專利名稱：用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于表面圖像采集的裝置，具體涉及一種用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置。
背景技術(shù)：
結(jié)晶器是連鑄的核心部件，結(jié)晶器銅板作為連鑄從液態(tài)鋼水到凝固成固態(tài)坯殼的重要導(dǎo)熱部件，其質(zhì)量好壞直接影響到鑄坯的表面質(zhì)量、連鑄機(jī)拉速等指標(biāo)。熔融的鋼水流經(jīng)結(jié)晶器銅板，在外界冷卻水的作用下結(jié)晶成坯，并被引錠桿從結(jié)晶器中拉出。經(jīng)常拉坯使結(jié)晶器銅板磨損嚴(yán)重，更換頻繁，不僅降低生產(chǎn)效率，而且消耗大量的結(jié)晶器銅板。目前，鋼鐵企業(yè)對結(jié)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(jié)晶器內(nèi)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1500mmX 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(huán)境和檢測者自身因素的影響，傳統(tǒng)目測方法得到的結(jié)果往往不精確，可靠性差，遠(yuǎn)不能滿足安全高效生產(chǎn)，傳統(tǒng)的工業(yè)成像系統(tǒng)體積大，無法放到結(jié)晶器內(nèi)部進(jìn)行拍照，因此，如何快速精確采集到結(jié)晶器銅板表面圖像，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測技術(shù)，使之提高鑄坯質(zhì)量，一直是我國鋼鐵企業(yè)關(guān)注的課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種高效和精確的用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是在結(jié)晶器的兩個(gè)寬板上面放置有可調(diào)支架，T型滑塊安裝在可調(diào)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(jié)晶器的兩個(gè)寬板之間。該圖像采集裝置由圖像采集系統(tǒng)安裝架、圖像采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)組成。 圖像采集系統(tǒng)安裝架包括底板、左側(cè)板、右側(cè)板、上側(cè)板、下側(cè)板、伺服電機(jī)、滾珠絲杠、上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌。底板的四邊垂直地固定有左側(cè)板、右側(cè)板、上側(cè)板和下側(cè)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(nèi)， 右軸承座固定在靠近右側(cè)板的底板上；穿過左軸承座的滾珠絲杠左端通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)連接，伺服電機(jī)和左軸承座從左到右依次固定在靠近左側(cè)板的底板上；在分別靠近左軸承座和右軸承座內(nèi)側(cè)的下方位置處對應(yīng)地裝有左限位開關(guān)和右限位開關(guān)?？拷蟼?cè)板和下側(cè)板的位置處分別水平地固定裝有上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌，上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌的兩端分別固定在左側(cè)板和右側(cè)板上；上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌上對應(yīng)地裝有上滑塊和下滑塊，成像系統(tǒng)的上端和下端分別與上滑塊和下滑塊對應(yīng)連接，成像系統(tǒng)的中間位置處與滾珠絲杠螺母副固定連接。圖像采集系統(tǒng)由成像系統(tǒng)安裝架和成像系統(tǒng)組成。成像系統(tǒng)安裝架為條形箱體，由左側(cè)壁、右側(cè)壁、后側(cè)壁、左前壁、右前壁、上側(cè)壁和下側(cè)壁組成。