[發明專利]基于機器視覺的鋼坯修磨機砂輪直徑檢測裝置

無效

• 申請號: 200910073924.3
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101497179A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 武利生;權龍;袁文斌
• 申請（專利權）人: 袁文斌
• 主分類號: B24B49/12
• 分類號: B24B49/12
• 代理公司: 太原同圓知識產權代理事務所（特殊普通合伙）
• 代理人: 王金鎖

技術領域

本發明屬于一種鋼坯修磨機的部件，具體涉及一種基于機器視覺的鋼坯修磨機砂輪直徑檢測裝置。

背景技術

鋼坯修磨機是鋼材生產中利用砂輪磨削去除鋼坯表面缺陷的一類專用機床。為保證工作效率和修磨質量要求鋼坯修磨機在修磨過程中砂輪的線速度保持恒定，由于修磨過程中砂輪直徑不斷減小，為了恒線速磨削，需要調整砂輪轉速來實現，而轉速的大小取決于砂輪直徑，因此砂輪直徑檢測是實現鋼坯修磨機恒線速修磨的關鍵技術之一。目前檢測砂輪直徑的方法有：①人工手動檢測，此方法效率低、檢測精度不宜保證、操作人員需接近砂輪操作，存在安全問題；②利用超聲波距離傳感器檢測，此方法需要修改磨頭結構，由于磨頭振動及傳感器工作環境惡劣的原因，傳感器壽命短，系統可靠性差；③利用轉角傳感器間接檢測，此方法需要另外安裝檢測臺或光電設備通過檢測砂輪臂的轉角來間接檢測砂輪直徑，機構復雜且不適用于砂輪臂臂長變化的情況。目前在鋼坯修磨機中尚沒有一種滿意的砂輪直徑檢測方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種檢測快速、精度高、工作可靠、不受鋼坯修磨機結構形式限制的基于機器視覺的鋼坯修磨機砂輪直徑檢測裝置。

本發明的技術方案：一種基于機器視覺的鋼坯修磨機砂輪直徑檢測裝置，它包括云臺控制器1、控制電纜2、云臺3、攝像機4、圖像傳輸電纜5、顯示器6、計算機7、砂輪罩8、標志塊9和砂輪10；攝像機4安裝在云臺3上，云臺控制器1通過控制電纜2與云臺3連接，攝像機4對準標志塊9、砂輪10，砂輪10上設置有砂輪罩8，標志塊9設置在砂輪罩8上，攝像機4通過圖像傳輸電纜5與計算機7連接，顯示器6設置在計算機7上；攝像機4與砂輪10的相對位置不固定；計算機7為通用計算機或專用的數字圖像處理器中的任意一種；標志塊9是專門設置的或用已有的與砂輪旋轉中心點沒有相對運動的構件代替；砂輪直徑檢測結果可以通過顯示器顯示輸出或通過打印機、計算機的各種通訊口或專用輸出板卡輸出；采集的砂輪圖像可以通過圖像傳輸電纜5傳送，或用無線的方式傳送。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：本發明采用機器視覺檢測砂輪直徑，同現有技術相比具有檢測快速、精度高、工作可靠、不受鋼坯修磨機結構形式限制等優點，可代替現有砂輪直徑檢測方式，便于推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1

如圖1所示，一種基于機器視覺的鋼坯修磨機砂輪直徑檢測裝置，它包括云臺控制器1、控制電纜2、云臺3、攝像機4、圖像傳輸電纜5、顯示器6、計算機7、砂輪罩8、標志塊9、砂輪10；攝像機4安裝在云臺3上，云臺控制器1通過控制電纜2與云臺3連接，攝像機4對準標志塊9及要檢測直徑的砂輪10，砂輪10上設置有砂輪罩8，標志塊9設置在砂輪罩8上，攝像機4通過圖像傳輸電纜5與計算機7連接，顯示器6設置在計算機7上。

攝像機4采集的圖像通過圖像傳輸電纜5傳送到計算機7中并運行專用檢測程序計算出砂輪直徑，所采用的檢測方法其步驟為：

第一步，確定圖像坐標系與世界坐標系間的投影變換關系。具體方案是：提取標志塊9中特征點在圖像坐標系中的坐標與已知的相應特征點在世界坐標系中坐標對應，組成一含投影變換系數的方程組，解這一方程組確定投影變換關系。

第二步，確定砂輪邊緣點。具體方案是：用邊緣檢測算法先對圖像進行邊緣檢測再利用與標志塊或砂輪罩的相對位置關系提取出屬于砂輪的邊緣點。

第三步，計算砂輪直徑。具體方案是：先利用上述求解得到投影變換關系求出砂輪邊緣點在世界坐標系中的坐標，再用最小二乘法求解出砂輪直徑。

檢測結果由顯示器4顯示輸出。

實施例2

與實施例1基本相同，取消了實施例1中的標志塊9，標志塊9的作用由砂輪罩8代替，為此需要預先知道砂輪罩8的形狀及尺寸大小；在計算砂輪直徑的第一步中，提取砂輪罩8的特征點在圖像坐標系中的坐標與已知的相應特征點在世界坐標系中坐標對應，組成一含投影變換系數的方程組，解這一方程組確定投影變換關系；其余步驟與實施例1中相同。