CN108982534B - 一种铝箔输送位置和状态自动检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝箔输送位置和状态自动检测装置及其检测方法，用于拍摄铝箔卷绕卷轴的状态，所述自动检测装置包括摄像机构、图像处理模块、主控制器。所述摄像机构包括工业相机一、工业相机二。所述工业相机一用于拍摄所述铝箔的下边沿与所述卷轴的接触点的图像信息一。所述工业相机二用于拍摄所述铝箔的上边沿与所述卷轴的接触点的图像信息二。所述图像处理模块接收所述图像信息一、所述图像信息二并转换成数字图像信息传输至所述主控制器。本发明通过主控制器判定铝箔上下边沿是否偏移或者倾斜，同时判定褶皱信息，并控制偏移报警装置、倾斜报警装置、褶皱报警装置发出相应报警信号，从而提高铝箔的输送效率以及成产的电容的品质。

Description

一种铝箔输送位置和状态自动检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及检测技术领域的一种自动检测装置，具体为一种铝箔输送位置和状态自动检测装置及其检测方法。

背景技术

铝箔是一种用金属铝直接压延成薄片的烫印材料，由于其质地柔软、延展性好，因此广泛应用在工业生产上，其中包括电容制造工艺。卷绕机是专门提供套管产品电容芯卷绕的专机设备，绝缘纸通过固定在旋转轴上的铝管的转动，缠绕在产品铝管上，在缠绕过程中，铝箔输送装置依照事先设定的程序，间断地将自动裁剪好的铝箔，送到绝缘纸上，随绝缘纸一起卷入电容芯体内，然后进行输送。

但是卷绕的铝箔在输送过程中经常会出现错位甚至脱落等情况，这会严重影响铝箔输送过程，最终影响整个电容生产流程，降低电容生产的品质和效率，同时还造成铝箔材料的浪费，提高电容生产成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种铝箔输送位置和状态自动检测装置及其检测方法，具备生产效率高等优点，解决了电容生产的品质和效率低的问题。

(二)技术方案

为实现上述生产效率高的目的，本发明提供如下技术方案：一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其用于检测铝箔卷绕卷轴的状态，其包括摄像机构、图像处理模块、主控制器；其中，

所述摄像机构包括工业相机一、工业相机二；所述工业相机一用于拍摄所述铝箔的下边沿与所述卷轴的接触点的图像信息一；所述工业相机二用于拍摄所述铝箔的上边沿与所述卷轴的接触点的图像信息二；所述工业相机一、所述工业相机二分别将所述图像信息一、所述图像信息二传输至所述图像处理模块；

所述图像处理模块接收所述图像信息一、所述图像信息二并转换成数字图像信息传输至所述主控制器；

在所述铝箔无错位时，定义已知的所述铝箔的下边沿的像素插值为n₀，已知的所述铝箔的上边沿的像素插值为n₂；

在所述铝箔卷绕卷轴的一个预设时刻，所述主控制器计算出所述铝箔的下边沿的像素插值n₁，所述铝箔的上边沿的像素插值n₃；

所述主控制器根据公式d₁＝n₁×d₀/n₀,d₃＝n₃×d₂/n₂，计算出：在所述铝箔卷绕卷轴的所述预设时刻，所述铝箔的下边沿到所述工业相机一拍摄所述卷轴的最低点的距离d₁，所述铝箔的上边沿到所述工业相机二拍摄所述卷轴的最高点的距离d₃；其中，d₀和d₂分别为所述铝箔无错位时所述铝箔的下边沿到所述工业相机一拍摄所述卷轴的最低点的已知距离、所述铝箔的上边沿到所述工业相机二拍摄所述卷轴的最高点的已知距离；

所述主控制器分别比较距离d₁与距离d₀的大小、距离d₃与距离d₂的大小，在d₁>d₀且d₃<d₂时，判定所述铝箔的位置向上偏移，在d₁<d₀且d₃>d₂时，判定所述铝箔的位置向下偏移，在d₁＝d₀且d₃＝d₂时，判定所述铝箔的轴向位置正确；

所述主控制器根据一个预设时间段内距离d₁、d₃的变化曲线，在距离d₁的值持续减小且距离d₃的值持续增大时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向下倾斜，在距离d₁的值持续增大且距离d₃的值持续减小时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向上倾斜，在距离d₁、d₃的值保持不变时，判定所述铝箔在所述预设时间段内没有发生倾斜。

