一种用于铝合金的性能检测系统

技术领域

本发明涉及金属性能检测技术领域，具体为一种用于铝合金的性能检测系统。

背景技术

铝在市场供应中统称为电解铝，是生产铝材及铝合金材的原料。铝是强度低、塑性好的金属，除运用部分纯铝外，为了进步强度或归纳功能，配成合金。铝中参加一种合金元素，就能使其组织结构和功能发生改变，适宜作各种加工材或铸造零件，也即常见的铝合金金属构件；

铝合金锭原材生产成型后一般为圆柱体结构或者立方体结构，压铸后的铝合金锭其性能指标的平评判标准也有许多，例如：硬度、抗拉伸度、热稳定性、耐腐蚀行，以及铝合金锭表面平整度、气孔呈现密度等；

其中，由于影响铝合金锭表面平整度的多是一些微小的凸起，由于凸起较小，因此在用视觉机构对这些凸起进行检测时，视觉机构往往是难以捕捉到铝合金表面微小凸起的起伏变化的，这会降低铝合金锭的检测精度。

发明内容

本发明提供了一种用于铝合金的性能检测系统，用以促进解决上述背景技术中所提到由于影响铝合金锭表面平整度的多是一些微小的凸起，由于凸起较小，因此在用视觉机构对这些凸起进行检测时，视觉机构往往是难以捕捉到铝合金表面微小凸起的起伏变化的，这会降低铝合金锭检测精度的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于铝合金的性能检测方法，包括如下步骤：

S1、确定铝合金的待检测面，将待检测面根据倾斜度进行划分，并分割形成多个实测分部检测面；

S2、设置倾斜阈值，并根据倾斜阈值对实测分布检测面进行分组处理，将位于同一倾斜阈值范围内的实测分布检测面视为等斜率检测面，并列为同一组；

S3、测量每组等斜率检测面的斜面倾斜均值；

S4、利用光发生器通过等效替代的方式将等斜率检测面上的检测点具象显示，并记录检测点具象显示后的成像长度，通过成像长度计算出检测点的净高度，将成像长度超出设定值的区域定为第一性能区域，将成像长度未超出设定值的区域定为第二性能区域。

作为本发明所述用于铝合金的性能检测系统的一种可选方案，其中：所述将待检测面根据倾斜度进行划分具体包括如下步骤：

选取与铝合金待检测面垂直的相邻面为倾斜度规划面；

根据倾斜度规划面建立平面直角坐标系xoy；

获取倾斜度规划面上下两边所在连线，分别记为第一延伸线，以及第二延伸线，标记第一延伸线以及第二延伸线上的拐点坐标，第一延伸线上的拐点坐标与第二延伸线上的拐点坐标一一对应；

根据第一延伸线上各拐点坐标，将待检测面分割形成多个分部检测面；

计算第一延伸线上相邻两拐点坐标的斜率，用于计算与之对应的分布检测面的倾斜角度。

作为本发明所述用于铝合金的性能检测系统的一种可选方案，其中：所述计算第一延伸线上相邻两拐点坐标的斜率，用于计算与之对应的分布检测面的倾斜角度具体包括：

获取斜率修正线；

第一延伸线上相邻两拐点坐标的连线视为斜率修正线，斜率修正线的距离记为L，做斜率修正线的垂直平分线，并与第一延伸线相交，交点记为斜率修正点；

计算斜率修正点距离斜率修正线的距离，记为H；

若

作为本发明所述用于铝合金的性能检测系统的一种可选方案，其中：若

将第一分布检测面和第二分布检测面视为两个实测分布检测面，并计算斜率修正点与相邻的两拐点坐标的斜度，分别对应两个实测分布检测面的倾斜角度。

作为本发明所述用于铝合金的性能检测系统的一种可选方案，其中：整合各实测分布检测面的倾斜角度；

设定倾斜阈值为5°；

选取倾斜角度相差值在5°之间的实测分布检测面，并列为同一组。

作为本发明所述用于铝合金的性能检测系统的一种可选方案，其中：所述利用光发生器通过等效替代的方式将等斜率检测面上的检测点具象显示具体包括：

通过光发生器向每组实测分布检测面发射平行光束；

选取一组等斜率检测面，调整光发生器光束与该组等斜率检测面的斜面倾斜均值的夹角为a；

则，检测点的突出高度G=tana×成像长度。

作为本发明所述用于铝合金的性能检测系统的一种可选方案，其中：所述利用光发生器通过等效替代的方式将等斜率检测面上的检测点具象显示，并记录检测点具象显示后的成像长度包括：

