柔性膜收卷質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于柔性膜收卷檢測設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種柔性膜收卷 質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的柔性膜收卷裝置一般包括收卷架、收卷軸和收卷電機(jī)等，當(dāng)收卷電機(jī)驅(qū)動 收卷軸轉(zhuǎn)動時，收卷軸將薄膜收卷成卷。但在實際操作中，由于收卷偏差的影響，收卷后通 常會造成料卷端部參差不齊，影響薄膜質(zhì)量。
[0003] 針對上述技術(shù)問題，現(xiàn)有解決辦法中如CN200820202572提出了一種薄膜收卷裝 置，其中通過將薄膜邊位檢測器安裝在薄膜邊緣經(jīng)過的適當(dāng)位置處，且接近與收卷軸，由此 通過邊位檢測器的反饋，擺動收卷從而使收卷平整。然而，進(jìn)一步的研究表明：這些現(xiàn)有解 決方案中大多需要采用傳感器和機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)來執(zhí)行收卷平整化，相應(yīng)造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精 度受限和操作不便等缺陷;尤其是，現(xiàn)有方案中不能對成卷后的料卷給出具體量化的評價， 并導(dǎo)致在糾偏精度方面難以獲得顯著提升。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實用新型提供了一種柔性膜收卷質(zhì)量視 覺檢測系統(tǒng)，其中通過對將視覺檢測創(chuàng)新性引入到柔性膜收卷檢測過程中，并對其關(guān)鍵組 件的相互設(shè)置方式及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對性設(shè)計，相應(yīng)可以更高精度、更快響應(yīng)和便于自動化 操控的方式執(zhí)行各類收卷結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測功能。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，按照本實用新型，提供了一種柔性膜收卷質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng)，其 特征在于，該柔性膜收卷質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng)包括水平布置的底座以及安裝在該底座上的 收卷裝置、視覺檢測裝置和檢測驅(qū)動裝置，其中：
[0006] 所述收卷裝置作為檢測對象，包括收卷軸支架和收卷軸，所述收卷軸通過卷軸旋 轉(zhuǎn)電機(jī)帶動柔性膜纏繞其上以形成料卷，同時通過卷軸平移組件實現(xiàn)水平擺動；
[0007] 所述視覺檢測裝置相對于料卷端面布置在其一側(cè)，并包括支撐板、以及共同固定 該支撐板上的CCD相機(jī)和光源，其中該CCD相機(jī)用于對收卷中的料卷端面拍攝圖像，該光源 則對稱布置于所述CCD相機(jī)的視覺中心；
[0008] 所述檢測驅(qū)動裝置包括X向平動組件、Y向平動組件、Z向平動組件和Θ向旋轉(zhuǎn)電機(jī)， 其中該X向平動組件、Y向平動組件、Z向平動組件三者彼此相互垂直地安裝，并分別用于實 現(xiàn)所述視覺檢測裝置整體相對于料卷端面在X/Y/Z軸方向上的距離調(diào)節(jié)，該Θ向旋轉(zhuǎn)電機(jī)則 用于實現(xiàn)所述視覺檢測裝置整體相對于料卷端面的姿勢調(diào)節(jié)。
[0009] 總體而言，按照本實用新型的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，率先將視覺檢測引 入至柔性膜收卷檢索工藝之中，并通過對其關(guān)鍵組件如成像檢測裝置、檢測驅(qū)動裝置的結(jié) 構(gòu)組成及其設(shè)置方式進(jìn)行設(shè)計，相應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)整個收卷過程中的高精度實時檢測。
【附圖說明】
[0010]圖1是按照本實用新型所構(gòu)建的柔性膜收卷之間視覺檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0011] 圖2是按照本實用新型的視覺檢測系統(tǒng)的檢測原理示意圖；
[0012] 在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的結(jié)構(gòu)或元件，其中：
[0013] 10-底座20-控制單元30-檢測驅(qū)動裝置40-視覺檢測裝置50-收卷裝置41-C⑶相機(jī)43-光源44-支撐板
【具體實施方式】
[0014] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所 涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0015] 圖1是按照本實用新型所構(gòu)建的柔性膜收卷之間視覺檢測系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意 圖。如圖1中所示，該柔性膜收卷質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng)主要包括水平布置的底座10以及安裝在 該底座10上的收卷裝置50、視覺檢測裝置40)檢測驅(qū)動裝置30等，下面將對這些組件逐一進(jìn) 行解釋說明。
[0016] 收卷裝置50作為檢測對象，包括收卷軸支架和收卷軸，所述收卷軸通過卷軸旋轉(zhuǎn) 電機(jī)帶動柔性膜纏繞其上以形成料卷，同時通過卷軸平移組件實現(xiàn)水平擺動。
[0017] 視覺檢測裝置40相對于料卷端面布置在其一側(cè)，并包括支撐板44、以及共同固定 該支撐板44上的CCD相機(jī)41和光源43,其中該CCD相機(jī)通過其配置的鏡頭用于對收卷中的料 卷端面拍攝圖像，該光源43則對稱布置于所述CCD相機(jī)的視覺中心。
