CN111389743A - 一种橡胶密封圈检测装置及检测方法 - Google Patents

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CN111389743A CN202010144033.9A CN202010144033A CN111389743A CN 111389743 A CN111389743 A CN 111389743A CN 202010144033 A CN202010144033 A CN 202010144033A CN 111389743 A CN111389743 A CN 111389743A
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Abstract

本发明涉及一种橡胶密封圈检测技术，具体为一种橡胶密封圈检测装置及检测方法，包括电控箱、三色灯、PC机、PLC控制器、振动盘、线振槽、传送带、X向模组、Y向模组、对射式传感器一、对射式传感器二、竖直相机模组和水平相机模组，电控箱、三色灯、PC机、PLC控制器和振动盘均安装在电控箱上，振动盘上设有线振槽，传送带设在线振槽旁，X向模组包括X向底座、X向丝杠，X向电机，X向电机的机身安装在X向底座上，X向电机的输出轴与X向丝杠联动，Y向模组包括Y向支架、Y向丝杠和Y向电机，Y向支架安装在电控箱上，Y向电机的机身安装在Y向支架上。

Description

一种橡胶密封圈检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶密封圈检测技术，具体为一种橡胶密封圈检测装置及检测方法。
背景技术
现在对于密封圈尺寸的检测大多采取人工拿着游标卡尺进行手动测量，表面质量如凹坑斑点等瑕疵则通过人眼观测，这样就导致一个密封圈检测就得花费很长时间，所以现在大多采取的还是抽样检测，但对于每一个密封圈而言，需要检测其侧面和上表面的瑕疵以及尺寸也需要较长时间的测量，并不能实现每个产品的完全检测。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种橡胶密封圈检测装置及检测方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种橡胶密封圈检测装置，包括电控箱、三色灯、PC机、PLC控制器、振动盘、线振槽、传送带、X向模组、Y向模组、对射式传感器一、对射式传感器二、竖直相机模组和水平相机模组，所述电控箱、三色灯、PC机、PLC控制器和振动盘均安装在电控箱上，所述振动盘上设有线振槽，所述传送带设在线振槽旁，所述X向模组包括X向底座、X向丝杠，X向电机，所述X向电机的机身安装在X向底座上，所述X向电机的输出轴与X向丝杠联动，所述Y向模组包括Y向支架、Y向丝杠和Y向电机，所述Y向支架安装在电控箱上，所述Y向电机的机身安装在Y向支架上，所述Y向电机的输出轴与Y向丝杠联动，所述Y向丝杠与X向底座转动配合，所述对射式传感器一和对射式传感器二均安装在电控箱上，还包括电控夹爪，所述电控夹爪与X向丝杠转动配合，所述竖直相机模组和水平相机模组均安装在电控箱上，所述竖直相机模组的竖直相机镜头垂直于电控箱并位于传送带的上方，所述水平相机模组的水平相机镜头平行于电控箱并朝向传送带，所述对射式传感器一、对射式传感器二、竖直相机模组、水平相机模组、X向电机和Y向电机分别与PLC控制器电连接，所述PLC控制器与PC机电连接。
作为优选，所述对射式传感器一和对射式传感器二结构相同，所述对射式传感器一包括L型传感器架和对射式传感器，所述L型传感器架安装在电控箱上，所述对射式传感器与L型传感器架滑动配合。
