CN109269428B - 钢帘线弓高检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种钢帘线弓高检测装置及检测方法，该装置包括机架，机架上设置有:第一夹持机构：用于夹持钢帘线头部；双边切断机构：包括间隔设置的两个切断单元，用于切断一定长度的钢帘线；图像采集装置：用于采集切断后钢帘线的图像；数据处理系统：用于获取图像采集系统的数据，并对钢帘线的扭转性能进行计算。钢帘线弓高检测方法，可通过图像分析的方法计算钢帘线的弓高，不需要依赖检测仪，由于扭转图像可以最真实的反应钢帘线的弓高状态，因此，采用本发明提供的弓高检测装置和方法的检测精度高。本发明提供的钢帘线弓高检测方法是一种全自动的弓高检测方法，不需要人工参与。检测过程中，对缠绕钢帘线的头部进行初步切断，以保证检测精度。

Description

钢帘线弓高检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及钢帘线检测技术领域，具体涉及一种钢帘线弓高检测装置及检测方法。

背景技术

钢帘线常用于橡胶骨架材料的生产。一根钢帘线通常是由几股钢丝捻绕而成的，通常是呈捆存放，例如，通常钢帘线缠绕在工字轮上，一个工字轮上会缠绕几百米的钢帘线。

钢帘线的弓高，是反应钢帘线在自然状态下的弯曲程度的指标。钢帘线在工字轮上缠绕放置一段时间后发生弯曲变形，直线度不够。目前，大部分钢帘线的弓高要求是不超过20mm，直接采用不满足弓高要求的钢帘线进行生产，将导致生产成品后内部应力集中。因此，需要在使用前进行弓高监测，以对不满足弓高要求的钢帘线进行弓高调整。

现有技术中，对钢帘线弓高的检测通常采用弓高测量仪。例如，公开号为CN206724856U的专利公开了一种弓高测量仪。这种测量仪属于试验仪器，因此需要人工操作，检测精度和检测精度低。公开号为CN206270183U的专利公开了一种钢帘线弓高和扭转自动检测装置，其仅公开了一种检测装置的框架结构，并没有充分公开监测装置的细节结构。

发明内容

本发明针对上述的技术问题，提出一种可自动检测钢帘线弓高的装置及方法。该检测装置和方法通过图像分析的方式来计算钢帘线的弓高，计算精确度高、效率高。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

钢帘线弓高检测装置，包括机架，机架上设置有:

第一夹持机构：用于夹持钢帘线头部；

双边切断机构：包括间隔设置的两个切断单元，用于切断一定长度的钢帘线；

图像采集装置：用于采集切断后钢帘线的图像；

数据处理系统：用于获取图像采集系统的数据，并对钢帘线的扭转性能进行计算。

作为优选：进一步包括设置在机架上的辅助平台，所述辅助平台设置在间隔设置的两个切断机构之间，以使切断后的钢帘线可落在辅助平台上。

作为优选：所述辅助平台连接有升降驱动机构，以驱动辅助平台靠近或远离双边切断机构运动。

作为优选：所述图像采集装置设置在双边切断机构的上方，位于两个切断结构的间隔中心。

作为优选：所述机架上设置有第一夹持机构运动轨，夹持机构连接第一夹持运动驱动机构，以驱动第一夹持机构沿第一夹持机构运动轨向靠近双边切断机构的方向运动。

作为优选：进一步包括第二夹持机构和初步切断机构，所述机架上设置有与第一夹持机构运动轨纵向间隔设置的第二夹持机构运动轨，所述第二夹持机构连接夹持驱动机构，以驱动第二夹持机构沿第二夹持机构运动轨运动，所述初步切断机构位于第一夹持机构运动方向的前方，包括一个切断单元，用于对钢帘线的进行初步切断。

