CN108180837B - 一种拉链尺寸图像采集装置及基于该装置的在线视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种拉链尺寸图像采集装置，该装置包括检测相机、镜头、光源、组合棱镜装置、壳体、拉链限位装置、拉链引导装置，通过利用光路设计和曝光控制，将经过拉链尺寸图像采集装置内部的拉链的几何形貌通过组合棱镜装置及光学镜头成像在相机CCD面上，从而实现拉链尺寸的成像；为了实现实时在线检测，本发明还公开一种拉链尺寸在线视觉检测系统，通过中心处理器和控制器控制图像采集装置实现拉链尺寸是否合格的实时判断，输出检测结果。本发明的图像采集装置利用检测相机替代人工检测，改变了现有的拉链检测方式，节省人力，且提高了检测效率和准确度，并降低了生产成本。

Description

一种拉链尺寸图像采集装置及基于该装置的在线视觉检测 系统

技术领域

本发明涉及拉链检测领域，特别是涉及一种拉链尺寸图像采集装置及在线视觉检测系统。

背景技术

拉链是一种用于物品并合或分离的连接件，在服装、包袋等生活用品上有着广泛的应用。拉链的成型工序作为生产过程中的重要环节，在生产中难免会有缺陷产生，若不经检测直接投入下一工序，会直接影响附带拉链产品的质量，因此必须对拉链的质量进行检测。而传统的拉链单边尺寸检测都是人工检测，检测强度大，工作效率低，费时费力，且容易出现漏检测、误检测的情况。因此如何提高拉链单边尺寸的检测效率和准确度，且使拉链的检测省时省力是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉链尺寸图像采集装置及在线视觉检测系统，其能够通过光路设计和曝光控制，达到一个相机同时检测两条单边拉链、及分步检测单边拉链不同位置的三个待检测尺寸；同时添加了拉链检测限位装置，限定拉链的检测位置，降低机器震动对检测过程的影响。从而提高拉链单边尺寸的检测效率和准确度，使得拉链的检测省时省力，同时节约生产成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种拉链尺寸图像采集装置，其特征在于，该装置包括检测相机、镜头、光源、组合棱镜装置、壳体、拉链限位装置、拉链引导装置，所述的检测相机固定在所述的壳体的内部顶面上，所述的镜头安装在所述的检测相机上，所述的光源为四个，其中两个固定在底面上，两者相对于所述的镜头左右对称放置，另外两个光源分别固定在所述的壳体的左右侧壁上，两者也相对于所述的镜头左右对称放置；

所述的组合棱镜装置包括位于前后的组合棱镜装置挡板和固定在前后挡板之间的两层棱镜，上层为个全反射直角棱镜和个半透半反棱镜，所述的个半透半反棱镜贴合设置，在个半透半反棱镜整体的左侧和后侧各平移设置一个全反射直角棱镜，下层为个全反射直角棱镜，设置在所述的个半透半反棱镜的正下方，且两者反射面对称设置；所述的组合棱镜装置通过所述的挡板固定在所述的壳体内；

所述的壳体的前、后表面均等高设置用于拉链通过的两个通孔，四个通孔均相对于镜头对称布置，相对的两个通孔的中心线与任一个光源的中心线垂直且有交点；

所述的拉链限位装置为两个，且两者相对于镜头对称布置，所述的拉链限位装置用于对拉链的竖直方向的位置进行限定；

所述的拉链引导装置为两个，分别固定在壳体的前后外表面，每个拉链引导装置包括两个滑轮、滑轮固定轴、引导装置固定件，两个滑轮固定在所述的滑轮固定轴的两端，滑轮固定轴通过引导装置固定件固定在壳体的外表面上。

进一步地，所述的拉链限位装置包括内部限位轴承和两个外部限位轴承，两个外部限位轴承分别固定在壳体的前后表面，内部限位轴承固定在壳体的前表面或后表面；

进一步地，所述的壳体包括箱体和可拆卸转动连接在箱体上的前端盖。

进一步地，所述的组合棱镜装置通过所述的后挡板固定在所述的壳体内。

进一步地，所述的镜头为光学镜头。

进一步地，所述的拉链限位装置的内部限位轴承为两个。

一种拉链尺寸在线视觉检测系统，其特征在于，该系统包括上述任意一项所述的拉链尺寸图像采集装置，以及控制器和中心处理器，三者依次电连接；所述的中心处理器控制所述的控制器的开关，所述的控制器控制所述的拉链尺寸图像采集装置各个部件的开闭，所述的拉链尺寸图像采集装置采集拉链尺寸的图像信息并进行光电转换，将图像信息送入所述的中心处理器，所述的中心处理器对采集的两个单边拉链的图像信息进行处理，并根据相应的拉链生产标准判定所生产的拉链是否合格，输出检测结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的拉链尺寸图像采集装置利用检测相机替代人工检测，改变了现有技术中的拉链检测方式，可以节省人力，提高拉链的检测效率和准确度，从而使拉链的检测省时省力；并且该拉链单边尺寸在线视觉检测系统，通过使用棱镜系统改变光路，达到只使用一个检测相机，降低了大量的生产成本。

