CN108318502B - 接插器检测装置与检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接插器检测装置与检测方法，包括：底板架、相机支承板、相机、检测台底座、检测台、光源安装板和光源；相机支撑板固定在工作台的一侧，相机固定在相机支撑板的垂直面上；光源安装板固定在工作台的另一侧，光源固定在光源安装板上；检测台设置在相机和光源之间；接插器插在检测台卡槽中。其优点在于能适用于接插器合格性的快速、可靠、自动检测，具有结构简单紧凑、操作方便快捷、工作过程稳定、检测结果准确的特点，用于解决目前采用的人工检测方法所带来的工人劳动强度大、生产效率低、检测结果不稳定和不准确的技术问题；为生产企业实现数字化管理提供了良好的基础条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置与检测方法，特别涉及一种接插器的内丝和外丝的检测装置与检测方法。
背景技术
接插器是一种应用于网络通讯设备中的常见产品，目前基本仍采用人工目测法剔除具有内丝缺失、因短丝而上翘、因过长而被压扁和外丝缺失、左右偏斜、过短或过长缺陷的接插器次品，工人劳动强度大，生产效率低，而且很容易造成检测结果不稳定、甚至不准确。随着数字图像处理方法的不断完善和进步,应用机器视觉实现产品质量无接触自动检测已变得切实可行。
发明内容
本发明提供了一种接插器检测装置与检测方法，从而克服现有技术的缺陷，解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案如下：
一种接插器检测装置，包括：底板架9、相机支承板2、相机3、检测台底座11、检测台5、光源安装板8和光源6；底板架9包括工作台91；相机支撑板2固定在工作台91的一侧，相机3固定在相机支撑板2的垂直面上；相机3采集接触器的图像；光源安装板8固定在工作台91的另一侧，光源6固定在光源安装板8上；检测台5设置在相机3和光源6之间，且相机3、检测台5和光源6的中心线在一条直线上；检测台底座11固定在工作台91上，检测台5固定在检测台底座11上；检测台5上具有卡槽51，卡槽51与检测台5的中心线垂直，卡槽51的两侧具有对称设置的四块弹性片4；将接插器插入卡槽51，弹性片4将接插器夹在卡槽51中。
进一步，本发明提供一种接插器检测装置，还具有以下特征：相机支撑板2为“L”型，“L”型相机支撑板2的水平面通过螺钉固定在工作台91的一侧，相机3固定在“L”型相机支撑板2的垂直面上。
进一步，本发明提供一种接插器检测装置，还具有以下特征：还包括光源调节器1，光源调节器1设置在工作台91上，与光源6电气相连；光源调节器1设置在相机3所处的一侧；相机3为黑白面阵或线阵工业相机。
进一步，本发明提供一种接插器检测装置，还具有以下特征：光源6为背板光源。
进一步，本发明提供一种接插器检测装置，还具有以下特征：光源安装板8为“L”型，“L”型光源安装板8的水平面通过螺钉固定在工作台91的另一侧；“L”型光源安装板8的垂直面上开有两个垂直方向的长圆孔81；安装在光源6背板上的两个螺钉穿过长圆孔82后，与锁紧螺母7旋合，将光源6固定在光源安装板8上。
进一步，本发明提供一种接插器检测装置，还具有以下特征：检测台底座11的底部具有法兰，通过螺钉固定在工作台91上；检测台底座11的上部具有中心孔；检测台5的下端具有圆轴；检测台5的圆轴插入检测台底座11的中心孔中，采用止定螺钉10将检测台5固定在检测台底座11上。
另外，本发明提供一种接插器检测方法，包括以下步骤：
步骤A、图像采集。
步骤B、接插器内丝检测。
步骤B-1、接插器内丝区域的阈值分割，将比周围介质和环境亮的、灰度值在设定阈值范围内的内丝整体区域从采集到的图像中挑选出来。
