CN104848996A - 一种摩托车轮毂气密性检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摩托车轮毂气密性检测方法及装置，首先将轮毂放入水箱中，打开光源，对所述水箱进行拍照，获取当前场景下的初始图像，将轮毂旋转多次，每次旋转一定角度，获取每次旋转后场景下的旋转图像，对获取的初始图像和旋转图像进行图像处理，判断是否存在气泡，根据是否有气泡判定轮毂气密性是否合格。其通过在水箱外部设置相机和光源，获取轮毂在水箱内旋转后的图像，通过图像处理系统检测是否有气泡并判定轮毂气密性是否合格，利用图像处理的方式代替了作业员人眼确认是否有气泡，有效避免了人眼疲劳，提高了轮毂检测效率和检测精度，检测的时间短，检测装置结构简单、稳定可靠、自动化程度高。

Description

一种摩托车轮毂气密性检测方法及装置

技术领域：

本发明属于产品检测技术领域，具体是涉及一种摩托车轮毂气密性检测方法及装置。

背景技术：

目前摩托车采用铝合金轮毂作为安全件，铝合金轮毂的优点是：质量轻，能够省油，散热能力强，在夏天能减少爆胎的风险，同时制造精度高、强度大、惯性阻力小，所以铝合金轮毂和钢轮毂相比，铝合金轮毂具有节能、安全、舒适等特点，越来越多的汽车或者摩托车已经把铝合金轮毂列为标准配置。铝合金轮毂的轮辋气密性技术要求非常严格，轮辋的气密性直接影响到摩托车行驶过程中的舒适性和安全性，因此，为了确保轮毂的质量，需要对加工后的轮毂进行气密性检测。

现有的轮毂气密性检测方法多采用水检的方式，其检测原理为：通过外力将铝合金轮毂内侧、外侧用密封盘封闭，然后将轮毂及密封盘浸入水中，并充入0.5mpa的大气压，如果轮毂有漏孔，气体会从漏孔中泄漏出来气体，在水中形成气泡。检测过程中，利用普通人眼观察是否有气泡冒出，以此判别轮毂的气密性是否合格，这样容易造成人眼疲劳，检测的效率低，检测的准确性差且检测时间长，不利于实现自动化检测。

发明内容：

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中用于摩托车轮毂气密性检测的方式检测的效率低、检测的准确性差、且检测的时间长，从而提出一种摩托车轮毂气密性检测方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种摩托车轮毂气密性检测方法，包括如下步骤：

S1：将轮毂放入水箱中，并在所述水箱中打压充满水；

S2：打开光源，对所述水箱进行拍照，获取当前场景下的初始图像；

S3：将所述轮毂旋转n次，每次旋转的角度为m，获取每次旋转后场景下的旋转图像；

S4：对获取的初始图像和旋转图像进行图像处理，并判断是否存在气泡：若不存在，则返回步骤S1检测下一个轮毂，若存在，则判定所述轮毂气密性不合格并报警。

作为上述技术方案的优选，还包括步骤S5：对所述报警进行人工复位，复位后返回步骤S1检测下一个轮毂。

作为上述技术方案的优选，所述轮毂旋转次数n为6，每次旋转的角度m为60度。

一种摩托车轮毂气密性检测装置，包括：

机械单元，所述机械单元为水箱，所述水箱内充满水用于放置轮毂；

控制单元，所述控制单元为电控箱，所述电控箱内设置有工控机、可编程逻辑控制器、电气控制板；

图像采集及处理单元，所述图像采集及处理单元包括光源、相机、图像处理系统，所述光源与所述相机设置在所述水箱的外部，用于获取轮毂在水箱中旋转后的图像，所述图像处理系统与所述控制单元连接，用于对获取的图像进行图像处理并判定所述轮毂气密性是否合格；

