CN107421688B - 基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统包括控制单元和与所述控制单元相连的传输单元、轮毂型号识别单元、动平衡检测单元和跳动谐波检测单元，该检测系统自动识别轮毂型号后将轮毂输送到对应检测工位，能够实现对轮毂的动平衡和跳动谐波的检测，并且实现了在线柔性检测，能够适应不同型号规格轮毂的动平衡及跳动谐波检测，检测数据准确，误差低，提高了整线的检测效率，并能实现检测数据的在线自动存储。

Description

基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统

技术领域

本发明属于利用图像信息和软件的控制实现轮毂质量检测领域，特别涉及一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统。

背景技术

轮毂是机动车辆驱动系统的重要组成部分。轮毂装配质量的好坏直接影响到机动车辆的安全性能。没有良好的动平衡性和跳动量不符合标准会是汽车发生振荡，影响乘坐舒适性，缩短轮胎寿命，甚至会引发交通事故，因此必须实现对轮毂轴承的动平衡和跳动谐波检测过程，才能够判断轮毂的好坏，降低事故发生率。

为了解决以上技术问题，现有技术公开了一些检测系统，例如CN102778334A公开了一种用于流水线的轮毂动平衡检测装置，CN102128705公开的一种全自动车轮动平衡、跳动一体在线检测系统，以上检测系统在对动平衡或跳动谐波量进行检测时，都是采用夹具、跳动主轴、驱动电机等简单的结构对轮毂进行检测，在检测过程中传感器没有与轮毂相应位置充分接触，导致检测结果存在很大误差，影响检测效率，相对了对轮毂质量判断的效率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统自动识别轮毂型号后将轮毂输送到对应检测工位，能够实现对轮毂的动平衡和跳动谐波的检测，并且检测的数据准确，误差低，提高了对轮毂质量的判断效率。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统包括控制单元和与所述控制单元相连的传输单元、轮毂型号识别单元、动平衡检测单元和跳动谐波检测单元；所述传输单元的传输线上依次设有轮毂型号识别工位、动平衡检测工位和跳动谐波检测工位；所述轮毂型号识别单元包括设置在所述传输单元上且与轮毂型号识别工位对应的固定架、第一摄像机和设置于所述第一固定架上的翻转组件，所述动平衡检测单元包括设置在所述动平衡检测工位上方的平衡架、设置在所述平衡架内顶部的第二摄像机、设置在所述传输单元内底部且与动平衡检测工位位置对应的动平衡测量组件和设置在所述平衡架上的定心组件；所述跳动谐波检测单元包括设置在所述跳动谐波检测工位上方的测量机体、设置在所述测量机体内顶部的第三摄像机、设置在所述测量机体上的驱动组件和设置在所述传输单元内底部且与所述跳动谐波检测工位位置对应的跳动谐波检测组件。

进一步的改进，所述翻转组件包括竖直设置在所述固定架上的第一伸缩电缸，所述固定架相对于所述传输单元一侧面上竖直设置有两个相互平行的第一圆形导轨，所述第一伸缩电缸的输出端通过旋转连接板连接有第一旋转气缸，所述旋转连接板相对于所述第一圆形导轨的侧壁上设有与所述第一圆形导轨滑动连接的第一滑块；所述第一旋转气缸相对于所述传输单元的一侧面通过机夹手连接板连接有夹手机构，所述夹手机构包括水平设于所述机夹手连接板中间且两侧输出轴与所述第一圆形导轨垂直的第一导轨气缸和对称且分别设置于所述机夹手连接板两端上下侧的四个水平导轨，每个所述水平导轨上均滑动连接有第二滑块，每一侧的所述第二滑块固定连接有一勾面机夹手。

进一步的改进，所述动平衡测量组件包括第一升降电缸和通过第一连接板与所述第一升降电缸的输出轴相连的第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴竖直放置且连接有用于供轮毂中心孔穿过的动平衡轴，所述动平衡轴内设有轴向放置的第一压电传感器和径向放置的第二压电传感器；优选地，所述平衡架靠近传输单元的一侧设有竖直放置且平行的两个第一滑轨，所述定心组件包括测量框，所述测量框的一侧壁设有与所述第一滑轨滑动连接的第三滑块，所述平衡架顶部固定有与所述测量框连接的第二升降电缸；所述测量框的内顶部设有一齿轮，其两侧交错设有两个齿相对且与所述齿轮啮合的齿条；所述齿轮的中心设有一供所述动平衡轴穿过的轴承套；所述测量框的相对两侧边还设有两个与所述齿条平行的导向光轴，所述导向光轴两端分别套设有导向轴滑块，其中一个所述导向轴滑块上连接有固定于所述测量框内的气缸，两个所述导向光轴上套接有一与所述气缸固定连接的导向轴安装板，两个所述导向轴滑块的顶面上设有电缸连接板，所述电缸连接板的中间设有两侧输出轴与所述导向光轴垂直的第二导轨气缸和对称且分别设置于所述电缸连接板两端上下侧的四个第二滑轨，所述第二导轨气缸的两输出端分别连接有与所述第二滑轨滑动连接的传感器连接板，每一所述传感器连接板上设置有一深沟球轴承，所述深沟球轴承内套接有一辊筒。

