CN107977024B - 一种线扫成像试验平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制与检测技术领域，具体地说是一种线扫成像试验平台，其设有框架平台，特征在于框架平台的内部设有物体传运机构，框架平台的上方设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构和线阵相机，通过一级相机固定机构、二级相机固定机构和三级相机固定机构实现相机不同方位的拍摄，通过物体转运机构控制被拍摄的传送带上的物体的运动速度的准确性，通过传动电机控制主动轴的转速，控制被拍摄的物体的运动速度与线阵相机的扫描速度相匹配形成完整的清晰明确的图像，物体传运机构与一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构相配合工作，实现物体的清晰扫描，具有平台安全可靠、检测精度高、生成图像不失真等优点。

Description

一种线扫成像试验平台

技术领域

本发明涉及控制与检测技术领域，具体地说是一种结构简单、平台安全可靠、检测精度高、生成图像不失真的线扫成像试验平台。

背景技术

众所周知，机器视觉技术在工业生产检测中的应用日益广泛。相比于人眼手工检测的方法，机器视觉检测系统具有高效率、高速度、工作从不间断、高准确率、适应各种恶劣环境、易实现流水线生产等多种优点。工业相机作为工业机器视觉系统的核心部件，决定着拍摄图像的质量与图像传输的速率。因此，工业机器视觉系统对工业相机的性能与功能要求也越来越高。

但是，市场上的线阵相机多数都为通用的CCD相机，只具备一般的图像采集功能，不具备特殊场合的应用。在工业检测处理系统，有时工控机的图像处理负荷过重，需要将图像的预处理过程放在相机中执行；有时需要相机输出的图像具备明显的边缘信号；有时需要使设备小型化等。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、平台安全可靠、检测精度高、生成图像不失真的线扫成像试验平台。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种线扫成像试验平台，设有框架平台，其特征在于所述的框架平台的内部设有可组装拆卸的与框架平台上方平齐的物体传运机构，所述的框架平台的上方设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构和线阵相机，所述的物体传运机构由支撑架、传送带、主动轴、从动轴和传动电机组成，所述的传动电机设在支撑架的一侧，传动电机的输出轴与主动轴相连接，从动轴设在支撑架的另一侧，传送带的两端分别套接主动轴和从动轴上，通过传动电机带动主动轴转动进而使传送带携带物体运动，所述的物体传运机构中传送带的外侧的框架平台上经支架组件分别设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构，所述的支架组件由四个竖杆、左横杆、右横杆、前横杆、后横杆和上横杆组成，所述的四个竖杆分别固定在传送带两侧，传送带两侧的竖杆顶部分别经左横杆和右横杆相连接，传送带同侧的竖杆上部经前横杆和后横杆相连接，左横杆和右横杆的中部设有上横杆，所述的上横杆的两端分别经U型卡槽与左横杆、右横杆相连接，U型卡槽卡接在左横杆和右横杆的两侧使上横杆在左横杆和右横杆上滑动，所述的上横杆上设有一级相机固定机构，所述的一级相机固定机构由连接杆和U型相机卡箍组成，所述的连接杆的侧面经U型卡槽与上横杆相卡接，连接杆的下端与U型相机卡箍相连接，所述的U型相机卡箍开口朝下并在其侧面设有卡紧螺孔，卡紧螺孔内设有卡紧螺栓，通过卡紧螺栓转动对U型相机卡箍内的线阵相机进行固定，所述的前横杆和右横杆之间设有二级相机固定机构，所述的二级相机固定机构由横向滑杆、竖向固定板、竖向移位板和U型相机卡箍组成，所述的横向滑杆的两侧分别经U型卡槽卡接在前横杆和后横杆的侧面，横向滑杆的两端部分别设有竖向固定板，所述的竖向固定板的板面内侧设有竖直向下并排的定位螺栓，所述的竖向固定板内侧设有竖向移位板，所述的竖向移位板的板面中部设有导向滑孔，所述的导向滑孔穿过竖向固定板内侧的定位螺栓并经定位螺母进行固定，所述的竖向移位板之间经销轴连接U型相机卡箍，U型相机卡箍内设有线阵相机，所述的右横杆外侧设有三级相机固定机构，所述的三级相机固定机构由竖向移位杆、U型卡槽和U型相机卡箍组成，所述的竖向移位杆的杆面上设有定位孔，所述的U型卡槽的一端卡接在右横杆上，另一端设有穿过竖向移位杆上定位孔的定位杆，通过定位杆固定在不同的定位孔上实现线阵相机的上下移位，所述的竖向移位杆的下端设有U型相机卡箍，U型相机卡箍内设有线阵相机，线阵相机通过穿过U型相机卡箍的定位螺栓进行固定，通过一级相机固定机构、二级相机固定机构和三级相机固定机构全方位的对物体进行图像采集。

