CN110274906B - 一种电缆自动制样检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆自动制样检测系统，电线电缆取样支撑架，取样支撑架辅助识别电缆头定位，自动抓取操作机构抓取和送达电缆头缠绕；连接有切割电缆的固定装置和切割装置，固定装置包括横架、挡扇、防撞挡板、滑轨和机械爪，切割装置由切割设备、切割平台、切割废渣废料收集料斗，测量器，构成视觉识别绝缘颜色并记录导体单线根数，测量模块由电荷耦合元件视觉测量机构组成，测量器接收线阵电荷耦合元件的输出信号，分拣处理器，待分拣物料经由传输带送至分拣作业区中，自动抓取操作机构内分拣系统以采集图像端口对来源对象进行图像捕获，实现线缆制样、分配一站式模式，减轻检测人员劳动强度，降低测量划线环节不确定因素，提高检测能力及精度。

Description

一种电缆自动制样检测系统及其方法

技术领域

本发明涉及到一种电缆检测技术领域，尤其涉及到一种精确的将线缆分段、处理、划线、标记、上传数据并分配到相应的实验室的一站式制样检测的电缆自动制样检测系统。

背景技术

目前检测中心采用人工测量样段长度，电动手锯分割样段，刀片处理绝缘，手工划线，随着对电线电缆检测精度要求越来越高， 检测中心在检测过程中存在很多瓶颈环节，包含试验员劳动强度大，耗时长，因存在不可控因素导致检测结果产生偏离及人员操作失误导致人身伤害。

在制作的过程中，因线缆的材质因素，大部分的线缆比较重，需要多人合作才能搬动；分割时采用的电动手锯，因电缆的材质、手锯的转速等因素经常发生锯条断裂；在护套及绝缘的处理时采用的是美工刀，经常会误碰误割；划标记线时因线缆是圆形的，人工划线有可能会造成结果的偏离。

线缆的粗制样中主要包含了线缆的分样，去除护套、铠装、屏蔽等保留需要试验部分的样品，大部分采用人工加机械的模式进行线缆的制样。

绝缘结构尺寸样段由精制样人员放入绝缘线芯金属导体去除装置去除导体，用飞鹰刀片沿着与导体轴线相垂直的平面切取薄片，在检测任务繁重的情况下，都需要检测员手工切片，无法保证的切片样品的厚度能够达到试验要求，绝缘收缩样品中，截取试样后5min之内，在每一绝缘线芯试样的中部标上200士5mm的试验长度。测量标记之间的距离，精确至0．5mm。试验过程对标记线的长度有这精度要求，在只靠人工画线的情况极易造成精度不准的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种实现线缆制样、高效对分段电缆性能检测、分配一站式检测，减轻检测人员劳动强度，降低测量划线环节不确定因素，提高检测能力及精度、提高效率、测试精准、检测方便的电缆自动制样检测系统及其方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电缆自动制样检测系统，连接有电线电缆取样支撑架，所述取样支撑架辅助识别电缆头定位，连接到取样支撑架的自动抓取操作机构，所述自动抓取操作机构抓取和送达电缆头缠绕；

连接有切割电缆的固定装置和切割装置，所述固定装置包括横架、挡扇、防撞挡板、滑轨和机械爪，所述切割装置由切割系统、切割平台、切割废渣废料收集料斗，所述自动抓取操作机构控制切割电缆精度，以使电线线缆护套、铠装、屏蔽绝缘、绝缘样品收缩样段的划线的去除处理；

测量器，构成视觉识别绝缘颜色并记录导体单线根数，测量器内设有测量模块，所述测量模块由电荷耦合元件视觉测量机构组成，测量器接收线阵电荷耦合元件的输出信号，线阵电荷耦合元件的输出信号包括电荷耦合元件各个像元所接收光强度的分布和像元位置的信息，其信号的二值化处理用于物体外形尺寸、物体位置的测量，并测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值；用于测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率；

分拣处理器，待分拣物料经由传输带送至分拣作业区中，自动抓取操作机构内分拣系统以采集图像端口对来源对象进行图像捕获，数据信号随之进入系统PC机中，图像经过系统的识别计算，根据目标对象外观特征进行图像比对，通过分拣流程机器判断，目标图像预处理、目标识别、位置追踪与机器分拣抓取、贴码并传输至各检测工位。

优选地，还包括连接有自动下料剥皮机构。

电缆自动制样检测系统的检测方法，包括如下步骤：

S1：电缆取样，流转至电缆自动制样检测系统工位，通过自动抓取操作机构自动抓取电缆头，对电缆头定位；

S2：在切割平台上采用切割设备对电线线缆护套、铠装、屏蔽等的去除处理；绝缘样品收缩样段的划线和绝缘去除；

S3：测量环节视觉识别绝缘颜色并记录导体单线根数的算法；CCD测量技术测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值；CCD测量技术测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度只比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率；对于结构尺寸、电性和机械性能进行全方位检测，