报警单元，所述报警单元包括指示灯及报警器，所述指示灯与所述报警器分别于所述控制单元连接，用于在判定轮毂气密性不合格时进行报警。

作为上述技术方案的优选，所述水箱为上端敞口的箱式结构，所述水箱由透明材料制成。

作为上述技术方案的优选，所述电控箱的表面设置有显示屏、系统开关、复位按钮、急停按钮，所述显示屏用于显示轮毂气密性是否合格；所述系统开关用于打开或关闭所述电控箱；所述复位按钮用于报警后对设备进行复位；所述急停按钮用于在紧急状况下紧急停止设备。

作为上述技术方案的优选，所述电气控制板上设置有光源控制器与相机控制器，所述光源控制器用于控制光源的打开与关闭，所述相机控制器用于控制相机的打开与关闭。

作为上述技术方案的优选，所述指示灯为三色灯，所述报警器为蜂鸣器。

本发明的有益效果在于：其通过在水箱外部设置相机和光源，获取轮毂在水箱内旋转后的图像，通过图像处理系统检测是否有气泡并判定轮毂气密性是否合格，能够有效避免人眼疲劳，提高了轮毂检测效率和检测精度，检测的时间短，自动化程度高；其通过设置指示灯和报警器，能够利用报警来直观地反应轮毂气密性不合格；该检测装置结构简单、稳定可靠、自动化程度高。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的一种摩托车轮毂气密性检测方法流程图；

图2为本发明一个实施例的一种摩托车轮毂气密性检测装置框图；

图3为本发明一个实施例的一种摩托车轮毂气密性检测装置结构示意图；

图4为本发明一个实施例的一种工控机系统开机自检流程图；

图5为本发明一个实施例的一种系统工艺控制流程图；

图中符号说明：

1-水箱，2-轮毂，3-光源，4-相机，5-图形处理系统，6-电控箱，7-三色灯，8-蜂鸣器，701-绿灯，702-黄灯，703-红灯。

具体实施方式：

实施例1

如图1所示，本发明的一种摩托车轮毂气密性检测方法，包括如下步骤：

S1：将轮毂放入水箱中，并在所述水箱中打压充满水。所述轮毂通过人工或者通过机械手等传送装置放入水箱中，所述轮毂放入水箱后呈竖直状态。

S2：打开光源，对所述水箱进行拍照，获取当前场景下的初始图像F₀。

S3：将所述轮毂旋转n次，每次旋转的角度为m，获取每次旋转后场景下的旋转图像F_n。本实施例中，选取所述轮毂旋转的次数n为6，每次旋转的角度m为60度。

S4：对获取的初始图像F₀和旋转图像F_n进行图像处理，并判断是否存在气泡：若不存在，则返回步骤S1检测下一个轮毂，若存在，则判定所述轮毂气密性不合格并报警。对获取的初始图像F₀和旋转图像F_n进行图像处理并判断是否存在气泡的过程包括：

S41：对获取的初始图像F₀和旋转图像F_n进行图像滤波，优选地，所述图像滤波采用快速中值滤波方式。

S42：对图像滤波后的所述初始图像F₀和所述旋转图像F_n进行边缘检测，优选地，所述边缘检测方法采用Sobel边缘检测算法。

S43：根据边缘检测后的所述初始图像F₀和所述旋转图像F_n判断是否存在气泡，若不存在，则返回步骤S1检测下一个轮毂，若存在，则判定所述轮毂气密性不合格并报警。

S5：对所述报警进行人工复位，复位后返回步骤S1检测下一个轮毂。

本实施例所述的一种摩托车轮毂气密性检测方法，首先将轮毂放入水箱中，打开光源，对所述水箱进行拍照，获取当前场景下的初始图像，将轮毂旋转多次，每次旋转一定角度，获取每次旋转后场景下的旋转图像，对获取的初始图像和旋转图像进行图像处理，判断是否存在气泡，根据是否有气泡判定轮毂气密性是否合格。通过图像处理系统检测是否有气泡并判定轮毂气密性是否合格，能够有效避免人眼疲劳，提高了轮毂检测效率和检测精度，检测的时间短，自动化程度高。

