一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的圆柱结构直径变化监测装置，包括：激光发生器、柱面透镜、背光板、CCD相机、图像采集卡、上位机、构件固定座以及旋转移动检测工作台。通过设置旋转移动检测工作台来带通检测结构的水平移动以及旋转移动，保持圆柱结构本体静止不动，适用于大型圆柱机构。在上位机对旋转移动检测工作台控制时，使两个滑块能够同时同步运动，通过激光发生器以及柱面透镜形成的平行窄光束投影到圆柱结构上，当因圆柱结构的外径发生变化而导致平行窄光束投影在背光板上投影下端点位置的变化会被CCD相机实时捕捉并上传到上位机进行图形处理运算后，得到其位置的变化值，该变化值即圆柱结构的直径变化值。

A Machine Vision Monitoring Device for Diameter Change of Cylindrical Structure

The invention discloses a cylindrical structure diameter change monitoring device based on machine vision, which includes a laser generator, cylindrical lens, backlight plate, CCD camera, image acquisition card, upper computer, component fixing seat and rotating motion detection worktable. By setting a rotating motion detection workbench to detect the horizontal and rotational movement of the structure, the cylinder structure is kept stationary, which is suitable for large cylindrical mechanisms. When the upper computer controls the rotary moving detection worktable, the two sliders can move synchronously. The parallel narrow beam formed by the laser generator and the cylindrical lens is projected onto the cylindrical structure. When the outer diameter of the cylindrical structure changes, the change of the end point position of the parallel narrow beam projected on the backlight plate will be captured and uploaded to the upper computer by the CCD camera in real time. After the graphic processing operation, the change value of its position, that is, the change value of the diameter of the cylinder structure, is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置
本专利技术涉及一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置。
技术介绍
机器视觉是人工智能正在快速发展的一个分支。简单说来，机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。在工业领域，有许多圆柱形构件在制备时或者制备完整后要进行外直径的检测，需要保证构件具有均匀的尺寸，目前尚没有合适的技术能够快速、全面的得到该数据。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置，能够检测圆柱结构构件的直径是否满足要求。技术方案：一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置，包括：激光发生器、柱面透镜、背光板、CCD相机、图像采集卡、上位机、构件固定座以及旋转移动检测工作台；所述构件固定座通过夹持部件连接所述圆柱结构的两端，使得圆柱结构保持水平放置；所述旋转移动检测工作台设置所述圆柱结构外圆周，所述旋转移动检测工作台上设有相对设置的滑块，所述滑块能够由所述旋转移动检测工作台驱动机构驱动沿所述圆柱结构的水平方向以及旋转方向运动；所述激光发生器固定在一块滑块上，所述背光板固定在另一块滑块上，所述激光发生器的出射口正对所述背光板，所述激光发生器的出射口与所述背光板的连线垂直所述圆柱结构轴线方向；所述柱面透镜设置在所述激光发生器的出射口处；两块所述滑块的位置根据圆柱结构的直径尺寸调整到能够使出射光经所述柱面透镜后的平行窄光束一部分投射在所述圆柱结构外表面上，一部分直接投射在所述背光板上；所述CCD相机固定在所述激光发生器正上方，并正对所述背光板；所述CCD相机的输出通过所述图像采集卡实时上传到所述上位机，所述上位机对实时获取的背光板上平行窄光束进行图像分析，得到其长度的实时检测值，根据所述检测值判断所述圆柱结构直径的变化。进一步的，所述旋转移动检测工作台设有光电编码器，所述光电编码器实时记录所述滑块转角值，并同步上传到所述上位机。进一步的，所述旋转移动检测工作台的水平移动通过控制器控制电机驱动，所述控制器连接所述上位机。