CN110161046A - 一种基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于视觉检测相关技术领域，其公开了一种基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统，该方法包括以下步骤：(1)将频闪光源及相机分别设置在传送机构相背的两侧；频闪光源包括多列采用共阴极的LED灯珠，LED灯珠的阳极分别连接于控制器；(2)当待测注塑件到达预定工位后，控制器选择性地点亮LED灯珠，不同列灯珠组合成面阵光源，由此实现面阵光源位置的移动和强度的组合变换，从而以移动光源的形式对整个待测注塑件进行打光，同时控制器控制相机对待测注塑件进行拍照，并将获得的图像传输给工控机；(3)工控机对接收到的图像进行分析处理，以完成对待测注塑件的外观缺陷检测。本发明降低了成本，提高了灵活性及适用性。

Description

一种基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统

技术领域

本发明属于视觉检测相关技术领域，更具体地，涉及一种基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统。

背景技术

塑料产品是生活中最常见的材料之一，塑料制品在生活中的应用比重越来越大，尤其是数码产品3C领域，随着塑料产品的需要越来越多，注塑件的生产自动化需求越来越迫切，目前的生产环境中，注塑生产技术环节中上料、成形、取件等过程早已实现自动化，但是由于主观因素的存在，注塑产品的外观质量监测很难实现自动化，仍然需要大量的人工检测，如此不仅限制了生产效率，也会影响产品质量，故注塑产品的外观检测系统和方法的开发非常重要。

视觉外观检测的主要流程是获取产品图像，然后通过算法提取图像中的缺陷特征，并判断缺陷类型和位置，并根据检测结果将信号反馈至执行机构，以执行相应地分拣任务，因此获取高质量的产品外观缺陷的图像是视觉检测的基础。但是对于某些产品来说，外观缺陷的尺寸仅仅占零件外观尺寸的1％左右，相对于整个零件的大小，缺陷的大小微乎其微，而缺陷出现的位置是随机的，因此需要检测整个产品的外观才能判断缺陷具体出现的位置，同时需要设置多个光源对整个产品进行长时间打光，成本较高。相应地，本领域存在着发展一种成本较低的基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统，其基于现有注塑件外观检测特点，研究及设计了一种成本较低的基于频闪光源的注塑件外观检测方法。所述外观检测方法采用多组LED灯珠贴片组合的形式来形成光源，采用共阴极，并使用PLC控制器分别控制每个阳极的方法来控制每列灯珠的亮和灭两种状态，其中使用PLC控制器控制不同列的灯珠组合来实现光源位置的移动和强度的组合变换，从而达到以移动光源的形式完成整个相对较长的零件的表面打光，降低了成本，提高了灵活性及适用性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于频闪光源的注塑件外观检测方法，该检测方法主要包括以下步骤：

(1)将频闪光源及相机分别设置在传送机构相背的两侧；所述频闪光源包括多列LED灯珠，所述多列LED灯珠采用共阴极，且每列LED灯珠被单独控制，所述LED灯珠的阳极分别连接于控制器；

(2)当所述传送机构带动待测注塑件到达预定工位后，所述控制器按照预定顺序选择性地点亮LED灯珠，不同列的LED灯珠组合成面阵光源，由此实现面阵光源位置的移动和强度的组合变换，从而以移动光源的形式对整个待测注塑件的表面进行打光，同时所述控制器控制所述相机对待测注塑件进行拍照，并将获得的图像传输给工控机；

(3)所述工控机对接收到的图像进行分析处理，以完成对待测注塑件的外观缺陷检测。

进一步地，所述工控机依据工位信息自动选择检测算法对接收到的图像进行分析处理，并将得到的检测结果进行实时存储及显示。

进一步地，步骤(3)后还包括步骤(4)，步骤(4)为：所述工控机发送指令信号给所述控制器，所述控制器接收到所述指令信号后控制所述传送机构将当前的待测注塑件传送至下一个工位。

进一步地，步骤(4)后还包括步骤(5)，步骤(5)为：所述工控机根据检测结果控制相应的机械手对当前的待测注塑件进行分拣处理。

进一步地，所述注塑件外观检测方法适用于长条形注塑件的外观检测，其用于对注塑件进行凹坑类缺陷检测。

按照本发明的一个方面，提供了一种基于频闪光源的注塑件外观检测系统，所述注塑件外观检测系统是采用如上所述的基于频闪光源的注塑件外观检测方法对待测注塑件进行外观检测的。

进一步地，所述注塑件外观检测系统包括所述频闪光源、所述相机及支撑机构，所述频闪光源及所述相机分别通过所述支撑机构设置在所述传送机构相背的两侧，两个所述支撑机构分别通过旋转及移动来改变所述频闪光源及所述相机相对于所述待测注塑件的位姿。

