CN114923935A - 在线3d扫描系统及在线3d扫描方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在线3D扫描系统及在线3D扫描方法，在线3D扫描系统包括：X射线发生器，用于发射X射线；X射线发生器的照射区域覆盖流水线的扫描位，扫描位设置于流水线的上料区与下料区之间；X射线平板探测器，设置在扫描位下方，用于采集被扫描件的图像信息；旋转装置，设置于扫描位，从上料区获取被扫描件，在X射线发生器发射X射线时进行旋转实现3D扫描并在完成扫描后将被扫描件传递至所述下料区；计算机，连接X射线发生器、X射线平板探测器及旋转装置。本发明的在线3D扫描系统通过X射线发生器发生X射线，通过旋转件将被扫描物体旋转，进而通过X射线平板探测器获得被扫描物的3D图像数据信息。

Description

在线3D扫描系统及在线3D扫描方法

技术领域

本发明涉及工业CT领域，特别是涉及一种在线3D扫描系统及在线3D扫描方法。

背景技术

工业CT系统通常由射线源、机械扫描系统与自动控制系统、探测器系统、数据采集系统、计算机系统、屏蔽系统等组成。其中，核心的原理是：计算机控制射线源发出射线束；数控扫描平台承载被测物体，可以在计算机控制下移动或旋转；平板探测器则负责采集扫描数据；屏蔽设施确保射线不外泄以及扫描过程的安全；最后，计算机通过采集到的投影数据重建工业CT切片图像，并对图像中存在的缺陷进行分类。现有的工业CT只有在线的2D检测，不适应大规模生产。

因此，如何解决现有的工业CT只有在线的2D检测，不适应大规模生产的问题已经成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种在线3D扫描系统及在线3D扫描方法，用于解决现有技术中现有的工业CT只有在线的2D检测，不适应大规模生产的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种在线3D扫描系统包括：

X射线发生器，用于发射X射线；其中，所述X射线发生器的照射区域覆盖流水线的扫描位，所述扫描位设置于流水线的上料区与下料区之间；

X射线平板探测器，设置在所述扫描位下方，用于采集被扫描件的图像信息；

旋转装置，设置于所述扫描位，从所述上料区获取被扫描件，在所述X射线发生器发射X射线时进行旋转实现3D扫描，并在完成扫描后将所述被扫描件传递至所述下料区；

计算机，连接所述X射线发生器、所述X射线平板探测器及所述旋转装置，控制所述X射线发生器发生X射线、控制所述旋转装置带动被扫描件旋转，并获取被扫描件的3D图像数据。

可选地，所述旋转装置包括第一旋转件，所述第一旋转件设置在所述扫描位的区域内。

更可选地，所述第一旋转件通过夹紧装置固定所述被扫描件。

可选地，所述旋转装置包括第二旋转件、第三旋转件及第四旋转件；所述第二旋转件、所述第三旋转件及所述第四旋转件交替循环工作于等待位、扫描位及下料位；旋转件处于等待位时从所述上料区获取被扫描件，处于扫描位时带动被扫描件旋转以实现3D扫描，处于下料位时将被扫描件传递至所述下料区；其中，所述等待位设置于所述上料区与所述扫描位之间，所述下料位设置于所述扫描位与所述下料区之间。

更可选地，所述第二旋转件、所述第三旋转件及所述第四旋转件通过夹紧装置固定所述被扫描件。

更可选地，流水线的上料区和下料区均设置有送料装置、支柱及升降装置；

所述升降装置固定安装于所述支柱上；所述送料装置固定于所述升降装置上，通过所述升降装置的上下移动调节所述送料装置的高度；所述送料装置从所述上料区获取被扫描件并带动被扫描件进行水平移动，将完成3D扫描后的被扫描件传递至所述下料区。

更可选地，所述送料装置包括水平移动装置、水平支架及吸盘；所述水平移动装置固定于所述升降装置上，基于所述升降装置实现高度调节；所述水平支架固定于所述水平移动装置上，基于所述水平移动装置水平移动；所述吸盘固定于所述水平支架上，用于吸取被扫描件。

更可选地，所述水平移动装置通过拖链带动所述水平支架水平移动。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种在线3D扫描方法，包括以下步骤：

从流水线的上料区获取被扫描件；

将所述被扫描件设置于所述X射线发生器的照射区域内，通过所述旋转装置带动被扫描件旋转；所述X射线发生器发生X射线，所述X射线平板探测器采集被扫描件的3D图像信息并传递给所述计算机；