进一步的改进，所述测量机体相对于所述传输单元一侧面上竖直设置有两个相互平行的第二圆形导轨；所述驱动组件包括驱动架，所述驱动架上设有与所述第二圆形导轨滑动连接的第四滑块，所述测量机体上还固定有与所述驱动架连接的第二伸缩电缸，所述驱动架的底部设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴竖直放置且连接有供轮毂中心孔穿入的跳动谐波驱动轴。

进一步的改进，所述跳动谐波检测组件包括固定在所述传输单元底部的电机，所述电机的输出轴顶部连接有导轨底板，所述导轨底板的中间设置两侧输出轴与所述导轨底板长边平行的第三导轨气缸，所述导轨底板的相对两侧长边垂直向上延伸形成导轨部，两个所述导轨部上设有第三滑轨，所述第三滑轨滑动连接有第五滑块，位于左右两侧的所述第五滑块分别连接有一气爪支架，每一侧的所述气爪支架通过气爪连接板连接于所述第三导轨气缸两侧输出轴上；每一所述气爪支架的两端分别向所述第三导轨气缸的输出轴方向延伸形成气爪，每一所述气爪上分别设有竖直放置的夹紧转轴，所述夹紧转轴上套接有两个轴承，两个所述轴承上套接有夹紧滚轮，每一所述夹紧滚轮内置有水平放置的第一位移传感器；每一所述气爪的外侧面与所述夹紧滚轮对应的位置处设有第二旋转气缸，所述第二旋转气缸的输出端通过传感器固定板连接有第二位移传感器。

进一步的改进，所述控制单元包括：

数据接收模块，用于接收摄像机采集的轮毂图片；

轮毂轮廓提取模块，用于提取轮毂的轮廓图像，所述轮廓图像包括正面图像和侧面图像；

轮毂区域划分模块，用于基于轮毂的正面图像，找到轮辐的条数n，将轮毂的正面图像按照轮辐条数均匀分成n个扇形区域；

轮毂尺寸识别模块，用于计算每一扇形区域对应的原点到两侧的轮辋和轮缘底端的距离，计算轮毂尺寸

L、L’、Y分别表示原点到两侧的轮辋和轮缘底端的距离，在数据库中寻找是否存在与计算得到的轮毂尺寸相同的轮毂型号，如果有，向轮辐识别模块发送指令，如果没有，向传输单元控制模块发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块发出报警指令；

轮辐识别模块，用于从数据库中寻找是否存在与轮辐条数相同的轮毂型号，如果有，向轮毂高度识别模块发送指令，如果没有，向传输单元控制模块发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块发出报警指令；

轮毂高度识别模块，在轮毂的侧面图像中画n条经过轮毂中心孔孔芯的直线，n条所述直线将轮廓图像均匀分割，分别计算每条直线与轮毂的轮辋最外侧的两个交点之间的距离S，计算轮毂高度

从数据库中寻找是否存在与轮毂高度相同的轮毂型号，如果有，确定轮毂型号，发送给动平衡检测单元和跳动谐波检测单元，并向传输单元控制模块发送将轮毂输送到动平衡检测工位的指令；如果没有，向传输单元控制模块发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块发出报警指令；

传输单元控制模块，用于控制传输单元对轮毂的输送；

报警模块，用于发出报警提示信号。

进一步的改进，所述控制单元还包括：

工位检测模块，用于接收第二摄像机或第三摄像头采集的图像，并判断该图像中是否有到达动平衡检测工位或跳动谐波检测工位的轮毂图像，如果有，提取轮毂中心孔坐标；

工位判断模块，用于将轮毂中心孔坐标与动平衡轴或跳动谐波驱动轴轴芯坐标进行比对，比对一致，向第一控制模块或第三控制模块发送升起指令，同时向第二控制模块或第四控制模块发送下降指令，比对不一致，计算轮毂中心孔坐标和动平衡轴或跳动谐波驱动轴轴芯坐标对应的X值的差值，根据该差值△X，向传输单元控制模块发送轮毂移动△X位移的指令，然后向第一控制模块或第三控制模块发送升起指令，同时向第二控制模块或第四控制模块发送下降指令；

