CN113533357B - 丝锭表面缺陷视觉检测方法及其检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种丝锭表面缺陷视觉检测方法及其检测装置，属于自动化检测技术领域。丝锭表面缺陷视觉检测包括包括丝锭表面油污检测和丝锭表面成型形状检测。本方法能在丝锭处于静态时采集丝锭上端面的油污信号和成型形状信号，在丝锭处于动态旋转时采集丝锭侧面和丝锭下端面和侧面的油污信号和成型形状信号，从而能够快速高效的对丝锭外表面的油污和成型形状进行检测，防止外表面具有瑕疵的丝锭掺入从而影响丝锭整体的质量。

Description

丝锭表面缺陷视觉检测方法及其检测装置

技术领域

本发明属于自动化检测技术领域，涉及一种丝锭表面缺陷视觉检测方法以及一种丝锭表面缺陷视觉检测装置。

背景技术

近年来，国外在利用机器视觉技术进行品质检测方面做了大量研究，并获得了许多重要成果。视觉检测具有非接触、速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，在现代制造业中有着重要的应用前景，目前在机械加工精度检测、工件尺寸测量、产品检测等领域中正得到越来越广泛的应用，视觉检测技术为解决在线测量问题提供了一种理想的手段，化纤行业生产出的化纤丝会卷绕成丝饼作为产品的外观形态，丝锭在卷绕成型后，其外表面可能会沾上油污，或卷绕完成的后丝饼存在内凹外凸、外表面凹痕、丝线色泽差等的外部缺陷，化纤丝饼上存在的瑕疵不但影响丝锭的外观，同时也影响到了丝锭的等级，传统方法是通过人工肉眼鉴别这些缺陷，但在生产力日渐上升的时代，这种人工检测的方式工作效率已无法跟上生产的效率。

为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利公开了一种化纤丝锭绊丝缺陷在线检测和分级的装置及其检测分级方法[申请号：201811168402.7]，包括丝锭传送装置，位于丝锭传送装置上的图像采集装置和缺陷剔除模块，与丝锭传送装置连接的良品等待区和次品等待区；所述缺陷剔除模块包括图像处理与决策模块、质量统计评估模块和缺陷控制模块；所述图像采集装置包括设于丝锭传送装置上方和丝锭传送装置下方的封闭暗箱，设于各个封闭暗箱内的LED光源组、CCD相机组、图像采集卡、数字信号处理器和存储器。该发明具有如下有益效果：本发明通过结合机器视觉和图像处理技术对采集的丝锭图像进行处理，能够同时检测绊丝和干扰丝干扰数目和形态特征，能够利用检测到的绊丝信息对存在绊丝缺陷的丝锭进行分级，利用统计到的干扰信息追本溯源。但该方法检测的对象与油污、凹痕等存在较大差异，仍存在无法解决对丝锭表面油污和成型形状进行快速且精准检测的缺点。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种丝锭表面缺陷视觉检测方法。

本发明的目的是针对上述问题，提供一种丝锭表面缺陷视觉检测装置。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种丝锭表面缺陷视觉检测方法，丝锭表面缺陷视觉检测包括丝锭表面油污检测和丝锭表面成型形状检测，丝锭表面油污和成型形状检测包括以下步骤：

步骤一：将丝锭放置到丝锭传输通道上，通过丝锭传输通道将丝锭传输至全局视觉检测机构正下方，打开环形光源和无影灯，环形光源和无影灯发射出来的光线照射在丝锭上端面，对丝锭上端面进行补光，再通过彩色摄像头采集丝锭上端面的油污信号和包括压痕信号在内的成型形状信号，随后关闭环形光源，在未补光状态下通过彩色摄像头和/或黑白摄像头采集丝锭上端面的包括色泽信号、内凹外凸缺陷信号和纸管破损信号在内的成型形状信号；

步骤二：通过丝锭传输通道将丝锭传输至丝锭提升旋转机构正下方，并通过丝锭提升旋转机构将丝锭提升至与线扫描机构相适配并驱动丝锭周向匀速转动；

步骤三：打开线扫光源并通过线扫光源对旋转中的丝锭侧面发射线型光，再通过线阵相机采集丝锭侧面处于线扫光源机构的线型光照亮区域内的油污信号和成型形状信号；

步骤四：打开半环形补光光源并通过半环形补光光源对旋转中的丝锭的下端面和侧面进行补光，再通过底部相机采集丝锭下端面和侧面的油污信号和包括内凹外凸信号在内的成型形状信号。

在上述的一种丝锭表面缺陷视觉检测方法中，步骤二具体包括以下步骤：

步骤a：夹爪驱动块驱动若干夹爪在径向同步收拢，升降驱动电机通过丝杆丝套结构驱动滑块及与滑块相连的第二安装座和沿竖直滑座下降，通过第二安装座带动夹爪驱动块和夹爪向下运动并使夹爪***至丝锭中心处的纸筒内；

步骤b：夹爪驱动块驱动若干夹爪在径向同步外扩将丝锭夹紧，并再次启动升降驱动电机将丝锭提升至与线扫描机构相适配；

步骤c：启动驱动电机，驱动电机能通过电气滑环驱动夹爪驱动块以及通过夹爪驱动块和夹爪夹紧后的丝锭同步转动。

在上述的一种丝锭表面缺陷视觉检测方法中，步骤一中，彩色摄像头和/或黑白摄像头采集视觉信号前，通过独立升降调节结构可单独调节彩色摄像头或黑白摄像头的高度，通过平移调节结构可调节彩色摄像头和黑白摄像头之间的距离，通过整体升降调节结构可同步调节彩色摄像头和黑白摄像头的高度；