作为上述方案的进一步改进，所述摄像机构还包括工业相机三、工业相机四；所述工业相机三用于拍摄所述铝箔的中部与所述卷轴的接触区域的图像信息三；所述工业相机四用于拍摄所述铝箔上开设的孔的图像信息四；所述工业相机三、所述工业相机四分别将所述图像信息三、所述图像信息四传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块将所述图像信息三、所述图像信息四转码并传输至所述主控制器；所述主控制器根据转码后的所述图像信息三、所述图像信息四，判定所述铝箔的中部与所述卷轴的接触区域有无异物或黑斑，同时判定所述铝箔上开设的定位孔的圆整度；

其中，异物或黑斑有无的判定方法为：所述主控制器判断所述图像信息三中的M个像素点的灰度信号的灰度值是否有超过一个预设灰度一的部分，若所述图像信息三的M个像素点的灰度信号的灰度值超过所述预设灰度一的部分时，判定所述铝箔的中部与所述卷轴的接触区域有异物或有黑斑，且异物或黑斑位于M个像素点所对应的图像区域，若灰度信号的M个像素点的灰度值没有超过所述预设灰度一的部分时，判定所述铝箔无异物及黑斑；M为一个预设的整数一；

所述铝箔上开设的定位孔的圆整度的判定方法为：所述主控制器将所述图像信息四显示的图像转化为灰度图，并采用直方图法二值化处理所述灰度图，计算圆整度t；其中，圆整度t＝4×(1-S₀/d²)，S₀为二值化处理后的灰度图的面积，d为外接二值化处理后的灰度图的最小正方形的边长；所述控制器判断圆整度t是否位于一个预设圆整度值范围之内，并在圆整度t超过所述预设圆整度值范围时，判定所述铝箔上开设的定位孔的圆整度不达标，在圆整度t位于所述预设圆整度值范围时，判定所述铝箔上开设的定位孔的圆整度达标；所述主控制器还判断所述图像信息四的呈线性的N个像素点灰度信号的灰度值是否有超过一个预设灰度二的部分，若所述图像信息四的N个像素点的灰度信号的灰度值超过所述预设灰度二的部分时，判定所述铝箔上开设的定位孔处出现撕破或撕裂情况，且撕裂口位于N个像素点所对应的图像区域，若灰度信号的N个像素点的灰度值没有超过所述预设灰度二的部分时，判定所述铝箔上开设的定位孔完整无破损；N为一个预设的整数二。

作为上述方案的进一步改进，所述预设圆整度值范围的数值区间为(0.86-x，0.86+y)；其中，0＜x≤0.86，y≥0。

作为上述方案的进一步改进，所述工业相机一、所述工业相机二、所述工业相机三、所述工业相机四均采用CCD相机；所述图像处理模块包括图像采集卡一、图像采集卡二、图像采集卡三、图像采集卡四；其中，所述图像采集卡一、图像采集卡二、图像采集卡三、图像采集卡四分别将所述图像信息一、所述图像信息二、所述图像信息三、所述图像信息四转换成数字图像信息并传输至所述主控制器。

作为上述方案的进一步改进，所述CCD相机包括红外滤光片、镜头、电荷耦合元件；所述自动检测装置还包括红外光源；所述红外光源产生红外光并照射所述铝箔与所述卷轴的接触区域，产生反射光线穿过所述红外滤光片进入所述镜头并在所述电荷耦合元件上投影。

作为上述方案的进一步改进，在所述图像信息一、所述图像信息二中，定义显示线条状图形且灰度值超过一个预设灰度三的部分的H个像素点的灰度信号为褶皱信号；H为一个预设的整数三；所述工业相机一、所述工业相机二的电荷耦合元件分别检测所述铝箔的下边沿与所述卷轴的接触点的横向位置的褶皱信号、所述铝箔的上边沿与所述卷轴的接触点的横向位置的褶皱信号，并将所述褶皱信号传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块将所述褶皱信号转换成数字图像信息传输至所述主控制器；

所述主控制器在未接收到所述褶皱信号时，判定铝箔在卷绕过程中未发生错位褶皱；所述主控制器在所述工业相机一检测到褶皱信号且所述工业相机二未检测到褶皱信号时，判定所述铝箔的下边沿产生错位褶皱；所述主控制器在所述工业相机二检测到褶皱信号且所述工业相机一未检测到褶皱信号时，判定所述铝箔的上边沿产生错位褶皱；所述主控制器在所述工业相机一、所述工业相机二均检测到褶皱信号时，判定所述铝箔的下边沿、上边沿均产生错位褶皱。

作为上述方案的进一步改进，所述自动检测装置还包括偏移报警装置；所述偏移报警装置在所述主控制器判定所述铝箔的位置向上偏移或向下偏移时，发出相应的上偏移报警信号或下偏移报警信号。

作为上述方案的进一步改进，所述自动检测装置还包括倾斜报警装置；所述倾斜报警装置在所述主控制器判定所述铝箔在所述预设时间段内向下倾斜或向上倾斜时，发出相应的下倾斜报警信号或上倾斜报警信号。