本发明所述的主动轴和从动轴之间设有导向支撑轴，保证传送带移动的稳定性，进而保证物品的图像采集效果。

本发明所述的物体转运机构中的主动轴上设有速度传感器，速度传感器与PLC控制器相连接，PLC控制器经变频器与传动电机相连接，通过速度传感器检测到主动轴的转动速度，将速度信号传递给控制器，控制器将速度信号传递给变频器，变频器对传动电机实现转速调节以满足线阵相机拍摄成像对于物体运动速度的要求，使传送带的转动速度与线阵相机的扫描速度相匹配，从而能够形成清晰精确的图像，而不是失真的模糊图像。

本发明所述的主动轴和从动轴外侧分别设有隔板，隔板上设有位置传感器，所述的位置传感器与PLC控制器相连接，通过位置传感器的位置信号传递给控制器，控制器将信号传递给传动电机，实现传动电机的反转，多次反复移动保证物体拍摄图像更加清晰。

本发明由于所述的框架平台的内部设有可组装拆卸的与框架平台上方平齐的物体传运机构，所述的框架平台的上方设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构和线阵相机，通过一级相机固定机构、二级相机固定机构和三级相机固定机构实现相机不同方位的拍摄，保证拍摄的完整性及拍摄效果，通过物体转运机构控制被拍摄的传送带上的物体的运动速度的准确性，通过传动电机控制主动轴的转速，进而控制被拍摄的物体的运动速度与线阵相机的扫描速度相匹配，进而能形成完整的清晰明确的图像，物体传运机构与一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构相配合工作，实现物体的清晰扫描，具有结构简单、平台安全可靠、检测精度高、生成图像不失真等优点。