作为优选，所述竖直相机模组包括L型竖直相机支架和竖直相机镜头，所述L型竖直相机支架安装在电控箱上，所述竖直相机镜头与L型竖直相机支架水平滑动配合。
作为优选，所述水平相机模组包括水平相机支架和水平相机镜头，所述竖直相机支架安装在电控箱上，所述水平相机镜头与水平相机支架竖直滑动配合。
作为优选，所述电控夹爪包括夹爪气缸、夹爪底座、夹爪压板、夹爪弹簧和夹爪，所述夹爪气缸的缸身通过支架与X向丝杠转动配合，夹爪气缸的伸缩端与夹爪底座连接，所述夹爪底座上分别安装有夹爪弹簧和夹爪，所述夹爪弹簧还与夹爪压板连接，所述夹爪穿过夹爪压板并与夹爪压板滑动配合，所述夹爪气缸也与PLC控制器电连接。
作为优选，所述夹爪上还设有转动电机。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种如权利要求1所述检测装置的检测方法，包括如下步骤：步骤一：开启检测装置，检测装置的PC机、的PLC控制器会收集三色灯、振动盘、对射式传感器一、对射式传感器二、竖直相机模组、水平相机模组、X向电机、Y向电机和夹爪气缸的状态信息，并进行复位，并将复位后的状态信息反馈给PC机；若状态信息正常则等待PC机下一步操作信息，若发生故障，则三色灯的蜂鸣器会报警，设备若正常且振动盘内传感器检测有密封圈时，则检测装置开始进行检测工作，若传感器检测无密封圈，则提示工作人员需倒入待检测密封圈于振动盘中；
步骤二：通过振动盘和线振槽，使密封圈统一排列后通过传送带输送到竖直相机模组下方，由对射式传感器一检测触发信号后，PLC控制器发送信号给竖直相机镜头采集密封圈上表面图像信息，同时输送带停止运送，等待竖直相机镜头的信号，系统根据图像处理流程，对密封圈上表面进行分析，确认上面是否有瑕疵，检测完成后，再次驱动传送带将密封圈向前运动至对射式传感器二处；
步骤三：对射式传感器二检测到密封圈，则驱动传送带运动停止，X向模组的X向电机和Y向模组的Y向电机开始工作，从而使得电控夹爪包括夹爪气缸的位置前进至密封圈上方，夹爪气缸带动夹爪底座、夹爪压板、夹爪弹簧和夹爪下压，夹爪压板压住密封圈，由夹爪夹住密封圈移至水平相机模组的水平相机镜头处，转动电机带动夹爪转动，进而带动密封圈相对水平相机镜头处进行至少360度转动，由水平相机镜头采集密封圈侧面照片；
步骤四：经过竖直相机模组和水平相机模组对密封圈上表面和侧面采集后，图像处理流程进行分析可得出该密封圈上表面尺寸、表面质量和侧面质量；如果超出密封圈精度上下限则视为不合格品；如果在范围之内，则视为合格品。
作为优选，所述图像处理流程包括步骤一：当对射式传感器一和对射式传感器二检测到橡胶密封圈，竖直相机模组和水平相机模组进行拍照将图像传输到计算机，此时先进行目标提取，把橡胶密封圈图像与背景图像分离，提高图像处理效率；
步骤二：然后进行感兴趣区域检测，即数据降维方法，从采集到的橡胶密封圈图像数据中提取疑似目标区域，去除背景的复杂干扰，提高后续图像处理速度；对ROI检测数据进行图像预处理和图像增强，使图像转化为更适合人眼观察和机器分析、识别的形式，改善图像的视觉效果；
步骤三：由计算机的处理模块中的图像灰度变换单元采用加权平均法对橡胶圈图像进行灰度处理，并将处理后的灰度图像传递到图像滤波单元中，图像滤波单元采用中值滤波法对灰度图像进行降噪以及平滑处理，同时去除色噪干扰的图像，保留橡胶圈检测区域图像，也就是ROI区域图像，将橡胶圈图像传递给图像二值化处理单元，图像二值化处理单元采用阀值法将橡胶密封圈与背景图像分割开，提取需检测密封圈缺陷和尺寸图像，传递给亚像素边缘检测单元；
步骤四：亚像素边缘检测单元利用正交空间矩阵法对橡胶密封圈进行亚像素边缘定位，获得橡胶密封圈亚像素边缘图像，并将亚像素边缘图像传递给尺寸标定单元，尺寸标定单元根据密封圈尺寸标定方法将图像的像素转化成实际尺寸，最后与给定标准尺寸进行比较分析所检测区域是否符合要求，最终将结果保存于数据库中。。
