CN113092488A - 一种基于视觉的金银锭外观检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于视觉的金银锭外观检测装置和方法，包括以下主要部件：下机身架；上层暗室；旋转平台；X、Y、Z轴运动模组；被测物体放置工位；旋转平台；激光扫描仪；侧方位及上方位视觉相机等。其特征在于旋转平台带动被测物体转动，通过X、Y、Z轴运动模组调整激光扫描仪、侧方位及上方位视觉相机位置对被测物体进行数据采集。利用激光扫描仪扫描被测物体轮廓，采集被测物体尺寸及表面凹凸数据；在侧方位暗室中利用侧方位相机采集物体4个侧面数据；通过人工或机械手翻转，在上方位暗室中利用上方位相机采集物体上、下表面数据；最后将获取的数据信息通过计算机进行处理得到最终检测报告。本发明能够替代传统的人工检测方案，而且解决了金银锭外观检测中移动困难、检测周期长、精度低、效率低、受人为因素干扰大的问题，提供了一种精准高效的金银锭外观检测装置和方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种金银锭外观缺陷检测和尺寸测量装置和方法，检测内容包含2D检测和3D检测。2D检测内容包括金银锭表面杂质、斑点检测及金银锭表面字符识别；3D检测内容包括表面凹凸，金银锭整体尺寸，重构三维模型。
背景技术
现有金银锭缺陷检测通常以人工手动检测为主，即利用量具对凹凸点尺寸及深度测量，通过目测检查表面杂质和字符，受人为因素影响大。根据国标规则，成品金银锭铸件有15KG和30KG两种规格。由于金银锭质量重，体积大，表面杂质种类多，整体斑点缺陷覆盖面大，因而采用人工检测时存在搬运及移动困难、检测时间长、精度低、检测效率低、受人为因素干扰等问题。
发明内容
为了克服金银锭检测过程中搬运及移动困难、表面反光、杂质斑点不易区分，表面凹凸不平，尺寸检测误差大等问题，本发明提供一种2D视觉结合3D激光轮廓扫描技术的方案。整体方案通过建立局部暗室，将金银锭分成多区域采集，再整体拼接，检测金银锭斑点缺陷及识别表面字符，通过3D激光轮廓扫描，重构物体三维轮廓，得到金银锭外观尺寸及凹凸缺陷尺寸。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：采用一种2D视觉相机结合3D激光轮廓扫描技术，装置包括下机身架，上层暗室，旋转平台，X轴运动模组，Y轴运动模组，Z轴运动模组，局部暗室等。
上述的外观缺陷检测和尺寸测量，下机身架做整机结构的安装面，上层暗室安装于下机身架上，完全覆盖上层结构，建立一个不受外部光照环境影响的独立检测环境。为了满足金银锭6个面的检测要求，旋转平台需带动金银锭进行水平面360°旋转，同时3D激光扫描仪与2D视觉相机依次检测金银锭每个侧面和顶面。再通过人工或机械手将金银锭翻转后，再次置于旋转平台上，3D激光扫描仪与2D视觉相机再对金银锭底面进行检测。至此金银锭的六个面原始数据全部采集成功，然后经过计算机处理采集到的数据得到最终检测结果。
上述的金银锭外观检测，X轴运动模组装载3D激光扫描仪与2D视觉相机，在X轴方向往复运动，对金银锭X轴方向信息采集。
上述的金银锭检测，Y轴运动模组装载3D激光扫描仪与侧方位2D视觉相机，在Y轴方向进行往复运动，用于自动调整侧方位拍摄距离。
上述的金银锭外观检测，Z轴运动模组装载正位方2D视觉相机，在Z轴方向进行往复运动，用于自动调整正方位拍摄距离。
上述的金银锭外观检测，金银锭单面分多次拍摄，拍摄区域设有局部暗室，提高拍摄质量。
有益效果
本发明的有益效果是，本发明金银锭外观检测采用2D视觉相机结合3D激光轮廓扫描的方式对金银锭进行检测，暗室有效的消除了外界光的干扰，提高了对杂质斑点检测精度，3D检测凹凸缺陷尺寸和具体位置，所有检测问题点系统自动记录并储存，自动剔除检测不合格金银锭，使产品质量得到保证。同时三维重构也可直观的看到金银锭外观效果，便于查询历史记录。
说明书附图
本发明的有益效果是，本发明采用2D视觉相机结合3D激光轮廓扫描的方式对金银锭进行检测，暗室有效的消除了外界光的干扰，提高了对杂质斑点检测精度，3D检测凹凸缺陷尺寸和具体位置，所有检测问题点系统自动记录并储存，自动剔除检测不合格金银锭，使产品质量得到保证。同时三维重构也可直观的看到金银锭外观效果，便于查询历史记录。
图1为本发明装置立体图；
1.下机身架
2.上层暗室
3.旋转平台
4.X轴运动模组
5.Y轴运动模组
6.Z轴运动模组
7.被测物体放置工位
8.激光扫描仪
9.侧方位2D视觉相机
10.上方位2D视觉相机
11.侧方位光源
12.上方位光源
13.上方位暗室
14.侧方位暗室
15.电控箱
16.人机操作面板