條形箱體的橫截面為設(shè)有開口的矩形結(jié)構(gòu)，該開口為自上而下貫通的縱向開口 ；成像系統(tǒng)安裝架的安裝高度略小于上導(dǎo)軌和下導(dǎo)軌間的垂直距離。成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是左前壁的內(nèi)側(cè)裝有光源，光源位于縱向開口處；后側(cè)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(nèi)側(cè)裝有第二反光鏡，左側(cè)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(cè)壁間的夾角為 2 52° ；第一 CXD圖像傳感器和第二 CXD圖像傳感器分別安裝在后側(cè)壁上，第一 CXD圖像傳感器和第二 CXD圖像傳感器位于同一鉛垂線上，第一工業(yè)鏡頭和第二工業(yè)鏡頭對應(yīng)地安裝在第一 CXD圖像傳感器和第二 CXD圖像傳感器上，第一工業(yè)鏡頭和第二工業(yè)鏡頭的中心線與第三反光鏡的反射光線重合。第一 CXD圖像傳感器和第二 CXD圖像傳感器通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)連接。上述技術(shù)方案中縱向開口的寬度為5. 0 40. Omm ；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(yè)鏡頭和第二工業(yè)鏡頭為定焦鏡頭，其主要參數(shù)為焦距為35mm或?yàn)?0mm ；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(jié)晶器的兩個(gè)寬板上面放置有可調(diào)支架，用安裝在可調(diào)支架頂面的水平儀檢測可調(diào)支架的安裝狀況，調(diào)整可調(diào)支架至水平位置。T型滑塊安裝在可調(diào)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(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)連接；第二步接通電源，使成像系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，啟動(dòng)伺服電機(jī)，調(diào)整成像系統(tǒng)位置， 使成像系統(tǒng)處于左限位開關(guān)處；第三步通過伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)成像系統(tǒng)在平行于結(jié)晶器的兩個(gè)寬板表面移動(dòng)，直至右限位開關(guān)處，返回；第四步將采集到的圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)采集系統(tǒng)并保存。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型將傳統(tǒng)的人工目測改變?yōu)樽詣?dòng)檢測，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳輸進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，能對比分析出結(jié)晶器銅板表面質(zhì)量情況，從而為結(jié)晶器銅板的更換提供可靠的依據(jù)。本裝置的優(yōu)點(diǎn)在于一是數(shù)據(jù)采集效率高，把傳統(tǒng)的人工目測改為自動(dòng)采集，大大節(jié)約了檢測時(shí)間，提高了檢測效率；二是檢測精度提高，傳統(tǒng)的人工檢測方法由于受到周圍環(huán)境和人自身因素的影響，檢測的結(jié)果往往可靠性差，該方法通過對結(jié)晶器的兩個(gè)寬板1 的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)采集系統(tǒng)6，通過計(jì)算機(jī)分析，極大地提高了檢測精度； 三是操作簡單，只需固定好裝置，接通電源，便可根據(jù)采集到的圖像進(jìn)行分析，從而檢測出銅板表面缺陷。因此，本實(shí)用新型具有高效和精確的特點(diǎn)。
