CN116140987A - 一种车桥测试台视觉快速对接装置及对接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车桥测试台视觉快速对接装置及对接方法，涉及车桥检测技术领域。车桥测试台视觉快速对接装置包括工业相机、PLC、视觉分析系统以及驱动电机，所述工业相机临近设置在车桥法兰上的对接定位孔端面一侧，用于对车桥法兰上的对接定位孔进行拍照，所述工业相机与所述视觉分析系统通信相连，用于将拍照的图片信息传递至所述视觉分析系统中，所述视觉分析系统与所述PLC通信相连，所述PLC与所述驱动电机相连，所述驱动电机与测试台对接轴相连；本发明的有益效果为：可以极大简化测试台对接轴的设计和提高对接速度，并且对于车桥性能检测，尤其是车桥振动噪音测试，避免了弹簧销自身的振动对测试结果的影响。
Description
技术领域
本发明涉及车桥检测技术领域，具体涉及一种车桥测试台视觉快速对接装置及对接方法。
背景技术
近年来，随着各大厂商对车桥在整车安装中的便利性、通用性、适用性等要求的不断提高，车桥设计也逐渐走向多样化，因此对下游的车桥性能检测设备的适配性提出了新的挑战。
对于自动测试台架，测试时车桥的轴需要与台架的轴进行自动联接。车辆的轴端对接定位孔和台架的对接轴的销子必须对齐才能轴向推进到位，才能完成对接。
现有的车桥测试台方案中，只能通过缓慢旋转加推进的方式，使带弹簧的销子落入到车桥法兰对接定位孔后再推进对接。由于车桥三个轴的可自由转动的因素，使得对接过程耗时较长、影响生产效率，且对车桥轴端法兰表面会有刮伤；此外在对接过程中还可能导致对接轴销子落入错孔导致卡死。对于用于生产线的测试台，采用现有的对接方案，其一般的对接时间需要8-20秒，占用了通常为60-90秒的生产节拍的10%-20%。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种车桥测试台视觉快速对接装置及对接方法，旨在用于实现车桥法兰与测试台对接轴之间的快速对接安装。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供了一种车桥测试台视觉快速对接装置，所述车桥测试台视觉快速对接装置应用于车桥法兰与测试台对接轴之间的对接安装，所述车桥测试台视觉快速对接装置包括工业相机、PLC、视觉分析系统以及驱动电机，所述工业相机临近设置在车桥法兰上的对接定位孔端面一侧，用于对车桥法兰上的对接定位孔进行拍照，所述工业相机与所述视觉分析系统通信相连，用于将拍照的图片信息传递至所述视觉分析系统中，所述视觉分析系统与所述PLC通信相连，所述PLC与所述驱动电机相连，用于控制所述驱动电机动作，所述驱动电机与测试台对接轴相连，用于驱动所述测试台对接轴转动。
进一步的，所述车桥测试台视觉快速对接装置还包括十字坐标板用于斜视图像的较正标定，标定时所述十字坐标板安装在车桥法兰端面上。
第二方面，本申请还提供一种车桥测试台视觉快速对接方法，所述车桥测试台视觉快速对接方法基于如上所述的车桥测试台视觉快速对接装置进行实施，所述车桥测试台视觉快速对接方法包括：
识别车桥法兰端面处的对接定位孔所在的角度；
控制测试台对接轴旋转，使得控制测试台对接轴上的对接销与车桥法兰端面上的对接定位孔的角度相对应；
轴向移动测试台对接轴，使得测试台对接轴上的对接销对应直接插入到车桥法兰端面处的对接定位孔中。
进一步的，在识别车桥法兰端面处的对接定位孔所在的角度过程中，车桥法兰端面处的对接定位孔所拍照的角度为斜视图像，通过转换算法较正为正视图像，所述转换算法通过如下步骤，标定时在车桥法兰上的对接定位孔端面处安装有十字坐标板，通过将对其所拍照的斜视图像中特征像素点位置与十字坐标板上的正视图特征像素点位置作对比，建立斜视图像校正为正视图像的转换算法。
