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CN104215207B - 一种多芯电缆绝缘层厚度测量仪 - Google Patents

一种多芯电缆绝缘层厚度测量仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测量仪器，具体地说，涉及一种多芯电缆绝缘层厚度测量仪。包括机架、工作台、升降支架、升降移动滑台、高分辨率小视域摄像头、低分辨率大视域摄像头、两条相互平行的纵向导轨、升降驱动电机、升降驱动丝杠、两条相互平行的水平导轨、水平移动滑台、水平驱动电机、水平驱动丝杠、线缆夹具、切割机、切割机驱动电机、上位机和电机驱动装置。本发明在不剥离导线芯的情况下实现绝缘层厚度的高精度测量，能大大提高导线绝缘层厚度的测量效率和测量精度，而且，本发明的硬件配置成本较低，具有良好的应用前景。

Description

一种多芯电缆绝缘层厚度测量仪
技术领域
本发明涉及一种测量仪器，具体地说，涉及一种多芯电缆绝缘层厚度测量仪。
背景技术
导线绝缘层厚度测量主要是测量绝缘层最薄尺寸，以检验其是否合格。目前，绝缘层厚度测量以光学投影测量为主，在测量时，首先将导线芯和绝缘层进行剥离，然后将绝缘层切成薄片放置在光学设备下进行测量，自动化程度较低，测量精度受操作人员的熟练程度和经验影响，而且，在制备绝缘层切片时，也难以制作出理想的样片。同时，测量时操作人员也很难准确找到绝缘层最薄的地方。此外，采用机器视觉进行测量时，测量精度受摄像头分辨率影响较大，特别是测量直径尺寸较大的绝缘层时，要达到较高的测量精度，必须选用视域较大分辨率较高的摄像头进行测量，硬件成本较高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多芯电缆绝缘层厚度测量仪，以解决上述的技术问题。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种多芯导线绝缘层厚度测量仪，其特征在于：包括机架、工作台、升降支架、升降移动滑台、高分辨率小视域摄像头、低分辨率大视域摄像头、两条相互平行的纵向导轨、升降驱动电机、升降驱动丝杠、两条相互平行的水平导轨、水平移动滑台、水平驱动电机、水平驱动丝杠、线缆夹具、切割机、切割机驱动电机；
所述工作台固定在机架的顶面上；所述两条水平导轨固定在工作台上，所述水平驱动丝杠设在两条水平导轨之间，其两端通过轴承座安装在工作台上，其中一端与水平驱动电机的动力轴相连接，所述水平驱动电机固定在工作台的一侧边缘上；所述水平移动滑台通过设在其底面上的导轨槽卡装在水平导轨上，且在水平移动滑台底面的中部固定有与水平驱动丝杠螺纹配合的螺套；所述线缆夹具固定安装在水平移动滑台上；所述切割机设置在两条水平导轨末端的外侧，固定安装在工作台上，所述切割机驱动电机固定安装在机架上，通过传动带驱动切割机的切割刀具；
所述升降支架位于水平导轨的外侧，底端固定在工作台上；两条纵向导轨固定在升降支架内，所述升降驱动电机固定在升降支架的顶部；所述升降驱动丝杠设在两条纵向导轨之间，其顶端与升降驱动电机的动力轴相连接；所述升降移动滑台通过设在其内侧面上的导轨槽安装在纵向导轨上，且在升降移动滑台内侧面的中部固定有与升降驱动丝杠螺纹配合的螺套；所述高分辨率小视域摄像头和低分辨率大视域摄像头固定安装在升降移动滑台的外侧面。
进一步地说，还包括上位机和电机驱动装置；所述上位机向电机驱动装置发送电机驱动信号，由电机驱动装置驱动升降驱动电机或者水平驱动电机；并且，上位机接收高分辨率小视域摄像头或者低分辨率大视域摄像头的图像信号后进行运算。
有益效果：与现有技术相比，本发明在不剥离导线芯的情况下实现绝缘层厚度的高精度测量，能大大提高导线绝缘层厚度的测量效率和测量精度，而且，本发明的硬件配置成本较低，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中低分辨率摄像头采集提取的绝缘层轮廓图；
