CN103776056B - 一种打火机检测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种打火机检测方法及其装置，其特征在于步骤为：将成排的待检打火机移位摆放在摄像头前；按打机构对待检打火机进行按打点火，然后延时预定时间，通过摄像头对各个待检打火机的火焰进行拍摄，获得数字图像通过数据线传至计算机进行分析处理；计算机利用数字图像和摄像头的工作参数获得各个待检打火机的火焰大小，与标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出到显示屏上显示或者对应的报警指示灯进行指示；按打机构上升松开，待检打火机移出，根据显示屏上显示，检挑出火焰不合格的打火机。本发明使用摄像头对打火机的火焰进行拍摄，不仅实现了连续性、提高了检测精度和速度，且装置结构更为简单合理，大大提高了检测的效率。

Description

一种打火机检测方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种打火机火焰检测方法及其相应装置。

背景技术

打火机是一种日常生活中广泛使用的商品，需求量很大，也是我国的主要出口商品之一。打火机作为一种危险品，有严格的行业标准，需要对其压力、泄露、火焰等指标进行检测，以满足出口的要求。

目前也出现了不少打火机检测装置，如专利号为CN200810059654.6的中国专利《一种打火机火焰高度检测装置》，该装置主要包括底座、高度可调机构、火焰高度检测电路、透光罩、微处理器和液晶屏，底座上垂直安装有高度可调机构，高度可调机构通过电路板支架固定有火焰高度检测单元，火焰高度检测单元中各光敏管的输出信号分别输入到微处理器与各光敏管对应的I/O口线；微处理器判读I/O口电平状态得出打火机的火焰高度，在液晶屏上显示测试结果。较传统目测法，在测量精度、检测速度快和可靠性方面有了很大的提高，但是由于这种装置的火焰高度检测单元是采用光敏电阻进行检测，这种检测方式是不连续的，只能检测一定的区域，不能全面测出火焰的大小，在检测上存在盲区，而且是单个进行测试，因此这势必影响检测的速度和精度，不能满足大批量出口连续检测及高精度的要求。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种打火机检测方法，它具有检测速度快、精度高的特点，可实现连续检测和成批检测。

本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种打火机火焰检测装置，结构简单合理，具有检测速度快、精度高的特点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种打火机检测方法，其特征在于步骤依次为：

（1）将成批的待检打火机移位并摆放在摄像头前；

（2）按打机构对待检打火机进行按打点火，延时后，通过摄像头对成批待检打火机的火焰进行拍摄，拍摄获得的数字图像传至计算机进行分析处理；

（3）计算机利用数字图像和摄像头的工作参数获得各个待检打火机的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出到显示屏上显示或者对应一路的报警指示灯进行指示；

（4）按打机构上升松开，成批的待检打火机移出，根据显示屏上显示或者报警指示灯指示，人工检挑出火焰不合格的打火机。

或者，一种打火机检测方法，其特征在于步骤依次为：

（1）将成批的待检打火机移位并摆放在摄像头前；

（2）按打机构对待检打火机进行按打点火，延时后，通过摄像头对成批待检打火机的火焰进行拍摄，拍摄获得的数字图像传至计算机进行分析处理；

（3）计算机利用数字图像和摄像头的工作参数获得各个待检打火机的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出到执行机构；

（4）按打机构上升松开，成批的待检打火机移位，采用自动机械手的执行机构根据计算机输出信号，自动检挑出对应火焰不合格的打火机。

作为改进，所述步骤（1）成批的待检打火机是安放在至少一个以上的容置座内，容置座并列地开有多个容置孔，容置孔的间距是等间距布置，用来安放打火机。

进一步改进，多个所述容置座沿左右方向依次排列，对应地，有配合的多个水平排列摄像头对成批待检打火机的火焰进行拍摄；或者是，多个所述容置座沿前后方向依次排列，对应地，有配合的多个高低排列摄像头对成批待检打火机的火焰进行拍摄。