进一步的，建立车桥法兰端面对接定位孔位置的标准参考图像：对每一种车桥的法兰端面在设定的定位孔位置时正视图，生成一个标准参考图像及标定文件，在车桥对接定位孔角度位置的算法中根据车桥型号，自动选择参考图像及标定文件。
进一步的，通过裁减车桥法兰端面处的对接定位孔所拍照的斜视图像，选取兴趣区域，滤除干扰和较正为正视图后，以标准参考图像为目标进行移动和旋转变位，得到对接定位孔所在的角度位置。
进一步的，所述车桥测试台视觉快速对接方法还包括对车桥法兰端面处的对接定位孔所拍照的图像中的孔径是否在合理区间、各孔之间是的对称、均布关系进行识别，判断是否符合实际。
进一步的，所述车桥测试台视觉快速对接方法还包括防错再处理方法，所述防错再处理方法为：根据测试台对接轴推进的目标位置和推进时的阻力来判断测试台对接轴与车桥法兰之间的对接是否成功。
本发明的有益效果为：
1、可以极大简化测试台对接轴的设计，并且对于车桥性能检测，尤其是车桥振动噪音测试，避免了弹簧销自身的振动对测试结果的影响；
2、可以使得对接时间缩到3-4秒，提高生产率5%-15%；
3、部分车桥法兰端面的设计难以使用弹簧销等软末端测试台对接轴进行对接，而利用视觉识别对接可以采用无弹簧的硬末端测试台对接轴直接对接，适用于各种车桥法兰；
4、视觉识别快读对接可避免对接销刮檫车桥法兰表面导致车桥损坏，同时延长对接轴销的使用寿命。
附图说明
图1为本申请实施例车桥测试台视觉快速对接装置结构原理示意图。
图2为本申请实施例中车桥法兰与测试台对接轴进行对接安装的结构示意图。
图3为本申请实施例中十字坐标板结构示意图。
图4为图3中的A-A向剖面结构示意图。
图5为本申请实施例车桥测试台视觉快速对接方法流程示意图。
图中：
100-车桥法兰，101-对接定位孔，200-测试台对接轴，201-对接销，1-工业相机，2-视觉分析系统，3-PLC，4-驱动电机，5-十字坐标板。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
参见附图1和2所示，本实施例提供一种车桥测试台视觉快速对接装置，该车桥测试台视觉快速对接装置应用于车桥法兰100与测试台对接轴200之间的对接安装。本实施例中的车桥测试台视觉快速对接装置包括工业相机1、PLC3、视觉分析系统2以及驱动电机4。
在本实施例中，由于工业相机1设计不能安装在测试台对接轴轴线上，因此在本实施例中的工业相机1需要安装在测试台对接轴旁边或上方支架，所以工业相机1拍摄的图像为斜视图像。
参照附图1所示，在本实施例中，工业相机1与视觉分析系统2通信相连，用于将拍照的图片信息传递至视觉分析系统2中。视觉分析系统2与PLC3通信相连，PLC3与驱动电机4相连，用于控制驱动电机4动作，驱动电机4与测试台对接轴200相连，用于驱动测试台对接轴200转动。
结合参照附图3和4所示，由于本实施例中工业相机1所拍照的角度为斜视角度，即车桥法兰100上的对接定位孔101的拍照图像为斜视图像，为了便于对工业相机1所拍摄到的对接定位孔101进行分析，需要将斜视图像转换为正视图像。对此，采用一个一次性的标定步骤，在车桥法兰100的对接定位孔101端面处安装十字坐标板5，通过十字坐标板5斜视图像中特征像素点位置和其在十字坐标板5上正视图像作对比，建立斜视图像校正为正视图像的转换算法。后续使用时的车桥法兰斜视图像，根据该转换算法校正为正视图像。
对接时，在视觉算法计算出车桥轴端法兰的各个孔的角度位置后，以TCP/IP或OPC等局域网通讯的方式将数据传递给测试台架的PLC3。PLC3根据所提供的目标角度，旋转测试台对接轴200到对接销201准确地对准车桥法兰100定位对接定位孔101的角度，然后轴向推进实现快速对接。