作为上述方案的进一步改进，所述自动检测装置还包括褶皱报警装置；所述褶皱报警装置根据所述主控制器判定的褶皱信息，发出相应的褶皱报警信号。

一种铝箔输送位置和状态自动检测装置的检测方法，其包括：

(1)所述摄像机构检测所述铝箔的下边沿、上边沿分别与所述卷轴的接触点的图像信息，并将所述图像信息传输至所述图像处理模块；

(2)所述图像处理模块接收所述图像信息并转换成数字图像信息传输至所述主控制器；

(3)所述主控制器根据所述数字图像信息，计算出距离d₁、d₃；所述主控制器分别比较距离d₁与距离d₀的大小、距离d₃与距离d₂的大小，在d₁>d₀且d₃<d₂时，判定所述铝箔的位置向上偏移，在d₁<d₀且d₃>d₂时，判定所述铝箔的位置向下偏移，在d₁＝d₀且d₃＝d₂时，判定所述铝箔的轴向位置正确；

所述主控制器根据一个预设时间段内距离d₁、d₃的变化曲线，在距离d₁的值持续减小且距离d₃的值持续增大时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向下倾斜，在距离d₁的值持续增大且距离d₃的值持续减小时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向上倾斜，在距离d₁、d₃的值保持不变时，判定所述铝箔在所述预设时间段内没有发生倾斜。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种铝箔输送位置和状态自动检测装置及其检测方法，具备以下有益效果：

本发明的铝箔输送位置和状态自动检测装置及其检测方法，通过设置摄像机构检测铝箔卷绕卷轴时的图像信息，并将图像信息通过图像处理模块进行转码传输至主控制器，主控制器判定铝箔上下边沿是否偏移或者倾斜，同时判定褶皱信息，并控制偏移报警装置、倾斜报警装置、褶皱报警装置发出相应报警信号，从而提高铝箔的输送效率以及成产的电容的品质。本发明还通过设置工业相机三、工业相机四检测铝箔的中部与卷轴的接触区域、铝箔上开设的孔的图像信息，判定铝箔的中部与卷轴的接触区域有无异物，同时判定铝箔的圆整度，提高了检测装置的检测范围，进一步提高铝箔的输送效率，并提高电容的生产品质，同时还能减少对铝箔材料的浪费，降低电容生产成本。本发明利用工业相机进行实时拍摄，且工业相机以CCD为核心器件，利用CCD分辨率、动态范围、灵敏度、实时传输和自扫描方面的优越性，通过图像处理技术实现铝箔卷绕状态的实时监测，提高铝箔输送过程的效率。

附图说明

图1为本发明实施例1的铝箔输送位置和状态自动检测装置的***结构示意图；

图2为图1中的CCD相机的测量原理框图；

图3为本发明实施例1中铝箔未偏移时的示意图；

图4为本发明实施例1中铝箔产生上偏移错位时的示意图；

图5为本发明实施例1中铝箔产生下偏移错位时的示意图；

图6为本发明实施例1中铝箔圆周方向无倾斜时的示意图；

图7为本发明实施例1中铝箔圆周方向向下倾斜时的示意图；

图8为本发明实施例1中铝箔圆周方向向上倾斜时的示意图；

图9为本发明实施例1中判定铝箔的圆整度的流程图；

图10为发明实施例1中灰度图经过二值化处理后的示意图；

图11为本发明实施例2中铝箔的上下边沿无错位褶皱时的示意图；

图12为本发明实施例2中铝箔的下边沿错位褶皱时的示意图；

图13为本发明实施例2中铝箔的上边沿错位褶皱时的示意图；

图14为本发明实施例2中铝箔的上下边沿均错位褶皱时的示意图。

符号说明：

1 绝缘纸 21 电荷耦合元件一

2 铝箔 22 投影最高点一

3 铝箔孔 23 下边沿投影点

4 工业相机一 24 投影最低点一

5 工业相机二 25 拍摄最高点二

6 工业相机三 26 铝箔的上边沿

7 工业相机四 27 拍摄最低点二

8 图像采集卡一 28 红外滤光片二

9 图像采集卡二 29 镜头二

10 图像采集卡三 30 电荷耦合元件二

11 图像采集卡四 31 投影最高点二

12 主控制器 32 上边沿投影点

13 工控机 33 投影最低点二

15 旋转轴 35 卷轴

16 拍摄最高点一 41 下边沿运动轨迹

17 铝箔的下边沿 42 上边沿运动轨迹

18 拍摄最低点一 45 工业相机一的检测图像

19 红外滤光片一 46 工业相机二的检测图像

20 镜头一 49 褶皱信号

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1，本实施例的铝箔输送位置和状态自动检测装置用于检测电容生产中铝箔2卷绕卷轴35的状态，包括摄像机构、图像处理模块、红外光源、主控制器12、偏移报警装置、倾斜报警装置、工控机13。