附图说明

图1为本发明的拉链尺寸图像采集装置的整体结构示意图；

图2为本发明的拉链尺寸图像采集装置去掉壳体底面后的仰视图；

图3为本发明的单边拉链穿过拉链限位装置和拉链引导装置的示意图；

图4为本发明的组合棱镜装置的结构示意图；

图5为本发明的拉链尺寸图像采集装置采集左侧单边拉链宽度和齿头尺寸时的光路图；

图6为本发明的拉链尺寸图像采集装置采集左侧单边拉链厚度尺寸时的光路图；

图7为本发明的拉链尺寸在线视觉检测系统的示意图；

图中，1-检测相机；2-光学镜头；3-光源；4-组合棱镜装置；41-组合棱镜装置挡板；42-半透半反棱镜；43-全反射直角棱镜；5-壳体；51-箱体；52-盖子；6-拉链限位装置；61-外部限位轴承固定件；62-外部限位轴承；63-内部限位轴承；64-内部限位轴承固定件；7-拉链引导装置；71-滑轮；72-滑轮固定轴；73-引导装置固定件；8-控制器；9-计算机；10-单边拉链。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，本发明的一种拉链尺寸图像采集装置，其包括检测相机1、光学镜头2、光源3、组合棱镜装置4、壳体5、拉链限位装置6、拉链引装置7。检测相机1固定在壳体5的内部顶面上，光学镜头2安装在检测相机1上，光源3为四个，均为面光源，其中两个固定在壳体5的内部底面上，另外两个光源3分别固定在壳体5的左右侧壁上，光源两两相对于镜头2左右对称放置；组合棱镜装置4包括位于前后的组合棱镜装置挡板41和固定在前后挡板之间的上下两层棱镜，上层为2个全反射直角棱镜43和2个半透半反棱镜42，2个半透半反棱镜42贴合设置，在2个半透半反棱镜42的左侧和后侧各平移设置一个全反射直角棱镜43，下层为2个全反射直角棱镜43，设置在所述的2个半透半反棱镜42的正下方，且两者反射面对称设置，上下层的棱镜均相对于光学镜头2对称布置，组合棱镜装置4通过后挡板固定在壳体5内。

壳体5包括箱体51和盖子52，壳体5的前、后表面分别等高设置用于拉链通过的两个通孔53，四个通孔均相对于光学镜头2对称布置，相对的两个通孔的中心线与任一个光源3的中心线垂直且有交点。

拉链限位装置6为两个，且两者相对于光学镜头2对称布置，每个拉链限位装置6包括两个外部限位轴承62和两个内部限位轴承63，两个外部限位轴承62通过外部限位轴承固定件61分别固定在壳体5的前后表面，两个内部限位轴承63均通过内部限位轴承固定件64固定在壳体5的前表面或后表面。

拉链引导装置7为两个，分别固定在壳体5的前后外表面，每个拉链引导装置7包括两个滑轮71、滑轮固定轴72、引导装置固定件73，两个滑轮固定在滑轮固定轴72的两端，滑轮固定轴72与引导装置固定件73通过轴承连接，引导装置固定件73固定在壳体的外表面上。

下面介绍拉链尺寸图像采集装置的工作过程。

如图2和3所示，单边拉链10在拉链引导装置7的滑轮71、外部限位轴承62和内部限位轴承63上滑动。如图5所示，为图像采集装置采集左侧单边拉链宽度和齿牙尺寸时的光路图。拉链通过通孔53时，壳体5内部底面的左侧光源3曝光，光线通过组合棱镜装置4上半部分左侧的全反射直角棱镜43时，光线向右侧偏转90°，光线传递方向平行于检测相机1的CCD平面；而后光线继续沿该方向传递，通过所述棱镜转换系统4上半部分左侧的半透半反棱镜42时，光线向左侧偏转90°，光线传递方向垂直于检测相机1的CCD平面，从而使左侧单边拉链宽度和齿牙尺寸成像在检测相机1的CCD平面上。该图像采集系统采集右侧单边拉链宽度和齿牙尺寸时的光路图与左侧原理一致。左、右两侧单边拉链宽度和齿牙尺寸图像采集同时进行。