[0018] 為了實現(xiàn)高精度、大范圍的視覺檢測過程，本實用新型中還為視覺檢測裝置配備 有檢測驅(qū)動裝置30。如圖1中所示，該檢測驅(qū)動裝置30優(yōu)選可包括X向平動組件、Y向平動組 件、Z向平動組件和Θ向旋轉(zhuǎn)電機(jī)，其中該X向平動組件、Y向平動組件、Z向平動組件三者彼此 相互垂直地安裝，并分別用于實現(xiàn)所述視覺檢測裝置40整體相對于料卷端面在X/Y/Z軸方 向上的距離調(diào)節(jié)，該Θ向旋轉(zhuǎn)電機(jī)則用于實現(xiàn)所述視覺檢測裝置40整體相對于料卷端面的 姿勢調(diào)節(jié)。
[0019] 下面將參照圖2來進(jìn)一步具體解釋上述視覺檢測系統(tǒng)的工作過程。
[0020] 首先，對上述視覺檢測裝置執(zhí)行初始化操作，并使得CCD相機(jī)的鏡頭軸心與所述收 卷軸的端面相垂直。按照本實用新型的一個優(yōu)選實施例，在成像方面，優(yōu)選可采用基于暗場 照明的成像方式，也即利用成像系統(tǒng)接受柔性膜的漫反射光，在暗背景下獲取目標(biāo)清晰明 亮、靈敏度較高的柔性膜收卷圖像，兩個光源41可對稱視覺中心安裝并且以低角度照射。
[0021] 接著，啟動收卷裝置執(zhí)行收卷，在此過程中，優(yōu)選可利用單目視覺方式對料卷端面 執(zhí)行成像檢測，由此調(diào)節(jié)所述視覺檢測裝置40對收卷中的料卷不斷拍攝其端面以獲取不同 焦距下的端面圖像，直至收卷完畢；
[0022] 最后，借助于視覺檢測裝置所獲得的料卷端面圖像來判斷成卷質(zhì)量效果。按照本 實用新型的一個優(yōu)選實施方式，譬如可基于以下公式來求得料卷端面的特征點Ui = 1， 2,…n-l，n)的端面深度Ynf^f2分別表示所述CCD相機(jī)對料卷端面進(jìn)行成像的兩個不同焦 距;m、rl2分別表示在采用所述焦距fjPf2所獲取的端面圖像中，特征點i(i = l，…，η)與料 卷中心之間的相對距離；A Y表示改變焦距前后鏡頭的移動距離，并可以通過鏡頭上標(biāo)識軸 向刻度尺來確定(各參數(shù)的單位默認(rèn)為mm):

[0025]根據(jù)收卷質(zhì)量視覺收卷檢測系統(tǒng)合理的深度范圍篩選出合理的深度大小1，利用 方差公式：
，11個特征點的平均深度值
[0026] 相應(yīng)地，將上述求得的特征點深度方差Sy作為量化指標(biāo)來評價料卷端面的整齊 度，方差越大表明料卷端面越不整齊，方差越小則表明料卷端面越為整齊，由此獲得柔性膜 收卷質(zhì)量視覺檢測量化指標(biāo)。
[0027] 綜上，按照本實用新型的視覺檢測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)緊湊、便于操作，并能夠充分利用 非接觸性的光學(xué)成像來實現(xiàn)柔性膜收卷質(zhì)量檢測，因而尤其適用于各類成卷設(shè)備的檢測 用途。
[0028]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不 用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改 進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種柔性膜收卷質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于，該柔性膜收卷質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng) 包括水平布置的底座（10)以及安裝在該底座（10)上的收卷裝置(50)、視覺檢測裝置(40)和 檢測驅(qū)動裝置(30)，其中： 所述收卷裝置(50)作為檢測對象，包括收卷軸支架和收卷軸，所述收卷軸通過卷軸旋 轉(zhuǎn)電機(jī)帶動柔性膜纏繞其上以形成料卷，同時通過卷軸平移組件實現(xiàn)水平擺動； 所述視覺檢測裝置(40)相對于料卷端面布置在其一側(cè)，并包括支撐板(44)、以及共同 固定該支撐板(44)上的CCD相機(jī)(41)和光源(43)，其中該CCD相機(jī)用于對收卷中的料卷端面 拍攝圖像，該光源則對稱布置于所述CCD相機(jī)的視覺中心； 所述檢測驅(qū)動裝置(30)包括X向平動組件、Y向平動組件、Z向平動組件和Θ向旋轉(zhuǎn)電機(jī)， 其中該X向平動組件、Y向平動組件、Z向平動組件三者彼此相互垂直地安裝，并分別用于實 現(xiàn)所述視覺檢測裝置(40)整體相對于料卷端面在X/Y/Z軸方向上的距離調(diào)節(jié)，該Θ向旋轉(zhuǎn)電 機(jī)則用于實現(xiàn)所述視覺檢測裝置(40)整體相對于料卷端面的姿勢調(diào)節(jié)。
【專利摘要】本實用新型屬于柔性膜收卷檢測設(shè)備相關(guān)領(lǐng)域，并公開了一種柔性膜收卷質(zhì)量視覺檢測系統(tǒng)，包括：水平布置的底座以及安裝在該底座上的收卷裝置、視覺檢測裝置和檢測驅(qū)動裝置，其中視覺檢測裝置相對于收卷裝置上的料卷端面布置在其一側(cè)，并包括支撐板、以及共同固定該支撐板上的CCD相機(jī)和光源，其中該CCD相機(jī)用于對收卷中的料卷端面拍攝圖像，該光源則對稱布置于所述CCD相機(jī)的視覺中心；檢測驅(qū)動裝置括X向平動組件、Y向平動組件、Z向平動組件和θ向旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并配合用于實現(xiàn)視覺檢測裝置整體相對于料卷端面的位置及姿勢調(diào)節(jié)。通過本實用新型，相應(yīng)可以更高精度、更快響應(yīng)和便于自動化操控的方式執(zhí)行各類收卷結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測功能。
【IPC分類】G01N21/95
【公開號】CN205280614
【申請?zhí)枴緾N201521107686
【發(fā)明人】陳建魁, 黎波, 尹周平, 葉曉斌, 雷景添
【申請人】華中科技大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月25日