CN108195762A - 一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置及方法，包括外框架、滑道、底座、竖直滑道、相机外罩、横向调节装置、相机角度调节装置，滑道安装在底座上，外框架行走于滑道上，在所述外框架上设有竖直滑道，所述横向调节装置与竖直滑道滑动连接，通过锁紧定位；所述相机角度调节装置安装在横向调节装置上，所述相机外罩安装在相机角度调节装置上。本发明的有益效果是能够精确调整线扫描相机的检测工位及倾角，满足带钢表面检测系统图像采集的要求。线扫描相机与相机底座紧密接触，增大相机的散热面积，再通入冷却相机用的压缩空气，可以有效提高相机的散热效果。

Description

一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置及方法

技术领域

本发明涉及机械制造领域，尤其涉及一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置及方法。

背景技术

目前影响带钢表面质量的主要因素是带钢在制造过程中由于原材料、轧制设备和加工工艺等多方面的原因，导致其表面出现的划痕、擦伤、结疤、粘结、辊印等不同类型的缺陷。目前采用CCD扫描相机检查带钢表面缺陷，实现对带钢表面缺陷图像的准确分析，进而实现对表面缺陷分类和记录，开展基于机器视觉的带钢表面质量检测系统研发与工业应用工作。

线扫描相机检测带钢表面缺陷时，其采用的条形光源发射的光照在带钢表面上形成很窄的光带，相机扫描线与光带重合，经带钢表面反射后，光带反射到相机的曝光底片处，且光的强度一致，利于线扫描相机扫描清晰成像。因此需要根据光源在带钢上的投射角度，精确调整相机的高度以及倾角，使扫描线能够与条形反射光源带重合。

在带钢表面质量检测系统硬件设计及开发过程中，需要对CCD扫描相机进行精确的安装定位设计，因而对CCD扫描相机工位的移动和调整提出相应的设计方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置及方法，能够精确调整线扫描相机的检测工位及倾角，满足带钢表面检测系统图像采集的要求。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置，包括外框架、滑道、底座、竖直滑道、相机外罩、横向调节装置、相机角度调节装置，滑道安装在底座上，外框架行走于滑道上，在所述外框架上设有竖直滑道，所述横向调节装置与竖直滑道滑动连接，通过锁紧定位；所述相机角度调节装置安装在横向调节装置上，所述相机外罩安装在相机角度调节装置上。

所述外框架整体为横向U型结构，待检测带钢从U型结构外框架的中间穿过。

所述横向调节装置包括横向型材、连接件、定位块，所述定位块通过螺栓与竖直滑道滑动连接；所述连接件搭接在定位块的上端，也通过螺栓与竖直滑道滑动连接，横向型材固定在连接件的上端。

所述相机角度调节装置包括调节板、安装架、微调螺栓、角度紧固螺栓，所述调节板与横向调节装置滑动连接，通过锁紧定位；在所述调节板上设有弧形孔，安装架的一端通过角度紧固螺栓与弧形孔连接，另一端搭接在调节板的横向支板上；微调螺栓螺接在调节板的横向支板上，微调螺栓的上端顶接安装架。

所述相机外罩包括外罩壳体、气管、弹簧、相机底座，相机底座设置在外罩壳体内，通过固定螺栓与外罩壳体连接，弹簧套接在固定螺栓上，弹簧的一端顶接相机底座，另一端顶接外罩壳体，所示外罩壳体连接气管，在外罩壳体的前端设有前端盖，在前端盖上设有与外罩壳体内腔连通的气孔。

一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置的使用方法，包括如下步骤：

1)将线扫描相机固定于相机外罩内的相机底座上，旋拧固定螺栓上的螺母，通过弹簧的弹力调整线扫描相机的水平精度。

2)将外框架从带钢的侧方推入检测工位，线扫描相机距离带钢的检测高度为600mm-850mm，线扫描相机扫描线与带钢的检测夹角α为30°-55°。

3)根据线扫描相机距离带钢的检测高度调整定位块到安装高度，锁紧螺栓定位；将连接件连同固定在其上的横向型材滑落到定位块上，锁紧螺栓定位；调整相机角度调整装置在横向型材上的位置，使线扫描相机至其检测工位，锁紧螺栓定位。

4)将安装架与调节板弧形孔的连接端抬起，旋拧微调螺栓，使微调螺栓的上端顶住安装架，通过旋拧微调螺栓微调调节安装架的角度，最后通过锁紧角度紧固螺栓将安装架的抬起端固定住，然后通过备用螺母将微调螺栓与调节板的横向支板锁紧固定。

5)通过气管向相机外罩内通入压缩空气对线扫描相机进行冷却，同时相机外罩内的压缩空气通过前端盖上的气孔对前端盖玻璃进行吹扫除尘。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1)能够精确调整线扫描相机的检测工位及倾角，满足带钢表面检测系统图像采集的要求。

