CN110421013A - 一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统 - Google Patents

一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，包括：左成像组件和右成像组件，所述左成像组件和所述右成像组件左右对称设置，其中，所述左成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转，所述右成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转；服务器，所述服务器分别与所述左成像组件和所述右成像组件相连。根据本发明实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，可以使光学成像传感器绕钢卷轴线转动一周并同步曝光成像，所得到的图像数据，可以供操作人员观察从而判定钢卷是否选在缺陷，也可用于自动缺陷检测。

Description

一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统
技术领域
本发明涉及成像装置，更具体的说涉及一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统。
背景技术
在几乎所有带钢生产线的入口和出口位置，都会有专人对钢卷质量进行检查。对于热轧产线，从卷取机出来的钢卷，可能存在头叠、尾裂、边裂、边损、毛刺、溢出边、塔型、错层缺陷。必须及时进行检查，并对严重缺陷卷进行封锁处理，避免流入下一道工序。对于冷轧产线，钢卷如果存在严重缺陷，不但无法保证产品的质量，甚至可能造成断带、堵钢等严重生产事故。然而，目前钢卷端面缺陷检查主要由人工靠近观察，存在工作环境恶劣，自动化程度低，检查不及时等问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，可以使光学成像传感器绕钢卷轴线转动一周并同步曝光成像，所得到的图像数据，可以供操作人员观察从而判定钢卷是否选在缺陷，也可用于自动缺陷检测。
根据本发明实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，包括：
左成像组件和右成像组件，所述左成像组件和所述右成像组件左右对称设置，其中，所述左成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转，所述右成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转；
服务器，所述服务器分别与所述左成像组件和所述右成像组件相连。
有利地，所述的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统还包括控制柜、第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，所述左成像组件包括：
左底座；
左支座，所述左支座可左右移动地设在所述左底座上；
第一左驱动装置，所述第一左驱动装置设在所述左底座上且与所述左支座相连以驱动所述左支座在所述左底座上左右移动；
第二左驱动装置，所述第二左驱动装置可上下移动地设在所述左支座上且所述第二左驱动装置的输出轴的转动轴线水平设置；
第三左驱动装置，所述第三左驱动装置设在所述左支座上且与所述第二左驱动装置相连以驱动所述第二左驱动装置在所述左支座上上下移动；
左连接杆，所述左连接杆的中部与所述第二左驱动装置的输出轴相连；
左光学成像传感器，所述左光学成像传感器设在所述左连接杆的一端并与所述服务器相连；
所述右成像组件包括：
右底座；
右支座，所述右支座可左右移动地设在所述右底座上；
第一右驱动装置，所述第一右驱动装置设在所述右底座上且与所述右支座相连以驱动所述右支座在所述右底座上左右移动；
第二右驱动装置，所述第二右驱动装置可上下移动地设在所述右支座上且所述第二右驱动装置的输出轴的转动轴线水平设置；
第三右驱动装置，所述第三右驱动装置设在所述右支座上且与所述第二右驱动装置相连以驱动所述第二右驱动装置在所述右支座上上下移动；
右连接杆，所述右连接杆的中部与所述第二右驱动装置的输出轴相连；
右光学成像传感器，所述右光学成像传感器设在所述右连接杆的一端并与所述服务器相连；
其中，所述第一左驱动装置、所述第二左驱动装置、所述第三左驱动装置、所述第一右驱动装置、所述第二右驱动装置、所述第三右驱动装置、所述第一测距传感器、所述第二测距传感器、所述第三测距传感器均与所述控制柜相连，所述第一测距传感器设在所述左连接杆上，所述第二测距传感器设在所述右连接杆上，所述第三测距传感器设在所述左成像组件和所述右成像组件之间且位于所述左成像组件和所述右成像组件的上面。
