一種鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼板質(zhì)量檢測領域，尤其涉及一種用于鋼板表面質(zhì)量檢測的線光源照射角度自動定位裝置及定位方法。
【背景技術】
[0002]鋼板表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)中采用多臺像機來采集生產(chǎn)線上快速移動鋼板的圖像，并通過對所采集圖像的進一步處理來辨識鋼板缺陷。這一過程中圖像本身的質(zhì)量對整個鋼板表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)極為關鍵。而光照好壞，則是影響鋼板表面圖像檢測質(zhì)量的一個非常重要的因素。
[0003]鋼板表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)中應用的是線掃描像機和線光源。在線光源的條形光照射下，線掃描像機不斷的對鋼板一條線、一條線的進行圖像采集，并隨著鋼板的運動而不斷的累積成為圖像。線掃描像機需要保證線光源的照射角度恰當，使其照射出的光條正好落在線掃描像機所采集的鋼板線條圖像位置上，保證線掃描像機可以采集到高質(zhì)量的清晰圖像。
[0004]目前。在鋼板表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)中，對像機的線光源照射角度的調(diào)整和定位還是采用人工手動的方法，是一項費時費力的工作。線光源照射角度的調(diào)整和定位在鋼板表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)的初始安裝時就需要進行。同時由于鋼板的松弛度不同或變動會引起線光源照射出的光條落到不理想的照射位置，因此在鋼板生產(chǎn)線在線運行時也需要來對線光源照射角度進行調(diào)整和定位。在鋼板表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)的實際應用中，由于檢修、鋼板松弛度變動、位置參數(shù)變動等原因，光源照射角度的人工手動調(diào)整和定位是需要不定時進行的，屬于鋼板表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)應用維護工作的一部分，需要不少的人力勞動。如果鋼板生產(chǎn)線在線運行時，采用人工手動調(diào)整和定位還會存在一定的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置及定位方法，其目的旨在消除人工手動調(diào)整和定位線光源照射角度的弊端，減少維護工作量，提高調(diào)整、定位的準確度和檢測質(zhì)量。
[0006]為此，本發(fā)明采取的解決方案是:
[0007]—種鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置，包括:軸承2、步進電機4、像機5、傳動軸6、夾具7、線光源8、滑塊9、底座10、計算機12及支撐架；框架式支撐架為由兩根立柱1、上橫梁3和下橫梁11組成，兩根立柱1的上下部分別活動連接一滑塊9，上橫梁3和下橫梁11的兩端分別連接在立柱1的上下部滑塊9上，立柱1下端固定在底座10上；在上橫梁3和下橫梁11的外側分別固定有步進電機4，內(nèi)側分別連接有像機5 ;步進電機4與傳動軸6連接，傳動軸6兩端通過軸承2固定在上橫梁3和下橫梁11上，在兩根傳動軸6的內(nèi)側分別通過夾具7連接有線光源8 ;像機5通過網(wǎng)絡通訊接口連接計算機12，計算機12的運動控制器通過控制信號線與步進電機4相連。
[0008]一種鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位的方法，其具體方法和過程為:
[0009]定義線光源8的照射角度為當線光源8豎直照向鋼板13時照射角度為0°，線光源8水平方向照向像機5方向時為90°，照射角度變動范圍在0°?90°之間。
[0010]預先標定出線光源8的照射角度每轉動單位值和步進電機3的驅動脈沖數(shù)之間的對應關系，并對標定結果數(shù)據(jù)進行保存，以便在運行中根據(jù)標定過的角度值與脈沖數(shù)的對應關系，換算出當前線光源8的照射角度。