请参阅图2，摄像机构包括工业相机一4、工业相机二5、工业相机三6、工业相机四7。工业相机一4用于拍摄铝箔2的下边沿17与卷轴35的接触点的图像信息一，工业相机二5用于拍摄铝箔2的上边沿26与卷轴35的接触点的图像信息二，工业相机三6用于拍摄铝箔2的中部与卷轴35的接触区域的图像信息三，工业相机四7用于拍摄铝箔2上开设的孔的图像信息四。工业相机一4、工业相机二5、工业相机三6、工业相机四7分别将图像信息一、图像信息二、图像信息三、图像信息四传输至图像处理模块。并且，工业相机一4、工业相机二5、工业相机三6、工业相机四7均采用CCD相机。工业相机一4包括红外滤光片一19、镜头一20、电荷耦合元件一21，工业相机二5包括红外滤光片二28、镜头二29、电荷耦合元件二30。CCD相机在分辨率、动态范围、灵敏度、实时传输和自扫描方面具有良好的性能，可以实现铝箔2卷绕状态的实时监测，提高铝箔2的输送效率。

图像处理模块包括图像采集卡一8、图像采集卡二9、图像采集卡三10、图像采集卡四11。图像采集卡一8、图像采集卡二9、图像采集卡三10、图像采集卡四11分别将图像信息一、图像信息二、图像信息三、图像信息四转换成数字图像信息并传输至主控制器12。其中，图像采集卡又称为图像捕捉卡，是一种可以获取数字化视频图像信息，并将其存储和播放出来的硬件设备。因此，通过图像处理模块可以将图像信息进行处理，以便后续数据的分析。

如图2所示，红外光源产生红外光并照射铝箔2与卷轴35的接触区域，产生反射光线并分别穿过红外滤光片一19、红外滤光片二28，分别进入镜头一20、镜头二29，并分别在电荷耦合元件一21、电荷耦合元件二30上投影。拍摄最低点一18、拍摄最高点一16分别为工业相机一4拍摄卷轴35的最低点和最高点，拍摄最低点二27、拍摄最高点二25分别为工业相机二5拍摄卷轴35的最低点和最高点。投影最高点一22、投影最低点一24分别为铝箔2的下边沿17与卷轴35的接触点在电荷耦合元件一21上投影的最高点和最低点，投影最高点二31、投影最低点二33分别为铝箔2的上边沿26与卷轴35的接触点在电荷耦合元件二30上投影的最高点和最低点。下边沿投影点23、上边沿投影点32分别为铝箔2的下边沿17、铝箔2的上边沿26在电荷耦合元件一21和电荷耦合元件二30上的投影点。

如图2所示，铝箔2随绝缘纸1通过固定在旋转轴15上的铝管的转动，缠绕在产品铝管上，工业相机一4、工业相机二5分别进行拍摄。在铝箔2无错位时，铝箔2的下边沿17到拍摄最低点一18的距离d₀、铝箔2的上边沿26到拍摄最高点二25的距离d₂被实际测出。

主控制器12根据边缘检测算法计算出：在铝箔2无错位时，铝箔2的下边沿17的像素插值n₀，铝箔2的上边沿26的像素插值n₂，其中，像素插值n₀、n₂为已知的测量值。在铝箔2卷绕卷轴35的一个预设时刻，铝箔2的下边沿17的像素插值n₁，铝箔2的上边沿26的像素插值n₃，图像处理模块将像素插值n₀、n₁、n₂、n₃传输至主控制器12。其中，像素插值为图像放大过程中图形的像素值产生的增加值。

因此，有以下关系：d₀：d₁＝n₀：n₁且d₂：d₃＝n₂：n₃，可以得到：d₁＝n₁×d₀/n₀,d₃＝n₃×d₂/n₂，主控制器12根据上述关系计算出：在铝箔2卷绕卷轴35的一个人预设时刻，铝箔2的下边沿17到拍摄最低点一18的距离d₁，铝箔2的上边沿26到拍摄最高点二25的距离d₃。

主控制器12根据距离d₁、距离d₃的大小以及变化，进行如下判断：

在某一个时刻，主控制器12分别比较距离d₁与距离d₀的大小、距离d₃与距离d₂的大小，如图3所示，在d₁＝d₀且d₃＝d₂时，主控制器12判定这一预设时刻铝箔2的轴向位置正确。如图4所示，在d₁>d₀且d₃<d₂时，主控制器12判定这一预设时刻铝箔2的位置向上偏移。如图5所示，在d₁<d₀且d₃>d₂时，主控制器12判定这一预设时刻铝箔2的位置向下偏移。

