用于无张力约束下线材视觉检测装置及方法

文档序号:9685841阅读:511来源:国知局
用于无张力约束下线材视觉检测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种机器视觉技术领域,尤其涉及一种对钢铁工业中管、棒、线材产品 在无张力约束下的表面质量检测装置和方法。
【背景技术】
[0002] 在产品表面质量检测中,基于机器视觉技术的检测系统被大量应用。管、棒、线材 产品的表面质量检测,因其外表面为圆形,在光源布置,成像方式上都与其它平面类、旋转 类产品有较大差异,特别是送类产品的直径规格发生变化时,圆形表面对各成像器件的相 对距离发生变化,为了保证清晰成像需要对相机焦距或者成像距离进行调整。
[0003] 国际上目前只有较少的几家单位进行送类产品的研发,如0G公司、达涅利公司 等。欧洲专利EP2341330A2 (Image capering and processing system for hot profiles of revolution)公开了一种对热态圆柱长材表面进行成像的方法,H组线阵CCD相机和线 性光源成120度分布。0G公司的中国专利200680032274. 2公开了一种用于探测诸如社制 /冷拉金属杆的工件上的表面缺陷的装置和方法",解决了一种用于金属扁平物无损表面缺 陷探测的相关问题。中国专利CN102549374A(A method and apparatus of a po;rt油le imaging-based measurement with self calibration)义用改变焦距的成像方式进行对 焦。但是,相关专利均没有考虑到被测对象规格变化及无张力约束时,保持成像系统分辨率 不变的调整方式。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于提供一种用于无张力约束下线材视觉检测装置及方法,该线材 在本文中可理解为外部为圆周面,线材横截面的外部为圆形,该线材是广义的,即包括了 管、棒、W及线材。该检测装置和方法是根据成像系统布置模型计算相机位置,实现相机成 像距离自动调整从而实现对焦,保证了在分辨率不变情况下检测系统清晰成像。
[0005] 为了实现上述技术目的,本发明采用如下技术方案:
[0006] 一种用于无张力约束下线材视觉检测装置,包括若干台相机,相机安装在滑动导 轨上,滑动导轨固定在固定板上,滑动导轨沿空必导槽外围周向分布,被检测线材通过空必 导槽时,各相机对线材外表面进行成像,相机与被检测线材成像距离相等;当线材规格变化 时,相机沿滑动导轨进行位置调整,W保持相机与被检测线材成像距离相等。
[0007] 所述滑动导轨上设置有第二连接板,第二连接板由电机驱动,电机由控制器输出 信号控制;相机通过第一连接板与角位台连接,角位台安装于第二连接板上,第二连接板由 上下二块板组成,上板与下板之间通过螺栓连接,上下二块板之间能调整连接角度。
[0008] 所述相机沿被检测线材横截面的外部圆形中必为中必的圆周上均匀设置。
[0009] 所述相机为Η台、四台或六台。
[0010] 一种用于无张力约束下线材视觉检测方法,其步骤是:
[0011] 被检测线材外部为圆周面,将若干台相机沿被检测线材横截面的外部圆形中必为 中必的圆周上均匀设置,被检测线材通过空必导槽时,各相机对线材外表面进行成像;相机 设置于滑动导轨上能移动;
[0012] 当被检测线材直径变动时,通过控制器输出信号控制电机,从而带动相机沿滑动 导轨移动,保持相机与被检测线材的成像距离相等。
[0013] 本发明的检测方法是;首先根据检测系统的架构设计确定各成像器件的分布情 况,对于圆周面的检测可分为Η相机,四相机、六相机等布置方案,然后根据相机布置方案 确定各相机在被测对象直径发生变化时需要调整的位置,通过控制器输出信号控制电机, 从而带动相机沿滑动导轨移动,W保证各成像器件的成像距离保持不变,从而保证成像分 辨率一致,有效实现不同规格产品的表面视觉检测。
[0014] 应用本发明的技术方案,针对管、棒、线材产品在无张力约束条件下进行表面检测 时,依据检测系统方案确定各成像器件在检测不同规格(直径)产品时的检测位置,在被检 测对象表面清晰成像的同时保证成像分辨率一致,实现被测对象表面质量检测。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的Η相机成像坐标示意图;
[0016] 图2为本发明的Η相机布置方式示意图;
[0017] 图3为本发明的四相机成像坐标(下面二个相机)示意图;
[0018] 图4为本发明的四相机布置方式示意图;
[0019] 图5为本发明的六相机成像坐标(下面二个相机)示意图;
[0020] 图6为本发明的六相机布置方式示意图;
[0021] 图7为本发明的六相机对应不同规格线材的位置调整轨迹示意图;
[0022] 图8为本发明的六相机中第一相机位置调整轨迹示意图;
[0023] 图9为本发明的六相机中第二相机位置调整轨迹示意图;
[0024] 图10为本发明的六相机中第Η相机位置调整轨迹示意图;
[00巧]图11为本发明的六相机中第四相机位置调整轨迹示意图;
[0026] 图12为本发明的六相机中第五相机位置调整轨迹示意图;
[0027] 图13为本发明的六相机中第六相机位置调整轨迹示意图;
[0028] 图14为本发明的相机安装于滑动导轨的结构示意图。
[0029]图中;1相机,2导槽,3滑动导轨,4固定板,5被检测线材,6第一连接板,7角位台, 8电机,9第二连接板。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0031] 参见图6和图14,一种用于无张力约束下线材视觉检测装置,包括若干台相机1, 相机1安装在滑动导轨3上,滑动导轨3固定在固定板4上,滑动导轨3沿空必导槽2外围 周向分布,被检测线材5通过空必导槽2时,各相机1对线材5外表面进行成像,所述相机 1沿被检测线材5横截面的外部圆形中必为中必的圆周上均匀设置,相机1与被检测线材5 成像距离相等;当线材5规格变化时,相机1沿滑动导轨3进行位置调整,W保持相机与被 检测线材成像距离相等。
[0032] 所述空必导槽2可W送样制作,将一根相同直径的管子截成二段后分开一段距离 放置,并且保证两段管子的中必线在同一直线上,被检测线材5通过空必导槽2 (即两段管 子)时,露出了一段被检测线材5,送样相机能对被检测线材的圆周面进行成像。
[0033] 所述滑动导轨3上设置有第二连接板9,第二连接板9由电机8驱动,电机8由控 制器(图中未示出)输出信号控制;相机1通过第一连接板6与角位台7连接,角位台7安 装于第二连接板9上,第二连接板9由上下二块板组成,上板与下板之间通过螺栓连接,上 下二块板之间能调整连接角度,W满足不同位置时相机与滑动导轨之间的角度连接关系。
[0034] 所述相机为Η台、四台或六台。
[0035] 一种用于无张力约束下线材视觉检测方法,是基于上述的用于无张力约束下线材 视觉检测装置。被检测线材5外部为圆周面,将若干台相机1沿被检测线材5横截面的外 部圆形中必为中必的圆周上均匀设置,若干台相机1可W在一个平面内,该平面与被检测 线材5横截面的外部圆形中必组成的中必线相垂直,若干台相机1也可W不在一个平面内; 被检测线材5通过空必导槽2时,各相机1对线材5外表面进行成像,成像时保持相机1与 被检测线材5的成像距离相等;相机1设置于滑动导轨3上能移动。当被检测线材5直径 变动时,通过控制器输出信号控制电机8,从而带动相机1沿滑动导轨3移动,W保持相机1 与被检测线材5的
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