CN115825096B - 一种板条状钢材表面缺陷检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种板条状钢材表面缺陷检测装置，包括机架、安装在机架上的输送辊道、两组按压机构和两个检测座，所述输送辊道的中部设有不安装输送辊的空隔区，两组按压机构压紧输送辊道上的被检测钢材并分别位于空隔区的前方和后方，两个检测座分别位于空隔区的上方和下方，每个检测座通过横移机构与机架连接，在检测座上设有与被检测钢材相对应的测距传感器和图像采集头。本发明同时还给出了缺陷检测方法。本发明利用测距传感器和图像采集头同时对板条状钢材上下两个面的缺陷进行自动检测，不仅大大提高了检测效率，降低了检测人员的劳动强度，而且消除了人为因素的影响，提高了检测精度，因而可保证板条状钢材的表面质量。

Description

一种板条状钢材表面缺陷检测装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于检测板条状钢材表面缺陷的装置及检测方法，属于检测技术领域。

背景技术

目前特种材料在各种领域得到广泛应用，主要包括模具钢、气阀钢、特种合金等产品，科学的检测手段是保证产品质量的重要条件。目前，生产现场主要采用目测的方法来检测板条状钢材的表面缺陷，不仅增加了工人的劳动强度，而且检测精度不高，严重影响了产品表面质量。因此，设计一种板条状钢材表面缺陷检测装置及检测方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种板条状钢材表面缺陷检测装置和检测方法，以降低检测人员的劳动强度，提高板条状钢材的表面质量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种板条状钢材表面缺陷检测装置，包括机架、安装在机架上的输送辊道、两组按压机构和两个检测座，所述输送辊道的中部设有不安装输送辊的空隔区，两组按压机构压紧输送辊道上的被检测钢材并分别位于空隔区的前方和后方，两个检测座分别位于空隔区的上方和下方，每个检测座通过横移机构与机架连接，在检测座上设有与被检测钢材相对应的测距传感器和图像采集头。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，所述按压机构包括两个支座和多个按压辊，两个支座分别位于机架的顶部两侧并通过竖直的电动伸缩杆与机架顶部连接，多个按压辊压在被检测钢材上并安装在两个支座之间。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，所述横移机构包括两个支撑杆以及与每个检测座相对应的丝杆和两根滑杆，两个支撑杆分别固定在机架的两侧，两根滑杆相互平行并滑动穿过对应的检测座，每根滑杆的两端分别与两个支撑杆连接，所述丝杆平行于两根滑杆并与检测座上的贯通螺孔通过螺纹配合，丝杆的一端与固定在支撑杆上的电机连接。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，还包括钢材导向装置，所述钢材导向装置包括两个固定板、两个限位板和多个导向辊，两个固定板分别与机架的底板两侧连接，两个限位板分别位于输送辊道两侧上方，多个导向辊分成两组，两组导向辊分别与被检测钢材的两个侧边接触，每个导向辊穿过输送辊道内的输送辊之间的缝隙，导向辊的上端与对应侧的限位板转动连接，下端与对应侧的固定板转动连接。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，两个固定板通过导向辊间距调节机构与机架的底板连接，所述导向辊间距调节机构包括液压缸、调节杆、两个移动座和四根连杆，两个移动座的顶部分别与两个固定板固定连接，底部通过设置在底板上的横向滑槽与底板滑动连接，所述调节杆位于两个移动座之间并通过设置在底板上的纵向滑槽与底板滑动连接，所述液压缸固定在底板的端部，液压缸的活塞杆与调节杆连接，四根连杆对称设置在调节杆的两侧且同侧的两个连杆相互平行，每根连杆的一端与调节杆铰接，另一端与同侧的移动座铰接。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，所述限位板靠近滑杆的部位连接有与检测座相对应的距离传感器，所述距离传感器的信号输出端与丝杆一端的电机的控制器电性连接。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，所述支撑杆设置在限位板远离检测座的一侧，所述限位板和移动座上均设有与丝杆匹配的第一通孔和与滑杆匹配的第二通孔。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，所述机架的上方设有与机架连接的防护架。

