一种用于重轨表面检测的led组合矩阵光源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于LED组合矩阵光源技术领域。尤其涉及一种用于重轨表面检测的LED组合矩阵光源。
【背景技术】
[0002]机器视觉是用机器代替人眼来做各种检测、识别和测量。机器视觉系统通过图像采集系统(光源、相机、镜头等)将被摄取的目标转换成图像信号，并传送给图像处理系统。图像处理系统根据像素亮点和颜色分布等信息，对目标进行特征抽取，并做相应的判断，进而根据结果来控制现场的设备。
[0003]机器视觉系统具有高效率和高自动化等特点。在大批量工业生产过程中，如果用人工视觉检查产品质量，往往效率低且精度不高，用机器视觉检测可以大幅度提高检测效率；同时，在一些不适合人工作业的危险环境或人眼难以满足要求的场合，必须用机器视觉来代替人眼；而且，机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术之一。因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛用于装配定位、产品质量检测和产品识别等方面。
[0004]机器视觉系统的核心是图像的采集和处理。所有信息均来源于图像之中，图像本身的质量对整个视觉系统极为关键。而光源则是影响图像采集质量的重要因素，因为它直接影响输入数据的质量和应用效果。通过适当的光源照明设计，使图像中的目标信息与背景信息得到最佳分离，可以大大降低图像处理算法分割和识别的难度，同时提高机器视觉系统的定位和测量精度，使机器视觉系统的可靠性和综合性能得到提高。如果光源配制不当，最终会导致难以处理所获取的目标信息。因此，光源配制的成败是决定机器视觉系统成败的首要因素。
[0005]目前，重轨表面检测的打光方式是在重轨上下左右设置四个条形光源，使用时，四个条形光源倾斜一定角度向前照射。由于重轨的侧表面不是单一的平面，是由多个曲面组合而成，条形光源直接照射在重轨表面，导致了照射在重轨表面的光线亮度分布不够均匀，呈现出折线状，使得线阵相机抓拍的一条线不在同一光亮区域，从而难以精确检测重轨表面的缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种结构简单、光线均匀、配光效果好、使用简便和适用范围广的用于重轨表面检测的LED组合矩阵光源。
[0007]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:所述LED组合矩阵光源包括上LED矩阵光源、下LED矩阵光源、两个正侧LED矩阵光源、两个上侧LED矩阵光源、两个下侧LED矩阵光源、两个第一伸缩件、两个第二伸缩件和合页。所述合页为两个第一合页、两个第二合页、两个第三合页、两个第四合页、两个第五合页和两个第六合页。
[0008]下LED矩阵光源水平设置，在下LED矩阵光源的正上方平行地设有上LED矩阵光源，上LED矩阵光源的中心和下LED矩阵光源的中心的连线为一条铅垂线。在所述铅垂线的两侧由下往上依次对称地设有下侧LED矩阵光源、正侧LED矩阵光源和上侧LED矩阵光源，其中的两个正侧LED矩阵光源的中心连线为一条水平线，所述水平线和所述铅垂线相互平分。
[0009]下LED矩阵光源的一侧外壁通过第一合页与第一伸缩件的下端连接，第一伸缩件的上端通过第二合页与下侧LED矩阵光源的下侧外壁连接，下侧LED矩阵光源的上侧外壁通过第三合页与正侧LED矩阵光源的下侧外壁连接，正侧LED矩阵光源的上侧外壁通过第四合页与上侧LED矩阵光源的下侧外壁连接，上侧LED矩阵光源的上侧外壁通过第五合页与第二伸缩件的下端连接，第二伸缩件的上端通过第六合页与上LED矩阵光源的一侧外壁连接。
[0010]所述第一合页是由销钉连接的一对金属叶片组成。其中的第一金属叶片的中心设有中心孔，中心孔的左侧和右侧对称地设有圆弧孔，圆弧孔的圆弧是以中心孔为圆心的圆的一部分；其中的第二金属叶片靠近左侧处和靠近右侧处对称地设有第一螺钉孔。第一合页的形状结构与第二合页的形状结构、第五合页的形状结构和第六合页的形状结构相同。
