[发明专利]一种绕丝筛管微小缝隙的非接触在线检测装置

摘要

一种绕丝筛管微小缝隙的非接触在线检测装置，主要包括：图像采集单元、激光测振单元、成像对焦单元及上位机单元。该装置使用图像采集单元对绕丝筛管的微小缝隙进行实时高质量成像，使用激光测振单元解决绕丝筛管实际在线加工过程中径向振动对成像系数的影响，调用事先标定好的成像系数库进行绕丝筛管微小缝隙的解算，计算相对误差，在线统计缝隙加工的不合格率，判断绕丝缝隙是否符合预期要求。本发明装置的成像对焦单元，可适用于不同型号的筛管缝隙检测。通过与工厂实际绕丝筛管生产线的对接，构成闭环控制加工系统，对于在线修正生产的工艺参数，提高产品指标，及早舍弃不合格的产品段，减少原料的浪费具有重要意义。

主权项

一种绕丝筛管微小缝隙的非接触在线检测装置，其特征在于包括：图像采集单元(1)、激光测振单元(2)、成像对焦单元(3)及上位机单元(4)，其中：图像采集单元(1)，实现对被测筛管(5)微小缝隙的真实放大成像，它包括面阵工业相机(11)、转接口(12)、显微镜头(13)、球积分光源(14)及图像采集卡(15)；其中面阵工业相机(11)与显微镜头(13)通过转接口(12)相连；球积分光源(14)罩在显微镜头(13)前端，均匀反射从底部发射的光线，使被测筛管(5)表面的照度均匀，缝隙边缘成像清晰；图像采集卡(15)通过数据线与面阵工业相机(11)连接，从面阵工业相机(11)获取被测筛管(5)的模拟图像，该模拟图像信号经A/D转换传送给上位机单元(4)进行处理、存储和传输；图像采集单元(1)中的图像采集卡(15)安装在上位机单元(4)中的PCI插槽中，图像采集单元(1)的其余部件则布置在成像对焦单元(3)上；激光测振单元(2)，用于精确测量当前所测筛管(5)位置与图像采集单元(1)的距离值，它包括激光测距仪(21)、485/232转接口(22)及RS232串口线(23)，激光测距仪(21)测量出当前所测筛管(5)位置与图像采集单元(1)的距离值后通过485/232转接口(22)和RS232串口线(23)反馈给上位机单元(4)，从而辅助上位机单元(4)决策出当前图像采集单元(1)的成像系数，解决绕丝筛管实际在线加工过程中径向振动对成像规律的影响问题；成像对焦单元(3)，实现图像采集单元(1)及激光测振单元(2)的径向移动，从而实现不同型号筛管微小缝隙的高质量成像；它包括运动控制器(31)、交流伺服电机(32)、伺服驱动器(33)、滚珠丝杠及相应联轴器(34)、光栅尺(35)、基座(36)、运动滑块(37)及与图像采集单元(1)、激光测振单元(2)装配的连接装置(38)；其中运动控制器(31)为可编程逻辑控制器PLC，输出高速脉冲给交流伺服驱动器(33)，并通过信号转接器(39)接受来自于光栅尺(35)动尺读数头的信号；伺服驱动器(33)直接驱动交流伺服电机(32)的运行，进而带动滚珠丝杠(34)转动，使得滑块(37)及装配其上的图像采集单元(1)和激光测振单元(2)发生平移，实现装置对不同外径筛管(5)的对焦成像功能；上位机单元(4)，控制整个装置的运行，它分别通过计算机接口与上述图像采集单元(1)、激光测振单元(2)和成像对焦单元(3)通信，实现图像采集单元(1)中相机的参数设置、图像数据的获取、分析与存储；激光测振单元(2)中测距仪的初始化设置与数据接收，及成像对焦单元(3)的定位控制；上位机单元(4)中还封装了缝隙的检测算法，综合上述各单元获取的信息进行绕丝筛管缝隙值的解算，缝隙相对误差的求取、不合格率统计，并提供图像显示、实时报警、数据入库功能。