CN110856849A - 一种汽车配件的自动化检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置涉及一种自动化机器视觉检测，尤其是汽车塑料配件的缺陷检测。包括：包括新产品抓持吸盘1，上光源2，工业相机3，下光源4，产品固定载盘5，X轴位移导轨6，Y轴位移导轨7，机械臂10，输送带11，处理器12，机体13。采用上述方式使处理器12通过图像采集，来判断所需识别物，判断端子孔断胶与堵孔或毛边等缺陷，避免工人工作强度大，长时间工作易造成视觉疲劳，出现判断错误，影响产品的质量检测。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动化机器视觉检测，尤其是汽车塑料配件的缺陷检测。
背景技术
当前，传统的工业生产制造，由于科学技术的限制仍然主要采用人工检测的方法去检测产品的缺陷，这种方法由于人工的限制和技术的落后，不仅检测产品的速度慢、效率低下，而且在检测的过程中容易出错，从而导致检测结果的不精确。当今社会，视觉检测随着计算机技术，人工智能等科学技术的出现和发展，以及研究的深入，出现了基于机器视觉技术的表面缺陷检测技术。这种技术的出现，大大提高了生产作业的效率，避免了因作业条件，主观判断等影响检测结果的准确性，实现能更好更精确地进行表面缺陷检测，更加快速的识别产品缺陷。
发明内容
为了解决人工检测效率低、成本高，难以实现全检等问题，本发明一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：包括新产品抓持吸盘1，上光源2，工业相机3，下光源4，产品固定载盘5，X轴位移导轨6，Y轴位移导轨7，机械臂10，输送带11，处理器12，机体13，所述X轴位移导轨6与所述Y轴位移导轨7下方滑块连接，可在所述X轴方向水平移动，所述Y轴位移导轨7与所述产品固定载盘5下方滑块连接，可在所述Y轴方向水平移动，所述产品固定载盘5底盘上表面装有下所述光源4，所述产品固定载盘5的上方有一所述工业相机3，所述工业相机3由固定支架固定，所述工业相机3正下方装有上所述光源2，所述机械臂10顶端与产品抓持吸盘1活动连接，底端与所述机体13相连接，所述输送带11在产品抓持吸盘1正下方，所述处理器12分别与机械臂10、工业相机3及X轴位移导轨6、Y轴位移导轨7相连接。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述工业相机3由相机8与远心镜头9组成，其中所述相机8为千万级相机，所述远心镜头9为放大倍率为0.09倍的远心镜头。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述上光源2为环形光。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述机械臂10可6自由度运动。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述机械臂10顶端与产品抓持吸盘1活动轴连接。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：其检测步骤为如下：
A：所述处理器12向所述机械臂10发送抓取产品信号，所述机械臂10抓取产品后通过机械臂预先设点点位逆时针旋转至所述产品固定载盘5上方，并把产品放入所述产品固定载盘5中；
B：当产品放入所述产品固定载盘5中时，通过重量传感器触发所述处理器12向所述工业相机3发送拍摄高清图像1张指令，接着所述处理器12向所述X轴位移导轨6与所述Y轴位移导轨7发出移动指令；
C：当所述X轴位移导轨6与所述Y轴位移导轨7移动时，打开所述上光源2，所述处理器12向所述工业相机3发送随机抓拍高清图像12张的指令，并建立相应的图像采集库；
D：检测产品螺母是否存在漏装现象：所述处理器12通过图像采集库中的图像来确定螺母外形轮廓，通过形状匹配算法，得出图像中螺母外形轮廓匹配数量，并以得到的螺母数量与原设定的产品螺母个数进行对比，来确定产品中的螺母是否存在漏装现象；