圖1為本實(shí)用新型在結(jié)晶器的兩個(gè)寬板1上的安裝示意圖；圖2為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖3為圖2的A-A剖視圖；圖4為圖3中成像系統(tǒng)14的放大示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，并非對其保護(hù)范圍的限制實(shí)施例1—種用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置。如圖1所示，在結(jié)晶器的兩個(gè)寬板1上面放置有可調(diào)支架5，水平儀4放置在可調(diào)支架5上，T型滑塊3安裝在可調(diào)支架5 的滑道上，圖像采集裝置2的上端與T型滑塊3固定連接，圖像采集裝置2位于結(jié)晶器的兩個(gè)寬板1之間。該圖像采集裝置2由圖像采集系統(tǒng)安裝架、圖像采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)6組成。圖像采集系統(tǒng)安裝架如圖2和圖3所示，包括底板21、左側(cè)板9、右側(cè)板18、上側(cè)板12、 下側(cè)板22、伺服電機(jī)8、滾珠絲杠27、上導(dǎo)軌13和下導(dǎo)軌26。底板21的四邊垂直地固定有左側(cè)板9、右側(cè)板18、上側(cè)板12和下側(cè)板22，底板21的中間位置處水平地裝有滾珠絲杠27， 滾珠絲杠27上裝有滾珠絲杠螺母副觀，滾珠絲杠27的右端安裝在右軸承座19內(nèi)，右軸承座19固定在靠近右側(cè)板18的底板21上；穿過左軸承座11的滾珠絲杠27左端通過聯(lián)軸器 10與伺服電機(jī)8連接，伺服電機(jī)8和左軸承座11從左到右依次固定在靠近左側(cè)板9的底板 21上；在分別靠近左軸承座11和右軸承座19內(nèi)側(cè)的下方位置處對應(yīng)地裝有左限位開關(guān)7 和右限位開關(guān)20。如圖2所示，靠近上側(cè)板12和下側(cè)板22的位置處分別水平地固定裝有上導(dǎo)軌13 和下導(dǎo)軌沈，上導(dǎo)軌13和下導(dǎo)軌沈的兩端分別固定在左側(cè)板9和右側(cè)板18上；上導(dǎo)軌13 和下導(dǎo)軌沈上對應(yīng)地裝有上滑塊15和下滑塊25，成像系統(tǒng)14的上端和下端分別與上滑塊 15和下滑塊25對應(yīng)連接，成像系統(tǒng)14的中間位置處與滾珠絲杠螺母副觀固定連接。圖像采集系統(tǒng)由成像系統(tǒng)安裝架和成像系統(tǒng)14組成；成像系統(tǒng)安裝架如圖2所示為條形箱體。條形箱體的橫截面為設(shè)有開口的矩形結(jié)構(gòu)，該開口為自上而下貫通的縱向開口 ；成像系統(tǒng)安裝架的安裝高度略小于上導(dǎo)軌13和下導(dǎo)軌沈間的垂直距離。該箱體如圖 3和圖4所示，由左側(cè)壁、右側(cè)壁、后側(cè)壁、左前壁、右前壁、上側(cè)壁和下側(cè)壁組成。成像系統(tǒng)14的結(jié)構(gòu)如圖4所示左前壁的內(nèi)側(cè)裝有光源32，光源32位于縱向開口處；后側(cè)壁上裝有第一反光鏡30，第一反光鏡30正對著縱向開口 ；右前壁的內(nèi)側(cè)裝有第二反光鏡31，左側(cè)壁上裝有第三反光鏡四，第一反光鏡30、第二反光鏡31和第三反光鏡四分別與各自安裝的側(cè)壁間的夾角為2 30° ；第一 CXD圖像傳感器17和第二 CXD圖像傳感器23分別安裝在后側(cè)壁上，第一 CXD圖像傳感器17和第二 CXD圖像傳感器23位于同一鉛垂線上，第一工業(yè)鏡頭16和第二工業(yè)鏡頭M對應(yīng)地安裝在第一 CXD圖像傳感器17和第二 CXD圖像傳感器23上，第一工業(yè)鏡頭16和第二工業(yè)鏡頭M的中心線與第三反光鏡四的反射光線重合。第一 CXD圖像傳感器17和第二 CXD圖像傳感器23通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng) 6連接。在本實(shí)施例中所述的縱向開口的寬度為5. 0 20. Omm ；所述的光源32為條形光源，光源32的長度同縱向開口的長度；所述的第一反光鏡30、第二反光鏡31和第三反光鏡 29的長度同縱向開口的長度；所述的第一工業(yè)鏡頭16和第二工業(yè)鏡頭M為定焦鏡頭，其主要參數(shù)為焦距為35mm或?yàn)?0mm，最小工作物距為300mm，接口類型為F接口或F-Mount接口。實(shí)施例2一種用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置?？v向開口的寬度為20.0 40. Omm ；第一反光鏡30、第二反光鏡31和第三反光鏡四分別與各自安裝的側(cè)壁間的夾角為12 52°。其余同實(shí)施例1。本具體實(shí)施方式
