[发明专利]一种叶丝宽度快速测量装置

摘要

本发明公开了一种叶丝宽度快速测量装置包括：工件台系统，照明系统，成像系统，控制系统以及计算机系统五部分。LED照明系统照射在叶丝承载盒上，叶丝承载盒由步进电机带动经过线阵CCD采集完成图像的采集。计算机完成图像处理工作。本发明具有结构紧凑、自动化程度高、计算精确的优点，用于香烟叶丝宽度的高精度检测中。

主权项

一种叶丝宽度快速测量装置，其特征在于包括：成像系统（101）、照明系统（102）、工件台系统（103）、控制系统（104）和计算机（105）；其中：成像系统（101）用于采集叶丝图像，它包括线阵CCD相机（201）和CCD镜头（202）；线阵CCD相机（201）的像元尺寸为4μm×4μm，采用后口径为25mm螺纹接口与镜头连接，CCD镜头（202）选用缩小的0.4×倍率；照明系统（102）为成像系统（101）提供高均匀度、高亮度的线光源；由高亮度LED阵列（205）、聚光棒（203）、散热器和风扇（204）组成，LED阵列（205）所发光被聚光棒（203）汇聚成线光源，投射在工件台系统（103）中的叶丝承载盒（305）上；在此过程中产生的热量，经过散热器和风扇（204）导出；照明系统（102）固定在叶丝宽度快速测量装置的支架上(1061)，从侧面进行照明；工件台系统（103）由叶丝承载盒（305）、叶丝承载盒底座（304）、传动电机（303）、滚轴丝杠（306）、滑轨（302）、光栅尺读数头（301）、光栅尺(307)和光电开关(308)组成；叶丝承载盒（305）固定在叶丝盒底座（306）上，传动电机（303）转动通过滚轴丝杠（306）将圆周运动转换为直线运动带动叶丝承载盒底座（304）沿着滑轨（302）做一维运动；光栅尺（307）的刻度粘贴在叶丝承载盒底座（304）侧面，光栅读数头(301)固定在叶丝承载盒底座旁的底板(1081)上；光栅尺和光栅读数头（307和301）对叶丝承载盒（305）、叶丝承载盒底座（304）的位置进行反馈；在叶丝承载盒底座下方固定有光电开关(308)，光电开关可限制叶丝承载盒底座(306)的行程；控制系统(104)用于在功能上连接成像系统(101)、工件台系统(103)和计 算机(105)，在各系统之间起到桥梁作用，协调各个系统进行有序工作，包括MCU主控制器（1041）、光栅尺读数模块（1042）、CPLD计数模块（1043）、相机触发模块（1044）、电机驱动模块（1045）、光电开关复位模块（1046）、串口通信模块（1047）、图像采集模块(1048)以及图像传输模块(1049)；控制系统(104)内部数据交换存在于CPLD计数模块(1043)和MCU主控制器(1041)；MCU主控制器(1041)向CPLD发送查询CPLD计数模块(1043)当前计数值的信号，CPLD计数模块(1043)向MCU主控制器(1041)发送当前计数值；控制系统(104)与工件台系统(103)之间为双向通信(1072)，当光栅读数头(301)和光栅尺(307)发生相对位移时，光栅尺读数模块(1042)向CPLD计数模块(1043)以脉冲形式发送信号，报告当前叶丝承载盒(305)位置；MCU主控制器(1041)向电机驱动模块(1045)发送脉冲信号驱动传动电机(303)工作；在叶丝承载盒底座(306)移动过程中碰触到固定在其下方的光电开关(308)时，光电开关复位模块(1046)向MCU主控制器(1041)发送复位信号，MCU主控制器(1041)对复位信号进行响应；控制系统(104)与成像系统(101)之间为双向通信(1073)，当CPLD计数模块(1043)内的计数值达到预定值后，控制系统(104)向成像系统(101)发送采集图像的命令，即CPLD计数模块(1043)像相机触发模块(1044)发送启动CCD相机(201)采集图像的命令；CCD相机(201)采集图像后成像系统(101)向控制系统(104)传输图像数据，即图像采集模块(1048)向MCU主控制器(1041)传输图像数据；控制系统(104)与计算机(105)之间为双向通行(1074)，当计算机(105)控制工件台系统(103)的运动、停止时，需要向控制系统(104)发送串口命令，即串口通信模块(1047)向MCU主控制器(1041)发送启动、正向扫描、反向扫描和停止等命令；控制系统(104)接收到来自于计算机(105)的串口命令后需要返回相应的串口数据供计算机(105)验证串口命令发送正确与否，即MCU 主控制器(1041)向串口通信模块(1047)发送串口命令；控制系统(104)需要将来自于成像系统(101)的图像数据传输传送到计算机(105)中进行处理，即MCU主控制器(1041)向图像传输模块(1049)发送图像数据；计算机器(105)接收控制系统(104)传来的图像，并进行图像处理，从而得到叶丝宽度。