E：检测端子孔是否存在断胶：打开下光源4，所述处理器12再次向相机3发送拍摄12张高清图像指令，通过得到的高清图像建立图像采集库，通过图像采集中的图像，经形状匹配算法来确定端子孔，通过所得到的端子孔来确定端子孔与端子也之间的白色斑点，在处理器12中对此白色区域预先设定面积，此面积用像素点表示，根据黑白图像的灰度值进行分割，分割阈值为b(范围为0-255)，把所述端子孔与端子也之间的白色斑点与处理器12中对此白色斑点预先设定面积的固定值进行比较，以此来确定端子孔是否存在断胶现象；
F：检测端子孔堵孔或毛边缺陷：E步骤结束后，根据E步骤中得到的端子孔进行检测，检测端子孔内部是否存在黑色斑点，以此黑色斑点来确定端子孔是否存在堵孔现象；
G：根据步骤D、E、F来判断产品是否合格。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：所述的形状匹配算法为在处理器12中预先设计需要形状匹配物的基本轮廓，通过C步骤中的图像采集库中的每幅图像，设置每幅图像所需形状匹配物的外轮廓搜索份数x，图形摆放偏移角度为y1-y2(-360°到360°间的任意范围)，根据黑白图像的灰度值，选取梯度阈值为z(范围为0-255，此实验中设置为40)，对待检工件进行形状匹配物外轮廓匹配，所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：D步骤中的选取梯度阈值为z为40。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：E步骤中的选取梯度阈值为z为60，白色斑点面积为5个像素点，分割阈值为127。
所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：F步骤中的选取梯度阈值为z为45。
采用上述方式使处理器12通过图像采集，来判断所需识别物，判断端子孔断胶与堵孔或毛边等缺陷，避免工人工作强度大，长时间工作易造成视觉疲劳，出现判断错误，影响产品的质量检测。
附图说明
图1：本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置示意图；
图2：本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置检测大视野高精度的光学检测装置示意图；
图3：本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置检测流程图；
图4：本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置螺母是否不装缺陷检测示意图；
图5：本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置端子孔是否断胶缺陷检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置及其应用场景进行说明。
如图1，图2所示，本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置包括新产品抓持吸盘1，上光源2，工业相机3，下光源4，产品固定载盘5，X轴位移导轨6，Y轴位移导轨7，机械臂10，输送带11，处理器12，机体13，X轴位移导轨6与Y轴位移导轨7下方滑块连接，可在X轴方向水平移动，Y轴位移导轨7与产品固定载盘5下方滑块连接，可在Y轴方向水平移动，产品固定载盘5底盘上表面装有下光源4，产品固定载盘5的上方有一工业相机3，工业相机3由固定支架固定，工业相机3正下方装有上光源2，机械臂10顶端与产品抓持吸盘1活动连接，底端与机体13相连接，输送带11在产品抓持吸盘1正下方，处理器12分别与机械臂10、工业相机3及X轴位移导轨6、Y轴位移导轨7相连接。
为了高清图像工业相机3由相机8与远心镜头9组成，相机8为千万级相机，远心镜头9为放大倍率为0.09倍的远心镜头，上光源2为环形光。机械臂10可360度旋转；机械臂10顶端与产品抓持吸盘1活动轴连接。
如图3、图4、图5所示：本本发明一种汽车配件的自动化检测方法及装置对汽车配件的检测如下，以特斯拉塑胶汽车配件为例，对其配件检测检测产品螺母是否存在漏装现象、检测端子孔是否存在断胶及检测端子孔堵孔或毛边缺陷为例，其检索过程如下：