第一控制模块，用于控制第一升降电缸的升降；

第二控制模块，用于控制第二升降电缸的升降；

第三控制模块，用于控制电机的升降；

第四控制模块，用于控制第二伸缩电缸的升降。

进一步的改进，所述控制单元还包括：

第五控制模块，用于控制第一伸缩电缸的升降；

第六控制模块，用于控制第一导轨气缸的伸缩；

第七控制模块，用于控制第一驱动电机的旋转；

第八控制模块，用于控制第二驱动电机的旋转；

第九控制模块，用于控制第二导轨气缸的伸缩；

第十控制模块，用于控制第三导轨气缸的伸缩。

进一步的改进，所述控制单元还包括：

动平衡参数比对模块，用于接收定心组件传输的动平衡参数，并判断动平衡参数是否符合标准，如果符合标准，向传输控制单元发送将轮毂输送到跳动谐波检测工位的指令，如果不符合标准，向动平衡位置判断模块发送指令；

动平衡位置判断模块，用于判断不平衡的位置坐标与气门芯嘴中心坐标是否一致，如果一致，向气门芯嘴质量控制模块发送指令，如果不一致，向传输单元控制模块发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块发出报警指令；

气门芯嘴质量控制模块，用于发出增加气门芯嘴克数的指令，同时向动平衡参数比对模块发送继续比对指令，当动平衡参数比对模块判断不符合标准时，向传输单元控制模块发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块发出报警指令。

进一步的改进，所述控制单元还包括：

谐波跳动量计算模块，用于接收跳动谐波检测组件采集的径向跳动位移和轴向跳动位移，计算出一次谐波跳动量A1，二次谐波跳动量A2和四次谐波跳动量A4；

跳动量比较模块，将一次谐波跳动量A1，二次谐波跳动量A2和四次谐波跳动量A4分别与一次谐波跳动量阈值B1，二次谐波跳动量阈值B2和四次谐波跳动量阈值B4进行比较，当A1＜B1，A2＜B2且A4＜B4，标记其为合格品，当A1≥B1，A2＜B2且A4＜B4，向轮毂中心孔判断模块发出指令，其余情况，向传输单元控制模块发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块发出报警指令；

轮毂中心孔判断模块，用于标记出该中心孔的坐标与标准轮毂中心孔的坐标，连接两坐标，判断气门芯嘴重心坐标是否在该直线上，如果不在，向传输单元控制模块发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块发出报警指令。

本发明的有益效果：本发明提供一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统自动识别轮毂型号后将轮毂输送到对应检测工位，能够实现对轮毂的动平衡和跳动谐波的检测，并且实现了在线柔性检测，能够适应不同型号规格轮毂的动平衡及跳动谐波检测，检测数据准确，误差低，提高了整线的检测效率，并能实现检测数据的在线自动存储。

附图说明

图1为本发明基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统的结构示意图；

图2为本发明传输单元的结构示意图；

图3为本发明驱动组件的局部结构放大图；

图4为本发明翻转组件的结构示意图；

图5为本发明动平衡测量组件的结构示意图；

图6为本发明定心组件的结构示意图；

图7为本发明跳动谐波检测组件的结构示意图

图8为实施例2控制单元的结构框图；

图9为轮毂尺寸和高度计算公式内各标记的注释；

图10为实施例3控制单元的结构框图；

图11为实施例4控制单元的结构框图；

图12为实施例5控制单元的结构框图。

具体实施方式

实施例1

一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，如图1所示，该检测系统包括控制单元10和与所述控制单元10相连的传输单元20、轮毂型号识别单元30、动平衡检测单元40和跳动谐波检测单元50；如图2所示，所述传输单元20的传输线上依次设有轮毂型号识别工位21、动平衡检测工位22和跳动谐波检测工位23；需要说明的是申请人在2016年09月20日申请了一名称为一种基于机器视觉的轮毂跳动柔性自动检测系统，其内容全文引入本申请中，并且本申请的传输单元与其传输线体结构相同，所以本申请不做具体限定。并且需要解释的，本申请限定的轮毂型号识别工位、动平衡检测工位和跳动谐波检测工位对应的传输单元上都设有相应的工位孔，目的是方便各工位对应的检查单元对轮毂进行定心或检测。

继续参考图1，所述轮毂型号识别单元30包括设置在所述传输单元20上且与轮毂型号识别工位21对应的固定架31、第一摄像机32和设置于所述第一固定架31上的翻转组件33；如图4所示，所述翻转组件33包括竖直设置在所述固定架31上的第一伸缩电缸331，所述固定架31相对于所述传输单元20一侧面上竖直设置有两个相互平行的第一圆形导轨332，所述第一伸缩电缸331的输出端通过旋转连接板333连接有第一旋转气缸334，所述旋转连接板333相对于所述第一圆形导轨332的侧壁上设有与所述第一圆形导轨332滑动连接的第一滑块335；所述第一旋转气缸334相对于所述传输单元20的一侧面通过机夹手连接板336连接有夹手机构，所述夹手机构包括水平设于所述机夹手连接板336中间且两侧输出轴与所述第一圆形导轨332垂直的第一导轨气缸337和对称且分别设置于所述机夹手连接板336两端上下侧的四个水平导轨338，每个所述水平导轨338上均滑动连接有第二滑块339，每一侧的所述第二滑块339固定连接有一勾面机夹手330。