本发明有益效果：本发明的橡胶密封圈检测装置移植性较强，可以用于各种同类橡胶密封圈产品，不止局限于本设备采用的产品；本产品完全用自动化检查代替人工检测，准确率高，节奏快；本产品可以在检测上增设多种检测功能，也可根据需要减少相应的检测功能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本发明的橡胶密封圈检测装置的结构示意图；
图2是本发明的橡胶密封圈检测装置的结构示意图；
图3是本发明的橡胶密封圈检测装置的局部结构示意图；
图4是本发明的橡胶密封圈检测装置的局部结构示意图；
图5是本发明的橡胶密封圈检测装置的电控夹爪的结构示意图；
图6是本发明的图像处理流程示意图。
图中标号：1、电控箱；2、三色灯；3、PC机；4、PLC控制器；5、振动盘；6、线振槽；7、传送带；9、X向模组；91、X向底座；92、X向丝杠；93、X向电机；10、Y向模组；101、Y向支架；102、Y向丝杠；103、Y向电机；11、对射式传感器一；111、L型传感器架；112、对射式传感器；12、对射式传感器二；13、竖直相机模组；131、L型竖直相机支架；132、竖直相机镜头；14、水平相机模组；142、水平相机镜头；15、电控夹爪；151、夹爪气缸；152、夹爪底座；153、夹爪压板；154、夹爪弹簧；155、夹爪，156、转动电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种橡胶密封圈检测装置，包括电控箱1、三色灯2、PC机3、PLC控制器4、振动盘5、线振槽6、传送带7、X向模组9、Y向模组10、对射式传感器一11、对射式传感器二12、竖直相机模组13和水平相机模组14，所述电控箱1、三色灯2、PC机3、PLC控制器4和振动盘5均安装在电控箱1上，所述振动盘5上设有线振槽6，所述传送带7设在线振槽6旁，所述X向模组9包括X向底座91、X向丝杠92，X向电机93，所述X向电机93的机身安装在X向底座91上，所述X向电机93的输出轴与X向丝杠92联动，所述Y向模组10包括Y向支架101、Y向丝杠102和Y向电机113，所述Y向支架101安装在电控箱1上，所述Y向电机113的机身安装在Y向支架101上，所述Y向电机113的输出轴与Y向丝杠102联动，所述Y向丝杠102与X向底座91转动配合，所述对射式传感器一11和对射式传感器二12均安装在电控箱1上，还包括电控夹爪15，所述电控夹爪15与X向丝杠92转动配合，所述竖直相机模组13和水平相机模组14均安装在电控箱1上，所述竖直相机模组13的竖直相机镜头132垂直于电控箱1并位于传送带7的上方，所述水平相机模组14的水平相机镜头142平行于电控箱1并朝向传送带7，所述对射式传感器一11、对射式传感器二12、竖直相机模组13、水平相机模组14、X向电机93和Y向电机103分别与PLC控制器4电连接，所述PLC控制器4与PC机3电连接；所述对射式传感器一11和对射式传感器二12结构相同，所述对射式传感器一11包括L型传感器架111和对射式传感器112，所述L型传感器架111安装在电控箱1上，所述对射式传感器112与L型传感器架111滑动配合；所述竖直相机模组13包括L型竖直相机支架131和竖直相机镜头132，所述L型竖直相机支架131安装在电控箱1上，所述竖直相机镜头132与L型竖直相机支架131水平滑动配合；所述水平相机模组14包括水平相机支架141和水平相机镜头142，所述竖直相机支架141安装在电控箱1上，所述水平相机镜头142与水平相机支架141竖直滑动配合；所述电控夹爪15包括夹爪气缸151、夹爪底座152、夹爪压板153、夹爪弹簧154和夹爪155，所述夹爪气缸151的缸身通过支架16与X向丝杠92转动配合，夹爪气缸151的伸缩端与夹爪底座152连接，所述夹爪底座152上分别安装有夹爪弹簧154和夹爪155，所述夹爪弹簧154还与夹爪压板153连接，所述夹爪155穿过夹爪压板153并与夹爪压板153滑动配合，所述夹爪气缸151也与PLC控制器4电连接；所述夹爪155上还设有转动电机156。