步骤B-2、接插器的单个内丝区域分割，将内丝整体区域拆分成分散的、相互不连通的众多内丝小区域。
步骤B-3、内丝小区域的形态特征检测，将符合设定几何形态和像素特征条件的区域矩形，从众多内丝小区域中挑选出来。
步骤B-4、将上述步骤挑选出来的内丝小区域进行计数，当内丝小区域的数量等于设定数量时，判定接插器的内丝合格；否则直接判定接触器不合格。
步骤C、接插器外丝检测。
步骤C-1、接插器外丝区域的阈值分割，执行亚像素精度算法，将灰度值阈值为设定值的外丝，以像素点线的形式显示出来。
步骤C-2、接插器外丝形态特征检测，以像素点线的最远两点的距离在设定范围内为条件，从上述像素点线中挑选出符合要求的外丝轮廓，并将非外丝轮廓的像素点线过滤掉。
步骤C-3、对外丝进行区域检测，执行最小外接矩形算法，以确定上述步骤挑选出来的每个外丝轮廓最小外接矩形中心纵坐标值、横坐标值以及矩形倾斜角度值。
步骤C-4、对外丝进行计数及判定，将上述步骤挑选出来的外丝进行计数，当外丝数量等于设定值时，再判断每个外丝轮廓最小外接矩形倾斜角度值是否在设定范围内，如在设定范围内，则判定接插器的外丝合格；否则判定外丝不合格。如外丝数量不等于设定值时，直接判定接插器不合格。
进一步，本发明提供一种接插器检测方法，还具有以下特征：步骤B-1中，图像灰度值设定阈值范围为90到255；步骤B-3中，设定的区域矩形条件为区域矩形长边值之半为3像素到13像素。
进一步，本发明提供一种接插器检测方法，还具有以下特征：步骤C-1中，灰度值阈值的设定值为170；步骤C-2中，以像素点线的最远两点的距离范围从30像素到60像素为过滤条件。
另外，本发明还提供一种接插器检测方法，包括以下步骤：
步骤A、图像采集。
步骤B、接插器外丝检测。
步骤B-1、接插器外丝区域的阈值分割，执行亚像素精度算法，将灰度值阈值为设定值的外丝，以像素点线的形式显示出来。
步骤B-2、接插器外丝形态特征检测，以像素点线的最远两点的距离在设定范围内为条件，从上述像素点线中挑选出符合要求的外丝轮廓，并将非外丝轮廓的像素点线过滤掉。
步骤B-3、对外丝进行区域检测，执行最小外接矩形算法，以确定上述步骤挑选出来的每个外丝轮廓最小外接矩形中心纵坐标值、横坐标值以及矩形倾斜角度值。
步骤B-4、对外丝进行计数及判定，将上述步骤挑选出来的外丝进行计数，当外丝数量等于设定值时，再判断每个外丝轮廓最小外接矩形倾斜角度值是否在设定范围内，如在设定范围内，则判定接插器的外丝合格；否则判定外丝不合格。如外丝数量不等于设定值时，直接判定接插器不合格。
步骤C、接插器内丝检测。
步骤C-1、接插器内丝区域的阈值分割，将比周围介质和环境亮的、灰度值在设定阈值范围内的内丝整体区域从采集到的图像中挑选出来。
步骤C-2、接插器的单个内丝区域分割，将内丝整体区域拆分成分散的、相互不连通的众多内丝小区域。
步骤C-3、内丝小区域的形态特征检测，将符合设定几何形态和像素特征条件的区域矩形，从众多内丝小区域中挑选出来。
步骤C-4、将上述步骤挑选出来的内丝小区域进行计数，当内丝小区域的数量等于设定数量时，判定接插器的内丝合格；否则直接判定接触器不合格。
本发明提供一种接插器检测装置及检测方法，能适用于接插器合格性的快速、可靠、自动检测，具有结构简单紧凑、操作方便快捷、工作过程稳定、检测结果准确的特点，用于解决目前采用的人工检测方法所带来的工人劳动强度大、生产效率低、检测结果不稳定和不准确的技术问题；为生产企业实现数字化管理提供了良好的基础条件。
附图说明
图1是实施例中接插器检测装置的结构示意图。
图2是实施例中检测的接插器实物图。
图3是实施例中接插器内丝检测流程图。
图4是实施例中接插器外丝检测流程图。
图5a-图5d是实施例中接插器背光测试照片。
具体实施方式：
