CN110632083A - 液泵外观缺陷检测方法及检测机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液泵外观缺陷检测方法及其检测机，检测方法包括液泵吸管检测、液泵泵身检测和液泵头部检测；之后，利用相机获得检测图像传输给计算机平台进行图像分析得出检测结果；检测机旋转平台的下方具有凸轮，旋转平台的每一工位均设置有夹持液泵的夹持装置，夹持装置夹持液泵，旋转平台的旁边设置有第一相机和第二相机，第一相机拍照液泵吸管，第二相机拍照液泵的头部和身部，使用两个工业相机拍照，实现液泵全周的外观缺陷检测，利用成像镜组实现单一角度拍摄液泵全周外观面，无需旋转液泵，减少了工业相机使用量，简化了设备的整体结构，节约了企业生产现场的空间。
Description
技术领域
本发明属于液体容器液压部件质量检测，具体是涉及液泵全面外观缺陷的检测方法及其设备。
背景技术
液泵是洗发水、沐浴露、洗洁精等洗洁溶液容器的重要组成部件，现时已实现完全自动化快速组装。但在生产过程中，会出现划痕、压伤、裂痕、黑点、油污、披锋、多肉、缺料、吸管插反、色彩错料等问题。对于上述外观缺陷的现阶段检测手段仍然以人工检查为主。由于自动化生产的速度非常快，产量巨大，用人力去完成外观缺陷的检测耗费大量的人工成本，并且易受到检测人员疲劳、情绪、经验差异等影响，难免会有部分不良品流出，因而，自动化检测设备不断涌现。
目前自动化外观检测领域有不同结构的检测设备，主要以检测平面及小段差的曲面检测为主，对于类圆柱物体，主要以被测圆柱体旋转，使用线扫工业相机进行全面检测或使用较多数量的工业相机多角度拍摄，设备成本较高，设备安装空间占地面积较大，提高了企业的使用成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高效快速、持续连贯、全方位、高性价比的液泵外观缺陷检测方法及检测机。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种液泵外观缺陷检测方法，包括液泵吸管检测、液泵泵身检测和液泵头部检测；之后，利用相机获得检测图像传输给计算机平台进行图像分析得出检测结果。
进一步地，所述液泵吸管检测采用背光源照射吸管，并利用第一相机对液泵吸管拍照获得吸管图像。
进一步地，所述液泵身检测采用超亮光源配合束光筒照亮液泵头部，同时采用成像镜组映射成虚像，利用第二相机对液泵身部拍照获得泵头和泵身图像。
进一步地，所述液泵吸管的下方采用漫反射镜组辅助成像镜组映射成虚像；所述液泵头部的出液嘴采用小角度点光源进行照射，增强成像镜组映射成虚像。
进一步地，计算机平台进行图像分析时，先设置相机处于硬触发模式并使其处于等待拍摄模式；接着，PLC发出拍摄请求后分别对乳液泵吸管及泵身拍摄取得图片，检查两幅图像的亮度是否在规格范围内；接着，对乳液泵吸管图像二值化处理，根据图片轮廓确认吸管端口是否平缓；接着，对乳液泵身图像按特征点分区域分割，并对各区域进行滤波处理，消除噪音；接着，根据其中一个分区的RGB占比检查产品颜色是否有混料；接着，闭运算后利用图片的矩阵运算检测不良缺陷因素，利用斑点算法对低灰度的黑点及油污检测；接着，应用算法对图片的其他不良类别进行分析检测；最后，根据分析结果回传给PLC区分良品与不良品，将上述第一相机和第二相机取得的图像传输至计算机平台对图像进行分析计算，若全部图像均无缺陷，则判断该液泵外观无缺陷，为良品，若任意单幅图像有至少一处缺陷，则判断改液泵外观存在缺陷，为次品。
