CN114526689A - 一种基于3d成像技术的钢卷端面扫描系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统,包括扫描系统和后台系统，所述扫描系统由扫描设备组成，所述扫描设备包括信息采集箱、扫描仪和机械臂，所述后台系统为主机，所述信息采集箱衔接于机械臂的端头上，所述扫描仪固定于信息采集箱的侧端且与钢卷的位置对应，所述信息采集箱通过线路分别与主机和扫描仪连接，本钢卷端面检测利用3D成像技术，通过扫描的方式，对钢卷端面的智能化检测，提高了检测速度、效率，本检测方式，有效的实现了钢卷检测的自动化，完全取代人工，有效解决了人力资源的支出以及检测速度慢、效率低的问题。
Description
技术领域
本发明涉及钢卷端面检测技术领域，具体为一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统。
背景技术
钢卷，又称卷钢，主要通过钢材热压、冷压成型为卷状，方便储存和运输，同时也方便进行各种加工，成型卷主要是热轧卷和冷轧卷，热轧卷是在钢坯再结晶前的加工产品。冷轧卷是热轧卷的后续加工。
对于加工完成后的钢卷，钢卷的端面很容易出现边损、塔形、溢出边和边裂的情况，针对上述情况，传统的检测方式都是由人工进行检测，人工检测的方式，导致人力资源支出的同时也造成了检测时间长、效率低的问题，本发明提供一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统，以解决上述背景技术中提出的人工对卷钢端面检测的方式，造成检测时间长、效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统，包括扫描系统和后台系统，所述扫描系统由扫描设备组成，所述扫描设备包括信息采集箱、扫描仪和机械臂，所述后台系统为主机，所述信息采集箱衔接于机械臂的端头上，所述扫描仪固定于信息采集箱的侧端且与钢卷的位置对应，所述信息采集箱通过线路分别与主机和扫描仪连接。
作为本发明的一种优选实施方式，所述机械臂为多段式转动结构的机械臂，所述机械臂之间的传动组件为小型电机。
作为本发明的一种优选实施方式，所述信息采集箱的外部设有线路接口，所述信息采集箱内部设有控制主板，所述控制主板上熔焊有信息采集模块、点云数据处理模块和图像信息传输模块。
作为本发明的一种优选实施方式，所述扫描仪为3D结构光相机，所述扫描仪2的侧端连接有支架，所述支架通过螺丝固定于信息采集箱的侧壁上。
作为本发明的一种优选实施方式，所述主机外部设有显示屏，所述主机内部设有控制系统，所述控制系统包括图形数据判定单元和数据显示单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本钢卷端面检测利用3D成像技术，通过扫描的方式，来实现检测，本检测方式主要将扫描仪和机械臂进行结合，通过机械臂带动扫描仪对钢卷端面进行扫描进行点云数据采集，再通过后台系统对数据进行对比解析以及判定，从而实现对钢卷端面的智能化检测，提高了检测速度、效率，本检测方式，有效的实现了钢卷检测的自动化，完全取代人工，有效解决了人力资源的支出以及检测速度慢、效率低的问题。
附图说明
图1为本发明的扫描设备整体外观示意图；
图2为本发明的工作原理示意图；
图3为本发明的检测流程示意图。
图中：1-信息采集箱，2-扫描仪，3-机械臂。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：
实施例
一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统，包括扫描系统和后台系统，扫描系统由扫描设备组成，扫描设备包括信息采集箱1、扫描仪2和机械臂3，后台系统为主机，信息采集箱1衔接于机械臂3的端头上，扫描仪2固定于信息采集箱1的侧端且与钢卷的位置对应，信息采集箱1通过线路分别与主机和扫描仪2连接，本扫描系统主要通过3D成像技术对钢卷端面进行扫描，采集的点云数据进行重组，通过重组的图像与主机内的3D模型钢卷的端面进行对比，实现对钢卷端面的判定，钢卷端面出现瑕疵后，主机会进行逐一标记，且与缺陷数据库内的数据进行对比，从而识别瑕疵对应的缺陷且通过显示屏进行呈现。
机械臂3为多段式转动结构的机械臂，机械臂3之间的传动组件为小型电机，机械臂3一方面对信息采集箱1和扫描仪2整体提供连接，另一方面多段式转动结构的机械臂通过不同端的小型电机，可实现对信息采集箱1和扫描仪2整体进行不同程度的移动和旋转，从而改变扫描仪2的位置和角度，从而达到360°无死角扫描，实现全面扫描的效果，小型电机可选型号为JL4-132M或者57SM110马达，型号为参考型号，具体需针对机械臂的大小、结构而定。
