CN110987940A - 一种陶瓷阀芯视觉自动检测系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的陶瓷阀芯视觉自动检测系统及方法，包括工作平台，工作平台上设有输送带，输送带前端的两侧均设有感应机构；单片机位于工作平台的一侧，单片机与感应机构电连接；U型架设于输送带的上端，且U型架的下表面设有检测装置和照明机构，检测装置位于照明机构的一侧；图像采集卡设于工作平台上，图像采集卡分别与单片机和检测装置电连接；伸缩机构设于工作平台的上端，伸缩机构的顶端设有抗干扰防护罩，抗干扰防护罩位于U型架的上端。照明机构防止检测装置在光线较差的情况下不能将陶瓷阀芯的清晰照片拍摄下来，单片机在进行对比时会出现比较大的误差；抗干扰防护罩避免了检测装置在进行样本拍摄时容易受到外部光线的干扰的情况。

Description

一种陶瓷阀芯视觉自动检测系统及方法
技术领域
本发明涉及检测系统技术领域，特别涉及一种陶瓷阀芯视觉自动检测系统及方法。
背景技术
陶瓷阀芯是水龙头的核心部件，直接影响到水龙头的密封性能和使用寿命，水龙头在装配前需要对陶瓷阀芯进行严格的外观检测，而目前绝大多数的水龙头制造企业都采用人工检测的方式对陶瓷阀芯进行外观检测，这不仅增加了人工成本和管理成本，而且由于人眼检测存在疲劳性和不稳定性，无法保证陶瓷阀芯检测的准确率和效率。
随着技术成本的降低，基于机器视觉的检测系统近年来得到了广泛的应用，机器视觉检测系统常用于检测产品表面的裂纹、破损等缺陷，相关的表面缺陷检测算法也很多，现有的一些陶瓷阀芯视觉自动检测系统，在进行陶瓷阀芯的检测时检测效率较慢，容易受外部光源的影响，导致检测误差较大，不便于剔除不良品，可以会产生漏检和误检，可靠性不高。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种陶瓷阀芯视觉自动检测系统及方法，旨在解决现有检测系统在检测时容易受外部光源的影响，检测可靠性和效率较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出一种陶瓷阀芯视觉自动检测系统，包括工作平台，所述工作平台上设有输送带，所述输送带前端的两侧均设有感应机构；
单片机，所述单片机位于所述工作平台的一侧，所述单片机与所述感应机构电连接；
U型架，所述U型架设于所述输送带的上端，且所述U型架的下表面设有检测装置和照明机构，所述检测装置位于所述照明机构的一侧；
图像采集卡，所述图像采集卡设于所述工作平台上，所述图像采集卡分别与所述单片机和所述检测装置电连接；
伸缩机构，所述伸缩机构设于所述工作平台的上端，所述伸缩机构的顶端设有抗干扰防护罩，所述抗干扰防护罩位于所述U型架的上端。
优选地，所述工作平台上还设有夹取机构，所述夹取机构位于所述抗干扰防护罩的后端，所述夹取机构包括机械手臂、安装板和夹取件，所述安装板位于所述工作平台的一侧，所述机械手臂的一端与所述工作平台连接，其另一端与所述夹取件连接。
优选地，所述感应机构包括安装块和红外感应器，所述安装块设于所述输送带的两侧，所述红外感应器设于所述安装块的内侧。
优选地，所述检测装置包括两组对称设置的安装架和CCD相机，所述安装架位于所述U型架的顶端，所述CCD相机设于所述安装架的下端。
优选地，所述照明机构包括灯具和灯罩，所述灯具位于所述检测装置的一侧，所述灯罩位于所述灯具的上端。
优选地，所述照明机构的上端设有调节机构，所述调节机构包括鹅颈管和固定座，所述固定座与所述U型件连接，鹅颈管的一端与所述固定座连接，其另一端与所述灯罩连接。
优选地，所述伸缩机构包括伸缩杆和连接块，所述伸缩杆的一端与所述工作平台连接，其另一端与所述连接块连接，所述连接块与所述抗干扰防护罩连接。
本发明还提出一种陶瓷阀芯视觉自动检测方法，使用上述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，包括如下步骤：
陶瓷阀芯传输至所述输送带，当所述红外感应器检测到陶瓷阀芯时，将信号传输至所述单片机；
所述单片机接收信号后通过所述图像采集卡打开所述CCD相机；
