[发明专利]一种基于机器视觉的钢管表面图像采集装置及采集方法

说明书

本发明设计一种基于机器视觉的钢管表面图像采集装置及采集方法，所述采集装置包括驱动系统、机架、图像采集系统、光源系统；所述驱动系统位于机架的下方，且能够相对于机架往复移动，图像采集系统固定于机架的上方，光源系统固定于机架的中部。使用时，将待获取表面图像的钢管放置于第一驱动辊和第二驱动辊之间上方位置，启动电机，带动第一驱动辊和第二驱动辊缓慢加速旋转至匀速，此时钢管在两者之间匀速旋转，然后转动镜头对焦环实现对焦，根据线阵相机的扫描帧率调整钢管旋转的速度使其成像清晰；当钢管旋转一圈即可获得整个表面图像，图像采集完成后，关闭电机，一次图像采集试验结束。

技术领域

本发明属于表面图像采集装置技术领域。具体涉及一种基于机器视觉的钢管表面图像采集装置。

背景技术

随着工业化的发展，钢管被广泛应用于各个领域，这也对钢管的质量提出了更高的要求，在钢管生产的过程中，由于原材料、轧制设备和加工工艺等多方面的原因，钢管的表面将会存在不同类型的缺陷，这些缺陷不仅严重影响产品的外观，还降低了产品的抗腐蚀性、耐磨性和疲劳强度等性能，增加了许多安全隐患，给企业的信誉带来不良影响。

目前钢管的表面缺陷大多通过传统的无损检测、人工方法等来鉴别，这种方法虽然简单，但误检率、漏检率高，耗费大量的人力物力且容易使人产生疲劳，效率较低，难以跟上现代工业发展的步伐。

随着计算机水平的发展和人工智能领域的兴起，机器视觉技术得到广泛的应用，机器视觉的检测方法能够有效的弥补以上的不足。采用基于机器视觉的检测方法较传统方法具有很大优势，不仅可以检测缺陷的尺寸，提高缺陷检测的精度，而且能够对不同缺陷图像进行分类管理，为企业改善技术、提高生产效率提供数据支持。

发明内容

本发明旨在克服传统的钢管表面质量检测方法，目的是提供一种适应性强、可靠性高、能够采集多种缺陷图像的基于机器视觉的钢管表面图像采集装置。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于机器视觉的钢管表面图像采集装置，所述采集装置包括驱动系统、机架、图像采集系统、光源系统；所述驱动系统位于机架的下方，且能够相对于机架往复移动，图像采集系统固定于机架的上方，光源系统固定于机架的中部；驱动系统包括第一支架、第二支架、电机、传动系统以及第一驱动辊和第二驱动辊；第一支架包括两个相互平行设置的门字形框架和连接两个门字形框架的第一横梁和第二横梁，第一横梁和第二横梁平行设置；第二支架包括两个相互平行设置的门字形框架和连接两个门字形框架的第三横梁和第四横梁，第三横梁和第四横梁平行设置，且第三横梁和第四横梁的顶部均开设有沿其轴向方向设置的横截面为倒T字形的滑槽；第一横梁和第二横梁所在的平面低于第三横梁和第四横梁所在的平面；所述传动系统包括第一同步带、第二同步带、第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮、第四同步带轮、电机支架、电机支撑板；电机支撑板的两端分别通过螺栓固定在第一横梁和第二横梁的顶部，电机通过电机支架安装在电机支撑板的上方，第一驱动辊和第二驱动辊的两端均通过轴承座固定在第三横梁和第四横梁的顶部，第一驱动辊和第二驱动辊平行设置，第一驱动辊和第二驱动辊的表面设置有防滑层；电机的输出轴上固定安装有第一同步带轮，第一驱动辊靠近第一支架的一端固定安装有第一驱动轴，第二驱动辊靠近第一支架的一端固定安装有第二驱动轴，第一驱动轴上间隔平行安装有第二同步带轮和第三同步带轮，第二驱动轴上安装有第四同步带轮，第一同步带轮、第二同步带轮、第三同步带轮和第四同步带轮的大小和形状均相同，第一同步带轮和第二同步带轮之间通过第一同步带连接，第三同步带轮和第四同步带轮之间通过第二同步带连接，第一同步带轮和第二同步带轮在竖直方向上位于同一平面内，第三同步带轮和第四同步带轮在竖直方向上位于同一平面内。