CN112816495A - 汽车轮胎缺陷检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车轮胎缺陷检测系统及方法，该汽车轮胎缺陷检测系统，包括机架、定中机构、传动定位机构、识别机构及检测机构，定中机构设于所述机架上，用于对轮胎进行定中；传动定位机构设于所述机架上，用于对轮胎进行传动并定位；识别机构设于所述机架上，与所述传动定位机构对应配合，用于对轮胎进行拍照识别；检测机构与所述识别机构对应配合，用于对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测；能完成对轮胎的全自动化缺陷检测，无需依靠人力干预，提高了生产效率及轮胎检测质量，降低了人力成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车轮胎技术领域，特别涉及一种汽车轮胎缺陷检测系统及方法。
背景技术
现有的汽车轮胎分装，是将来料胎皮与轮毂，经过轮胎装配生产线装配后，形成汽车上使用的总成轮胎。对于总成轮胎的品质标准，明确要求胎皮不能有划痕、油渍、过度脏污等；轮毂A、B、C、D四面对涂装流挂/针孔、凹坑、粒状灰尘/麻点、纤维装灰尘、加工线条、修正痕迹、擦伤(线状伤)、毛刺等均有相应的品质基准要求。
现有的汽车轮胎在进行缺陷检测时，往往是采用人工全程辅助的半自动装配方式进行生产，整个检测系统是靠以人为主来实现轮胎的缺陷检测的；但这种轮胎缺陷检测模式，必须配备工位设计的人力从事半自动生产线的检测，需要耗费大量的用工成本，且产品质量的一致性也难以保证，生产效率也比较低下。
发明内容
本发明实施例提供一种汽车轮胎缺陷检测系统及方法，能完成对轮胎的全自动化缺陷检测，无需依靠人力干预，提高了生产效率及轮胎检测质量，降低了人力成本。
一方面，本发明实施例提供了一种汽车轮胎缺陷检测系统，包括机架、定中机构、传动定位机构、识别机构及检测机构，定中机构设于所述机架上，用于对轮胎进行定中；传动定位机构设于所述机架上，用于对轮胎进行传动并定位；识别机构设于所述机架上，与所述传动定位机构对应配合，用于对轮胎进行拍照识别；检测机构与所述识别机构对应配合，用于对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测。
在一些实施例中，所述传动定位机构包括设于所述机架上的升降传动结构，与所述升降传动结构对应配合、并用于对轮胎进行旋转的主轴旋转结构，以及与所述主轴旋转结构对应配合的定位夹持结构，所述定位夹持结构用于对轮胎进行夹持定位。
在一些实施例中，所述升降传动结构包括设于所述机架上的传动电机，与所述传动电机的传动轴驱动连接的第一同步带结构，以及用于驱动所述第一同步带结构进行升降的升降结构。
在一些实施例中，所述升降结构包括设于所述机架上的升降驱动电机，及与所述升降驱动电机的传动轴驱动连接、并与所述第一同步带结构连接的升降架体。
在一些实施例中，所述主轴旋转结构包括设于所述机架上的基座，设于所述基座上的旋转电机，与所述旋转电机的传动轴驱动连接的第二同步带结构，以及设于所述基座上、并设于所述第一同步带结构的下方的主轴结构，所述主轴结构与所述第二同步带结构连接、用于驱动轮胎旋转。
在一些实施例中，所述定位夹持结构包括设于所述机架上、并设于所述第一同步带结构的上方的压盘结构，设于所述压盘结构的下方的夹爪结构，以及设于所述压盘结构与所述主轴旋转结构之间的第一定位光电组，所述第一定位光电组用于检测轮胎的位置、以使所述压盘结构和所述夹爪结构对应配合夹持住轮胎。
在一些实施例中，所述压盘结构包括设于所述机架上的旋转轴组件，以及与所述旋转轴组件连接的压盘体；所述夹爪结构包括设于所述基座上的夹爪气缸，以及与所述夹爪气缸驱动连接的夹爪体，所述夹爪体与所述主轴结构连接。
在一些实施例中，所述定中机构包括设于所述机架上的定中夹持结构，设于所述定中夹持结构与所述第一同步带结构之间的第二定位光电组，所述第二定位光电组用于检测轮胎的位置、以使所述定中夹持结构对轮胎进行定中。
另一方面，本发明实施例提供了一种汽车轮胎缺陷检测方法，包括如下步骤：控制定中机构对待检测轮胎进行定中；控制传动定位机构对待检测轮胎进行传动并定位；控制识别机构对待检测轮胎进行拍照识别，获取待检测轮胎的待检测图像；控制检测机构对待检测轮胎的待检测图像进行缺陷检测。