附图说明

图1是本发明的框架平台与一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构的结构示意图。

图2是本发明中一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构的局部结构示意图。

图3是本发明中物体传运机构的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明中控制系统框图。

图6是本发明中控制系统工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明：

如附图所示，一种线扫成像试验平台，设有框架平台1，其特征在于所述的框架平台1的内部设有可组装拆卸的与框架平台1上方平齐的物体传运机构，所述的框架平台1的上方设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构和线阵相机，所述的物体传运机构由支撑架22、传送带2、主动轴3、从动轴4和传动电机5组成，所述的传动电机5设在支撑架22的一侧，传动电机5的输出轴与主动轴3相连接，从动轴4设在支撑架22的另一侧，传送带2的两端分别套接主动轴3和从动轴4上，通过传动电机5带动主动轴3转动进而使传送带2携带物体运动，所述的物体传运机构中传送带2的外侧的框架平台1经支架组件分别设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构，所述的支架组件由四个竖杆6、左横杆7、右横杆8、前横杆9、后横杆10和上横杆11组成，所述的四个竖杆6分别固定在传送带2两侧，传送带2两侧的竖杆6顶部分别经左横杆7和右横杆8相连接，传送带2同侧的竖杆6上部经前横杆9和后横杆10相连接，左横杆7和右横杆8的中部设有上横杆11，所述的上横杆11的两端分别经U型卡槽12与左横杆7、右横杆8相连接，U型卡槽12卡接在左横杆7和右横杆8的两侧使上横杆11在左横杆7和右横杆8上滑动，所述的上横杆11上设有一级相机固定机构，所述的一级相机固定机构由连接杆13和U型相机卡箍14组成，所述的连接杆13的侧面经U型卡槽与上横杆11相卡接，连接杆13的下端与U型相机卡箍相连接，所述的U型相机卡箍开口朝下并在其侧面设有卡紧螺孔，卡紧螺孔内设有卡紧螺栓，通过卡紧螺栓转动对U型相机卡箍内的线阵相机进行固定，所述的前横杆9和右横杆8之间设有二级相机固定机构，所述的二级相机固定机构由横向滑杆15、竖向固定板16、竖向移位板18和U型相机卡箍组成，所述的横向滑杆15的两侧分别经U型卡槽卡接在前横杆9和后横杆10的侧面，横向滑杆15的两端部分别设有竖向固定板16，所述的竖向固定板16的板面内侧设有竖直向下并排的定位螺栓，所述的竖向固定板16内侧设有竖向移位板18，所述的竖向移位板18的板面中部设有导向滑孔17，所述的导向滑孔17穿过竖向固定板16内侧的定位螺栓并经定位螺母进行固定，所述的竖向移位板18之间经销轴连接U型相机卡箍，U型相机卡箍内设有线阵相机，所述的右横杆8外侧设有三级相机固定机构，所述的三级相机固定机构由竖向移位杆19、U型卡槽和U型相机卡箍组成，所述的竖向移位杆19的杆面上设有定位孔20，所述的U型卡槽的一端卡接在右横杆8上，另一端设有穿过竖向移位杆19上定位孔20的定位杆，通过定位杆固定在不同的定位孔20上实现线阵相机的上下移位，所述的竖向移位杆19的下端设有U型相机卡箍，U型相机卡箍内设有线阵相机，线阵相机通过穿过U型相机卡箍的定位螺栓进行固定，通过一级相机固定机构、二级相机固定机构和三级相机固定机构全方位的对物体进行图像采集，所述的主动轴3和从动轴4之间设有导向支撑轴21，保证传送带移动的稳定性，进而保证物品的图像采集效果，所述的物体转运机构中的主动轴上设有速度传感器，速度传感器与PLC控制器相连接，PLC控制器经变频器与传动电机相连接，通过速度传感器检测到主动轴的转动速度，将速度信号传递给控制器，控制器将速度信号传递给变频器，变频器对传动电机实现转速调节以满足线阵相机拍摄成像对于物体运动速度的要求，使传送带的转动速度与线阵相机的扫描速度相匹配，从而能够形成清晰精确的图像，而不是失真的模糊图像，所述的主动轴和从动轴外侧分别设有隔板23，隔板23上设有位置传感器，所述的位置传感器与PLC控制器相连接，通过位置传感器的位置信号传递给控制器，控制器将信号传递给传动电机，实现传动电机的反转，多次反复移动保证物体拍摄图像更加清晰。

本发明在使用时，将物体传运机构放置在框架平台的内部，使物体转运平台的传送带置于框架平台的上方水平面平行，由于物体传运机构与框架平台分开，可方便运输和携带安装，保证了企业生产需要，根据物体需要被拍摄的部位安装线阵相机，分别通过调整一级相机固定机构、二级相机固定机构和三级相机固定机构调节线阵相机的位置，保证被拍摄的位置能清晰的在线阵相机内记录下来，本发明中的控制系统的工作流程（如图6所示）如下：首先根据需要采集的物体的清晰度要求，V0是根据线阵相机采集图像的要求而定，首先开机，然后设定速度V，此时传动电机启动，当设定速度V达到速度VO时，运动到两侧隔板后反响运行，如果设定速度V大于V0时，进行减速，重新达到V等于V0时继续完成上述过程，如果没有达到设定速度V大于V0时，则重新启动，使之达到V等于V0的过程进而完成整个控制系统的工作流程，上述所述的的V0是根据线阵相机采集图像的要求（包括清晰度要求等）而定，在初始速度设定时不能够很准确的达到这个速度，设计中将以V0为邻域的很小的范围设定为正常范围，超过这个范围以外的速度都需要由PLC控制器根据速度传感器反馈的速度信号进行调节，本发明由于所述的框架平台的内部设有可组装拆卸的与框架平台上方平齐的物体传运机构，所述的框架平台的上方设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构和线阵相机，通过一级相机固定机构、二级相机固定机构和三级相机固定机构实现相机不同方位的拍摄，保证拍摄的完整性及拍摄效果，通过物体转运机构控制被拍摄的传送带上的物体的运动速度的准确性，通过传动电机控制主动轴的转速，进而控制被拍摄的物体的运动速度与线阵相机的扫描速度相匹配，进而能形成完整的清晰明确的图像，物体传运机构与一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构相配合工作，实现物体的清晰扫描，具有结构简单、平台安全可靠、检测精度高、生成图像不失真等优点。

