[發明專利]一種識別預氧化爐內碳纖維異常的生產平臺

有效

• 申請號: 202110985110.8
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113430679B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王金偉;顧峰剛;楊東;楊磊;喬永安;趙磊磊;劉敏;趙嫻
• 申請（專利權）人: 中材新材料裝備科技（天津）有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 韓帥

1.一種識別預氧化爐內碳纖維異常的生產平臺，所述平臺包括：預氧化爐、碳纖維絲束、牽伸裝置，其特征在于：所述平臺還包括：采集碳纖維圖像系統、識別碳纖維異常系統和清除碳纖維異常裝置，其中：

所述采集碳纖維圖像系統包括：圖像采集機構、光源補給機構、圖像預處理模塊和工控機；所述光源補給機構用于對預氧化爐內被牽伸成單層扁平線狀的絲束照亮；

所述圖像采集機構對扁平通道內的絲束進行掃描，所述圖像預處理模塊將掃描到的圖像以每像素12bit的數字信號輸出給識別碳纖維異常系統；所述圖像采集機構由氣源噴頭、透明組件、調焦部件、拉伸機構、攝像機、保護套筒和法蘭構成；所述保護套筒設置有調焦部件，所述保護套筒通過法蘭與所述預氧化爐體的內壁連接；所述調焦部件通過拉伸機構與攝像機連接；所述調焦部件設置有帶氣源噴頭的透明組件；所述拉伸機構由齒輪、步進電機和驅動齒輪構成；所述齒輪一端與所述透明組件連接；其另一端與所述步進電機連接，所述步進電機通過傳動軸與所述齒輪連接；

所述識別碳纖維異常系統對采集碳纖維圖像系統輸出的碳纖維圖像進行異常判斷后，將碳纖維絲束圖像異常的位置信息傳送給清除碳纖維異常裝置；

所述清除碳纖維異常裝置包括行走導軌、兩臺執行機構、清除異物臺、風機和廢纖維收集箱，所述風機和廢纖維收集箱分別設置在所述清除異物臺上；所述執行機構甚至在行走導軌上；每臺所述執行機構均由定位齒輪、換向部件、步進電機、氣缸、電磁閥、清除刀、減速機組成，其中：

所述定位齒輪一端與所述行走導軌連接，其另一端與所述減速機連接；所述減速機依次通過步進電機、氣缸與所述清除刀連接；所述氣缸與步進電機之間設置有換向部件；所述氣缸上還設置有電磁閥；

所述清除碳纖維異常裝置根據碳纖維絲束圖像異常的位置對碳纖維絲束進行剪切處理；其中：

所述預氧化爐內壁一側設置有圖像采集機構，其另一側內壁設置有光源補給機構；所述圖像采集機構通過反光板與所述預氧化爐內壁呈20°～26°夾角連接；所述光源補給機構與所述預氧化爐內壁呈21°～24°夾角連接；所述圖像采集機構入射碳纖維絲束距離在16mm～20mm；

所述光源補給機構采用兩種組合光源，即日光光源與紫外光源的組合，紫外光源設置在日光光源下方；所述日光光源為LED燈帶，其光通量為90001m；紫外光源為紫外線燈，其強度80μW/cm²。

2.根據權利要求1所述的一種識別預氧化爐內碳纖維異常的生產平臺，其特征在于：所述圖像采集機構設置有可以對攝像機鏡頭進行清潔的正壓吹氣部件。

3.根據權利要求1所述的一種識別預氧化爐內碳纖維異常的生產平臺，其特征在于：所述識別碳纖維異常系統通過如下步驟將碳纖維絲束圖像異常位置發送給清除碳纖維異常裝置，其中：

S101、通過如下公式對碳纖維絲束圖像進行去霧處理生產第一碳纖維絲束圖像；

I(x)＝J(x)t(x)+A(1-t(x))

其中：I(x)——待去霧的圖像；J(x)——無霧圖像；A——背景光成分t(x)——折射率；

S102、通過T-SNE算法對第一碳纖維絲束圖像生成第二纖維絲束圖像；

S103、通過GLCM灰度共生矩陣對第二纖維絲束圖像進行紋理特征提取獲得異常碳纖維絲束圖像；

S104、通過SVM算法對異常碳纖維絲束圖像中異常部位進行斷絲判斷，如果存在斷絲情況，則將斷絲位置信息發送給清除碳纖維異常裝置；否則返回S101步驟。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種識別預氧化爐內碳纖維異常的生產平臺，其特征在于：所述采集碳纖維圖像系統分別設置在預氧化爐內每層碳纖維絲束上，所述圖像采集機構前端與碳纖維絲束運動方向相反。