CN110081824B - 一种壳体内壁膜切缝检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及产品影像检测装置领域，具体公开一种壳体内壁膜切缝检测装置及方法。所述壳体内壁膜切缝检测装置，包括视觉相机(3)和平面镜(2)，平面镜(2)设置在壳体(1)一侧，视觉相机(3)设置在壳体(1)另一侧上方，平面镜(2)反射壳体(1)外壁的影像，视觉相机(3)采集壳体(1)内壁和平面镜(2)内的影像。所述壳体内壁膜切缝检测方法使用壳体内壁膜切缝检测装置，根据所述第二影像(C)中切缝(14)与目标小孔(12’)的距离，确定切缝(14)与目标小孔(12’)的实际偏移量。本发明成本低、调试难度小，方法简单。

Description

一种壳体内壁膜切缝检测装置及方法

技术领域

本发明涉及产品影像检测装置领域，具体涉及一种壳体内壁膜切缝检测装置及方法。

背景技术

如图1所示，一种用于汽车安全气囊气体发生器的壳体1，该壳体1包括圆桶状的壳本体11，壳本体11的弧形侧壁上周向分布小孔12。壳本体11的弧形内壁贴有膜13，膜13从壳体1内壁遮住小孔12，使得小孔12从壳体1内壁不可见。膜13上设有平行于壳本体11轴心线的切缝14，切缝14的数量若干。在壳体1被装配前，需要检测壳体1内侧壁上切缝14相对壳体1外侧壁上小孔12的位置是否正确，即检测切缝14相对于小孔12的偏移量，以保障壳体1侧壁的密封性。

由于切缝14只在壳体1的内壁可见，小孔12只在壳体1的外壁可见，因此，若要检测切缝14与小孔12的偏移量，目前采用的检测方法是设置两个视觉相机，一个用于采集切缝14的影像，一个用于采集小孔12的影像。这种方法存在成本高、调试难度大和影像比较算法复杂等诸多弊端。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为在一定程度上解决上述技术缺陷中的至少一个方面，本发明采用的技术方案在于，提供一种壳体内壁膜切缝检测装置，包括视觉相机和平面镜，所述平面镜设置在待检测壳体的一侧，所述视觉相机设置在所述壳体另一侧的上方，所述平面镜用于反射所述壳体外壁的影像，所述视觉相机用于采集所述壳体内壁和所述平面镜内的影像。

可选地，所述平面镜的镜面与所述壳体的轴心平行。

可选地，所述平面镜的所述镜面与所述壳体外壁的直线距离介于20mm至30mm之间。

可选地，所述视觉相机的镜头轴心和所述壳体的轴心所在的平面垂直于所述平面镜的镜面。

可选地，所述视觉相机的所述镜头轴心与所述壳体的轴心之间的夹角介于30°至60°之间；所述视觉相机的镜头与靠近所述平面镜一侧的所述壳体底部之间的距离介于200mm～300mm之间。

可选地，所述壳体的上方设有光源。

可选地，还包括吸盘和与所述吸盘连接的电机，所述吸盘用于固定所述壳体。

可选地，所述视觉相机安装在相机支架上，所述相机支架包括安装块、与所述安装块连接的第一安装板和与所述第一安装板连接的第二安装板，所述视觉相机安装在所述第二安装板上，所述第一安装板与所述安装块的安装位置可调，所述第二安装板与所述第一安装板的安装位置可调。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1、使用一个视觉相机，成本节省近一倍；2、平面镜及相机的安装调试简单、易操作。

本发明的另一目的在于提出一种使用上述壳体内壁膜切缝检测装置进行壳体内壁膜切缝检测的方法，所述平面镜采集到第一影像，所述第一影像为所述壳体外壁的影像，从所述第一影像中可看到所述壳体的小孔；