在一些实施例中，“控制检测机构对待检测轮胎的待检测图像进行缺陷检测”步骤，具体包括以下步骤：确定待检测轮胎的待检测图像的检测区域；根据轮胎的标准图像，对待检测轮胎的待检测图像进行图像配准；根据轮胎的标准图像与图像配准后的待检测轮胎的待检测图像进行差影阈值运算；根据所述差影阈值运算的结果，对待检测图像的检测区域进行缺陷判断。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：在对汽车轮胎进行缺陷检测时，通过该汽车轮胎缺陷检测系统，被检测轮胎通过输送辊道进行传送，当被检测轮胎传送至传动定位机构上时，定中机构对轮胎进行定中，从而对被检测轮胎进行位置校准，再通过传动定位机构对轮胎进行传动并定位，传动定位机构控制轮胎在该汽车轮胎缺陷检测系统的输送，当待检测轮胎传送至识别机构位置时，识别机构与传动定位机构对应配合，用于对待检测轮胎进行拍照识别，从而获取待检测轮胎的待检测图像，再通过检测机构对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测，对待检测轮胎进行缺陷检测后最后在通过传动定位机构将待检测轮胎传送出该汽车轮胎缺陷检测系统。通过上述汽车轮胎缺陷检测系统，能完成对轮胎的全自动化缺陷检测，无需依靠人力干预，提高了生产效率及轮胎检测质量，降低了人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。
图1为本发明实施例的汽车轮胎缺陷检测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例的升降传动结构的结构示意图；
图3为本发明实施例的主轴旋转结构与夹爪结构的结构示意图。
图中：10、机架；20、定中机构；200、定中夹持结构；201、第二定位光电组；30、传动定位机构；300、升降传动结构；3000、传动电机；3001、第一同步带结构；3002、升降结构；301、主轴旋转结构；3010、基座；3011、旋转电机；3012、第二同步带结构；3013、主轴结构；302、定位夹持结构；3020、压盘结构；3021、夹爪结构；3022、第一定位光电组；40、识别机构；50、检测机构。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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做出创造性劳动的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。
参见图1所示；本发明实施例提供了一种汽车轮胎缺陷检测系统，包括机架10、定中机构20、传动定位机构30、识别机构40及检测机构50；定中机构20设于机架10上，用于对轮胎进行定中；传动定位机构30设于机架10上，用于对轮胎进行传动并定位；识别机构40设于机架10上，与传动定位机构30对应配合，用于对轮胎进行拍照识别；检测机构50与识别机构40对应配合，用于对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测。
在对汽车轮胎进行缺陷检测时，通过该汽车轮胎缺陷检测系统，被检测轮胎通过输送辊道进行传送，当被检测轮胎传送至传动定位机构30上时，定中机构20对轮胎进行定中，从而对被检测轮胎进行位置校准，再通过传动定位机构30对轮胎进行传动并定位，传动定位机构控制轮胎在该汽车轮胎缺陷检测系统的输送，当待检测轮胎传送至识别机构40位置时，识别机构40与传动定位机构30对应配合，用于对待检测轮胎进行拍照识别，从而获取待检测轮胎的待检测图像，再通过检测机构50对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测，对待检测轮胎进行缺陷检测后最后在通过传动定位机构30将待检测轮胎传送出该汽车轮胎缺陷检测系统。
通过上述汽车轮胎缺陷检测系统，能完成对轮胎的全自动化缺陷检测，无需依靠人力干预，提高了生产效率及轮胎检测质量，降低了人力成本。
同时参见图2、图3所示，在本发明实施例中，所述传动定位机构30包括设于机架10上的升降传动结构300，与升降传动结构300对应配合、并用于对轮胎进行旋转的主轴旋转结构301，以及与主轴旋转结构301对应配合的定位夹持结构302，定位夹持结构302用于对轮胎进行夹持定位。