S4：通过机器视觉识别对样品进行分类、贴码；通过柔性分拣实现对样品的自动识别、分拣，并传输至各检测工位；系统自动判定保存数据；

S5：检测结束生成记录。

本发明采用上述结构后，其有益效果为：

精确的将线缆分段、处理、划线、标记、上传数据并分配到相应的实验室，通过人工智能、机器视觉识别技术和CCD视觉测量技术在取样、制样、检测和物流四个环节的应用：在电缆取样环节的由于电缆头的位置不固定，通过视觉识别技术进行电缆头的定位；

通过智能自动抓取操作机构，实现自动抓取电缆头以及切割后电缆头缠绕线缆盘的操作机构和算法；电缆抽取、长度测量以及切割的平台机构和算法；分析切割后样品的外观特征，研究通过视觉识别技术对样品进行定位，自动喷码封样的机构和算法，在制样环节采用精密切割，实现电线线缆护套、铠装、屏蔽等的去除处理；人工智能和视觉识别实现绝缘样品收缩样段的划线和绝缘去除；测量环节视觉识别技术识别绝缘颜色并记录导体单线根数的算法；CCD测量技术测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值；CCD测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度只比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率；样品处理环节通过机器视觉识别技术，对样品进行分类、贴码；通过柔性分拣技术实现对样品的自动识别、分拣，并传输至各检测工位。

实现线缆制样、分配一站式模式，减轻检测人员劳动强度，降低测量划线环节不确定因素，提高检测能力及精度。

跟踪功能广泛应用于抓取、分拣、等工作过程，有效提高产线工作节拍、简化产线设计。开启传送带跟踪功能让自动抓取操作机构在跟随移动工件运动的过程中完成相应的指令，提高工件加工装配一致性的同时节省时间和人力成本，自动化取样、制样；线缆物理指标的自动检测；减少人工干预，降低风险。

附图说明

图1为本发明电缆自动制样检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，不能理解为是对本发明的限制；

如图1所示，一种电缆自动制样检测系统， 连接有电线电缆取样支撑架，所述取样支撑架辅助识别电缆头定位，连接到取样支撑架的自动抓取操作机构，所述自动抓取操作机构抓取和送达电缆头缠绕；连接有切割电缆的固定装置和切割装置，所述固定装置包括横架、挡扇、防撞挡板、滑轨和机械爪，所述切割装置由切割系统、切割平台、切割废渣废料收集料斗，所述自动抓取操作机构控制切割电缆精度，以使电线线缆护套、铠装、屏蔽绝缘、绝缘样品收缩样段的划线的去除处理；测量器，构成视觉识别绝缘颜色并记录导体单线根数，测量器内设有测量模块，所述测量模块由电荷耦合元件视觉测量机构组成，测量器接收线阵电荷耦合元件的输出信号，线阵电荷耦合元件的输出信号包括电荷耦合元件各个像元所接收光强度的分布和像元位置的信息，其信号的二值化处理用于物体外形尺寸、物体位置的测量，并测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值；用于测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率；分拣处理器，待分拣物料经由传输带送至分拣作业区中，自动抓取操作机构内分拣系统以采集图像端口对来源对象进行图像捕获，数据信号随之进入系统PC机中，图像经过系统的识别计算，根据目标对象外观特征进行图像比对，通过分拣流程机器判断，目标图像预处理、目标识别、位置追踪与机器分拣抓取、贴码并传输至各检测工位。

还包括连接有自动下料剥皮机构，所述测量器和分拣处理器设置于视觉平台上，还包括人机界面显示器，其构造成显示表示视觉识别识别绝缘颜色，测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值，测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度只比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率，形成标准值范围图表并将电缆测定通知用户。

一种电缆自动制样检测系统，主要对三个模块进行理论分析和仿真建模，主要包括切割模块，测量模块，分拣运输模块。

1）切割模块：分割模块包含了样品定固定和切割装置；

切割模块

分割模块包含了样品定固定和切割装置；

固定装置包括：横架、挡扇、防撞挡板、滑轨和机械爪。

智能切割系统主要组成由机器人、机器人控制系统、切割系统、机器人防碰装置、切割平台、切割废渣废料收集料斗及安全防护栏等。

2）测量模块：

测量模块主要由CCD视觉测量技术实现，线阵CCD的输出信号包含了CCD各个像元所接收光强度的分布和像元位置的信息，其信号的二值化处理常用于物体外形尺寸、物体位置等的测量。将被测物体置于成像物镜的物方视场中，将线阵CCD像敏面恰好安装在成像物镜的最佳像面位置上。

