熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像方法和裝置的制造方法【
技術(shù)領(lǐng)域：
】[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法和裝置，具體說(shuō)有關(guān)一種用于圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量的視覺(jué)檢測(cè)方法和裝置。【
背景技術(shù)：
】[0002]機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)是近年來(lái)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品表面質(zhì)量檢測(cè)的重要手段，該技術(shù)通過(guò)獲取被檢測(cè)對(duì)象表面的圖像并對(duì)圖像進(jìn)行分析和識(shí)別，據(jù)此對(duì)產(chǎn)品的表面質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。檢測(cè)對(duì)象表面圖像的獲取是視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)能否成功實(shí)現(xiàn)其功能的關(guān)鍵。被測(cè)對(duì)象清晰圖像的獲取，有賴于檢測(cè)系統(tǒng)中各關(guān)鍵器件及被測(cè)對(duì)象保持各技術(shù)參數(shù)的穩(wěn)定。但是，由于生產(chǎn)條件及工藝的變化，從而導(dǎo)致被測(cè)對(duì)象參數(shù)經(jīng)常變動(dòng)，這需要同步調(diào)整視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)中的成像器件以保證成像參數(shù)不發(fā)生變化，從而得到穩(wěn)定一致的被測(cè)對(duì)象圖像。[0003]在圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量檢測(cè)中，因圓柱形長(zhǎng)材表面為圓弧形狀，且檢測(cè)的位置一般處于高溫、粉塵環(huán)境，檢測(cè)條件較為惡劣；另外，因同一生產(chǎn)線上生產(chǎn)的圓柱形長(zhǎng)材外徑尺寸變化，這無(wú)疑也為檢測(cè)增加了技術(shù)難度。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的研究者對(duì)冷態(tài)圓柱形長(zhǎng)材的內(nèi)表面檢測(cè)進(jìn)行了大量的研究，這些研究大多基于漏磁和超聲檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)用于熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材的外表面視覺(jué)檢測(cè)研究則相對(duì)較少。發(fā)明名稱為“對(duì)熱態(tài)圓柱形件圖像采集和處理系統(tǒng)(Imagecapturingandprocessingsystemforhotprofilesofrevolut1n)，，的第EP2341330A2號(hào)歐洲專利介紹了一種對(duì)熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面進(jìn)行成像的方法，布置有成120度分布的三組線陣CCD相機(jī)和線性光源，但該專利沒(méi)有考慮圓柱形長(zhǎng)材外徑尺寸的變化。申請(qǐng)人為國(guó)際上進(jìn)行線材檢測(cè)技術(shù)研究的OG公司、發(fā)明名稱為“帶自校準(zhǔn)的基于可移動(dòng)圖像的測(cè)量方法和裝置(Amethodandapparatusofaportableimaging-basedmeasurementwithselfcalibrat1n)”的第CN102549374A號(hào)的中國(guó)專利申請(qǐng)揭不的方案采用改變焦距的成像方式進(jìn)行對(duì)焦，雖然考慮了長(zhǎng)材外徑尺寸的變化，但調(diào)整和實(shí)現(xiàn)均較為困難。[0004]實(shí)現(xiàn)熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面缺陷的在線檢測(cè)，對(duì)于盡早發(fā)現(xiàn)圓柱形長(zhǎng)材的質(zhì)量缺陷，減少批量缺陷的產(chǎn)生，提高圓柱形長(zhǎng)材的成材率十分重要?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0005]本發(fā)明的目的是提供一種熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像方法和裝置，可根據(jù)圓柱形長(zhǎng)材外徑尺寸調(diào)整成像單元位置，獲取不同規(guī)格圓柱形長(zhǎng)材的高質(zhì)量表面圖像，以實(shí)現(xiàn)熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量在線檢測(cè)。[0006]根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像裝置，包括:底座、多個(gè)成像單元、控制系統(tǒng)和同步調(diào)整機(jī)構(gòu)，所述底座中央形成有供圓柱形長(zhǎng)材穿過(guò)的通孔，在所述通孔外圍布置有大齒圈，大齒圈的上端面在圓周方向上同心地形成有平面矩形螺紋結(jié)構(gòu)；所述多個(gè)成像單元分別固定在安裝座上，每一個(gè)成像單元包括圖像傳感器和光源，并圍繞所述通孔沿周邊以相等間隔角度布置在所述底座上，所述安裝座底部形成有矩形螺紋以與所述的平面矩形螺紋結(jié)構(gòu)相配合；所述控制系統(tǒng)與所述圖像傳感器連接，以計(jì)算圖像傳感器與圓柱形長(zhǎng)材外表面之間的距離；所述同步調(diào)整機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電機(jī)、小齒輪、所述大齒圈、所述矩形螺紋和矩形平面矩形螺紋結(jié)構(gòu)組成，其中，所述步進(jìn)電機(jī)與所述控制系統(tǒng)連接，以接收控制系統(tǒng)計(jì)算的該距離值信號(hào)以確定所述步進(jìn)電機(jī)所需要的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，小齒輪和大齒圈相互嚙合，所述步進(jìn)電機(jī)與小齒輪連接以驅(qū)動(dòng)小齒輪帶動(dòng)大齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)平面矩形螺紋結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)各安裝座連同各成像單元同步地沿通過(guò)所述通孔中心的方向移動(dòng)而同步調(diào)整所述多個(gè)成像單元的位置。