专利名称：带钢表面缺陷图像采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及带钢表面缺陷图像的采集技术，更具体地说是涉及一种带钢表面 缺陷图像采集装置。
背景技术：
在带钢的生产过程中，对于带钢表面缺陷有严格的质量检验标准。表面缺陷是影 响钢材质量的一个重要因素，尤其对于高品质钢板如汽车板、不锈钢等，表面质量是这些产 品的关键。通过表面检测系统对轧制过程中各条生产线的表面缺陷状况进行全连续自动跟 踪，不仅保证了产品的出厂质量，而且提高了产品的成材率及生产效率，给企业带来巨大的 经济效益。如果带钢表面有缺陷将会导致带钢质量不合格，被判废或降级处理。因此，目前 板带轧机一般都配有带钢表面缺陷在线检测系统，检测系统的必须依靠大量缺陷样本来提 取缺陷特征来提高系统缺陷的识别率。如仅依靠在线检测装置来捕获带钢缺陷，要得到大 量的具有不同特征的带钢表面缺陷数据需要很长时间，很难再较短的时间内提供满足检测 系统要求的缺陷数据库，尤其是不同轧机生产线上各种带钢表面缺陷特征都不尽相同，还 需要不断的丰富缺陷特征样本库，而由于目前采集缺陷主要有各个检测系统自行采集，市 场上并没有一个可以方便的采集带钢表面缺陷的移动采集设备。

实用新型内容针对现有技术中存在没有灵活、方便的采集带钢表面缺陷的设备的问题，本实用 新型的目的是提供一种带钢表面缺陷图像采集装置，可以灵活移动采集图像。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种带钢表面缺陷图像采集装置，包括支架，水平调节机构、采集机构以及计算 机，水平调节机构设于支架的上方，采集机构设于水平调节机构下方并与其相连，计算机通 过电缆与采集机构连接。所述水平调节机构包括丝杆以及电机，丝杆水平设于支架的上方，电机设于丝杆
的一端。所述电机上方设有控制驱动器，控制驱动器通过电缆与计算机相连。所述采集机构包括横杆、角度可调的线性光源、角度可调的线阵CCD摄像机以及 集线器，横杆的上方与丝杆滑动连接，线性光源、线阵CCD摄像机以及集线器分别设于横杆 的下方，集线器一端与线阵CXD摄像机相连，另一端与控制驱动器相连。所述线阵CCD摄像机为两台，一台为直反射角度安装、另一台为漫反射角度安装。所述支架为折叠结构，包括底座以及两个立柱，立柱和底座通过铰链连接。所述支架两侧设有磁性固定座。在上述技术方案中，本实用新型的一种带钢表面缺陷图像采集装置，包括支架， 水平调节机构、采集机构以及计算机，水平调节机构设于支架的上方，采集机构设于水平调 节机构下方并与其相连，计算机通过电缆与采集机构连接。由于采用了水平调节机构可以使采集装置水平移动，通过调节采集机构，可以很好地采集到处于不同物理位置的带钢表 面缺陷特征，丰富带钢表面缺陷特征样本数据库的数据。

图1是本实用新型带钢表面缺陷图像采集装置的结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。请参阅图1所示的带钢表面缺陷图像采集装置，包括支架1，水平调节机构2、采集 机构3以及计算机(图中未显示)，水平调节机构2依靠两对固定座固定在支架1的上方， 采集机构3设于调节机构2的下方并与水平调节机构2相连，计算机通过电缆与采集机构 3连接。水平调节机构2包括丝杆21、横梁22以及步进电机23，横梁22固设于支架1上 方，丝杆21水平设于横梁22的上方，电机23设于丝杆21的一端。步进电机23上方设有 控制驱动器24，控制驱动器24通过电缆与计算机相连。控制驱动器24可实现步进电机23 的常规控制，包括勻速运动；快速起、制动；变速起、制动；定长运动；点动等功能。还可输出 线阵CCD摄像机33的行触发信号和帧触发信号，配套开发的控制软件可以快捷改变电机运 行速度及触发信号频率，便于试验各种控制参数配置。采集机构3包括横杆31、角度可调的 线性光源32、角度可调的线阵CXD摄像机33以及集线器34。横杆31的上方与丝杆21滑 动连接，线性光源32、线阵CXD摄像机33以及集线器34分别设于横杆31的下方，集线器 34 一端与线阵CXD摄像机33相连，另一端与控制驱动器相连。线性光源32可以是照度可 调LED光源，采用嵌入式调节模块结构，直接调节LED灯的亮度。线阵CCD摄像机33为两 台，一台为直反射角度安装、另一台为漫反射角度安装。配置两个线阵CCD摄像机33安装 位置，可以同时实现明场图像和暗场图像的采集；通过确定最佳照射角度和图像采集角度， 可以有效地提高在线设备的缺陷识别率。如考虑降成本，可以采用一台线阵CCD摄像机33， 通过角度调节，得到最佳带钢表面缺陷的图像。