Claims (4)

1.一种线扫成像试验平台，设有框架平台，其特征在于所述的框架平台的内部设有可组装拆卸的与框架平台上方平齐的物体传运机构，所述的框架平台的上方设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构和线阵相机，所述的物体传运机构由支撑架、传送带、主动轴、从动轴和传动电机组成，所述的传动电机设在支撑架的一侧，传动电机的输出轴与主动轴相连接，从动轴设在支撑架的另一侧，传送带的两端分别套接主动轴和从动轴上，通过传动电机带动主动轴转动进而使传送带携带物体运动，所述的物体传运机构中传送带的外侧的框架平台上经支架组件分别设有一级相机固定机构、二级相机固定机构、三级相机固定机构，所述的支架组件由四个竖杆、左横杆、右横杆、前横杆、后横杆和上横杆组成，所述的四个竖杆分别固定在传送带两侧，传送带两侧的竖杆顶部分别经左横杆和右横杆相连接，传送带同侧的竖杆上部经前横杆和后横杆相连接，左横杆和右横杆的中部设有上横杆，所述的上横杆的两端分别经U型卡槽与左横杆、右横杆相连接，U型卡槽卡接在左横杆和右横杆的两侧使上横杆在左横杆和右横杆上滑动，所述的上横杆上设有一级相机固定机构，所述的一级相机固定机构由连接杆和U型相机卡箍组成，所述的连接杆的侧面经U型卡槽与上横杆相卡接，连接杆的下端与U型相机卡箍相连接，所述的U型相机卡箍开口朝下并在其侧面设有卡紧螺孔，卡紧螺孔内设有卡紧螺栓，通过卡紧螺栓转动对U型相机卡箍内的线阵相机进行固定，所述的前横杆和右横杆之间设有二级相机固定机构，所述的二级相机固定机构由横向滑杆、竖向固定板、竖向移位板和U型相机卡箍组成，所述的横向滑杆的两侧分别经U型卡槽卡接在前横杆和后横杆的侧面，横向滑杆的两端部分别设有竖向固定板，所述的竖向固定板的板面内侧设有竖直向下并排的定位螺栓，所述的竖向固定板内侧设有竖向移位板，所述的竖向移位板的板面中部设有导向滑孔，所述的导向滑孔穿过竖向固定板内侧的定位螺栓并经定位螺母进行固定，所述的竖向移位板之间经销轴连接U型相机卡箍，U型相机卡箍内设有线阵相机，所述的右横杆外侧设有三级相机固定机构，所述的三级相机固定机构由竖向移位杆、U型卡槽和U型相机卡箍组成，所述的竖向移位杆的杆面上设有定位孔，所述的U型卡槽的一端卡接在右横杆上，另一端设有穿过竖向移位杆上定位孔的定位杆，通过定位杆固定在不同的定位孔上实现线阵相机的上下移位，所述的竖向移位杆的下端设有U型相机卡箍，U型相机卡箍内设有线阵相机，线阵相机通过穿过U型相机卡箍的定位螺栓进行固定，通过一级相机固定机构、二级相机固定机构和三级相机固定机构全方位的对物体进行图像采集。

2.根据权利要求1所述的一种线扫成像试验平台，其特征在于所述的主动轴和从动轴之间设有导向支撑轴。

3.根据权利要求1所述的一种线扫成像试验平台，其特征在于所述的物体转运机构中的主动轴上设有速度传感器，速度传感器与PLC控制器相连接，PLC控制器经变频器与传动电机相连接，通过速度传感器检测到主动轴的转动速度，将速度信号传递给控制器，控制器将速度信号传递给变频器，变频器对传动电机实现转速调节以满足线阵相机拍摄成像对于物体运动速度的要求，使传送带的转动速度与线阵相机的扫描速度相匹配，从而能够形成清晰精确的图像，而不是失真的模糊图像。

4.根据权利要求1所述的一种线扫成像试验平台，其特征在于所述的主动轴和从动轴外侧分别设有隔板，隔板上设有位置传感器，所述的位置传感器与PLC控制器相连接，通过位置传感器的位置信号传递给控制器，控制器将信号传递给传动电机，实现传动电机的反转。