所述视觉相机采集到第二影像，所述第二影像为所述壳体内壁和所述第一影像的影像，从所述第二影像中既可以看到小孔又可以看到切缝；

在所述第二影像中，做所述切缝的延长线，选择一个与所述切缝相邻的目标小孔，根据所述目标小孔到所述延长线的垂直距离，换算出所述切缝与所述目标小孔的实际偏移量。

可选地，所述切缝与所述目标小孔的实际偏移量为x，x＝a*k，a为所述第二影像中所述目标小孔到所述切缝的所述延长线的垂直距离，k为系数。

与现有技术比较本发明的壳体内壁膜切缝检测方法的有益效果在于：根据第二影像中目标小孔到切缝延长线的垂直距离，确定实际壳体的切缝相对于与该切缝相邻的小孔的偏移量的方法非常简单，其中系数K经过多次试验即可测得，能够有效提高检测速度；且因为使用的是一个视觉相机采集到的同一影像中的数据，精度会更高，避免了使用复杂方法可能引入的较多误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明中待检测的壳体的结构图；

图2是本发明壳体内壁膜切缝检测装置的结构图；

图3是本发明壳体内壁膜切缝检测装置的抽象原理图；

图4是本发明壳体内壁膜切缝检测装置的相机支架的结构图；

图5是本发明壳体内壁膜切缝检测装置的吸盘和电机的结构图；

图6是本发明第二影像的示意图。

附图标记说明：

1-壳体 11-壳本体 12-小孔 12’-目标小孔 13-膜 14-切缝 2-平面镜 3-视觉相机 31-镜头轴心 4-光源 5-相机支架 51-安装块 511-凸起 52-第一安装板 521-第一安装孔 522-螺钉孔 53-第二安装板 531-第二安装孔 54-螺钉 6-光源支架 B-第一影像 C-第二影像 7-吸盘 8-电机 9-气管接头

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

另外，在本发明的实施例中所提到的涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

如图1所示，本发明待检测的壳体1为一种汽车安全气囊气体发生器的组件。壳体1包括圆桶状的壳本体11，壳本体11的弧形侧壁上周向分布多个小孔12。壳本体11的弧形内侧壁贴有膜13，膜13上设有多个平行于壳本体11的轴心的切缝14，膜13从壳体1内壁遮住小孔12，使得小孔12从壳体1内壁不可见。壳体1被装配前，需要检测壳体1内侧壁上切缝14相对于壳本体11侧壁上小孔12的位置是否正确，即检测切缝14相对于小孔12的偏移量，以保障壳体1侧壁的密封性。

如图2所示，一种壳体内壁膜切缝检测装置，包括固定安装的一个视觉相机3和一个平面镜2。壳体1被放置在夹具或其他装置上，平面镜2设置在待检测的壳体1一侧，视觉相机3设置在壳体1另一侧，且视觉相机3在壳体1的斜上方。平面镜2用于反射壳体1外壁的影像，即平面镜2的影像内可以看到若干个小孔12，视觉相机3用于采集壳体1内壁和平面镜2内的影像，即视觉相机3采集到的影像中，既能看到平面镜2影像中的小孔12，又能看到壳体1内壁的切缝14影像。因为视觉相机3和平面镜2分置在壳体1两侧，所以视觉相机3采集到壳体内壁的位置就对应平面镜采集到的壳体外壁的位置。

视觉相机3连接工控系统，工控系统能够对视觉相机3采集到的影像进行数据分析、存储等。

本发明使用一个视觉相机3和一个平面镜2可以同时获取壳体1内外壁的影像，较采用两个视觉相机3的装置，成本节省近一倍，并且本发明安装、调试简单易行。

如图3所示，较佳的，壳体1的上方设有光源4，光源4用于给壳体1提供照明，例如光源4可以为环形白色光源，功率为5-10W之间，光源4距离壳体1底部的距离为h，h的值介于100mm-200mm之间。

较佳的，视觉相机3的镜头轴心31和壳体1的轴心所在的平面垂直于平面镜2的镜面，用于保障平面镜2影像中的壳体1外壁与视觉相机3采集影像中的壳体1内壁对应。平面镜2的镜面与壳体1的轴心平行。平面镜2的镜面到最接近的壳体1外壁的直线距离为i，i的值介于20mm至30mm之间。视觉相机3的镜头轴心31与壳体1的轴心之间的夹角为d，d的值介于30°至60°之间，视觉相机3的镜头与靠近平面镜2的壳体1底部之间的距离为g，g的值介于200mm～300mm之间。本实施例中视觉相机3镜头和平面镜2的设置位置，能够保障视觉相机3采集到较为适合的影像。