[0007]所述多個(gè)成像單元為3個(gè)，圍繞所述通孔沿周邊布置的所述相等間隔角度為120度。[0008]所述多個(gè)成像單元為4個(gè)，圍繞所述通孔沿周邊布置的所述相等間隔角度為90度。[0009]所述多個(gè)成像單元為6個(gè)，圍繞所述通孔沿周邊布置的所述相等間隔角度為60度。[0010]根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像方法，包括:[0011]獲取圓柱形長(zhǎng)材的外徑尺寸；[0012]計(jì)算步進(jìn)電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度參數(shù)；[0013]同步調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)成像單元同步移動(dòng)；[0014]成像單元調(diào)整到位；[0015]通過(guò)光源和圖像傳感器采集圖像；[0016]判斷外徑是否變化:若是變化，則獲取圓柱形長(zhǎng)材外徑尺寸并繼續(xù)后續(xù)步驟，否則若無(wú)變化調(diào)整結(jié)束。[0017]所述計(jì)算步進(jìn)電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度參數(shù)，包括:當(dāng)圓柱形長(zhǎng)材外徑d變化時(shí)，由控制系統(tǒng)計(jì)算圖像傳感器與圓柱形長(zhǎng)材外表面之間的距離，根據(jù)該距離值確定步進(jìn)電機(jī)需要轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。[0018]所述同步調(diào)整機(jī)構(gòu)帶動(dòng)成像單元同步移動(dòng),包括:由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)與之相連接的直齒小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由直齒小齒輪帶動(dòng)大齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)以通過(guò)大齒圈上端面的圓周方向的平面矩形螺紋結(jié)構(gòu)帶動(dòng)安裝座底部的矩形螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)，以控制圖像傳感器及光源組合而成的成像單元沿通過(guò)圓柱形長(zhǎng)材中心的方向移動(dòng)，從而同步調(diào)整圓柱形長(zhǎng)材外圍的成像單元的位置。[0019]本發(fā)明采用同步調(diào)整機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多個(gè)成像單元的同步位置調(diào)整，可獲得不同外徑尺寸圓柱形長(zhǎng)材表面的高質(zhì)量圖像，從而實(shí)現(xiàn)熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量的穩(wěn)定在線檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)圓柱形長(zhǎng)材表面缺陷，減少批量缺陷的發(fā)生，提高成材率。【附圖說(shuō)明】[0020]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像裝置的主視圖，其中作了局部剖視；[0021]圖2是圖1中沿A-A線所取的剖視圖；[0022]圖3是圖1的右視圖；[0023]圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像裝置的立體圖；[0024]圖5是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像方法的流程圖?！揪唧w實(shí)施方式】[0025]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)說(shuō)明。首先需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限于下述【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該從下述實(shí)施方式所體現(xiàn)的精神來(lái)理解本發(fā)明，各技術(shù)術(shù)語(yǔ)可以基于本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)來(lái)作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構(gòu)件采用相同的附圖標(biāo)記表示。[0026]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一種熱態(tài)圓柱形長(zhǎng)材表面質(zhì)量視覺(jué)檢測(cè)的成像裝置10，包括:底座1、4個(gè)成像單元2、控制系統(tǒng)(未圖示)和同步調(diào)整機(jī)構(gòu)。[0027]以下結(jié)合附圖具體說(shuō)明上述實(shí)施例的各個(gè)組成部分。[0028]底座I的中央形成有供圓柱形長(zhǎng)材5穿過(guò)的通孔la，在通孔Ia的外圍布置有大齒圈lb，大齒圈Ib的上端面在圓周方向上同心地形成有平面矩形螺紋結(jié)構(gòu)lb’。4個(gè)成像單元2分別固定在安裝座2c上，以使4個(gè)成像單元2圍繞通孔Ia沿周邊以90度相等間隔角度布置。在其它實(shí)施例中，成像單元的數(shù)量和布置位置，可以根據(jù)系統(tǒng)分辨率的要求設(shè)置3個(gè)，相隔120度布置，或設(shè)置6個(gè)，相隔60度布置。每一個(gè)成像當(dāng)前第1頁(yè)1 2