步骤三中，通过线扫光源安装组件可沿水平或竖直方向调整线扫光源的位置，通过线阵相机安装组件能多维度调节线阵相机的位置，通过上补光灯和下补光灯能分别对丝锭进行补光；

步骤四中，通过底部相机安装组件能在多个维度上对底部相机的位置进行调节，通过底部光源安装组件能在多个维度上对半环形补光光源的位置进行调节。

一种丝锭表面缺陷视觉检测装置，设置在丝锭传输通道处，包括设置在丝锭传输通道正上方的全局视觉检测机构，所述的全局视觉检测机构的视觉信号采集方向朝下以采集包括丝锭上端面视觉信号在内的视觉信号；

还包括设置在丝锭传输通道正上方的丝锭提升旋转机构，在丝锭传输通道的一侧设有向丝锭侧面发射线型光的线扫光源机构且线型光在丝锭侧面自一端延伸至另一端，在线扫光源机构旁设有线扫描机构，所述的线扫描机构的视觉信号采集方向朝向丝锭侧面，所述的线扫光源机构的线型光位于线扫描机构的视觉信号采集区域内，或者所述的线扫描机构的视觉信号采集区域位于线扫光源机构的线型光内，或者所述的线扫描机构的视觉信号采集区域与线扫光源机构的线型光重合；

还包括设置在丝锭传输通道的一侧还设有至少一个视觉信号采集方向竖直向上朝向丝锭的底部相机。

在上述的丝锭表面缺陷视觉检测装置中，所述的全局视觉检测机构包括镜头竖直朝下设置的至少一个彩色摄像头和/或至少一个黑白摄像头；

所述的全局视觉检测机构还包括设置在丝锭传输通道正上方的全局补光装置，所述的全局补光装置包括呈半球形且敞口朝下的光源罩，所述的光源罩上端固定在机架上且在光源罩内设有无影灯，在光源罩的下端敞口处固定有水平设置的环形光源，所述的彩色摄像头和/或黑白摄像头设置在光源罩内且位于光源罩的中心区域；

所述的彩色摄像头和/或黑白摄像头通过全局安装组件与机架相连，所述的全局安装组件下端与彩色摄像头和/或黑白摄像头相连，所述的全局安装组件上端穿过光源罩并与机架相连。

在上述的丝锭表面缺陷视觉检测装置中，所述的全局安装组件包括安装件，所述的安装件的数量与彩色摄像头和黑白摄像头数量之和相同，在每一安装件下端分别固定有彩色摄像头或黑白摄像头，所述的安装件上端分别通过独立升降调节结构与平移调节结构相连，所述的平移调节结构分别与设置在机架上的整体升降调节结构相连；

所述的独立升降调节结构包括竖直设置的独立升降导杆和连接于平移调节结构上的独立升降导座，所述的独立升降导座上设有竖直型导孔，所述的独立升降导杆穿设于竖直型导孔中且在竖直方向滑动相连，在独立升降导座上设有将竖直型导孔收拢并抱紧独立升降导杆的锁紧件，所述的独立升降导杆下端设有固定于其上的第一安装座，所述的第一安装座与安装件上端固连；

平移调节结构包括水平设置的横向导杆，所述的独立升降导座上设有水平型导孔，所述的横向导杆分别穿设于各水平型导孔中且在水平方向滑动相连，在独立升降导座上设有将水平型导孔收拢并抱紧横向导杆的锁紧件，所述的光源罩上端设有延续方向与横向导杆轴向平行的条形孔，所述的安装件穿设于条形孔中；

所述的整体升降调节结构包括固定在机架上的两根整体升降导杆，所述的横向导杆的两端分别固定有整体升降导座，所述的整体升降导座上设有竖直型导孔，所述的整体升降导杆穿设于竖直型导孔中且在竖直方向滑动相连，在整体升降导座上设有将竖直型导孔收拢并抱紧整体升降导杆的锁紧件。

在上述的丝锭表面缺陷视觉检测装置中，所述的丝锭提升旋转机构包括若干在同一圆周上分布的夹爪，所述的夹爪均与能驱动各夹爪在径向同步外扩或收拢的夹爪驱动机构相连，所述的夹爪驱动机构与第二安装座转动相连，所述的第二安装座与升降驱动机构相连，所述的第二安装座上设有能驱动夹爪驱动机构转动的旋转驱动机构；

所述的夹爪驱动机构包括气动夹爪座，在气动夹爪座上滑动设有夹爪驱动块，所述的夹爪固定在夹爪驱动块，所述的夹爪分别呈圆弧形且各夹爪的外侧面设有增摩结构；

所述的旋转驱动机构包括固定在第二安装座顶部的驱动电机，所述的驱动电机与气动夹爪座之间设有电气滑环；

所述的升降驱动机构包括竖直滑座，在竖直滑座上滑动连接有滑块，所述的第二安装座固定在滑块上，所述的滑块通过丝杆丝套结构与升降驱动电机相连。

在上述的丝锭表面缺陷视觉检测装置中，所述的线扫光源机构包括线扫光源，所述的线扫光源通过多维度可调的线扫光源安装组件与机架相连；

所述的线扫光源安装组件包括线扫光源固定座，所述的线扫光源固定在线扫光源固定座上，所述的线扫光源固定座上固定有水平滑杆，所述的水平滑杆通过第一可锁定水平升降滑座与竖直滑杆相连，所述的竖直滑杆固定在机架上；

