一种工件内孔图像采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于对工件内壁的图像信息自动进行采集的装置，属于工件内壁图像信息采集技术领域。
【背景技术】
[0002]随着计算机技术以及图像处理技术的迅速发展，越来越多的工业领域应用到图像处理的技术，尤其是工件缺陷在线检测领域。对于一个平面的工件，应用CCD像机可以直接获得其表面的图像信息，简单易实现。但是如果当工件属于圆柱状，并且需要提取的图像区域是工件的内孔表面时，对于这样的工件的内孔图像信息的提取是一个比较难的问题。因此对于这类工件的内壁的图像信息采集没有一个比较好的、比较通用的系统，尤其当工件尺寸较小时，内孔图像信息的获取更是难上加难。
[0003]—般的图像采集系统是应用高倍的CCD像机在工件的上端面直接对整个内壁图像信息进行采集，这样就可以得到工件内孔的图片信息，然而采集出来的是360°的全景环状图，采集到的图像畸变量很大，不符合人眼观察的习惯，而且后期对图像进行处理的工作也就变得更加复杂，加之高倍相机的价格昂贵。
[0004]基于以上几种原因，急需有一种装置，可以实现对较小工件的内壁图像信息进行采集，便于后期的处理工作，并且还可以大幅度的降低价格。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有工件内壁图像信息采集过程中存在的图像畸变量大等问题，提供一种结构简单，安全可靠，图像信息提取方便，并且能够将工件内壁图像信息展开成矩形区域的工件内孔图像采集装置。
[0006]本发明的工件内孔图像采集装置，采用如下的技术方案:
[0007]该装置，包括支座、导轨、工业相机、硬式内窥镜、旋转工作台、升降架和升降机构；导轨和升降机构均安装在支座上，导轨上安装有升降架，升降架与升降机构连接；升降架上安装有硬式内窥镜，硬式内窥镜的上方设置有工业相机；旋转工作台设置在支座上，位于硬式内窥镜的下方。
[0008]在图像采集过程中，将工件放置在旋转工作台上，旋转工作台初始静止，工业相机和硬式内窥镜在升降机构带动下沿导轨移动，当硬式内窥镜的视口移动到工件内孔需要采集图像处的时候，停止移动，此时触发工业相机的图像采集功能，对此处进行图像采集。一处的图像信息采集完之后，旋转工作台带动工件转动到下一处需要采集图像处，停止转动动，再次触发工业相机，对新的区域进行图像采集。依此进行，直到工件内孔此处圆周的所有图片信息采集完成。升降机构带动工业相机和硬式内窥镜沿导轨移动到下一个需要采集的工件内孔圆周处，按照上述过程对此圆周图像信息进行采集。如此，直到把整个工件的内壁图像信息采集出来。最后对采集到的图像进行拼接，实现整个工件内壁信息的全部采集。
[0009]在对工件内壁图像信息进行采集的时候，应用硬式内窥镜对工件内壁信息进行采集，这样对于相机像素的要求就会大大降低，相应的相机的价格也会下降。而且采集时候并不是一次性采集完成，而是根据具体工件的尺寸，以及每次内窥镜可以采集到的角度，设置圆周向的采集次数，一次采集一个角度的图像，最后把所有采集到的图像进行拼接，经过拼接最后形成完整的工件内壁图像信息。这样工件的内孔信息经多次采集以及多次拼接，最后形成矩形图像，符合人眼观测的习惯，而且对后期的处理工作也会有很大的改善。
[0010]本发明结构简单，安全可靠，可以完成对工件内壁图像信息的全部采集，图像畸变小，拼接后符合人眼观测的习惯，对后续的处理工作具有充足的基础。
【附图说明】
[0011]图1本发明工件内孔图像采集装置的结构示意图。