有利地，所述第一左驱动装置和所述第一右驱动装置均为直线电机、直线气缸或者直线液压缸，所述第二左驱动装置和所述第二右驱动装置均为电机，所述第三左驱动装置包括左竖向导轨、左电机和左竖向螺杆，所述左竖向导轨设在所述左支座上，所述第二左驱动装置分别与所述左竖向导轨和所述左竖向螺杆相连，所述左电机设在所述左支座上并与所述左竖向螺杆相连以驱动所述左竖向螺杆转动，所述第三右驱动装置包括右竖向导轨、右电机和右竖向螺杆，所述右竖向导轨设在所述右支座上，所述第二右驱动装置分别与所述右竖向导轨和所述右竖向螺杆相连，所述右电机设在所述右支座上并与所述右竖向螺杆相连以驱动所述右竖向螺杆转动。
有利地，所述第一测距传感器设在所述左连接杆上且邻近所述左光学成像传感器，所述第二测距传感器设在所述右连接杆上且邻近所述右光学成像传感器。
有利地，所述第三测距传感器设在所述左成像组件和所述右成像组件的正中间。
有利地，所述左成像组件还包括左配重块，所述左配重块设在所述左连接杆的另一端，所述右成像组件还包括右配重块，所述右配重块设在所述右连接杆的另一端。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统的示意图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图来详细描述根据本发明实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统。
如图1和图2所示，根据本发明实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，包括：左成像组件和右成像组件，服务器200。
所述左成像组件和所述右成像组件左右对称设置，其中，所述左成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转，所述右成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转。
在一个具体应用场景里，所述左成像组件和所述右成像组件左右对称地设在钢卷运输链的左右两侧。钢卷运输链上设有多个间隔布置的钢卷鞍座600。可以理解的是，钢卷鞍座600用于放置钢卷500。所述左成像组件和所述右成像组件可左右移动是为了使成像组件组件对焦，以获得清晰的钢卷端面图像数据。所述左成像组件和所述右成像组件可上下移动是为了使成像组件与钢卷的水平轴线对其，从而保证钢卷能够落入成像组件的成像区域。所述左成像组件和所述右成像组件沿水平轴线可旋转是为了使成像组件可以对钢卷端面的一周进行曝光成像。
服务器200分别与所述左成像组件和所述右成像组件相连，用于分别接收所述左成像组件和所述右成像组件检测所得的钢卷端面的图像数据。
也就是说，根据本发明实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，应用时，左成像组件和右成像组件左右对称地设置在钢卷运输链的两侧，且左成像组件和右成像组件均可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转，分别用于采集钢卷左、右端面的图像，服务器运行专用检测软件，能够接受钢卷端面的二维或三维图，并从图像中识别缺陷，服务器内部安装了数据库，用于存储钢卷信息和检测结果。
根据本发明的一个实施例，所述的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统还包括控制柜300、第一测距传感器118、第二测距传感器128和第三测距传感器400。所述左成像组件包括：左底座111，左支座112，第一左驱动装置113，第二左驱动装置114，第三左驱动装置，左连接杆116，左光学成像传感器117。
左支座112可左右移动地设在左底座111上。
第一左驱动装置113设在左底座111上且与左支座112相连以驱动左支座112在左底座111上左右移动。第一左驱动装置113可以为直线电机、直线气缸或者直线液压缸。
第二左驱动装置114可上下移动地设在左支座112上且第二左驱动装置114的输出轴的转动轴线水平设置。第二左驱动装置可以为电机。
所述第三左驱动装置设在左支座112上且与第二左驱动装置114相连以驱动第二左驱动装置114在左支座112上上下移动。所述第三左驱动装置包括左竖向导轨1151、左电机1152和左竖向螺杆1153，左竖向导轨1151设在左支座112上，第二左驱动装置114分别与左竖向导轨151和左竖向螺杆1153相连，左电机1152设在左支座112上并与左竖向螺杆1153相连以驱动左竖向螺杆1153转动，进而带动第二左驱动装置114在左支座112上上下移动。
