一种辊压机辊面在线三维成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种辊压机辊面在线三维成像装置，包括主控装置、辊压机辊面、步进电机、丝杠导轨、图像采集器，所述丝杠导轨安装在辊压机辊面的前方，且与辊压机辊面所在辊轮的轴线平行，所述图像采集器由一个双目相机和一个线性激光扫描器组成，所述图像采集器安装在丝杠导轨上，所述丝杠导轨与步进电机连接。本实用新型专利技术能够在辊压机工作状态下精确的对辊面进行三维重建，并对重建的数据进行测量，当发现辊面损毁严重的情况时，及时发出警报，提醒维护人员尽早对辊面进行修复，从而提高设备的运转率，降低维护成本，间接提高产品质量，能够适应恶劣的工作环境，对烟尘、噪音等因素具有很强的抗干扰性。

An on-line 3D imaging device for roller surface of roller press

【技术实现步骤摘要】
一种辊压机辊面在线三维成像装置
本技术涉及辊压机
，尤其涉及一种辊压机辊面在线三维成像装置。
技术介绍
辊压机广泛运用于建材水泥、冶金矿山、化工生产等行业，具有高效、节能、环保等优点，常用于对钢渣、铁矿石、石英矿等坚硬物料进行碾磨，其辊面通常采用镶嵌硬质合金柱钉的方式来保证辊面的耐磨性。辊压机主要通过两个辊子间的相对转动来对物料施加压力，被粉碎的物料受到挤压形成密实的料床，从两辊下方进入下一道工序，由于粉磨的物料硬度较大，且均具有较大的磨蚀性，因此正常运转一段时间后，辊面柱钉会受到不同程度的磨损，过大的金属杂质还会直接损坏辊面，造成辊面局部甚至大面积剥落。损毁后的辊面若不及时修补或更换，会造成物料加工不合格便直接进入下一道工序，严重影响产品的质量，辊面的磨损大始终是一个棘手的问题，如果不及时的对辊面进行检测和维护，不仅会导致设备运转率低，还会造成产品质量下降。所以对辊压机辊面进行及时的检测和维修是提高生产质量和生产效率的关键。传统的辊面检测方法采用基于人眼判断或软绳测量的人工方式，存在效率低、精度差、耗时长、成本高等缺点，无法满足现在工厂大规模的设备检测的需求，因此需要进行改进。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种辊压机辊面在线三维成像装置。为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种辊压机辊面在线三维成像装置，包括主控装置、辊压机辊面、步进电机、丝杠导轨、图像采集器，所述丝杠导轨安装在辊压机辊面的前方，且与辊压机辊面所在辊轮的轴线平行，所述图像采集器由一个双目相机和一个线性激光扫描器组成，所述图像采集器安装在丝杠导轨上，所述丝杠导轨与步进电机连接，所述主控装置和步进电机连接，所述主控装置和辊压机辊面连接，且主控装置和辊压机辊面之间的线路上设有行程开关，所述双目相机连接有计算机。优选地，所述双目相机分别位于线性激光扫描器的两侧且相互平行放置，三者皆正对辊压机辊面。相比于现有技术，本技术的有益效果在于：1、本技术能够在辊压机工作状态下精确的对辊面进行三维重建，并对重建的数据进行测量，测量精度误差小于1mm，当发现辊面损毁严重的情况时，及时发出警报，提醒维护人员尽早对辊面进行修复，从而提高设备的运转率，降低维护成本，间接提高产品质量。2、本技术适用于各种形式和材料的辊面(柱钉辊面、沟槽辊面、人字形辊面、焊接辊面等)磨损测量，另外，通过激光方式照射辊面获取双目图像，能够适应恶劣的工作环境，对烟尘、噪音等因素具有很强的抗干扰性，算法设计包含了大量的补偿算法，能对装置安装过程中的微小误差进行矫正，实现更准确的测量。综上所述，本技术能够在辊压机工作状态下精确的对辊面进行三维重建，并对重建的数据进行测量，当发现辊面损毁严重的情况时，及时发出警报，提醒维护人员尽早对辊面进行修复，从而提高设备的运转率，降低维护成本，间接提高产品质量，能够适应恶劣的工作环境，对烟尘、噪音等因素具有很强的抗干扰性。附图说明图1为本技术的整体结构示意图；图2为本技术的双目线激光扫描器的示意图；图3为辊压机辊面在线三维成像方法的流程图；图4为双目图像立体矫正示意图；图5为双目阈值分割之后的激光条纹示意图；图6为激光线中心提取结果示意图；图7为基于视差的双目视觉空间点坐标恢复原理图。图中：1主控装置、2行程开关、3计算机、4步进电机、5图像采集器、6丝杠导轨、7辊压机辊面、8双目相机、9线性激光扫描器。