将完成扫描后的被扫描件传送至下料区的流水线上。

可选地，所述计算机将被扫描件的3D图像信息进行分类，并将被扫描件标记为合格或不合格。

如上所述，本发明的在线3D扫描系统及在线3D扫描方法，具有以下有益效果：

1，本发明的在线3D扫描系统中通过吸盘吸取被扫描件，可适应各种被扫描物。

2，本发明的在线3D扫描系统通过X射线发生器发生X射线，通过旋转件将被扫描物体旋转，进而通过X射线平板探测器获得被扫描物的3D图像数据信息。

3，本发明的在线3D扫描系统，应用在流水线上，可以大规模生产。

附图说明

图1显示为本发明的在线3D扫描系统的结构示意图。

图2显示为本发明的在线3D扫描系统的原理示意图。

元件标号说明

1 X射线发生器

2 X射线平板探测器

31 第二旋转件

32 第三旋转件

33 第四旋转件

41 水平移动装置

42 水平支架

43 吸盘

5 支柱

6 升降装置

7 拖链

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1及图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

本实施例提供一种在线3D扫描系统，包括X射线发生器1、X射线平板探测器2、旋转装置及计算机。

如图1所示，所述X射线发生器1用于发射X射线；其中，所述X射线发生器1的照射区域覆盖流水线的扫描位，所述扫描位设置于流水线的上料区与下料区之间。

具体地，本发明的在线3D扫描系统用于流水线上，所述X射线发生器1的照射区域覆盖流水线的扫描位，从而使得物料在转接的过程中能够被扫描。所述X射线发生器1连接所述计算机，通过所述计算机的控制指令发生X射线。

如图1所示，所述X射线平板探测器2设置在所述扫描位下方，用于采集被扫描件的图像信息。

具体地，所述X射线平板探测器2在所述X射线发生器1发生X射线时，收集透过被扫描物的X射线并形成图像。在本发明中，被扫描物通过所述旋转装置进行旋转，进而所述X射线平板探测器2可以获得被扫描物的3D图像信息，应用于流水线上，可以适应大规模生产。所述X射线平板探测器2连接所述计算机，负责采集扫描到的图像信息并传送给所述计算机。

如图1所示，所述旋转装置设置于所述扫描位，从所述上料区获取被扫描件，在所述X射线发生器1发射X射线时进行旋转实现3D扫描，并在完成扫描后将所述被扫描件传递至所述下料区。

具体地，流水线的上料区与下料区之间有预留间隙，所述旋转装置设置于预留间隙中，所述旋转装置在所述X射线发生器1的照射区域内，所述旋转装置将扫描件进行停留并旋转，从而使得所述X射线平板探测器2可以获得被扫描物的3D图像信息。

作为本发明的一种实现方式，所述旋转装置包括第一旋转件，所述第一旋转件设置在所述扫描位的区域内。

具体地，所述第一旋转件从所述上料区获取被扫描件后，在所述X射线发生器1发射X射线时在所述X射线发生器1的照射区域内进行旋转实现3D扫描，并在完成扫描后将所述被扫描件传递至所述下料区。

更具体地，所述第一旋转件通过夹紧装置固定所述被扫描件，从而在传送被扫描件的时候不易脱落，提升安全性。

作为本发明的另一种实现方式，所述旋转装置包括第二旋转件31、第三旋转件32及第四旋转件33。

具体地，所述第二旋转件31、所述第三旋转件32及所述第四旋转件33交替循环工作于流水线的等待位、扫描位及下料位，旋转件处于等待位时从所述上料区获取被扫描件，处于扫描位时带动被扫描件旋转以实现3D扫描，处于下料位时将被扫描件传递至所述下料区；其中，所述等待位设置于所述上料区与所述扫描位之间，所述下料位设置于所述扫描位与所述下料区之间。

更具体地，所述第二旋转件31、所述第三旋转件32及所述第四旋转件33交替循环时，可以为皮带传动，也可以为链条传动，在此处不做限定。

更具体地，所述第二旋转件31、所述第三旋转件32及所述第四旋转件33通过夹紧装置固定所述被扫描件，从而在传送被扫描件的时候不易脱落，提升安全性。

如图1所示，作为本发明的另一种实现方式，流水线的上料区和下料区均设置有送料装置、支柱5及升降装置6。

具体地，所述升降装置6固定安装于所述支柱5上；所述送料装置固定于所述升降装置6上，通过所述升降装置6的上下移动调节所述送料装置的高度；所述送料装置从所述上料区获取被扫描件并带动被扫描件进行水平移动，将完成3D扫描后的被扫描件传递至所述下料区。在本实施例中，所述支柱5的数量为四个，分别设置于上料区的流水线的两侧及下料区流水线的两侧，所述送料装置及所述升降装置6的数量与所述支柱5的数量一一对应，从而提升工作效率；在实际生产中，所述支柱5、所述送料装置及所述升降装置6的数量可以根据流水线的快慢设置，在此不一一赘述。需要说明的是，在本实施例中，所述X射线发生器1固定设置于流水线的上料区的所述支柱5上，所述X射线发生器1的位置不固定，可以根据实际调整，所述X射线发生器1的照射区域覆盖流水线的扫描位即可。