本发明采用的另一技术方案为：液泵外观缺陷检测机，包括旋转平台，旋转平台的下方具有凸轮，旋转平台的每一工位均设置有夹持液泵的夹持装置，夹持装置夹持液泵，所述旋转平台的旁边设置有第一相机和第二相机，第一相机拍照液泵吸管，第二相机拍照液泵的头部和身部。
进一步地，所述第二相机焦点正对液泵身部，在液泵正上方设置超亮光源，第二相机对面设置成像镜组。
进一步地，所述成像镜组由侧面成像镜和顶面成像镜构成，侧面成像镜分列于液泵身部两侧，顶面成像镜位于液泵头部上方。
进一步地，所述侧面成像镜和/或顶面成像镜均与呈倾斜20-40度夹角。
进一步地，所述液泵下方设置漫反射镜和小角度点光源；所述超高光源的照射方向处设置束光筒。
实施上述技术方案，由于使用了两个工业相机拍照，实现液泵全周的外观缺陷检测，利用成像镜组实现单一角度拍摄液泵全周外观面，无需旋转液泵，减少了工业相机使用量，简化了设备的整体结构，节约了企业生产现场的空间。
附图说明
图1为液泵外观缺陷检测机的结构示意图(输入液泵视角)。
图2为液泵外观缺陷检测机的结构示意图(输出液泵视角)。
图3为夹持装置的结构示意图。
图4为成像镜组的结构示意图。
图5为第二相机和成像镜组采集图像示意图。
图6为光源布局示意图。
图7为液泵外观缺陷检测方法流程图。
图中：1-进料装置，2-旋转卡盘，2.1-缺口，3-超亮光源，4-束光筒，5-成像镜组，6-第二相机，7-漫反射光源，8-夹持装置，9-凸轮，10-第一相机，11-背光源，12-液泵，13-进泵导轨，14-出泵导轨，15-合页，16-摩擦条，17-回转阻挡块，18-次品排料槽，19-良品排料槽，20-顶靠块，21-侧面成像镜，22-侧虚像，23-顶面成像镜，24-顶部虚像，25-立柱，26-侧板，27-底座，28-小角度点光源，29-随动轮，30-支撑杆，31-滑块，32-固定臂，33-导轨，34-角架，36-转轮，37-摆臂，38-支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本申请技术方案中的液泵是指待测液泵，在具体的语句中的液泵是指本工位正准备检测或正在检测的液泵。液泵头部12.1、液泵身部12.2和液泵吸管12.3等均是指待测液泵12的相应部位。在一语句中的液泵头部、液泵身部和液泵吸管等均是指本检测工位上正在检测或正在等待检测的液泵相应的部位。
如图1至图3所示，液泵外观缺陷检测机主要由进料装置1、排料槽、旋转平台、第一相机10、第二相机6和成像镜组5组成。
底座27安装旋转平台和凸轮9，旋转平台包括旋转卡盘2、伺服电机、进泵导轨13和出泵导轨14。旋转卡盘2与凸轮9之间设置进泵导轨13和出泵导轨14。
待检液泵进入进料装置1，进料装置1从自身立面看呈S形，斜坡部分的多个待检液泵可在重力作用推挤进料口的待测液泵进入旋转卡盘2上的缺口2.1中。进料装置1中部设置有传感器，当前端设备未能持续送料，进料装置1中出现空位，传感器将缺料信息传送至PLC，PLC控制设备暂停运行，等待有足够数量的液泵进入进料装置1中时，设备将持续运行。
待测液泵12在进料装置1中行进至背光源11位置时，液泵吸管12.3被背光源11照亮，第一相机10由PLC控制触发拍摄待测液泵吸管的图像，第一相机10与计算机平台电信号通讯，第一相机10取得的图像传输至计算机平台，计算机平台对图像进行分析计算，若图像无缺陷，则判断该液泵吸管外观无缺陷；若图像有缺陷，则判断该液泵吸管外观有缺陷。
旋转卡盘2由伺服电机通过减速机和传动机构带动持续旋转，待测液泵12进入旋转卡盘2上的缺口2.1时贴靠顶靠块20，顶靠块20安装在旋转卡盘2上，由旋转卡盘2带动顶靠块20和待测液泵旋转，进入液泵角度调整工位，摩擦条16接触待测液泵的外壁，通过摩擦力带动待测液泵自转，液泵头部12.1出液嘴碰触到回转阻挡块17后，液泵头部出液嘴停止自传，实现液泵头部出液嘴朝向角度固定，为图像采集的一致性和图像分析的便利性打下基础。