一种如权利要求1所述检测装置的检测方法，包括如下步骤：步骤一：开启检测装置，检测装置的PC机3、的PLC控制器4会收集三色灯2、振动盘5、对射式传感器一11、对射式传感器二12、竖直相机模组13、水平相机模组14、X向电机93、Y向电机103和夹爪气缸151的状态信息，并进行复位，并将复位后的状态信息反馈给PC机3；若状态信息正常则等待PC机3下一步操作信息，若发生故障，则三色灯2的蜂鸣器会报警，设备若正常且振动盘内传感器检测有密封圈时，则检测装置开始进行检测工作，若传感器检测无密封圈，则提示工作人员需倒入待检测密封圈于振动盘中；
步骤二：通过振动盘5和线振槽6，使密封圈统一排列后通过传送带输送到竖直相机模组13下方，由对射式传感器一11检测触发信号后，PLC控制器4发送信号给竖直相机镜头132采集密封圈上表面图像信息，同时输送带停止运送，等待竖直相机镜头132的信号，系统根据图像处理流程，对密封圈上表面进行分析，确认上面是否有瑕疵，检测完成后，再次驱动传送带7将密封圈向前运动至对射式传感器二12处；
步骤三：对射式传感器二12检测到密封圈，则驱动传送带7运动停止，X向模组9的X向电机93和Y向模组10的Y向电机103开始工作，从而使得电控夹爪15包括夹爪气缸151的位置前进至密封圈上方，夹爪气缸151带动夹爪底座152、夹爪压板153、夹爪弹簧154和夹爪155下压，夹爪压板153压住密封圈，由夹爪155夹住密封圈移至水平相机模组14的水平相机镜头142处，转动电机16带动夹爪155转动，进而带动密封圈相对水平相机镜头142处进行至少360度转动，由水平相机镜头142采集密封圈侧面照片；
步骤四：经过竖直相机模组13和水平相机模组14对密封圈上表面和侧面采集后，图像处理流程进行分析可得出该密封圈上表面尺寸、表面质量和侧面质量；如果超出密封圈精度上下限则视为不合格品；如果在范围之内，则视为合格品。
所述图像处理流程包括步骤一：当对射式传感器一11和对射式传感器二12检测到橡胶密封圈，竖直相机模组13和水平相机模组14进行拍照将图像传输到计算机，此时先进行目标提取，把橡胶密封圈图像与背景图像分离，提高图像处理效率；
步骤二：然后进行感兴趣区域检测，即数据降维方法，从采集到的橡胶密封圈图像数据中提取疑似目标区域，去除背景的复杂干扰，提高后续图像处理速度；对ROI检测数据进行图像预处理和图像增强，使图像转化为更适合人眼观察和机器分析、识别的形式，改善图像的视觉效果；
步骤三：由计算机的处理模块中的图像灰度变换单元采用加权平均法对橡胶圈图像进行灰度处理，并将处理后的灰度图像传递到图像滤波单元中，图像滤波单元采用中值滤波法对灰度图像进行降噪以及平滑处理，同时去除色噪干扰的图像，保留橡胶圈检测区域图像，也就是ROI区域图像，将橡胶圈图像传递给图像二值化处理单元，图像二值化处理单元采用阀值法将橡胶密封圈与背景图像分割开，提取需检测密封圈缺陷和尺寸图像，传递给亚像素边缘检测单元；