2)线扫描相机与相机底座紧密接触，增大相机的散热面积，再通入冷却相机用的压缩空气，可以有效提高相机的散热效果。

3)可以精确调整相机角度，使相机的扫描线与光源照射带高度重合，满足扫描相机图像采集要求。

附图说明

图1是本发明一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置的整体结构示意图。

图2是图1中A处局部放大图。

图3是用于检测带钢下部的线扫描相机调节机构的局部结构示意图。

图4是图3中C处的局部放大图。

图5是图3中B处的局部放大图。

图6是相机外罩的结构示意图。

图7是相机外罩的侧视图。

图8是线扫描相机的与光源的角度设定原理图。

图中：1-底座；2-滑道；3-滑块；4-外框架；5-下表面检测相机；6-下表面检测光源；7-上表面检测相机；8-上表面检测光源；9-带钢；10-纵向滑道；11-调节板的横向支板；12-弧形孔；13-螺栓；14-安装架；15-微调螺栓；16-调节板；17-横向型材；18-连接件；19-定位块；20-角度紧固螺栓；21-线扫描相机；22-相机底座；23-弹簧；24-气管；25-气孔；26-前端盖；27-固定螺栓；28-相机外罩；29-检测光源。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

如图1-图7所示，一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置，包括外框架4、滑道2、底座1、竖直滑道10、相机外罩28、横向调节装置、相机角度调节装置，滑道2安装在底座1上，外框架4行走于滑道2上，外框架4通过滑块3与滑道2滑动连接；在所述外框架4上设有竖直滑道10，所述横向调节装置与竖直滑道10滑动连接，通过锁紧定位；所述相机角度调节装置安装在横向调节装置上，所述相机外罩28安装在相机角度调节装置上。

所述外框架4整体为横向U型结构，待检测带钢9从U型结构外框架4的中间穿过。

在带钢9的上方和下方的外框架4上分别设有一套竖直滑道10、相机外罩28、横向调节装置和相机角度调节装置，在带钢9上方的相机外罩28中安装有上表面检测相机7，同时在带钢9上方的外框架4上还设有上表面检测光源8，上表面检测光源8的两端同样安装有竖直滑道10。在带钢9下方的外框架4上以同样的结构形式安装有下表面检测相机5和下表面检测光源6。

检测相机采用线扫描相机，安装于相机外罩28内。

所述横向调节装置包括横向型材17、连接件18、定位块19，所述定位块19通过螺栓与竖直滑道10滑动连接；所述连接件18搭接在定位块19的上端，也通过螺栓与竖直滑道10滑动连接，横向型材17固定在连接件18的上端。

竖直滑道10为铝合金型材，在铝合金型材的一侧面上设有一条通长的开口，连接件18和定位块19上螺接有螺栓，通过螺栓在铝合金型材侧面上的通长开口中上下滑动。当调整好定位块19的位置时，锁紧螺栓即可将定位块19固定住，然后将连接件18落在定位块19上通过锁紧螺栓固定。横向型材17固定在连接件18的上端，随同连接件18一起定位。

所述相机角度调节装置包括调节板16、安装架14、微调螺栓15、角度紧固螺栓20，所述调节板16与横向调节装置滑动连接，通过锁紧定位；在所述调节板16上设有弧形孔12，安装架14的一端通过角度紧固螺栓20与弧形孔12连接，另一端搭接在调节板的横向支板11上；微调螺栓15螺接在调节板的横向支板11上，微调螺栓15的上端顶接安装架14。安装架14用于安装相机外罩28。

横向型材17也是采用铝合金型材制成的滑道结构，在调节板16的背面固定有卡槽，卡槽卡在横向型材17上，调节板16可以在沿横向型材17上左右移动，并可通过锁紧螺栓13定位。

所述相机外罩28包括外罩壳体、气管24、弹簧23、相机底座22，相机底座22设置在外罩壳体内，通过固定螺栓27与外罩壳体连接，弹簧23套接在固定螺栓27上，弹簧23的一端顶接相机底座22，另一端顶接外罩壳体，所示外罩壳体连接气管24，在外罩壳体的前端设有前端盖26，在前端盖26上设有与外罩壳体内腔连通的气孔25。

外罩壳体可以采用上端开盖式，其密封性要好。固定螺栓27焊接在外罩壳体的底面上，固定螺栓27套有高强度弹簧23，相机底座22在弹簧23的上端，并且固定螺栓27穿过相机底座22，通过螺母将固定螺栓27与相机底座22之间把合固定，旋紧固定螺栓27上螺母使相机底座22压紧弹簧23，使相机底座22处于水平面内。通过轻微松紧某一或二个固定螺栓27上的螺母，可以使相机底座22平面精调水平，便于相机扫描线与条形光源照射带重合，达到微调的目的。