[0011]當鋼板13在輥子14的運送下水平從上、下兩個線光源8之間通過時，上、下兩個線光源8將分別照射在鋼板13的上下表面上，設于上下橫梁上的像機5亦同時采集鋼板13上下表面的線條圖像，計算機12通過網(wǎng)絡通訊分別接收像機5采集的線條圖像，計算機12運動控制器輸出脈沖驅動步進電機4帶動傳動軸6和線光源8轉動，在線光源8照射角度從0°到90°轉動的過程中，不斷的接收像機5采集的線條圖像，記錄用脈沖數(shù)換算而來的步進電機4轉動角度值即線光源8照射角度值，并記錄接收像機5采集的線條圖像的灰度值，線條圖像的最大灰度值所對應的照射角度值即為線光源8照射角度的最佳值，依據(jù)獲得的線光源8照射角度的最佳值，又可通過步進電機4驅動線光源8調(diào)整照射角度，實現(xiàn)照射角度的自動定位。
[0012]本發(fā)明采用裝有運動控制器的工業(yè)控制計算機驅動步進電機來轉動線光源的照射角度，同時工業(yè)控制計算機通過線掃描像機來采集鋼板上的線條圖像。通過自動查找線掃描像機所采集線條圖像灰度值最大時的線光源的照射角度值，來判斷最合適的線光源的照射角度實現(xiàn)線光源照射角度自動定位。與人工手動方式相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]1、實現(xiàn)了光照角度的自動調(diào)整和定位，減少維護工作量，減輕勞動強度。
[0014]2、可大幅度縮短調(diào)整和定位的時間，提高作業(yè)效率。
[0015]3、可有效提聞調(diào)整和定位的準確度，有利于提聞檢測質(zhì)量。
[0016]4、消除了安全隱患，可確保檢測人員人身安全。
【附圖說明】
[0017]圖1是鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置主示意圖；
[0018]圖2是鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置檢測狀態(tài)側示意圖；
[0019]圖3是鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位方法流程圖。
[0020]圖中:立柱1、軸承2、上橫梁3、步進電機4、像機5、傳動軸6、夾具7、線光源8、滑塊9、底座10、下橫梁11、計算機12、鋼板13、輥子14。
【具體實施方式】
[0021]由圖1可見，本發(fā)明鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置主要是由軸承2、步進電機4、像機5、傳動軸6、夾具7、線光源8、滑塊9、底座10、計算機12及支撐架所組成。支撐架為一框架式結構，由立柱1、上橫梁3和下橫梁11組成，立柱1為兩根，左右各一根，在立柱1的上部與下部分別活動連接一個滑塊9，上橫梁3和下橫梁11的兩端分別連接在兩根立柱1的上下部滑塊9上，立柱1的下端則固定在底座10上。在上橫梁3和下橫梁11的外側分別固定有一臺步進電機4，上橫梁3和下橫梁11的內(nèi)側各連接有三臺像機5。步進電機4與傳動軸6連接，傳動軸6的兩端分別通過軸承2固定在上橫梁3和下橫梁11上。兩根傳動軸6的內(nèi)側分別通過夾具7連接有一根線光源8，線光源8可在步進電機4的驅動下隨傳動軸6—起轉動。像機5通過網(wǎng)絡通訊接口連接工業(yè)控制計算機12，計算機12內(nèi)置的運動控制器通過控制信號線與步進電機4相連，并通過控制信號控制步進電機4的轉動。
[0022]本發(fā)明鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位的方法，其具體方法和過程為:
[0023]首先，定義線光源8的照射角度:當線光源8豎直照向鋼板13時照射角度為0°，線光源8水平方向照向像機5方向時為90°，因此照射角度的變動范圍在0°?90°之間。
[0024]其次，預先標定出線光源8的照射角度每轉動單位值和步進電機3的驅動脈沖數(shù)之間的對應關系，并對標定結果數(shù)據(jù)進行保存，以便在運行中根據(jù)標定過的角度值與脈沖數(shù)的對應關系，換算出當前線光源8的照射角度。