左连接杆116的中部与第二左驱动装置114的输出轴相连。
左光学成像传感器117设在左连接杆116的一端并与服务器200相连。
所述右成像组件包括：右底座121，右支座122，第一右驱动装置123，第二右驱动装置124，第三右驱动装置，右连接杆126，右光学成像传感器127。
右支座122可左右移动地设在右底座121上。
第一右驱动装置123设在右底座121上且与右支座122相连以驱动右支座122在右底座121上左右移动。第一右驱动装置123可以为直线电机、直线气缸或者直线液压缸。
第二右驱动装置124可上下移动地设在右支座122上且第二右驱动装置124的输出轴的转动轴线水平设置。第二右驱动装置124可以为电机。
所述第三右驱动装置设在右支座122上且与第二右驱动装置124相连以驱动第二右驱动装置124在右支座122上上下移动。所述第三右驱动装置包括右竖向导轨1251、右电机1252和右竖向螺杆1253，右竖向导轨1251设在右支座122上，第二右驱动装置124分别与右竖向导轨1251和右竖向螺杆1253相连，右电机1252设在右支座122上并与右竖向螺杆1253相连以驱动右竖向螺杆1253转动，进而带动右电机1252在右支座122上上下移动。
右连接杆126的中部与第二右驱动装置124的输出轴相连。
右光学成像传感器127设在右连接杆126的一端并与服务器200相连。
其中，第一左驱动装置113、第二左驱动装置114、所述第三左驱动装置、第一右驱动装置123、第二右驱动装置124、所述第三右驱动装置、第一测距传感器118、第二测距传感器128、第三测距传感器400均与控制柜300相连，第一测距传感器118设在左连接杆116上，第二测距传感器128设在右连接杆126上，第三测距传感器400设在所述左成像组件和所述右成像组件之间且位于所述左成像组件和所述右成像组件的上面。
也就是说，根据本发明实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统包含左成像组件和右成像组件，分别左右对称地安装在钢卷运输链的左右两侧，对到达检测工位(即鞍座600)的钢卷500的两个端面进行成像。电控柜300内包含可编程控制器，能够控制所有机构的动作和传感器的启停。服务器200通过专用数据线分别与左光学成像传感器117、右光学成像传感器127连接，使得传感器数据能够传送服务器200。
对一个钢卷500的成像过程可以分为启动、测量、调整、扫描、回位五个步骤。
初始状态时，电控柜300通过从运输链的可编程逻辑控制器得到的状态量判断出钢卷500已经到达，可以启动检测流程。
通过安装在钢卷500上方的第三测距传感器400，能够测量出第三测距传感器400距离钢卷500顶端的距离，结合已知的鞍座600的结构参数，能够计算出钢卷500的外径。与此同时，安装在侧面的第一测距传感器118和第二测距传感器128分别测量出钢卷500端面距离第一光学成像传感器117和第二光学成像传感器127的距离。
测量完成后，根据测量得到的距离值，第一左驱动装置113和第一右驱动装置123分别驱动左支座112和右支座122的左右位移量，以使第一光学成像传感器117和第二光学成像传感器127对焦。所述第三左驱动装置和所述第三右驱动装置分别驱动第二左驱动装置114和第二右驱动装置124的上下位移量，以使第二左驱动装置114的输出轴的轴线和第二右驱动装置124的输出轴的轴线与钢卷500的水平轴线重合。完成位移后，第二左驱动装置114和第二右驱动装置124的轴线刚好与钢卷500的水平轴线等高对齐，左光学成像传感器117和右光学成像传感器127与钢卷500端面的距离等于设定的期望值。
调整完成后，第二左驱动装置114和第二右驱动装置124开始匀速旋转，与此同时左光学成像传感器117和右光学成像传感器127开始扫描钢卷500端面，获取图像数据，并实时将数据传动到服务器200上。旋转一周后第二左驱动装置114和第二右驱动装置124停止旋转，左光学成像传感器117和右光学成像传感器127采集的图像也刚好覆盖了整个钢卷500端面。
之后，第二左驱动装置114和第二右驱动装置124开始反转到开始前的初始位置。第一左驱动装置113和第一右驱动装置123、所述第三左驱动装置和所述第三右驱动装置也运动到初始位置，一次成像过程完毕。
有利地，第一测距传感器118设在左连接杆116上且邻近左光学成像传感器117，第二测距传感器128设在右连接杆126上且邻近右光学成像传感器127。有利地，第三测距传感器400设在所述左成像组件和所述右成像组件的正中间。有利地，所述左成像组件还包括左配重块119，左配重块119设在左连接杆116的另一端，所述右成像组件还包括右配重块129，右配重块129设在右连接杆126的另一端，由此，旋转时比较平稳。