旋转卡盘2的每个缺口2.1对应一个工位，用于容纳液泵头部12.1。旋转卡盘2的缺口2.1处的顶靠块20下方有安装夹持装置8。夹持装置8由随动轮29、支撑杆30、滑块31、固定臂32、导轨33、角架34、转轮36、摆臂37构成。角架34固定在顶靠块20上，导轨33固定在角架34上，滑块31沿着导轨33上作自由地直线运动，固定臂32固定在滑块1上，摆臂37与固定臂32通过合页15铰链固定连接在一起，固定臂32和摆臂构成夹手，37合页15安装有扭簧，摆臂37可围绕合页15摆动，将扭簧的力量传导至夹手的前端，可以夹紧被测液泵吸管12.3。摆臂37的尾部固定有转轮36，转轮36抵住凸轮9。夹持装置随旋转卡盘2一同旋转，旋转至进料工位时，转轮36与进泵导轨13外圆侧壁接触，并推动摆臂37联动将夹手打开，被测液泵可顺利进入旋转卡盘2上的缺口。当转轮36脱离进泵导轨13外圆侧壁，摆臂37在扭簧扭力的作用下回转，与固定臂一同夹紧被测液泵吸管。固定臂32上固定有支撑杆30，支撑杆30的底部安装有随动轮29，随动轮29与凸轮9上表面接触及滚动。被测液泵旋转至液泵身部检测工位时，凸轮9上表面升起，推动随动轮29、支撑杆30，固定臂32，摆臂37和滑块31向上升起，此时固定臂32和摆臂37处于夹紧被测液泵吸管12.3的状态，带动被测液泵一同升起，使液泵身部12.2悬空，处于无阻挡和遮盖的状态。
如图4所示，底座27安装立柱25，立柱安装超亮光源3和支架38，支架38安装束光筒4和侧板26，侧板26安装成像镜组5。成像镜组5包括两块侧面成像镜21和一块顶面成像镜23，侧面成像镜21分列于侧板两侧，顶面成像镜位于侧板26顶侧。侧面成像镜21与侧板26呈30度夹角，顶面成像镜与侧板26呈30度夹角。
如图5至图7所示，被测液泵12旋转至成像镜组5前时，超亮光源3亮起，向下照射被测液泵，超亮光源3发出的光照射到束光筒4的内壁时，束光筒4内壁的高光洁度镜面反射光线从而照亮被测液泵头部12.1的全周侧壁，此种侧光照明的方式外观伤痕缺陷清晰可见，且可有效减少反光。漫反射光源7照亮液泵身部12.2，小角度点光源28照亮被检液泵头部12.1出液嘴，使液泵全周各部被照亮。
上述照明光源亮起后，侧面成像镜21将被测液泵12的侧侧呈现侧虚像22，顶面成像镜23呈现顶部虚像24，第二相机6同时拍摄侧虚像22和顶部虚像24及被测液泵12的前表面，则在同一幅图像中，呈现被测液泵头部和身部图像。第二相机6与计算机平台电信号通讯，第二相机6取得的图像传输至计算机平台，计算机平台对图像进行分析计算，若图像无缺陷，则判断该液泵吸管外观无缺陷；若图像有缺陷，则判断该液泵吸管外观有缺陷。
第二相机6的镜头前安装有偏振镜从而有效减少检液泵棱角部分的反光，被检液泵的顶部亮度过高，第二相机6的镜头前安装有局部减光ND滤镜，有效降低第二相机6采集的图像中被检液泵头部图像的亮度。侧虚像22、顶部虚像24与被检液泵20空间上并非在同一平面，与第二相机6的镜头的距离并不相同，缩小第二相机6的镜头光圈的孔径，增大第二相机6的拍摄景深，使第二相机6同时采集到侧虚像22、顶部虚像24与被检液泵20的清晰图像。第二相机6采集的图像中，侧虚像22相比较被检液泵20的尺寸会小，同时被检液泵呈圆柱状，第二相机6采集的为平面图像，液泵上同一尺寸的瑕疵在第二相机6采集的图像中，远离液泵轴心时所占的尺寸比较靠近液泵轴心时所占的尺寸要小，为确保所有位置的瑕疵均可以分析，第二相机6的像素要足够高，能够满足所有瑕疵在图像中均能被识别。