如图4所示，视觉相机3安装在相机支架5上，相机支架5包括安装块51、与安装块51连接的第一安装板52和与第一安装板52连接的第二安装板53，视觉相机3安装在第二安装板53上，第一安装板52与安装块51的安装位置可调，第二安装板53与第一安装板52的安装位置可调。

相机支架5包括一固定安装的安装块51，安装块51上设有两个平行的腰型的凸起511，凸起511的两侧各设有螺丝孔。第一安装板52上设有腰型的第一安装孔521，第一安装孔521可套装在凸起511外侧，并且第一安装板52可以沿凸起511相对于安装块51滑动，以此方便调节第一安装板52的位置，位置调好后，将螺丝旋入凸起511两侧的螺丝孔固定第一安装板52。

第二安装板53通过螺钉54与第一安装板52进行初定位。第一安装板52上围绕螺钉54设有螺钉孔522，第二安装板53上设有弧形的第二安装孔531，当调整第二安装板53沿螺钉54转动时，螺钉孔522落入第二安装孔531的贯通范围内，第二安装板53的位置调节好后，再将螺丝旋入第二安装孔531与螺钉孔522，实现第二安装板53与第一安装板52的固定。由于视觉相机3固定安装在第二安装板53上，因此，通过调整第二安装板53即可调整视觉相机3的镜头的角度。

如图5所示，本发明的壳体内壁膜切缝检测装置还包括吸盘7，吸盘7顶部接触壳体1的外底部，吸盘7底部连接电机8，电机8用于带动吸盘7转动。吸盘7用于吸住壳体1，从而实现壳体1能够随吸盘7一起转动。电机8底部连接气管接头9，吸盘7的内腔与气管接头9连接，气管接头9连接真空吸气装置，真空吸气装置用于给吸盘7提供给壳体1的吸力。本实施例采用吸盘7实现壳体1的固定，既能实现壳体1的转动，又不会对壳体1侧壁有任何遮挡。

如图6所示，一种壳体内壁膜切缝检测方法，使用上述壳体内壁膜切缝检测装置。为描述方便，定义平面镜2内形成的影像为第一影像B，第一影像B为壳体1外壁的影像，从第一影像B内可以看到壳体1上的小孔12；定义视觉相机3采集到的影像为第二影像C，从第二影像C中可以看到与第一影像B中的壳体1外壁对应的壳体1内壁的影像，则壳体1内壁上膜13的切缝14也可见，并且从第二影像C中还能看到第一影像B。因为壳体内壁膜切缝检测装置平面镜2与视觉相机3的设置位置，故在第二影像C中，壳体1内壁的影像处在壳体1外壁影像的下方。

在第二影像C中，做切缝14的延长线，选择一个与切缝14相邻的目标小孔12’，根据目标小孔12’到延长线的垂直距离a，即可换算出切缝14与目标小孔12’的实际偏移量。需要说明的是，目标小孔12’是位于切缝14的延长线左侧第一个小孔12或右侧第一个小孔12，这两个小孔12可以任意选定一个为目标小孔12’，这是因为相邻两个小孔12之间的距离是固定的，换算出目标小孔12’到切缝14的距离，即可通过做差确定切缝14相当于另一侧与之相邻的第一个小孔12的偏移量。

较佳的，根据第二影像C中目标小孔12’到切缝14的延长线的垂直距离a，确定实际壳体1上切缝14相对于目标小孔12’的偏移量的方法为：定义切缝14与目标小孔12’的实际偏移量为x，x＝a*k，a为第二影像C中目标小孔12’到切缝14的延长线的垂直距离，k为系数。K可以经过试验得到，例如，将多个壳体1使用该检测方法检测，得到多组a和对应的x，求得到的多组k的均值。