上述板条状钢材表面缺陷检测装置，所述限位板的两端上部均设有顶部导向块，所述防护架的顶板底部设有与顶部导向块相匹配的顶部导向槽。

一种板条状钢材表面缺陷检测方法，所述方法包括以下步骤：

a.将待检测的钢材置于输送辊道输入端；

b.启动液压缸，通过纵向滑槽带动调节杆移动，调节杆通过连杆调节两个移动座之间的距离，使两组导向辊分别与被检测钢材的两个侧边接触；

c.通过电动伸缩杆调节支座的高度，使按压辊接触钢材上表面；

d.启动输送辊道和按压辊，将钢材上需要检测的区域输送至空隔区后，关闭输送辊道和按压辊，停止输送钢材；

e.启动丝杆一端的电机，丝杆旋转并驱动检测座沿滑杆（20）横向移动，图像采集头对检测区进行图像采集，测距传感器检测钢材上下表面与测距传感器之间的距离；

f.检测座移动到限位板的位置后，距离传感器向控制器发送到位信号，控制器使丝杆一端的电机停止工作，完成本区域的检测；

g.重复步骤d-步骤f，对下一个需要检测的区域进行检测。

本发明利用测距传感器和图像采集头同时对板条状钢材上下两个面的缺陷进行自动检测，不仅大大提高了检测效率，降低了检测人员的劳动强度，而且消除了人为因素的影响，提高了检测精度，因而可保证板条状钢材的表面质量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中输送辊道顶部的结构示意图；

图3为本发明的局部结构示意图；

图4为本发明中导向辊间距调节机构的结构示意图。

图中各标号为：11、机架；12、支腿；13、输送辊道；14、电动伸缩杆；15、支座；16、按压辊；17、防护架；18、支撑杆；19、丝杆；20、滑杆；21、检测座；22、测距传感器；23、图像采集头；24、导向辊；25、限位板；26、顶部导向块；27、第一通孔；28、第二通孔；29、距离传感器；30、固定板；31、移动座；32、底板；33、导向辊间距调节机构；34、横向滑槽；35、连杆；36、第一铰接座；37、调节杆；38、第二铰接座；39、纵向滑槽；40、活塞杆；41、液压缸。

具体实施方式

请参阅图1-图4，本发明实施例中，一种板条状钢材表面缺陷检测装置，包括机架11、连接在机架11底部的支腿12和安装在机架11上的输送辊道13，所述机架11顶部连接防护架17；

所述输送辊道13顶部设有可调高度的两组按压机构，用于接触输送中的钢材上表面；

按压机构的设置，能对钢材输送时的上表面进行限位，减少钢材输送过程中的晃动，且按压机构的高度能进行调节，方便根据钢材的厚度进行实际的调节；

所述输送辊道13顶部和底部均设有检测座21，所述输送辊道13上设有与检测座21对应的空隔区，两个检测座21相靠近的一侧均连接有测距传感器22和图像采集头23，所述检测座21连接有横移机构，用于调节检测座21水平位置；

测距传感器22能检测钢材上表面与测距传感器22之间距离，图像采集头23对检测区进行图像采集，实现对钢材表面缺陷数据的采集，如一个检测区中水平位置各个点之间与测距传感器22之间距离超出阈值，则钢材表面平整度不符合标准，图像采集头23对图像数据采集，方便人员后续观察对比是否有缺陷。本发明中，测距传感器22为激光探测器。

所述输送辊道13顶部设有两组导向辊24，分别与钢材的两个侧边接触，每组包括若干个导向辊24，每组导向辊24顶部连接一个限位板25，底部通过固定板30连接移动座31，机架11的4个支腿12下端连接有底板32，所述底板32上部设有导向辊间距调节机构33，用于调节两个移动座31之间距离；

导向辊24能与钢材的侧边接触，钢材在输送中，会带动导向辊24转动，减少钢材移动时的偏移，导向辊24在钢材侧壁转动，能减少对钢材的摩擦，且导向辊24的位置便于根据钢材的宽度进行调节。

所述按压机构包括两个支座15和安装在两个支座15之间的多个按压辊16，所述机架11顶部安装有用于调节支座15高度的电动伸缩杆14，所述电动伸缩杆14伸缩端连接支座15底部，所述空隔区置于两组按压机构之间；两组按压机构配合，钢材输送过程中，按压辊16能接触钢材上表面，与输送辊道13配合输送钢材移动。

所述横移机构包括两个支撑杆18和安装在两个支撑杆18之间的丝杆19，其中一组支撑杆18上安装有用于驱动丝杆19转动的电机，两个支撑杆18之间还安装有两根与丝杆19平行的滑杆20，所述检测座21上设有与丝杆19螺纹配合的螺孔和与滑杆20滑动配合的滑孔；电机控制丝杆19转动，能驱动检测座21沿滑杆20稳定的水平移动，测距传感器22和图像采集头23进行检测操作。

