一种用于缺陷识别的带钢表面图像采集装置及其使用方法

1.本发明属于带钢表面检测技术领域，具体涉及一种用于缺陷识别的带钢表面图像采集装置。


背景技术：

2.目前，基于机器视觉的表面检测系统已经成功应用在各个行业。作为带钢表面缺陷检测方法之一的机器视觉检测系统具有不可替代的作用。带钢表面质量检测系统成像部分，由光源和图像传感器以一定的角度直接构成，即应用图像传感器直接对当前带钢的上下表面进行扫描，拍摄带钢图像。对于带钢下表面图像信息的获取通常采用从下往上直接拍摄的角度方式进行图像的获取。然而，在带钢的连续生产线上，由于机组中的机械误差，振动以及带钢张力波动等原因导致带钢出现张紧度变化乃至发生跑偏现象，进而造成了带钢的损毁和断带，张紧度变化较大的带钢会影响带钢表面图像采集的精确性，跑偏或断带后的带钢则会损坏带钢表面图像采集装置，尤其是其中较为脆弱的摄像机构。


技术实现要素：

3.在带钢张紧度变化不稳定时，带钢表面图像信息的检测精准度会受到较大的影响，带钢发生跑偏或断带后，容易损坏带钢表面图像采集装置。本发明提供了一种用于缺陷识别的带钢表面图像采集装置，张紧辊可使带钢的张紧度稳定在较小范围内而保证检测效果，行程开关检测到带钢跑偏后，摄像机可收至外壳体内部，在保护盖板、外壳体的保护下有效的隔离起来。
4.本发明提供如下技术方案：一种用于缺陷识别的带钢表面图像采集装置，包括压辊组一、压辊组二、压辊组三，所述压辊组一、压辊组二、压辊组三滚动连接有带钢，所述压辊组一与压辊组二之间的带钢的上侧固定安装有张紧度稳定机构，所述张紧度稳定机构包括支腿一，所述支腿一的上侧固定连接固定板的两侧端面，所述固定板上滑动安装有导杆和滑杆，所述固定板的顶面固定安装有行程开关，所述导杆的顶端固定连接有限位板，所述导杆和滑杆的底端固定连接移动板的顶面，所述滑杆的外侧滑动套装有弹簧一，所述移动板的底面固定安装的固定座转动连接张紧辊的两端，所述压辊组二与压辊组三之间的带钢下方的左右两侧安装有反射机构和拍摄机构，所述反射机构包括支腿二，所述支腿二的顶端固定连接反射板的侧面，所述拍摄机构包括支腿三，所述支腿三的顶端固定连接外壳体的侧面，所述外壳体的内底面固定安装有电机，所述电机的输出轴固定安装有驱动齿轮，所述驱动齿轮啮合连接有从动齿轮，所述从动齿轮啮合连接有齿条，所述齿条的顶面固定安装有摄像机，所述摄像机一侧的外壳体侧面开设有拍摄口，所述拍摄口上方的外壳体的外侧面转动安装有保护盖板，所述保护盖板内侧面的上侧固定安装有连接销一，所述连接销一销接连接弹簧二的一端，所述弹簧二的另一端销接连接固定安装在外壳体内侧面的连接销二，所述拍摄口下方的外壳体上开设有固定安装外罩板和光敏传感器的通槽，所述支腿三的下侧固定安装有灯座，所述灯座的一端固定安装有灯板，所述摄像机电性连接有电脑
服务器。
5.其中，所述固定板上贯通开设有滑动连接导杆的垂直通孔，所述导杆为表面光滑的细长的圆杆型结构，所述限位板为扁平的圆柱体结构；导杆可起到导引作用，提高移动板移动的稳定性，限位板可起到限位作用，避免导杆脱出固定板。
6.其中，所述压辊组一、压辊组二、压辊组三均由两组规格相同且上下相邻的圆辊组成，所述弹簧一为压缩弹簧，所述弹簧一滑动套装在固定板与移动板字间的滑杆的外侧，所述张紧辊的底部紧贴带钢的顶面；张紧辊可在弹簧一的弹性支撑下顶推带钢，使带钢的张紧度稳定在较小的范围内，进而保证拍摄机构的检测效果。
7.其中，所述限位板的底面贴合固定板的顶面时，所述行程开关的触头受到限位板侧面的挤压、电路转为闭合状态；当带钢在传送过程中发生跑偏时，张紧辊失去带钢的支撑，限位板向下移动触压行程开关而检查到带钢的跑偏。
8.其中，所述从动齿轮的转轴两端转动连接外壳体的内壁，所述齿条的侧面水平固定安装有导轨，所述外壳体的内壁开设有滑动连接导轨的滑槽，所述齿条安装在从动齿轮的上方，所述反射板的镜面所在的平面与带钢的底面之间的夹角为45度；电机可驱动驱动齿轮转动，进而啮合驱动从动齿轮带动齿条往复移动，从而使摄像机移出外壳体中拍摄反射板反射的带钢的底面，从而对带钢表面的缺陷进行检测。
9.其中，所述弹簧二为拉伸弹簧，所述保护盖板通过铰链转动连接拍摄口上方的外壳体的侧面，所述保护盖板的长宽不小于拍摄口的长宽，所述电脑服务器的主机中安装有图像采集卡；摄像机可在齿条的带动下顶开保护盖板进行拍摄检测，也可在齿条的带动下反向移动收回至外壳体的内侧，此时保护盖板在弹簧二的弹性势能的带动下封盖拍摄口，对摄像机起到保护隔离的作用。