具体检测过程为：由电机8带动壳体1旋转，视觉相机3以一定频率采集第二影像C，电机8的转速和视觉相机3的拍照频率根据实际情况进行调整，以满足第二影像C的要求为准。然后由工控系统根据第二影像C内的数据及预先设定的算法，得到切缝14相对于小孔12的偏移量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种壳体内壁膜切缝检测装置，其特征在于，包括视觉相机(3)和平面镜(2)，所述平面镜(2)设置在待检测的壳体(1)一侧，所述视觉相机(3)设置在所述壳体(1)另一侧的上方，所述平面镜(2)用于反射所述壳体(1)外壁的影像，所述视觉相机(3)用于采集所述壳体(1)内壁和所述平面镜(2)内的影像；所述壳体(1)包括圆桶状的壳本体(11)，所述壳本体(11)的弧形侧壁上周向分布多个小孔(12)；所述壳本体(11)的弧形内侧壁贴有膜(13),所述膜(13)上设有多个平行于所述壳本体(11)的轴心的切缝(14),所述膜(13)从所述壳体(1)内壁遮住所述小孔(12),使得所述小孔(12)从所述壳体(1)内壁不可见；还包括吸盘(7)和电机(8)，所述吸盘(7)的底部与所述电机(8)连接，所述电机(8)用于带动吸盘(7)转动，所述吸盘(7)用于固定所述壳体(1)，所述壳体(1)适于随着所述吸盘(7)一起转动。

2.如权利要求1所述的壳体内壁膜切缝检测装置，其特征在于，所述平面镜(2)的镜面与所述壳体(1)的轴心平行。

3.如权利要求2所述的壳体内壁膜切缝检测装置，其特征在于，所述平面镜(2)的所述镜面与所述壳体(1)外壁的直线距离介于20mm至30mm之间。

4.如权利要求2所述的壳体内壁膜切缝检测装置，其特征在于，所述视觉相机(3)的镜头轴心(31)和所述壳体(1)的轴心所在的平面垂直于所述平面镜(2)的镜面。

5.如权利要求4所述的壳体内壁膜切缝检测装置，其特征在于，所述视觉相机(3)的所述镜头轴心(31)与所述壳体(1)的轴心之间的夹角介于30°至60°之间；所述视觉相机(3)的镜头与靠近所述平面镜(2)一侧的所述壳体(1)底部之间的距离介于200mm～300mm之间。

6.如权利要求1所述的壳体内壁膜切缝检测装置，其特征在于，所述壳体(1)的上方设有光源(4)。

7.如权利要求1所述的壳体内壁膜切缝检测装置，其特征在于，所述视觉相机(3)安装在相机支架(5)上，所述相机支架(5)包括安装块(51)、与所述安装块(51)连接的第一安装板(52)和与所述第一安装板(52)连接的第二安装板(53)，所述视觉相机(3)安装在所述第二安装板(53)上，所述第一安装板(52)与所述安装块(51)的安装位置可调，所述第二安装板(53)与所述第一安装板(52)的安装位置可调。

8.一种使用权利要求1-7任一所述的壳体内壁膜切缝检测装置进行壳体内壁膜切缝检测的方法，其特征在于，所述平面镜(2)采集到第一影像(B)，所述第一影像(B)为所述壳体(1)外壁的影像，从所述第一影像(B)中可看到所述壳体(1)的小孔(12)；

所述视觉相机(3)采集到第二影像(C)，所述第二影像(C)为所述壳体(1)内壁和所述第一影像(B)的影像，从所述第二影像(B)中既可以看到小孔(12)又可以看到切缝(14)；

在所述第二影像(C)中，做所述切缝(14)的延长线，选择一个与所述切缝(14)相邻的目标小孔(12’)，根据所述目标小孔(12’)到所述延长线的垂直距离，换算出所述切缝(14)与所述目标小孔(12’)的实际偏移量。

9.如权利要求8所述的壳体内壁膜切缝检测方法，其特征在于，所述切缝(14)与所述目标小孔(12’)的实际偏移量为x，x＝a*k，a为所述第二影像(C)中所述目标小孔(12’)到所述切缝(14)的所述延长线的垂直距离，k为系数。

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