所述限位板25靠近滑杆20的一侧连接有用于检测检测座21和支撑杆18之间距离的距离传感器29，所述距离传感器29通过控制器电性连接电机；限位板25和距离传感器29的配合，能限制检测座21的水平移动位置，检测座21移动到限位板25的位置后，距离传感器29的信号能发送至控制器，使电机停止工作，之后钢材继续输送，对下一个检测区进行检测。

所述限位板25上设有用于丝杆19穿过的第一通孔27和用于滑杆20穿过的第二通孔28，所述支撑杆18设置在限位板25远离检测座21的一侧，所述移动座31上也设有第一通孔27和第二通孔28；使限位板25和移动座31调节时不受丝杆19和滑杆20的影响。

所述导向辊24穿过输送辊道13内的输送辊之间的缝隙，所述导向辊24设置方向与输送辊设置方向垂直，所述导向辊24顶部转动连接限位板25，所述导向辊24底部转动连接固定板30。

所述限位板25顶部连接顶部导向块26，所述防护架17的顶板底部设有用于顶部导向块26滑动的顶部导向槽，所述移动座31底部连接底部导向块，所述底板32顶部设有用于底部导向块滑动的横向滑槽34；导向辊间距调节机构33工作时，顶部导向块26在顶部导向槽滑动，底部导向块在横向滑槽34滑动。

所述导向辊间距调节机构33包括安装在底板32顶部的液压缸41，所述液压缸41动力输出端连接活塞杆40，所述活塞杆40远离液压缸41一端连接调节杆37，所述调节杆37两侧均连接有两组第二铰接座38，所述第二铰接座38铰接连杆35，所述连杆35远离第二铰接座38一端铰接安装在移动座31一侧的第一铰接座36；液压缸41带动活塞杆40伸缩时，调节杆37能通过连杆35带动移动座31调节水平位置。

所述底板32顶部设有纵向滑槽39，所述调节杆37底部连接有与纵向滑槽39滑动配合的移动块；调节杆37移动时，移动块在纵向滑槽39内移动，使调节杆37能进行稳定的水平移动。

本发明使用时，待检测的钢材置于输送辊道13输入端，通过电动伸缩杆14调节支座15的高度，使按压辊16接触钢材的上表面，液压缸41工作通过纵向滑槽39调节调节杆37的位置，使调节杆37通过连杆35调节两个移动座31之间的位置，调节至导向辊24接触钢材侧壁；

输送辊道13和按压辊16工作对钢材进行输送，钢材需要检测的位置输送至空隔区后，输送辊道13和按压辊16停止对钢材的输送，电机带动丝杆19工作，检测座21能稳定沿滑杆20水平移动，图像采集头23对检测区进行图像采集，测距传感器22能检测钢材上表面与测距传感器22之间距离；

检测座21移动接触限位板25后，距离传感器29的信号能发送至控制器，电机能停止工作，之后钢材继续输送，对下一个检测区进行检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中按压机构的设置，能对钢材输送时的上表面进行限位，减少钢材输送过程中的上下晃动，且按压机构的高度能进行调节，方便根据钢材的厚度进行实际的调节；

本发明中导向辊能与钢材的侧壁接触，钢材在输送中，会带动导向辊转动，减少钢材移动时的偏移，导向辊在板条状钢材侧壁转动，能减少对钢材的摩擦，且导向辊的位置便于根据钢材的宽度进行调节；

本发明中导向辊调节时能带动限位板调节，限位板和距离传感器的配合，能限制检测座的水平移动位置，方便检测座在钢材宽度范围内移动，测距传感器能检测钢材上表面与测距传感器之间距离，图像采集头对检测区进行图像采集，实现对板条状钢材表面缺陷数据的采集。

Claims (6)

1.一种板条状钢材表面缺陷检测装置，其特征是，包括机架（11）、安装在机架（11）上的输送辊道（13）、两组按压机构和两个检测座（21），所述输送辊道（13）的中部设有不安装输送辊的空隔区，两组按压机构压紧输送辊道（13）上的被检测钢材并分别位于空隔区的前方和后方，两个检测座（21）分别位于空隔区的上方和下方，每个检测座（21）通过横移机构与机架（11）连接，在检测座（21）上设有与被检测钢材相对应的测距传感器（22）和图像采集头（23）；