步骤四：亚像素边缘检测单元利用正交空间矩阵法对橡胶密封圈进行亚像素边缘定位，获得橡胶密封圈亚像素边缘图像，并将亚像素边缘图像传递给尺寸标定单元，尺寸标定单元根据密封圈尺寸标定方法将图像的像素转化成实际尺寸，最后与给定标准尺寸进行比较分析所检测区域是否符合要求，最终将结果保存于数据库中。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种橡胶密封圈检测装置，其特征在于：包括电控箱(1)、三色灯(2)、PC机(3)、PLC控制器(4)、振动盘(5)、线振槽(6)、传送带(7)、X向模组(9)、Y向模组(10)、对射式传感器一(11)、对射式传感器二(12)、竖直相机模组(13)和水平相机模组(14)，所述电控箱(1)、三色灯(2)、PC机(3)、PLC控制器(4)和振动盘(5)均安装在电控箱(1)上，所述振动盘(5)上设有线振槽(6)，所述传送带(7)设在线振槽(6)旁，所述X向模组(9)包括X向底座(91)、X向丝杠(92)，X向电机(93)，所述X向电机(93)的机身安装在X向底座(91)上，所述X向电机(93)的输出轴与X向丝杠(92)联动，所述Y向模组(10)包括Y向支架(101)、Y向丝杠(102)和Y向电机(113)，所述Y向支架(101)安装在电控箱(1)上，所述Y向电机(113)的机身安装在Y向支架(101)上，所述Y向电机(113)的输出轴与Y向丝杠(102)联动，所述Y向丝杠(102)与X向底座(91)转动配合，所述对射式传感器一(11)和对射式传感器二(12)均安装在电控箱(1)上，还包括电控夹爪(15)，所述电控夹爪(15)与X向丝杠(92)转动配合，所述竖直相机模组(13)和水平相机模组(14)均安装在电控箱(1)上，所述竖直相机模组(13)的竖直相机镜头(132)垂直于电控箱(1)并位于传送带(7)的上方，所述水平相机模组(14)的水平相机镜头(142)平行于电控箱(1)并朝向传送带(7)，所述对射式传感器一(11)、对射式传感器二(12)、竖直相机模组(13)、水平相机模组(14)、X向电机(93)和Y向电机(103)分别与PLC控制器(4)电连接，所述PLC控制器(4)与PC机(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的橡胶密封圈检测装置，其特征在于：所述对射式传感器一(11)和对射式传感器二(12)结构相同，所述对射式传感器一(11)包括L型传感器架(111)和对射式传感器(112)，所述L型传感器架(111)安装在电控箱(1)上，所述对射式传感器(112)与L型传感器架(111)滑动配合。
3.根据权利要求1所述的橡胶密封圈检测装置，其特征在于：所述竖直相机模组(13)包括L型竖直相机支架(131)和竖直相机镜头(132)，所述L型竖直相机支架(131)安装在电控箱(1)上，所述竖直相机镜头(132)与L型竖直相机支架(131)水平滑动配合。
4.根据权利要求1所述的橡胶密封圈检测装置，其特征在于：所述水平相机模组(14)包括水平相机支架(141)和水平相机镜头(142)，所述竖直相机支架(141)安装在电控箱(1)上，所述水平相机镜头(142)与水平相机支架(141)竖直滑动配合。
5.根据权利要求1所述的橡胶密封圈检测装置，其特征在于：所述电控夹爪(15)包括夹爪气缸(151)、夹爪底座(152)、夹爪压板(153)、夹爪弹簧(154)和夹爪(155)，所述夹爪气缸(151)的缸身通过支架(16)与X向丝杠(92)转动配合，夹爪气缸(151)的伸缩端与夹爪底座(152)连接，所述夹爪底座(152)上分别安装有夹爪弹簧(154)和夹爪(155)，所述夹爪弹簧(154)还与夹爪压板(153)连接，所述夹爪(155)穿过夹爪压板(153)并与夹爪压板(153)滑动配合，所述夹爪气缸(151)也与PLC控制器(4)电连接。
6.根据权利要求1所述的橡胶密封圈检测装置，其特征在于：所述夹爪(155)上还设有转动电机(156)。