主控制器12根据一个预设时间段内距离d₁、d₃的变化曲线，如图6所示，下边沿运动轨迹41、上边沿运动轨迹42分别为铝箔2的下边沿和上边沿在该预设时间段的运动轨迹。在距离d₁、d₃的值保持不变时，主控制器12判定铝箔2在预设时间段内没有发生倾斜。如图7所示，在距离d₁的值持续减小且距离d₃的值持续增大时，主控制器12判定铝箔2在预设时间段内向下倾斜。如图8所示，在距离d₁的值持续增大且距离d₃的值持续减小时，判定铝箔2在预设时间段内向上倾斜。

在本实施例中，通过红外光的照射和工业相机的CCD的采集，铝箔2的边沿的一些距离参数在图片中就以像素值的大小来衡量，因此当铝箔2的传输发生偏斜时，铝箔2周围的距离参数会变化，对应CCD成像的图像的像素插值也发生变化。

同时，主控制器12还根据转码后的图像信息三、图像信息四，判定铝箔2的中部与卷轴35的接触区域有无异物，同时判定铝箔2的圆整度。其中，图像信息三为工业相机三6拍摄的视场图像，图像信息四为工业相机四7拍摄铝箔孔3的图像信息。因此，通过工业相机三6、工业相机四7可以判断和监测铝箔2上开设的定位孔是否圆整，铝箔2和绝缘纸1表面是否有黑斑、孔和撕裂现象，同时探测铝箔2上有无异物或黑斑，从而提高铝箔2的输送效率，并提高电容的生产品质。

在本实施例中，上述异物或黑斑有无的判定方法为：主控制器12判断图像信息三中的M个像素点的灰度信号的灰度值是否有超过一个预设灰度一的部分，若图像信息三的M个像素点的灰度信号的灰度值超过预设灰度一的部分时，判定铝箔2的中部与卷轴35的接触区域有异物或有黑斑，且异物或黑斑位于M个像素点所对应的图像区域，若灰度信号的M个像素点的灰度值没有超过预设灰度一的部分时，判定铝箔2无异物及黑斑，M为一个预设的整数一。

请参阅图9以及图10，在本实施例中，上述铝箔2上开设的定位孔的圆整度的判定方法为：主控制器12将图像信息四显示的图像转化为灰度图，并采用直方图法二值化处理灰度图，计算圆整度t。其中，圆整度t＝(d²-S₀)÷(d/2)²＝4×(1-S₀/d²)，S₀为二值化处理后的灰度图的面积，d为外接二值化处理后的灰度图的最小正方形的边长。控制器12判断圆整度t是否位于一个预设圆整度值范围之内，并在圆整度t超过预设圆整度值范围时，判定铝箔2上开设的定位孔的圆整度不达标，在圆整度t位于预设圆整度值范围时，判定铝箔2上开设的定位孔的圆整度达标。预设圆整度值范围的数值区间为(0.86-x，0.86+y)，其中，0＜x≤0.86，y≥0。这里，圆整度t的值越接近0.86，铝箔2的圆整度的越好。

主控制器还判断图像信息四的呈线性的N个像素点灰度信号的灰度值是否有超过一个预设灰度二的部分，若图像信息四的N个像素点的灰度信号的灰度值超过预设灰度二的部分时，判定铝箔2上开设的定位孔处出现撕破或撕裂情况，且撕裂口位于N个像素点所对应的图像区域，若灰度信号的N个像素点的灰度值没有超过预设灰度二的部分时，判定铝箔2上开设的定位孔完整无破损。N为一个预设的整数二。

偏移报警装置在主控制器12判定铝箔2的位置向上偏移或向下偏移时，发出相应的上偏移报警信号或下偏移报警信号。倾斜报警装置在主控制器12判定铝箔2在预设时间段内向下倾斜或向上倾斜时，发出相应的下倾斜报警信号或上倾斜报警信号。工控机13通过这些报警信号，发出声光报警并同时拍照留存。操作人员处理完报警信息，可以人工解除声光报警。

本实施例还公开了一种铝箔2输送位置和状态自动检测装置的检测方法，其包括：

(1)摄像机构检测铝箔2的下边沿17、上边沿分别与卷轴35的接触点的图像信息，并将图像信息传输至图像处理模块。

(2)图像处理模块接收图像信息并转换成数字图像信息传输至主控制器12。

(3)主控制器12根据数字图像信息，计算出距离d₁、d₃。主控制器12分别比较距离d₁与距离d₀的大小、距离d₃与距离d₂的大小，在d₁>d₀且d₃<d₂时，判定铝箔2的位置向上偏移，在d₁<d₀且d₃>d₂时，判定铝箔2的位置向下偏移，在d₁＝d₀且d₃＝d₂时，判定铝箔2的轴向位置正确。

