CN107192379A - 一种水松纸边沿折边检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水松纸边沿折边检测装置，属于机器视觉检测领域，主要由图像采集模块、控制器、光源组成，图像采集模块分别对水松纸两个边沿进行拍摄，将带有边沿位置信息的图像送入控制器进行图像处理计算；控制器根据两个边沿在图像中像素位置判断是否有折边现象发生，如果发生折边时则向卷接机组控制系统发出报警信号。本发明将定性检测提升为定量检测，大大提高了检测精度。

Description

一种水松纸边沿折边检测装置

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及一种水松纸边沿折边检测装置。

背景技术

为了避免在烟支卷接过程中水松纸边沿出现折边导致卷接质量问题，通过对水松纸的两个边沿进行检测，及时发现水松纸折边问题输出报警信号，避免造成更大损失。

目前，对水松纸边沿折边采用两组反射式数字光纤传感器进行检测，两组传感器分别安装在水松纸两个边沿上方，光纤传感器发射激光照射到水松纸边沿后反射到光纤传感器的接收器。正常情况下，反射回来的光强大于预设阈值；如果水松纸边沿出现折边时，水松纸反射面积减小，反射回来的光强就小于预设阈值，光纤传感器输出报警信号。此种检测方法实际上是一种对被检测物进行有无判断的定性检测，缺点是对光纤传感器安装要求高、测量精度低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种水松纸边沿折边检测装置，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种水松纸边沿折边检测装置，主要由图像采集模块、光源和控制器三部分组成；

图像采集模块，位于水松纸的上方，被配置为用于对水松纸的两个边沿进行拍摄，并将带有边沿位置信息的图像送入控制器进行图像处理，包括两个工业相机以及与每个工业相机对应的光学镜头；

光源，位于水松纸的下方，包括光源板和光源透明窗，被配置为用于为工业相机提供曝光光源；

控制器，通过电缆分别与图像采集模块和光源连接，包括工控板、接口控制板和显示屏，被配置为用于根据水松纸的两个边沿在图像中像素位置判断是否有折边现象发生，如果发生折边则向卷接机组控制系统发出报警信号；

工控板，被配置为用于向接口控制板和显示屏发送指令；

接口控制板，包括图像采集模块通讯接口、单片机、光源控制电路和输出信号驱动电路四个部分；其中，单片机，被配置为用于执行上位机软件的控制命令；图像采集模块通讯接口，被配置为用于工控板与图像采集模块之间的通讯，工控板通过图像采集模块通讯接口控制工业相机按指定时间间隔拍照，工业相机通过图像采集模块通讯接口将拍摄的图片传送给工控板；输出信号驱动电路，被配置为用于向卷接机组控制系统发送报警信号；光源控制电路，被配置为用于控制光源的开关；

显示屏，被配置为用于显示检测装置运行的相关信息并用于设置相关参数。

优选地，所述控制器还包括显示屏安装支架、机箱前面板、工控板散热片、机箱箱体、接口转接板、电缆以及第一电缆插座；

其中，第一电缆插座焊接在接口转接板上，接口转接板通过第一紧固件固定在机箱箱体上；接口控制板、工控板和工控板散热片首先通过第一紧固件固定在一起，然后通过第二紧固件固定在机箱箱体上，工控板散热片紧贴机箱箱体；显示屏通过显示屏安装支架固定在机箱前面板上，显示屏与接口控制板通过电缆连接，机箱前面板与机箱箱体通过第一紧固件固定在一起。

优选地，所述第一紧固件为螺钉，第二紧固件为螺栓。

优选地，所述图像采集模块还包括镜头座、相机安装支架、第一壳体、镜头透明窗以及第二电缆插座；

其中，光学镜头通过镜头座固定在工业相机上，工业相机通过第一紧固件固定在相机安装支架上，相机安装支架通过第一紧固件固定在第一壳体上，镜头透明窗通过胶水粘在第一壳体上，第二电缆插座通过其自带的锁紧螺母固定在第一壳体上。