获取所成影像的起点位置以及影像的落点位置，计算起点位置与落点位置之间的距离为成像长度；

标记成像长度超出设定值的检测点；

调整光发生器的照射方向，并保证光发生器光束与该组等斜率检测面的斜面倾斜均值的夹角为a，并促使检测点的落点方向落在空点区域；

再次测量成像长度超出设定值的检测点；

若成像长度仍然超出设定值，则将该检测点所处的区域标记为第一性能区域，否则将该区域标记为第二性能区域。

作为本发明所述用于铝合金的性能检测系统的一种可选方案，其中：所述促使检测点的落点方向落在空点区域具体包括：

标记成像长度超出设定值的起点位置，以成像长度为半径建立圆形识别区，圆记为c，并记录半径范围内的检测点位置；

选取目标线段，需满足，目标线段的一端点与成像长度超出设定值的起点位置重合，另一端点与圆c相交，同时，目标线段不与其他检测点位置重合；

调整光发生器的照射方向，并保证光发生器光束与该组等斜率检测面的斜面倾斜均值的夹角为a，并促使测量点的影像投射在目标线段上。

一种实现用于铝合金的性能检测方法的系统，包括：

一用于承载铝合金的载台；

一用于产生平行光线的光发生器；

以及用于采集并计算成像长度的视觉采集模块；

用于控制光发生器以及视觉采集模块工作的控制器。

本发明具备以下有益效果：

1、该用于铝合金的性能检测系统，通过平行光对铝合金锭表面进行照射，从而铝合金锭表面的凸起会在铝合金的表面形成一道影像（光下阴影），当平行光的照射角度与铝合金锭表面夹角变小时，此时铝合金表面的凸起就会被拉长，从而通过上述方式，将被拉长后的影像等效代替不变察觉的凸起，以便于视觉机构准确的捕捉到每个凸起的影像长度，之后通过影像长度以及平行光与铝合金锭表面的夹角来计算出凸起的实际突出高度，并判断该高度是否在合理范围内。

2、该用于铝合金的性能检测系统，通过对待检测面根据倾斜度进行划分，并分割形成多个实测分部检测面，并对位于同一倾斜阈值范围内的实测分布检测面视为等斜率检测面，并列为同一组，以便于光发生器照射时，视觉检测机构能对多处实测分部检测面上的凹凸情况进行检测。

3、该用于铝合金的性能检测系统，通过测量每组等斜率检测面的斜面倾斜均值，调整光发生器光束与该组等斜率检测面的斜面倾斜均值的夹角为某一定值，平均值的选取能够是的光发生器的角度调节能够适用该组等斜率检测面内的每个实测分布检测面，以便于该次测量更够检测出更多区域的检测点状况，同时也一定程度上减小了误差。

4、该用于铝合金的性能检测系统，通过调整光发生器的照射方向，并促使调整后的影响落在目标线段上，且，目标线段不会覆盖到该检测点附近范围内的其他检测点上，避免影响部分重合所造成的测量误差。

附图说明

图1为本发明的硬件模块结构示意图。

图2为本发明各拐点坐标分布的结构示意图。

图3为本发明斜率修正线以及斜率修正点的结构示意图。

图4为本发明实测分部检测面上检测点所成影像的一种结构示意图。

图5为本发明实测分部检测面上检测点所成影像的又一种结构示意图。

图6为本发明目标线段的方位示意图。

图7为本发明影像落在目标线段上的方位示意图。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请是通过平行光对铝合金锭表面进行照射，从而铝合金锭表面的凸起会在铝合金的表面形成一道影像（光下阴影），当平行光的照射角度与铝合金锭表面夹角变小时，此时铝合金表面的凸起就会被拉长，从而通过上述方式，将被拉长后的影像等效代替不变察觉的凸起，以便于视觉机构准确的捕捉到每个凸起的影像长度，之后通过影像长度以及平行光与铝合金锭表面的夹角来计算出凸起的实际突出高度，并判断该高度是否在合理范围内。