主控制器12根据一个预设时间段内距离d₁、d₃的变化曲线，在距离d₁的值持续减小且距离d₃的值持续增大时，判定铝箔2在预设时间段内向下倾斜，在距离d₁的值持续增大且距离d₃的值持续减小时，判定铝箔2在预设时间段内向上倾斜，在距离d₁、d₃的值保持不变时，判定铝箔2在预设时间段内没有发生倾斜。

(4)偏移报警装置、倾斜报警装置分别根据步骤(3)中的偏移和倾斜信息，发出相应的报警信号至工控机13，工控机13发出声光报警提醒操作人员处理并同时拍照留存。

综上，本实施例的铝箔2输送位置和状态自动检测装置及其检测方法，通过设置摄像机构检测铝箔2卷绕卷轴35时的图像信息，并将图像信息通过图像处理模块进行转码传输至主控制器12，主控制器12判定铝箔2上下边沿是否偏移或者倾斜，并控制偏移报警装置、倾斜报警装置发出相应报警信号，从而提高铝箔2的输送效率以及成产的电容的品质。本发明还通过设置工业相机三6、工业相机四7检测铝箔2的中部与卷轴35的接触区域、铝箔2上开设的孔的图像信息，判定铝箔2的中部与卷轴35的接触区域有无异物，同时判定铝箔2的圆整度，提高了检测装置的检测范围，进一步提高铝箔2的输送效率，并提高电容的生产品质，同时还能减少对铝箔2材料的浪费，降低电容生产成本。本发明利用工业相机进行实时拍摄，且工业相机以CCD为核心器件，利用CCD分辨率、动态范围、灵敏度、实时传输和自扫描方面的优越性，通过图像处理技术实现铝箔2卷绕状态的实时监测，提高铝箔2输送过程的效率。

实施例2

本实施例的铝箔输送位置和状态自动检测装置在实施例1的基础上增加了褶皱报警装置。在所述图像信息一、所述图像信息二中，定义显示线条状图形且灰度值超过一个预设灰度三的部分的H个像素点的灰度信号为褶皱信号，H为一个预设的整数三。其中，电荷耦合元件一21、电荷耦合元件二30分别检测铝箔2的下边沿17与卷轴35的接触点的横向位置的褶皱信号49、铝箔2的上边沿26与卷轴35的接触点的横向位置的褶皱信号49，并将褶皱信号49传输至图像处理模块，图像处理模块将褶皱信号49转换成数字图像信息传输至主控制器12。如图9-12所示，分别显示四种情况下工业相机一的检测图像45、工业相机二的检测图像46。

请参阅图9，主控制器12在未接收到褶皱信号49时，判定铝箔2在卷绕过程中未发生错位褶皱，说明铝箔2在卷绕过程中未发生错位褶皱。

请参阅图10，主控制器12在工业相机一4检测到褶皱信号49且工业相机二5未检测到褶皱信号49时，判定铝箔2的下边沿17产生错位褶皱。

请参阅图11，主控制器12在工业相机二5检测到褶皱信号49且工业相机一4未检测到褶皱信号49时，判定铝箔2的上边沿26产生错位褶皱。

请参阅图12，主控制器12在工业相机一4、工业相机二5均检测到褶皱信号49时，判定铝箔2的下边沿17、上边沿均产生错位褶皱。

褶皱报警装置根据主控制器12判定的褶皱信息，发出相应的褶皱报警信号，并发送至工控机13。工控机13发出褶皱声光报警以提醒操作人员处理，同时拍照留存。

因此，本实施例的铝箔2输送位置和状态自动检测装置还判定了铝箔2的褶皱信息，并控制褶皱报警装置发出相应报警信号，从而进一步提高铝箔2的输送效率以及成产的电容的品质。

实施例3

本实施例的铝箔输送位置和状态自动检测装置与实施例1的相似，区别在于本实施例的摄像机构还包括工业相机五。工业相机五用于拍摄铝箔2卷绕卷轴35的端面图像信息五，并将图像信息五传输至图像处理模块，图像处理模块再将图像信息五转换成数字图像信息并传输至主控制器12。