[0025]光照角度自動定位的控制過程為:當鋼板13在輥子14的運送下水平從上、下兩個線光源8之間通過時(見圖2)，上、下兩個線光源8將分別照射在鋼板13的上下表面上，設于上橫梁3和下橫梁11上的6臺像機5同時采集鋼板13上下表面的線條圖像，與像機5連接的計算機12通過網(wǎng)絡通訊分別接收像機5采集的線條圖像，計算機12的運動控制器輸出脈沖驅動步進電機4轉動，步進電機4帶動傳動軸6和線光源8 一起轉動，在線光源8照射角度從0°到90°轉動的過程中，不斷的接收像機5采集的線條圖像，記錄用脈沖數(shù)換算而來的步進電機4的轉動角度值即線光源8照射角度值，并記錄接收像機5采集的線條圖像的灰度值，線條圖像的最大灰度值所對應的照射角度值即為線光源8照射角度的最佳值，依據(jù)獲得的線光源8照射角度的最佳值，計算機12自動控制步進電機4驅動線光源8調(diào)整照射角度，從而實現(xiàn)照射角度的自動定位。具體控制流程見圖3。
【主權項】
1.一種鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置，其特征在于，包括:軸承(2)、步進電機⑷、像機(5)、傳動軸(6)、夾具(7)、線光源(8)、滑塊(9)、底座(10)、計算機(12)及支撐架；框架式支撐架由兩根立柱(1)、上橫梁(3)和下橫梁(11)組成，兩根立柱(1)的上下部分別活動連接一滑塊(9)，上橫梁(3)和下橫梁(11)的兩端分別連接在立柱(1)的上下部滑塊(9)上，立柱(1)下端固定在底座(10)上；在上橫梁(3)和下橫梁(11)的外側分別固定有步進電機(4)，內(nèi)側分別連接有像機(5);步進電機(4)與傳動軸(6)連接，傳動軸(6)兩端通過軸承(2)固定在上橫梁(3)和下橫梁(11)上，在兩根傳動軸￠)的內(nèi)側分別通過夾具(7)連接有線光源(8);像機(5)通過網(wǎng)絡通訊接口連接計算機(12)，計算機(12)的運動控制器通過控制信號線與步進電機(4)相連。2.一種應用權利要求1所述鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置的方法，其特征在于:定義線光源(8)的照射角度為當線光源(8)豎直照向鋼板(13)時照射角度為0°，線光源⑶水平方向照向像機(5)方向時為90°，照射角度的變動范圍在0°?90°之間；預先標定出線光源(8)的照射角度每轉動單位值和步進電機(3)的驅動脈沖數(shù)之間的對應關系，并對標定結果數(shù)據(jù)進行保存，以便在運行中根據(jù)標定過的角度值與脈沖數(shù)的對應關系，換算出當前線光源(8)的照射角度； 當鋼板(13)在輥子(14)的運送下水平從上、下兩個線光源(8)之間通過時，上、下兩個線光源(8)將分別照射在鋼板(13)的上下表面上，設于上下橫梁上的像機(5)亦同時采集鋼板(13)上下表面的線條圖像，計算機(12)通過網(wǎng)絡通訊分別接收像機(5)采集的線條圖像，計算機(12)運動控制器輸出脈沖驅動步進電機⑷帶動傳動軸(6)和線光源(8)轉動，在線光源(8)照射角度從0°到90°轉動的過程中，不斷的接收像機(5)采集的線條圖像，記錄用脈沖數(shù)換算而來的步進電機(4)轉動角度值即線光源(8)照射角度值，并記錄接收像機(5)采集的線條圖像的灰度值，線條圖像的最大灰度值所對應的照射角度值即為線光源(8)照射角度的最佳值，依據(jù)獲得的線光源(8)照射角度的最佳值，又可通過步進電機(4)驅動線光源(8)調(diào)整照射角度，實現(xiàn)照射角度的自動定位。
【專利摘要】一種鋼板表面質(zhì)量檢測光照角度自動定位裝置及方法，裝置包括軸承、步進電機、像機、傳動軸、夾具、線光源、滑塊、底座、計算機以及由立柱、上、下橫梁組成的支撐架；外側設有步進電機的上下橫梁兩端連接在立柱上下滑塊上，橫梁內(nèi)側設有像機；通過軸承固定在上下橫梁上的傳動軸與步進電機連接，傳動軸連接線光源，計算機與步進電機和像機相連。當鋼板從兩個線光源之間通過時，計算機運動控制器驅動步進電機來轉動線光源照射角度，同時通過像機采集鋼板線條圖像，自動查找線條圖像灰度值最大時的線光源照射角度值，判斷最合適的線光源的照射角度，實現(xiàn)照射角度的自動定位。本發(fā)明可減少維護工作量，縮短調(diào)整定位時間，提高調(diào)整與定位的準確度。
【IPC分類】G01N21/89, G01N21/01
【公開號】CN105486691
【申請?zhí)枴緾N201410483659
【發(fā)明人】王靖震, 高冰, 宋寶宇, 楊東曉, 王軍生
【申請人】鞍鋼股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2014年9月19日