7.一种如权利要求1所述检测装置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：开启检测装置，检测装置的PC机(3)、的PLC控制器(4)会收集三色灯(2)、振动盘(5)、对射式传感器一(11)、对射式传感器二(12)、竖直相机模组(13)、水平相机模组(14)、X向电机(93)、Y向电机(103)和夹爪气缸(151)的状态信息，并进行复位，并将复位后的状态信息反馈给PC机(3)；若状态信息正常则等待PC机(3)下一步操作信息，若发生故障，则三色灯(2)的蜂鸣器会报警，设备若正常且振动盘内传感器检测有密封圈时，则检测装置开始进行检测工作，若传感器检测无密封圈，则提示工作人员需倒入待检测密封圈于振动盘中；
步骤二：通过振动盘(5)和线振槽(6)，使密封圈统一排列后通过传送带输送到竖直相机模组(13)下方，由对射式传感器一(11)检测触发信号后，PLC控制器(4)发送信号给竖直相机镜头(132)采集密封圈上表面图像信息，同时输送带停止运送，等待竖直相机镜头(132)的信号，系统根据图像处理流程，对密封圈上表面进行分析，确认上面是否有瑕疵，检测完成后，再次驱动传送带(7)将密封圈向前运动至对射式传感器二(12)处；
步骤三：对射式传感器二(12)检测到密封圈，则驱动传送带(7)运动停止，X向模组(9)的X向电机(93)和Y向模组(10)的Y向电机(103)开始工作，从而使得电控夹爪(15)包括夹爪气缸(151)的位置前进至密封圈上方，夹爪气缸(151)带动夹爪底座(152)、夹爪压板(153)、夹爪弹簧(154)和夹爪(155)下压，夹爪压板(153)压住密封圈，由夹爪(155)夹住密封圈移至水平相机模组(14)的水平相机镜头(142)处，转动电机(16)带动夹爪(155)转动，进而带动密封圈相对水平相机镜头(142)处进行至少360度转动，由水平相机镜头(142)采集密封圈侧面照片；
步骤四：经过竖直相机模组(13)和水平相机模组(14)对密封圈上表面和侧面采集后，图像处理流程进行分析可得出该密封圈上表面尺寸、表面质量和侧面质量；如果超出密封圈精度上下限则视为不合格品；如果在范围之内，则视为合格品。
8.如权利要求7所述的的检测方法，其特征在于：所述图像处理流程包括步骤一：当对射式传感器一(11)和对射式传感器二(12)检测到橡胶密封圈，竖直相机模组(13)和水平相机模组(14)进行拍照将图像传输到计算机，此时先进行目标提取，把橡胶密封圈图像与背景图像分离，提高图像处理效率；
步骤二：然后进行感兴趣区域检测，即数据降维方法，从采集到的橡胶密封圈图像数据中提取疑似目标区域，去除背景的复杂干扰，提高后续图像处理速度；对ROI检测数据进行图像预处理和图像增强，使图像转化为更适合人眼观察和机器分析、识别的形式，改善图像的视觉效果；
步骤三：由计算机的处理模块中的图像灰度变换单元采用加权平均法对橡胶圈图像进行灰度处理，并将处理后的灰度图像传递到图像滤波单元中，图像滤波单元采用中值滤波法对灰度图像进行降噪以及平滑处理，同时去除色噪干扰的图像，保留橡胶圈检测区域图像，也就是ROI区域图像，将橡胶圈图像传递给图像二值化处理单元，图像二值化处理单元采用阀值法将橡胶密封圈与背景图像分割开，提取需检测密封圈缺陷和尺寸图像，传递给亚像素边缘检测单元；
步骤四：亚像素边缘检测单元利用正交空间矩阵法对橡胶密封圈进行亚像素边缘定位，获得橡胶密封圈亚像素边缘图像，并将亚像素边缘图像传递给尺寸标定单元，尺寸标定单元根据密封圈尺寸标定方法将图像的像素转化成实际尺寸，最后与给定标准尺寸进行比较分析所检测区域是否符合要求，最终将结果保存于数据库中。
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CN112317336A (zh) * 2020-10-09 2021-02-05 何俊 一种橡胶密封圈检测分选装置

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