[发明专利]一种碳纤维增强型复合导线芯表征的激光检测系统

说明书

技术领域

本发明属于自动化检测领域，尤其涉及一种碳纤维增强型复合导线芯表征的激光检测系统。

背景技术

目前，碳纤维增强型复合电缆芯的表面检测方法主要依赖于传统技术工人，凭借多年工作经验对线芯表面以肉眼进行抽样评测和质量认定。这样无论在连续检测的准确率、连续检测的效率、有效产品成本控制、有效生产损耗控制和人力资源的充分运用等现代化企业生产管理上无法满足相关需求。另一方面，在检测过程中，经常会发生于线芯表面上的非生产环节的损伤，这通常是由于普遍的物理检测方法需要接触线芯表面，并且，为了节省生产空间，成品线芯通常收卷贮存，这给人工抽样检测造成很大困难。所以，一种基于非接触性检测方式、高精度的、可集成于生产流水线进行即时的连续的检测方法成为目前在现代化生产工艺中较为迫切的要求。 

发明内容

本发明的目的在于：提供一种碳纤维增强型复合导线芯表征的激光检测系统，旨在解决现有技术对于碳纤维增强型复合电缆芯的表面检测只能依靠人工，造成检测效率低、准确率低的问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种碳纤维增强型复合导线芯表征的激光检测系统，所述系统包括：机械支撑装置、模板投射采集装置以及计算分析装置；所述模板投射采集装置活动安装在所述机械支撑装置上，用于投射激光线阵列模板于所述导线芯表面并采集导线芯表面反射的激光信号；所述模板投射采集装置通过数据电缆与所述计算分析装置连接，所述计算分析装置用于自动根据模板投射采集装置采集的激光信号计算光线在经过线芯表面后的衍射幅度，对导线芯表征情况作出即时的判断和辨认。

所述机械支撑装置包括两个圆形结构体和四条机械传动杆，所述机械传动杆的两端通过数控钳动模块分别活动安装在所述两个圆形结构体上。

所述模板投射采集装置包括四组激光投射器以及激光信号采集摄像头，每条机械传动杆上安装一组激光投射器和激光信号采集摄像头，每组激光投射器和激光信号采集摄像头在机械传动杆上安装的位置均相同。

本发明的突出优点是：本发明采用激光线阵列模板作为光源，通过结构光学线扫描法结合激光摄像头实现对于碳纤维增强型复合电缆线芯表面的自动检测, 不但可与现代化全自动的生产流水线的无缝对接，而且对于产品表面的破损可实现自动即时定位、检测精度准确可控，并且实现成本低廉。

附图说明

图1是本发明实施例提供的所应用的基本原理几何图；

图2是本发明实施例提供的激光检测系统中机械支撑及投射采集部分的构造示意图；

图3是图2中机械支撑部分的圆形部件的横截面示意图；

图4是图3中圆形部件的俯视剖面图；

图5是图2中机械支撑部分的支撑杆的正面构造图；

图6是图5中支撑杆的横截面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明基于光学反射空间几何原理，采用激光线阵列模板作为光源，通过结构光学线扫描法结合激光摄像头实现对于碳纤维增强型复合电缆线芯表面的自动检测。

图1示出了本发明实施例提供的激光检测系统所应用的基本原理。

激光线阵列模板（A5）投射于待测物体（A3）表面上（此处待测物件（A3）仅为示意所用，与下述的复合导线芯（A4）的几何外形不同），然后由摄像头（A1）即时观测并采集线芯表面折射后的激光信号，再由计算机对采集后的图像作智能分析以得出最终的关于被检测表面的结论。

激光作为一种应用于精密检测技术中较为常见的媒介，其对于线芯表面非吸收性、高精度的传播定向性、对于细小线芯表面异常的高灵敏性以及扫描点阵的高同步性等，致使激光成为本发明的首选光源。它具有对于自动检测被检测物体表面损伤、固化不均匀或者外观无法达到质量标准的情况具有精准的检测质量、较高且连续的检测速度、连续检测精度的可控性以及完全自动化等优点。

  本发明实施例中采用的摄像头采用物方远心测量法，即将孔径光阑放置在光学系统的像方焦平面上，当孔径光阑方在像方焦平面上时，即使物距发生改变，像距也发生改变，但像高并没有发生改变，即测得的物体尺寸不会变化。该摄像头结合激光自身的高精密特性，对于复合导线芯表面的细微表面损伤可以达到极高的灵敏度，通过容错性能参数可拥有较大的调节范围。