所述CCD相机拍摄陶瓷阀芯照片并传送至所述图像采集卡，所述图像采集卡储存陶瓷阀芯照片并传送至所述单片机；
所述单片机对陶瓷阀芯照片进行样本比对。
优选地，若所述单片机检测到不合格陶瓷阀芯，则所述夹取件将不合格陶瓷阀芯取出，否则陶瓷阀芯在所述输送带上继续传输。
本发明的陶瓷阀芯视觉自动检测系统具有如下有益效果：
1.将陶瓷阀芯放置在输送带上，通过输送带的工作带动陶瓷阀芯向前移动，输送带上的陶瓷阀芯经过感应机构时便将信号传输给单片机；单片机接收到信号并且通过图像采集卡打开检测装置，通过检测装置可以对输送带上的陶瓷阀芯进行录像拍摄，并且传输给图像采集卡，图像采集卡再将拍摄到的陶瓷阀芯照片传输给单片机，单片机与自身储存的陶瓷阀芯标准样本进行对比，从而检测出不合格产品。照明机构主要是防止检测装置在光线较差的情况下不能将陶瓷阀芯的清晰照片拍摄下来，单片机在使用照片进行对比时会出现比较大的误差，因此设置照明机构进行补光，使检测装置能清楚的拍下陶瓷阀芯的照片；而抗干扰防护罩的存在主要是由于检测装置在进行样本拍摄时很容易受到外部光线的干扰，光线过大时会导致检测装置拍摄样本照片时出现阴影面和光面，降低单片机中与标准样本对比的准确率，并且抗干扰防护罩是直接设置在伸缩机构的上端，因此可以自由的调节抗干扰防护罩的高度，以配合检测装置拍摄时需要的光亮度。
2.通过夹取机构的设置，夹取出陶瓷阀芯中的不合格产品，当抗干扰防护罩内的检测装置将照片传输至单片机后，单片机比对时发现产品为不合格品夹取机构的机械手臂驱动夹取件将不合格产品夹出，提高陶瓷阀芯产品的合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明陶瓷阀芯视觉自动检测系统一实施例的结构示意图；
图2为本发明陶瓷阀芯视觉自动检测系统的结构示意图；
图3为图2中A部的局部放大图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
1 输送带 2 单片机
3 U型架 4 图像采集卡
5 伸缩机构 501 伸缩杆
502 连接块 6 抗干扰防护罩
7 感应机构 701 安装块
702 红外感应器 8 夹取机构
801 机械手臂 802 安装板
803 夹取件 9 检测装置
901 安装架 902 CCD相机
10 调节机构 1001 鹅颈管
1002 固定座 11 照明机构
1101 灯具 1102 灯罩
12 支撑腿 13 工作平台
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有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。
另外，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种陶瓷阀芯视觉自动检测系统。陶瓷阀芯视觉自动检测系统主要使用在陶瓷阀芯的质量检测中，将需检测的样本与标准样本进行比对后，排除陶瓷阀芯的不合格样品，提高检测效率。
在本发明一实施例中，如图1至图3所示，包括工作平台13，所述工作平台13上设有输送带1，所述输送带1前端的两侧均设有感应机构7；
单片机2，所述单片机2位于所述工作平台13的一侧，所述单片机2与所述感应机构7电连接；
U型架3，所述U型架3设于所述输送带1的上端，且所述U型架3的下表面设有检测装置9和照明机构11，所述检测装置9位于所述照明机构11的一侧；
图像采集卡4，所述图像采集卡4设于所述工作平台13上，所述图像采集卡4分别与所述单片机2和所述检测装置9电连接；
伸缩机构5，所述伸缩机构5设于工作平台13的上端，所述伸缩机构5的顶端设有抗干扰防护罩6，所述抗干扰防护罩6位于所述U型架3的上端。
