CN104197849A - 一种导线绝缘层厚度测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种测量仪器，具体地说，涉及一种导线绝缘层厚度测量仪。包括机架、工作台、立柱、摄像头固定板、高分辨率小视域摄像头、低分辨率大视域摄像头、两条相互平行的横向导轨、横向移动滑台、横向驱动电机、横向驱动丝杠、两条相互平行的纵向导轨、纵向移动滑台、纵向驱动电机、纵向驱动丝杠、毛玻璃工作台、上位机和电机驱动装置。本发明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

一种导线绝缘层厚度测量仪

技术领域

本发明涉及一种测量仪器，具体地说，涉及一种导线绝缘层厚度测量仪。

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，但其测量过程较为繁琐，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，同时，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，提供一种导线绝缘层厚度测量仪，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：

一种导线绝缘层厚度测量仪，其特征在于：包括机架、工作台、立柱、摄像头固定板、高分辨率小视域摄像头、低分辨率大视域摄像头、两条相互平行的横向导轨、横向移动滑台、横向驱动电机、横向驱动丝杠、两条相互平行的纵向导轨、纵向移动滑台、纵向驱动电机、纵向驱动丝杠、毛玻璃工作台；

所述工作台固定在机架的顶面上；所述两条横向导轨固定在工作台上，所述横向驱动丝杠设在两条横向导轨之间，其两端通过轴承座安装在工作台上，其中一端与横向驱动电机的动力轴相连接，所述横向驱动电机固定在工作台的一侧边缘上；所述立柱位于横向导轨的外侧，底端固定在工作台上；所述摄像头固定板水平设置，其一端与立柱的顶端固定连接；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摄像头固定板另一端的底面上；所述横向移动滑台通过设在其底面上的导轨槽卡装在横向导轨上，且在横向移动滑台底面的中部固定有与横向驱动丝杠螺纹配合的螺套；

所述两条纵向导轨固定在横向移动滑台的顶面上，它们与两条横向导轨相垂直；所述纵向驱动丝杠设在两条纵向导轨之间，其两端通过轴承座安装在横向移动滑台上，其中一端与纵向驱动电机的动力轴相连接，所述纵向驱动电机固定在横向移动滑台的一侧边缘上；所述纵向移动滑台通过设在其底面上的导轨槽卡装在纵向导轨上，且在纵向移动滑台底面的中部固定有与纵向驱动丝杠螺纹配合的螺套；所述毛玻璃工作台设置在纵向移动滑台的顶面上。

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横向驱动电机或者纵向驱动电机；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，本发明所述的导线绝缘层厚度测量仪包括机架1、工作台2、立柱10、摄像头固定板9、高分辨率小视域摄像头8、低分辨率大视域摄像头7、两条相互平行的横向导轨15、横向移动滑台13、横向驱动电机16、横向驱动丝杠14、两条相互平行的纵向导轨4、纵向移动滑台12、纵向驱动电机3、纵向驱动丝杠5、毛玻璃工作台11。

所述工作台2固定在机架1的顶面上；所述两条横向导轨15固定在工作台2上，所述横向驱动丝杠14设在两条横向导轨15之间，其两端通过轴承座安装在工作台2上，其中一端与横向驱动电机16的动力轴相连接，所述横向驱动电机16固定在工作台2的一侧边缘上；所述立柱10位于横向导轨15的外侧，底端固定在工作台2上；所述摄像头固定板9水平设置，其一端与立柱10的顶端固定连接；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固定安装在摄像头固定板9另一端的底面上；所述横向移动滑台13通过设在其底面上的导轨槽卡装在横向导轨15上，且在横向移动滑台13底面的中部固定有与横向驱动丝杠14螺纹配合的螺套；