根据本发明实施例的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，包含旋转装置，光学成像传感器安装在此装置内，成像时旋转装置绕钢卷轴线转动一周，光学成像器件同步曝光成像，能够使用少量光学成像传感器采集钢卷端面的高分辨率二维或三维图像，所得到的图像数据，可以供操作人员观察从而判定钢卷是否选在缺陷，也可以用于自动缺陷检测。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，其特征在于，包括：
左成像组件和右成像组件，所述左成像组件和所述右成像组件左右对称设置，其中，所述左成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转，所述右成像组件可左右移动、可上下移动且沿水平轴线可旋转；
服务器，所述服务器分别与所述左成像组件和所述右成像组件相连。
2.根据权利要求1所述的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，其特征在于，还包括控制柜、第一测距传感器、第二测距传感器和第三测距传感器，所述左成像组件包括：
左底座；
左支座，所述左支座可左右移动地设在所述左底座上；
第一左驱动装置，所述第一左驱动装置设在所述左底座上且与所述左支座相连以驱动所述左支座在所述左底座上左右移动；
第二左驱动装置，所述第二左驱动装置可上下移动地设在所述左支座上且所述第二左驱动装置的输出轴的转动轴线水平设置；
第三左驱动装置，所述第三左驱动装置设在所述左支座上且与所述第二左驱动装置相连以驱动所述第二左驱动装置在所述左支座上上下移动；
左连接杆，所述左连接杆的中部与所述第二左驱动装置的输出轴相连；
左光学成像传感器，所述左光学成像传感器设在所述左连接杆的一端并与所述服务器相连；
所述右成像组件包括：
右底座；
右支座，所述右支座可左右移动地设在所述右底座上；
第一右驱动装置，所述第一右驱动装置设在所述右底座上且与所述右支座相连以驱动所述右支座在所述右底座上左右移动；
第二右驱动装置，所述第二右驱动装置可上下移动地设在所述右支座上且所述第二右驱动装置的输出轴的转动轴线水平设置；
第三右驱动装置，所述第三右驱动装置设在所述右支座上且与所述第二右驱动装置相连以驱动所述第二右驱动装置在所述右支座上上下移动；
右连接杆，所述右连接杆的中部与所述第二右驱动装置的输出轴相连；
右光学成像传感器，所述右光学成像传感器设在所述右连接杆的一端并与所述服务器相连；
其中，所述第一左驱动装置、所述第二左驱动装置、所述第三左驱动装置、所述第一右驱动装置、所述第二右驱动装置、所述第三右驱动装置、所述第一测距传感器、所述第二测距传感器、所述第三测距传感器均与所述控制柜相连，所述第一测距传感器设在所述左连接杆上，所述第二测距传感器设在所述右连接杆上，所述第三测距传感器设在所述左成像组件和所述右成像组件之间且位于所述左成像组件和所述右成像组件的上面。
3.根据权利要求2所述的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，其特征在于，所述第一左驱动装置和所述第一右驱动装置均为直线电机、直线气缸或者直线液压缸，所述第二左驱动装置和所述第二右驱动装置均为电机，所述第三左驱动装置包括左竖向导轨、左电机和左竖向螺杆，所述左竖向导轨设在所述左支座上，所述第二左驱动装置分别与所述左竖向导轨和所述左竖向螺杆相连，所述左电机设在所述左支座上并与所述左竖向螺杆相连以驱动所述左竖向螺杆转动，所述第三右驱动装置包括右竖向导轨、右电机和右竖向螺杆，所述右竖向导轨设在所述右支座上，所述第二右驱动装置分别与所述右竖向导轨和所述右竖向螺杆相连，所述右电机设在所述右支座上并与所述右竖向螺杆相连以驱动所述右竖向螺杆转动。
4.根据权利要求2所述的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，其特征在于，所述第一测距传感器设在所述左连接杆上且邻近所述左光学成像传感器，所述第二测距传感器设在所述右连接杆上且邻近所述右光学成像传感器。
5.根据权利要求2所述的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，其特征在于，所述第三测距传感器设在所述左成像组件和所述右成像组件的正中间。
6.根据权利要求2所述的一种旋转扫描式钢卷端面缺陷检测系统，其特征在于，所述左成像组件还包括左配重块，所述左配重块设在所述左连接杆的另一端，所述右成像组件还包括右配重块，所述右配重块设在所述右连接杆的另一端。
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