具体的，陶瓷阀芯视觉自动检测系统包括工作平台13和工作平台13下端的支撑腿12，陶瓷阀芯视觉自动检测系统在使用时：将陶瓷阀芯放置在输送带1上，通过输送带1的工作带动陶瓷阀芯向前移动，输送带1上的陶瓷阀芯经过感应机构7时便将信号传输给单片机2；单片机2接收到信号并且通过图像采集卡4打开检测装置9，通过检测装置9可以对输送带1上的陶瓷阀芯进行录像拍摄，并且传输给图像采集卡4，图像采集卡4再将拍摄到的陶瓷阀芯照片传输给单片机2，单片机2与自身储存的陶瓷阀芯标准样本进行对比，从而检测出不合格产品。照明机构11主要是防止检测装置9在光线较差的情况下不能将陶瓷阀芯的清晰照片拍摄下来，单片机2在使用照片进行对比时会出现比较大的误差，因此设置照明机构11进行补光，使检测装置9能清楚的拍下陶瓷阀芯的照片；而抗干扰防护罩6的存在主要是由于检测装置9在进行样本拍摄时很容易受到外部光线的干扰，光线过大时会导致检测装置9拍摄样本照片时出现阴影面和光面，降低单片机2中与标准样本对比的准确率，并且抗干扰防护罩6是直接设置在伸缩机构5的上端，因此可以自由的调节抗干扰防护罩6的高度，以配合检测装置9拍摄时需要的光亮度。
进一步地，所述工作平台13上还设有夹取机构8，所述夹取机构8位于所述抗干扰防护罩6的后端，所述夹取机构8包括机械手臂801、安装板802和夹取件803，所述安装板802位于所述工作平台13的一侧，所述机械手臂801的一端与所述工作平台13连接，其另一端与所述夹取件803连接。如此，夹取机构8主要是为了夹取陶瓷阀芯中的不合格产品，设置在抗干扰防护罩6的后端，当抗干扰防护罩6内的检测装置9将照片传输至单片机2后，单片机2比对时发现产品为不合格品夹取机构8的机械手臂801驱动夹取件803将不合格产品夹出，提高陶瓷阀芯产品的合格率，夹取件803可为电动夹等。
进一步地，所述感应机构7包括安装块701和红外感应器702，所述安装块701设于所述输送带1的两侧，所述红外感应器702设于所述安装块701的内侧。感应机构7选取红外感应器702对陶瓷阀芯的运输进行监控，可以在常温下进行检测操作,并且不需要与被测的陶瓷阀芯直接接触，具有灵敏度高，响应快的优点，在传输带2上检测到陶瓷阀芯后能迅速的将信号传输至单片机2。
进一步地，所述检测装置9包括两组对称设置的安装架901和CCD相机902，所述安装架901位于所述U型架3的顶端，所述CCD相机902设于所述安装架901的下端。
即，本实施例中的检测装置9选用CCD相机902，并通过安装架901与U型架3固定，CCD相机902的快门时间非常短，且拍照速度也非常快，每秒可以拍照陶瓷阀芯10幅到几百幅的照片，可抓拍在输送带1上快速运动的陶瓷阀芯，抓拍得到的陶瓷阀芯照片质量也比较高，便于单片机2进行样本对比。
进一步地，所述照明机构11包括灯具1101和灯罩1102，所述灯具1101位于所述检测装置9的一侧，所述灯罩1102位于所述灯具1101的上端。灯罩1102将灯具1101包裹住，防止在移动或装配各个组件时发生碰撞导致灯具1101破碎的情况，延长照明机构11的使用寿命。
进一步地，所述照明机构11的上端设有调节机构10，所述调节机构10包括鹅颈管1001和固定座1002，所述固定座1002与所述U型件3连接，鹅颈管1001的一端与所述固定座1002连接，其另一端与所述灯罩1102连接。可以理解，调节机构10的设置便于调节照明机构11的位置，以得到最佳拍摄陶瓷发现的光亮度，具体的，通过调整鹅颈管1001可以改动照明机构11的上下和左右位置，选取到陶瓷阀芯的最佳拍摄光亮度后再开启陶瓷阀芯视觉自动检测系统进行检测。
进一步地，所述伸缩机构5包括伸缩杆501和连接块502，所述伸缩杆501的一端与所述工作平台13连接，其另一端与所述连接块502连接，所述连接块502与所述抗干扰防护罩6连接。如此，通过伸缩杆501和连接块502的设置，使得抗干扰防护罩6与伸缩机构5的连接方式更为稳定。
进一步地，本发明还提出一种陶瓷阀芯视觉自动检测方法，使用上述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，包括如下步骤：陶瓷阀芯传输至所述输送带1，当所述红外感应器702检测到陶瓷阀芯时，将信号传输至所述单片机2；所述单片机2接收信号后通过所述图像采集卡4打开所述CCD相机902；所述CCD相机902拍摄陶瓷阀芯照片并传送至所述图像采集卡4，所述图像采集卡4储存陶瓷阀芯照片并传送至所述单片机2；所述单片机2对陶瓷阀芯照片进行样本比对。