实施例2

如图2和图3所示，本发明的一种摩托车轮毂气密性检测装置，包括：机械单元、图像采集及处理单元、控制单元、报警单元。

所述机械单元为水箱1，所述水箱1内充满水用于放置轮毂2。所述水箱1为上端敞口的箱式结构，所述水箱1由玻璃或有机片等透明材料制成。水箱在压紧状态中会有震动的情况。所述机械单元即水箱的固定框架采用铝型材。

所述图像采集及处理单元包括光源3、相机4、图像处理系统5，所述光源3与所述相机4设置在所述水箱的外部，用于获取所述轮毂2在所述水箱1中旋转后的图像，为了完整地观察水箱1中是否有气泡，可以在水箱1的四周设置多个所述相机4，本实施例中，在所述水箱1的外部设置两个所述相机4，两个所述相机4分别设置在所述水箱1的一个对角上，每个相机4能拍摄到所述水箱1的两个面。

所述相机4采用basler千兆网口CMOS工业相机，所述相机4支持开机自动检测功能、在线自动加载功能，出现网络掉线、光源镜头不洁净情况系统可以自动检测并报警；自检不通过，软件系统会给出警示信号，以及对应的解决方案。所述相机4支持图像抓拍功能，即外部触发抓拍主要用于系统正常工作场景，软件控制抓拍主要用于系统调试场景。所述相机4采用basler千兆网口CMOS工业相机，保证了光学系统的稳定性。考虑到应用现场有淋水风险，所述相机4护罩采用不锈钢材质。

所述光源3采用图灵定制的光源，图灵定制的光源支持3KHz PWM亮度调节，可以实现对光源的亮度连续可调，光源源亮度支持由外部控制单元通过专用接口实现自动调节，也可以由手动调节实现。所述光源3采用图灵定制的光源，可以获取更可靠的光源。

所述光源3和所述相机4的动作由延时继电器控制实现，保证了高质量成像的可靠稳定；所述光源3采用常亮机制，由电源开关控制，外部光线变化不会影响成像的效果。

所述图像处理系统5与所述控制单元连接，用于对获取的图像进行图像处理并判定所述轮毂气密性是否合格并将结果发送到所述控制单元中。

所述控制单元为电控箱6，所述电控箱内设置有工控机、可编程逻辑控制器、电气控制板。

所述工控机提供的关键数据缓存空间为250G，空间容量可以扩展，数据本地保存周期最长为2年；所述工控机提供标准15寸工业显示触摸屏；所述工控机采用I7处理器8G内存配置；所述工控机支持标准的键盘鼠标输入。所述工控机的软件功能包括：(1)系统实行分级权限管理机制：三级权限管理机制：操作员、管理员、调试员；开关机正常运行权限为默认权限不需单独授权；系统参数设定配置权限为管理员权限，需要密码授权；调试员权限为最高级权限，仅用于设备初始化升级调试，特定授权密码；软件提供三级管理机制之间的切换；不同级别权限的切换需要密码鉴定；高级别的权限可以默认包含低级别的访问权限；不同级别的访问密码可以自行设定、修改。(2)软件系统提供设备运行状态显示；系统运行状态分为：自检、配置、运行、异常、调试；状态显示方式包括：图形界面、警示灯；提供异常状态报表保存功能，故障解除需要设备操作人员根据操作提示操作。(3)软件系统提供设备定时自检功能；定时自检不妨碍正常工作；自检结果保存记录以及显示，异常场景提供警示信号；自检结果异常无法正常工作，则设备自动锁死，旁路直通输入输出；自检的项目包括：设备各电气部分的运行状态、设备电源状态等；自检需要在20s内完成；系统每次开机默认进行系统初始化自检，如图4所示，分别对三色灯、蜂鸣器、光源和相机进行自检并记录；自检包括各个子系统的功能状态的检查。(4)软件系统提供不合格品统计分析报表；报表提供统计周期内不同产品的不合格率；报表提供各种不合格品实时趋势分析；报表提供不同产品类型的历史参数和当前参数分析；报表提供统计总数以及各种类型的总数；报表提供高不合格率时段统计分析；系统提供每日每周每月不合格品类型统计分析报表；报表提供统计周期内的各种型号的百分比和不合格品的总数；支持超高不合格率时段报警，报警阈值可配，该报警可以关闭。(5)软件系统支持显示缺陷类型趋势图功能；统计的时间单位是时间点，时间点的起止可设；实时统计制品检测结果信息；保留记录长度用户可设；主界面上实时显示时间比率趋势图。(6)软件系统界面提供报警信息警示功能，并警报类型为：正常工作；异常警告；异常错误；紧急错误。(7)软件系统提供与服务器之间通讯功能，带宽为千兆百兆兼容网口，该功能根据客户需求配选。(8)软件系统具备监测各功能模块状态功能，并对异常进行上报异常处理保护原则：不影响设备正常运行的异常，报警记录log信息；影响正常运行的异常，退出运行状态，设备进入自动保护状态；系统的异常状态不妨碍系统对其它异常状态的监测和控制。(9)软件系统支持手动模式调节检测，手动模式下由人工控制检测系统的调试；手动模式下的运行需要人工干预指导。(10)软件系统提供系统的外部测试接口，该接口仅对设备维护人员开放，接口的使用需要在调试模式下进行。(11)软件系统支持各子系统的DEBUG的结果的显示与保存。(12)软件系统支持软件本地升级。(13)软件系统支持加密狗的鉴权保护功能，为了保护知识产权的非法copy破解等，需要加密狗保护软件系统；密码狗失效或者密码狗不匹配，设备自动停机。