3）分拣模块：

该模块包括软件机构与硬件机构，首先待分拣物料经由传输带送至分拣作业区中，此时基于机器视觉的机器人分拣系统以采集图像端口对来源对象进行图像捕获，数据信号随之进入系统PC机中，图像经过系统科学的识别计算，根据目标对象外观特征进行图像比对。根据分拣流程机器视觉来看，可以详细为目标图像预处理、目标识别、位置追踪与机器分拣抓取。

Claims (2)

1.一种电缆自动制样检测系统，其特征在于：

连接有电线电缆取样支撑架，所述取样支撑架辅助识别电缆头定位，连接到取样支撑架的自动抓取操作机构，所述自动抓取操作机构抓取和送达电缆头缠绕；

连接有切割电缆的固定装置和切割装置，所述固定装置包括横架、挡扇、防撞挡板、滑轨和机械爪，所述切割装置由切割设备、切割平台、切割废渣废料收集料斗，所述自动抓取操作机构控制切割电缆精度，以使电线线缆护套、铠装、屏蔽绝缘、绝缘样品收缩样段的划线的去除处理；

测量器，构成视觉识别绝缘颜色并记录导体单线根数，测量器内设有测量模块，所述测量模块由电荷耦合元件视觉测量机构组成，测量器接收线阵电荷耦合元件的输出信号，线阵电荷耦合元件的输出信号包括电荷耦合元件各个像元所接收光强度的分布和像元位置的信息，其信号的二值化处理用于物体外形尺寸、物体位置的测量，并测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值；用于测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率；

分拣处理器，待分拣物料经由传输带送至分拣作业区中，自动抓取操作机构内分拣系统以采集图像端口对来源对象进行图像捕获，数据信号随之进入系统PC机中，图像经过系统的识别计算，根据目标对象外观特征进行图像比对，通过分拣流程机器判断，目标图像预处理、目标识别、位置追踪与机器分拣抓取、贴码并传输至各检测工位；

还包括连接有自动下料剥皮机构，所述测量器和分拣处理器设置于视觉平台上，还包括人机界面显示器，其构造成显示表示视觉识别识别绝缘颜色，测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值，测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度只比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率，形成标准值范围图表并将电缆测定通知用户；

主要对三个模块进行理论分析和仿真建模，主要包括切割模块，测量模块，分拣运输模块；

1）切割模块：分割模块包含了样品定固定和切割装置；

切割模块；

分割模块包含了样品定固定和切割装置；

固定装置包括：横架、挡扇、防撞挡板、滑轨和机械爪；

智能切割系统主要组成由机器人、机器人控制系统、切割系统、机器人防碰装置、切割平台、切割废渣废料收集料斗及安全防护栏；

2）测量模块：

测量模块主要由CCD视觉测量技术实现，线阵CCD的输出信号包含了CCD各个像元所接收光强度的分布和像元位置的信息，其信号的二值化处理常用于物体外形尺寸、物体位置的测量；将被测物体置于成像物镜的物方视场中，将线阵CCD像敏面恰好安装在成像物镜的最佳像面位置上；

3）分拣模块：

该模块包括软件机构与硬件机构，首先待分拣物料经由传输带送至分拣作业区中，此时基于机器视觉的机器人分拣系统以采集图像端口对来源对象进行图像捕获，数据信号随之进入系统PC机中，图像经过系统科学的识别计算，根据目标对象外观特征进行图像比对；根据分拣流程机器视觉来看，详细为目标图像预处理、目标识别、位置追踪与机器分拣抓取。

2.根据权利要求1所述电缆自动制样检测系统的检测方法，其特征在于：

包括如下步骤：

S1：电缆取样，流转至电缆自动制样检测系统工位，通过自动抓取操作机构自动抓取电缆头，对电缆头定位；

S2：在切割平台上采用切割设备对电线线缆护套、铠装、屏蔽的去除处理；绝缘样品收缩样段的划线和绝缘去除；

S3：测量环节视觉识别绝缘颜色并记录导体单线根数的算法；CCD测量技术测量绝缘厚度的平均值、最大值、最小值；CCD测量技术测量铠装的宽度、厚度、包带平均间隙与钢带宽度只比、铜带屏蔽的宽度、厚度、搭盖率；对于结构尺寸、电性和机械性能进行全方位检测，

S4：通过机器视觉识别对样品进行分类、贴码；通过柔性分拣实现对样品的自动识别、分拣，并传输至各检测工位；系统自动判定保存数据；

S5：检测结束生成记录。

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