CN105890519B - 胶料端部检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
胶料端部视觉检测系统，包括垂直于胶料输送机构，且位于胶料输送机构正上方的直线导轨，直线导轨上安装有视觉检测系统；视觉检测系统包括摄像镜头及多个激光器，沿胶料输送的方向，激光器位于摄像镜头的前方，且多个激光器呈间距横向并行排列；例摄像镜头朝向胶料输送机构的上端面，激光器均朝向来料端部的方向，且多个激光器的朝向角度相同；控制系统接收摄像镜头拍摄的图片信息。根据采集的胶料图像可以实现胶料宽度方向的多位置检测，且根据采集图像可计算出胶料端部的角度，不需要依靠机械检测装置和开关部件，可实现胶料端部位置和胶料端部角度的实时计算。提高轮胎的加工精度和加工效率。
Description
技术领域
本发明属于智能机械技术领域，涉及一种轮胎胶料检测设备，具体的说，涉及一种轮胎生产过程中的胶料端部角度的检测系统及方法。
背景技术
橡胶轮胎设备的自动化、无人化是当前橡胶轮胎设备的发展方向。轮胎加工需要根据生产规格对胶料进行定长裁断，胶料定长裁断的基础是胶料端部位置的检测。而由于胶料端部的通常为一斜面，斜面的角度为是定长裁断及检测需要考虑的要素，因此轮胎生产自动化必须要解决的一个问题就是胶料的端部位置及角度的检测。
现有的胶料定长检测系统的实现方法通常是依靠编码器、伺服电机等机械传动结构和检测机构，无法实现对胶料端部位置的实时检测，只能作为位置检测的基准配合编码器计数实现对胶料端部的定长及定位检测，影响检测精度的因素较多，检测的误差较大。而且，现有的检测系统不能实现对胶料端部角度的检测和计算。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动检测胶料端部角度的系统及方法。
本发明的技术方案是：胶料端部视觉检测系统，包括胶料输送机构及控制系统，还包括垂直于胶料输送机构，且位于胶料输送机构正上方的直线导轨，直线导轨上安装有视觉检测系统；视觉检测系统包括摄像镜头及多个激光器，沿胶料输送的方向，激光器位于摄像镜头的前方，且多个激光器呈间距横向并行排列；例如激光器可以为两个，两个激光器之间的排列间距为a；或激光器有三个，任意两相邻激光器之间的间距可以相等或不等；摄像镜头朝向胶料输送机构的上端面，激光器均朝向来料端部的方向，且多个激光器的朝向角度相同；控制系统接收摄像镜头拍摄的图片信息。
优选的是：摄像镜头和激光器集成安装在支撑架上，支撑架安装在直线导轨上，可根据检测需求调节视频检测系统的位置。
优选的是：相邻两个激光器之间的间距相等。
采用胶料端部视觉检测系统进行胶料端部检测的方法：
胶料经远离视觉检测系统向靠近视觉检测系统的方向运动；胶料端部运动到激光器的照射区域后，激光打在胶料端部；摄像镜头采集激光器照射胶料的图像信息；
控制系统分析图像信息，用于胶料端部角度的计算：
其中，A为胶料端部的倾斜角，b对应为：激光器III照射在胶料端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，获得投影线两个端点之间的距离；c为激光器I照射在胶料端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面投影，获得投影线两个端点之间的距离；a对应为激光器I和激光器II之间的间距。
优选的是：沿胶料输送机构的输送方向设置有图像中心点，摄像镜头的中心与图像中心点位于同一竖直面内。
采用这种系统进行胶料端部检测，方法如下：
胶料经远离视觉检测系统向靠近视觉检测系统的方向运动；胶料端部运动到激光器的照射区域后，激光倾斜打在胶料端部；摄像镜头采集激光器照射胶料的图像信息；
在胶料输送机构上端面，沿图像中心点画一垂直于胶料输送机构的线作为辅助线；
控制系统分析图像信息，取最靠近图像中心的胶料端点与辅助线相交时的图像，用于胶料端部角度的计算：
其中，A为胶料端部的倾斜角，b对应为：激光器III照射在胶料端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，获得投影线与辅助线的交点与辅助线与胶料端部的交点之间的距离；c为激光器I照射在胶料端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，得投影线与辅助线的交点与辅助线与胶料端部的交点之间的距离；a对应为激光器I和激光器II之间的间距。
本发明的有益效果是：
该系统采用摄像装置配合多个激光器，根据采集的胶料图像可以实现胶料宽度方向的多位置检测，且根据采集图像可计算出胶料端部的角度，不需要依靠机械检测装置和开关部件，可实现胶料端部位置和胶料端部角度的实时计算。提高轮胎的加工精度和加工效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明结构示意图。
图3为实施例1胶料端部角度计算原理示意图。
图4为实施例2胶料端部角度计算原理示意图。
图5为角度计算示意图。
其中，1-直线导轨，2-摄像镜头，3-激光器，301-激光器I，302-激光器II，303-激光器III，4-支撑架，5-胶料