优选，所述容置座内容置孔数目为5~40个，摄像头和容置座采用一个。

进一步改进，所述步骤（2）的按打机构对待检打火机是间隔地进行按打点火，并通过按打机构的升降及伺服电机驱动的传送带或者传送链条左右移位，实现对全部的待检打火机进行按打点火。

优选，所述步骤（2）的待检打火机都需要被按打点火至少3次，每次按打，都进行摄像和分析处理，最后将通过统计方法获得的合格与否信号输出到显示屏上显示或者报警指示灯指示，或者，输出到执行机构。

作为改进，所述步骤（1）的摄像头将数字图像的最低水平边设置在待检打火机的防风罩顶面位置。

作为改进，所述步骤（4）的检挑是将火焰过高、火焰过低、点火不良的打火机挑出，并分类集中摆放。

作为优选，所述步骤（4）的自动机械手针对成批待检打火机配备了成批机械手，一机械手针对一打火机。

最后，所述步骤（3）合格与否信号包括合格、火焰过高、火焰过低、点火不良四大类。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种打火机火焰检测装置，其特征在于：

一传送带或者传送链条，由伺服电机驱动，将安放在容置座中的成排待检打火机传送到工作台上的检测区域；

一按打机构，包括按压板，按压板上等距离的布置了用来按打打火机的按压头，按压板和机座上按压气缸的活塞杆进行连接；

至少一个摄像头，设置在检测区域内，针对着成排的待检打火机的火焰进行拍摄，获得的数字图像，通过数据线连接到计算机，对图像分析处理，从而获得各个待检打火机的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出；

一显示屏或者报警指示灯电路，连接计算机，接收各个待检打火机的合格与否信号，在显示屏上做对应显示或者将对应的报警指示灯点亮。

或者是，一种打火机火焰检测装置，其特征在于：

一传送带或者传送链条，由伺服电机驱动，将安放在容置座中的成排待检打火机传送到工作台上的检测区域；

一按打机构，包括按压板，按压板上等距离的布置了用来按打打火机的按压头，按压板和机座上按压气缸的活塞杆进行连接；

至少一个摄像头，设置在检测区域内，针对着成排的待检打火机的火焰进行拍摄，获得的数字图像，通过数据线连接到计算机，对图像分析处理，从而获得各个待检打火机的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出；

一采用自动机械手的执行机构，连接计算机，接收各个待检打火机的合格与否信号，自动检挑出对应火焰不合格的打火机。

作为改进，按打机构内布置了用来夹固待检打火机的夹具，夹具采用由气缸控制、并可对合和分离的两个夹块组成。

最后，执行机构包括：

一执行机座，执行机座上部设置一滑行轨道及推动中间架体沿滑行轨道前后移动的第一推动气缸；

另有第二升降气缸，固定在中间架体上，第二升降气缸的活塞杆固定有气缸安装座，气缸安装座分成前部分和后部分；

一排机械手，与各个打火机对应，组成每个机械手的前气缸和后气缸分别固定在安装座的前部分和后部分。

与现有技术相比，本发明的优点在于：使用摄像头对打火机的火焰进行拍摄，使得拍摄的火焰图像为一连续的整体，可以精确到像素，这样大大提高了检测的精度，而且检测时可以多个成批同时检测，检测速度大为提高，与现有的采用光敏电阻的方法进行检测相比较，本发明的检测速度提高了10多倍，从原先的每天检测约5000件，提高到每小时检测约5000件，具有检测速度快、精度高的特点，且方法和装置更为简单合理，特别是采用机械手的执行机构，大大提高了检测的效率和精度。

附图说明

图1为本发明的打火机火焰检测装置的结构示意图；

图2为本发明的打火机火焰检测装置的侧视图；

图3为本发明的打火机火焰检测装置的按打机构的主视图；

图4为本发明的打火机火焰检测装置的显示屏示意图；

图5为本发明的打火机火焰检测装置的俯视图；

图6为本发明的打火机火焰检测装置的执行机构结构图；

图7为本发明的打火机火焰检测装置的执行机构俯视简图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例子1