作为优选：所述第一夹持机构和/或第二夹持机构均包括安装台和夹持组件，第一夹持机构的安装台与第一夹持机构运动轨连接并可沿第一夹持机构运动轨运动，第一夹持组件与其安装台轴接，以使其可相对安装台台面转动；第二夹持机构的安装台与第二夹持机构运动轨连接，并可沿第二夹持机构运动轨运动，第二夹持组件与其台面轴接，以使其可相对安装台台面转动。

作为优选：所述切断单元包括基板、设置在机架上的切断机构导轨，基板安装在切断机构导轨上，所述基板上设置有用于切断钢帘线的切断体。

钢帘线弓高检测方法，用于钢帘线弓高的检测，包括以下步骤：

第一夹持机构夹持钢帘线；

双边切断机构对钢帘线进行切断，截取一定长度的钢帘线；

启动图像采集装置，对切断后的钢帘线进行图像采集；

数据处理系统对图像采集装置采集的图像进行计算，计算钢帘线的弓高。

作为优选：进一步包括以下步骤：第一夹持机构夹持钢帘线之前，第二夹持机构夹持钢帘线，将钢帘线拉伸出，第一夹持机构夹持钢帘线，初步切断机构将钢帘线切断，第一夹持机构夹持钢帘线运动，使钢帘线位于双边切断机构的两个切断机构之间，随后双边切断机构对钢帘线进行切断。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

本发明提供了一种钢帘线弓高检测装置和检测方法，可通过图像分析的方法计算钢帘线的弓高，不需要依赖检测仪，由于扭转图像可以最真实的反应钢帘线的弓高状态，因此，采用本发明提供的弓高检测装置和方法的检测精度高。本发明提供的钢帘线弓高检测方法是一种全自动的弓高检测方法，不需要人工参与。检测过程中，对缠绕钢帘线的头部进行初步切断，以保证检测精度。

附图说明

图1为本发明钢帘线弓高检测装置的结构示意图；

图2为本发明第一夹持机构的结构示意图；

图3为本发明夹持组件的结构示意图；

图4为本发明夹持组件结构示意图；

图5为本发明第一夹持机构结构示意图；

图6为本发明第二夹持机构结构示意图；

图7为本发明切断单元结构示意图；

以上各图中：1-机架，101-第一夹持机构运动轨，102-第二夹持机构运动轨，2-夹持机构，201-第一夹持机构安装台，202-第一夹持组件，2021-夹持组件基体，2022-夹持爪基体，2023-转轴安装部，2024-动力输入装置，2025-第一夹块，2026-第二夹块，2027-夹齿，203-轨道槽，204-清扫刷，205-气缸，3-照相机，4-辅助平台，5-双边切断机构，501-切断单元，6-工字轮平台，601-工字轮，7-第二夹持机构，701-第二夹持机构安装台，8-初步切断机构，801-基板，802-气缸，8031-基体，8032-熔断爪。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要说明的是术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而并不暗指相对重要性。

本发明提供了一种钢帘线弓高检测装置，用于检测钢帘线弓高的检测。钢帘线通常是缠绕在工字轮上的，整条钢帘线的长度可以达到近百米，钢帘线的头部缠绕在最外层。

钢帘线弓高检测装置，具体结构参考图1。包括机架1，机架1上设置有:

第一夹持机构2：用于夹持钢帘线头部；

双边切断机构5：包括间隔设置的两个切断单元501，用于切断一定长度的钢帘线；

图像采集装置：用于采集切断后钢帘线的图像；图像采集装置采用的为照相机3。

数据处理系统：用于获取图像采集系统的数据，并对钢帘线的扭转性能进行计算。数据处理系统内置弓高检测算法，可以根据图像采集装置采集的图像计算钢帘线的弓高。

由于钢帘线初始是缠绕在工字轮上的，因此，需要将钢帘线拉出，才能检测其弓高。因此，第一夹持机构2设计为可运动的形式。在机架1上设置有第一夹持机构运动轨101，第一夹持机构2连接第一夹持运动驱动机构，以驱动第一夹持机构2沿第一夹持机构运动轨101从钢帘线工字轮601的方向，向靠近双边切断机构5的方向运动，或是从双边切断机构5的方向向靠近钢帘线工字轮601的方向运动。第一夹持机构2运动的终止位置需要越过远离工字轮的一个切断单元501，使被拉出的钢帘线位于两个切断单元501之间。