实施例

一种用于铝合金的性能检测方法，包括如下步骤：

S1、确定铝合金的待检测面，将待检测面根据倾斜度进行划分，并分割形成多个实测分部检测面；由于铝合金锭在移动搬运的过程中，难免会产生形变，当铝合金锭产生形变时，就会导致待检测面的局部倾斜，进而，当平行光照射到待检测面时，就会导致光束与检测面上部分区域的夹角是不统一的，这样的话，相同高度的凸起在发生倾斜的待检测面上就会呈现出不同长度的影像，这样就会影响到检测的精度，不利于对铝合金锭表面凸起进行精准的判断；

所述将待检测面根据倾斜度进行划分具体包括如下步骤：

选取与铝合金待检测面垂直的相邻面为倾斜度规划面；

根据倾斜度规划面建立平面直角坐标系xoy；具体可参照图2，

获取倾斜度规划面上下两边所在连线，分别记为第一延伸线，以及第二延伸线，标记第一延伸线以及第二延伸线上的拐点坐标，第一延伸线上的拐点坐标与第二延伸线上的拐点坐标一一对应；拐点坐标表示为铝合金锭发生弯折的节点。

根据第一延伸线上各拐点坐标，将待检测面分割形成多个分部检测面；

计算第一延伸线上相邻两拐点坐标的斜率，用于计算与之对应的分布检测面的倾斜角度。

具体的计算方式示例为：以图3示例，D1、D2和D3为第一延伸线上的各个拐点坐标，D1的坐标为（x1,y1），D2的坐标为（x2，y2）,D3的坐标为（x3,y3）；

则，图3中，第一实测分布检测面的斜率=

进一步的，实际生产过程中，两拐点坐标之间可能也会存在起伏，具体可参照图3中D2与D3之间的分布检测面，当上述起伏程度比小时，光照对检测点的影像影响就小，这类误差可不做计算，当上述起伏程度大的时候，上述误差就可能大程度上影响到检测点的影像长度，此时需要将该分布检测面进一步进行分割处理；具体的，

所述计算第一延伸线上相邻两拐点坐标的斜率，用于计算与之对应的分布检测面的倾斜角度具体包括：

具体参照图3，获取斜率修正线；

第一延伸线上相邻两拐点坐标的连线视为斜率修正线，斜率修正线的距离记为L，做斜率修正线的垂直平分线，并与第一延伸线相交，交点记为斜率修正点；

计算斜率修正点距离斜率修正线的距离，记为H；斜率修正点的坐标为（x4,y4），斜率修正线的中点坐标为（

若

若

将第一分布检测面和第二分布检测面视为两个实测分布检测面，并计算斜率修正点与相邻的两拐点坐标的倾斜度，分别对应两个实测分布检测面的倾斜角度；

具体示例为：图3中，斜率修正点左侧的第二实测分布检测面的斜率=（

S2、设置倾斜阈值，并根据倾斜阈值对实测分布检测面进行分组处理，将位于同一倾斜阈值范围内的实测分布检测面视为等斜率检测面，并列为同一组；整合各实测分布检测面的倾斜角度；

设定倾斜阈值为5°；

选取倾斜角度相差值在5°之间的实测分布检测面，并列为同一组；以便于光发生器照射时，视觉检测机构能对多处实测分部检测面上的凹凸情况进行检测。

如，图2中，第一实测分布检测面和第四实测分布检测面即可视为等斜率检测面；

S3、测量每组等斜率检测面的斜面倾斜均值；

如，图2中，第一实测分布检测面和第四实测分布检测面的倾斜角度平均值可视为改组组等斜率检测面的斜面倾斜均值；

需说明的是，若某一实测分布检测面的倾斜角度与其他实测分布检测面的倾斜角度相差值都在5°以上，则这一实测分布检测面独立成组，这一实测分布检测面的倾斜角度可视为斜面倾斜均值；

