[發明專利]一種高精度大幅面速度快的2D彩色工業掃描儀

有效

• 申請號: 202011346550.0
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112565545B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 曹征;周延周;陳佳雄;趙澤楠;張晨;童永健;曾祥越
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H04N1/00
• 分類號: H04N1/00;H04N1/04
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 張生梅

1.一種高精度大幅面速度快的2D彩色工業掃描儀，其特征在于，包括2D彩色相機(1)、工業光源(2)、X軸光柵尺(3)、Y軸光柵尺(4)、X軸直線電機(5)、Y軸直線電機(6)、PC機(7)、運動控制器(8)、被掃描物品(9)、X軸磁懸浮導軌(10)、Y軸磁懸浮導軌(11)、掃描平臺(12)和固定裝置(13)，其中：

所述X軸磁懸浮導軌(10)對稱設置于掃描平臺(12)上，在X軸磁懸浮導軌(10)上方通過運動支架安裝所述Y軸磁懸浮導軌(11)，Y軸磁懸浮導軌(11)與X軸磁懸浮導軌(10)平行；

所述2D彩色相機(1)利用固定裝置(13)安裝于Y軸磁懸浮導軌(11)上，在2D彩色相機(1)的鏡頭上接有所述工業光源(2)；所述Y軸直線電機(6)、X軸直線電機(5)分別安裝于Y軸磁懸浮導軌(11)、X軸磁懸浮導軌(10)端部，分別用于驅動2D彩色相機(1)在Y軸磁懸浮導軌(11)上運動、運動支架以及Y軸磁懸浮導軌(11)在X軸磁懸浮導軌(10)上運動；

所述X軸光柵尺(3)、Y軸光柵尺(4)分別安裝在X軸磁懸浮導軌(10)、Y軸磁懸浮導軌(11)側面，分別用于檢測運動支架在X軸磁懸浮導軌(10)上的位置、2D彩色相機(1)在Y軸磁懸浮導軌(11)上的位置；

所述被掃描物品(9)置于掃描平臺(12)上的X軸磁懸浮導軌(10)之間，位于2D彩色相機(1)的下方；

所述X軸直線電機(5)、Y軸直線電機(6)、X軸光柵尺(3)、Y軸光柵尺(4)連接所述運動控制器(8)，運動控制器(8)以及所述2D彩色相機(1)連接PC機(7)；

所述PC機(7)內安裝掃描程序，當用戶輸入掃描范圍的長、寬、曝光率和分辨率參數并啟動程序時，PC機(7)會發送指令給運動控制器(8)進行信息處理；在PC機(7)中還裝有配置軟件，用來配置運動控制器(8)的各項參數、實時觀測運動控制器(8)的各項狀態變量；

在用戶設計的掃描程序在執行時，運動控制器(8)會接收并逐個運行程序中的命令，將命令轉為電平信號，且每次只執行一條命令；執行每條命令時需要進行相關計算然后發送控制信息給X軸直線電機(5)和Y軸直線電機(6)，在X軸直線電機(5)和Y軸直線電機(6)真正運動之前做好控制準備，配合將要執行的運動做出相應的控制，反饋給用戶；

所述X軸直線電機(5)和Y軸直線電機(6)在收到控制信號時會做出相應運動，Y軸直線電機(6)用于控制2D彩色相機(1)在Y軸磁懸浮導軌(11)上的左右運動，而X軸直線電機(5)則控制Y軸整體結構進行前后移動；

所述X軸光柵尺(3)和Y軸光柵尺(4)在2D彩色相機(1)移動時，通過檢測得出2D彩色相機(1)位置的變化信息，所得信息反饋給運動控制器(8)進行判斷處理，調整X軸直線電機(5)和Y軸直線電機(6)轉速，對運動速度起著負反饋調節作用，使2D彩色相機(1)運動時保持勻速運動；

所述2D彩色相機(1)為CMOS線陣掃描相機，2D彩色相機(1)使用數據線連接PC機(7)，當2D彩色相機(1)開始掃描時會將掃描得到的色彩信息傳給PC機(7)，由PC機(7)處理得到二維彩色圖像；

利用所述工業掃描儀進行一次掃描的方法為：

步驟1，打開電源總開關，將被掃描物品(9)放置在掃描平臺(12)上；

步驟2，在PC機(7)上打開掃描程序，輸入掃描長、寬、曝光率、分辨率參數；

步驟3，PC機(7)開始運行掃描程序，并發送控制指令給運動控制器(8)；

步驟4，運動控制器(8)接收并逐條執行控制指令，然后發送控制指令對應的驅動信號給X軸直線電機(5)和Y軸直線電機(6)；

步驟5，X軸直線電機(5)和Y軸直線電機(6)接收到運動控制器(8)發送的信息開始轉動，帶動2D彩色相機(1)移動；

步驟6，2D彩色相機(1)開始掃描被測物品，并將掃描獲得的數據發送給PC機(7)；

步驟7，數據采集如果未完成，重復上述步驟3至步驟6；如果完成數據采集，則已完成這個工作流程。

2.根據權利要求1所述的高精度大幅面速度快的2D彩色工業掃描儀，其特征在于，所述工業光源(2)為圓頂LED光源，工業光源(2)安裝于2D彩色相機(1)的鏡頭下方，隨著2D彩色相機(1)的移動而移動。

3.根據權利要求1所述的高精度大幅面速度快的2D彩色工業掃描儀，其特征在于，所述運動控制器(8)為Turbo PMAC2-Eth-Lite控制器，所述2D彩色相機(1)為產品號P4-CC-02K04T-00-R的CMOS線陣掃描相機，所述工業光源(2)為HL-DL100圓頂LED光源。