柔性膜收卷质量视觉检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于柔性膜收卷检测设备相关领域，更具体地，涉及一种柔性膜收卷 质量视觉检测系统。
【背景技术】
[0002] 现有的柔性膜收卷装置一般包括收卷架、收卷轴和收卷电机等，当收卷电机驱动 收卷轴转动时，收卷轴将薄膜收卷成卷。但在实际操作中，由于收卷偏差的影响，收卷后通 常会造成料卷端部参差不齐，影响薄膜质量。
[0003] 针对上述技术问题，现有解决办法中如CN200820202572提出了一种薄膜收卷装 置，其中通过将薄膜边位检测器安装在薄膜边缘经过的适当位置处，且接近与收卷轴，由此 通过边位检测器的反馈，摆动收卷从而使收卷平整。然而，进一步的研究表明：这些现有解 决方案中大多需要采用传感器和机械执行机构来执行收卷平整化，相应造成结构复杂、精 度受限和操作不便等缺陷;尤其是，现有方案中不能对成卷后的料卷给出具体量化的评价， 并导致在纠偏精度方面难以获得显著提升。 【实用新型内容】
[0004] 针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种柔性膜收卷质量视 觉检测系统，其中通过对将视觉检测创新性引入到柔性膜收卷检测过程中，并对其关键组 件的相互设置方式及其结构进行针对性设计，相应可以更高精度、更快响应和便于自动化 操控的方式执行各类收卷结构的质量检测功能。
[0005] 为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种柔性膜收卷质量视觉检测系统，其 特征在于，该柔性膜收卷质量视觉检测系统包括水平布置的底座以及安装在该底座上的 收卷装置、视觉检测装置和检测驱动装置，其中：
[0006] 所述收卷装置作为检测对象，包括收卷轴支架和收卷轴，所述收卷轴通过卷轴旋 转电机带动柔性膜缠绕其上以形成料卷，同时通过卷轴平移组件实现水平摆动；
[0007] 所述视觉检测装置相对于料卷端面布置在其一侧，并包括支撑板、以及共同固定 该支撑板上的CCD相机和光源，其中该CCD相机用于对收卷中的料卷端面拍摄图像，该光源 则对称布置于所述CCD相机的视觉中心；
[0008] 所述检测驱动装置包括X向平动组件、Y向平动组件、Z向平动组件和Θ向旋转电机， 其中该X向平动组件、Y向平动组件、Z向平动组件三者彼此相互垂直地安装，并分别用于实 现所述视觉检测装置整体相对于料卷端面在X/Y/Z轴方向上的距离调节，该Θ向旋转电机则 用于实现所述视觉检测装置整体相对于料卷端面的姿势调节。
[0009] 总体而言，按照本实用新型的以上技术方案与现有技术相比，率先将视觉检测引 入至柔性膜收卷检索工艺之中，并通过对其关键组件如成像检测装置、检测驱动装置的结 构组成及其设置方式进行设计，相应能够实现整个收卷过程中的高精度实时检测。
【附图说明】
[0010]图1是按照本实用新型所构建的柔性膜收卷之间视觉检测系统的整体结构示意 图；
[0011] 图2是按照本实用新型的视觉检测系统的检测原理示意图；
[0012] 在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的结构或元件，其中：
[0013] 10-底座20-控制单元30-检测驱动装置40-视觉检测装置50-收卷装置41-C⑶相机43-光源44-支撑板
【具体实施方式】
[0014] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所 涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0015] 图1是按照本实用新型所构建的柔性膜收卷之间视觉检测系统的整体结构示意 图。如图1中所示，该柔性膜收卷质量视觉检测系统主要包括水平布置的底座10以及安装在 该底座10上的收卷装置50、视觉检测装置40)检测驱动装置30等，下面将对这些组件逐一进 行解释说明。
[0016] 收卷装置50作为检测对象，包括收卷轴支架和收卷轴，所述收卷轴通过卷轴旋转 电机带动柔性膜缠绕其上以形成料卷，同时通过卷轴平移组件实现水平摆动。
[0017] 视觉检测装置40相对于料卷端面布置在其一侧，并包括支撑板44、以及共同固定 该支撑板44上的CCD相机41和光源43,其中该CCD相机通过其配置的镜头用于对收卷中的料 卷端面拍摄图像，该光源43则对称布置于所述CCD相机的视觉中心。