本发明在对轮毂型号识别过程中，引入了一翻转组件目的是为了使得第一摄像机能够清晰地拍摄到轮毂的正面图像和侧面图像，便于后续的研究；本发明提供的基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统采用基于机器视觉对轮毂型号进行识别，然后将识别后的轮毂型号发送给相应的动平衡检测单元和跳动谐波检测单元。

继续参考图1，所述动平衡检测单元40包括设置在所述动平衡检测工位22上方的平衡架41、设置在所述平衡架41内顶部的第二摄像机42、设置在所述传输单元20内底部且与动平衡检测工位22位置对应的动平衡测量组件43和设置在所述平衡架41上的定心组件44；如图5所示，所述动平衡测量组件43包括第一升降电缸431和通过第一连接板433与所述第一升降电缸431的输出轴相连的第一驱动电机432，所述第一驱动电机432的输出轴竖直放置且连接有用于供轮毂中心孔穿过的动平衡轴434，所述动平衡轴434内设有轴向放置的第一压电传感器和径向放置的第二压电传感器；如图6所示，所述平衡架41靠近传输单元20的一侧设有竖直放置且平行的两个第一滑轨45，所述定心组件44包括测量框440，所述测量框440的一侧壁设有与所述第一滑轨45滑动连接的第三滑块441，所述平衡架41顶部固定有与所述测量框440连接的第二升降电缸442；所述测量框440的内顶部设有一齿轮443，其两侧交错设有两个齿相对且与所述齿轮443啮合的齿条444；所述齿轮443的中心设有一供所述动平衡轴432穿过的轴承套；所述测量框440的相对两侧边还设有两个与所述齿条444平行的导向光轴445，所述导向光轴445两端分别套设有导向轴滑块446，其中一个所述导向轴滑块446上连接有固定于所述测量框440内的气缸447，两个所述导向光轴445上套接有一与所述气缸447固定连接的导向轴安装板448，两个所述导向轴滑块446的顶面上设有电缸连接板449，所述电缸连接板449的中间设有两侧输出轴与所述导向光轴445垂直的第二导轨气缸4410和对称且分别设置于所述电缸连接板449两端上下侧的四个第二滑轨4411，所述第二导轨气缸4410的两输出端分别连接有与所述第二滑轨4411滑动连接的传感器连接板4412，每一所述传感器连接板4412上设置有一深沟球轴承4413，所述深沟球轴承4413内套接有一辊筒4414。

当需要对轮毂动平衡检测时，第一升降电缸使得动平衡轴输出动平衡检测工位，以便轮毂穿入到轮毂中心孔内，并且控制第二升降电缸下将，由此带动整个定心组件下降，当定心组件的辊筒接触到轮毂时，通过控制第二导轨气缸的伸缩，调整辊筒与轮毂的相对位置，位置调整好后，启动驱动电机，带动轮毂旋转，在轮毂旋转的过程中，由于与轮毂接触的辊筒也在旋转，所以其不会影响轮毂的运动，并且其内置有动平衡测量仪可以轮毂充分接触，进而能够准确地测量出轮毂动平衡参数。

继续参考图1，所述跳动谐波检测单元50包括设置在所述跳动谐波检测工位23上方的测量机体51、设置在所述测量机体51内顶部的第三摄像机52、设置在所述测量机体51上的驱动组件53和设置在所述传输单元20内底部且与所述跳动谐波检测工位23位置对应的跳动谐波检测组件54。如图3所示，所述测量机体51相对于所述传输单元20一侧面上竖直设置有两个相互平行的第二圆形导轨511；所述驱动组件53包括驱动架531，所述驱动架531上设有与所述第二圆形导轨511滑动连接的第四滑块532，所述测量机体51上还固定有与所述驱动架531连接的第二伸缩电缸533，所述驱动架531的底部设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴竖直放置且连接有供轮毂中心孔穿入的跳动谐波驱动轴534。如图7所示，所述跳动谐波检测组件54包括固定在所述传输单元20底部的电机541，所述电机541的输出轴顶部连接有导轨底板542，所述导轨底板优选为长方体，所述导轨底板542的中间设置两侧输出轴与所述导轨底板542长边平行的第三导轨气缸543，所述导轨底板542的相对两侧长边垂直向上延伸形成导轨部，两个所述导轨部上设有第三滑轨544，所述第三滑轨544滑动连接有第五滑块545，位于左右两侧的所述第五滑块545分别连接有一气爪支架546，每一侧的所述气爪支架546通过气爪连接板547连接于所述第三导轨气缸543两侧输出轴上；每一所述气爪支架546的两端分别向所述第三导轨气缸543的输出轴方向延伸形成气爪548，每一所述气爪548上分别设有竖直放置的夹紧转轴，位于对角线上的两个夹紧转轴的长度大于位于另一对角线上两个夹紧转轴的长度；所述夹紧转轴上套接有两个轴承，两个所述轴承上套接有夹紧滚轮549，每一所述夹紧滚轮549内置有水平放置的第一位移传感器；其中两个第一位移传感器用于检测轮毂上表面参数，另外两个第一位移传感器用于检测轮毂下表面参数；每一所述气爪548的外侧面与所述夹紧滚轮549对应的位置处设有第二旋转气缸5410，所述第二旋转气缸5410的输出端通过传感器固定板5411连接有第二位移传感器5412。