的使用方法是第一步在結(jié)晶器的兩個(gè)寬板1上面放置可調(diào)支架5，用安裝在可調(diào)支架5頂面的水平儀4檢測可調(diào)支架5的安裝狀況，調(diào)整可調(diào)支架5至水平位置。T型滑塊3安裝在可調(diào)支架5的滑道上，將圖像采集裝置2的上端與T型滑塊3固定連接，圖像采集裝置2通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)6連接；第二步接通電源，使成像系統(tǒng)14處于工作狀態(tài)，啟動(dòng)伺服電機(jī)8，調(diào)整成像系統(tǒng) 14位置，使成像系統(tǒng)14處于左限位開關(guān)7處；第三步通過伺服電機(jī)8帶動(dòng)滾珠絲杠27轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)成像系統(tǒng)14在平行于結(jié)晶器的兩個(gè)寬板1表面移動(dòng)，直至右限位開關(guān)處，返回；第四步將采集到的圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)采集系統(tǒng)6并保存。由于采用上述技術(shù)方案，本裝置將傳統(tǒng)的人工目測改變?yōu)樽詣?dòng)檢測，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳輸進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像分析，能對比分析出結(jié)晶器銅板表面質(zhì)量情況，從而為結(jié)晶器銅板的更換提供可靠的依據(jù)。本裝置的優(yōu)點(diǎn)在于一是數(shù)據(jù)采集效率高，把傳統(tǒng)的人工目測改為自動(dòng)采集，大大節(jié)約了檢測時(shí)間，提高了檢測效率；二是檢測精度提高，傳統(tǒng)的人工檢測方法由于受到周圍環(huán)境和人自身因素的影響，檢測的結(jié)果往往可靠性差，該方法通過對結(jié)晶器的兩個(gè)寬板1 的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)采集系統(tǒng)6，通過計(jì)算機(jī)分析，極大地提高了檢測精度； 三是操作簡單，只需固定好裝置，接通電源，便可根據(jù)采集到的圖像進(jìn)行分析，從而檢測出銅板表面缺陷。因此，本具體實(shí)施方式
具有高效和精確的特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置，其特征在于在結(jié)晶器的兩個(gè)寬板(1)上面放置有可調(diào)支架(5)，T型滑塊C3)安裝在可調(diào)支架(5)的滑道上，圖像采集裝置(2)的上端與T型滑塊(3)固定連接，圖像采集裝置(2)位于結(jié)晶器的兩個(gè)寬板(1)之間； 該圖像采集裝置O)由圖像采集系統(tǒng)安裝架、圖像采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)(6)組成；圖像采集系統(tǒng)安裝架包括底板(21)、左側(cè)板(9)、右側(cè)板(18)、上側(cè)板(12)、下側(cè)板(22)、伺服電機(jī)(8)、滾珠絲杠(27)、上導(dǎo)軌(13)和下導(dǎo)軌(26)；底板(21)的四邊垂直地固定有左側(cè)板(9)、右側(cè)板(18)、上側(cè)板(12)和下側(cè)板(22)； 底板的中間位置處水平地裝有滾珠絲杠(27)，滾珠絲杠、2Τ)上裝有滾珠絲杠螺母副( )，滾珠絲杠07)的右端安裝在右軸承座(19)內(nèi)，右軸承座(19)固定在靠近右側(cè)板 (18)的底板上；穿過左軸承座(11)的滾珠絲杠(XT)左端通過聯(lián)軸器(10)與伺服電機(jī)⑶連接，伺服電機(jī)⑶和左軸承座(11)從左到右依次固定在靠近左側(cè)板(9)的底板 (21)上；在分別靠近左軸承座(11)和右軸承座(19)內(nèi)側(cè)的下方位置處對應(yīng)地裝有左限位開關(guān)(7)和右限位開關(guān)(20)；靠近上側(cè)板(1 和下側(cè)板0 的位置處分別水平地固定裝有上導(dǎo)軌(1 和下導(dǎo)軌 (洸)，上導(dǎo)軌(13)和下導(dǎo)軌(26)的兩端分別固定在左側(cè)板(9)和右側(cè)板(18)上；上導(dǎo)軌 (13)和下導(dǎo)軌06)上對應(yīng)地裝有上滑塊(1 和下滑塊(25)，成像系統(tǒng)(14)的上端和下端分別與上滑塊(1 和下滑塊0 對應(yīng)連接，成像系統(tǒng)(14)的中間位置處與滾珠絲杠螺母副08)固定連接；圖像采集系統(tǒng)由成像系統(tǒng)安裝架和成像系統(tǒng)(14)組成；成像系統(tǒng)安裝架為條形箱體， 由左側(cè)壁、右側(cè)壁、后側(cè)壁、左前壁、右前壁、上側(cè)壁和下側(cè)壁組成；條形箱體的橫截面為設(shè)有開口的矩形結(jié)構(gòu)，該開口為自上而下貫通的縱向開口 ；成像系統(tǒng)安裝架的安裝高度略小于上導(dǎo)軌(13)和下導(dǎo)軌06)間的垂直距離；成像系統(tǒng)(14)的結(jié)構(gòu)是左前壁的內(nèi)側(cè)裝有光源(32)，光源(32)位于縱向開口處；后側(cè)壁上裝有第一反光鏡(30)，第一反光鏡(30)正對著縱向開口 ；右前壁的內(nèi)側(cè)裝有第二反光鏡(31)，左側(cè)壁上裝有第三反光鏡( )，第一反光鏡(30)、第二反光鏡(31)和第三反光鏡09)分別與各自安裝的側(cè)壁間的夾角為2 52° ；第一 C⑶圖像傳感器(17)和第二 CXD 圖像傳感器分別安裝在后側(cè)壁上，第一 CCD圖像傳感器(17)和第二 CCD圖像傳感器(23)位于同一鉛垂線上，第一工業(yè)鏡頭(16)和第二工業(yè)鏡頭04)對應(yīng)地安裝在第一CXD 圖像傳感器(17)和第二 CXD圖像傳感器上，第一工業(yè)鏡頭(16)和第二工業(yè)鏡頭04) 的中心線與第三反光鏡09)的反射光線重合；第一 CXD圖像傳感器(17)和第二 CXD圖像傳感器通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng) (6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置，其特征在于所述的縱向開口的寬度為5. O 40. Omm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置，其特征在于所述的光源(3 為條形光源，光源(3 的長度同縱向開口的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置，其特征在于所述的第一反光鏡(30)、第二反光鏡(31)和第三反光鏡09)的長度同縱向開口的長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置，其特征在于所述的第一工業(yè)鏡頭(16)和第二工業(yè)鏡頭04)為定焦鏡頭；其主要參數(shù)為焦距為35mm或?yàn)?50mm，最小工作物距為300mm，接口類型為F接口或F-Mount接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于連鑄結(jié)晶器銅板表面的圖像采集裝置。其方案是底板(21)的中間位置處水平地裝有滾珠絲杠(27)，滾珠絲杠(27)左端穿過左軸承座(11)與伺服電機(jī)(8)連接；靠近左軸承座(11)和右軸承座(19)內(nèi)側(cè)的下方分別對應(yīng)地裝有左限位開關(guān)(7)和右限位開關(guān)(20)，成像系統(tǒng)(14)的上、下兩端分別通過上滑塊(15)和下滑塊(25)與上導(dǎo)軌(13)和下導(dǎo)軌(26)對應(yīng)連接，成像系統(tǒng)(14)與滾珠絲杠螺母副(28)固定連接。圖像采集系統(tǒng)安裝架的左前壁內(nèi)側(cè)裝有光源(32)，后側(cè)壁裝有第一反光鏡(30)，右前壁內(nèi)側(cè)裝有第二反光鏡(31)，左側(cè)壁裝有第三反光鏡(29)，第一工業(yè)鏡頭(16)和第二工業(yè)鏡頭(24)的中心線與第三反光鏡(29)的反射光線重合。本實(shí)用新型具有快速精確采集數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。
文檔編號G01N21/88GK202189019SQ20112027834
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者劉昀, 劉源泂, 莊靜毅, 張留剛, 王興東, 穆天嘯, 龍遼沙 申請人:武漢科技大學(xué)