当传动定位机构30的升降传动结构300对待检测轮胎进行传动时，待检测轮胎传送至主轴旋转结构301与定位夹持结构302位置处，此时升降传动结构300将待检测轮胎进行升降传送至主轴旋转结构301上，当定位夹持结构302检测定位到待检测轮胎后，定位夹持结构302夹持住轮胎，从而保证待检测轮胎的位置不发生偏移，此时主轴旋转结构301旋转待检测轮胎，再通过识别机构40对待检测轮胎进行拍照识别，从而获取待检测轮胎的各个角度的待检测图像。
可选的，升降传动结构300包括设于机架10上的传动电机3000，与传动电机3000的传动轴驱动连接的第一同步带结构3001，以及用于驱动第一同步带结构3001进行升降的升降结构3002。
当传动定位机构30的升降传动结构300对待检测轮胎进行传动时，传动电机3000通过驱动第一同步带结构3001来对待检测轮胎进行传送；当升降传动结构300将待检测轮胎进行升降传送至主轴旋转结构301上时，升降结构3002驱动第一同步带结构3001进行升降，从而将待检测轮胎升降至主轴旋转结构301上。
可选的，为了实现升降结构3002驱动第一同步带结构3001进行升降，从而将待检测轮胎升降至主轴旋转结构301上；所述升降结构3002包括设于机架10上的升降驱动电机，及与升降驱动电机的传动轴驱动连接、并与第一同步带结构3001连接的升降架体。
可选的，主轴旋转结构301包括设于机架10上的基座3010，设于基座3010上的旋转电机3011，与旋转电机3011的传动轴驱动连接的第二同步带结构3012，以及设于基座3010上、并设于第一同步带结构3001的下方的主轴结构3013，主轴结构3013与第二同步带结构3012连接、用于驱动轮胎旋转。
当升降传动结构300将待检测轮胎进行升降传送至主轴旋转结构301上时，旋转电机3011驱动第二同步带结构3012旋转，由于主轴结构3013与第二同步带结构3012连接，第二同步带结构3012旋转带动主轴结构3013旋转，进而带动待检测轮胎旋转，再通过识别机构40对待检测轮胎进行拍照识别，从而获取待检测轮胎的各个角度的待检测图像。
可选的，定位夹持结构302包括设于机架10上、并设于第一同步带结构3001的上方的压盘结构3020，设于压盘结构3020的下方的夹爪结构3021，以及设于压盘结构3020与主轴旋转结构301之间的第一定位光电组3022，第一定位光电组3022用于检测轮胎的位置、以使压盘结构3020和夹爪结构3021对应配合夹持住轮胎。
由于主轴旋转结构301需旋转待检测轮胎，在待检测轮胎进行旋转的过程中，为了保证待检测轮胎位置不发生偏移，识别机构40能获取稳定有效的待检测轮胎的各个角度的待检测图像；当第一定位光电组3022检测到轮胎的位置后，压盘结构3020夹爪结构3021上下对应配合并夹持住轮胎，进而可使待检测轮胎能保持相对固定。
可选的，为了使压盘结构3020能压住待检测轮胎，同时，在待检测轮胎旋转的过程中，压盘结构3020也能随其转动，从而保持相对同步旋转，避免阻挡待检测轮胎的旋转运行；压盘结构3020包括设于机架10上的旋转轴组件，以及与所述旋转轴组件连接的压盘体；同时，为了使夹爪结构3021能夹持住待检测轮胎，在待检测轮胎旋转的过程中，夹爪结构3021也能随其转动，从而保持相对同步旋转，避免阻挡待检测轮胎的旋转运行；夹爪结构3021包括设于基座3010上的夹爪气缸，以及与所述夹爪气缸驱动连接的夹爪体，所述夹爪体与所述主轴结构3013连接。
可选的，为了使定中机构20对被检测轮胎进行位置校准，使待检测轮胎在传动定位机构上传送时，能保持统一稳定的结构面，同时也能便于待检测轮胎在后续的工序中能保持统一稳定的结构面进行旋转拍照；定中机构20包括设于机架10上的定中夹持结构200，设于定中夹持结构200与第一同步带结构3001之间的第二定位光电组201，第二定位光电组201用于检测轮胎的位置、以使定中夹持结构200对轮胎进行定中。
需要说明的是，识别机构40一般选为工业相机，工业相机可设置在待检测轮胎的上方机架10上和下方基座3010上，从而对待检测轮胎的上下端面进行拍照识别；检测机构一般包括工控电脑和检测程序，检测程序内置于工控电脑上，进而对对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测。
