[发明专利]基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置及操作方法

权利要求书

1.基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，包括主机箱（1）、连接机柜（2）和驱动组件（3），其特征在于：所述连接机柜（2）的前端开设有放置槽（4），所述放置槽（4）的中部固定安装有CCD相机（5），所述CCD相机（5）的左侧电性连接有连接线（6），所述连接线（6）左侧面的前端固定安装有接电端子（7），所述放置槽（4）的右端固定安装有支撑杆（8），所述支撑杆（8）的顶端固定安装有下密封盒（9），所述下密封盒（9）的上方设有上密封盒（10），所述密封盒（9）与密封盒（10）形成一个腔体，所述上密封盒（10）前后两端的顶面均固定安装有气弹簧（23），所述支撑杆（8）的底端固定安装有气泵（11），通过气泵（11）向密封盒（9）与密封盒（10）形成的腔体内部进行充气，所述上密封盒（10）的顶端固定安装有连接软管（12），所述连接软管（12）的左端固定安装有固定管（16），所述固定管(16)的管身固定连通有延伸管(17)，所述延伸管（17）的内腔活动连接有推轴一（13），所述推轴一（13）远离固定管（16）的一端固定安装有导电板（14），所述推轴一（13）的表面活动套接有位于延伸管（17）内腔靠近导电板（14）的端部和推轴一（13）上远离导电板（14）一端的圆块之间的复位弹簧一（15）。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述固定管（16）的左端活动连接有推轴二（18），所述推轴二（18）的顶面固定安装有连接板（19），所述推轴二（18）的表面活动连接有位于推轴二（18）上远离连接板（19）一端的圆块和固定管（16）内腔顶部之间的复位弹簧二（20），所述连接板（19）底面的左端固定安装有连接架（21），所述连接架（21）的底端活动连接有滚轮（22）。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述连接机柜（2）包括机柜本体（201），所述机柜本体（201）固定安装在主机箱（1）的顶端，所述机柜本体（201）的前端固定安装有显示屏（202），所述机柜本体（201）顶面右侧的前端固定安装有警报器（203）。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述驱动组件（3）包括固定驱动板（301），所述固定驱动板（301）固定安装在机柜本体（201）的左右两个侧面上，所述固定驱动板（301）的前端传动连接有调节板（302），所述调节板（302）的中部传动连接有驱动轴（303）。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述下密封盒（9）的顶面与上密封盒（10）的底面贴合，所述气泵（11）的输出端固定安装在下密封盒（9）底端的中部。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述连接软管（12）由橡胶制成，所述CCD相机（5）共有三个，三个所述CCD相机（5）在放置槽（4）的内腔中呈间隔为一百二十度圆形阵列设置，所述连接软管（12）位于三个CCD相机（5）之间的缝隙上方。

7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述气弹簧（23）的顶端固定安装在放置槽（4）内腔的顶面上，所述气弹簧（23）位于上密封盒（10）的四角处，所述气弹簧（23）位于CCD相机（5）的右侧。

8.根据权利要求1所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述导电板（14）的右侧面与接电端子（7）的左侧面在竖直方向上的投影贴合，所述导电板（14）位于延伸管（17）的后侧。

9.根据权利要求2所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置，其特征在于：所述滚轮（22）的中心与CCD相机（5）的中心处于同一竖直平面上，所述滚轮（22）位于固定管（16）的上方，所述滚轮（22）表面由沾染红色矿物颜料的棉质布料组成。

10.根据权利要求1-9任一项所述的基于机器视觉的线缆表面缺陷检测用装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，安装线缆，将线缆放置在放置槽（4）的内腔中，然后将线缆的左右两端分别放置与驱动轴（303）的中部，使驱动轴（303）对线缆的两端进行竖直方向上的定位，然后向上拉动上密封盒（10），将线缆放置在上密封盒（10）和下密封盒（9）的内腔中，然后松开上密封盒（10），气弹簧（23）的弹性会带动上密封盒（10）下移，从而扣在下密封盒（9）的顶面；