所述可编程逻辑控制器带232扩展串口或以太网通讯配置，所述可编程逻辑控制器无触摸屏配置。

所述电气控制板上设置有光源控制器与相机控制器，所述光源控制器用于控制光源的打开与关闭，所述相机控制器用于控制相机的打开与关闭。所述电气控制板上还包括开关电源、相机电源、空气开关等电路配件和电路走线，所述电控箱内部走线遵照安全标准并配置警示信号。

所述电控箱6的表面设置有显示屏、系统开关、复位按钮、急停按钮，所述显示屏用于显示轮毂气密性是否合格；所述系统开关用于打开或关闭所述电控箱；所述复位按钮用于报警后对设备进行复位；所述急停按钮用于在紧急状况下紧急停止设备，所述操作作面板侧及相反侧各配置一处急停按钮，紧急情况下急停后，可以通过复位按钮解除急停。本装置提供的人机开关按键稳定可靠，不会误触发。

所述电控箱6采用的电源为50HZ-380V，三相五线制，配备功率不大于2KW。所述电控箱6还提供监测各功能模块状态功能，并对异常进行上报，不同的异常处理机制遵照规定进行，所述异常包括相机异常、光源异常、PLC系统异常、开关电源系统异常。所述电控箱6还设有漏电、过载、短路保护功能，所有电路分支的电源入口设有空气开关，开关电源状态自动监测。所述电控箱6的操作按键以及显示器等人机接口的高度考虑人机操作协调性，显示器高度在1300～1500高度之间。

所述报警单元包括指示灯及报警器，所述指示灯与所述报警器分别于所述控制单元连接，用于在判定轮毂气密性不合格时进行报警。所述指示灯为三色灯7，所述报警器为蜂鸣器8。所述三色灯7设置在在设备顶部保证所有角度无遮挡，本实施例中，设置所述三色灯7及蜂鸣器8的报警类型为：正常工作，所述三色灯7中的绿灯701常亮；异常警告，所述三色灯7中的黄灯702闪烁；异常错误，所述三色灯7中的红灯703常亮；紧急状况，所述三色灯中的红灯703闪烁，蜂鸣器8报警；轮毂气密性不合格时，所述三色灯7中的绿灯701、黄灯702、红灯703依次闪烁，蜂鸣器8报警。