信息采集箱1的外部设有线路接口，信息采集箱1内部设有控制主板，控制主板上熔焊有信息采集模块、点云数据处理模块和图像信息传输模块，信息采集箱1主要实现对扫描仪2扫描的点云数据进行采集和处理，采集是将扫描的多段数据进行收集，处理是将收集的数据进行测绘、重组，控制主板为核心部件，板体上除了信息采集模块、点云数据处理模块和图像信息传输模块外，还包括主控芯片和设备连接端口，主控芯片分别与信息采集模块、点云数据处理模块和图像信息传输模连接，而点云数据处理模块和信息采集模块分别与对应的设备连接端口连接，从而实现数据传输→数据接收→数据处理→数据传输的流程，控制主板为PCB集成主板，其可选型号为GAMX-2014H或GAMX-2007-T，型号为参考型号，具体需要针对扫描设备使用实际情况而定。
扫描仪2为3D结构光相机，扫描仪2的侧端连接有支架，支架通过螺丝固定于信息采集箱1的侧壁上，3D结构光相机可对钢卷实现3D扫描的效果，同时清晰度高，配合机械臂3可实现无死角扫描的效果，通过支架固定于信息采集箱1的侧端，便于线路连接，3D结构光相机的可选型号为T1Q-pro，型号为参考型号，具体需要结合实际情况选择对应像素的相机。
主机外部设有显示屏，主机内部设有控制系统，控制系统包括图形数据判定单元和数据显示单元，主机主要对处理后的信息进行判定，控制系统的图形数据判定单元，由图形数据对比单元(图形对比)和数据二次对比单元(瑕疵标记点与缺陷数据库对比)组成，数据显示单元是将对比后的图像进行数字化转换，与显示屏显示模式对应，便于显示屏的呈现。
钢卷端面扫描整体流程如下：
S1.钢卷端面扫描：通过自动化机械臂控制设备对机械臂进行执行控制，通过机械臂带动3D结构光相机对钢卷端面进行360°无死角扫描；
S2.信息采集、处理：扫描后的点云数据会汇集于信息采集箱内控制主板的信息采集模块处，信息采集模块将采集后的点云数据传输至点云数据处理模块上进行测绘、重建，测绘完成后的图形数据将通过线路传输至主机内；
S3.图形数据对比：主机内的图形数据对比单元会将接收的图形数据与主机系统内的图像模型进行匹对，如果与图像模型对比相似度超过95％，则判定合格，则不执行S4，直接通过主机的显示屏进行呈现数据内容，如果与图像模型对比相似度低于95％，则判定为不合格，需执行S4；
S4.数据二次对：数据二次对比单元会对接收的图形数据与主机系统内的图像模型对比差异进行标注，且将标注点与缺陷数据库内的数据进行对比，对比数据将通过主机的显示屏进行呈现。
实施例二
对于钢卷端面的常规检测，主要由人工亲临检测，检测过程需跟生产节奏同步，在检测期间，需由多人进行轮流检测，人工检测时，主要通过肉眼对卷钢端面检测，对于合格、不合格的钢卷需要人工进行记录，且标明批号，标注完成后，最后通过人工录至于计算机内进行且将数据内容上传至制造部分，制造部分接收数据后，根据数据内容，对标准的钢卷进行修复。
综合上述，通过实施例一和实施例二，不难看出，实施例一的智能化检测方式要优于人工检测的方式，且减少了检测时间，提高了检测效率，实施例二为传统人工检测的方式，人工成本较高，检测流程复杂、繁琐，相比实施例一，检测时间长且效率低。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统,其特征在于：包括扫描系统和后台系统，所述扫描系统由扫描设备组成，所述扫描设备包括信息采集箱(1)、扫描仪(2)和机械臂(3)，所述后台系统为主机，所述信息采集箱(1)衔接于机械臂(3)的端头上，所述扫描仪(2)固定于信息采集箱(1)的侧端且与钢卷的位置对应，所述信息采集箱(1)通过线路分别与主机和扫描仪(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统，其特征在于：所述机械臂(3)为多段式转动结构的机械臂，所述机械臂(3)之间的传动组件为小型电机。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统，其特征在于：所述信息采集箱(1)的外部设有线路接口，所述信息采集箱(1)内部设有控制主板，所述控制主板上熔焊有信息采集模块、点云数据处理模块和图像信息传输模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统，其特征在于：所述扫描仪(2)为3D结构光相机，所述扫描仪(2)的侧端连接有支架，所述支架通过螺丝固定于信息采集箱(1)的侧壁上。
5.根据权利要求1所述的一种基于3D成像技术的钢卷端面扫描系统，其特征在于：所述主机外部设有显示屏，所述主机内部设有控制系统，所述控制系统包括图形数据判定单元和数据显示单元。
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