图2为本发明装置核心部件示意图；
图3为本发明正面示意图；
图4为本发明俯面示意图。
具体实施方式
实施例1
金银锭标准样品含有A、B、C、D四个侧面及上、下两个底面，本装置包括下机身架1、X轴运动模组4、旋转平台2、Y轴运动模组5、Z轴运动模组6、金银锭放置工位7、激光扫描仪8、侧方位2D视觉相机9、上方位2D视觉相机10、金银锭放置在工位7。X轴运动模组4正向运动带动激光扫描仪8匀速扫描金银锭侧边A面与上表面轮廓数据，激光扫描仪8获取金银锭高度数据。Z轴运动模组6自动调整上方位2D视觉相机10拍摄距离，侧方位2D视觉相机9与上方位2D视觉相机10运动到金银锭区域位置，侧方位2D视觉相机9分段拍摄金银锭侧边A面图片，金银锭A面采集完成X轴运动模组4回到原点位置，旋转平台2带动金银锭放置工位7逆时针旋转90°，金银锭侧边B面朝向X轴运动模组4，Y轴运动模组5自动调整扫描拍摄距离，X轴运动模组4正向运动带动激光扫描仪8匀速扫描金银锭侧边B面与金银锭上表面部分轮廓数据，侧方位2D视觉相机9与上方位2D视觉相机10运动到金银锭区域位置，侧方位2D视觉相机9分段拍摄金银锭侧边B面图片，上方位2D视觉相机10分段拍摄金银锭上表面部分区域图片，金银锭B面采集完成X轴运动模组4回到原点位置，旋转平台2带动金银锭放置工位7逆时针旋转90°，金银锭侧边C面朝向X轴运动模组4，X轴运动模组4正向运动带动激光扫描仪8匀速扫描金银锭侧边C面与金银锭上表面轮廓数据，激光扫描仪8提供金银锭高度数据Z轴运动模组6自动调整上方位2D视觉相机10拍摄距离，侧方位2D视觉相机9与上方位2D视觉相机10运动到金银锭区域位置，侧方位2D视觉相机9分段拍摄金银锭侧边C面图片，金银锭C面采集完成X轴运动模组4回到原点位置，旋转平台2带动金银锭放置工位7逆时针旋转90°，金银锭侧边D面朝向X轴运动模组4，X轴运动模组4正向运动带动激光扫描仪8匀速扫描金银锭侧边D面与金银锭上表面轮廓数据, 侧方位2D视觉相机9与上方位2D视觉相机10运动到金银锭区域位置，侧方位2D视觉相机9分段拍摄金银锭侧边D面图片，金银锭D面采集完成后利用计算机系统对金银锭A、B、C、D及上表面共五个面的扫描数据信息进行处理，拼接成3D模型，输出金银锭外观尺寸，标出金银锭杂质、斑点、凹凸、缺陷，最终生成检测报告。
实施例2
激光扫描仪8倾斜角度0°至90°可调，可适用于其它物体的三维建模；局部暗室可根据被测物体形状改变遮光块，形成新尺寸暗室，从而满足不同形状物体检测要求；该装置可加装机械手实现被测物体翻转，以达到测量物体六个面的效果。
Claims (4)
1.一种基于视觉的金银锭外观检测装置和方法，包括以下主要部件：下机身架；上层暗室；旋转平台；X、Y、Z轴运动模组；被测物体放置工位；旋转平台；激光扫描仪；侧方位及上方位视觉相机等，其特征在于旋转平台带动被测物体转动，通过X、Y、Z轴运动模组调整激光扫描仪、侧方位及上方位视觉相机位置对被测物体表面及形状进行数据采集。
2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的金银锭外观检测装置和方法，其特征在于利用激光扫描仪扫描被测物体轮廓，采集被测物体尺寸及表面凹凸数据；在侧方位暗室中利用侧方位相机采集物体4个侧面数据；通过人工或机械手翻转，在上方位暗室中利用上方位相机采集物体上、下表面数据；最后将获取的数据信息通过计算机进行处理得到最终检测报告。
3.根据权利要求2其特征在于激光扫描仪倾角0°到90°可调，可根据被测物体大小选择合适的测量角度。
4.根据权利要求2其特征在于所述的侧方位及上方位暗室形状可根据被测物体形状改变成其它矩形、圆形、不规则形状等。
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Publications (1)
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Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN113092488A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115931758A (zh) * | 2023-02-21 | 2023-04-07 | 天津工业大学 | 一种双角度多光谱模型及确定方法 |
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2021
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