优选地，所述光源还包括光源透明窗、光源板以及第二壳体；

其中，光源板通过第一紧固件固定在第二壳体上，光源透明窗通过胶水粘在第二壳体上。

本发明原理如下：

当完好水松纸放置在图像采集模块和光源之间时，水松纸两个边沿出现在左右两侧相机拍摄区域内，左侧边沿在拍摄区域内像素位置为X1，右侧边沿在拍摄区域内像素位置为Y1，图像采集模块将左右两幅图像送入控制器进行处理并记录完好水松纸的边沿位置X1和Y1。

当卷接机系统运行时，水松纸从图像采集模块和光源之间通过，相机采集水松纸边沿信息并将两幅图像送入控制器进行图像处理计算后，左侧边沿像素位置记录为X2，右侧边沿像素位置记录为Y2，将水松纸两个边沿信息与完好的水松纸边沿信息作对比，根据现场卷接机系统运行实际情况，需要设定一个灵敏度值M，当│(X2-X1)-(Y2-Y1)│<M时，认为是水松纸是正常的；当│(X2-X1)-(Y2-Y1)│>M时，说明此时检测的水松纸出现折边。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明将机器视觉技术应用到工业质量控制的纸张折边检测，与传统光纤传感器检测相比，本发明将水松纸折边检测由定性检测提升为定量检测，检测精度大幅提高，检测装置安装方便，对安装精度要求不高。

附图说明

图1为本发明的水松纸边沿折边检测装置的结构示意图。

图2为本发明的水松纸边沿折边检测装置的原理框图。

图3为本发明的水松纸边沿折边检测算法示意图。

图4为本发明中控制器的结构侧面剖视图。

图5为本发明中图像采集模块的结构示意图。

图6为本发明中光源的结构示意图。

其中，1-图像采集模块；101-光学镜头；102-镜头座；103-工业相机；104-安装支架；105-第二电缆插座；106-第一壳体；107-镜头透明窗；2-控制器；201-显示屏；202-显示屏安装支架；203-机箱前面板；204-接口控制板；205-工控板；206-工控板散热片；207-机箱箱体；208-接口转接板；209-第一电缆插座；210-显示屏电缆；3-光源；301-光源透明窗；302-光源板；303-第二壳体。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明涉及的水松纸边沿折边检测装置，主要由图像采集模块1、控制器2和光源3三部分组成。

图像采集模块1，位于水松纸的上方，对水松纸的两个边沿进行拍摄，并将带有边沿位置信息的图像送入控制器2进行图像处理。

光源3，位于水松纸的下方，为工业相机103提供曝光光源。

控制器2，通过电缆分别与图像采集模块1和光源3连接，根据水松纸的两个边沿在图像中像素位置判断是否有折边现象发生，如果发生折边则向卷接机组控制系统发出报警信号；

如图4所示，控制器2主要由显示屏201、显示屏安装支架202、机箱前面板203、接口控制板204、工控板205、工控板散热片206、机箱箱体207、接口转接板208、第一电缆插座209、显示屏电缆210组成。首先，焊接有第一电缆插座209接口转接板208通过紧固件固定在机箱箱体207上；其次，接口控制板204、工控板205和工控板散热片206首先通过紧固件固定在一起，再固定到机箱箱体207上，工控板散热片206紧贴机箱箱体207；显示屏201通过显示屏安装支架202固定到机箱前面板203上，机箱前面板203与机箱箱体207通过紧固件固定在一起。

工控板205向接口控制板和显示屏发送指令。

接口控制板204，包括图像采集模块通讯接口、单片机、光源控制电路和输出信号驱动电路四个部分；其中，单片机执行上位机软件的控制命令；图像采集模块通讯接口用于工控板与图像采集模块1之间的通讯，工控板205通过图像采集模块通讯接口控制工业相机103按指定时间间隔拍照，工业相机103通过图像采集模块通讯接口将拍摄的图片传送给工控板205；输出信号驱动电路向卷接机组控制系统发送报警信号；光源控制电路用于控制光源的开关。