如图1-5所示，一种打火机检测装置，包括设有工作平台的机架8、安装在工作平台上的按打机构1、摄像头7、显示屏6以及传送链条2等部件，工作平台上设有产品输送轨道81，机架8上安装有用于驱动传送链条2的伺服电机3，传送链条2需要通过按打机构1，需要待检打火机5成排安放在容置座4中，通过传送链条2传送到工作平台8上的检测区域，通常在按打机构1内的空间及后方区域，本实施例子中，容置座4并列地开有20个等间距布置的容置孔，用来安放20个待检打火机5；按打机构1设置在工作台的检测区域内，包括按压气缸14和按压板11，按压板11和机座上的按压气缸14的活塞杆13相连接，按压板11上等距离地布置有10个用来按打待检打火机5的按压头12，按压头12正对检测区域中容置座4上待检打火机5的位置，为了避免按打打火机时产生晃动影响检测结果，在按打机构1内布置了用来夹固待检打火机的夹具10，夹具10采用由气缸控制、并可对合和分离的两个夹块10a、10b组成，两个夹块10a、10b的对合面上分布了弧形定位槽，便于夹持固定待检打火机5，按打机构1对待检打火机5是间隔地进行按打点火，就是按打机构1的按压头12同时按打编号1、3、5直至20的奇数位上的待检打火机5，或者同时按打编号2、4、6直至20的偶数位上的待检打火机5，避免相邻位置的待检打火机5串火，并通过按打机构1的升降及伺服电机3驱动传送链条2的左右移位，实现对全部的待检打火机5进行按打点火；一摄像头7设置在检测区域内，通常是在按打机构1后方区域，针对着成排的待检打火机5的火焰进行拍摄，获得的数字图像，因为成排的20个待检打火机5需要进行2次连续按打，才能完成对成排的全部的待检打火机5进行按打点火，所以势必有2幅数字图像，摄像头7通过数据线连接到计算机，将2副数字图像发送到计算机中，通过图像软件，进行图像分析处理，如利用分区分割方法，将2副数字图像中的各个待检打火机的火焰图像截取下来，利用摄像头的工作参数如焦距、像距和物距及像素的大小，通过成像原理计算出并获得各个待检打火机5的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机5的合格与否信号输出，通常为了提高测试精确性，一般需要利用统计原理，对每个待检打火机测试3-4次，如一次按打没有点火，可以认为点火不良；3-4次按打中，如一次按打火焰的高度大于火焰标准的最大值，可以认为火焰过高；3-4次按打中，如一次按打火焰的高度小于火焰标准的最小值，可以认为火焰过低；每次按打火焰的高度在火焰标准的范围内，可以认为合格；然后计算机输出各个待检打火机5的合格与否信号，如合格、火焰过高、火焰过低、点火不良信号。当然，按打次数可以4次以上，且这样火焰标准可以设计成其他标准要求，图像软件通过编程就可以实现。为了方便火焰的成像检测，摄像头7将数字图像的最低水平边设置在待检打火机5的防风罩顶面位置，便于计算火焰高度，因为火焰在防风罩顶面位置颜色基本是无色的，不利于通过像素的颜色来判别和计算火焰高度，从而提供检测精度。一显示屏6设置在工作平台上，通常是在检测区域的后一工位上，在检测区域旁边，在显示屏6的下方还可以对应地设置有报警指示灯9，显示屏6或者/和报警指示灯9电路连接到计算机输出，接收各个待检打火机的合格与否信号，在显示屏6上做对应显示，如对应于该待检打火机的位置，根据统计获得显示信号，分别显示合格、火焰过高、火焰过低或者点火不良的显示图案，也可以是将对应位置的报警指示灯9点亮和闪烁，方便操作人员从容置座4中挑拣出对应的不合格的打火机，送到各自的维修篮中，去做返工处理。当然，在改进的技术方案中，可以采用自动化的机械手进行检挑，来代替操作人员，从而减少劳动强度，降低生产成本。

