装置夹设的电源线正上方,并所述RGB三色LED光源的光线可垂直投射在该电源线上。

2.如权利要求1所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述的感光元件上还设有用于过滤光线的光谱滤波器。

3.如权利要求2所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述的RGB颜色传感器内置与所述控制器电性连接的处理芯片、存储器，所述的处理芯片的输入端与所述的感光元件的输出端相连，且所述的处理芯片与所述的存储器相互连接。

4.如权利要求1所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述的安装架包括与所述底板垂直且相互平行间隔设置的第一支板和第二支板、及连接板，所述的第一支板和第二支板通过该连接板固定相连，所述的RGB颜色传感器固定在该连接板靠近所述夹线装置一侧的底端面。

5.如权利要求4所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述的底板上装有两个相互平行的轨道，所述的第一支板和第二支板的底端分别活动装设在该轨道上，且可在所述轨道上滑动。

6.如权利要求5所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述的两个轨道分别平行设置在所述夹线装置的两侧并向远离所述旋转装置一侧延伸。

7.如权利要求6所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述底板靠近驱动电机一侧的端面上还装有双杆驱动的气动缸，所述气动缸包括两个伸缩杆，且所述两个伸缩杆的末端分别与所述的第一支板和第二支板相连，并可带动所述的安装架在所述的底板上滑动。

8.如权利要求1所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述的旋转装置包括与所述驱动电机的输出轴连接的旋转轴、所述旋转轴的末端装有一转盘，所述的夹线装置装设在该转盘上。

9.如权利要求8所述的采用光纤传感器检测的三芯电源线视觉分线系统，其特征在于：所述的夹线装置包括安装在所述转盘上的直线滑轨、及滑动装设在所述直线滑轨上的两个支撑臂、用于驱动所述支撑臂在该直线滑轨上运动的驱动气缸，所述驱动气缸装设在转盘上，且其的伸出杆与所述支撑臂固定连接，所述的支撑臂末端还设有用于卡合电源线的卡爪。