更进一步的，为了保证切断之后的钢帘线不随意掉落，进一步在机架1上设置辅助平台4，辅助平台4设置在间隔设置的两个切断单元501之间，以使切断后的钢帘线可落在辅助平台4上。辅助平台4连接有升降驱动机构，以驱动辅助平台4靠近或远离双边切断机5构运动。具体的说，辅助平台4位于双边切断机构5的下方，机架1上设置有辅助平台导轨，辅助平台4可沿辅助平台导轨升降。

图像采集照相机3设置在双边切断机构的上方，位于两个切断单元501的间隔中心，这样可以保证采集钢帘线的图像位于图像的中心。辅助平台4默认是位于较低的位置的，这样可以不回阻挡第一夹持机构2的运动，当第一夹持机构2运动超过辅助平台4的位置，开始采集图像时，辅助平台4向上运动到靠近图像装置的位置；当图像采集结束后，辅助平台4向下运动，此时，第一夹持机构2可以返回钢帘线工字轮601端，进行下一轮的检测试验。

工字轮601上缠绕的钢帘线的长度可以达几百米，钢帘线缠绕末端，也就是钢帘线头部，容易受到外界的影响，导致其不能准确的反应钢帘线整体准确的弓高。

基于以上原因，研究一种方法和结构，可以将整个工字轮601上的钢帘线头部的一端截取，以钢帘线中部的作为检测对象。进一步设计第二夹持机构7和初步切断机构8，第二夹持机构7的作用是在第一夹持机2构夹持前，先夹持钢帘线的头部，并将钢帘线拉出一端距离；初步切断机构8的作用，是将第二夹持机构7夹持拉出的钢帘线，截断，即不采用整个工字轮头部的一段钢帘线进行弓高的计算，以保证检测精度。

具体的说，在机架1上设置有与第一夹持机构运动轨101纵向间隔设置的第二夹持机构运动轨102，第二夹持机构运动轨102具体位于第一夹持机构运动轨101的上方。第二夹持机构7连接夹持驱动机构，以驱动第二夹持机构沿第二夹持机构运动轨102运动，初步切断机构8位于第一夹持机构初始运动方向的前方，包括一个切断单元，用于对钢帘线的进行初步切断。为了实现上述功能，在第二钢帘线夹持并拉出钢帘线到指定位置后，第一夹持机构先夹持住钢帘线，此时，初步切断机构位于第一夹持机构和第二夹持机构之间，将拉出的钢帘线截断。

为了避免第一夹持机构和第二夹持机构之间的运动不相互影响，进一步设计一下第一夹持机构和第二夹持机构的安装结构。第一夹持机构和/或第二夹持机构均包括安装台和夹持组件。

参考图2，为第一夹持机构图。具体的说，第一夹持机构包括第一夹持机构安装台201和第一夹持组件202，第一夹持机构安装台201的两侧对称设置有轨道槽203，以使其可以卡在第一夹持机构运动轨101中，以使第一夹持机构可沿第一夹持机构运动轨101运动，带动第一夹持机构2运动。第一夹持组件202与其安装台201轴接，以使其可相对安装台台面转动。