所述的竖直滑杆上还通过第二可锁定水平升降滑座固定有第一补光水平滑杆，所述的第一补光水平滑杆通过第二可锁定水平滑座与第二补光水平滑杆相连，所述的第二补光水平滑杆上固定有上补光灯座，所述的上补光灯座上设有横向延伸的上补光灯，所述的上补光灯位于线扫光源上方；

所述的线扫光源安装组件旁设有竖直设置的下补光滑杆，所述的下补光滑杆上通过第三可锁定水平升降滑座连接有第一转接板，所述的第一转接板上可锁定地水平转动连接有第二转接板，所述的第二转接板上固定有水平朝向丝锭下方且横向延伸的下补光灯。

在上述的丝锭表面缺陷视觉检测装置中，所述的线扫描机构包括线阵相机，所述的线阵相机通过多维度可调的线阵相机安装组件与机架相连；

所述的线阵相机安装组件包括线阵相机固定座，所述的线阵相机固定在线阵相机固定座上，所述的线阵相机固定座通过可锁定横向滑动固定夹与横向滑杆固连，所述的横向滑杆通过可锁定横向竖直滑动固定夹与竖直滑杆固连，所述的竖直滑杆固定在机架上。

在上述的丝锭表面缺陷视觉检测装置中，所述的底部相机通过多维度可调的底部相机安装组件与机架相连；所述的底部相机***设有位于丝锭下方的半环形补光光源，所述的半环形补光光源通过多维度可调的底部光源安装组件与机架相连。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本方法能在丝锭处于静态时采集丝锭上端面的油污信号和成型形状信号，在丝锭处于动态旋转时采集丝锭侧面和丝锭下端面和侧面的油污信号和成型形状信号，从而能够快速高效的对丝锭外表面的油污和成型形状进行检测，防止外表面具有瑕疵的丝锭掺入从而影响丝锭整体的质量。

2、丝锭提升旋转机构能够将丝锭进行夹取并使其能够沿圆周方向匀速转动，再配合线扫描机构和底部相机能够对丝锭侧面和下端面和侧面进行全面检测，从而避免出现局部漏检，有效的提高了检测效果，同时，线扫光源机构的线型光能对线扫描机构的视觉信号采集区域进行补光，进一步提升检测效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是全局视觉检测机构部分结构的结构示意图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是丝锭提升旋转机构的结构示意图；

图5是线扫光源机构上方处的俯视图；

图6是线扫光源机构的结构示意图；

图7是线扫描机构的结构示意图；

图8是底部相机和底部相机安装组件的结构示意图。

具体实施方式

如图1-图8所示，一种丝锭表面缺陷视觉检测方法，丝锭表面缺陷视觉检测包括丝锭表面油污检测和丝锭表面成型形状检测，丝锭表面油污和成型形状检测包括以下步骤：

步骤一：将丝锭3放置到丝锭传输通道1上，通过丝锭传输通道1将丝锭3传输至全局视觉检测机构6a正下方，打开环形光源65和无影灯，环形光源65和无影灯发射出来的光线照射在丝锭3上端面，对丝锭3上端面进行补光，再通过彩色摄像头61采集丝锭3上端面的油污信号和包括压痕信号在内的成型形状信号，随后关闭环形光源65，在未补光状态下通过彩色摄像头61和/或黑白摄像头62采集丝锭3上端面的包括色泽信号、内凹外凸缺陷信号和纸管破损信号在内的成型形状信号；

步骤二：通过丝锭传输通道1将丝锭3传输至丝锭提升旋转机构2正下方，并通过丝锭提升旋转机构2将丝锭3提升至与线扫描机构5相适配并驱动丝锭3周向匀速转动；

步骤三：打开线扫光源401并通过线扫光源401对旋转中的丝锭3侧面发射线型光，再通过线阵相机501采集丝锭3侧面处于线扫光源机构4的线型光照亮区域内的油污信号和成型形状信号；

步骤四：打开半环形补光光源904并通过半环形补光光源904对旋转中的丝锭3的下端面和侧面进行补光，再通过底部相机902采集丝锭3下端面和侧面的油污信号和包括内凹外凸信号在内的成型形状信号。

本实施例中，本方法能在丝锭处于静态时采集丝锭3上端面的油污信号和成型形状信号，在丝锭处于动态旋转时采集丝锭3侧面和丝锭3下端面和侧面的油污信号和成型形状信号，从而能够快速高效的对丝锭外表面的油污和成型形状进行检测，防止外表面具有瑕疵的丝锭掺入从而影响丝锭整体的质量。

丝锭提升旋转机构能够将丝锭进行夹取并使其能够沿圆周方向匀速转动，再配合线扫描机构和底部相机902能够对丝锭侧面和下端面和侧面进行全面检测，从而避免出现局部漏检，有效的提高了检测效果，同时，线扫光源机构的线型光能对线扫描机构的视觉信号采集区域进行补光，进一步提升检测效果。

具体地说，结合图4所示，步骤a：夹爪驱动块207驱动若干夹爪201在径向同步收拢，升降驱动电机213通过丝杆丝套结构驱动滑块212及与滑块212相连的第二安装座203和沿竖直滑座211下降，通过第二安装座203带动夹爪驱动块207和夹爪201向下运动并使夹爪201***至丝锭3中心处的纸筒内；