红外感应器702识别陶瓷阀芯，并传输信号至单片机2，单片机2接收信号后打开图像采集卡4和CCD相机902，CCD相机902拍摄陶瓷阀芯的照片并传输储存至图像采集卡4，再通过图像采集卡4将照片传输至单片机2，最后由单片机2进行样本比对，当所拍摄的陶瓷阀芯照片与单片机2中存储的标准样品不一致时，即检测出不合格的陶瓷阀芯样品。
进一步地，若所述单片机2检测到不合格陶瓷阀芯，则所述夹取件803将不合格陶瓷阀芯取出，否则陶瓷阀芯在所述输送带1上继续传输。通过夹取件803将不合格的陶瓷阀芯夹取出输送带1，用户不需要自行将不合格陶瓷阀芯取出，操作更为简单。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于：包括工作平台，所述工作平台上设有输送带，所述输送带前端的两侧均设有感应机构；
单片机，所述单片机位于所述工作平台的一侧，所述单片机与所述感应机构电连接；
U型架，所述U型架设于所述输送带的上端，且所述U型架的下表面设有检测装置和照明机构，所述检测装置位于所述照明机构的一侧；
图像采集卡，所述图像采集卡设于所述工作平台上，所述图像采集卡分别与所述单片机和所述检测装置电连接；
伸缩机构，所述伸缩机构设于所述工作平台的上端，所述伸缩机构的顶端设有抗干扰防护罩，所述抗干扰防护罩位于所述U型架的上端。
2.根据权利要求1所述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于：所述工作平台上还设有夹取机构，所述夹取机构位于所述抗干扰防护罩的后端，所述夹取机构包括机械手臂、安装板和夹取件，所述安装板位于所述工作平台的一侧，所述机械手臂的一端与所述工作平台连接，其另一端与所述夹取件连接。
3.根据权利要求2所述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于：所述感应机构包括安装块和红外感应器，所述安装块设于所述输送带的两侧，所述红外感应器设于所述安装块的内侧。
4.根据权利要求3所述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于：所述检测装置包括两组对称设置的安装架和CCD相机，所述安装架位于所述U型架的顶端，所述CCD相机设于所述安装架的下端。
5.根据权利要求4所述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于：所述照明机构包括灯具和灯罩，所述灯具位于所述检测装置的一侧，所述灯罩位于所述灯具的上端。
6.根据权利要求5所述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于：所述照明机构的上端设有调节机构，所述调节机构包括鹅颈管和固定座，所述固定座与所述U型件连接，鹅颈管的一端与所述固定座连接，其另一端与所述灯罩连接。
7.根据权利要求6所述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于：所述伸缩机构包括伸缩杆和连接块，所述伸缩杆的一端与所述工作平台连接，其另一端与所述连接块连接，所述连接块与所述抗干扰防护罩连接。
8.一种陶瓷阀芯视觉自动检测方法，使用如权利要求7所述的陶瓷阀芯视觉自动检测系统，其特征在于，包括如下步骤：
陶瓷阀芯传输至所述输送带，当所述红外感应器检测到陶瓷阀芯时，将信号传输至所述单片机；
所述单片机接收信号后通过所述图像采集卡打开所述CCD相机；
所述CCD相机拍摄陶瓷阀芯照片并传送至所述图像采集卡，所述图像采集卡储存陶瓷阀芯照片并传送至所述单片机；
所述单片机对陶瓷阀芯照片进行样本比对。
9.根据权利要求8所述的陶瓷阀芯视觉自动检测方法，其特征在于：若所述单片机检测到不合格陶瓷阀芯，则所述夹取件将不合格陶瓷阀芯取出，否则陶瓷阀芯在所述输送带上继续传输。
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