夹持组件202（包括第一夹持机构和第二夹持机构的夹持组件）的具体结构如下，参考图3、图4和图5，以第一夹持机构为例来说明。包括夹持组件基体2021，以及设置在夹持组件基体2021上的夹持爪基体2022，夹持爪基体2022上相对设置的第一夹块2025和第二夹块2026，其中，第二夹块2026连接动力输入装置2024（夹持松紧驱动机构），以驱动其向靠近或远离第一夹块2025的方向运动。本实施例中，夹持松紧驱动机构采用气缸，第二夹块2026和第一夹块2025相对的一侧均设置有夹齿2027，夹齿呈齿条状。这种结构可以防止在夹持过程中钢帘线滑落，增大加持摩擦力。夹持组件基体的下方设置有转轴安装部2023，与第一夹持机构安装台通过转轴204连接，以使其可相对第一夹持机构安装台201转动。而为了保证更稳定的转动效果，在夹持组件基体的底部设置双侧对称转轴安装部2023。图5可见具体的转动驱动原理。在第一夹持机构安装台201的底部安装驱动气缸。

本实施例中，第一夹持组件包括4个夹持爪基体2022，可同时夹持4股钢帘线，进而实现4股钢帘线弓高的同时检测。

相应的，第二夹持机构7的结构如下，与第一夹持机构2的架构类似。第二夹持机构安装台701与第二夹持机构7运动轨连接，第二夹持机构安装台701两侧设置有轨道槽702，轨道槽702卡在第二夹持机构运动轨102上，使第二夹持机构7可沿第二夹持机构运动轨102运动，第二夹持组件7与安装台701轴接，以使其可相对安装台701台面转动。具体参考图6，第二夹持组件703包括一可与安装轴连接的连接部7031，气缸704与第二夹持组件703基体连接，进而推动其相对台面绕轴转动。第二夹持组件703的具体结构与第一夹持组件相同，不再赘述。

第一夹持机构安装台201和第二夹持机构安装台701相对是平行的，第一夹持机构安装台201位于第二夹持机构安装台701的下方，相应的，第一夹持机构运动轨101和第二夹持机构运动轨103也是相对平行的。第一夹持组件和第二夹持组件都旋转到与相应的工作台垂直的位置时，相互之间的运动将会产生阻挡影响。当第一夹持机构执行夹持工作时，第一夹持组件将旋转到与第一夹持机构安装台201台面相对垂直的为位置，其不执行夹持工作时，将旋转到与第一夹持机构安装台201平行的位置，避免影响第二夹持组件的运动；当第二夹持机构执行夹持工作时，第二夹持组件将旋转到与第二夹持机构安装台701台面相对垂直的位置，其不执行夹持工作时，将旋转到与第二夹持机构安装台701平行的位置。

两个夹持机构上夹持爪基体的数量视需要检测的钢帘线的数量而定。例如，设置四个夹持爪基体的话，即可以同时检测四组钢帘线的弓高。

以下将介绍切断机构的具体结构。

双边切断机构和初步切断机构均包括切断单元，二者切断单元的结构是相同的，不同的是双边切断机构包括两组切断单元，初步切断机构包括一组切断单元。切断单元的具体结构如下，参考图7：包括基板801、设置在机架上的切断机构导轨，基板801安装在切断机构导轨上，可通过驱动机构驱动沿切断机构导轨上下运动，本实施例中，驱动机构采用气缸802，也就是向靠近或远离第一夹持机构的方向运动。基板上设置有用于切断钢帘线的切断体803。切断体803可以采用多种形式，例如熔断、剪刀等，本实施例中，采用的是熔断结构。

切断体包括基体8031，以及安装在基体上的熔断单体，每个熔断单体的包括间隙设置的两个熔断爪8032，气缸804可驱动熔断爪8032开闭。熔断爪8032通电后和发热，将夹持在熔断爪8032中间的钢帘线熔断。熔断单体的数量视需要检测的钢帘线的数量而定，可以和夹持爪基体的数量保持一致。