一种打火机火焰检测方法，具体的检测步骤是这样的：

（1）将20个成排的待检打火机5安放在容置座4的容置孔内，通过伺服电机3驱动的传送链条2，使容置座4移位，到检测区的定点位置固定，并摆放在摄像头7正前方，利用气缸控制的夹具或者容置座4的深度，可以防止按打时产生晃动影响检测结果；

（2）按打机构1对待检打火机5进行按打点火，在按压气缸14作用下，按打机构1的按打头12，同时对间隔的10个待检打火机5进行按打点火，在按打中，可以用气缸控制的夹具10或者容置座4的深度固定住各个待检打火机5，延时预定的时间，使火焰燃烧稳定，摄像头7对待检打火机5的火焰进行拍摄，以获得的数字图像，然后按打机构1的上升，伺服电机3驱动传送链条2的左或者右移位，之后按打机构1再次下压，对剩余待检打火机5进行按打点火，摄像头7再次拍摄，又获得的数字图像，这样可以实现对全部的待检打火机进行按打点火，结合摄像头7的拍摄，获得成排全部的数字图像，通过数据线传至计算机进行分析处理；通常情况下，这样每个待检打火机5都需要被重复按打点火3~4次，发现有一次不合格就算不合格产品；

（3）计算机利用数字图像和摄像头的工作参数获得各个待检打火机5的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，通常是利用分区分割方法，将2副数字图像中的各个待检打火机的火焰图像截取下来，利用摄像头的工作参数如焦距、像距和物距及像素的大小，通过成像原理计算出并获得各个待检打火机5的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机5的合格与否信号输出，通常为了提高测试精确性，对每个待检打火机测试3-4次，如一次按打没有点火，可以认为点火不良；3-4次按打中，如一次按打火焰的高度大于火焰标准的最大值，可以认为火焰过高；3-4次按打中，如一次按打火焰的高度小于火焰标准的最小值，可以认为火焰过低；每次按打火焰的高度在火焰标准的范围内，可以认为合格；然后计算机输出各个待检打火机5的合格与否信号，如合格、火焰过高、火焰过低、点火不良信号，到显示屏6上显示和/或者对应一路的报警指示灯9进行指示；

（4）按打机构1上升松开，成排的待检打火机5在伺服电机3驱动下通过传送链条2移出，到下一个工位，它通常在检测区的旁边，设置了显示屏6和/或报警指示灯9，这样根据显示屏6上显示，采用自动机械手或者人工操作检挑出火焰不合格的打火机。

以上各种自动化过程可以采用程序控制来实现。

其中按打机构1的运作流程为：

1、将待检打火机5置于容置座4的容置孔中，经由转动链条3输送至检验区域的定点位置固定，防止按打时产生晃动影响检测结果；

2、对待检打火机5进行检测，由按压气缸14下压，对待检打火机5进行按打检验，单次检测数量为10只，首次为双数编号产品，产品按打检验完成后经摄像头7对火焰进行拍摄，检验完毕后，按压气缸14上升，转动链条2将对待检打火机5移位推送至固定位置进行第二次单数编号产品的检验；这样每个待检打火机5都需要被重复按打点火3~4次，发现有一次不合格就算不合格产品；

3、根据显示屏6显示的合格与否信号挑选出不良品，并按照合格、火焰过高、火焰过低、点火不良四大类进行分类。

本实施例子，就是采用成排的待检打火机5作为成批的一批次，并且，采用一个摄像头7进行摄像；当然，也可以采用若干个容置座4（如3个）沿着输送链条2从左至右依次排列，每个容置座4中装载成排的待检打火机5，构成成批的一批次，对应地，为了减少误差和便于摄像，采用水平排列的多个摄像头7（如3个）进行摄像，再将获得数字图像送计算机进行图像分析处理，其他与以上面描写的是类似。