本装置工作前，产品固定载盘5与机械臂10均处于所各自设定的位置上，上位机把所需要检测的汽车配件输送到输送带11，输送带11开始运动，当输送带11把汽车配件运送至机械臂10正下法时触发处理器12向机械臂10抓取汽车配件的指令，机械臂10带动新产品抓持吸吸盘1去抓取汽车配件，然后机械臂10通过预设点逆时针运动至产品固定载盘5上方，并把汽车配件放入所述产品固定载盘5中；当汽车配件放入所述产品固定载盘5中时，通过重量传感器触发处理器12向工业相机3发送拍摄高清图像1张指令，接着所述处理器12向所述X轴位移导轨6与所述Y轴位移导轨7发出移动指令；当X轴位移导轨6与Y轴位移导轨7移动时，打开上光源2，处理器12向工业相机3发送随机抓拍高清图像12张的指令，并建立相应的图像采集库；
首先检测产品螺母是否存在漏装现象：事先在处理器12设定所要检测的螺母外形轮廓信息及个数，然后通过图像采集库中的图像与形状匹配算法搜索来得出图像中螺母外形轮廓匹配数量，并以得到的螺母数量与原设定的产品螺母个数进行对比，来确定产品中的螺母是否存在漏装现象，其中形状匹配算法为：输入采集的图像信息，设置一个螺母外轮廓学习模板，用于对螺母轮廓位置，设置每幅图像螺母外轮廓搜索份数x，图形摆放偏移角度为y1-y2(-360°到360°间的任意范围)，根据黑白图像的灰度值，选取梯度阈值为z(范围为0-255，此实验中设置为40)，对待检汽车配件进行螺母轮廓匹配，根据所匹配到的螺母外轮廓数量与处理器12中设定的个数进行对比，若匹配值少于所需值则说明存在螺母少装的情况，控制机械臂10将次品回收，若每个螺母轮廓信息都能匹配则不存在螺母少装进入下一步流程。图4显示该位置螺母正常安装，未出现螺母少装。
接着检测端子孔是否存在断胶：打开下光源4，所述处理器12再次向相机3发送拍摄12张高清图像指令，通过得到的高清图像建立图像采集库，通过图像采集中的图像，经过形状匹配算法来确定端子孔，通过所得到的端子孔来确定端子孔与端子也之间的白色斑点，在处理器12中对此白色区域预先设定面积，此面积用像素点表示，此次检测中白色斑点的面积为5个像素点，根据黑白图像的灰度值进行分割，分割阈值为b(范围为0-255)，此次分割阈值为b为127，把所述端子孔与端子孔之间的白色斑点与处理器(12)中对此白色斑点预先设定面积的固定值5个像素点进行比较，若所检测到的白色斑点小于5个像素点，则表明端子孔无断胶现象，则进入下一步流程；若大于或等于5个像素点，则表明端子孔存在断胶现象，机械臂10将次品回收。
最后检测端子孔堵孔或毛边缺陷：在检测端子孔断胶现象的基础上，处理器12根据检测到的端子孔对此进行检测，根据黑白图像的灰度值，选取梯度阈值为z(范围为0-255，此实验中设置为45)检测端子孔内部是否存在黑色斑点，以此黑色斑点来确定端子孔是否存在堵孔现象，若在端子孔中间存在黑色斑点，则为堵孔，若在端子孔边缘存在黑色斑点则为毛边，若是堵孔与毛边现象机械臂10将次品回收；若无堵孔与毛边现象机械臂10将汽车配件归类到合格品区域，再次旋转到输送带11上方，去抓取下一个所要待检的汽车配件。
在整个检测过程中，输送带一直处于输送状态，其输送速度为：根据检测速度介于输送带运输速度。
上面结合附图对本发明优选的具体方式或实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：包括新产品抓持吸盘(1)，上光源(2)，工业相机(3)，下光源(4)，产品固定载盘(5)，X轴位移导轨(6)，Y轴位移导轨(7)，机械臂(10)，输送带(11)，处理器(12)，机体(13)，所述X轴位移导轨(6)与所述Y轴位移导轨(7)下方滑块连接，可在所述X轴方向水平移动，所述Y轴位移导轨(7)与所述产品固定载盘(5)下方滑块连接，可在所述Y轴方向水平移动，所述产品固定载盘(5)底盘上表面装有下所述下光源(4)，所述产品固定载盘(5)的上方有一所述工业相机(3)，所述工业相机(3)由固定支架固定，所述工业相机(3)正下方装有上所述上光源(2)，所述机械臂(10)顶端与产品抓持吸盘(1)活动连接，底端与所述机体(13)相连接，所述输送带(11)在所述产品抓持吸盘(1)正下方，所述处理器(12)分别与所述机械臂(10)、所述工业相机(3)及所述X轴位移导轨(6)、所述Y轴位移导轨(7)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述工业相机(3)由相机(8)与远心镜头(9)组成，其中所述相机(8)为千万级相机，所述远心镜头(9)为放大倍率为0.09倍的远心镜头。