以下结合附图和具体实施例，对本发明做进一步说明。
图1是接插器检测装置的结构示意图。
如图1所示，接插器检测装置，包括：底板架9、相机支承板2、相机3、检测台底座11、检测台5、光源安装板8和光源6。
底板架9包括工作台91和四个支撑脚92。
相机支撑板2为“L”型，“L”型相机支撑板2的水平面通过螺钉固定在工作台91的一侧。相机3固定在“L”型相机支撑板2的垂直面上。相机3为黑白面阵或线阵工业相机，采集接触器的图像。
光源6为背板光源，用于照明接插器，便于相机3采集图像。光源安装板8为“L”型，“L”型光源安装板8的水平面通过螺钉固定在工作台91的另一侧。“L”型光源安装板8的垂直面上开有两个垂直方向的长圆孔81。安装在光源6背板上的两个螺钉穿过长圆孔82后，与锁紧螺母7啮合，将光源6固定在光源安装板8上，且实现高度可调。
检测台5设置在相机3和光源6之间，且相机3、检测台5和光源的中心线在一条直线上。
检测台底座11的底部具有法兰，通过螺钉固定在工作台91上。检测台底座11的上部具有中心孔。检测台5的下端具有圆轴。检测台5的圆轴插入检测台底座11的中心孔中，采用止定螺钉10将检测台5固定在检测台底座11上。检测台5上具有卡槽51，卡槽51与检测台5的中心线垂直。卡槽51的两侧具有对称设置的四块弹性片4。将接插器插入卡槽51，弹性片4将接插器夹在卡槽51中。
接插器检测装置还包括光源调节器1。光源调节器1设置在工作台91上，与光源6电气相连。光源调节器1设置在相机3所处的一侧，方便操作人员操作。
接插器检测装置还包括运行平台12。运行平台12与相机3电气连接，接收相机3采集的接插器的图像。运行平台12通过基于形态特征和灰度值的阈值分割、区域检测、区域计算相关算法对接插器内、外丝进行质量检测。
接插器检测装置的检测方法，包括以下步骤：
图2是实施例中检测的接插器实物图。
如图2所示，本实施例中，检测的接插器的上部具有8×4的竖直金属丝为外丝，下方嵌入接插器内部的8×4的金属丝为内丝。
调试步骤：将接插器插于检测台5的卡槽51中，通过光源调节器1调节光源6的光照亮度，以便相机3采集到清晰图像。
步骤A、图像采集，相机3采集接插器的图像。
步骤B、接插器内丝检测。
图3是实施例中接插器内丝检测流程图。
步骤B-1、接插器内丝区域的阈值分割。
因为内丝为金属，反光明显，会明显比周围介质塑料和环境亮。所以，将比周围介质和环境亮的、灰度值在设定阈值90到255范围内的内丝整体区域从采集到的图像中挑选出来，即设定灰度值阈值从90到255的区域为内丝。
步骤B-2、接插器的单个内丝区域分割。
将内丝整体区域拆分成分散的、相互不连通的内丝小区域。本实施例中，一般会出现32个内丝小区域，但如果出现图5b中内丝缺失的情况，则可能少于32个内丝小区域。当然不合格的接插器也可能出现多余32个内丝小区域的情况。
步骤B-3、内丝小区域的形态特征检测。
根据每个内丝小区域都会呈现不同的几何形态和像素特征值，将区域矩形长边值之半为3像素到13像素的内丝，从众多内丝小区域中挑选出来，即符合形状要求的内丝被挑选出来了。如图5c中内丝短丝上翘、如图5d中内丝过长被压扁就不符合要求，不会被挑选出来。
步骤B-4、将上述步骤挑选出来的内丝小区域进行计数，当内丝小区域的数量等于32时，判定接插器的内丝合格；否则直接判定接触器不合格，不需要执行步骤C。
步骤C、接插器外丝检测。
图4是实施例中接插器外丝检测流程图。
步骤C-1、接插器外丝区域的阈值分割。
执行亚像素精度算法，将灰度值阈值为170的外丝，以像素点线的形式显示出来。
步骤C-2、接插器外丝形态特征检测。
以像素点线的最远两点的距离范围即从30像素到60像素为过滤条件，从上述像素点线中挑选出符合要求的外丝轮廓，并将非外丝轮廓的像素点线过滤掉。