实施例子2

图6-7，与实施例子1相比，装置是类似的，就是本实施例子是采用自动机械手作为执行机构20带代替人手，从而实现自动化的挑拣，所以，此时装置中，执行机构20连接计算机的输出，接收各个待检打火机5的合格与否信号，自动检挑出对应火焰不合格的打火机，并按照火焰过高、火焰过低、点火不良分类，各类集中一起摆放，便于送维修车间返工，从而可以不再采用显示屏和报警指示灯电路。

执行机构20包括有一执行机座21，执行机座21上部设置一滑行轨道，另有一中间架体22在滑行轨道上，可以沿着滑行轨道前后移动，在执行机座21上部后方设置了第一推动气缸23，第一推动气缸23的活塞杆和中间架体22连接；另有第二升降气缸24，安装固定在中间架体22的中间部位，第二升降气缸24的活塞杆下端固定了气缸安装座25，气缸安装座25分成前部分25b和后部分25a；组成每个自动机械手26的前气缸26b和后气缸26a分别固定在安装座的前部分和后部分，与各自的打火机对应，前气缸26b和后气缸26a的活塞端成手爪形状，这样20个前气缸和20个后气缸组成一批机械手；

本实施例子中，执行机构采用PLC控制器，它与计算机的输出进行连接，计算机进行图像处理后，根据火焰要求标准进行比较和判别，从而输出成批待检打火机5中各个打火机的信号，如合格为00字符，点火不良为01字符，火焰过大为10字符，火焰过小为11字符，这样对应于20个组成的成批待检打火机5，这些信号的字符可以依次组合构成一串用于控制系统来执行挑拣打火机的数据，传输到执行机构20中的PLC控制器，PLC控制器根据接收到的信号数据，控制自动机械手进行挑拣动作，其动作过程是，如果整个数据信号时0，执行机构20就无需动作，成批的待检打火机5都合格，通过传送链条2运输过来的容置座上打火机直接成批取下就可以，认为是合格产品；否则，执行机构20就需要动作，第一推动气缸23工作，推动中间架体22向前滑动并定位在成批的待检打火机5上，然后，第二升降气缸24工作，使气缸安装座25下降，根据接收到的信号数据解析出每个打火机的信号字符，并使执行机构20的自动机械手26做对应处理，举例，如第1个打火机的信号字符是01，第20个打火机的信号字符时11，使第1号自动机械手和第20号自动机械手动作，就是对应自动机械手的前气缸26b和后气缸26a工作，夹住第1个打火机和第20个打火机，然后第二升降气缸24再次动作，使气缸安装座25上升，之后，第一推动气缸23再次动作，带动中间架体22后移，到第一移位状态下，第1号自动机械手26松开，使第1个打火机下掉在这个位置上的出料道上，到第三移位状态下，第20号自动机械手26松开，使第20个打火机下掉在这个位置上的出料道上，而剩余的打火机可以直接取出，认为合格产品。

本实施例子中执行机构采用PLC控制器，也可以使计算机直接来控制执行机构20的自动机械手，省掉PLC控制器，在工业控制领域上是可以实现的。

Claims (13)

1.一种打火机检测方法，其特征在于步骤依次为：

(1)将成批的待检打火机移位并摆放在摄像头前；

(2)按打机构对待检打火机间隔地进行按打点火，延时后，通过摄像头对成批待检打火机的火焰进行拍摄，拍摄获得的数字图像传至计算机进行分析处理；按打机构对待检打火机进行按打点火是通过按打机构的升降及伺服电机驱动的传送带或者传送链条左右移位，实现对全部的待检打火机进行按打点火；

(3)计算机利用数字图像和摄像头的工作参数获得各个待检打火机的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出到显示屏上显示或者对应一路的报警指示灯进行指示，同时将各个待检打火机的合格与否信号输出到执行机构；

(4)按打机构上升松开，成批的待检打火机移出；

根据显示屏上显示或者报警指示灯指示，人工检挑出火焰不合格的打火机；或者采用自动机械手的执行机构根据计算机输出信号，自动检挑出对应火焰不合格的打火机。

2.根据权利要求1所述的打火机检测方法，其特征在于所述步骤(1)成批的待检打火机是安放在至少一个以上的容置座内，容置座并列地开有多个容置孔，容置孔的间距是等间距布置，用来安放打火机。

