CN105022341B - 一种光纤柔性板自动布纤设备的控制装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤柔性板自动布纤设备的控制装置与方法，光纤柔性板自动布纤设备的控制装置包括执行系统、控制系统、软件系统和视觉系统，所述执行系统包括送纤模块、机器人布纤模块、计长模块、剪断模块和喷胶模块，所述控制系统包括机器人控制子系统、输送装置控制子系统和故障处理与安全子系统，所述软件系统包括人机界面模块、编程模块、控制调用模块和布纤仿真模块，所述视觉系统包括LED光源模块、高分辨率CCD模块和图像处理模块。本发明可以实现不同柔性板尺寸、在布纤范围内能够实现任意路数或光通道数量的光纤按照任意路径布纤，产品布纤过程由程序控制，编程简单，易于实现，编程界面可视化，可进行布线路径仿真。

Description

一种光纤柔性板自动布纤设备的控制装置与方法

技术领域

本发明涉及光纤柔性板制造领域，具体是一种光纤柔性板自动布纤设备的控制装置与方法。

背景技术

光纤通信自问世以来，给整个通信领域带来了一场革命。光纤通信因其具有的大容量通信、远距离传输、信号串扰小、保密性能好、抗电磁干扰、传输质量佳、尺寸小、重量轻、寿命长等特点，使得高速率、大容量的通信成为可能，因此备受业内人士青睐，发展非常迅速。目前光纤光缆已经进入了有线通信的各个领域，成为通信发展的主流，成为一种不可替代的、最主要的信息传输技术。

然而光网络单元数量众多，其成本成为限制以太无源光网络技术实施的重要影响因素。目前光纤柔性板需求量的日益增大，带来光纤柔性板自动布纤设备的大量需求，光纤柔性板自动布纤设备是光纤柔性板生产的最核心设备，是典型的高端装备。目前市场主流光纤柔性板几乎全部依赖进口，并且价格昂贵，而光纤柔性板自动布纤设备也对中国禁运。本发明的主要意义是通过对自动布纤设备控制装置和方法的研究，在关键技术上有所突破，将为我国光纤柔性板自动布纤设备的设计提供一定的理论依据或参考价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种布纤精度高、易于实现的光纤柔性板自动布纤设备的控制装置与方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光纤柔性板自动布纤设备的控制装置，包括执行系统、控制系统、软件系统和视觉系统，所述执行系统包括送纤模块、机器人布纤模块、计长模块、剪断模块和喷胶模块，所述控制系统包括机器人控制子系统、输送装置控制子系统和故障处理与安全子系统，所述软件系统包括人机界面模块、编程模块、控制调用模块和布纤仿真模块，所述视觉系统包括LED光源模块、高分辨率CCD模块和图像处理模块，所述执行系统连接控制系统，控制系统的另一端连接软件系统中的控制调用模块，所述控制调用模块还分别连接布纤仿真模块、人机界面模块和视觉系统中的图像处理模块，所述人机界面模块另一端连接编程模块，所述布纤防震模块的另一端连接视觉系统。

作为本发明再进一步的方案：所述高分辨率CCD模块中设有高分辨率CCD相机。

所述光纤柔性板自动布纤设备的控制装置的控制方法，具体步骤如下：

（1）依据光纤柔性板布纤技术需求，工业机器人带动布纤头部完成基板布纤任务，输送装置控制子系统传送基板，并与机器人配合完成基板布纤；

（2）所述软件系统的编程模块对光纤柔性板数据进行编程，形成生产程序，由工人放置基板；

（3）根据具体型号要求调用生产程序，所述控制系统中的机器人控制子系统按照软件系统指令带动布纤模块运动开始自动布纤；

（4）布线过程采用视觉系统进行基板定位和视觉在线补偿，首先对基板进行视觉定位，确定基板相对原点，然后开始定位布纤，再每组第一根光纤布好后，布后面光纤时，先采用头部高分辨率CCD模块中的高分辨率CCD相机采集前一根光纤图像，图像处理后，发现光纤有损伤时报警处理，如无损伤，则检测路径是否偏移，若无偏移则按理论值排布，若有偏移则计算纠偏量，通过控制调用模块驱动机器人布纤模块按修正值排布；

（5）布纤完成后发出信号，做表面喷胶处理，然后工人取卸下光纤柔性板。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明可以实现不同柔性板尺寸、在布纤范围内能够实现任意路数或光通道数量的光纤按照任意路径布纤，产品布纤过程由程序控制，编程简单，易于实现，编程界面可视化，可进行布线路径仿真。

附图说明

图1为本发明的结构方框图。

图2为本发明控制系统的总体结构图。

图3为本发明视觉系统进行基板定位时的图像处理流程图。

图4为本发明视觉系统进行布纤纠偏时的图像处理流程图。

图5为本发明视觉系统进行光学检测时的图像处理流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-5，一种光纤柔性板自动布纤设备的控制装置，包括执行系统、控制系统、软件系统和视觉系统，所述执行系统包括送纤模块、机器人布纤模块、计长模块、剪断模块和喷胶模块，所述控制系统包括机器人控制子系统、输送装置控制子系统和故障处理与安全子系统，所述软件系统包括人机界面模块、编程模块、控制调用模块和布纤仿真模块，所述视觉系统包括LED光源模块、高分辨率CCD模块和图像处理模块，所述执行系统连接控制系统，控制系统的另一端连接软件系统中的控制调用模块，所述控制调用模块还分别连接布纤仿真模块、人机界面模块和视觉系统中的图像处理模块，所述人机界面模块另一端连接编程模块，所述布纤防震模块的另一端连接视觉系统。