第二步，进行准备工作，启动气泵（11），使气泵（11）对下密封盒（9）和上密封盒（10）的内腔中充气，气体进入下密封盒（9）和上密封盒（10）的内腔后，会通过连接软管（12）进入固定管（16）和延伸管（17）内，当气体充满下密封盒（9）、上密封盒（10）、固定管（16）和延伸管（17）内后，随着气体的进入会将推轴一（13）向远离固定管（16）的一侧推动，使导电板（14）与接电端子（7）分离，同时会将推轴二（18）向上推动，使推轴二（18）通过连接板（19）和连接架（21）带动滚轮（22）位于线缆的上方，并不与线缆接触，当下密封盒（9）和上密封盒（10）内的气压大于大气压后关闭气泵（11）；

第三步，驱动线缆，将线缆拉直，然后启动固定驱动板（301），固定驱动板（301）通过调节板（302）带动驱动轴（303）转动，从而将线缆匀速向左运输，使线缆匀速向左经过下密封盒（9）和上密封盒（10）的内腔；

第四步，进行检测，线缆在经过下密封盒（9）和上密封盒（10）时，如果线缆的表面出现折痕、划痕、小孔或绝缘皮破损等凹陷缺陷时，缺陷部位与下密封盒（9）和上密封盒（10）右端接触的瞬间，下密封盒（9）和上密封盒（10）与线缆之间的密封失效，下密封盒（9）和上密封盒（10）内的气体会通过缺陷部位发生泄露，当线缆表面出现鼓包等凸起缺陷时，随着线缆的左移，会逐渐将上密封盒（10）向上顶起，从而使下密封盒（9）和上密封盒（10）分离，同样使下密封盒（9）和上密封盒（10）内的气体发生泄露，此时处于压缩状态的复位弹簧一（15）在弹力的作用下带动推轴一（13）向前移动，使导电板（14）与接电端子（7）接触，从而使连接线（6）形成回路，对CCD相机（5）通电，使CCD相机（5）对线缆的表面进行图像采集，同时，处于压缩状态的复位弹簧二（20）在弹性的作用下带动推轴二（18）下移，使推轴二（18）通过连接板（19）和连接架（21）带动滚轮（22）下移，从而使滚轮（22）对底端与线缆的顶端接触，并随着线缆的移动带动滚轮（22）在线缆的表面滚动接触，从而使滚轮（22）表面的红色矿物颜料沾在线缆上，并且在线缆缺陷部位提前进行标记；

第五步，图像采集并上传，由于三个CCD相机（5）间隔一百二十度设置，可以实现对线缆进行全景三百六十度的图像采集，并将采集到的图像通过光纤/图像采集卡传输至主机箱（1）内置的工业计算机内，在主机箱（1）软件模块的处理下进行分析与判断，然后系统发出报警信号，警报器（203）进行闪烁报警，并再进一步在存在缺陷的图像上标记缺陷位置，最后将缺陷的程度、面积、位置、种类等信息在显示屏（202）上实时显示，缺陷信息记录被保存，可随时查询，放置槽（4）内设置弧型LED白光源，缺陷检测软件的功能实现流程具体步骤包含线缆区域提取、缺陷分割、背景差分与阀值分割分析三个过程，为避免处理整幅线缆图像，首先提取图像中的线缆区域，对提取后的图像进行预处理，包括自适应中值滤波滤除噪声、同态滤波校正不均匀光照，然后，判断图像是否存在缺陷，若是，分割、提取缺陷特征和分类，并保存缺陷信息，否则，返回输入图像；

第六步，在缺陷部位完全经过下密封盒（9）和上密封盒（10）后，重新启动气泵（11），再次对下密封盒（9）和上密封盒（10）内进行充气，使导电板（14）与接电端子（7）分离，滚轮（22）上移与线缆分离。