本装置的系统工艺控制流程图如图5所示，包括如下步骤：

T1：设备开启；

T2：设备自检，若自检正常，则进入下一步骤；若自检不正常，则返回步骤T1；

T3：显示屏显示可以开始检测；

T4：人工上料；

T5：在水箱中打压充满水；

T6：发出第一次拍照信号，静止5秒；

T7：将轮毂在2秒内旋转60度，发出第二次拍照信号；

T8：静止3秒；

T9：将步骤T7和步骤T8重复5次；

T10：检测完毕，显示屏输出检测结果；

T11：若检测结果为合格，则返回步骤T4继续检测下一个轮毂；若检测结果为不合格，则通过显示屏、三色灯、蜂鸣器进行报警；

T12：对报警进行人工复位，并返回步骤T4继续检测下一个轮毂。

经实验测试，本装置采用的图像处理技术结果稳定、可靠；可检测出位置偏差2mm的气泡；可检测出体积变化50％的气泡；可检测出最小气泡直接2mm；误检率小于1％；漏检率小于0.1％；检测效率30s/个，即每检测一个轮毂检测开始到检测结束时间为30s。

本实施例所述的一种摩托车轮毂气密性检测装置，其通过在水箱外部设置相机和光源，获取轮毂在水箱内旋转后的图像，通过图像处理系统检测是否有气泡并判定轮毂气密性是否合格，能够有效避免人眼疲劳，提高了轮毂检测效率和检测精度，检测的时间短，自动化程度高；其通过设置指示灯和报警器，能够利用报警来直观地反应轮毂气密性不合格；该检测装置结构简单、稳定可靠、自动化程度高。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种摩托车轮毂气密性检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：将轮毂放入水箱中，并在所述水箱中打压充满水；

S2：打开光源，对所述水箱进行拍照，获取当前场景下的初始图像；

S3：将所述轮毂旋转n次，每次旋转的角度为m，获取每次旋转后场景下的旋转图像；

S4：对获取的初始图像和旋转图像进行图像处理，并判断是否存在气泡：若不存在，则返回步骤S1检测下一个轮毂，若存在，则判定所述轮毂气密性不合格并报警。

2.根据权利要求1所述的一种摩托车轮毂气密性检测方法，其特征在于，还包括：步骤S5：对所述报警进行人工复位，复位后返回步骤S1检测下一个轮毂。

3.根据权利要求1所述的一种摩托车轮毂气密性检测方法，其特征在于：所述步骤S3中，所述轮毂旋转次数n为6，每次旋转的角度m为60度。

4.一种摩托车轮毂气密性检测装置，其特征在于，包括：

机械单元，所述机械单元为水箱，所述水箱内充满水用于放置轮毂；

控制单元，所述控制单元为电控箱，所述电控箱内设置有工控机、可编程逻辑控制器、电气控制板；

图像采集及处理单元，所述图像采集及处理单元包括光源、相机、图像处理系统，所述光源与所述相机设置在所述水箱的外部，用于获取轮毂在水箱中旋转后的图像，所述图像处理系统与所述控制单元连接，用于对获取的图像进行图像处理并判定所述轮毂气密性是否合格；

报警单元，所述报警单元包括指示灯及报警器，所述指示灯与所述报警器分别于所述控制单元连接，用于在判定轮毂气密性不合格时进行报警。

5.根据权利要求4所述的摩托车轮毂气密性检测装置，其特征在于：所述水箱为上端敞口的箱式结构，所述水箱由透明材料制成。

6.根据权利要求4所述的摩托车轮毂气密性检测装置，其特征在于：所述电控箱的表面设置有显示屏、系统开关、复位按钮、急停按钮，所述显示屏用于显示轮毂气密性是否合格；所述系统开关用于打开或关闭所述电控箱；所述复位按钮用于报警后对设备进行复位；所述急停按钮用于在紧急状况下紧急停止设备。

7.根据权利要求4所述的摩托车轮毂气密性检测装置，其特征在于：所述电气控制板上设置有光源控制器与相机控制器，所述光源控制器用于控制光源的打开与关闭，所述相机控制器用于控制相机的打开与关闭。

8.根据权利要求4所述的摩托车轮毂气密性检测装置，其特征在于：所述指示灯为三色灯，所述报警器为蜂鸣器。