步骤b：夹爪驱动块207驱动若干夹爪201在径向同步外扩将丝锭3夹紧，并再次启动升降驱动电机213将丝锭3提升至与线扫描机构5相适配；

步骤c：启动驱动电机209，驱动电机209能通过电气滑环210驱动夹爪驱动块207以及通过夹爪驱动块207和夹爪201夹紧后的丝锭同步转动。

优选地，结合图2和图3所示，步骤一中，彩色摄像头61和/或黑白摄像头62采集视觉信号前，通过独立升降调节结构662可单独调节彩色摄像头61或黑白摄像头62的高度，通过平移调节结构663可调节彩色摄像头61和黑白摄像头62之间的距离，通过整体升降调节结构664可同步调节彩色摄像头61和黑白摄像头62的高度，方便针对不同形状及大小的丝锭时调节摄像头或光源的位置及角度，扩大了装置的应用范围；

优选地，结合图5-图7所示，步骤三中，通过线扫光源安装组件402可沿水平或竖直方向调整线扫光源401的位置，通过线阵相机安装组件502能多维度调节线阵相机501的位置，通过上补光灯412和下补光灯417能分别对丝锭3进行补光；上补光灯412和下补光灯417能分别从丝锭的侧部和下方对丝锭进行补光，从而提高照明效果，防止出现阴影导致采集的视觉信号不清晰。

优选地，结合图8所示，步骤四中，通过底部相机安装组件903能在多个维度上对底部相机902的位置进行调节，通过底部光源安装组件905能在多个维度上对半环形补光光源904的位置进行调节，方便针对不同形状及大小的丝锭时调节摄像头或光源的位置及角度，扩大了装置的应用范围。

一种丝锭表面缺陷视觉检测装置，设置在丝锭传输通道1处，包括设置在丝锭传输通道1正上方的全局视觉检测机构6a，所述的全局视觉检测机构6a的视觉信号采集方向朝下以采集包括丝锭3上端面视觉信号在内的视觉信号；还包括设置在丝锭传输通道1正上方的丝锭提升旋转机构2，在丝锭传输通道1的一侧设有向丝锭3侧面发射线型光的线扫光源机构4且线型光在丝锭3侧面自一端延伸至另一端，在线扫光源机构4旁设有线扫描机构5，所述的线扫描机构5的视觉信号采集方向朝向丝锭3侧面，所述的线扫光源机构4的线型光位于线扫描机构5的视觉信号采集区域内，或者所述的线扫描机构5的视觉信号采集区域位于线扫光源机构4的线型光内，或者所述的线扫描机构5的视觉信号采集区域与线扫光源机构4的线型光重合；还包括设置在丝锭传输通道1的一侧还设有至少一个视觉信号采集方向竖直向上朝向丝锭3的底部相机902。

本实施例中，结合图1-图2、图4-图8所示，本装置能在丝锭处于静态时采集丝锭3上端面的油污信号和成型形状信号，在丝锭处于动态旋转时采集丝锭3侧面和丝锭3下端面和侧面的油污信号和成型形状信号，从而能够快速高效的对丝锭外表面的油污和成型形状进行检测，防止外表面具有瑕疵的丝锭掺入从而影响丝锭整体的质量。

其中，所述的全局视觉检测机构6a包括镜头竖直朝下设置的至少一个彩色摄像头61和/或至少一个黑白摄像头62，优选地，优选地，所述的全局视觉检测机构6a包括镜头竖直朝下设置的一个彩色摄像头61和一个黑白摄像头62，同时设置彩色摄像头61和黑白摄像头62能更好的适应信息采集的需要。

结合图2和图3所示，所述的全局视觉检测机构6a还包括设置在丝锭传输通道1正上方的全局补光装置63，所述的全局补光装置63包括呈半球形且敞口朝下的光源罩64，所述的光源罩64上端固定在机架6上且在光源罩64内壁设有无影灯，在光源罩64的下端敞口处固定有水平设置的环形光源65，所述的彩色摄像头61和/或黑白摄像头62设置在光源罩64内且位于光源罩64的中心区域，无影灯和环形光源65发射出来的光线照射在丝锭上端面，对丝锭上端面进行补光，提高信息采集的准确性。

如图2和图3所示，所述的彩色摄像头61和/或黑白摄像头62通过全局安装组件66与机架6相连，所述的全局安装组件66下端与彩色摄像头61和/或黑白摄像头62相连，所述的全局安装组件66上端穿过光源罩64并与机架6相连，可根据需要调节全局安装组件66实现对彩色摄像头61和/或黑白摄像头62位置或高度的调节。

结合图2和图3所示，所述的全局安装组件66包括安装件661，所述的安装件661的数量与彩色摄像头61和黑白摄像头62数量之和相同，在每一安装件661下端分别固定有彩色摄像头61或黑白摄像头62，所述的安装件661上端分别通过独立升降调节结构662与平移调节结构663相连，平移调节结构663可调节彩色摄像头61和黑白摄像头62之间的距离，独立升降调节结构662可单独对摸一个摄像头的高度进行调节，所述的平移调节结构663分别与设置在机架6上的整体升降调节结构664相连，整体升降调节结构664用于同步调节所用摄像头的高度；

