一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统及方法。该系统包括升降结构、移动架、第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机、第四工业相机、投影仪、图像采集模块以及计算机控制模块；当中厚板跟随板带通过时，所述投影仪将光栅光格结构光图案投影到所述中厚板的表面，所述第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机以及第四工业相机分别同步采集四个不同方位的图像；所述图像采集模块将四个不同方位的图像以及光栅光格结构传输至所述计算机控制模块，所述计算机控制模块进行中厚板的实时三维重建；进而实现中厚板矫直过程的表面轮廓的实时测量。本发明专利技术能够在中厚板矫直过程实现对中厚板的表面轮廓的实时测量。过程实现对中厚板的表面轮廓的实时测量。过程实现对中厚板的表面轮廓的实时测量。

【技术实现步骤摘要】
一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统及方法


[0001]本专利技术涉及中厚板矫直过程中的表面轮廓测量领域，特别是涉及一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统及方法。

技术介绍

[0002]国家越来越重视工业的发展，而钢铁行业作为工业发展的基础，在工业发展中一直起着至关重要的作用，在军舰、桥梁、建筑等都发挥了很大的作用。然而，在实际生产，常受到外界多种因素的影响，使轧件出现翘曲或下扣的问题，这不仅干扰中厚板的生产质量与效率，还会相应的损坏设备，对整个中厚板生产企业发展带来不利影响。对于此现象的处理方式是多次进行矫直，然而由于板带在矫直的过程中温度过高，所以目前中国大部分钢厂测量板带下扣或翘曲的方式是停机等板带冷却下来后，人工用2m的直杠放在钢板上，用尺子进行人工测量直杠与钢板间的间隙，这样严重制约了生产效率，并需要耗费人力。因此需要研发一种新型的非接触式测量系统对中厚板实现在线实时测量。
[0003]视觉测量技术是一门新型测量技术。视觉测量技术重点研究方向的是物体的几何尺寸及物体的位置测量，它可以广泛应用于在线测量、逆向工程等主动、实时测量过程。机器视觉系统的特点就是提高生产的柔性和自动化程度，适用于些不适合人工作业的场合。
[0004]机器视觉技术具有检测速度快，精度高、不接触等突出优点。视觉检测的非接触性能够排除人工操作带来的影响，而且不受时间限制，在保证设备良好的情况下可以不停机使用。机器视觉检测技术能够快速将获取的现场信息提供给控制中心，控制中心将实时展示产品的轮廓情况，实现对弓箭的实时控制，这为自动化集成制造奠定了良好的基础。这种检测技术能够降低企业的检测成本，而且能够完成工业现场的多种检测任务。人们不适宜在放射性、高温等一些恶劣环境中工作，机器视觉检测技术就为这些工作提供了可靠保障。当产品向别的方向变化时，机器视觉检测技术就为这些工作提供了可靠保障。当产品向别的方向变化时，机器视觉检测技术就能够快速发现这种变化，然后告诉工程师及时做出调整，这就大大降低了质量不达标产品的出现。
[0005]得益于光、电子、精密机械及计算机控制技术的快速发展，视觉检测逐步发展为一门现代综合科学技术，并以其速度快、精度高和非接触等优势，在很多工业检测领域中获得日渐广泛的运用。随着科学技术的快速发展，机器视觉系统的软硬件都取得了较大的进步，工业相机的分辨率大幅度提升，图像成像质量和抗干扰能力增强，逐步向图像采集智能化和高速化发展，镜头的失真率和畸变率降低，高性能的计算机使得工业视觉检测效率大大提升，基于机器视觉系统的非接触检测方式逐渐成为主流。
[0006]综上所述，由于中厚板在矫直的过程中处于高温状态，人工测量就必须等到板带冷却后方能测量，这就导致了生产过程自动化程度不高，人工检测越来越不能满足当今工业领域的要求。采用机器视觉进行检测，从而来提高检测精度、检测效率和检测自动化程度，已然成为现代检测生产先的迫切需求。因此机器视觉测量对于中厚板的在线实时测量就显得尤为重要，而视觉测量技术由于其具有再现性好、测量精度高、非接触测量效率高、
成本低等优点，应用在中厚板轮廓测量上是一个不错的选择。
[0007]机器视觉在国内外发展比较迅速，并被广泛应用于各种领域。基于机器视觉的表面检测有：PCB印刷电路检测、STM表面贴装检测，农产品的品质检测、路况检测、产品尺寸检测、生物医药检测等，这些检测系统提高了产品的检测精度和生产效率。
[0008]Pavim在2008年建立了小批量生产的柔性检测系统。Wang Lei等在2010年设计了基于机器视觉的表面缺陷检测系统，对于铜棒表面缺陷进行检测，并采用BP神经网络分类器实现缺陷的分类。Chen等在2012年设计了一种基于机器视觉的小型塑料齿轮工件的分类系统，采用数字伺服技术实现齿轮工件的自动上料、进给、定位，根据机器视觉系统的检查结果进行分类，采用模板匹配法获取检测结果。SU Jun
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hong等在2013年设计了一种基于机器视觉的高精度轴承的在线监测系统，解决高曲率表面的在线监测问题，采用特殊光源和照明系统解决金属表面反光问题，将光学系统和机械系统结合，取得微米级的表面缺陷。Kawasue K和KomatsuT等在2013年提出了配备有两个激光器和CCD照相机用于管道检查移动式机器人。移动机器人可以重建污水管道的3D形状。由于将移动机器人相对于管道轴线的倾斜表示为两个圆形条纹之间的变形，因此，不管机器人的倾斜度如何，都可以准确地测量污水管道的形状。XiaK等在2016年设计了基于机器视觉工业机器人的工件分类系统，拍照工件，并通过图像处理算法获取工件边缘，结合霍夫变换识别形状，计算工件中心空间坐标，指导机器人完成分类工作；Jain,Tushar等在2018年采用机器视觉技术对于工业生产零件识别问题展开研究，基于人工神经网络技术对五个不同对象进行分类，采用反向传播学习的前馈神经网络，开发一种基于特征的强度图像零件识别算法。