当轮毂达到跳动谐波检测工位时，使第二伸缩电缸的下降，以便跳动谐波驱动轴能够穿入轮毂带动轮毂运动，并且控制电机的上升，使得夹紧滚轮接触轮毂下表面，然后再通过控制第三导轨气缸的伸缩，使得四个夹紧滚轮接触轮毂轮辋外表面，由于滚轮可以相对于轮毂的旋转，因此不影响轮毂的运动，并且夹紧滚轮内置有水平放置的第一位移传感器用于轮毂的轴向跳动位移，通过第二旋转气缸连接的第二位于传感器用于采集轮毂的径向跳动位移；由于其在测量过程中与轮毂紧密贴合，并且不影响轮毂的运动，因此提高了测量的准确性和精度，使得能够更加精确地判断轮毂的质量，降低事故发生率。

实施例2

一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统与实施例1的区别在于，如图8所示，所述控制单元10包括：

数据接收模块110，用于接收摄像机采集的轮毂图片；

轮毂轮廓提取模块111，用于提取轮毂的轮廓图像，所述轮廓图像包括正面图像和侧面图像；

轮毂区域划分模块112，用于基于轮毂的正面图像，找到轮辐的条数n，将轮毂的正面图像按照轮辐条数均匀分成n个扇形区域；

轮毂尺寸识别模块113，用于计算每一扇形区域对应的原点到两侧的轮辋和轮缘底端的距离，计算轮毂尺寸

如图9所示，L、L’、Y分别表示原点到两侧的轮辋和轮缘底端的距离，在数据库中寻找是否存在与计算得到的轮毂尺寸相同的轮毂型号，如果有，向轮辐识别模块114发送指令，如果没有，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块117发出报警指令；

轮辐识别模块114，用于从数据库中寻找是否存在与轮辐条数相同的轮毂型号，如果有，向轮毂高度识别模块115发送指令，如果没有，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块117发出报警指令；

轮毂高度识别模块115，在轮毂的侧面图像中画n条经过轮毂中心孔孔芯的直线，n条所述直线将轮廓图像均匀分割，分别计算每条直线与轮毂的轮辋最外侧的两个交点之间的距离S，计算轮毂高度

从数据库中寻找是否存在与轮毂高度相同的轮毂型号，如果有，确定轮毂型号，发送给动平衡检测单元40和跳动谐波检测单元50，并向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到动平衡检测工位22的指令；如果没有，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块117发出报警指令；

传输单元控制模块116，用于控制传输单元20对轮毂的输送；

报警模块117，用于发出报警提示信号。

本发明进一步对控制单元进行了具体限定，首先是对轮毂信号识别过程进行了具体的限定，本发明通过对轮毂尺寸、轮辐数及轮毂高度进行检测和计算，并从数据库中找出是否与其以上3个参数都相符的轮毂型号，如果有，那么确定轮毂型号，如果没有将该轮毂输送到出料口，本发明通过对轮毂尺寸和高度进行重新限定，进而提高了计算的准确性，降低误差。

实施例3

一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统与实施例1的区别在于，如图10所示，所述控制单元10包括：

工位检测模块120，用于接收第二摄像机或第三摄像头采集的图像，并判断该图像中是否有到达动平衡检测工位或跳动谐波检测工位的轮毂图像，如果有，提取轮毂中心孔坐标；

工位判断模块121，用于将轮毂中心孔坐标与动平衡轴或跳动谐波驱动轴轴芯坐标进行比对，比对一致，向第一控制模块122或第三控制模块124发送升起指令，同时向第二控制模块123或第四控制模块125发送下降指令，比对不一致，计算轮毂中心孔坐标和动平衡轴或跳动谐波驱动轴轴芯坐标对应的X值的差值，根据该差值△X，向传输单元控制模块116发送轮毂移动△X位移的指令，然后向第一控制模块122或第三控制模块124发送升起指令，同时向第二控制模块123或第四控制模块125发送下降指令；

第一控制模块122，用于控制第一升降电缸431的升降；

第二控制模块123，用于控制第二升降电缸442的升降；

第三控制模块124，用于控制电机541的升降；

第四控制模块125，用于控制第二伸缩电缸533的升降。

本发明进一步对轮毂是否达到指定的检测工位进行判断，目的是为了使得检测工位内的动平衡轴或跳动谐波驱动轴能够准确地穿入到轮毂中心孔，进而带动轮毂的旋转。

实施例4

一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统与实施例1的区别在于，如图11所示，所述控制单元10包括：