图3为本发明的机器视觉测量原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参照图1，本发明所述的多芯导线绝缘层厚度测量仪，包括机架1、工作台2、升降支架9、升降移动滑台13、高分辨率小视域摄像头8、低分辨率大视域摄像头7、两条相互平行的纵向导轨15、升降驱动电机16、升降驱动丝杠14、两条相互平行的水平导轨4、水平移动滑台12、水平驱动电机3、水平驱动丝杠5、线缆夹具11、切割机20、切割机驱动电机10；
所述工作台2固定在机架1的顶面上；所述两条水平导轨4固定在工作台2上，所述水平驱动丝杠5设在两条水平导轨4之间，其两端通过轴承座安装在工作台2上，其中一端与水平驱动电机3的动力轴相连接，所述水平驱动电机3固定在工作台2的一侧边缘上；所述水平移动滑台12通过设在其底面上的导轨槽卡装在水平导轨4上，且在水平移动滑台12底面的中部固定有与水平驱动丝杠5螺纹配合的螺套；所述线缆夹具11固定安装在水平移动滑台12上；所述切割机20设置在两条水平导轨4末端的外侧，固定安装在工作台2，所述切割机驱动电机10固定安装在机架1上，通过传动带19驱动切割机20的切割刀具21；
所述升降支架9位于水平导轨4的外侧，底端固定在工作台2上；两条纵向导轨15固定在升降支架9内，所述升降驱动电机16固定在升降支架9的顶部；所述升降驱动丝杠14设在两条纵向导轨15之间，其顶端与升降驱动电机16的动力轴相连接；所述升降移动滑台13通过设在其内侧面上的导轨槽安装在纵向导轨15上，且在升降移动滑台13内侧面的中部固定有与升降驱动丝杠14螺纹配合的螺套；所述高分辨率小视域摄像头8和低分辨率大视域摄像头7固定安装在升降移动滑台13的外侧面。
所述多芯导线绝缘层厚度测量仪还包括上位机17和电机驱动装置18；所述上位机17向电机驱动装置18发送电机驱动信号，由电机驱动装置18驱动升降驱动电机16或者水平驱动电机3；并且，上位机17接收高分辨率小视域摄像头8或者低分辨率大视域摄像头7的图像信号后进行运算。
本发明的测量方法简述如下：
测量前，先将待测多芯导线样件6装在线缆夹具11上，启动切割机驱动电机10，切割机驱动电机10通过传动带带动切割刀具高速转动；上位机向电机驱动装置发送启动水平驱动电机3的信号，使水平移动滑台12带动线缆夹具11向切割刀具水平移动完成导线截面切割；导线截面切割完成后，上位机控制水平移动滑台12和升降移动滑台13运动，使导线切割后的截面处于低分辨率大视域摄像头7的视域中；低分辨率大视域摄像头7采集界面图片，并通过上位机的测量软件自动提取出各绝缘层的内外轮廓；测量软件提取出各绝缘层内外轮廓后，再依次提取出各绝缘层内外轮廓进行测量；其测量方法如下：
测量软件提取出外层绝缘层内外轮廓后，从内轮廓区域内确定一点C，以C点为起点，水平向右做一条测量基准线，基准线与绝缘层内轮廓先交于一点A，利用测量软件自动获得外轮廓线与A点之间的像素距离最小点B；同时获得A、B两点在图像中像素点坐标(XA，YA)、(XB，YB)，A、B两点的像素点距离
对应绝缘层A、B两点的真实距离由标定板标定出像素点距离和真实距离标定系数T；则A、B两像素点对应绝缘层厚度W＝T*AB；
按照同样的方法，以C点为起点，沿顺时针或逆时针和水平向右成一定夹角做基准线，可分别得到各个方向的绝缘层厚度，并找到厚度最小值及其在绝缘层中的位置；假定FG为在低分辨率大视域摄像头下测得的绝缘层厚度最小位置；
在获得绝缘层厚度最小值区域后，通过上位机控制水平驱动电机3及水平驱动丝杠5和升降驱动电机16及升降驱动丝杠14运动，使绝缘层厚度最小值FG所在区域位于高分辨率小视域摄像头8正下方，高分辨率小视域摄像头8采集图像并按照低分辨率大视域摄像头7测量绝缘层厚度的方法重新提取各绝缘层的内外轮廓，在该区域内重新计算绝缘层厚度最小值，即可得到高精度测量结果。

Claims (1)