3.根据权利要求1所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述上光源(2)为环形光。
4.据权利要求1所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述机械臂(10)可6自由度运动。
5.根据权利要求1所述的一种汽车配件的自动化检测装置，其特征在于：所述机械臂(10)顶端与产品抓持吸盘(1)活动轴连接。
6.据权利要求1所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：其检测步骤为如下：
A：所述处理器(12)向所述机械臂(10)发送抓取产品信号，所述机械臂(10)抓取产品后通过机械臂预先设点点位逆时针旋转至所述产品固定载盘(5)上方，并把产品放入所述产品固定载盘(5)中；
B：当产品放入所述产品固定载盘(5)中时，通过重量传感器触发所述处理器(12)向所述工业相机(3)发送拍摄高清图像1张指令，接着所述处理器(12)向所述X轴位移导轨(6)与所述Y轴位移导轨(7)发出移动指令；
C：当所述所述X轴位移导轨(6)与所述Y轴位移导轨(7)移动时，打开所述上光源(2)，所述处理器(12)向所述工业相机(3)发送随机抓拍高清图像12张的指令，并建立相应的图像采集库；
D：检测所需检测物是否存在漏装现象：事先在所述处理器(12)设定所要检测的所需检测物外形轮廓信息及个数，然后通过图像采集库中的图像与形状匹配算法搜索来得出图像中所需检测物外形轮廓匹配数量，并以得到的所需检测物数量与原设定的产品所需检测物个数进行对比，来确定产品中的所需检测物是否存在漏装现象；
E：检测所需检测物是否存在断胶：打开下光源4，所述处理器12再次向相机3发送拍摄12张高清图像指令，通过得到的高清图像建立图像采集库，通过图像采集中的图像，经过形状匹配算法来确定所需检测物，通过所得到的所需检测物来确定所需检测物与所需检测物之间的白色斑点，在处理器(12)中对此白色区域预先设定面积，此面积用像素点表示，根据黑白图像的灰度值进行分割，分割阈值为b(范围为0-255)，把所述所需检测物与所需检测物之间的白色斑点与处理器(12)中对此白色斑点预先设定面积的固定值进行比较，以此来确定所需检测物是否存在断胶现象；
F：检测所需检测物堵孔或毛边缺陷：E步骤结束后，根据E步骤中得到的所需检测物进行检测，检测所需检测物孔内部是否存在黑色斑点，以此黑色斑点来确定所需检测物是否存在堵孔现象；
G：根据步骤D、E、F来判断产品是否合格。
7.据权利要求6所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：所述的形状匹配算法为在处理器(12)中预先设计需要形状匹配物的基本轮廓，通过C步骤中的图像采集库中的每幅图像，设置每幅图像所需形状匹配物的外轮廓搜索份数x，图形摆放偏移角度为y1-y2(-360°到360°间的任意范围)，根据黑白图像的灰度值，选取梯度阈值为z(范围为0-255，此实验中设置为40)，对待检工件进行形状匹配物外轮廓匹配。
8.据权利要求6或7所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：D步骤中的选取梯度阈值为z为40。
9.据权利要求6或7所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：E步骤中的选取梯度阈值为z为60，白色斑点面积为5个像素点，分割阈值为127。
10.据权利要求6或7所述的一种汽车配件的自动化检测装置的自动化检测方法，其特征在于：F步骤中的选取梯度阈值为z为45。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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