本发明实施例提供的一种汽车轮胎缺陷检测系统，在对汽车轮胎进行缺陷检测时，通过该汽车轮胎缺陷检测系统，当被检测轮胎传送至传动定位机构30上时，定中机构20对被检测轮胎进行位置校准，使待检测轮胎在传动定位机构上传送时，能保持统一稳定的结构面；当传动定位机构30的升降传动结构300对待检测轮胎进行传动时，待检测轮胎传送至主轴旋转结构301与定位夹持结构302位置处，此时升降结构3002驱动第一同步带结构3001进行升降，从而将待检测轮胎升降至主轴旋转结构301上，当第一定位光电组3022检测到轮胎的位置后，压盘结构3020夹爪结构3021上下对应配合并夹持住轮胎，进而可使待检测轮胎能保持相对固定，从而保证待检测轮胎的位置不发生偏移，此时主轴旋转结构301旋转电机3011驱动第二同步带结构3012旋转，由于主轴结构3013与第二同步带结构3012连接，第二同步带结构3012旋转带动主轴结构3013旋转，进而带动待检测轮胎旋转，再通过识别机构40对待检测轮胎进行拍照识别，从而获取待检测轮胎的各个角度的待检测图像。通过上述汽车轮胎缺陷检测系统，能完成对轮胎的全自动化缺陷检测，无需依靠人力干预，提高了生产效率及轮胎检测质量，降低了人力成本。
本发明还提供了一种汽车轮胎缺陷检测方法，包括如下步骤：控制定中机构20对待检测轮胎进行定中；控制传动定位机构30对待检测轮胎进行传动并定位；控制识别机构40对待检测轮胎进行拍照识别，获取待检测轮胎的待检测图像；控制检测机构50对待检测轮胎的待检测图像进行缺陷检测。
在对汽车轮胎进行缺陷检测时，通过该汽车轮胎缺陷检测方法，被检测轮胎通过输送辊道进行传送，当被检测轮胎传送至传动定位机构30上时，PLC控制台控制定中机构20对轮胎进行定中，从而对被检测轮胎进行位置校准，再通过控制传动定位机构30对轮胎进行传动并定位，传动定位机构控制轮胎在该汽车轮胎缺陷检测系统的输送，当待检测轮胎传送至识别机构40位置时，控制识别机构40与传动定位机构30对应配合，用于对待检测轮胎进行拍照识别，从而获取待检测轮胎的待检测图像，再通过控制检测机构50对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测，对待检测轮胎进行缺陷检测后最后在通过传动定位机构30将待检测轮胎传送出该汽车轮胎缺陷检测系统。通过上述汽车轮胎缺陷检测方法，能完成对轮胎的全自动化缺陷检测，无需依靠人力干预，提高了生产效率及轮胎检测质量，降低了人力成本。
可选的，“控制检测机构对待检测轮胎的待检测图像进行缺陷检测”步骤，具体包括以下步骤：确定待检测轮胎的待检测图像的检测区域；根据轮胎的标准图像，对待检测轮胎的待检测图像进行图像配准；根据轮胎的标准图像与图像配准后的待检测轮胎的待检测图像进行差影阈值运算；根据所述差影阈值运算的结果，对待检测图像的检测区域进行缺陷判断。
同时，“根据轮胎的标准图像，对待检测轮胎的待检测图像进行图像配准”步骤，具体包括以下步骤：根据轮胎的标准图像，以标准图像中的轮胎质心为参考点，从而对待检测图像进行质心定位，再对定位后的待检测图像进行裁剪，使待检测图像的轮胎质心位置与标准图像的轮胎质心重合。
同时，“根据轮胎的标准图像与图像配准后的待检测轮胎的待检测图像进行差影阈值运算”步骤，具体包括以下步骤：
根据所述轮胎的标准图像为S(i,j)，所述轮胎的待检测图像为T(i,j)，获取轮胎的差影图像为D(i,j)：
D(i,j)＝∣S(i,j)-T(i,j)∣；
其中D(i,j)>Th，Th为轮胎的差分阈值。
需要说明的是，Th一般设置大于0，因为若设置0为差分阈值Th，由于标准图像和待检测图像采集时有光照等条件的差异及各种干扰的存在，则不能确定D(i,j)>Th的位置是否有真正缺陷。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，包括：
机架(10)；
定中机构(20)，设于所述机架(10)上，用于对轮胎进行定中；
传动定位机构(30)，设于所述机架(10)上，用于对轮胎进行传动并定位；
识别机构(40)，设于所述机架(10)上，与所述传动定位机构(30)对应配合，用于对轮胎进行拍照识别；以及，
