CN108387177A - 一种轮毂类别检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轮毂类别检测装置及检测方法，包括视觉检测设备，所述视觉检测设备包括光源、面阵相机、型材框架、机柜，所述型材框架设置在机柜内，所述光源和面阵相机安装于型材框架上，所述光源包括上光源和下光源，所述上光源均匀照射机柜内顶面以漫反射方式照射轮毂，所述下光源均匀照射机柜内侧面以漫反射方式照射轮毂。本发明独特的光源分布和照射方式能更清楚地照射被检物轮毂，并且轮毂在拍摄时可以允许一定的位置偏移，可在运动过程中拍摄无需停线。此外，本装置针对多种型号轮毂共用一条或多条输送台时的具体轮毂型号识别，便于输送台对特定型号轮毂进行分选、加工等具体处理方式，运行稳定、识别结果可靠、功耗较低。

Description

一种轮毂类别检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及轮毂型号识别和检测技术领域，具体涉及一种轮毂类别检测装置及检测方法。

背景技术

随着全球汽车产量的逐年提高，相应地轮毂市场需求也在迅猛增长，国内80％的汽车轮毂是由铸造而成，铸造而成的轮毂需要进行精加工，而由混流生产线生产的轮毂在再加工时若对其类型进行正确划分将提高生产效率。目前汽车轮毂企业在汽车轮毂类型识别和检测方面，采取人工识别的方式。然而人工识别效率低、准确率低、成本高，工人劳动负荷较大，产生的视觉疲劳和轮毂生产线的速度等多方面原因致使误判情况时常发生，往往不能满足生产需求。公开号为CN106382889A的中国发明专利公开了一种轮毂类型识别检测系统，通过传感器及滑台实现对不同大小轮毂的自适应调整，再采用视觉图像处理技术提取轮毂的特性信息，与数据库数据进行比对快速获取轮毂类型信息，同时对轮毂压铸或锻压成型后的关键部位尺寸进行视觉检测，以解决现有技术中轮毂铸件的自动分类及轮毂外形尺寸检测过程中效率低、稳定性差的问题。然而视觉检测是通过一个简单的光源从正上方向下照射轮毂，再由工业相机对轮毂进行图像采集，由于轮毂表面有抛光，正面打光的话会有高光，不利于检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决现有技术中轮毂外形尺寸检测时采集图像有反光、受辐条毛刺干扰影响且光源必须正对轮毂中心的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种轮毂类别检测装置，包括视觉检测设备，其特征在于，所述视觉检测设备包括光源、面阵相机、型材框架、机柜，所述型材框架设置在机柜内，所述光源和面阵相机安装于型材框架上，所述光源包括上光源和下光源，所述上光源均匀照射机柜内顶面以漫反射方式照射轮毂，所述下光源均匀照射机柜内侧面以漫反射方式照射轮毂。

进一步地，所述光源为白色条形光源，所述机柜内顶面和内侧面涂有白色波纹漆。

进一步地，所述视觉检测设备还包括设置在型材框架上的测量光栅和触发光电传感器。

进一步地，所述测量光栅为交叉式光栅。

进一步地，所述视觉检测设备还包括设置在型材框架上的电气安装板，所述电气安装板包括PLC控制器和视觉检测分析模块，所示PLC控制器分别与触发光电传感器、面阵相机和视觉检测分析模块电连接，所述视觉检测分析模块分别与测量光栅和面阵相机电连接。

进一步地，还包括轮毂输送台，所述面阵相机相对于轮毂输送台的高度可调。

本发明还提供一种轮毂类别检测方法，包括以下步骤：

S1、启动装置：启动轮毂类别检测装置，调节面阵相机高度；

S2、图像获取：当触发传感器感应到轮毂经过时，向电气安装板的PLC控制器发送轮毂进入信号，PLC控制器确定轮毂进入工位并到达相机视场范围内时触发面阵相机拍照，面阵相机拍得该轮毂上表面图像并发送至视觉检测分析模块；

