[發明專利]大型高溫鍛件近紅外視覺傳感檢測裝置

有效

• 申請號: 200910264666.7
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN102109321A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 葛艷明;高飛;王克鴻
• 申請（專利權）人: 江蘇金源鍛造有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01J5/10;G03B15/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 吳樹山

技術領域

本發明涉及一種非接觸式大型鍛件視覺檢測裝置，特別是一種大型高溫鍛件近紅外傳感檢測裝置。

背景技術

對現有的高溫鍛件一般采用目視方法估測工件尺寸和變形量的大小，但該方法的誤判率很大。采用紅外測溫儀檢測工件溫度研究應用較為廣泛，但紅外測溫儀器的成本很高，不能測量加熱工件尺寸，使其推廣受限。近年來利用低成本的CCD傳感器檢測鍛件外形尺寸等已有研究，鄭路遙等在《中國測試》雜志2009年1月第35卷第1期中，發表了“基于非接觸測量的大型鍛件測控一體化方案”一文，該方案稱采用可見光測量鍛件外形尺寸可取得較好的效果，但因可見光不能反映大型鍛件的溫度信息，所以它無法測量高溫鍛件的溫度。目前為止，如何利用高溫鍛件自身熱輻射，傳感檢測工件外形尺寸，檢測工件溫度，檢測自由鍛造過程工件尺寸和溫度變化過程等問題沒有得到解決；而且現有檢測裝置無論是對鍛件外形尺寸還是對鍛件溫度的傳感檢測都只能單獨工作，包括對鍛件整體質量的控制方法均沒有得到解決。如何克服現有技術存在的不足，已成為當今非接觸式大型鍛件視覺檢測技術領域中亟待解決的重大難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足而提供一種大型高溫鍛件近紅外傳感檢測裝置，它能夠實時對軸類和齒輪類的外形尺寸、尺寸變化、工件溫度以及溫度變化的視覺信息進行一體化檢測。

根據本發明提出的一種大型高溫鍛件近紅外傳感檢測裝置，它包括百萬像素攝像頭、攝像機支架、USB數據線，其特征在于由高通濾光片、光學玻璃片、固定筒和鏡筒組成近紅外濾光系統，高通濾光片和光學玻璃片穩定的固定在鏡筒中，固定筒旋入鏡筒中；百萬像素攝像頭設置在近紅外數字CMOS攝像機上，近紅外濾光系統同軸設置在百萬像素攝像頭的前端，均封閉于屏蔽盒內，近紅外濾光系統外部設置擋光結構件，近紅外濾光系統與數字COMS攝像機相連接，攝像機支架與數字COMS攝像機相連接，數字COMS攝像機通過USB數據線與視覺信息處理控制器連接。本發明的測量原理是：近紅外數字CMOS攝像機與被測量的大型高溫鍛件操縱平臺的相互位置相對固定，其工作區域由擋光結構件遮光，減少外界干擾光進入近紅外數字CMOS攝像機，高溫鍛件發射的可見光、近紅外和紅外等波段的光譜線，透過光學玻璃片保留了80％以上的光譜線，經高通濾光片濾除紫外線、可見光等干擾光譜線，被保留的光譜線經百萬像素攝像頭傳給近紅外數字CMOS攝像機，直接轉換成數字信號后經USB數據線傳給視覺信息處理控制器，由視覺信息處理控制器對采集到的大型鍛件圖像數據進行處理，在現場硬件環境下，本發明獲得大型鍛件視覺圖像信息灰度值與相應溫度的對照數據表和邊界輪廓標定曲線，實現大型鍛件溫度和外形尺寸的同步傳感。

本發明與現有技術相比，其顯著優點是：第一，近紅外數字CMOS攝像機對于高速獲取圖像、抗散焦均比CCD有明顯優勢，且設備簡單，價格低廉；第二，近紅外濾光系統濾除紫外線、可見光等干擾光譜線的效率很高，有利于準確提取大型高溫鍛件的尺寸和溫度值；第三，光學玻璃片具有高透率，使被采集的光譜線的損耗降低到了最小程度；第四，鎂制屏蔽盒和擋光結構件均具有高抗電磁性，使電磁波對光譜線的干擾降低到了最小程度；第五，鏡筒可保持高通濾光片和光學玻璃片的平行度，使鬼像的干擾降低到了最小程度。本發明廣泛適用于對大直徑軸類、齒輪類工件鍛造加熱過程外形尺寸和溫度的斷續和連續傳感測量，能夠準確給出高溫鍛件尺寸和溫度值。

附圖說明

圖1是本發明提出的大型高溫鍛件近紅外視覺傳感檢測裝置結構示意圖。

圖2是本發明是提出的近紅外濾光系統結構示意圖。

圖3是本發明提出的大型高溫鍛件近紅外視覺傳感檢測裝置的測試系統配置示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。