具体地说，所述的独立升降调节结构662包括竖直设置的独立升降导杆6621和连接于平移调节结构663上的独立升降导座6622，所述的独立升降导座6622上设有竖直C型导孔，所述的独立升降导杆6621穿设于竖直C型导孔中且在竖直方向滑动相连，在独立升降导座6622上设有将竖直C型导孔收拢并抱紧独立升降导杆6621的锁紧件，拧动锁紧件可使C型导孔的开口端的开度增大或减小，以方便独立升降导座6622和独立升降导杆6621相对滑动，从而实现单个摄像头高度的调节，所述的独立升降导杆6621下端设有固定于其上的第一安装座6623，所述的第一安装座6623与安装件661上端固连；平移调节结构663包括水平设置的横向导杆6631，所述的独立升降导座6622上设有水平C型导孔，所述的横向导杆6631分别穿设于各水平C型导孔中且在水平方向滑动相连，在独立升降导座6622上设有将水平C型导孔收拢并抱紧横向导杆6631的锁紧件，拧动锁紧件可使C型导孔的开口端的开度增大或减小，以方便横向导杆6631和独立升降导座6622相对滑动，从而实现摄像头之间距离的调节，所述的光源罩64上端设有延续方向与横向导杆6631轴向平行的条形孔6632，所述的安装件661穿设于条形孔6632中；所述的整体升降调节结构664包括固定在机架8上的两根整体升降导杆6641，所述的横向导杆6631的两端分别固定有整体升降导座6642，所述的整体升降导座6642上设有竖直C型导孔，所述的整体升降导杆6641穿设于竖直C型导孔中且在竖直方向滑动相连，在整体升降导座6642上设有将竖直C型导孔收拢并抱紧整体升降导杆6641的锁紧件，拧动锁紧件可使C型导孔的开口端的开度增大或减小，以方便整体升降导杆6641和整体升降导座6642相对滑动，从而实现全部摄像头整体高度的同步调节。

所述的丝锭提升旋转机构2包括若干在同一圆周上分布的夹爪201，所述的夹爪201均与能驱动各夹爪201在径向同步外扩或收拢的夹爪驱动机构202相连，所述的夹爪驱动机构202与第二安装座203转动相连，所述的第二安装座203与升降驱动机构204相连，所述的第二安装座203上设有能驱动夹爪驱动机构202转动的旋转驱动机构205；所述的夹爪驱动机构202包括气动夹爪座206，在气动夹爪座206上滑动设有夹爪驱动块207，所述的夹爪201固定在夹爪驱动块207，所述的夹爪201分别呈圆弧形且各夹爪201的外侧面设有增摩结构208；所述的旋转驱动机构205包括固定在第二安装座203顶部的驱动电机209，所述的驱动电机209与气动夹爪座206之间设有电气滑环210；所述的升降驱动机构204包括竖直滑座211，在竖直滑座211上滑动连接有滑块212，所述的第二安装座203固定在滑块212上，所述的滑块212通过丝杆丝套结构与升降驱动电机213相连。

本实施例中，结合图4所示，夹爪驱动块207能够驱动若干夹爪201在径向同步外扩或收拢，从而能够对丝锭进行夹取或松开，驱动电机209能通过电气滑环驱动通过夹爪驱动块207和夹爪201夹紧后的丝锭沿圆周转动，从而配合线扫描机构5能够对丝锭侧面进行全面检测，避免出现局部漏检，提高检测效果，且能减少对检测工具的需求，降低成本。

优选地，夹爪201呈圆弧形能够与丝锭相配适，增加与丝锭的接触面，增大摩擦力，从而提高夹紧效果，其次，各夹爪201的外侧面上的增摩结构208能进一步增加夹爪与丝锭之间的摩擦力，进一步提高夹紧效果。

使用时，夹爪驱动块207驱动若干夹爪201在径向同步收拢，升降驱动电机213通过丝杆丝套结构驱动滑块212及与滑块212相连的第二安装座203和沿竖直滑座211下降，第二安装座203能带动夹爪驱动块207和夹爪向下运动并使夹爪***至丝锭中心处的圆孔内，随后夹爪驱动块207驱动若干夹爪201在径向同步外扩将丝锭夹紧，再次启动升降驱动电机213能将丝锭进行提升，丝锭提升至与线扫描机构5相适配的高度后，启动驱动电机209，驱动电机209能通过电气滑环210驱动通过夹爪驱动块207和夹爪201夹紧后的丝锭沿圆周转动，从而配合线扫描机构5能够对丝锭侧面进行全面检测，避免出现局部漏检，提高检测效果，且能减少对检测工具的需求，降低成本。

所述的线扫光源机构4包括线扫光源401，所述的线扫光源401通过多维度可调的线扫光源安装组件402与机架6相连；所述的线扫光源安装组件402包括线扫光源固定座403，所述的线扫光源401固定在线扫光源固定座403上，所述的线扫光源固定座403上固定有水平滑杆404，所述的水平滑杆404通过第一可锁定水平升降滑座405与竖直滑杆406相连，所述的竖直滑杆406固定在机架6上；

本实施例中，结合图5-图7所示，线扫光源401的线型光能对线扫描机构5的视觉信号采集区域进行补光，提升检测效果，线扫光源401通过线扫光源安装组件402内的线扫光源固定座403、水平滑杆404、第一可锁定水平升降滑座405和竖直滑杆406固定在机架上，第一可锁定水平升降滑座405能对水平滑杆404和竖直滑杆406进行锁定且解除锁定后能配合水平滑杆404和竖直滑杆406沿水平或竖直方向快速调整线扫光源的位置。

所述的竖直滑杆406上还通过第二可锁定水平升降滑座407固定有第一补光水平滑杆408，所述的第一补光水平滑杆408通过第二可锁定水平滑座409与第二补光水平滑杆410相连，所述的第二补光水平滑杆410上固定有上补光灯座411，所述的上补光灯座411上设有横向延伸的上补光灯412，所述的上补光灯412位于线扫光源401上方；所述的线扫光源安装组件402旁设有竖直设置的下补光滑杆413，所述的下补光滑杆413上通过第三可锁定水平升降滑座414连接有第一转接板415，所述的第一转接板415上可锁定地水平转动连接有第二转接板416，所述的第二转接板416上固定有水平朝向丝锭3下方且横向延伸的下补光灯417。