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。
实施例1
如图1和图2所示，胶料端部视觉检测系统，包括胶料输送机构及控制系统，包括垂直于胶料输送机构，且位于胶料输送机构正上方的直线导轨1。
直线导轨1上安装有视觉检测系统；视觉检测系统包括摄像镜头2及激光器3，沿胶料输送的方向，激光器3位于摄像镜头2的前方，且多个激光器3呈间距横向并行排列；本实施例中激光器有三个，分别为激光器I301，激光器II302和激光器III303，且激光器I301和激光器II302之间的间距为a，激光器II302和激光器III303之间的间距也为a；摄像镜头2朝向胶料输送机构的上端面，激光器3均朝向来料端部的方向，且多个激光器3的朝向角度相同，当胶料5运动到靠近激光器3足够近的位置后，激光器3射出的激光将打在胶料5的端部；当胶料5进入摄像镜头2的图像采集范围内后，摄像镜头2采集激光器3照射在胶料5端部的图像信息；控制系统接收摄像镜头2拍摄的图片信息。
摄像镜头2和激光器3集成安装在支撑架上4，支撑架4安装在直线导轨1上，可沿直线导轨1运动，从而带动视觉检测系统沿直线导轨1运动，可根据需要调整视觉检测系统的相对位置。
采用胶料端部视觉检测系统进行胶料端部检测的方法：
胶料5置于胶料输送机构上，经远离视觉检测系统向靠近视觉检测系统的方向运动；胶料5端部运动到激光器的照射区域后，激光打在胶料端部；摄像镜头2采集激光器3照射胶料5的图像信息；
控制系统分析图像信息，用于胶料5端部角度的计算，如图5所示：
其中，A为胶料5端部的倾斜角，b对应为：激光器III301照射在胶料5端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，获得投影线两个端点之间的距离；c为激光器I303照射在胶料5端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，获得投影线两个端点之间的距离；a对应为激光器I和激光器II之间的间距。
实施例2
除以下描述外，其他同实施例1。
沿胶料输送机构的输送方向设置有图像中心点，摄像镜头2的中心与图像中心点位于同一竖直面内。
采用这种系统进行胶料端部检测，方法及原理如图4所示：
胶料5经远离视觉检测系统向靠近视觉检测系统的方向运动；胶料5端部运动到激光器3的照射区域后，激光打在胶料5端部；摄像镜头2采集激光器3照射胶料5的图像信息；
在胶料输送机构上端面，沿图像中心点画一垂直于胶料输送机构的线作为辅助线；
控制系统分析图像信息，取最靠近图像中心的胶料5端点与辅助线相交时的图像，用于胶料5端部角度的计算：
其中，A为胶料5端部的倾斜角，b对应为：激光器III301照射在胶料5端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，获得投影线与辅助线的交点与辅助线与胶料5端部的交点之间的距离；c为激光器I303照射在胶料5端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，得投影线与辅助线的交点与辅助线与胶料端部的交点之间的距离；a对应为激光器I301和激光器II302之间的间距。
Claims (4)
1.胶料端部视觉检测系统，包括胶料输送机构及控制系统，其特征在于：还包括垂直于胶料输送机构，且位于胶料输送机构正上方的直线导轨，直线导轨上安装有视觉检测系统；所述视觉检测系统包括摄像镜头及多个激光器，沿胶料输送的方向，激光器位于摄像镜头的前方，且多个激光器呈间距横向并行排列；所述摄像镜头朝向胶料输送机构的上端面，所述激光器均朝向来料端部的方向，且多个激光器的朝向角度相同；控制系统接收摄像镜头拍摄的图片信息；激光器有3个，沿胶料输送机构的输送方向设置有图像中心点，摄像镜头的中心与图像中心点位于同一竖直面内。
2.如权利要求1所述的胶料端部视觉检测系统，其特征在于：所述摄像镜头和激光器集成安装在支撑架上，支撑架安装在直线导轨上。
3.如权利要求1所述的胶料端部视觉检测系统，其特征在于：相邻两个激光器之间的间距相等。
4.如权利要求1所述的胶料端部视觉检测系统进行胶料端部检测的方法，其特征在于：
胶料经远离视觉检测系统向靠近视觉检测系统的方向运动；胶料端部运动到激光器的照射区域后，激光打在胶料端部；摄像镜头采集激光器照射胶料的图像信息；
在胶料输送机构上端面，沿图像中心点画一垂直于胶料输送机构的线作为辅助线；
控制系统分析图像信息，取最靠近图像中心的胶料端点与辅助线相交时的图像，用于胶料端部角度的计算：
其中，A为胶料端部的倾斜角，b对应为：激光器III照射在胶料端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面的投影，获得投影线与辅助线的交点与辅助线与胶料端部的交点之间的距离；c为激光器I照射在胶料端部上的激光光束，将该激光光束在胶料输送机构上端面投影，得投影线与辅助线的交点与辅助线与胶料端部的交点之间的距离；a对应为激光器I和激光器II之间的间距。
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