所述执行系统能够实现光纤的定长切断，切断面光滑、平整，所述控制系统中的机器人控制子系统主要是按照软件系统指令带动布纤模块运动，输送装置控制子系统主要是传送基板，并与机器人配合完成布纤，故障处理与安全子系统主要是实时监测机器人、输送线等设备的工作状态，发现故障及时作出响应，发出报警信号，使发生故障的设备及前道正在运行工序都停止，等待故障排除后下次启动；生产线设有安全门、安全护栏及相应安全检测信号，只有在所有安全门正常关闭的情况下，整个系统才能正常运行，以避免操作人员误入运行现场，造成伤害；故障处理系统实时对光纤状况进行检测，若有破损则发出报警信号并停止相应设备运行；机器人与输送设备之间动作互锁以保证设备安全运行；所述软件系统中的人机界面模块，又称用户界面模块或使用者界面模块，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，主要提供简单方便的界面给用户使用并且反馈重要信息给用户，用户可以使用界面完成启动设备、停止设备、故障检测、视觉检测、仿真模块和示教编程等功能，所述编程模块，读入CAD文件和BOM文件后，将文件在内存中解析，根据图纸路径自动规划最优路径和布纤方案，同时自动生成运动指令序列，形成生产程序，编程操作简便；也可按照图纸路径手动编程，光纤排布顺序可以根据需要进行人为指定；能够自动存储产品程序，所述控制调用模块将生成的运动指令序列按照与控制端的接口协议，通过使用CAN端口发送指令协议，使控制系统驱动机器人布纤模块进行相应的运动，所述布纤仿真模块将生成的运动指令序列在上位机上以三维模型和运动的方式直观的进行设备的布线路径仿真，可以检测有无错误或检验示教编程的正确性，所述视觉系统中的LED光源模块选用LED光源，颜色均匀、寿命长，使用时间是老式日光灯管的十倍以上，是视觉识别的首选光源，所述高分辨率CCD模块采用高分辨率CCD相机来进行图像采集。

所述光纤柔性板自动布纤设备的控制装置的控制方法，具体步骤如下：

（1）依据光纤柔性板布纤技术需求，工业机器人带动布纤头部完成基板布纤任务，输送装置控制子系统传送基板，并与机器人配合完成基板布纤；

（2）所述软件系统的编程模块对光纤柔性板数据进行编程，形成生产程序，由工人放置基板；

（3）根据具体型号要求调用生产程序，所述控制系统中的机器人控制子系统按照软件系统指令带动布纤模块运动开始自动布纤；

（4）布线过程采用视觉系统进行基板定位和视觉在线补偿，首先对基板进行视觉定位，确定基板相对原点，然后开始定位布纤，再每组第一根光纤布好后，布后面光纤时，先采用头部高分辨率CCD模块中的高分辨率CCD相机采集前一根光纤图像，图像处理后，发现光纤有损伤时报警处理，如无损伤，则检测路径是否偏移，若无偏移则按理论值排布，若有偏移则计算纠偏量，通过控制调用模块驱动机器人布纤模块按修正值排布；

（5）布纤完成后发出信号，做表面喷胶处理，然后工人取卸下光纤柔性板。

本发明可以实现不同柔性板尺寸、在布纤范围内能够实现任意路数或光通道数量的光纤按照任意路径布纤，产品布纤过程由程序控制，编程简单，易于实现，编程界面可视化，可进行布线路径仿真。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种光纤柔性板自动布纤设备的控制装置，包括执行系统、控制系统、软件系统和视觉系统，其特征在于，所述执行系统包括送纤模块、机器人布纤模块、计长模块、剪断模块和喷胶模块，所述控制系统包括机器人控制子系统、输送装置控制子系统和故障处理与安全子系统，所述软件系统包括人机界面模块、编程模块、控制调用模块和布纤仿真模块，所述视觉系统包括LED光源模块、高分辨率CCD模块和图像处理模块，所述执行系统连接控制系统，控制系统的另一端连接软件系统中的控制调用模块，所述控制调用模块还分别连接布纤仿真模块、人机界面模块和视觉系统中的图像处理模块，所述人机界面模块另一端连接编程模块，所述布纤 仿真模块的另一端连接视觉系统。

2.根据权利要求1所述的光纤柔性板自动布纤设备的控制装置，其特征在于，所述高分辨率CCD模块中设有高分辨率CCD相机。

3.一种如权利要求1-2任一所述的光纤柔性板自动布纤设备的控制装置的控制方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）依据光纤柔性板布纤技术需求，工业机器人带动布纤头部完成基板布纤任务，输送装置控制子系统传送基板，并与机器人配合完成基板布纤；

（2）所述软件系统的编程模块对光纤柔性板数据进行编程，形成生产程序，由工人放置基板；

（3）根据具体型号要求调用生产程序，所述控制系统中的机器人控制子系统按照软件系统指令带动布纤模块运动开始自动布纤；

（4）布线过程采用视觉系统进行基板定位和视觉在线补偿，首先对基板进行视觉定位，确定基板相对原点，然后开始定位布纤，再每组第一根光纤布好后，布后面光纤时，先采用头部高分辨率CCD模块中的高分辨率CCD相机采集前一根光纤图像，图像处理后，发现光纤有损伤时报警处理，如无损伤，则检测路径是否偏移，若无偏移则按理论值排布，若有偏移则计算纠偏量，通过控制调用模块驱动机器人布纤模块按修正值排布；

（5）布纤完成后发出信号，做表面喷胶处理，然后工人取卸下光纤柔性板。