本实施例中，结合图5-图7所示，上补光灯412和下补光灯417能分别从丝锭的侧部和下方对丝锭进行补光，从而提高照明效果，防止出现阴影导致采集的视觉信号不清晰。

上补光灯412通过第二可锁定水平升降滑座407、第一补光水平滑杆408、第二可锁定水平滑座409、第二补光水平滑杆410和上补光灯座411与竖直滑杆406相连，第二可锁定水平升降滑座407解锁时上补光灯412可沿竖直滑杆406上下升降从而对上补光灯412的高度进行快速调节，第二可锁定水平滑座409解锁后上补光灯412可沿第一补光水平滑杆408或第二补光水平滑杆410水平移动从而对上补光灯412的水平位置进行快速调节。

所述的线扫描机构5包括线阵相机501，所述的线阵相机501通过多维度可调的线阵相机安装组件502与机架6相连；所述的线阵相机安装组件502包括线阵相机固定座503，所述的线阵相机501固定在线阵相机固定座503上，所述的线阵相机固定座503通过可锁定横向滑动固定夹504与横向滑杆505固连，所述的横向滑杆505通过可锁定横向竖直滑动固定夹506与竖直滑杆406固连，所述的竖直滑杆406固定在机架6上。

本实施例中，结合图5-图7所示，线阵相机501能够对丝锭侧面进行线型视觉信号进行采集，线阵相机501通过线阵相机固定座503、可锁定横向滑动固定夹504、横向滑杆505、可锁定横向竖直滑动固定夹506和竖直滑杆406固定在机架上，可锁定横向滑动固定夹504或可锁定横向竖直滑动固定夹506解锁时，线阵相机501可沿横向滑杆505水平移动从而对线阵相机的水平位置进行快速调节，可锁定横向竖直滑动固定夹506解锁时，线阵相机501还可沿竖直滑杆406上下升降从而对线阵相机的高度进行快速调节。

所述的底部相机902通过多维度可调的底部相机安装组件903与机架6相连；所述的底部相机902***设有位于丝锭3下方的半环形补光光源904，所述的半环形补光光源904通过多维度可调的底部光源安装组件905与机架6相连。

本实施例中，结合图8所示，底部相机902能从丝锭下方对丝锭3的下端面和侧面进行视觉信号的采集，进一步提高检测的全面性，底部相机902能通过底部相机安装组件903在多个维度上对底部相机902的位置进行快速调节，半环形补光光源904能对底部相机902的视觉信号采集区域进行补光，提高信号采集效果，半环形补光光源904能通过底部光源安装组件905在多个维度上对半环形补光光源904的位置进行快速调节。

本发明的工作原理是，将丝锭3放置到丝锭传输通道1上，通过丝锭传输通道1将丝锭3传输至全局视觉检测机构6a正下方，打开环形光源65和无影灯，无影灯和环形光源65发射出来的光线照射在丝锭3上端面，对丝锭3上端面进行补光，再通过彩色摄像头61采集丝锭3上端面的油污信号和包括压痕信号在内的成型形状信号，随后关闭环形光源65和无影灯，在未补光状态下通过彩色摄像头61和/或黑白摄像头62采集丝锭3上端面的包括色泽信号、内凹外凸缺陷信号和纸管破损信号在内的成型形状信号，夹爪驱动块207驱动若干夹爪201在径向同步收拢，升降驱动电机213通过丝杆丝套结构驱动滑块212及与滑块212相连的第二安装座203和沿竖直滑座211下降，通过第二安装座203带动夹爪驱动块207和夹爪201向下运动并使夹爪201***至丝锭3中心处的纸筒内，夹爪驱动块207驱动若干夹爪201在径向同步外扩将丝锭3夹紧，并再次启动升降驱动电机213将丝锭3提升至与线扫描机构5相适配，启动驱动电机209，驱动电机209能通过电气滑环210驱动夹爪驱动块207以及通过夹爪驱动块207和夹爪201夹紧后的丝锭同步转动，打开线扫光源401并通过线扫光源401对旋转中的丝锭3侧面发射线型光，再通过线阵相机501采集丝锭3侧面处于线扫光源机构4的线型光照亮区域内的油污信号和成型形状信号，打开半环形补光光源904并通过半环形补光光源904对旋转中的丝锭3的下端面和侧面进行补光，再通过底部相机902采集丝锭3下端面和侧面的油污信号和包括内凹外凸信号在内的成型形状信号。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种丝锭表面缺陷视觉检测方法，其特征在于，丝锭表面缺陷视觉检测包括丝锭表面油污检测和丝锭表面成型形状检测，丝锭表面油污和成型形状检测包括以下步骤：

步骤一：将丝锭（3）放置到丝锭传输通道（1）上，通过丝锭传输通道（1）将丝锭（3）传输至全局视觉检测机构（6a）正下方，打开环形光源（65）和无影灯，环形光源（65）和无影灯发射出来的光线照射在丝锭（3）上端面，对丝锭（3）上端面进行补光，再通过彩色摄像头（61）采集丝锭（3）上端面的油污信号和包括压痕信号在内的成型形状信号，随后关闭环形光源（65），在未补光状态下通过彩色摄像头（61）和/或黑白摄像头（62）采集丝锭（3）上端面的包括色泽信号、内凹外凸缺陷信号和纸管破损信号在内的成型形状信号；

