CN106383130A - 一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置 - Google Patents

一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，包括由底座和盖设于底座上的遮光罩围成的壳体、设于底座上用于放置短钢管的旋转托盘、用于拍摄短钢管内表面和端面的工业相机、用于拍摄短钢管外表面的线阵相机以及用于驱动旋转托盘转动的驱动机构，所述旋转托盘设置于壳体内。本发明检测装置具有全方位自动检测、效率高、无需人工干预的特点，能降低企业的生产成本。

Description

一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置
技术领域
本发明属于管材检测设备，特别涉及一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置。
背景技术
精密钢管的表面质量是评价钢管等级的一项重要指标，表面质量的好坏也将直接影响产品的性能与质量。但是企业在生产钢管的过程中，由于现场环境、设备等种种原因，钢管表面难免会出现划痕、辊印、裂纹、夹杂、锈斑、凹坑、麻面、擦伤等不同类型的缺陷。这些缺陷不仅影响产品的外观，而且会降低产品性能。目前，大多数钢管生产企业都是安排特定的人员在线检测钢管表面缺陷，这样不仅会影响生产效率，而且人眼长时间的工作，容易疲劳，漏检概率增大，产品的合格率降低，质量得不到保证。因此，企业急需开发出在线精密短钢管表面检测系统来保证产品的表面质量。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能全方位自动检测、效率高、无需人工干预的基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，该检测装置能降低企业生产成本。
为实现上述目的，本发明提供一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，包括由底座和盖设于底座上的遮光罩围成的壳体、设于底座上用于放置短钢管的旋转托盘、用于拍摄短钢管内表面和端面的工业相机、用于拍摄短钢管外表面的线阵相机以及用于驱动旋转托盘转动的驱动机构，所述旋转托盘设置于壳体内。当然，短钢管一般为精密短钢管。
作为进一步的改进，所述遮光罩内设有配合线阵相机拍摄短钢管外表面的条形光源。
作为进一步的改进，所述的旋转托盘包括盘体和嵌设于盘体内用于配合工业相机拍摄短钢管内表面和端面的平行背光光源。当然，旋转托盘除了可以用于放置旋转托盘外，嵌于盘体内的平行背光光源还可以用于配合工业相机拍摄短钢管内表面和端面。
作为进一步的改进，所述工业相机设有鱼眼镜头。
作为进一步的改进，线阵相机固定设于遮光罩的内侧，工业相机与遮光罩固定连接，鱼眼镜头设置在壳体内。
作为进一步的改进，所述驱动机构为电机。当然，电机是与旋转托盘连接的。
作为进一步的改进，所述短钢管表面缺陷检测装置还包括多轴机械手。
本发明的有益效果是，通过对精密短钢管外表面、内表面、端面的缺陷检测，辅以多轴机械手，可实现全过程自动检测，实现了全方位检测精密短钢管表面质量的目的。在判断短钢管是否存在缺陷时，无需人工干预，可有效提高检测效率和质量，降低了企业生产成本。
附图说明
图1为本发明检测装置结构示意图；
图2为图1所示的检测装置后视结构示意图；
图3为图1所示的检测装置左视结构示意图；
图4为图1所示的检测装置俯视结构示意图；
图5为本发明使用情况的结构示意图；
其中，1是壳体；2是电机；3是旋转托盘；4是线阵相机；5是工业相机；6是遮光罩；7是条形光源；8是平行背光光源；9是短钢管；10是底座。
具体实施方式
下面结合附图对发明作进一步详细的说明。
如图1-4所示，一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，包括由底座10和盖设于底座10上的遮光罩6围成的壳体1、设于底座10上用于放置短钢管的旋转托盘3、用于拍摄短钢管9内表面和端面的工业相机5、用于拍摄短钢管外表面的线阵相机4以及用于驱动旋转托盘转动的驱动机构，所述旋转托盘3设置于壳体1内。短钢管9一般为精密短钢管。
优选地，所述的遮光罩6内设有配合线阵相机4拍摄短钢管9外表面的条形光源7。线阵相机4用来拍摄精密短钢管9外表面，条形光源7通过打光辅助，使短钢管9外表面成像。条形光源7最好固定设于遮光罩内，即壳体内。这样使用方便。
优选地，所述旋转托盘3包括盘体和嵌设于盘体内用于配合工业相机拍摄短钢管内表面和端面的平行背光光源8。工业相机5用来拍摄短钢管9的内表面和端面，平行背光光源8通过打光辅助内表面成像。
优选地，所述工业相机5设有鱼眼镜头。
优选地，线阵相机4固定设于遮光罩6的内侧，工业相机5与遮光罩6固定连接，鱼眼镜头设置在壳体1内。为了拍摄方便，工业相机的镜头最好设置在壳体的一侧，鱼眼镜头最好设置在壳体的上部。
作为进一步的改进，所述驱动机构为电机2。
作为进一步的改进，所述短钢管9表面缺陷检测装置还包括多轴机械手。
使用时，将短钢管9(被检测钢管)垂直放在平行背光光源上，平行背光光源嵌在旋转托盘3内(当然短钢管也是放置在旋转托盘上)，旋转托盘3由电机2驱动水平旋转。遮光罩6用来屏蔽干扰光源，以及固定线阵相机4、工业相机5、条形光源7等设备。
如图5所示，工作原理如下：
1)将短钢管9送入本发明装置的壳体内，放在旋转托盘3的中心；可以是将短钢管9(被检测钢管)垂直放在平行背光光源上，钢管的一个端面与平行背光光源紧贴。最好采用多轴机械手将短钢管9送入本发明检测装置的壳体。
2)电机2驱动旋转托盘3以一定速度旋转，旋转托盘3带动钢管9旋转(此时短钢管相对于旋转托盘静止状态)，条形光源7打光，线阵相机4拍摄钢管9，使钢管9外表面形成一幅展开的平面图。所述外表面为钢管外侧表面。
3)然后，平行背光光源8打光，工业相机5拍摄钢管内表面(即钢管内侧表面)和端面。鱼眼镜头对内表面起放大作用，辅助内表面更好地成像。
4)利用多轴机械手将钢管上下调转，工业相机拍摄钢管的另一个端面。
5)这样整个精密短钢管的表面就拍摄完毕，工业相机和线阵相机将所拍摄的图片上传至上位机，上位机中的图像处理软件对图片进行处理、分析，判断钢管是否存在表面缺陷。
需要说明的是钢管的表面由内表面、外表面和端面组成。短钢管一般指的是长度小于15厘米的钢管。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，其特征在于，包括由底座和盖设于底座上的遮光罩围成的壳体、设于底座上用于放置短钢管的旋转托盘、用于拍摄短钢管内表面和端面的工业相机、用于拍摄短钢管外表面的线阵相机以及用于驱动旋转托盘转动的驱动机构，所述旋转托盘设置于壳体内。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，其特征在于，所述遮光罩内设有配合线阵相机拍摄短钢管外表面的条形光源。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，其特征在于，所述的旋转托盘包括盘体和嵌设于盘体内用于配合工业相机拍摄短钢管内表面和端面的平行背光光源。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，其特征在于，所述工业相机设有鱼眼镜头。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，其特征在于，线阵相机固定设于遮光罩的内侧，工业相机与遮光罩固定连接，鱼眼镜头设置在壳体内。
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，其特征在于，所述驱动机构为电机。
7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的短钢管表面缺陷检测装置，其特征在于，所述短钢管表面缺陷检测装置还包括多轴机械手。
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