3.根据权利要求2所述的打火机检测方法，其特征在于多个所述容置座沿左右方向依次排列，对应地，有配合的多个水平排列摄像头对成批待检打火机的火焰进行拍摄；或者是，多个所述容置座沿前后方向依次排列，对应地，有配合的多个高低排列摄像头对成批待检打火机的火焰进行拍摄。

4.根据权利要求2所述的打火机检测方法，其特征在于所述容置座内容置孔数目为5～40个，摄像头和容置座采用一个。

5.根据权利要求1所述的打火机检测方法，其特征在于所述步骤(2)的待检打火机都需要被按打点火至少3次，每次按打，都进行摄像和分析处理，最后将通过统计方法获得的合格与否信号输出到显示屏上显示或者报警指示灯指示，或者，输出到执行机构。

6.根据权利要求1所述的打火机检测方法，其特征在于所述步骤(1)的摄像头将数字图像的最低水平边设置在待检打火机的防风罩顶面位置。

7.根据权利要求1所述的打火机检测方法，其特征在于所述步骤(4)的检挑是将火焰过高、火焰过低、点火不良的打火机挑出，并分类集中摆放。

8.根据权利要求1所述的打火机检测方法，其特征在于所述步骤(4)的自动机械手针对成批待检打火机配备了成批机械手，一机械手针对一打火机。

9.根据权利要求1所述的打火机检测方法，其特征在于所述步骤(3)合格与否信号包括合格、火焰过高、火焰过低、点火不良四大类。

10.一种使用如权利要求1～9任一权利要求所述的打火机检测方法的打火机火焰检测装置，其特征在于：

一传送带或者传送链条，由伺服电机驱动，将安放在容置座中的成排待检打火机传送到工作台上的检测区域；

一按打机构，包括按压板，按压板上等距离的布置了用来按打打火机的按压头，按压板和机座上按压气缸的活塞杆进行连接；

至少一个摄像头，设置在检测区域内，针对着成排的待检打火机的火焰进行拍摄，获得的数字图像，通过数据线连接到计算机，对图像分析处理，从而获得各个待检打火机的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出；

一显示屏或者报警指示灯电路，连接计算机，接收各个待检打火机的合格与否信号，在显示屏上做对应显示或者将对应的报警指示灯点亮。

11.一种使用如权利要求1～9任一权利要求所述的打火机检测方法的打火机火焰检测装置，其特征在于：

一传送带或者传送链条，由伺服电机驱动，将安放在容置座中的成排待检打火机传送到工作台上的检测区域；

一按打机构，包括按压板，按压板上等距离的布置了用来按打打火机的按压头，按压板和机座上按压气缸的活塞杆进行连接；

至少一个摄像头，设置在检测区域内，针对着成排的待检打火机的火焰进行拍摄，获得的数字图像，通过数据线连接到计算机，对图像分析处理，从而获得各个待检打火机的火焰大小，与打火机火焰要求标准进行比较和判别，并将各个待检打火机的合格与否信号输出；

一采用自动机械手的执行机构，连接计算机，接收各个待检打火机的合格与否信号，自动检挑出对应火焰不合格的打火机。

12.根据权利10或者11所述的打火机火焰检测装置，其特征在于：按打机构内布

置了用来夹固待检打火机的夹具，夹具采用由气缸控制、并可对合和分离的两个夹

块组成。

13.根据权利11所述的打火机火焰检测装置，其特征在于：执行机构包括：

一执行机座，执行机座上部设置一滑行轨道及推动中间架体沿滑行轨道前后移动的第一推动气缸；

另有第二升降气缸，固定在中间架体上，第二升降气缸的活塞杆固定有气缸安装座，气缸安装座分成前部分和后部分；

一排机械手，与各个打火机对应，组成每个机械手的前气缸和后气缸分别固定在安装座的前部分和后部分。