所述两条纵向导轨4固定在横向移动滑台13的顶面上，它们与两条横向导轨15相垂直；所述纵向驱动丝杠5设在两条纵向导轨4之间，其两端通过轴承座安装在横向移动滑台13上，其中一端与纵向驱动电机3的动力轴相连接，所述纵向驱动电机3固定在横向移动滑台13的一侧边缘上；所述纵向移动滑台12通过设在其底面上的导轨槽卡装在纵向导轨4上，且在纵向移动滑台12底面的中部固定有与纵向驱动丝杠5螺纹配合的螺套；所述毛玻璃工作台11设置在纵向移动滑台12的顶面上。

所述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驱动横向驱动电机16或者纵向驱动电机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，先将导线做成指定厚度的薄片，并将导线线芯去除掉，只保留绝缘层。然后，将绝缘层样品6放在毛玻璃工作台11的中央位置，为提高测量质量，毛玻璃工作台11下方可以放置光源。

测量时，首先通过横向驱动电机16与横向驱动丝杠14的配合，以及纵向驱动电机3与纵向驱动丝杠5的配合，移动样品至低分辨率大视域摄像头7正下方，低分辨率大视域摄像头7首先采集图像，并将图像传输至测量软件。

测量软件自动提取出绝缘层的内外轮廓线，如图2所示，并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与一点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(X_A，Y_A)、(X_B，Y_B)，A、B两点的像素点距离

$\mathrm{AB}=\sqrt{{(X_A-X_B)}^2+{(Y_A-Y_B)}^2}$

对应绝缘层A、B两点的真实距离有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基准线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7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，通过上位机控制横向驱动电机16与横向驱动丝杠14，以及纵向驱动电机3与纵向驱动丝杠5，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，并提取该区域内绝缘层内外轮廓，按照上述低分辨率测量方法，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 (2)

1.一种导线绝缘层厚度测量仪，其特征在于：包括机架(1)、工作台(2)、立柱(10)、摄像头固定板(9)、高分辨率小视域摄像头(8)、低分辨率大视域摄像头(7)、两条相互平行的横向导轨(15)、横向移动滑台(13)、横向驱动电机(16)、横向驱动丝杠(14)、两条相互平行的纵向导轨(4)、纵向移动滑台(12)、纵向驱动电机(3)、纵向驱动丝杠(5)、毛玻璃工作台(11)；

所述工作台(2)固定在机架(1)的顶面上；所述两条横向导轨(15)固定在工作台(2)上，所述横向驱动丝杠(14)设在两条横向导轨(15)之间，其两端通过轴承座安装在工作台(2)上，其中一端与横向驱动电机(16)的动力轴相连接，所述横向驱动电机(16)固定在工作台(2)的一侧边缘上；所述立柱(10)位于横向导轨(15)的外侧，底端固定在工作台(2)上；所述摄像头固定板(9)水平设置，其一端与立柱(10)的顶端固定连接；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)固定安装在摄像头固定板(9)另一端的底面上；所述横向移动滑台(13)通过设在其底面上的导轨槽卡装在横向导轨(15)上，且在横向移动滑台(13)底面的中部固定有与横向驱动丝杠(14)螺纹配合的螺套；

所述两条纵向导轨(4)固定在横向移动滑台(13)的顶面上，它们与两条横向导轨(15)相垂直；所述纵向驱动丝杠(5)设在两条纵向导轨(4)之间，其两端通过轴承座安装在横向移动滑台(13)上，其中一端与纵向驱动电机(3)的动力轴相连接，所述纵向驱动电机(3)固定在横向移动滑台(13)的一侧边缘上；所述纵向移动滑台(12)通过设在其底面上的导轨槽卡装在纵向导轨(4)上，且在纵向移动滑台(12)底面的中部固定有与纵向驱动丝杠(5)螺纹配合的螺套；所述毛玻璃工作台(11)设置在纵向移动滑台(12)的顶面上。

2.根据权利要求1所述的导线绝缘层厚度测量仪，其特征在于：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)驱动横向驱动电机(16)或者纵向驱动电机(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。