检测机构(50)，与所述识别机构(40)对应配合，用于对拍照识别后的轮胎的待检测图像进行缺陷检测。
2.如权利要求1所述的汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，所述传动定位机构(30)包括设于所述机架(10)上的升降传动结构(300)，与所述升降传动结构(300)对应配合、并用于对轮胎进行旋转的主轴旋转结构(301)，以及与所述主轴旋转结构(301)对应配合的定位夹持结构(302)，所述定位夹持结构(302)用于对轮胎进行夹持定位。
3.如权利要求2所述的汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，所述升降传动结构(300)包括设于所述机架(10)上的传动电机(3000)，与所述传动电机(3000)的传动轴驱动连接的第一同步带结构(3001)，以及用于驱动所述第一同步带结构(3001)进行升降的升降结构(3002)。
4.如权利要求3所述的汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，所述升降结构(3002)包括设于所述机架(10)上的升降驱动电机，及与所述升降驱动电机的传动轴驱动连接、并与所述第一同步带结构(3001)连接的升降架体。
5.如权利要求3所述的汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，所述主轴旋转结构(301)包括设于所述机架(10)上的基座(3010)，设于所述基座(3010)上的旋转电机(3011)，与所述旋转电机(3011)的传动轴驱动连接的第二同步带结构(3012)，以及设于所述基座(3010)上、并设于所述第一同步带结构(3001)的下方的主轴结构(3013)，所述主轴结构(3013)与所述第二同步带结构(3012)连接、用于驱动轮胎旋转。
6.如权利要求5所述的汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，所述定位夹持结构(302)包括设于所述机架(10)上、并设于所述第一同步带结构(3001)的上方的压盘结构(3020)，设于所述压盘结构(3020)的下方的夹爪结构(3021)，以及设于所述压盘结构(3020)与所述主轴旋转结构(301)之间的第一定位光电组(3022)，所述第一定位光电组(3022)用于检测轮胎的位置、以使所述压盘结构(3020)和所述夹爪结构(3021)对应配合夹持住轮胎。
7.如权利要求6所述的汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，所述压盘结构(3020)包括设于所述机架(10)上的旋转轴组件，以及与所述旋转轴组件连接的压盘体；
所述夹爪结构(3021)包括设于所述基座(3010)上的夹爪气缸，以及与所述夹爪气缸驱动连接的夹爪体，所述夹爪体与所述主轴结构(3013)连接。
8.如权利要求3至7中任意一项所述的汽车轮胎缺陷检测系统，其特征在于，所述定中机构(20)包括设于所述机架(10)上的定中夹持结构(200)，设于所述定中夹持结构(200)与所述第一同步带结构(3001)之间的第二定位光电组(201)，所述第二定位光电组(201)用于检测轮胎的位置、以使所述定中夹持结构(200)对轮胎进行定中。
9.一种汽车轮胎缺陷检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
控制定中机构对待检测轮胎进行定中；
控制传动定位机构对待检测轮胎进行传动并定位；
控制识别机构对待检测轮胎进行拍照识别，获取待检测轮胎的待检测图像；
控制检测机构对待检测轮胎的待检测图像进行缺陷检测。
10.如权利要求9所述的汽车轮胎缺陷检测方法，其特征在于，“控制检测机构对待检测轮胎的待检测图像进行缺陷检测”步骤，具体包括以下步骤：
确定待检测轮胎的待检测图像的检测区域；
根据轮胎的标准图像，对待检测轮胎的待检测图像进行图像配准；
根据轮胎的标准图像与图像配准后的待检测轮胎的待检测图像进行差影阈值运算；
根据所述差影阈值运算的结果，对待检测图像的检测区域进行缺陷判断。
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