有益效果：本专利技术的一种基于机器视觉的圆柱结构直径变化监测装置，包括：激光发生器、柱面透镜、背光板、CCD相机、图像采集卡、上位机、构件固定座以及旋转移动检测工作台。本专利技术通过设置在圆柱结构外侧的旋转移动检测工作台来带通检测结构的水平移动以及旋转移动，保持圆柱结构本体静止不动，适用于大型圆柱机构。在上位机对旋转移动检测工作台控制时，使两个滑块能够同时同步运动，在做匀速旋转运动并同时进行水平直线运动，通过激光发生器以及柱面透镜形成的平行窄光束投影到圆柱结构上，当因圆柱结构的外径发生变化而导致平行窄光束投影在背光板上投影下端点位置的变化会被CCD相机实时捕捉并上传到上位机进行图形处理运算后，得到其位置的变化值，该变化值即圆柱结构的直径变化值。并根据光电编码器实时记录值以及记录的旋转移动检测工作台水平移动数据能够记录得到圆柱结构上具体的直径变化位置点，为后续进一步的工艺提供依据。具体实施方式下面对本专利技术做更进一步的解释。一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置，包括：激光发生器、柱面透镜、背光板、CCD相机、图像采集卡、上位机、构件固定座以及旋转移动检测工作台。构件固定座通过夹持部件连接圆柱结构的两端，使得圆柱结构保持水平放置。旋转移动检测工作台设置圆柱结构外圆周，旋转移动检测工作台上设有相对设置的滑块，滑块能够由旋转移动检测工作台驱动机构驱动沿圆柱结构的水平方向以及旋转方向运动。进一步的，旋转移动检测工作台设有光电编码器，光电编码器实时记录滑块转角值，并同步上传到上位机。旋转移动检测工作台的水平移动通过控制器控制电机驱动，控制器连接上位机。旋转移动检测工作台设置在圆柱结构的外侧，其水平移动通过控制器控制电机驱动，控制器连接上位机。在进行圆柱结构构件的直径检测时，通过上位机的程序设定，控制旋转移动检测工作台均匀行进，并同时按照固定的转速绕圆柱结构做旋转运动。当旋转移动检测工作台运动到圆柱结构运动到一端后再反向、反转运动到初始位置。激光发生器固定在一块滑块上，背光板固定在另一块滑块上，激光发生器的出射口正对背光板，激光发生器的出射口与背光板的连线垂直圆柱结构轴线方向，从而保证检测光束与水平检测台移动方向是垂直的。柱面透镜设置在激光发生器的出射口处；两块滑块的位置根据圆柱结构的直径尺寸调整到能够使出射光经柱面透镜后的平行窄光束一部分投射在圆柱结构外表面上，一部分直接投射在背光板上。通过柱面透镜，使得激光发生器出射光能够形成需要的平行窄光束，平行窄光束一部分投射在圆柱结构上，一部分直接投射在所述背光板上，在背光板上形成的将是一条竖直直线，并且其上端点是固定的，其下端点会因圆柱结构的外径发生变化而进行上下位置的变化。CCD相机固定在激光发生器正上方，并正对背光板。CCD相机的输出通过图像采集卡实时上传到上位机，上位机对实时获取的背光板上平行窄光束进行图像分析，得到其长度的实时检测值，根据检测值判断圆柱结构直径的变化。本专利技术通过设置在圆柱结构外侧的旋转移动检测工作台来带通检测结构的水平移动以及旋转移动，保持圆柱结构本体静止不动，适用于大型圆柱机构。在上位机对旋转移动检测工作台控制时，使两个滑块能够同时同步运动，在做匀速旋转运动并同时进行水平直线运动，通过激光发生器以及柱面透镜形成的平行窄光束投影到圆柱结构上，当因圆柱结构的外径发生变化而导致平行窄光束投影在背光板上投影下端点位置的变化会被CCD相机实时捕捉并上传到上位机进行图形处理运算后，得到其位置的变化值，该变化值即圆柱结构的直径变化值。并根据光电编码器实时记录值以及记录的旋转移动检测工作台水平移动数据能够记录得到圆柱结构上具体的直径变化位置点，为后续进一步的工艺提供依据。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置，其特征在于：包括：激光发生器、柱面透镜、背光板、CCD相机、图像采集卡、上位机、构件固定座以及旋转移动检测工作台；所述构件固定座通过夹持部件连接所述圆柱结构的两端，使得圆柱结构保持水平放置；所述旋转移动检测工作台设置所述圆柱结构外圆周，所述旋转移动检测工作台上设有相对设置的滑块，所述滑块能够由所述旋转移动检测工作台驱动机构驱动沿所述圆柱结构的水平方向以及旋转方向运动；所述激光发生器固定在一块滑块上，所述背光板固定在另一块滑块上，所述激光发生器的出射口正对所述背光板，所述激光发生器的出射口与所述背光板的连线垂直所述圆柱结构轴线方向；所述柱面透镜设置在所述激光发生器的出射口处；两块所述滑块的位置根据圆柱结构的直径尺寸调整到能够使出射光经所述柱面透镜后的平行窄光束一部分投射在所述圆柱结构外表面上，一部分直接投射在所述背光板上；所述CCD相机固定在所述激光发生器正上方，并正对所述背光板；所述CCD相机的输出通过所述图像采集卡实时上传到所述上位机，所述上位机对实时获取的背光板上平行窄光束进行图像分析，得到其长度的实时检测值，根据所述检测值判断所述圆柱结构直径的变化。...

【技术特征摘要】
1.一种用于圆柱结构直径变化的机器视觉监测装置，其特征在于：包括：激光发生器、柱面透镜、背光板、CCD相机、图像采集卡、上位机、构件固定座以及旋转移动检测工作台；所述构件固定座通过夹持部件连接所述圆柱结构的两端，使得圆柱结构保持水平放置；所述旋转移动检测工作台设置所述圆柱结构外圆周，所述旋转移动检测工作台上设有相对设置的滑块，所述滑块能够由所述旋转移动检测工作台驱动机构驱动沿所述圆柱结构的水平方向以及旋转方向运动；所述激光发生器固定在一块滑块上，所述背光板固定在另一块滑块上，所述激光发生器的出射口正对所述背光板，所述激光发生器的出射口与所述背光板的连线垂直所述圆柱结构轴线方向；所述柱面透镜设置在所述激光发生器的出射口处；两块所述滑块的位置根据圆柱结构的直径尺寸调整到能...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳光，池敏，
申请(专利权)人：南京敏光视觉智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32