主控制器12根据端面的图像，产生铝箔2和卷轴35的外圆周信息，其中铝箔2的外径为r₁，卷轴35的半径为r₂，则铝箔2的卷绕量与

成正比。其中，

主控制器12根据

的值，判定

是否达到一个预设的值R_s，是则发出铝箔2卷绕停止命令。

本实施例可以自动控制铝箔2的卷绕量，防止铝箔2卷绕过度，从而提高铝箔2的传输速率和电容的品质，提高经济效益，减少人力成本。

实施例4

本实施例的铝箔输送位置和状态自动检测装置在实施例3的基础上增加了过卷报警装置。主控制器12判定

是否超过一个预设的值R_max，是则驱动过卷报警装置发出报警信号并传输至工控机13，工控机13发出声光报警以提醒操作人员更换卷轴35。

本实施例的可以更好预防铝箔2在卷绕过程中卷绕过度，提高铝箔2卷绕的安全性和效率，提高电容生产的效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其用于检测铝箔卷绕卷轴的状态，其特征在于：其包括摄像机构、图像处理模块、主控制器；其中，

所述摄像机构包括工业相机一、工业相机二；所述工业相机一用于拍摄所述铝箔的下边沿与所述卷轴的接触点的图像信息一；所述工业相机二用于拍摄所述铝箔的上边沿与所述卷轴的接触点的图像信息二；所述工业相机一、所述工业相机二分别将所述图像信息一、所述图像信息二传输至所述图像处理模块；

所述图像处理模块接收所述图像信息一、所述图像信息二并分别转换成数字图像信息传输至所述主控制器；

在所述铝箔无错位时，定义已知的所述铝箔的下边沿的像素插值为n₀，已知的所述铝箔的上边沿的像素插值为n₂；

在所述铝箔卷绕卷轴的一个预设时刻，所述主控制器计算出所述铝箔的下边沿的像素插值n₁，所述铝箔的上边沿的像素插值n₃；

所述主控制器根据公式d₁＝n₁×d₀/n₀,d₃＝n₃×d₂/n₂，计算出：在所述铝箔卷绕卷轴的所述预设时刻，所述铝箔的下边沿到所述工业相机一拍摄所述卷轴的最低点的距离d₁，所述铝箔的上边沿到所述工业相机二拍摄所述卷轴的最高点的距离d₃；其中，d₀和d₂分别为所述铝箔无错位时所述铝箔的下边沿到所述工业相机一拍摄所述卷轴的最低点的已知距离、所述铝箔的上边沿到所述工业相机二拍摄所述卷轴的最高点的已知距离；

所述主控制器分别比较距离d₁与距离d₀的大小、距离d₃与距离d₂的大小，在d₁>d₀且d₃<d₂时，判定所述铝箔的位置向上偏移，在d₁<d₀且d₃>d₂时，判定所述铝箔的位置向下偏移，在d₁＝d₀且d₃＝d₂时，判定所述铝箔的轴向位置正确；

所述主控制器根据一个预设时间段内距离d₁、d₃的变化曲线，在距离d₁的值持续减小且距离d₃的值持续增大时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向下倾斜，在距离d₁的值持续增大且距离d₃的值持续减小时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向上倾斜，在距离d₁、d₃的值保持不变时，判定所述铝箔在所述预设时间段内没有发生倾斜。

2.根据权利要求1所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：所述摄像机构还包括工业相机三、工业相机四；所述工业相机三用于拍摄所述铝箔的中部与所述卷轴的接触区域的图像信息三；所述工业相机四用于拍摄所述铝箔上开设的孔的图像信息四；所述工业相机三、所述工业相机四分别将所述图像信息三、所述图像信息四传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块将所述图像信息三、所述图像信息四转码并传输至所述主控制器；所述主控制器根据转码后的所述图像信息三、所述图像信息四，判定所述铝箔的中部与所述卷轴的接触区域有无异物或黑斑，同时判定所述铝箔上开设的定位孔的圆整度；

其中，异物或黑斑有无的判定方法为：所述主控制器判断所述图像信息三中的M个像素点的灰度信号的灰度值是否有超过一个预设灰度一的部分，若所述图像信息三的M个像素点的灰度信号的灰度值超过所述预设灰度一的部分时，判定所述铝箔的中部与所述卷轴的接触区域有异物或有黑斑，且异物或黑斑位于M个像素点所对应的图像区域，若灰度信号的M个像素点的灰度值没有超过所述预设灰度一的部分时，判定所述铝箔无异物及黑斑；M为一个预设的整数一；

所述铝箔上开设的定位孔的圆整度的判定方法为：所述主控制器将所述图像信息四显示的图像转化为灰度图，并采用直方图法二值化处理所述灰度图，计算圆整度t；其中，圆整度t＝4×(1-S₀/d²)，S₀为二值化处理后的灰度图的面积，d为外接二值化处理后的灰度图的最小正方形的边长；所述控制器判断圆整度t是否位于一个预设圆整度值范围之内，并在圆整度t超过所述预设圆整度值范围时，判定所述铝箔上开设的定位孔的圆整度不达标，在圆整度t位于所述预设圆整度值范围时，判定所述铝箔上开设的定位孔的圆整度达标；所述主控制器还判断所述图像信息四的呈线性的N个像素点灰度信号的灰度值是否有超过一个预设灰度二的部分，若所述图像信息四的N个像素点的灰度信号的灰度值超过所述预设灰度二的部分时，判定所述铝箔上开设的定位孔处出现撕破或撕裂情况，且撕裂口位于N个像素点所对应的图像区域，若灰度信号的N个像素点的灰度值没有超过所述预设灰度二的部分时，判定所述铝箔上开设的定位孔完整无破损；N为一个预设的整数二。