进一步地，所述注塑件外观检测系统还包括所述工控机及所述控制器，所述工控机、所述频闪光源及所述传送机构分别连接于所述控制器。

进一步地，所述注塑件外观检测系统还包括传感器，所述传感器连接于所述控制器，其用于检测所述待测注塑件的位置，待所述待测注塑件到达预定工位后，所述传感器将检测到的位置信息传输给所述控制器，所述控制器接收到位置信息后控制所述频闪光源及所述相机进行相应动作。

进一步地，所述位置信息包括工位号，所述控制器根据所述工位号来相应地点亮所述频闪光源的部分列LED灯珠；所述控制器为PLC控制器。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统主要具有以下有益效果：

1.所述控制器按照预定顺序选择性地点亮LED灯珠，不同列的LED灯珠组合成面阵光源，由此实现面阵光源位置的移动和强度的组合变换，从而以移动光源的形式对整个待测注塑件的表面进行打光，简化了打光方案，节约了能源及检测时间，提高了检测效率，降低了成本。

2.所述多列LED灯珠采用共阴极，且每列LED灯珠被单独控制，所述LED灯珠的阳极分别连接于控制器，由此所述控制器可以控制实现不同列LED灯珠之间的快速组合，达到了移动光源的目的，灵活性较好。

3.所述频闪光源及所述相机分别通过所述支撑机构设置在所述传送机构相背的两侧，两个所述支撑机构分别通过旋转及移动来改变所述频闪光源及所述相机相对于所述待测注塑件的位姿，如此可以更加准确地对待测注塑件进行打光，继而获得更加清晰及质量更佳的图像，由此提高了检测精度。

4.所述注塑件外观检测方法适用于长条形注塑件的外观检测，其用于对注塑件进行凹坑类缺陷检测，通过移动光源实现了对长条形注塑件的打光和凹坑类缺陷的检测，降低了成本，具有较好的适用性及经济性。

附图说明

图1是本发明提供的基于频闪光源的注塑件外观检测方法的流程示意图；

图2是本发明提供的基于频闪光源的注塑件外观检测系统的局部示意图；

图3是图2中的基于频闪光源的注塑件外观检测系统沿另一个角度的示意图。

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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1、图2及图3，本发明提供的基于频闪光源的注塑件外观检测方法，所述注塑件外观检测方法适用于长条型的注塑件的外观缺陷检测，其主要包括以下步骤：

步骤一，将频闪光源及相机分别设置在传送机构相背的两侧；所述频闪光源包括多列LED灯珠，所述多列LED灯珠采用共阴极，且每列LED灯珠被单独控制，所述LED灯珠的阳极分别连接于控制器。

具体地，提供注塑件外观检测系统，所述注塑件外观检测系统包括相机、频闪光源、工控机、控制器、支撑机构及传感器，所述相机及所述频闪光源分别设置在传送机构相背的两侧，两者关于所述传送机构的中心轴对称设置。所述频闪光源及所述相机分别设置在支撑机构上，两个所述支撑机构分别通过旋转及移动来改变所述频闪光源及所述相机相对于待测注塑件的位姿。

所述控制器分别连接于所述工控机及所述传送机构，所述传感器连接于所述控制器，所述传感器用于检测所述待测注塑件的位置，待所述待检注塑件到达预定工位时触发所述传感器，所述传感器发送位置信息给所述控制器，所述控制器接收到所述位置信息后控制所述频闪光源及所述相机进行相应动作。

本实施方式中，所述相机为工业相机，其为500WCCD相机，且所述相机的镜头为普通的15mm焦距定焦镜头；所述频闪光源为定制频闪光源，采用白光；所述频闪光源是根据实际检测环境和工位设计的光源，采用15列LED灯珠排列，灯珠使用共阴极，每列灯珠的阳极均使用单独的引线控制，使用标准的24V直流电源；所述控制器为PLC控制器；所述传送机构为传送带。

为了保证拍摄成像质量，需要对整个系统做初步的调试，首先是硬件部分，包括相机的角度以及工作距离，主要依据镜头焦距为主，以能尽量将检测位置上的产品充满相机视野但不超出视野为准，并且调节镜头焦距至缺陷清晰可见，类似的包括光源位置以及工作距离的调节；其次是包括相机亮度、相机增益、曝光时间、图像大小、图片存储格式等相机参数和光源亮度的调节，以获得低噪点、清晰且图片内存较小的图像为准。

步骤二，当所述传送机构带动待测注塑件到达预定工位后，所述控制器按照预定顺序选择性地点亮LED灯珠，不同列的LED灯珠组合成面阵光源，由此实现面阵光源位置的移动和强度的组合变换，从而以移动光源的形式对整个待测注塑件的表面进行打光，同时所述控制器控制相机对待测注塑件进行拍照，并将获得的图像传输给工控机。

