[发明专利]一种针对火车轮高曲率强反射特性的多目全表面检测装置

说明书

技术领域

本发明属于火车轮全表面缺陷检测技术领域，特别是涉及一种针对火车轮高曲率强反射特性的多目全表面检测装置。

背景技术

动车，高铁，地铁等产业的高速发展，对火车轮的生产品质提出了严格的要求，高品质的火车轮是火车安全运行及保证生命财产安全的重要保障。当前我国的火车轮检测主要还是依靠肉眼检测，劳动负荷大，检测精度低，且成本较高。

针对此类问题，国内外做了诸多的研究，如磁粉探伤，超声波探伤，机器视觉检测等相继被提出应用。利用磁粉探伤存在着励磁电流大，安全性低，且需要对工件进行退磁，清洗等程序，同时磁粉探伤的结果仍然需要人工介入判定，就存在着漏检、误判等问题。超声波检测也存在着材料微结构散射现象，导致干扰信号与缺陷信号频率相近，无法进行缺陷判别。机器视觉针对火车轮进行缺陷检测相对于其它几种检测方法，效率高，成本低，但是现阶段基于机器视觉技术的检测系统主要是针对火车轮的踏面进行检测，而没有针对火车轮全表面的自动检测装置，主要原因是难以克服金属表面的强反射以及火车轮表面部分区域曲率大，景深变化大等特性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明要解决的技术问题是，提供一种针对火车轮表面高曲率强反射特性的多目全表面检测装置，该装置结合机械设计、光路设计、相机采集系统和计算机系统实现对火车轮全表面的图像采集以及缺陷检测，能够克服传统检测方法的缺陷，提高检测效率和检测精度。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种针对火车轮高曲率强反射特性的多目全表面检测装置，包括灯照箱，灯条，大景深工业相机，定焦工业相机，旋转台，高反射率高温薄膜，相机旋转支架，千兆网口交换机和工控机，所述灯条、大景深工业相机、定焦工业相机、旋转台、高反射率高温薄膜和相机旋转支架均设置于灯照箱内部；所述旋转台位于灯照箱的中心位置；所述高反射率高温薄膜设置于灯照箱顶部及四个侧壁上；所述灯条设置于灯照箱的侧壁上，该灯条打光方向为垂直向上；所述大景深工业相机设置于旋转台上方，通过相机旋转支架与灯照箱顶部相连接；所述定焦工业相机设置于旋转台侧方，与灯照箱侧壁相连；所述千兆网口交换机通过网线与大景深工业相机和定焦工业相机进行连接；所述工控机与千兆网口交换机相连。

所述灯条每米采用72珠高亮LED灯并联。

所述大景深工业相机设置有3个。

由于采用上述技术方案，本发明具有的有益效果是：(1)针对火车轮曲率变化大的特性，通过高亮LED灯珠发出的光在灯照箱侧壁高反射率高温薄膜上以及旋转台上的车轮表面进行多次漫反射，从而使得火车轮全表明光照均匀，方便后期的图像采集。解决了使用普通的光源对火车轮表面进行打光，使得打光不均匀，造成相机采集的图像明暗区别明显，无法进行有效的图像处理的问题；(2)为了使得有限的相机对车轮全表面进行图像采集，需使得车轮旋转起来，通过旋转台盘绕中心轴进行旋转，使得相机能够完成对全表面的图像的采集；(3)针对火车轮表面曲率变化大，采用普通的工业相机进行图像采集，会因为工业相机的景深较小，使得采集到的图像在景深外的图像出现模糊，无法进行处理。因此本发明对火车轮辐板，内径面以及外径面的检测采用大景深相机对其进行采集，而对踏面部分采用普通的定焦工业相机进行采集；(4)为了使得采集到的图像能够实时进行处理显示，本发明采用千兆网口相机进行图像传输，为了进一步提高图像的处理速度，通过千兆网交换机实现高速并行处理系统的设计，实现对采集图像的高速传输，并通过上位工控机实现实时处理。

因此，本发明采用了无接触式检测方式；克服火车轮表面高曲率强反射的特性，实现对火车轮全表面的检测；采用千兆网口相机提高图像的传输速度；通过图像的实时检测处理，实现了全自动化检测，解放劳动力，提高检测精度，降低生产成本，增加企业效益。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明灯照箱主视图；

图3是本发明局部结构剖面图；

图中：

1、灯照箱            2、灯条              3、大景深工业相机

4、定焦工业相机      5、车轮              6、旋转台

7、高反射率高温薄膜  8、相机旋转支架      9、千兆网口交换机