1.一种多芯导线绝缘层厚度测量仪，其特征在于：包括机架(1)、工作台(2)、升降支架(9)、升降移动滑台(13)、高分辨率小视域摄像头(8)、低分辨率大视域摄像头(7)、两条相互平行的纵向导轨(15)、升降驱动电机(16)、升降驱动丝杠(14)、两条相互平行的水平导轨(4)、水平移动滑台(12)、水平驱动电机(3)、水平驱动丝杠(5)、线缆夹具(11)、切割机(20)、切割机驱动电机(10)；
所述工作台(2)固定在机架(1)的顶面上；所述两条水平导轨(4)固定在工作台(2)上，所述水平驱动丝杠(5)设在两条水平导轨(4)之间，其两端通过轴承座安装在工作台(2)上，其中一端与水平驱动电机(3)的动力轴相连接，所述水平驱动电机(3)固定在工作台(2)的一侧边缘上；所述水平移动滑台(12)通过设在其底面上的导轨槽卡装在水平导轨(4)上，且在水平移动滑台(12)底面的中部固定有与水平驱动丝杠(5)螺纹配合的螺套；所述线缆夹具(11)固定安装在水平移动滑台(12)上；所述切割机(20)设置在两条水平导轨(4)末端的外侧，固定安装在工作台(2)上，所述切割机驱动电机(10)固定安装在机架(1)上，通过传动带(19)驱动切割机(20)的切割刀具(21)；
所述升降支架(9)位于水平导轨(4)的外侧，底端固定在工作台(2)上；两条纵向导轨(15)固定在升降支架(9)内，所述升降驱动电机(16)固定在升降支架(9)的顶部；所述升降驱动丝杠(14)设在两条纵向导轨(15)之间，其顶端与升降驱动电机(16)的动力轴相连接；所述升降移动滑台(13)通过设在其内侧面上的导轨槽安装在纵向导轨(15)上，且在升降移动滑台(13)内侧面的中部固定有与升降驱动丝杠(14)螺纹配合的螺套；所述高分辨率小视域摄像头(8)和低分辨率大视域摄像头(7)固定安装在升降移动滑台(13)的外侧面；
所述的多芯导线绝缘层厚度测量仪还包括上位机(17)和电机驱动装置(18)；所述上位机(17)向电机驱动装置(18)发送电机驱动信号，由电机驱动装置(18)驱动升降驱动电机(16)或者水平驱动电机(3)；并且，上位机(17)接收高分辨率小视域摄像头(8)或者低分辨率大视域摄像头(7)的图像信号后进行运算；
测量前，先将待测多芯导线样件安装在线缆夹具上，启动切割机驱动电机，切割机驱动电机通过传动带带动切割刀具高速转动；上位机向电机驱动装置发送启动水平驱动电机的信号，使水平移动滑台带动线缆夹具向切割刀具水平移动完成导线截面切割；导线截面切割完成后，上位机控制水平移动滑台和升降移动滑台运动，使导线切割后的截面处于低分辨率大视域摄像头的视域中；低分辨率大视域摄像头采集界面图片，并通过上位机的测量软件自动提取出各绝缘层的内外轮廓；测量软件提取出各绝缘层内外轮廓后，再依次提取出各绝缘层内外轮廓进行测量；其测量方法如下：
测量软件提取出外层绝缘层内外轮廓后，从内轮廓区域内确定一点C，以C点为起点，水平向右做一条测量基准线，基准线与绝缘层内轮廓先交于一点A，利用测量软件自动获得外轮廓线与A点之间的像素距离最小点B；同时获得A、B两点在图像中像素点坐标(XA，YA)、(XB，YB)，A、B两点的像素点距离
对应绝缘层A、B两点的真实距离由标定板标定出像素点距离和真实距离标定系数T；则A、B两像素点对应绝缘层厚度W＝T*AB；
按照同样的方法，以C点为起点，沿顺时针或逆时针和水平向右成一定夹角做基准线，可分别得到各个方向的绝缘层厚度，并找到厚度最小值及其在绝缘层中的位置；假定FG为在低分辨率大视域摄像头下测得的绝缘层厚度最小位置；
在获得绝缘层厚度最小值区域后，通过上位机控制水平驱动电机及水平驱动丝杠和升降驱动电机及升降驱动丝杠运动，使绝缘层厚度最小值FG所在区域位于高分辨率小视域摄像头正下方，高分辨率小视域摄像头采集图像并按照低分辨率大视域摄像头测量绝缘层厚度的方法重新提取各绝缘层的内外轮廓，在该区域内重新计算绝缘层厚度最小值，即可得到高精度测量结果。
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