S3、高度测量：当轮毂位于预定触发位置时，测量光栅通过扫描的方式计算出轮毂的高度并发送至视觉检测分析模块；

S4、型号识别：视觉检测分析模块通过对拍得的图像进行尺寸筛选、图像预处理、轮毂关键部位特征提取并结合高度数据对轮毂所属型号进行判断识别，并将结果发送至PLC控制器；

S5、轮毂分类：PLC控制器发送轮毂型号至外部系统，由外部控制系统控制轮毂具体通道走向，完成对该轮毂的分类。

本发明的有益效果是：本发明将光源上下分布，通过照射机柜内顶面和内侧面并以漫反射的方式照射轮毂，采取这样独特的光源分布和照射方式能更均匀清楚地照射被检物轮毂，不会受反光或辐条毛刺干扰影响，并且轮毂在拍摄时可以允许一定的位置偏移，清晰且均匀的照射还允许轮毂在运动过程中拍摄，无需停线。此外，本装置针对多种型号轮毂共用一条或多条输送台时的具体轮毂型号识别，便于输送台对特定型号轮毂进行分选、加工等具体处理方式，运行稳定、识别结果可靠、功耗较低。

附图说明

图1为本发明实施例轮毂类别检测装置示意图；

图2(a)-2(b)为本发明实施例视觉检测设备内部结构示意图；

图3为本发明实施例轮毂类型检测装置中各模块之间的连接示意图；

图4为本发明实施例轮毂类别检测装置的检测轮毂类别的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本实施例的一种轮毂类别检测装置，包括轮毂输送台1和视觉检测设备2，视觉检测设备2包括机柜和设置于机柜下方的底框3，机柜上设有键盘鼠标4、维护门5、显示屏6、三色灯7和轮毂进出门帘8，分别起到系统交互输入、电气维护、状态显示、异常警示、阻挡环境光影响等功能。

如图2所示为本实施例视觉检测设备2内部结构示意图，包括设置在机柜内的型材框架14，以及安装于型材框架14上的光源11、面阵相机12和电气安装板13。

由于轮毂表面有抛光，正面打光的话会有高光，不利于检测。本发明中光源11为白色条形光源，将光源11分布成上光源和下光源，本实施例中上光源有四条，平行且均匀安装在靠近型材框架14顶部的两条支架上，通过均匀照射机柜的内顶面以漫反射的形式照射轮毂；下光源也有四条，分别安装于型材框架14四个侧面的四条支架上，通过均匀照射机柜的四个内侧面以漫反射的形式照射轮毂，这种漫反射形式照明可以使得不同反光特性的轮毂或者经过抛光过后的轮毂，其反射光都能够被相机均匀接收。为了提高漫反射效果，在机柜内表面涂有白色波纹漆。在实际流水线中，不同直径的轮毂，触发位置均有差别，不同位置的差别会引起畸变或者影响光学反射特性，本装置通过这样的光源分布和照射方式除了能更清楚地照射被检物轮毂外，轮毂在拍摄时还允许一定的位置偏移。经实验测定，可以允许轮毂位置在视野范围内上下左右各相差12%，即轮毂在相机拍照的视野内可以上下左右偏移100mm（±10cm），允许轮毂中心与相机拍摄视野中心不重合。光源清晰且均匀的照射还允许轮毂在运动过程中拍摄，不用定点拍摄，无需停线。

视觉检测设备2还包括设置在型材框架14上的触发光电传感器9和测量光栅10。触发光电传感器9是一种反射式传感器，把发射器和接收器装入同一个装置内，在其前方装一块反光板16，利用反射原理完成光电控制作用的光电传感器，可以探测有无接近的物体。本发明中实施例中反光板16被螺栓固定于机柜一侧，触发光电传感器9对应的固定于机柜的另一侧。测量光栅10是一种特殊的光电传感器，包含相互分离且相对放置的发射器和收光器两部分，但其外形尺寸较大，为长管状。发射器产生的检测光线沿长度方向定间距生成光线阵列，形成一个“光幕”，以一种扫描的方式，实现监控和测量物体外形尺寸的功能。测量光栅的接收器和发射器分别对应的固定于机柜内的两侧，被检物轮毂经过时可准确地计算出轮毂的高度。本发明采用交叉式光栅，可在平行式光栅的基础上更好地提高测量轮毂的精度。