[0011]所述第三合页是由销钉连接的一对金属叶片组成，两个金属叶片的形状结构均与第一合页的第一金属叶片的形状结构相同。第四合页的形状结构与第三合页的形状结构相同。
[0012]所述第一伸缩件的结构是:在滑板的两端对称地设有滑块；滑块为长方体，滑块的下平面沿长度方向开有燕尾槽，滑块的上平面设有定位孔和两个第二螺钉孔，定位孔位于靠近一条宽边的中间位置处，两个第二螺钉孔的中心位置和第一合页的两个第一螺钉孔的中心位置相同。滑板为条形板，条形板的截面形状为等腰梯形，等腰梯形与滑块的燕尾槽截面形状相同。第二伸缩件的形状结构与第一伸缩件的形状结构相同。
[0013]所述上LED矩阵光源的长度为待测重轨轨头踏面宽度的1.05-1.1倍。
[0014]所述下LED矩阵光源的长度为待测重轨轨底底面宽度的1.05-1.1倍。
[0015]所述正侧LED矩阵光源的长度为待测重轨轨身高度H的1.05-1.1倍。
[0016]所述上侧LED矩阵光源的长度为待测重轨横截面的轨腰中和轴与轨底侧面上端的连线长度的1.05-1.1倍。
[0017]所述下侧LED矩阵光源的长度为待测重轨横截面的轨腰中和轴与轨头侧面下端的连线长度的1.05-1.1倍。
[0018]所述上LED矩阵光源的两侧外壁的中心位置处设有合页定位螺栓，合页定位螺栓的左侧处和右侧处对称地设有合页固定螺栓，合页定位螺栓和合页固定螺栓的中心距等于第一合页的圆弧孔的圆弧半径；上LED矩阵光源的两侧外壁的形状结构与下LED矩阵光源两侧外壁的形状结构、两个正侧LED矩阵光源两侧外壁的形状结构、两个上侧LED矩阵光源两侧外壁的形状结构和两个下侧LED矩阵光源的两侧外壁的形状结构相同。
[0019]由于采用上述技术方案，本发明具有如下积极效果:
本发明由上LED矩阵光源、下LED矩阵光源、两个正侧LED矩阵光源、两个上侧LED矩阵光源、两个下侧LED矩阵光源、两个第一伸缩件和两个第二伸缩件通过两种不同的合页连接而成，结构简单。
[0020]下LED矩阵光源的一侧外臂通过定位固定螺栓和两个合页固定螺栓与第一合页的第一金属叶片连接，合页定位螺栓置于第一金属叶片的中心孔内，两个合页固定螺栓分别置于第一金属叶片的两个圆弧孔内，合页固定螺栓与圆弧孔之间能相互滑动，滑动后拧紧两个合页固定螺栓能固定下LED矩阵光源的光线入射角α ;同样地，第三合页的两个金属叶片、第四合页的两个金属叶片、第二合页的第一金属叶片、第五合页的第一金属叶片和第六合页的第一金属叶片的连接方式类似于第一合页的第一金属叶片的连接方式，亦能调整其余LED矩阵光源的光线入射角α。故本发明的光线入射角α调整方便，光线入射角α为40° ~50°。光线入射角α调整后能使线阵相机拍摄到待测重轨表面的光亮区域不会呈现折线状，同时能获得更加丰富的亮度，提高了获取图像的质量。
[0021]根据待检测重轨的尺寸，先调整第一伸缩件的两端滑块与滑板间的相对位置，将第一伸缩件两端滑块的定位孔用螺栓拧紧；再通过螺钉将第一伸缩件的两端滑块与对应的第一合页的第二金属叶片和第二合页的第二金属叶片固定连接。第二伸缩件的连接方式类似于第一伸缩件的连接方式。故本发明能调整LED矩阵光源与待测重轨的距离。
[0022]本发明中的上LED矩阵光源、下LED矩阵光源、两个正侧LED矩阵光源、两个上侧LED矩阵光源和两个下侧LED矩阵光源的尺寸按照最大号重轨尺寸定制，通过调节第一伸缩件、第二伸缩件的长度和相应的LED矩阵光源的光线入射角α，能使本发明满足不同型号的重轨表面检测。故适用范围广。
[0023]由于上LED矩阵光源的长度为待测重轨轨头踏面宽度的1.05-1.1倍，则上LED矩阵光源的光线能覆盖待测重轨轨头的整个踏面；同样地，下LED矩阵光源的光线能覆盖待测重轨轨底的整个底面。另外，正侧LED矩阵光源的长度为待测重轨轨身高度H的1.05-1.1倍，上侧LED矩阵光源的长度为待测重轨横截面的轨腰中和轴与轨底侧面上端的连线长度的1.05~1.1倍，下侧LED矩阵光源的长度为待测重轨横截面的轨腰中和轴与轨头侧面下端的连线长度的1.05-1.1倍，故两个正侧LED矩阵光源的光线能覆盖待测重轨轨身对应的左侧面和右侧面、两个上侧LED矩阵光源的光线能覆盖待测重轨横截面的轨