[0012]其中:1、工业相机，2、硬式内窥镜，3、工件，4、旋转工作台，5、开关，6、导轨，7、支座，8、电气控制柜，9、升降架，10、丝杠。
【具体实施方式】
[0013]如图1所示，本发明的工件内孔图像采集装置，包括支座7、直线导轨6、工业相机
1、硬式内窥镜2、旋转工作台4、升降架9和升降机构。直线导轨6竖直安装在支座7上，直线导轨6上安装有升降架9，升降机构安装在支座7上，升降架9与升降机构连接，升降机构采用丝杠螺母机构，丝杠10与固定在升降架9上的螺母连接。升降架9上竖直安装有硬式内窥镜2，硬式内窥镜2的上方设置有工业相机1。旋转工作台4设置在支座7上，位于硬式内窥镜2的下方。支座7的底部设置有电气控制柜8。丝杠10和旋转工作台4分别由各自的步进电机驱动，两个步进电机的驱动器设置在电气控制柜8中，电气控制柜8中还设置有分别驱动丝杠10的步进电机A和驱动旋转工作台4的步进电机B的两个控制开关5。
[0014]上述装置完成工件内孔图像信息采集的过程，如下所述:
[0015]先将要提取内孔图像信息的工件3放置在旋转工作台4上，启动步进电机A的电源开关5，驱动丝杠10转动，通过升降架9带动工业相机1和硬式内窥镜2在导轨6上移动，使硬式内窥镜2的顶头视角进入到工件内孔中的待采集图像处，步进电机A停止动作，此时触发工业相机1的图像采集功能，采集到的图像经图像采集卡输入电脑进行保存，这样就实现一幅图像的采集。采集完一幅图像之后，紧接着启动步进电机B，驱动旋转工作台4及工件3 —起转动，待转过一定的角度，再次触发工业相机1，实现工业相机1对此处图像信息的采集，这样，旋转工作台4与工件3每转过一个角度，都对此角度进行图像信息采集，依此实现对工件圆周360°的内孔图像进行采集。
[0016]完成一个圆周的图像采集之后，步进电机A再次工作，使工业相机1和硬式内窥镜2再次向下运动，进入下一个圆周，然后根据上述旋转工作台4的运转过程，实现这个圆周的工件内孔图像信息的采集，依此运动，最后实现整个工件内孔信息的全部采集。内孔图像信息都采集完成之后，工业相机1和硬式内窥镜2向上移动至初始位置，将工件3取出，进行下一个工件内孔图像信息的采集工作。
[0017]按照图像的采集顺序，对采集到的图像信息进行必要的拼接，最后拼接成工件内孔信息的矩形图，方便人眼的观察，同时为后续的处理做好基础工作。
【主权项】
1.一种工件内孔图像采集装置，其特征是，包括支座、导轨、工业相机、硬式内窥镜、旋转工作台、升降架和升降机构；导轨和升降机构均安装在支座上，导轨上安装有升降架，升降架与升降机构连接；升降架上安装有硬式内窥镜，硬式内窥镜的上方设置有工业相机；旋转工作台设置在支座上，位于硬式内窥镜的下方。
【专利摘要】一种工件内孔图像采集装置，包括支座、导轨、工业相机、硬式内窥镜、旋转工作台、升降架和升降机构；导轨和升降机构均安装在支座上，导轨上安装有升降架，升降架与升降机构连接；升降架上安装有硬式内窥镜，硬式内窥镜的上方设置有工业相机；旋转工作台设置在支座上，位于硬式内窥镜的下方。该装置结构简单，安全可靠，应用硬式内窥镜对工件内壁信息进行采集，对于相机像素的要求降低，通过设置圆周向的采集次数，一次采集一个角度的图像，最后把所有采集到的图像进行拼接，经过拼接最后形成完整的工件内壁图像信息，图像畸变小，拼接后符合人眼观测的习惯，对后续的处理工作具有充足的基础。
【IPC分类】H04N5/225, H04N5/232
【公开号】CN105391929
【申请号】CN201510957288
【发明人】林明星, 张胜
【申请人】山东大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月17日