S4、利用光发生器通过等效替代的方式将等斜率检测面上的检测点具象显示，并记录检测点具象显示后的成像长度，通过成像长度计算出检测点的净高度，将成像长度超出设定值的区域定为第一性能区域，将成像长度未超出设定值的区域定为第二性能区域，第一性能区域可以表示为，铝合金锭表面光滑度不合格，第二性能区域可以表示为，铝合金锭表面光滑度合格。

所述利用光发生器通过等效替代的方式将等斜率检测面上的检测点具象显示具体包括：

通过光发生器向每组实测分布检测面发射平行光束；

选取一组等斜率检测面，调整光发生器光束与该组等斜率检测面的斜面倾斜均值的夹角为a；这样能够最大程度上降低测量误差，平均值的选取能够是的光发生器的角度调节能够适用该组等斜率检测面内的每个实测分布检测面，以便于该次测量更够检测出更多区域的检测点状况。

则，检测点的突出高度G=tana×成像长度。

具体的，所述利用光发生器通过等效替代的方式将等斜率检测面上的检测点具象显示，并记录检测点具象显示后的成像长度包括：

获取所成影像的起点位置以及影像的落点位置，计算起点位置与落点位置之间的距离为成像长度；

标记成像长度超出设定值的检测点；当某些区域检测点稠密的时候，可能会出现某一检测点的影像投射在另一检测点上，这样的话，视觉检测机构是难以分清检测点是否重合的，并且，当两个检测点的影响有重叠部分的时候，具体参照图5中示意情形，这样的话，部分重合的影像就会变长，而实际的边长原因是因为影像的重合，因此这一现象需区别对待，目的是为了进一步的确定超出设定值的检测点是否是因为部分重合的原因产生的；

具体的操作方式为：

调整光发生器的照射方向，并保证光发生器光束与该组等斜率检测面的斜面倾斜均值的夹角为a，并促使检测点的落点方向落在空点区域；

再次测量成像长度超出设定值的检测点；

若成像长度仍然超出设定值，则将该检测点所处的区域标记为第一性能区域，否则将该区域标记为第二性能区域。

进一步的，所述促使检测点的落点方向落在空点区域具体包括：

标记成像长度超出设定值的起点位置，以成像长度为半径建立圆形识别区，圆记为c，并记录半径范围内的检测点位置；具体参考图6，图6中半径范围内的检测点位置有4个；

选取目标线段，需满足，目标线段的一端点与成像长度超出设定值的起点位置重合，另一端点与圆c相交，同时，目标线段不与其他检测点位置重合；具体参照图7中目标线段的示例；

调整光发生器的照射方向，并保证光发生器光束与该组等斜率检测面的斜面倾斜均值的夹角为a，并促使测量点的影像投射在目标线段上。

由于目标线段的一端点与成像长度超出设定值的起点位置重合，另一端点与圆c相交，同时，目标线段不与其他检测点位置重合，因此，调整平行光照射角度后该检测点所形成的影像不会与其他的监测点重合，从而能够保证视觉检测机构所检测到的影像长度确切代表该检测点的实际影像距离，一定程度上减小误判的现象。

通过调整光发生器的照射方向，并促使调整后的影响落在目标线段上，且，目标线段不会覆盖到该检测点附近范围内的其他检测点上，避免影响部分重合所造成的测量误差。

上述方法，通过第一延伸线上的拐点信息最终能够测出铝合金锭顶面的检测点凸起程度，相应的，通过第二延伸线上的拐点信息最终能够测出铝合金锭底面的检测点凸起程度。

用于铝合金的性能检测方法的系统，包括：

一用于承载铝合金的载台；

一用于产生平行光线的光发生器；

以及用于采集并计算成像长度的视觉采集模块；

用于控制光发生器以及视觉采集模块工作的控制器。

控制器通信连接有储存器，所述存储器存储有可被所述控制器执行的指令，以使所述处理器能够执行上述用于铝合金的性能检测方法；

本公开实施例还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，该计算机指令用于使该计算机执行前述方法实施例中的用于铝合金的性能检测方法。

需要说明的是，计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括便携式计算机磁盘、硬盘、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光存储器件、磁存储器件，或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用，上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。

上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备能够实现上述方法实施例提供的方案。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行，或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网（LAN）或广域网（WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。