双边切断机构和初步切断机构的切断单元均位于第一夹持机构的上方。当执行切断功能时，切断单元向下运动，切断钢帘线后，再向上运动回原位，避免影响第二夹持机构的运动。

基于上述的钢帘线弓高检测装置，进一步提供一种钢帘线弓高检测方法，用于钢帘线弓高的检测，以下将结合弓高检测装置的结构，来陈述弓高检测方法的具体步骤。

图1所示的为钢帘线弓高检测装置的总图。钢帘线工字轮平台6上，工字轮平台6上设置有四个工字轮存放架，每个存放架上设置有一个工字轮601。初始状态下，各功能单元的位置依此是这样的：沿着工字轮存放架，依此为第二夹持机构7、第一夹持机构2、初步切断机构8、双边切断机构5，其中，图像采集装置设置在双边切断单元的上方。第二夹持机构7的夹持单元初始处于向下与第二夹持机构平台701垂直的位置，第一夹持机构2的夹持单元初始位于与第一夹持机构平台201平行的位置。

设置第二夹持机构7和初步切断机构8的目的，是为了截取掉头部的钢帘线，如果检测精度没有过高的要求，第二夹持机构7和初步切断机构8是可以省略的，在省略第二夹持机构7和初步切断机构8时，各功能单元的位置是这样排列的：沿着工字轮存放架，一次为第一夹持机构、双边切断机构，图像采集装置设置在双边切断单元的上方。

钢帘线弓高检测方法具体包括如下两种方法，分别为不切断钢帘线头部的检测方法，以及，切断钢帘线头部的检测方法。

第一种方法具体如下。

（1）第一夹持机构2夹持钢帘线；具体说，将钢帘线的头部置于第一夹持机构夹持单元上，夹持单元施加加持力。第一夹持机构2夹持钢帘线后，携钢帘线向双边切断机构的方向运动。直至第一夹持机构2运动到超过远离钢帘线工字轮的一个切断单元501。

（2）双边切断机构对钢帘线进行切断，截取一定长度的钢帘线；双边切断机构的两个切断单元501向下运动，每一股钢帘线位于熔断单体的两个熔断爪之间。同时，辅助平台4上升。熔断爪通电后，将钢帘线切断。切断钢帘线的长度等于两个切断单元之间的间距。切断后的钢帘线将位于辅助平台4上。

（3）启动图像采集装置，对切断后的钢帘线进行图像采集；图像采集装置的照相机对准辅助平台4，对切断后的钢帘线进行拍照，图像为一段弯曲的钢帘线的图像。

（4）数据处理系统对图像采集装置采集的图像进行计算，计算钢帘线的弓高。图像采集装置采集的图像将传递至数据处理系统，数据处理系统根据钢帘线的弯曲程度计算钢帘线的弓高。

上述图像采集结束后，辅助平台4将下降。随后，第一夹持机构将运动回到初始靠近钢帘线工字轮的位置。可以进一步在第一夹持机构平台的下方设置清扫刷204，第一夹持机构2回位的过程中，扫过辅助平台4，可以将废弃的钢帘线清扫回收。

第二种方法具体如下。

与第一种方法不同的是，这一种方法需要先截断钢帘线工字轮上缠绕的一部分钢帘线。

第一夹持机构夹持2钢帘线之前，第二夹持机构7夹持钢帘线，此时，第一夹持机构2的夹持单元旋转至第一夹持机构的夹持平台平行的位置。第二夹持机构7钢帘线拉伸出，当第二夹持机构7越过第一夹持机构的位置后，第一夹持机构2的夹持单元旋转至于第一夹持机构的夹持平台垂直的位置。每股钢帘线位于每个第一夹持机构的夹持爪的间隙内，第一夹持机构夹持钢帘线。

随后，初步切断机构8将向下运动，将钢帘线切断，随后，初步切断机构复向上运动，复位。

第一夹持机构2夹持钢帘线运动，使钢帘线位于双边切断机构的两个切断单元之间，随后进行与第一种方法相同的双边切断、拍照以及图像分析的工作，计算获得钢帘线的弓高。

以上两种方法中，可以同时计算多股钢帘线的弓高。若为同一批的钢帘线，也可以采取对几股钢帘线计算获得的弓高取均值的方法，作为钢帘线弓高的计算值。

采用本发明所述的方法，可以自动检测、计算钢帘线的弓高，并可以同时计算多组钢帘线的弓高，较现有技术中的弓高方法，可以提高检测效率和检测精度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.钢帘线弓高检测装置，其特征在于：包括机架，机架上设置有:

第一夹持机构：用于夹持钢帘线头部；

双边切断机构：包括间隔设置的两个切断单元，用于切断一定长度的钢帘线； 所述第一夹持机构的终止端越过两个双边切断单元；

图像采集装置：用于采集切断后钢帘线的图像；

数据处理系统：用于获取图像采集系统的数据，并对钢帘线的扭转性能进行计算；

所述第一夹持机构和/或第二夹持机构均包括安装台和夹持组件，第一夹持机构的安装台与第一夹持机构运动轨连接并可沿第一夹持机构运动轨运动，第一夹持组件与其安装台轴接，以使其可相对安装台台面转动；第二夹持机构的安装台与第二夹持机构运动轨连接，并可沿第二夹持机构运动轨运动，第二夹持组件与其台面轴接，以使其可相对安装台台面转动；

所述机架上设置有第一夹持机构运动轨，夹持机构连接第一夹持运动驱动机构，以驱动第一夹持机构沿第一夹持机构运动轨向靠近或远离双边切断机构的方向运动；

进一步包括第二夹持机构和初步切断机构，所述机架上设置有与第一夹持机构运动轨纵向间隔设置的第二夹持机构运动轨，所述第二夹持机构连接夹持驱动机构，以驱动第二夹持机构沿第二夹持机构运动轨运动，所述初步切断机构包括一个切断单元，用于对钢帘线的进行初步切断；

所述第一夹持组件和第二夹持组件均包括：

夹持组件基体以及设置在夹持组件基体上的夹持爪基体，夹持爪基体上相对设置有第一夹块和第二夹块，第二夹块连接动力输入装置，第一夹块和第二夹块相对侧设置有夹齿，夹齿呈齿条状，第一夹持组件和第二夹持组件均包括4个夹持爪基体。

2.如权利要求1所述的钢帘线弓高检测装置，其特征在于：进一步包括设置在机架上的辅助平台，所述辅助平台设置在间隔设置的两个切断单元之间，以使切断后的钢帘线可落在辅助平台上。

3.如权利要求1所述的钢帘线弓高检测装置，其特征在于：所述图像采集装置设置在双边切断机构的两个切断单元的间隔中心。

4.如权利要求1所述的钢帘线弓高检测装置，其特征在于：所述切断单元包括基板、设置在机架上的切断机构导轨，基板安装在切断机构导轨上，所述基板上设置有用于切断钢帘线的切断体。

5.如权利要求1所述的钢帘线弓高检测装置，其特征在于：所述第一夹持机构上设置有清扫刷，用以清扫辅助平台。

6.钢帘线弓高检测方法，用于钢帘线弓高的检测，采用权利要求1至5中任意一项所述的钢帘线弓高检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

第一夹持机构和第二夹持机构夹持的每个夹持爪基体夹持一股钢帘线；

第二夹持机构夹持钢帘线，对钢帘线进行初步切断；

第一夹持机构夹持钢帘线；

双边切断机构对钢帘线进行切断，截取一定长度的钢帘线；

启动图像采集装置，对切断后的钢帘线进行图像采集；

数据处理系统对图像采集装置采集的图像进行计算，计算钢帘线的弓高。

7.如权利要求6所述的钢帘线弓高检测方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：第一夹持机构夹持钢帘线之前，第二夹持机构夹持钢帘线，将钢帘线拉伸出，第一夹持机构夹持钢帘线，初步切断机构将钢帘线切断，第一夹持机构夹持钢帘线运动，使钢帘线位于双边切断机构的两个切断单元之间，随后双边切断机构对钢帘线进行切断。