步骤二：通过丝锭传输通道（1）将丝锭（3）传输至丝锭提升旋转机构（2）正下方，并通过丝锭提升旋转机构（2）将丝锭（3）提升至与线扫描机构（5）相适配并驱动丝锭（3）周向匀速转动；

步骤三：打开线扫光源（401）并通过线扫光源（401）对旋转中的丝锭（3）侧面发射线型光，再通过线阵相机（501）采集丝锭（3）侧面处于线扫光源机构（4）的线型光照亮区域内的油污信号和成型形状信号；

步骤四：打开半环形补光光源（904）并通过半环形补光光源（904）对旋转中的丝锭（3）的下端面和侧面进行补光，再通过底部相机（902）采集丝锭（3）下端面和侧面的油污信号和包括内凹外凸信号在内的成型形状信号。

2.根据权利要求1所述的一种丝锭表面缺陷视觉检测方法，其特征在于：步骤二具体包括以下步骤：

步骤a：夹爪驱动块（207）驱动若干夹爪（201）在径向同步收拢，升降驱动电机（213）通过丝杆丝套结构驱动滑块（212）及与滑块（212）相连的第二安装座（203）和沿竖直滑座（211）下降，通过第二安装座（203）带动夹爪驱动块（207）和夹爪（201）向下运动并使夹爪（201）***至丝锭（3）中心处的纸筒内；

步骤b：夹爪驱动块（207）驱动若干夹爪（201）在径向同步外扩将丝锭（3）夹紧，并再次启动升降驱动电机（213）将丝锭（3）提升至与线扫描机构（5）相适配；

步骤c：启动驱动电机（209），驱动电机（209）能通过电气滑环（210）驱动夹爪驱动块（207）以及通过夹爪驱动块（207）和夹爪（201）夹紧后的丝锭同步转动。

3.根据权利要求1或2所述的一种丝锭表面缺陷视觉检测方法，其特征在于：

步骤一中，彩色摄像头（61）和/或黑白摄像头（62）采集视觉信号前，通过独立升降调节结构（662）可单独调节彩色摄像头（61）或黑白摄像头（62）的高度，通过平移调节结构（663）可调节彩色摄像头（61）和黑白摄像头（62）之间的距离，通过整体升降调节结构（664）可同步调节彩色摄像头（61）和黑白摄像头（62）的高度；

步骤三中，通过线扫光源安装组件（402）可沿水平或竖直方向调整线扫光源（401）的位置，通过线阵相机安装组件（502）能多维度调节线阵相机（501）的位置，通过上补光灯（412）和下补光灯（417）能分别对丝锭（3）进行补光；

步骤四中，通过底部相机安装组件（903）能在多个维度上对底部相机（902）的位置进行调节，通过底部光源安装组件（905）能在多个维度上对半环形补光光源（904）的位置进行调节。

4.一种采用权利要求1-3任一权利要求所述丝锭表面缺陷视觉检测方法的丝锭表面缺陷视觉检测装置，设置在丝锭传输通道（1）处，其特征在于：包括设置在丝锭传输通道（1）正上方的全局视觉检测机构（6a），所述的全局视觉检测机构（6a）的视觉信号采集方向朝下以采集包括丝锭（3）上端面视觉信号在内的视觉信号；

还包括设置在丝锭传输通道（1）正上方的丝锭提升旋转机构（2），在丝锭传输通道（1）的一侧设有向丝锭（3）侧面发射线型光的线扫光源机构（4）且线型光在丝锭（3）侧面自一端延伸至另一端，在线扫光源机构（4）旁设有线扫描机构（5），所述的线扫描机构（5）的视觉信号采集方向朝向丝锭（3）侧面，所述的线扫光源机构（4）的线型光位于线扫描机构（5）的视觉信号采集区域内，或者所述的线扫描机构（5）的视觉信号采集区域位于线扫光源机构（4）的线型光内，或者所述的线扫描机构（5）的视觉信号采集区域与线扫光源机构（4）的线型光重合；

还包括设置在丝锭传输通道（1）的一侧还设有至少一个视觉信号采集方向竖直向上朝向丝锭（3）的底部相机（902）。

5.根据权利要求4所述的丝锭表面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述的全局视觉检测机构（6a）包括镜头竖直朝下设置的至少一个彩色摄像头（61）和/或至少一个黑白摄像头（62）；

所述的全局视觉检测机构（6a）还包括设置在丝锭传输通道（1）正上方的全局补光装置（63），所述的全局补光装置（63）包括呈半球形且敞口朝下的光源罩（64），所述的光源罩（64）上端固定在机架（6）上且在光源罩（64）内设有无影灯，在光源罩（64）的下端敞口处固定有水平设置的环形光源（65），所述的彩色摄像头（61）和/或黑白摄像头（62）设置在光源罩（64）内且位于光源罩（64）的中心区域；

所述的彩色摄像头（61）和/或黑白摄像头（62）通过全局安装组件（66）与机架（6）相连，所述的全局安装组件（66）下端与彩色摄像头（61）和/或黑白摄像头（62）相连，所述的全局安装组件（66）上端穿过光源罩（64）并与机架（6）相连。

6.根据权利要求5所述的丝锭表面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述的全局安装组件（66）包括安装件（661），所述的安装件（661）的数量与彩色摄像头（61）和黑白摄像头（62）数量之和相同，在每一安装件（661）下端分别固定有彩色摄像头（61）或黑白摄像头（62），所述的安装件（661）上端分别通过独立升降调节结构（662）与平移调节结构（663）相连，所述的平移调节结构（663）分别与设置在机架（6）上的整体升降调节结构（664）相连；