3.根据权利要求2所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：所述预设圆整度值范围的数值区间为(0.86-x，0.86+y)；其中，0＜x≤0.86，y≥0。

4.根据权利要求2所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：所述工业相机一、所述工业相机二、所述工业相机三、所述工业相机四均采用CCD相机；所述图像处理模块包括图像采集卡一、图像采集卡二、图像采集卡三、图像采集卡四；其中，所述图像采集卡一、图像采集卡二、图像采集卡三、图像采集卡四分别将所述图像信息一、所述图像信息二、所述图像信息三、所述图像信息四转换成数字图像信息并传输至所述主控制器。

5.根据权利要求4所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：所述CCD相机包括红外滤光片、镜头、电荷耦合元件；所述自动检测装置还包括红外光源；所述红外光源产生红外光并照射所述铝箔与所述卷轴的接触区域，产生反射光线穿过所述红外滤光片进入所述镜头并在所述电荷耦合元件上投影。

6.根据权利要求5所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：在所述图像信息一、所述图像信息二中，定义显示线条状图形且灰度值超过一个预设灰度三的部分的H个像素点的灰度信号为褶皱信号；H为一个预设的整数三；所述工业相机一、所述工业相机二的电荷耦合元件分别检测所述铝箔的下边沿与所述卷轴的接触点的横向位置的褶皱信号、所述铝箔的上边沿与所述卷轴的接触点的横向位置的褶皱信号，并将所述褶皱信号传输至所述图像处理模块，所述图像处理模块将所述褶皱信号转换成数字图像信息传输至所述主控制器；

所述主控制器在未接收到所述褶皱信号时，判定铝箔在卷绕过程中未发生错位褶皱；所述主控制器在所述工业相机一检测到褶皱信号且所述工业相机二未检测到褶皱信号时，判定所述铝箔的下边沿产生错位褶皱；所述主控制器在所述工业相机二检测到褶皱信号且所述工业相机一未检测到褶皱信号时，判定所述铝箔的上边沿产生错位褶皱；所述主控制器在所述工业相机一、所述工业相机二均检测到褶皱信号时，判定所述铝箔的下边沿、上边沿均产生错位褶皱。

7.根据权利要求1所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：所述自动检测装置还包括偏移报警装置；所述偏移报警装置在所述主控制器判定所述铝箔的位置向上偏移或向下偏移时，发出相应的上偏移报警信号或下偏移报警信号。

8.根据权利要求1所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：所述自动检测装置还包括倾斜报警装置；所述倾斜报警装置在所述主控制器判定所述铝箔在所述预设时间段内向下倾斜或向上倾斜时，发出相应的下倾斜报警信号或上倾斜报警信号。

9.根据权利要求6所述的一种铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：所述自动检测装置还包括褶皱报警装置；所述褶皱报警装置根据所述主控制器判定的褶皱信息，发出相应的褶皱报警信号。

10.一种铝箔输送位置和状态自动检测装置的检测方法，其应用于如权利要求1至9中任意一项所述的铝箔输送位置和状态自动检测装置，其特征在于：其包括：

(1)所述摄像机构检测所述铝箔的下边沿、上边沿分别与所述卷轴的接触点的图像信息，并将所述图像信息传输至所述图像处理模块；

(2)所述图像处理模块接收所述图像信息并转换成数字图像信息传输至所述主控制器；

(3)所述主控制器根据所述数字图像信息，计算出距离d₁、d₃；所述主控制器分别比较距离d₁与距离d₀的大小、距离d₃与距离d₂的大小，在d₁>d₀且d₃<d₂时，判定所述铝箔的位置向上偏移，在d₁<d₀且d₃>d₂时，判定所述铝箔的位置向下偏移，在d₁＝d₀且d₃＝d₂时，判定所述铝箔的轴向位置正确；

所述主控制器根据一个预设时间段内距离d₁、d₃的变化曲线，在距离d₁的值持续减小且距离d₃的值持续增大时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向下倾斜，在距离d₁的值持续增大且距离d₃的值持续减小时，判定所述铝箔在所述预设时间段内向上倾斜，在距离d₁、d₃的值保持不变时，判定所述铝箔在所述预设时间段内没有发生倾斜。

Images