第五控制模块126，用于控制第一伸缩电缸331的升降；

第六控制模块127，用于控制第一导轨气缸337的伸缩；

第七控制模块128，用于控制第一驱动电机432的旋转；

第八控制模块133，用于控制第二驱动电机的旋转；

第九控制模块134，用于控制第二导轨气缸4410的伸缩；

第十控制模块135，用于控制第三导轨气缸543的伸缩。

进一步的改进，本发明所提到的电缸、驱动电机都可以通过控制单元进行驱动，提供整个检测系统的智能性。

实施例5

一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，该检测系统与实施例1的区别在于，如图12所示，所述控制单元10包括：

动平衡参数比对模块130，用于接收定心组件44传输的动平衡参数，并判断动平衡参数是否符合标准，如果符合标准，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到跳动谐波检测工位23的指令，如果不符合标准，向动平衡位置判断模块131发送指令；

动平衡位置判断模块131，用于判断不平衡的位置坐标与气门芯嘴中心坐标是否一致，如果一致，向气门芯嘴质量控制模块132发送指令，如果不一致，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块117发出报警指令；

气门芯嘴质量控制模块132，用于发出增加气门芯嘴克数的指令，同时向动平衡参数比对模块130发送继续比对指令，当动平衡参数比对模块130判断不符合标准时，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块117发出报警指令；

谐波跳动量计算模块140，用于接收跳动谐波检测组件54采集的径向跳动位移和轴向跳动位移，计算出一次谐波跳动量A1，二次谐波跳动量A2和四次谐波跳动量A4；

跳动量比较模块141，将一次谐波跳动量A1，二次谐波跳动量A2和四次谐波跳动量A4分别与一次谐波跳动量阈值B1，二次谐波跳动量阈值B2和四次谐波跳动量阈值B4进行比较，当A1＜B 1，A2＜B2且A4＜B4，标记其为合格品，当A1≥B1，A2＜B2且A4＜B4，向轮毂中心孔判断模块142发出指令，其余情况，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块117发出报警指令；

轮毂中心孔判断模块142，用于标记出该中心孔的坐标与标准轮毂中心孔的坐标，连接两坐标，判断气门芯嘴重心坐标是否在该直线上，如果不在，向传输单元控制模块116发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块117发出报警指令。

进一步的改进，本发明在对接收到的动平衡参数和径向跳动位移和轴向跳动位移进行计算和判断，判断以上参数于阈值存在偏差是否是由于气门芯嘴的质量问题而带来的，如果是通过控制气门芯嘴质量来调控出现的不平衡问题，否则就发出报警信号，将轮毂输出到出料口，本发明所阐述的气门芯嘴质量控制方法为已知任何方法，本发明不做具体限定。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉的轮毂动平衡及跳动谐波检测系统，其特征在于，所述检测系统包括控制单元(10)和与所述控制单元(10)相连的传输单元(20)、轮毂型号识别单元(30)、动平衡检测单元(40)和跳动谐波检测单元(50)；所述传输单元(20)的传输线上依次设有轮毂型号识别工位(21)、动平衡检测工位(22)和跳动谐波检测工位(23)；所述轮毂型号识别单元(30)包括设置在所述传输单元(20)上且与轮毂型号识别工位(21)对应的固定架(31)、第一摄像机(32)和设置于所述固定架(31)上的翻转组件(33)，所述动平衡检测单元(40)包括设置在所述动平衡检测工位(22)上方的平衡架(41)、设置在所述平衡架(41)内顶部的第二摄像机(42)、设置在所述传输单元(20)内底部且与动平衡检测工位(22)位置对应的动平衡测量组件(43)和设置在所述平衡架(41)上的定心组件(44)；所述跳动谐波检测单元(50)包括设置在所述跳动谐波检测工位(23)上方的测量机体(51)、设置在所述测量机体(51)内顶部的第三摄像机(52)、设置在所述测量机体(51)上的驱动组件(53)和设置在所述传输单元(20)内底部且与所述跳动谐波检测工位(23)位置对应的跳动谐波检测组件(54)；所述翻转组件(33)包括竖直设置在所述固定架(31)上的第一伸缩电缸(331)，所述固定架(31)相对于所述传输单元(20)一侧面上竖直设置有两个相互平行的第一圆形导轨(332)，所述第一伸缩电缸(331)的输出端通过旋转连接板(333)连接有第一旋转气缸(334)，所述旋转连接板(333)相对于所述第一圆形导轨(332)的侧壁上设有与所述第一圆形导轨(332)滑动连接的第一滑块(335)；所述第一旋转气缸(334)相对于所述传输单元(20)的一侧面通过机夹手连接板(336)连接有夹手机构，所述夹手机构包括水平设于所述机夹手连接板(336)中间且两侧输出轴与所述第一圆形导轨(332)垂直的第一导轨气缸(337)和对称且分别设置于所述机夹手连接板(336)两端上下侧的四个水平导轨(338)，每个所述水平导轨(338)上均滑动连接有第二滑块(339)，每一侧的所述第二滑块(339)固定连接有一勾面机夹手(330)；所述测量机体(51)相对于所述传输单元(20)一侧面上竖直设置有两个相互平行的第二圆形导轨(511)；所述驱动组件(53)包括驱动架(531)，所述驱动架(531)上设有与所述第二圆形导轨(511)滑动连接的第四滑块(532)，所述测量机体(51)上还固定有与所述驱动架(531)连接的第二伸缩电缸(533)，所述驱动架(531)的底部设有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴竖直放置且连接有供轮毂中心孔穿入的跳动谐波驱动轴(534)。