步骤C-3、对外丝进行区域检测。
执行最小外接矩形算法，以确定上述步骤挑选出来的每个外丝轮廓最小外接矩形中心纵坐标值、横坐标值以及矩形倾斜角度值。
步骤C-4、对外丝进行计数及判定。
将上述步骤挑选出来的外丝进行计数，当外丝数量等于32时，再判断每个外丝轮廓最小外接矩形倾斜角度值是否在设定的范围内，如在设定范围内，则判定接插器的外丝合格；否则判定外丝不合格。如外丝数量不等于32时，直接判定接插器不合格。
本实施例中，倾斜角度设定值为10度。当每个外丝轮廓最小外接矩形倾斜角度小于10度时，则判定外丝合格；否则判定接插器不合格。
如图5a中，其中有一个外丝倾斜角度明显大于10度，这时外丝判定为不合格。
需要说明的是步骤B接插器内丝检测和步骤C接插器外丝检测，两个步骤的顺序可以调换，可以先检测外丝，再检测内丝。当然根据接插器的实际需要也可单独检测外丝或内丝。
以上具体实施例仅描述了本方案的主要特征和创新点。本领域的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制。在不脱离本创新点和保护范围的前提下，本方案还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本方案要求保护的范围内。本方案要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物限定。
Claims (8)
1.一种接插器检测装置，其特征在于：包括，底板架(9)、相机支撑板(2)、相机(3)、检测台底座(11)、检测台(5)、光源安装板(8)和光源(6)；
其中，底板架(9)包括工作台(91)；
所述相机支撑板(2)固定在工作台(91)的一侧，所述相机(3)固定在所述相机支撑板(2)的垂直面上；所述相机(3)采集接触器的图像；
所述光源安装板(8)固定在工作台(91)的另一侧，所述光源(6)固定在所述光源安装板(8)上；
所述检测台(5)设置在所述相机(3)和所述光源(6)之间，且所述相机(3)、所述检测台(5)和所述光源(6)的中心线在一条直线上；
检测台底座(11)固定在所述工作台(91)上，所述检测台(5)固定在所述检测台底座(11)上；
所述检测台(5)上具有卡槽(51)，所述卡槽(51)与所述检测台(5)的中心线垂直，所述卡槽(51)的两侧具有对称设置的四块弹性片(4)；
将接插器插入所述卡槽(51)，所述弹性片(4)将接插器夹在所述卡槽(51)中；
其中，所述相机支撑板(2)为“L”型，“L”型相机支撑板(2)的水平面通过螺钉固定在所述工作台(91)的一侧，所述相机(3)固定在“L”型相机支撑板(2)的垂直面上；
还包括光源调节器(1)，所述光源调节器(1)设置在所述工作台(91)上，与所述光源(6)电气相连；
所述光源调节器(1)设置在所述相机(3)所处的一侧；
所述相机(3)为黑白面阵或线阵工业相机。
2.根据权利要求1所述的接插器检测装置，其特征在于：
其中，所述光源(6)为背板光源。
3.根据权利要求1所述的接插器检测装置，其特征在于：
其中，所述光源安装板(8)为“L”型，“L”型光源安装板(8)的水平面通过螺钉固定在所述工作台(91)的另一侧；
“L”型光源安装板(8)的垂直面上开有两个垂直方向的长圆孔(81)；安装在所述光源(6)背板上的两个螺钉穿过所述长圆孔(81)后，与锁紧螺母(7)旋合，将所述光源(6)固定在所述光源安装板(8)上。
4.根据权利要求1所述的接插器检测装置，其特征在于：
其中，所述检测台底座(11)的底部具有法兰，通过螺钉固定在所述工作台(91)上；所述检测台底座(11)的上部具有中心孔；所述检测台(5)的下端具有圆轴；所述检测台(5)的圆轴插入所述检测台底座(11)的中心孔中，采用止定螺钉(10)将所述检测台(5)固定在所述检测台底座(11)上。