支架1为折叠结构包括底座11以及两个门 型立柱12，门型立柱12和底座11通过铰链连接，使用时打开门型立柱12，由于二个门型立 柱和底座分别有对应的定位孔可用紧固螺栓固定，从而实现快速装拆。支架1两侧设有磁 性固定座4。使用时，在带钢表面缺陷处放置折叠结构的支架1，使用磁性固定座4将可支架1 固定在带钢表面，防止在图像采集过程中支架1移动。打开支架1的门型立柱12利用锁紧 螺栓使门型立柱12垂直固定。将横梁22安装在门型立柱的卡座上，利用横梁22上的梯形 卡块与门型立柱的卡座的斜面接触以固定横梁22。横杆31上的C型架35用紧固螺栓固定 在丝杆21上。带有梯型底座的线性光源32固定在横杆31上，连接线性光源32的电源以 调整光源照射角度，再连接线阵CCD摄像机33及集线器34的电源，连接控制驱动器24的 电源线及与计算机的USB串口数据线，连接集线器34和计算机的数据传输网线。根据现场 的工作环境，确定选用交流电源还是直流电源。利用电源切换开关，可以实现直流供电电源 的切换，由电源收纳箱直接输出适合于线性光源32和线阵CCD摄像机33使用的直流电源。 计算机内安装有运行图像采集软件，单击"开始采集"菜单项，水平调节机构2运行，采集 机构3开始工作，单击"停止采集"终止图像的采集，单击"保存图像"可将同时采集的明场图像和暗场图像保存到指定目录下。图像采集软件中的"系统设置"可以对系统的串 口参数、线阵CCD摄像机参数、电机参数进行设置，通过改变线阵CCD摄像机参数设置不同 的线阵CCD摄像机工作模式；改变电机参数可以通过速度调节达到改变图像扫描分辨率的 目的。通过调节线性光源32和线阵CXD摄像机确定线阵CXD摄像机33和线性光源32到 带钢缺陷样本的距离。通过调节摄像机角度调节器331以及光源角度调节器321，可以确定 线阵CCD摄像机和线性光源32与带钢缺陷样本的角度关系。计算机运行图像采集程序，结 合线性光源32的亮度调节，采集到最佳缺陷样本图像时，测量此时线阵CCD摄像机33、线性 光源32、带钢成像面的间角度和距离值，就完成线阵CCD摄像机33、线性光源32、带钢关系 设计，再测量此时线性光源32的照度值，就能完成光源设计参数。 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的 目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变 化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
权利要求一种带钢表面缺陷图像采集装置，其特征在于，包括支架，水平调节机构、采集机构以及计算机，水平调节机构设于支架的上方，采集机构设于水平调节机构下方并与其相连，计算机通过电缆与采集机构连接。
2.如权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于所述水平调节机构包括丝杆以及电机，丝杆水平设于支架的上方，电机设于丝杆的一端。
3.如权利要求2所述的图像采集装置，其特征在于所述电机上方设有控制驱动器，控制驱动器通过电缆与计算机相连。
4.如权利要求3中所述的图像采集装置，其特征在于所述采集机构包括横杆、角度可调的线性光源、角度可调的线阵CCD摄像机以及集线 器，横杆的上方与丝杆滑动连接，线性光源、线阵CCD摄像机以及集线器分别设于横杆的下 方，集线器一端与线阵CXD摄像机相连，另一端与控制驱动器相连。
5.如权利要求4所述的图像采集装置，其特征在于所述线阵CCD摄像机为两台，一台为直反射角度安装、另一台为漫反射角度安装。
6.如权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于所述支架为折叠结构，包括底座以及两个立柱，立柱和底座通过铰链连接。
7.如权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于 所述支架两侧设有磁性固定座。
专利摘要本实用新型公开了一种带钢表面缺陷图像采集装置，包括支架，水平调节机构、采集机构以及计算机，水平调节机构设于支架的上方，采集机构设于水平调节机构下方并与其相连，计算机通过电缆与采集机构连接。由于采用了水平调节机构可以使采集装置水平移动，通过调节采集机构，可以很好地采集到处于不同物理位置的带钢表面缺陷特征，丰富带钢表面缺陷特征样本数据库的数据。
文档编号G01N21/88GK201653917SQ20102011706
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月23日 优先权日2010年2月23日
发明者乔俊良, 朱伟国, 牛天富, 王健, 王康健, 王蒙, 苏兰海, 金国, 马祥华 申请人:宝山钢铁股份有限公司;北京科技大学