更具体地，所述送料装置包括水平移动装置41、水平支架42及吸盘43。所述水平移动装置41固定于所述升降装置6上，基于所述升降装置6实现高度调节；所述水平支架42固定于所述水平移动装置41上，基于所述水平移动装置41水平移动；所述吸盘43固定于所述水平支架42上，用于吸取被扫描件。本发明的在线3D扫描系统中通过所述吸盘43吸取被扫描件，可适应各种被扫描物，适用范围广。

作为本实施例的一种实现方式，所述水平移动装置41通过拖链带动所述水平支架42水平移动，也可以为皮带传动，在此不做限定。

如图1所示，所述计算机连接所述X射线发生器1、所述X射线平板探测器2及所述旋转装置，控制所述X射线发生器1发生X射线、控制所述旋转装置带动被扫描件旋转，并获取被扫描件的3D图像数据。

如图1和图2所示，在本实施例中，本发明的工作流程是：所述计算机控制所述升降装置6，调节所述拖链7的高度，使得在所述水平移动装置41上的所述吸盘43吸取到被扫描物时，所述拖链7可以顺利将所述水平移动装置41移动到所述第二旋转件31的上方。将被扫描件放置于流水线的上料区，所述计算机控制流水线移动，在本实施例中流水线通过传送带移动，将被扫描件送向流水线的扫描位方向。

作为示例，当所述第二旋转件31位于所述等待位、所述第三旋转件32位于所述扫描位及所述第四旋转件33位于所述下料位时，被扫描件放置于所述第二旋转件31表面，所述吸盘43吸力变小并撤走，所述第二旋转件31通过所述夹紧装置将被扫描物夹紧，等待传送扫描。随后，所述第二旋转件31移动至所述X射线发生器1的照射区域，即流水线的扫描位(相应地，所述第三旋转件32移动至流水线的下料位，所述第四旋转件33移动至流水线的等待位)，所述第二旋转件31进行停留并带动被扫描件进行旋转，所述计算机控制所述X射线发生器1发生X射线，所述X射线平板探测器2收集X射线，并采集3D图像数据传递给所述计算机，所述计算机进行重建图像。扫描完成后，所述第二旋转件31移动至流水线的下料区(相应地，所述第三旋转件32移动至流水线的等待位，所述第四旋转件33移动至流水线的扫描位)。下料区的所述水平移动装置41带动所述吸盘43向所述第二旋转件31移动，所述吸盘43吸取被扫描物，所述第二旋转件31上的所述夹紧装置松开，通过所述拖链7拖动所述水平移动装置41，在所述被扫描物位于下料区的流水线上时，所述吸盘43吸力变小，使被扫描物顺利放置到下料区的传送带上。

需要说明的是，所述第二旋转件31、所述第三旋转件32及所述第四旋转件33进行交替循环工作，各旋转件的工作原理相同，不以本实施例为限。

通过重建图像的信息，所述计算机将被扫描物的质量情况在预设范围内的，标记为合格的被扫描物；将被扫描物的质量情况不在预设范围内的，标记为不合格的被扫描物，从而方便快速扫描和生产，改善生产情况。

实施例二

本实施例提供一种在线3D扫描方法，基于实施例一中所述的在线3D扫描系统实现，包括以下步骤：

1)从流水线的上料区获取被扫描件。

具体地，将被扫描件放置于流水线上，所述计算机控制流水线移动。

2)将所述被扫描件设置于所述X射线发生器1的照射区域内，通过所述旋转装置带动被扫描件旋转；所述X射线发生器1发生X射线，所述X射线平板探测器2采集被扫描件的3D图像信息并传递给所述计算机。

具体地，所述旋转装置设置于流水线的上料区与下料区之间，通过所述旋转装置从所述上料区获取被扫描件，在所述计算机控制所述X射线发生器1发射X射线时，所述旋转装置进行旋转以实现被扫描件的3D扫描。所述X射线平板探测器2在完成扫描后将被扫描件的3D图像信息传递给所述计算机。

3)将完成扫描后的被扫描件传送至流水线的下料区。

作为本实施例的一种实现方式，所述计算机对被扫描件的3D图像信息进行分类，并将合格的被扫描件设置于下料区的第一队列中，不合格的被扫描件设置于下料区的第二队列中。

具体地，在本实施例中，所述X射线平板探测器2收集被扫描件在旋转期间的X射线，进而形成被扫描件的3D图像数据并在所述计算机中进行呈现，所述计算机通过3D图像数据判断被扫描物的质量情况。在所述计算机重建图像的信息后，将被扫描物的质量情况在预设范围内的标记为合格的被扫描物，将被扫描物的质量情况不在预设范围内的标记为不合格的被扫描物，从而方便改善生产情况。需要说明的是，所述被扫描物的质量情况包括但不限于缺陷或掺杂，当被扫描物的缺陷数量或者缺陷位置在预设范围内时，标记为合格；当被扫描物的缺陷数量或者缺陷位置不在预设范围内时，标记为不合格。