所述的独立升降调节结构（662）包括竖直设置的独立升降导杆（6621）和连接于平移调节结构（663）上的独立升降导座（6622），所述的独立升降导座（6622）上设有竖直C型导孔，所述的独立升降导杆（6621）穿设于竖直C型导孔中且在竖直方向滑动相连，在独立升降导座（6622）上设有将竖直C型导孔收拢并抱紧独立升降导杆（6621）的锁紧件，所述的独立升降导杆（6621）下端设有固定于其上的第一安装座（6623），所述的第一安装座（6623）与安装件（661）上端固连；

平移调节结构（663）包括水平设置的横向导杆（6631），所述的独立升降导座（6622）上设有水平C型导孔，所述的横向导杆（6631）分别穿设于各水平C型导孔中且在水平方向滑动相连，在独立升降导座（6622）上设有将水平C型导孔收拢并抱紧横向导杆（6631）的锁紧件，所述的光源罩（64）上端设有延续方向与横向导杆（6631）轴向平行的条形孔（6632），所述的安装件（661）穿设于条形孔（6632）中；

所述的整体升降调节结构（664）包括固定在机架（6）上的两根整体升降导杆（6641），所述的横向导杆（6631）的两端分别固定有整体升降导座（6642），所述的整体升降导座（6642）上设有竖直C型导孔，所述的整体升降导杆（6641）穿设于竖直C型导孔中且在竖直方向滑动相连，在整体升降导座（6642）上设有将竖直C型导孔收拢并抱紧整体升降导杆（6641）的锁紧件。

7.根据权利要求4或5或6所述的丝锭表面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述的丝锭提升旋转机构（2）包括若干在同一圆周上分布的夹爪（201），所述的夹爪（201）均与能驱动各夹爪（201）在径向同步外扩或收拢的夹爪驱动机构（202）相连，所述的夹爪驱动机构（202）与第二安装座（203）转动相连，所述的第二安装座（203）与升降驱动机构（204）相连，所述的第二安装座（203）上设有能驱动夹爪驱动机构（202）转动的旋转驱动机构（205）；

所述的夹爪驱动机构（202）包括气动夹爪座（206），在气动夹爪座（206）上滑动设有夹爪驱动块（207），所述的夹爪（201）固定在夹爪驱动块（207），所述的夹爪（201）分别呈圆弧形且各夹爪（201）的外侧面设有增摩结构（208）；

所述的旋转驱动机构（205）包括固定在第二安装座（203）顶部的驱动电机（209），所述的驱动电机（209）与气动夹爪座（206）之间设有电气滑环（210）；

所述的升降驱动机构（204）包括竖直滑座（211），在竖直滑座（211）上滑动连接有滑块（212），所述的第二安装座（203）固定在滑块（212）上，所述的滑块（212）通过丝杆丝套结构与升降驱动电机（213）相连。

8.根据权利要求4或5或6所述的丝锭表面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述的线扫光源机构（4）包括线扫光源（401），所述的线扫光源（401）通过多维度可调的线扫光源安装组件（402）与机架（6）相连；

所述的线扫光源安装组件（402）包括线扫光源固定座（403），所述的线扫光源（401）固定在线扫光源固定座（403）上，所述的线扫光源固定座（403）上固定有水平滑杆（404），所述的水平滑杆（404）通过第一可锁定水平升降滑座（405）与竖直滑杆（406）相连，所述的竖直滑杆（406）固定在机架（6）上；

所述的竖直滑杆（406）上还通过第二可锁定水平升降滑座（407）固定有第一补光水平滑杆（408），所述的第一补光水平滑杆（408）通过第二可锁定水平滑座（409）与第二补光水平滑杆（410）相连，所述的第二补光水平滑杆（410）上固定有上补光灯座（411），所述的上补光灯座（411）上设有横向延伸的上补光灯（412），所述的上补光灯（412）位于线扫光源（401）上方；

所述的线扫光源安装组件（402）旁设有竖直设置的下补光滑杆（413），所述的下补光滑杆（413）上通过第三可锁定水平升降滑座（414）连接有第一转接板（415），所述的第一转接板（415）上可锁定地水平转动连接有第二转接板（416），所述的第二转接板（416）上固定有水平朝向丝锭（3）下方且横向延伸的下补光灯（417）。

9.根据权利要求4或5或6所述的丝锭表面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述的线扫描机构（5）包括线阵相机（501），所述的线阵相机（501）通过多维度可调的线阵相机安装组件（502）与机架（6）相连；

所述的线阵相机安装组件（502）包括线阵相机固定座（503），所述的线阵相机（501）固定在线阵相机固定座（503）上，所述的线阵相机固定座（503）通过可锁定横向滑动固定夹（504）与横向滑杆（505）固连，所述的横向滑杆（505）通过可锁定横向竖直滑动固定夹（506）与竖直滑杆（406）固连，所述的竖直滑杆（406）固定在机架（6）上。

10.根据权利要求4或5或6所述的丝锭表面缺陷视觉检测装置，其特征在于，所述的底部相机（902）通过多维度可调的底部相机安装组件（903）与机架（6）相连；所述的底部相机（902）***设有位于丝锭（3）下方的半环形补光光源（904），所述的半环形补光光源（904）通过多维度可调的底部光源安装组件（905）与机架（6）相连。