如图6所示，为图像采集装置采集左侧单边拉链厚度尺寸时的光路图。壳体5内部左侧的光源3曝光，光线通过组合棱镜装置4下半部分左侧的全反射直角棱镜43时，光线向左侧偏转90°，光线传递方向垂直于检测相机1的CCD平面，而后光线继续沿该方向传递，通过所述棱镜转换系统4上半部分左侧的半透半反棱镜42时，光线直接透射通过，光线传递方向不发生改变，从而使左侧单边拉链厚度尺寸成像在检测相机1的CCD平面上。该图像采集系统采集右侧单边拉链厚度尺寸时的光路图与左侧原理一致。左、右两侧单边拉链厚度尺寸图像采集同时进行。

为了实现拉链尺寸的实时在线视觉检测，本发明还提出一种拉链尺寸在线视觉检测系统，该系统包括上述的拉链尺寸图像采集装置、控制器8和中心处理器9，如图7所示，三者依次电连接，其中，中心处理器9控制控制器8的开关，控制器8控制拉链尺寸图像采集装置各个部件的开闭，拉链尺寸图像采集装置采集拉链尺寸的图像信息并进行光电转换，将图像信息送入中心处理器9，中心处理器9对采集的两个单边拉链的图像信息进行处理，如通过计算机中的视觉检测软件对图像进行滤波去噪等预处理，而后识别目标，将目标从背景中分割出来，提取出图像中的被测目标的边缘，再运用扫描法求解出被测单边拉链的宽度、厚度和齿头的尺寸，并根据相应的拉链生产标准判定所生产的拉链是否合格，最后输出检测结果，从而实现拉链尺寸的实时在线检测。

综上所述，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种拉链尺寸图像采集装置，其特征在于，该装置包括检测相机（1）、镜头（2）、光源（3）、组合棱镜装置（4）、壳体（5）、拉链限位装置（6）、拉链引导装置（7），所述的检测相机（1）固定在所述的壳体（5）的内部顶面上，所述的镜头（2）安装在所述的检测相机（1）上，所述的光源（3）为四个，其中两个固定在底面上，两者相对于所述的镜头（2）左右对称放置，另外两个光源（3）分别固定在所述的壳体（5）的左右侧壁上，两者也相对于所述的镜头（2）左右对称放置；

所述的组合棱镜装置（4）包括位于前后的组合棱镜装置挡板（41）和固定在前后挡板之间的两层棱镜，上层为2个全反射直角棱镜（43）和2个半透半反棱镜（42），所述的2个半透半反棱镜（42）贴合设置，在2个半透半反棱镜整体的左侧和后侧各平移设置一个全反射直角棱镜，下层为2个全反射直角棱镜（43），设置在所述的2个半透半反棱镜（42）的正下方，且两者反射面对称设置；所述的组合棱镜装置（4）通过所述的挡板固定在所述的壳体（5）内；

所述的壳体（5）的前、后表面均等高设置用于拉链通过的两个通孔（53），四个通孔（53）均相对于镜头（2）对称布置，相对的两个通孔的中心线与任一个光源（3）的中心线垂直且有交点；

所述的拉链限位装置（6）为两个，且两者相对于镜头（2）对称布置，所述的拉链限位装置（6）用于对拉链（10）的竖直方向的位置进行限定；

所述的拉链引导装置（7）为两个，分别固定在壳体（5）的前后外表面，每个拉链引导装置（7）包括两个滑轮（71）、滑轮固定轴（72）、引导装置固定件（73），两个滑轮固定在所述的滑轮固定轴（72）的两端，滑轮固定轴（72）通过引导装置固定件（73）固定在壳体（5）的外表面上；

所述的拉链限位装置（6）包括内部限位轴承（63）和两个外部限位轴承（62），两个外部限位轴承（62）分别固定在壳体（5）的前后表面，内部限位轴承（63）固定在壳体（5）的前表面或后表面；

所述的壳体（5）包括箱体（51）和可拆卸转动连接在箱体上的前端盖（52）。

2.根据权利要求1所述的拉链尺寸图像采集装置，其特征在于，所述的组合棱镜装置（4）通过所述的后挡板固定在所述的壳体（5）内。

3.根据权利要求1所述的拉链尺寸图像采集装置，其特征在于，所述的镜头（2）为光学镜头。

4.根据权利要求1所述的拉链尺寸图像采集装置，其特征在于，所述的拉链限位装置（6）的内部限位轴承（63）为两个。

5.一种拉链尺寸在线视觉检测系统，其特征在于，该系统包括上述任意一项权利要求所述的拉链尺寸图像采集装置，以及控制器（8）和中心处理器（9），三者依次电连接；所述的中心处理器（9）控制所述的控制器（8）的开关，所述的控制器（8）控制所述的拉链尺寸图像采集装置各个部件的开闭，所述的拉链尺寸图像采集装置采集拉链尺寸的图像信息并进行光电转换，将图像信息送入所述的中心处理器（9），所述的中心处理器（9）对采集的两个单边拉链的图像信息进行处理，并根据相应的拉链生产标准判定所生产的拉链是否合格，输出检测结果。