所述按压机构包括两个支座（15）和多个按压辊（16），两个支座（15）分别位于机架（11）的顶部两侧并通过竖直的电动伸缩杆（14）与机架（11）顶部连接，多个按压辊（16）压在被检测钢材上并安装在两个支座（15）之间；

所述横移机构包括两个支撑杆（18）以及与每个检测座（21）相对应的丝杆（19）和两根滑杆（20），两个支撑杆（18）分别固定在机架（11）的两侧，两根滑杆（20）相互平行并滑动穿过对应的检测座（21），每根滑杆（20）的两端分别与两个支撑杆（18）连接，所述丝杆（19）平行于两根滑杆（20）并与检测座（21）上的贯通螺孔通过螺纹配合，丝杆（19）的一端与固定在支撑杆（18）上的电机连接；

还包括钢材导向装置，所述钢材导向装置包括两个固定板（30）、两个限位板（25）和多个导向辊（24），两个固定板（30）分别与机架（11）的底板（32）两侧连接，两个限位板（25）分别位于输送辊道（13）两侧上方，多个导向辊（24）分成两组，两组导向辊（24）分别与被检测钢材的两个侧边接触，每个导向辊（24）穿过输送辊道（13）内的输送辊之间的缝隙，导向辊（24）的上端与对应侧的限位板（25）转动连接，下端与对应侧的固定板（30）转动连接；

两个固定板（30）通过导向辊间距调节机构（33）与机架（11）的底板（32）连接，所述导向辊间距调节机构（33）包括液压缸（41）、调节杆（37）、两个移动座（31）和四根连杆（35），两个移动座（31）的顶部分别与两个固定板（30）固定连接，底部通过设置在底板（32）上的横向滑槽（34）与底板（32）滑动连接，所述调节杆（37）位于两个移动座（31）之间并通过设置在底板（32）上的纵向滑槽（39）与底板（32）滑动连接，所述液压缸（41）固定在底板（32）的端部，液压缸（41）的活塞杆（40）与调节杆（37）连接，四根连杆（35）对称设置在调节杆（37）的两侧且同侧的两个连杆（35）相互平行，每根连杆（35）的一端与调节杆（37）铰接，另一端与同侧的移动座（31）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种板条状钢材表面缺陷检测装置，其特征是，所述限位板（25）靠近滑杆（20）的部位连接有与检测座（21）相对应的距离传感器（29），所述距离传感器（29）的信号输出端与丝杆（19）一端的电机的控制器电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种板条状钢材表面缺陷检测装置，其特征是，所述支撑杆（18）设置在限位板（25）远离检测座（21）的一侧，所述限位板（25）和移动座（31）上均设有与丝杆（19）匹配的第一通孔（27）和与滑杆（20）匹配的第二通孔（28）。

4.根据权利要求3所述的一种板条状钢材表面缺陷检测装置，其特征是，所述机架（11）的上方设有与机架（11）连接的防护架（17）。

5.根据权利要求4所述的一种板条状钢材表面缺陷检测装置，其特征是，所述限位板（25）的两端上部均设有顶部导向块（26），所述防护架（17）的顶板底部设有与顶部导向块（26）相匹配的顶部导向槽。

6.一种使用权利要求2-5中任意一项检测装置的板条状钢材表面缺陷检测方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：

a.将待检测的钢材置于输送辊道（13）输入端；

b.启动液压缸（41），通过纵向滑槽（39）带动调节杆（37）移动，调节杆（37）通过连杆（35）调节两个移动座（31）之间的距离，使两组导向辊（24）分别与被检测钢材的两个侧边接触；

c.通过电动伸缩杆（14）调节支座（15）的高度，使按压辊（16）接触钢材上表面；

d.启动输送辊道（13）和按压辊（16），将钢材上需要检测的区域输送至空隔区后，关闭输送辊道（13）和按压辊（16），停止输送钢材；

e.启动丝杆（19）一端的电机，丝杆（19）旋转并驱动检测座（21）沿滑杆（20）横向移动，图像采集头（23）对检测区进行图像采集，测距传感器（22）检测钢材上下表面与测距传感器（22）之间的距离；

f.检测座（21）移动到限位板（25）的位置后，距离传感器（29）向控制器发送到位信号，控制器使丝杆（19）一端的电机停止工作，完成本区域的检测；

g.重复步骤d-步骤f，对下一个需要检测的区域进行检测。