步骤三，所述工控机对接收到的图像进行分析处理，以完成对待测注塑件的外观缺陷检测。

具体地，所述工控机依据工位信息自动地选择检测算法对接收到的图像进行分析处理，并将检测到的统计数据、历史图片数据、检测结果存储到数据库中，同时对其显示界面上的统计数据、检测结果进行实时更新，以实时显示。

步骤四，所述工控机发送指令信号给所述控制器，所述控制器接收到所述指令信号后控制所述传送机构将当前的待测注塑件送至下一个工位。

步骤五，所述工控机根据检测结果控制相应的机械手对当前的待测注塑件进行分拣处理。本实施方式中，所述外观检测方法是针对长条形注塑件的模凹、划痕、压伤等凹坑类缺陷进行检测的。

此外，本发明还提供了一种基于频闪光源的注塑件外观检测系统，所述注塑件外观检测系统采用如上所述的基于频闪光源的注塑件外观检测方法对待测注塑件进行外观检测。

本发明提供的基于频闪光源的注塑件外观检测方法及系统，所述检测方法采用了可单独控制每列灯珠的频闪光源，通过自由地组合不同列的灯珠组成合适的面阵光源，实现了零件的打光，并且使用PLC实现不同灯珠组合之间的快速转换，达到了移动光源的目的，从而实现对相对较长的零件表面打光和外观检测，简化了打光方案，节约了检测时间，提高了检测效率，降低了成本。

本领域的技术人员容易理解，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 (10)

1.一种基于频闪光源的注塑件外观检测方法，其特征在于：

(1)将频闪光源及相机分别设置在传送机构相背的两侧；所述频闪光源包括多列LED灯珠，所述多列LED灯珠采用共阴极，且每列LED灯珠被单独控制，所述LED灯珠的阳极分别连接于控制器；

(2)当所述传送机构带动待测注塑件到达预定工位后，所述控制器按照预定顺序选择性地点亮LED灯珠，不同列的LED灯珠组合成面阵光源，由此实现面阵光源位置的移动和强度的组合变换，从而以移动光源的形式对整个待测注塑件的表面进行打光，同时所述控制器控制所述相机对待测注塑件进行拍照，并将获得的图像传输给工控机；

(3)所述工控机对接收到的图像进行分析处理，以完成对待测注塑件的外观缺陷检测。

2.如权利要求1所述的基于频闪光源的注塑件外观检测方法，其特征在于：所述工控机依据工位信息自动选择检测算法对接收到的图像进行分析处理，并将得到的检测结果进行实时存储及显示。

3.如权利要求1所述的基于频闪光源的注塑件外观检测方法，其特征在于：步骤(3)后还包括步骤(4)，步骤(4)为：所述工控机发送指令信号给所述控制器，所述控制器接收到所述指令信号后控制所述传送机构将当前的待测注塑件传送至下一个工位。

4.如权利要求3所述的基于频闪光源的注塑件外观检测方法，其特征在于：步骤(4)后还包括步骤(5)，步骤(5)为：所述工控机根据检测结果控制相应的机械手对当前的待测注塑件进行分拣处理。

5.如权利要求1-4任一项所述的基于频闪光源的注塑件外观检测方法，其特征在于：所述注塑件外观检测方法适用于长条形注塑件的外观检测，其用于对注塑件进行凹坑类缺陷检测。

6.一种基于频闪光源的注塑件外观检测系统，其特征在于：所述注塑件外观检测系统是采用权利要求1-5任一项所述的基于频闪光源的注塑件外观检测方法对待测注塑件进行外观检测的。

7.如权利要求6所述的基于频闪光源的注塑件外观检测系统，其特征在于：所述注塑件外观检测系统包括所述频闪光源、所述相机及支撑机构，所述频闪光源及所述相机分别通过所述支撑机构设置在所述传送机构相背的两侧，两个所述支撑机构分别通过旋转及移动来改变所述频闪光源及所述相机相对于所述待测注塑件的位姿。

8.如权利要求7所述的基于频闪光源的注塑件外观检测系统，其特征在于：所述注塑件外观检测系统还包括所述工控机及所述控制器，所述工控机、所述频闪光源及所述传送机构分别连接于所述控制器。

9.如权利要求7所述的基于频闪光源的注塑件外观检测系统，其特征在于：所述注塑件外观检测系统还包括传感器，所述传感器连接于所述控制器，其用于检测所述待测注塑件的位置，待所述待测注塑件到达预定工位后，所述传感器将检测到的位置信息传输给所述控制器，所述控制器接收到位置信息后控制所述频闪光源及所述相机进行相应动作。

10.如权利要求9所述的基于频闪光源的注塑件外观检测系统，其特征在于：所述位置信息包括工位号，所述控制器根据所述工位号来相应地点亮所述频闪光源的部分列LED灯珠；所述控制器为PLC控制器。