计算机平台通过计算得出液泵外观缺陷为良品后，PLC控制电磁阀，通过良品吹料气嘴朝液泵身部吹气，将液泵从旋转卡盘上吹出，掉落入良品出料槽19，完成液泵外观缺陷的检测；计算机平台通过计算得出液泵外观缺陷为次品后，PLC控制电磁阀，通过次品吹料气嘴朝液泵身部吹气，将液泵从旋转卡盘上吹出，掉落入次品出料槽18，完成液泵外观缺陷的检测。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细示例性描述，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理、构思和技术方案的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用与其他场合的，仍落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种液泵外观缺陷检测方法，其特征在于：包括液泵吸管检测、液泵泵身检测和液泵头部检测；之后，利用相机获得检测图像传输给计算机平台进行图像分析得出检测结果。
2.根据权利要求1所述的液泵外观缺陷检测方法，其特征在于：所述液泵吸管检测采用背光源照射吸管，并利用第一相机对液泵吸管拍照获得吸管图像。
3.根据权利要求1所述的液泵外观缺陷检测方法，其特征在于：所述液泵身检测采用超亮光源配合束光筒照亮液泵头部，同时采用成像镜组映射成虚像，利用第二相机对液泵身部拍照获得泵头和泵身图像。
4.根据权利要求3所述的液泵外观缺陷检测方法，其特征在于：所述液泵吸管的下方采用漫反射镜组辅助成像镜组映射成虚像；所述液泵头部的出液嘴采用小角度点光源进行照射，增强成像镜组映射成虚像。
5.根据权利要求2或4所述的液泵外观缺陷检测方法，其特征在于：计算机平台进行图像分析时，先设置相机处于硬触发模式并使其处于等待拍摄模式；接着，PLC发出拍摄请求后分别对乳液泵吸管及泵身拍摄取得图片，检查两幅图像的亮度是否在规格范围内；接着，对乳液泵吸管图像二值化处理，根据图片轮廓确认吸管端口是否平缓；接着，对乳液泵身图像按特征点分区域分割，并对各区域进行滤波处理，消除噪音；接着，根据其中一个分区的RGB占比检查产品颜色是否有混料；接着，闭运算后利用图片的矩阵运算检测不良缺陷因素，利用斑点算法对低灰度的黑点及油污检测；接着，应用算法对图片的其他不良类别进行分析检测；最后，根据分析结果回传给PLC区分良品与不良品，将上述第一相机和第二相机取得的图像传输至计算机平台对图像进行分析计算，若全部图像均无缺陷，则判断该液泵外观无缺陷，为良品，若任意单幅图像有至少一处缺陷，则判断改液泵外观存在缺陷，为次品。
6.一种液泵外观缺陷检测机，包括旋转平台，旋转平台的下方具有凸轮，旋转平台的每一工位均设置有夹持液泵的夹持装置，夹持装置夹持液泵，其特征在于：所述旋转平台的旁边设置有第一相机和第二相机，第一相机拍照液泵吸管，第二相机拍照液泵的头部和身部。
7.根据权利要求6所述的液泵外观缺陷检测机，其特征在于：所述第二相机焦点正对液泵身部，在液泵正上方设置超亮光源，第二相机对面设置成像镜组。
8.根据权利要求7所述的液泵外观缺陷检测机，其特征在于：所述成像镜组由侧面成像镜和顶面成像镜构成，侧面成像镜分列于液泵身部两侧，顶面成像镜位于液泵头部上方。
9.根据权利要求8所述的液泵外观缺陷检测机，其特征在于：所述侧面成像镜和/或顶面成像镜均与呈倾斜20-40度夹角。
10.根据权利要求9所述的液泵外观缺陷检测机，其特征在于：所述液泵下方设置漫反射镜和小角度点光源；所述超高光源的照射方向处设置束光筒。
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