[0009]梁学军等在2000年，提出一种新型的零件自动检测技术，依据计算机视觉技术设计的自动螺纹紧固件检测系统。唐宇慧搭建了一套远心机器视觉测量系统，对直径为6
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12mm的气口导杆进行端面成像，最大测量误差为0.03mm。徐斌在2006年研究了针对管状零件在线测量技术，并验证了系统的可靠性和可行性。重庆大学卢得芳搭建了一套机器视觉测量系统对轴承多个参数进行测量，主要检验项目包括外圈直径、内圈直径、外圈圆度、内外圈同轴度等。实验结果表明，测量误差在10微米内，相对误差不超过0.04％。张磊在2013年对飞机铆钉研发尺寸和缺陷检测系统。王睿用结构光视觉测量系统对轴径进行测量。周晓波等在2016年提出了一种利用计算机视觉技术检测小陶瓷管缺陷的方法，利用计算机和计算机视觉，机电等技术开发了一种自动检测系统，并实现了对陶瓷小管的自动检测和分类。胡江涛在2017年基于机器视觉技术对飞机铆钉尺寸和缺陷展开研究。谢铎在2018年采用基于机器视觉的方法对直齿圆柱齿轮的几何参数检测，并提出一种改进的自适应性Canny边缘检测算法，提高了图像检测效果。哈尔滨工业大学耿涛等，对于图像处理技术在材料表面形变测量中的应用进行研究，采用CCD摄像机采集图像并反馈到工业控制计算机当中，进而达到实时测量的要求。
[0010]但现有机器视觉对在线实时检测和大型物体检测是一个瓶颈，以往研究大多是针对小型零部件或物体局部的检测，这样就有很大的局限性。针对冶金行业热轧产线中板形的在线实时检测，现在国内钢厂采用的板形检测手段多是人工测量。
[0011]因此，为解决上述问题，提出一种新的实时测量方法或系统。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是提供一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统及方法，能够在中厚板矫直过程实现对中厚板的表面轮廓的实时测量。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0014]一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统，所述的表面轮廓实时测量系统设置在粗轧机的出口处，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统，其特征在于，所述的表面轮廓实时测量系统设置在粗轧机的出口处，且位于板带传送辊道的正上方，所述的表面轮廓实时测量系统包括：升降结构、移动架、第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机、第四工业相机、投影仪、图像采集模块以及计算机控制模块；所述升降结构设置在移动架上；所述第一工业相机、第二工业相机以及投影仪均设置在所述升降结构上；所述升降结构用于调整所述第一工业相机、第二工业相机以及投影仪与板带之间的距离；所述第一工业相机和所述第二工业相机所述投影仪为对称轴成对称结构；且所述第一工业相机和所述第二工业相机均与所述投影仪的竖直方向程设定角度设置；所述投影仪位于板带的中线的正上方；所述第三工业相机和所述第四工业相机以所述板带的中线为对称轴成对称结构；所述第三工业相机和所述第四工业相机的相机镜面与板带的侧面平行；所述第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机、第四工业相机以及所述投影仪均与所述图像采集模块连接；所述图像采集模块与所述计算机控制模块连接；当中厚板跟随板带通过时，所述投影仪将光栅光格结构光图案投影到所述中厚板的表面，所述第一工业相机、第二工业相机、第三工业相机以及第四工业相机分别同步采集四个不同方位的图像；所述图像采集模块将四个不同方位的图像以及光栅光格结构传输至所述计算机控制模块，所述计算机控制模块进行中厚板的实时三维重建；进而实现中厚板矫直过程的表面轮廓的实时测量。2.根据权利要求1所述的一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统，其特征在于，所述升降结构包括：滑轨和升降台；所述滑轨设置在所述移动架的两个侧壁上；所述升降台与滑轨连接。3.根据权利要求1所述的一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统，其特征在于，所述移动架包括：架体和轮子；所述轮子设置在所述架体的底部。4.一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量方法，应用于如权利要求1
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3任一项所述的一种中厚板矫直过程的表面轮廓实时测量系统，其特征在于，包括：调整第一工业相机、第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳，葛士涛，刘才溢，孙建亮，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：