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。参照图1-2，一种辊压机辊面在线三维成像装置，包括主控装置1、辊压机辊面7、步进电机4、丝杠导轨6、图像采集器5，丝杠导轨6安装在辊压机辊面7的前方，且与辊压机辊面7所在辊轮的轴线平行，图像采集器5由一个双目相机8和一个线性激光扫描器9组成，图像采集器5安装在丝杠导轨上，丝杠导轨6与步进电机4连接，主控装置1和步进电机4连接，主控装置1和辊压机辊面7连接，且主控装置1和辊压机辊面7之间的线路上设有行程开关2，双目相机8连接有计算机3。双目相机8分别位于线性激光扫描器9的两侧且相互平行放置，三者皆正对辊压机辊面7。一种辊压机辊面在线三维成像方法，方法包括以下步骤：S1：系统标定；通过一个特定标定物对双目视觉系统进行标定，求解出双目相机的内参和外参。其中，双目相机的内参矩阵K只与相机零件的内部结构有关，由x和y方向的焦距fx，fy以及相机光心坐标u0，v0决定，双目相机的外部参数是指世界坐标系到相机坐标系下变换矩阵M2，它一个3×3的旋转矩阵R和一个三维平移向量t组成，空间一点P(Xw,Yw,Zw)与图像中的投影点坐标(u,v)之间的变换如下式所示：其中，s是比例因子，M为3×4的投影矩阵，双目相机标定时，通常将其中一个相机的光心作为世界坐标系的原点，另一个相机位姿到该相机位姿的旋转矩阵和平移向量即为双目视觉系统的外参。S2：局部点云重建；通过一对线激光照射的辊面图片，恢复单条线激光照射区域辊面的三维点云。S3：点云拼接；双目相机以指定速度在丝杠导轨上左右移动，并以一定帧率拍摄辊面图相对，每对图像恢复单条线激光的三维坐标，需要将多条线状点云拼接成面，其次，重建算法重建时，辊面以一定的角速度转动，需要将多圈扫描数据拼接成一个完整的辊面数据。测量系统只对摄像机做一次标定，标定好的内外参保持不变，由于摄像机与世界坐标系之间的位置关系相对固定，世界坐标系的位置也在不断发生着变化，每一个光条都是在不同的世界坐标系下获取的，所以，要反映整个被测物体的三维信息，必须要将这些不同坐标系下的数据转换到同一个世界坐标系下。在测量过程中，标记点的位置始终保持不变，因此可以根据标记点在不同世界坐标系下的一系列三维坐标计算出每个世界坐标系与扫描初始位置时的世界坐标系之间的转换关系。在S2中，局部点云重建步骤还进一步包含如下步骤：S21：畸变矫正；由于相机镜片形状和相机内部组装误差的影响，双目相机在成像过程中会产生一定的径向畸变和切向畸变,以需要通过相机标定得到的畸变参数对图像进行矫正，使之完全符合相机成像几何模型。由于摄像机镜头在制造过程中的缺陷以及在装配过程中的定位误差等原因，使得线性摄像机模型不能准确地描述成像几何关系，因此，需在图像采集之后对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辊压机辊面在线三维成像装置，包括主控装置(1)、辊压机辊面(7)、步进电机(4)、丝杠导轨(6)、图像采集器(5)，其特征在于，所述丝杠导轨(6)安装在辊压机辊面(7)的前方，且与辊压机辊面(7)所在辊轮的轴线平行，所述图像采集器(5)由一个双目相机(8)和一个线性激光扫描器(9)组成，所述图像采集器(5)安装在丝杠导轨上，所述丝杠导轨(6)与步进电机(4)连接，所述主控装置(1)和步进电机(4)连接，所述主控装置(1)和辊压机辊面(7)连接，且主控装置(1)和辊压机辊面(7)之间的线路上设有行程开关(2)，所述双目相机(8)连接有计算机(3)。/n

【技术特征摘要】
20190627 CN 20191056903261.一种辊压机辊面在线三维成像装置，包括主控装置(1)、辊压机辊面(7)、步进电机(4)、丝杠导轨(6)、图像采集器(5)，其特征在于，所述丝杠导轨(6)安装在辊压机辊面(7)的前方，且与辊压机辊面(7)所在辊轮的轴线平行，所述图像采集器(5)由一个双目相机(8)和一个线性激光扫描器(9)组成，所述图像采集器(5)安装在丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪章勇，辛斌杰，王益亮，
申请(专利权)人：深圳易朴科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44