2.如权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述动平衡测量组件(43)包括第一升降电缸(431)和通过第一连接板(433)与所述第一升降电缸(431)的输出轴相连的第一驱动电机(432)，所述第一驱动电机(432)的输出轴竖直放置且连接有用于供轮毂中心孔穿过的动平衡轴(434)，所述动平衡轴(434)内设有轴向放置的第一压电传感器和径向放置的第二压电传感器；所述平衡架(41)靠近传输单元(20)的一侧设有竖直放置且平行的两个第一滑轨(45)，所述定心组件(44)包括测量框(440)，所述测量框(440)的一侧壁设有与所述第一滑轨(45)滑动连接的第三滑块(441)，所述平衡架(41)顶部固定有与所述测量框(440)连接的第二升降电缸(442)；所述测量框(440)的内顶部设有一齿轮(443)，其两侧交错设有两个齿相对且与所述齿轮(443)啮合的齿条(444)；所述齿轮(443)的中心设有一供所述动平衡轴(434)穿过的轴承套；所述测量框(440)的相对两侧边还设有两个与所述齿条(444)平行的导向光轴(445)，所述导向光轴(445)两端分别套设有导向轴滑块(446)，其中一个所述导向轴滑块(446)上连接有固定于所述测量框(440)内的气缸(447)，两个所述导向光轴(445)上套接有一与所述气缸(447)固定连接的导向轴安装板(448)，两个所述导向轴滑块(446)的顶面上设有电缸连接板(449)，所述电缸连接板(449)的中间设有两侧输出轴与所述导向光轴(445)垂直的第二导轨气缸(4410)和对称且分别设置于所述电缸连接板(449)两端上下侧的四个第二滑轨(4411)，所述第二导轨气缸(4410)的两输出端分别连接有与所述第二滑轨(4411)滑动连接的传感器连接板(4412)，每一所述传感器连接板(4412)上设置有一深沟球轴承(4413)，所述深沟球轴承(4413)内套接有一辊筒(4414)；

所述控制单元(10)包括：

数据接收模块(110)，用于接收摄像机采集的轮毂图片；

轮毂轮廓提取模块(111)，用于提取轮毂的轮廓图像，所述轮廓图像包括正面图像和侧面图像；

轮毂区域划分模块(112)，用于基于轮毂的正面图像，找到轮辐的条数n，将轮毂的正面图像按照轮辐条数均匀分成n个扇形区域。

3.如权利要求2所述的检测系统，其特征在于，所述跳动谐波检测组件(54)包括固定在所述传输单元(20)底部的电机(541)，所述电机(541)的输出轴顶部连接有导轨底板(542)，所述导轨底板(542)的中间设置两侧输出轴与所述导轨底板(542)长边平行的第三导轨气缸(543)，所述导轨底板(542)的相对两侧长边垂直向上延伸形成导轨部，两个所述导轨部上设有第三滑轨(544)，所述第三滑轨(544)滑动连接有第五滑块(545)，位于左右两侧的所述第五滑块(545)分别连接有一气爪支架(546)，每一侧的所述气爪支架(546)通过气爪连接板(547)连接于所述第三导轨气缸(543)两侧输出轴上；每一所述气爪支架(546)的两端分别向所述第三导轨气缸(543)的输出轴方向延伸形成气爪(548)，每一所述气爪(548)上分别设有竖直放置的夹紧转轴，所述夹紧转轴上套接有两个轴承，两个所述轴承上套接有夹紧滚轮(549)，每一所述夹紧滚轮(549)内置有水平放置的第一位移传感器；每一所述气爪(548)的外侧面与所述夹紧滚轮(549)对应的位置处设有第二旋转气缸(5410)，所述第二旋转气缸(5410)的输出端通过传感器固定板(5411)连接有第二位移传感器(5412)。