使用时，底座1找正后通过地脚螺栓把合牢固，滑道2用螺栓固定在底座1上，滑块3安装在滑道2上，并且运动自如。外框架4固定在滑块3上。上表面检测相机7通过相机外罩28安装在安装架14上，安装架14两端设有纵向滑道10，可以调整上表面检测相机7的高度。下表面检测相机5与上表面检测相机7的安装方式一致。

一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置的使用方法，包括如下步骤：

1)将线扫描相机21固定于相机外罩28内的相机底座22上，旋拧固定螺栓27上的螺母，通过弹簧23的弹力调整线扫描相机的水平精度。

2)将外框架4从带钢9的侧方推入检测工位，线扫描相机21距离带钢9的检测高度为600mm-850mm，线扫描相机21扫描线与带钢9的检测夹角α为30°-55°(如图8所示)。

3)根据线扫描相机21距离带钢9的检测高度调整定位块19到安装高度，锁紧螺栓定位；将连接件18连同固定在其上的横向型材17滑落到定位块19上，锁紧螺栓定位；调整相机角度调整装置在横向型材17上的位置，使线扫描相机21至其检测工位，锁紧螺栓13定位。

4)将安装架14与调节板16弧形孔12的连接端抬起，旋拧微调螺栓15，使微调螺栓15的上端顶住安装架14，通过旋拧微调螺栓15微调调节安装架14的角度，最后通过锁紧角度紧固螺栓20将安装架14的抬起端固定住，然后通过备用螺母将微调螺栓15与调节板的横向支板11锁紧固定。

5)通过气管24向相机外罩28内通入压缩空气对线扫描相机21进行冷却，同时相机外罩28内的压缩空气通过前端盖26上的气孔25对前端盖26玻璃进行吹扫除尘。

6)上、下表面检测相机(7、5)和上、下表面检测光源(8、6)可随外框架4一起在滑道2上运动，若需要调节相机或检修相机时，可将整套装置移出，调整/检修好后，整套装置移入带钢检测位置。

Claims (6)

1.一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置，其特征在于，包括外框架、滑道、底座、竖直滑道、相机外罩、横向调节装置、相机角度调节装置，滑道安装在底座上，外框架行走于滑道上，在所述外框架上设有竖直滑道，所述横向调节装置与竖直滑道滑动连接；所述相机角度调节装置安装在横向调节装置上，所述相机外罩安装在相机角度调节装置上。

2.根据权利要求1所述的一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置，其特征在于，所述外框架整体为横向U型结构，待检测带钢从U型结构外框架的中间穿过。

3.根据权利要求1所述的一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置，其特征在于，所述横向调节装置包括横向型材、连接件、定位块，所述定位块通过螺栓与竖直滑道滑动连接；所述连接件搭接在定位块的上端，也通过螺栓与竖直滑道滑动连接，横向型材固定在连接件的上端。

4.根据权利要求1所述的一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置，其特征在于，所述相机角度调节装置包括调节板、安装架、微调螺栓、角度紧固螺栓，所述调节板与横向调节装置滑动连接；在所述调节板上设有弧形孔，安装架的一端通过角度紧固螺栓与弧形孔连接，另一端搭接在调节板的横向支板上；微调螺栓螺接在调节板的横向支板上，微调螺栓的上端顶接安装架。

5.根据权利要求1所述的一种实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置，其特征在于，所述相机外罩包括外罩壳体、气管、弹簧、相机底座，相机底座设置在外罩壳体内，通过固定螺栓与外罩壳体连接，弹簧套接在固定螺栓上，弹簧的一端顶接相机底座，另一端顶接外罩壳体，所示外罩壳体连接气管，在外罩壳体的前端设有前端盖，在前端盖上设有与外罩壳体内腔连通的气孔。

6.一种如权利要求1-5其中任意一项所述的实现线扫描相机检测带钢缺陷的微调装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将线扫描相机固定于相机外罩内的相机底座上，旋拧固定螺栓上的螺母，通过弹簧的弹力调整线扫描相机的水平精度；

2)将外框架从带钢的侧方推入检测工位，线扫描相机距离带钢的检测高度为600mm-850mm，线扫描相机扫描线与带钢的检测夹角α为30°-55°；

3)根据线扫描相机距离带钢的检测高度调整定位块到安装高度，锁紧螺栓定位；将连接件连同固定在其上的横向型材滑落到定位块上，锁紧螺栓定位；调整相机角度调整装置在横向型材上的位置，使线扫描相机至其检测工位，锁紧螺栓定位；

4)将安装架与调节板弧形孔的连接端抬起，旋拧微调螺栓，使微调螺栓的上端顶住安装架，通过旋拧微调螺栓微调调节安装架的角度，最后通过锁紧角度紧固螺栓将安装架的抬起端固定住，然后通过备用螺母将微调螺栓与调节板的横向支板锁紧固定；

5)通过气管向相机外罩内通入压缩空气对线扫描相机进行冷却，同时相机外罩内的压缩空气通过前端盖上的气孔对前端盖玻璃进行吹扫除尘。