[發明專利]一種連鑄結晶器銅板表面圖像采集裝置

有效

• 申請號: 201110219771.6
• 申請日: 2011-08-02
• 公開（公告）號: CN102269713A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 王興東;張留剛;穆天嘯;劉源泂;龍遼沙;劉昀;莊靜毅
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

技術領域

本發明屬于表面圖像采集的裝置，具體涉及一種連鑄結晶器銅板表面圖像采集裝置。

背景技術

結晶器是連鑄的核心部件，結晶器銅板作為連鑄從液態鋼水到凝固成固態坯殼的重要導熱部件，其質量好壞直接影響到鑄坯的表面質量、連鑄機拉速等指標。熔融的鋼水流經結晶器銅板，在外界冷卻水的作用下結晶成坯，并被引錠桿從結晶器中拉出。經常拉坯使結晶器銅板磨損嚴重，更換頻繁，不僅降低生產效率，而且消耗大量的結晶器銅板。

目前，鋼鐵企業對結晶器銅板表面缺陷的檢測通常采用人工目視抽檢，這種方法效率很低，而且結晶器內空間狹小，兩塊寬面銅板之間的距離僅有225mm，但是銅板的表面積卻為1500mm×900mm，面積很大，很難全面檢測出銅板表面缺陷，并且由于周圍環境和檢測者自身因素的影響，傳統目測方法得到的結果往往不精確，可靠性差，遠不能滿足安全高效生產，傳統的工業成像系統體積大，無法放到結晶器內部進行拍照，因此，如何快速精確采集到結晶器銅板表面圖像，實現自動檢測技術，使之提高鑄坯質量，一直是我國鋼鐵企業關注的課題。

發明內容

本發明旨在克服現有技術缺陷，目的是提供一種高效和精確的用于結晶器銅板表面的圖像采集裝置及其使用方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：在結晶器的兩個寬板上面放置有可調支架，T型滑塊安裝在可調支架的滑道上，圖像采集裝置的上端與T型滑塊固定連接，圖像采集裝置位于結晶器的兩個寬板之間。

該圖像采集裝置由圖像采集系統安裝架、圖像采集系統和計算機采集系統組成。圖像采集系統安裝架包括底板、左側板、右側板、上側板、下側板、伺服電機、滾珠絲杠、上導軌和下導軌。

底板的四邊垂直地固定有左側板、右側板、上側板和下側板；底板的中間位置處水平地裝有滾珠絲杠，滾珠絲杠上裝有滾珠絲杠螺母副，滾珠絲杠的右端安裝在右軸承座內，右軸承座固定在靠近右側板的底板上；穿過左軸承座的滾珠絲杠左端通過聯軸器與伺服電機連接，伺服電機和左軸承座從左到右依次固定在靠近左側板的底板上；在分別靠近左軸承座和右軸承座內側的下方位置處對應地裝有左限位開關和右限位開關。

靠近上側板和下側板的位置處分別水平地固定裝有上導軌和下導軌，上導軌和下導軌的兩端分別固定在左側板和右側板上；上導軌和下導軌上對應地裝有上滑塊和下滑塊，成像系統的上端和下端分別與上滑塊和下滑塊對應連接，成像系統的中間位置處與滾珠絲杠螺母副固定連接。

圖像采集系統由成像系統安裝架和成像系統組成。成像系統安裝架為條形箱體，由左側壁、右側壁、后側壁、左前壁、右前壁、上側壁和下側壁組成。條形箱體的橫截面為設有開口的矩形結構，該開口為自上而下貫通的縱向開口；成像系統安裝架的安裝高度略小于上導軌和下導軌間的垂直距離。

成像系統的結構是：左前壁的內側裝有光源，光源位于縱向開口處；后側壁上裝有第一反光鏡，第一反光鏡正對著縱向開口；右前壁的內側裝有第二反光鏡，左側壁上裝有第三反光鏡，第一反光鏡、第二反光鏡和第三反光鏡分別與各自安裝的側壁間的夾角為2～52°；第一CCD圖像傳感器和第二CCD圖像傳感器分別安裝在后側壁上，第一CCD圖像傳感器和第二CCD圖像傳感器位于同一鉛垂線上，第一工業鏡頭和第二工業鏡頭對應地安裝在第一CCD圖像傳感器和第二CCD圖像傳感器上，第一工業鏡頭和第二工業鏡頭的中心線與第三反光鏡的反射光線重合。

第一CCD圖像傳感器和第二CCD圖像傳感器通過數據線與計算機采集系統連接。

上述技術方案中：縱向開口的寬度為5.0～40.0mm；光源為條形光源，光源的長度同縱向開口的長度；第一反光鏡、第二反光鏡和第三反光鏡的長度同縱向開口的長度；第一工業鏡頭和第二工業鏡頭為定焦鏡頭，其主要參數為：焦距為35mm或為50mm；最小工作物距為300mm；接口類型為F接口或F-Mount接口。

本裝置的使用方法：

第一步：在結晶器的兩個寬板上面放置有可調支架，用安裝在可調支架頂面的水平儀檢測可調支架的安裝狀況，調整可調支架至水平位置。T型滑塊安裝在可調支架的滑道上，圖像采集裝置的上端與T型滑塊固定連接，圖像采集裝置通過數據線與計算機采集系統連接；

第二步：接通電源，使成像系統處于工作狀態，啟動伺服電機，調整成像系統位置，使成像系統處于左限位開關處；

第三步：通過伺服電機帶動滾珠絲杠轉動，從而帶動成像系統在平行于結晶器的兩個寬板表面移動，直至右限位開關處，返回；

第四步：將采集到的圖像傳輸到計算機采集系統并保存。