10.其中，所述行程开关电性连接电机；行程开关检测到带钢发生跑偏后，电机反转控制摄像机移至外壳体的内部，及时快速的对摄像机进行保护。
11.所述外罩板与外壳体的连接处涂覆有密封胶水，所述光敏传感器通过继电器电性连接灯板；光敏传感器可对外界的光照度进行监测，进而控制灯板的工作状态和照度，实现自动补光，在保证摄像机的图像清晰度的前提下有效节省能源。
12.本发明的有益效果是：导杆可起到导引作用，提高移动板移动的稳定性，限位板可起到限位作用，避免导杆脱出固定板；张紧辊可在弹簧一的弹性支撑下顶推带钢，使带钢的张紧度稳定在较小的范围内，进而保证拍摄机构的检测效果；当带钢在传送过程中发生跑偏时，张紧辊失去带钢的支撑，限位板向下移动触压行程开关而检查到带钢的跑偏；电机可驱动驱动齿轮转动，进而啮合驱动从动齿轮带动齿条往复移动，从而使摄像机移出外壳体中拍摄反射板反射的带钢的底面，从而对带钢表面的缺陷进行检测；摄像机可在齿条的带动下顶开保护盖板进行拍摄检测，也可在齿条的带动下反向移动收回至外壳体的内侧，此时保护盖板在弹簧二的弹性势能的带动下封盖拍摄口，对摄像机起到保护隔离的作用；行程开关检测到带钢发生跑偏后，电机反转控制摄像机移至外壳体的内部，及时快速的对摄像机进行保护；光敏传感器可对外界的光照度进行监测，进而控制灯板的工作状态和照度，实现自动补光，在保证摄像机的图像清晰度的前提下有效节省能源。
附图说明
13.图1为本发明的侧视图；
14.图2为本发明的俯视图；
15.图3为本发明中a
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a方向的剖视图；
16.图4为本发明中外壳体的剖视图；
17.图5为本发明中摄像机的连接结构示意图；
18.图6为本发明装置的使用流程图。
19.图中：1、压辊组一；2、压辊组二；3、压辊组三；4、张紧度稳定机构；401、支腿一；402、固定板；403、移动板；404、行程开关；405、导杆；406、限位板；407、滑杆；408、弹簧一；409、张紧辊；410、固定座；5、反射机构；501、支腿二；502、反射板；6、拍摄机构；601、支腿三；602、外壳体；603、电机；604、驱动齿轮；605、从动齿轮；606、齿条；607、摄像机；608、拍摄口；609、保护盖板；610、连接销一；611、弹簧二；612、连接销二；613、导轨；614、外罩板；615、光敏传感器；7、带钢；8、灯座；9、灯板；10、电脑服务器。
具体实施方式
20.请参阅图1
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图5，本发明提供以下技术方案：一种用于缺陷识别的带钢表面图像采集装置，包括压辊组一1、压辊组二2、压辊组三3，所述压辊组一1、压辊组二2、压辊组三3滚动连接有带钢7，所述压辊组一1与压辊组二2之间的带钢7的上侧固定安装有张紧度稳定机构4，所述张紧度稳定机构4包括支腿一401，所述支腿一401的上侧固定连接固定板402的两侧端面，所述固定板402上滑动安装有导杆405和滑杆407，所述固定板402的顶面固定安装有行程开关404，所述导杆405的顶端固定连接有限位板406，所述导杆405和滑杆407的底端固定连接移动板403的顶面，所述滑杆407的外侧滑动套装有弹簧一408，所述移动板403的底面固定安装的固定座410转动连接张紧辊409的两端，所述压辊组二2与压辊组三3之间的带钢7下方的左右两侧安装有反射机构5和拍摄机构6，所述反射机构5包括支腿二501，所述支腿二501的顶端固定连接反射板502的侧面，所述拍摄机构6包括支腿三601，所述支腿三601的顶端固定连接外壳体602的侧面，所述外壳体602的内底面固定安装有电机603，所述电机603的输出轴固定安装有驱动齿轮604，所述驱动齿轮604啮合连接有从动齿轮605，所述从动齿轮605啮合连接有齿条606，所述齿条606的顶面固定安装有摄像机607，所述摄像机607一侧的外壳体602侧面开设有拍摄口608，所述拍摄口608上方的外壳体602的外侧面转动安装有保护盖板609，所述保护盖板609内侧面的上侧固定安装有连接销一610，所述连接销一610销接连接弹簧二611的一端，所述弹簧二611的另一端销接连接固定安装在外壳体602内侧面的连接销二612，所述拍摄口608下方的外壳体602上开设有固定安装外罩板614和光敏传感器615的通槽，所述支腿三601的下侧固定安装有灯座8，所述灯座8的一端固定安装有灯板9，所述摄像机607电性连接有电脑服务器10。