4.如权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元(10)还包括：

轮毂尺寸识别模块(113)，用于计算每一扇形区域对应的原点到两侧的轮辋和轮缘底端的距离，计算轮毂尺寸

Ln、Ln’、Yn分别表示原点到两侧的轮辋和轮缘底端的距离，在数据库中寻找是否存在与计算得到的轮毂尺寸相同的轮毂型号，如果有，向轮辐识别模块(114)发送指令，如果没有，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块(117)发出报警指令；

轮辐识别模块(114)，用于从数据库中寻找是否存在与轮辐条数相同的轮毂型号，如果有，向轮毂高度识别模块(115)发送指令，如果没有，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块(117)发出报警指令；

轮毂高度识别模块(115)，在轮毂的侧面图像中画n条经过轮毂中心孔孔芯的直线，n条所述直线将轮廓图像均匀分割，分别计算每条直线与轮毂的轮辋最外侧的两个交点之间的距离Sn，计算轮毂高度

从数据库中寻找是否存在与轮毂高度相同的轮毂型号，如果有，确定轮毂型号，发送给动平衡检测单元(40)和跳动谐波检测单元(50)，并向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到动平衡检测工位(22)的指令；如果没有，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块(117)发出报警指令；

传输单元控制模块(116)，用于控制传输单元(20)对轮毂的输送；

报警模块(117)，用于发出报警提示信号。

5.如权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元(10)还包括：

工位检测模块(120)，用于接收第二摄像机(42)或第三摄像机(52)采集的图像，并判断该图像中是否有到达动平衡检测工位或跳动谐波检测工位的轮毂图像，如果有，提取轮毂中心孔坐标；

工位判断模块(121)，用于将轮毂中心孔坐标与动平衡轴或跳动谐波驱动轴轴芯坐标进行比对，比对一致，向第一控制模块(122)或第三控制模块(124)发送升起指令，同时向第二控制模块(123)或第四控制模块(125)发送下降指令，比对不一致，计算轮毂中心孔坐标和动平衡轴或跳动谐波驱动轴轴芯坐标对应的X值的差值，根据该差值△X，向传输单元控制模块(116)发送轮毂移动△X位移的指令，然后向第一控制模块(122)或第三控制模块(124)发送升起指令，同时向第二控制模块(123)或第四控制模块(125)发送下降指令；

第一控制模块(122)，用于控制第一升降电缸(431)的升降；

第二控制模块(123)，用于控制第二升降电缸(442)的升降；

第三控制模块(124)，用于控制电机(541)的升降；

第四控制模块(125)，用于控制第二伸缩电缸(533)的升降。

6.如权利要求5所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元(10)还包括：

第五控制模块(126)，用于控制第一伸缩电缸(331)的升降；

第六控制模块(127)，用于控制第一导轨气缸(337)的伸缩；

第七控制模块(128)，用于控制第一驱动电机(432)的旋转；

第八控制模块(133)，用于控制第二驱动电机的旋转；

第九控制模块(134)，用于控制第二导轨气缸(4410)的伸缩；

第十控制模块(135)，用于控制第三导轨气缸(543)的伸缩。

7.如权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元(10)还包括：

动平衡参数比对模块(130)，用于接收定心组件(44)传输的动平衡参数，并判断动平衡参数是否符合标准，如果符合标准，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到跳动谐波检测工位(23)的指令，如果不符合标准，向动平衡位置判断模块(131)发送指令；动平衡位置判断模块(131)，用于判断不平衡的位置坐标与气门芯嘴中心坐标是否一致，如果一致，向气门芯嘴质量控制模块(132)发送指令，如果不一致，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块(117)发出报警指令；

气门芯嘴质量控制模块(132)，用于发出增加气门芯嘴克数的指令，同时向动平衡参数比对模块(130)发送继续比对指令，当动平衡参数比对模块(130)判断不符合标准时，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块(117)发出报警指令。

8.如权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述控制单元(10)还包括：

谐波跳动量计算模块(140)，用于接收跳动谐波检测组件(54)采集的径向跳动位移和轴向跳动位移，计算出一次谐波跳动量A1，二次谐波跳动量A2和四次谐波跳动量A4；

跳动量比较模块(141)，将一次谐波跳动量A1，二次谐波跳动量A2和四次谐波跳动量A4分别与一次谐波跳动量阈值B1，二次谐波跳动量阈值B2和四次谐波跳动量阈值B4进行比较，当A1＜B1，A2＜B2且A4＜B4，标记其为合格品，当A1≥B1，A2＜B2且A4＜B4，向轮毂中心孔判断模块(142)发出指令，其余情况，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块(117)发出报警指令；

轮毂中心孔判断模块(142)，用于标记出该中心孔的坐标与标准轮毂中心孔的坐标，连接两坐标，判断气门芯嘴重心坐标是否在该直线上，如果不在，向传输单元控制模块(116)发送将轮毂输送到出料口的指令，同时向报警模块(117)发出报警指令。

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