面阵相机12可为黑白相机，相机接口为C端，分辨率为1920*1200；镜头接口为C端，焦距为6mm。相机安装在型材支架上，可通过上下调节型材调整相机距离输送台的高度，根据最大轮毂直径以及相机视场角，可确定相机最适高度，并固定于机柜的中心位置。

如图3所示为本实施例轮毂类型检测装置中各模块之间的连接示意图。电气安装板13包括PLC控制器和视觉检测分析模块，PLC控制器分别与触发光电传感器9、面阵相机12和视觉检测分析模块电连接，视觉检测分析模块分别与测量光栅9和面阵相机12电连接。

本实施例轮毂类别检测装置的检测轮毂类别的工作流程如图4所示，包括以下步骤：

S1、启动装置：启动轮毂类别检测装置，调节面阵相机高度；

S2、图像获取：当触发传感器感应到轮毂经过时，向电气安装板的PLC控制器发送轮毂进入信号，PLC控制器确定轮毂进入工位并到达相机视场范围内时触发面阵相机拍照，面阵相机拍得该轮毂上表面图像并发送至视觉检测分析模块；

S3、高度测量：当轮毂位于预定触发位置时，测量光栅通过扫描的方式计算出轮毂的高度并发送至视觉检测分析模块；

S4、型号识别：视觉检测分析模块通过对拍得的图像进行尺寸筛选、图像预处理、轮毂关键部位特征提取并结合高度数据对轮毂所属型号进行判断识别，并将结果发送至PLC控制器；

S5、轮毂分类：PLC控制器发送轮毂型号至外部系统，由外部控制系统控制轮毂具体通道走向，完成对该轮毂的分类。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轮毂类别检测装置，包括视觉检测设备，其特征在于，所述视觉检测设备包括光源、面阵相机、型材框架、机柜，所述型材框架设置在机柜内，所述光源和面阵相机安装于型材框架上，所述光源包括上光源和下光源，所述上光源均匀照射机柜内顶面以漫反射方式照射轮毂，所述下光源均匀照射机柜内侧面以漫反射方式照射轮毂。

2.按照权利要求1所述的一种轮毂类别检测装置，其特征在于，所述光源为白色条形光源，所述机柜内顶面和内侧面涂有白色波纹漆。

3.按照权利要求1所述的一种轮毂类别检测装置，其特征在于，所述视觉检测设备还包括设置在型材框架上的测量光栅和触发光电传感器。

4.按照权利要求3所述的一种轮毂类别检测装置，其特征在于，所述测量光栅为交叉式光栅。

5.按照权利要求1-4任意一项所述的一种轮毂类别检测装置，其特征在于，所述视觉检测设备还包括设置在型材框架上的电气安装板，所述电气安装板包括PLC控制器和视觉检测分析模块，所述PLC控制器分别与触发光电传感器、面阵相机和视觉检测分析模块电连接，所述视觉检测分析模块分别与测量光栅和面阵相机电连接。

6.按照权利要求5所述的一种轮毂类别检测装置，其特征在于，还包括轮毂输送台，所述面阵相机相对于轮毂输送台的高度可调。

7.一种轮毂类别检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、启动装置：启动轮毂类别检测装置，调节面阵相机高度；

S2、图像获取：当触发传感器感应到轮毂经过时，向电气安装板的PLC控制器发送轮毂进入信号，PLC控制器确定轮毂进入工位并到达相机视场范围内时触发面阵相机拍照，面阵相机拍得该轮毂上表面图像并发送至视觉检测分析模块；

S3、高度测量：当轮毂位于预定触发位置时，测量光栅通过扫描的方式计算出轮毂的高度并发送至视觉检测分析模块；

S4、型号识别：视觉检测分析模块通过对拍得的图像进行尺寸筛选、图像预处理、轮毂关键部位特征提取并结合高度数据对轮毂所属型号进行判断识别，并将结果发送至PLC控制器；

S5、轮毂分类：PLC控制器发送轮毂型号至外部系统，由外部控制系统控制轮毂具体通道走向，完成对该轮毂的分类。