综上所述，本发明提供一种在线3D扫描系统及在线3D扫描方法，一种在线3D扫描系统包括：X射线发生器，用于发射X射线；其中，所述X射线发生器的照射区域覆盖流水线的扫描位，所述扫描位设置于流水线的上料区与下料区之间；X射线平板探测器，设置在所述扫描位下方，用于采集被扫描件的图像信息；旋转装置，设置于所述扫描位，从所述上料区获取被扫描件，在所述X射线发生器发射X射线时进行旋转实现3D扫描，并在完成扫描后将所述被扫描件传递至所述下料区；计算机，连接所述X射线发生器、所述X射线平板探测器及所述旋转装置，控制所述X射线发生器发生X射线、控制所述旋转装置带动被扫描件旋转，并获取被扫描件的3D图像数据。本发明的在线3D扫描系统通过X射线发生器发生X射线，通过旋转件将被扫描物体旋转，进而通过X射线平板探测器获得被扫描物的3D图像数据信息；应用在流水线上，可以大规模生产。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种在线3D扫描系统，其特征在于，所述在线3D扫描系统至少包括：

X射线发生器，用于发射X射线；其中，所述X射线发生器的照射区域覆盖流水线的扫描位，所述扫描位设置于流水线的上料区与下料区之间；

X射线平板探测器，设置在所述扫描位下方，用于采集被扫描件的图像信息；

旋转装置，设置于所述扫描位，从所述上料区获取被扫描件，在所述X射线发生器发射X射线时进行旋转实现3D扫描，并在完成扫描后将所述被扫描件传递至所述下料区；

计算机，连接所述X射线发生器、所述X射线平板探测器及所述旋转装置，控制所述X射线发生器发生X射线、控制所述旋转装置带动被扫描件旋转，并获取被扫描件的3D图像数据。

2.根据权利要求1所述的在线3D扫描系统，其特征在于：所述旋转装置包括第一旋转件，所述第一旋转件设置在所述扫描位的区域内。

3.根据权利要求2所述的在线3D扫描系统，其特征在于：所述第一旋转件通过夹紧装置固定所述被扫描件。

4.根据权利要求1所述的在线3D扫描系统，其特征在于：所述旋转装置包括第二旋转件、第三旋转件及第四旋转件；所述第二旋转件、所述第三旋转件及所述第四旋转件交替循环工作于等待位、扫描位及下料位；旋转件处于等待位时从所述上料区获取被扫描件，处于扫描位时带动被扫描件旋转以实现3D扫描，处于下料位时将被扫描件传递至所述下料区；其中，所述等待位设置于所述上料区与所述扫描位之间，所述下料位设置于所述扫描位与所述下料区之间。

5.根据权利要求4所述的在线3D扫描系统，其特征在于：所述第二旋转件、所述第三旋转件及所述第四旋转件通过夹紧装置固定所述被扫描件。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的在线3D扫描系统，其特征在于：流水线的上料区和下料区均设置有送料装置、支柱及升降装置；

所述升降装置固定安装于所述支柱上；所述送料装置固定于所述升降装置上，通过所述升降装置的上下移动调节所述送料装置的高度；所述送料装置从所述上料区获取被扫描件并带动被扫描件进行水平移动，将完成3D扫描后的被扫描件传递至所述下料区。

7.根据权利要求6所述的在线3D扫描系统，其特征在于：所述送料装置包括水平移动装置、水平支架及吸盘；所述水平移动装置固定于所述升降装置上，基于所述升降装置实现高度调节；所述水平支架固定于所述水平移动装置上，基于所述水平移动装置水平移动；所述吸盘固定于所述水平支架上，用于吸取被扫描件。

8.根据权利要求7所述的在线3D扫描系统，其特征在于：所述水平移动装置通过拖链带动所述水平支架水平移动。

9.一种在线3D扫描方法，基于如权利要求1-8任意一项所述的在线3D扫描系统实现，其特在于，包括以下步骤：

从流水线的上料区获取被扫描件；

将所述被扫描件设置于所述X射线发生器的照射区域内，通过所述旋转装置带动被扫描件旋转；所述X射线发生器发生X射线，所述X射线平板探测器采集被扫描件的3D图像信息并传递给所述计算机；

将完成扫描后的被扫描件传送至流水线的下料区。

10.根据权利要求9所述的在线3D扫描方法，其特征在于：所述计算机将被扫描件的3D图像信息进行分类，并将被扫描件标记为合格或不合格。

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