21.所述固定板402上贯通开设有滑动连接导杆405的垂直通孔，所述导杆405为表面光滑的细长的圆杆型结构，所述限位板406为扁平的圆柱体结构；导杆405可起到导引作用，提高移动板403移动的稳定性，限位板406可起到限位作用，避免导杆405脱出固定板402。
22.所述压辊组一1、压辊组二2、压辊组三3均由两组规格相同且上下相邻的圆辊组成，所述弹簧一408为压缩弹簧，所述弹簧一408滑动套装在固定板402与移动板403字间的
滑杆407的外侧，所述张紧辊409的底部紧贴带钢7的顶面；张紧辊409可在弹簧一408的弹性支撑下顶推带钢7，使带钢7的张紧度稳定在较小的范围内，进而保证拍摄机构6的检测效果。
23.所述限位板406的底面贴合固定板402的顶面时，所述行程开关404的触头受到限位板406侧面的挤压、电路转为闭合状态；当带钢7在传送过程中发生跑偏时，张紧辊409失去带钢7的支撑，限位板406向下移动触压行程开关404而检查到带钢7的跑偏。
24.所述从动齿轮605的转轴两端转动连接外壳体602的内壁，所述齿条606的侧面水平固定安装有导轨613，所述外壳体602的内壁开设有滑动连接导轨613的滑槽，所述齿条606安装在从动齿轮605的上方，所述反射板502的镜面所在的平面与带钢7的底面之间的夹角为45度；电机603可驱动驱动齿轮604转动，进而啮合驱动从动齿轮605带动齿条606往复移动，从而使摄像机607移出外壳体602中拍摄反射板502反射的带钢7的底面，从而对带钢7表面的缺陷进行检测。
25.所述弹簧二611为拉伸弹簧，所述保护盖板609通过铰链转动连接拍摄口608上方的外壳体602的侧面，所述保护盖板609的长宽不小于拍摄口608的长宽，所述电脑服务器10的主机中安装有图像采集卡；摄像机607可在齿条606的带动下顶开保护盖板609进行拍摄检测，也可在齿条606的带动下反向移动收回至外壳体602的内侧，此时保护盖板609在弹簧二611的弹性势能的带动下封盖拍摄口608，对摄像机607起到保护隔离的作用。
26.所述行程开关404电性连接电机603；行程开关404检测到带钢7发生跑偏后，电机603反转控制摄像机607移至外壳体602的内部，及时快速的对摄像机607进行保护。
27.所述外罩板614与外壳体602的连接处涂覆有密封胶水，所述光敏传感器615通过继电器电性连接灯板9；光敏传感器615可对外界的光照度进行监测，进而控制灯板9的工作状态和照度，实现自动补光，在保证摄像机607的图像清晰度的前提下有效节省能源。
28.本发明的工作原理及使用流程：将带钢7的一端引入压辊组一1、压辊组二2、压辊组三3之间，并使张紧辊409的底部紧贴带钢7的顶面，带钢7开始传送后，张紧辊409与带钢7产生滚动摩擦，当带钢7的张紧度变大时，张紧辊409、固定座410带动移动板403向上移动，导杆405产生导引作用，弹簧一408受到固定板402和移动板403的挤压积蓄弹性势能，当带钢7的张紧度变小时，弹簧一408释放弹性势能，张紧辊409、固定座410快速向下移动，从而保证带钢7的张紧度；反射板502在带钢7传送的过程中反射带钢7的底面图像，经摄像机607拍摄收集，再发送至控制端进行处理，以判断带钢7的表面是否有瑕疵；此时摄像机607的顶面顶开保护盖板609，使保护盖板609的底端向上转动，弹簧二611受到拉伸产生弹性蓄能；当带钢7发生跑偏时，张紧辊409失去带钢7的支撑，限位板406向下移动挤压行程开关404的触头，行程开关404电路闭合，电机603反转，带动驱动齿轮604啮合驱动从动齿轮605转动，进而使齿条606向外壳体602的内侧水平滑动，齿条606顶面安装的摄像机607移回至外壳体602的内部，保护盖板609失去摄像机607的支撑，在弹簧二611释放的弹性势能下迅速复位，封盖拍摄口608，避免跑偏的带钢7碰伤摄像机607的镜头。