[0018] 为了实现高精度、大范围的视觉检测过程，本实用新型中还为视觉检测装置配备 有检测驱动装置30。如图1中所示，该检测驱动装置30优选可包括X向平动组件、Y向平动组 件、Z向平动组件和Θ向旋转电机，其中该X向平动组件、Y向平动组件、Z向平动组件三者彼此 相互垂直地安装，并分别用于实现所述视觉检测装置40整体相对于料卷端面在X/Y/Z轴方 向上的距离调节，该Θ向旋转电机则用于实现所述视觉检测装置40整体相对于料卷端面的 姿势调节。
[0019] 下面将参照图2来进一步具体解释上述视觉检测系统的工作过程。
[0020] 首先，对上述视觉检测装置执行初始化操作，并使得CCD相机的镜头轴心与所述收 卷轴的端面相垂直。按照本实用新型的一个优选实施例，在成像方面，优选可采用基于暗场 照明的成像方式，也即利用成像系统接受柔性膜的漫反射光，在暗背景下获取目标清晰明 亮、灵敏度较高的柔性膜收卷图像，两个光源41可对称视觉中心安装并且以低角度照射。
[0021] 接着，启动收卷装置执行收卷，在此过程中，优选可利用单目视觉方式对料卷端面 执行成像检测，由此调节所述视觉检测装置40对收卷中的料卷不断拍摄其端面以获取不同 焦距下的端面图像，直至收卷完毕；
[0022] 最后，借助于视觉检测装置所获得的料卷端面图像来判断成卷质量效果。按照本 实用新型的一个优选实施方式，譬如可基于以下公式来求得料卷端面的特征点Ui = 1， 2,…n-l，n)的端面深度Ynf^f2分别表示所述CCD相机对料卷端面进行成像的两个不同焦 距;m、rl2分别表示在采用所述焦距fjPf2所获取的端面图像中，特征点i(i = l，…，η)与料 卷中心之间的相对距离；A Y表示改变焦距前后镜头的移动距离，并可以通过镜头上标识轴 向刻度尺来确定(各参数的单位默认为mm):
[0025]根据收卷质量视觉收卷检测系统合理的深度范围筛选出合理的深度大小1，利用 方差公式：
，11个特征点的平均深度值
[0026] 相应地，将上述求得的特征点深度方差Sy作为量化指标来评价料卷端面的整齐 度，方差越大表明料卷端面越不整齐，方差越小则表明料卷端面越为整齐，由此获得柔性膜 收卷质量视觉检测量化指标。
[0027] 综上，按照本实用新型的视觉检测系统整体结构紧凑、便于操作，并能够充分利用 非接触性的光学成像来实现柔性膜收卷质量检测，因而尤其适用于各类成卷设备的检测 用途。
[0028]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不 用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改 进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种柔性膜收卷质量视觉检测系统，其特征在于，该柔性膜收卷质量视觉检测系统 包括水平布置的底座（10)以及安装在该底座（10)上的收卷装置(50)、视觉检测装置(40)和 检测驱动装置(30)，其中： 所述收卷装置(50)作为检测对象，包括收卷轴支架和收卷轴，所述收卷轴通过卷轴旋 转电机带动柔性膜缠绕其上以形成料卷，同时通过卷轴平移组件实现水平摆动； 所述视觉检测装置(40)相对于料卷端面布置在其一侧，并包括支撑板(44)、以及共同 固定该支撑板(44)上的CCD相机(41)和光源(43)，其中该CCD相机用于对收卷中的料卷端面 拍摄图像，该光源则对称布置于所述CCD相机的视觉中心； 所述检测驱动装置(30)包括X向平动组件、Y向平动组件、Z向平动组件和Θ向旋转电机， 其中该X向平动组件、Y向平动组件、Z向平动组件三者彼此相互垂直地安装，并分别用于实 现所述视觉检测装置(40)整体相对于料卷端面在X/Y/Z轴方向上的距离调节，该Θ向旋转电 机则用于实现所述视觉检测装置(40)整体相对于料卷端面的姿势调节。
【专利摘要】本实用新型属于柔性膜收卷检测设备相关领域，并公开了一种柔性膜收卷质量视觉检测系统，包括：水平布置的底座以及安装在该底座上的收卷装置、视觉检测装置和检测驱动装置，其中视觉检测装置相对于收卷装置上的料卷端面布置在其一侧，并包括支撑板、以及共同固定该支撑板上的CCD相机和光源，其中该CCD相机用于对收卷中的料卷端面拍摄图像，该光源则对称布置于所述CCD相机的视觉中心；检测驱动装置括X向平动组件、Y向平动组件、Z向平动组件和θ向旋转电机，并配合用于实现视觉检测装置整体相对于料卷端面的位置及姿势调节。通过本实用新型，相应可以更高精度、更快响应和便于自动化操控的方式执行各类收卷结构的质量检测功能。
【IPC分类】G01N21/95
【公开号】CN205280614
【申请号】CN201521107686
【发明人】陈建魁, 黎波, 尹周平, 叶晓斌, 雷景添
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月25日