显示屏201显示检测装置运行的相关信息并用于设置相关参数。

如图5所示，图像采集模块1主要由光学镜头101、镜头座102、工业相机103、安装支架104、第二电缆插座105、第一壳体106以及镜头透明窗107组成；其中，光学镜头101通过镜头座102固定在工业相机103上，工业相机103通过螺钉固定在相机安装支架104上，安装支架104通过螺钉固定在第一壳体106上，镜头透明窗107通过胶水粘在第一壳体上106，第二电缆插座105通过锁紧螺母固定在第一壳体106上。

如图6所示，光源3主要由光源透明窗301、光源板302、第二壳体303组成；其中，光源板302固定在第二壳体303上，光源透明窗301利用胶水粘接在第二壳体303上。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种水松纸边沿折边检测装置，其特征在于，主要由图像采集模块、光源和控制器三部分组成；

图像采集模块，位于水松纸的上方，被配置为用于对水松纸的两个边沿进行拍摄，并将带有边沿位置信息的图像送入控制器进行图像处理，包括两个工业相机以及与每个工业相机对应的光学镜头；

光源，位于水松纸的下方，包括光源板和光源透明窗，被配置为用于为工业相机提供曝光光源；

控制器，通过电缆分别与图像采集模块和光源连接，包括工控板、接口控制板和显示屏，被配置为用于根据水松纸的两个边沿在图像中像素位置判断是否有折边现象发生，如果发生折边则向卷接机组控制系统发出报警信号；

工控板，被配置为用于向接口控制板和显示屏发送指令；

接口控制板，包括图像采集模块通讯接口、单片机、光源控制电路和输出信号驱动电路四个部分；其中，单片机，被配置为用于执行上位机软件的控制命令；图像采集模块通讯接口，被配置为用于工控板与图像采集模块之间的通讯，工控板通过图像采集模块通讯接口控制工业相机按指定时间间隔拍照，工业相机通过图像采集模块通讯接口将拍摄的图片传送给工控板；输出信号驱动电路，被配置为用于向卷接机组控制系统发送报警信号；光源控制电路，被配置为用于控制光源的开关；

显示屏，被配置为用于显示检测装置运行的相关信息并用于设置相关参数。

2.根据权利要求1所述的水松纸边沿折边检测装置，其特征在于，所述控制器还包括显示屏安装支架、机箱前面板、工控板散热片、机箱箱体、接口转接板、电缆以及第一电缆插座；

其中，第一电缆插座焊接在接口转接板上，接口转接板通过第一紧固件固定在机箱箱体上；接口控制板、工控板和工控板散热片首先通过第一紧固件固定在一起，然后通过第二紧固件固定在机箱箱体上，工控板散热片紧贴机箱箱体；显示屏通过显示屏安装支架固定在机箱前面板上，显示屏与接口控制板通过电缆连接，机箱前面板与机箱箱体通过第一紧固件固定在一起。

3.根据权利要求2所述的水松纸边沿折边检测装置，其特征在于，所述第一紧固件为螺钉，第二紧固件为螺栓。

4.根据权利要求1所述的水松纸边沿折边检测装置，其特征在于，所述图像采集模块还包括镜头座、相机安装支架、第一壳体、镜头透明窗以及第二电缆插座；

其中，光学镜头通过镜头座固定在工业相机上，工业相机通过第一紧固件固定在相机安装支架上，相机安装支架通过第一紧固件固定在第一壳体上，镜头透明窗通过胶水粘在第一壳体上，第二电缆插座通过其自带的锁紧螺母固定在第一壳体上。

5.根据权利要求1所述的水松纸边沿折边检测装置，其特征在于，所述光源还包括光源透明窗、光源板以及第二壳体；

其中，光源板通过第一紧固件固定在第二壳体上，光源透明窗通过胶水粘在第二壳体上。