5.一种接插器检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤A、图像采集；
步骤B、接插器内丝检测；
步骤B-1、接插器内丝区域的阈值分割，将比周围介质和环境亮的、灰度值在设定阈值范围内的内丝整体区域从采集到的图像中挑选出来；
步骤B-2、接插器的单个内丝区域分割，将内丝整体区域拆分成分散的、相互不连通的众多内丝小区域；
步骤B-3、内丝小区域的形态特征检测，将符合设定几何形态和像素特征条件的区域矩形，从众多内丝小区域中挑选出来；
步骤B-4、将上述步骤挑选出来的内丝小区域进行计数，当内丝小区域的数量等于设定数量时，判定接插器的内丝合格；否则直接判定接触器不合格；
步骤C、接插器外丝检测；
步骤C-1、接插器外丝区域的阈值分割，执行亚像素精度算法，将灰度值阈值为设定值的外丝，以像素点线的形式显示出来；
步骤C-2、接插器外丝形态特征检测，以像素点线的最远两点的距离在设定范围内为条件，从上述像素点线中挑选出符合要求的外丝轮廓，并将非外丝轮廓的像素点线过滤掉；
步骤C-3、对外丝进行区域检测，执行最小外接矩形算法，以确定上述步骤挑选出来的每个外丝轮廓最小外接矩形中心纵坐标值、横坐标值以及矩形倾斜角度值；
步骤C-4、对外丝进行计数及判定，将上述步骤挑选出来的外丝进行计数，当外丝数量等于设定值时，再判断每个外丝轮廓最小外接矩形倾斜角度值是否在设定范围内，如在设定范围内，则判定接插器的外丝合格；否则判定外丝不合格，如外丝数量不等于设定值时，直接判定接插器不合格。
6.根据权利要求5所述的接插器检测方法，其特征在于：
其中，步骤B-1中，图像灰度值设定阈值范围为90到255；
步骤B-3中，设定的区域矩形条件为区域矩形长边值之半为3像素到13像素。
7.根据权利要求5所述的接插器检测方法，其特征在于：
其中，步骤C-1中，灰度值阈值的设定值为170；
步骤C-2中，以像素点线的最远两点的距离范围从30像素到60像素为过滤条件。
8.一种接插器检测方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤A、图像采集；
步骤B、接插器外丝检测；
步骤B-1、接插器外丝区域的阈值分割，执行亚像素精度算法，将灰度值阈值为设定值的外丝，以像素点线的形式显示出来；
步骤B-2、接插器外丝形态特征检测，以像素点线的最远两点的距离在设定范围内为条件，从上述像素点线中挑选出符合要求的外丝轮廓，并将非外丝轮廓的像素点线过滤掉；
步骤B-3、对外丝进行区域检测，执行最小外接矩形算法，以确定上述步骤挑选出来的每个外丝轮廓最小外接矩形中心纵坐标值、横坐标值以及矩形倾斜角度值；
步骤B-4、对外丝进行计数及判定，将上述步骤挑选出来的外丝进行计数，当外丝数量等于设定值时，再判断每个外丝轮廓最小外接矩形倾斜角度值是否在设定范围内，如在设定范围内，则判定接插器的外丝合格；否则判定外丝不合格，如外丝数量不等于设定值时，直接判定接插器不合格，
步骤C、接插器内丝检测；
步骤C-1、接插器内丝区域的阈值分割，将比周围介质和环境亮的、灰度值在设定阈值范围内的内丝整体区域从采集到的图像中挑选出来；
步骤C-2、接插器的单个内丝区域分割，将内丝整体区域拆分成分散的、相互不连通的众多内丝小区域；
步骤C-3、内丝小区域的形态特征检测，将符合设定几何形态和像素特征条件的区域矩形，从众多内丝小区域中挑选出来；
步骤C-4、将上述步骤挑选出来的内丝小区域进行计数，当内丝小区域的数量等于设定数量时，判定接插器的内丝合格；否则直接判定接触器不合格。
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