相比传统的对接方案，本实施例中的车桥法兰100与测试台对接轴200之间的对接由于采用视觉识别位置，因此可以简化测试台对接轴200的设计，并且在车桥性能检测中，尤其是车桥振动噪音测试，避免了弹簧销自身的振动对测试结果的影响。此外，本方案还可以使得对接时间缩减到3-4秒（相比于传统的对接耗时8-20秒），提高生产率5%-15%。
参照附图5所示，同时本实施例还提供一种车桥测试台视觉快速对接方法，其包括以下步骤：
S1、识别车桥法兰端面处的对接定位孔所在的角度；
利用工业相机对车桥法兰端面处的对接定位孔101进行拍照，由于车桥法兰端面处的对接定位孔101所拍照的角度为斜视图像，在车桥法兰上的对接定位孔101端面处安装有十字坐标板，通过将车桥法兰端面处的对接定位孔101所拍照的斜视图像中特征像素点位置和其在十字坐标板上正视图的实际位置作对比，建立斜视图像校正为正视图像的转换算法。
建立车桥法兰的标准参考图像：对每一种车桥的法兰端面在其对接定位孔101位置在设定位置时拍摄正视图，生成一个标准参考图像及标定文件。
在计算车桥法兰端面处的对接定位孔101所在的角度的过程中，通过裁减车桥法兰端面处的对接定位孔101所拍照斜视图像，选取兴趣区域，滤除干扰后，根据校正转换算法将图像转为正视图像。然后根据车桥型号，自动选择标准参考图像及标定文件。以参考图像为目标进行移动和旋转变位，得到对接定位孔101所在的角度位置。
此外，为了提高对接的准确性，还需要对拍摄到的车桥法兰照片中的对接定位孔101尺寸和分布进行分析。具体的，车桥测试台视觉快速对接方法还包括对车桥法兰端面处的对接定位孔101所拍照的图像中的孔径、各孔之间的对称、均布关系进行识别，判断是否符合实际。
S2、控制测试台对接轴旋转，使得测试台对接轴上的对接销与车桥法兰端面上的对接定位孔的角度相对应；
在获得车桥法兰端面上的对接定位孔101的角度后，控制测试台对接轴旋转，使得测试台对接轴上的对接销与车桥法兰端面上的对接定位孔101位置对齐。
S3、轴向移动测试台对接轴，使得测试台对接轴上的对接销对应直接插入到车桥法兰端面处的对接定位孔101中。
由于拍摄现场的照明等干扰，车桥法兰对接定位孔101坐标位置识别，不能绝对排除误算的可能性。因此在PLC控制中，包含了防错、再试的处理方法。根据测试台对接轴推进的目标位置和阻力来判断对接是否成功。测试台对接轴无法前进到指定位置，即对接销和孔无法匹配的情况下，测试台对接轴退回，重新拍摄、计算、对接，或作报警提示。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种车桥测试台视觉快速对接装置，所述车桥测试台视觉快速对接装置应用于车桥法兰与测试台对接轴之间的对接安装，其特征在于，所述车桥测试台视觉快速对接装置包括工业相机、PLC、视觉分析系统以及驱动电机，所述工业相机临近设置在车桥法兰上的对接定位孔端面一侧，用于对车桥法兰上的对接定位孔进行拍照，所述工业相机与所述视觉分析系统通信相连，用于将拍照的图片信息传递至所述视觉分析系统中，所述视觉分析系统与所述PLC通信相连，所述PLC与所述驱动电机相连，用于控制所述驱动电机动作，所述驱动电机与测试台对接轴相连，用于驱动所述测试台对接轴转动。
2.根据权利要求1所述的一种车桥测试台视觉快速对接装置，其特征在于，所述车桥测试台视觉快速对接装置还包括十字坐标板，所述十字坐标板仅在标定时安装在车桥法兰上的对接定位孔端面处。
3.一种车桥测试台视觉快速对接方法，其特征在于，所述车桥测试台视觉快速对接方法基于如上权利要求2所述的车桥测试台视觉快速对接装置进行实施，所述车桥测试台视觉快速对接方法包括：
识别车桥法兰端面处的对接定位孔所在的角度；
控制测试台对接轴旋转，使得测试台对接轴上的对接销与车桥法兰端面上的对接定位孔的角度相对应；
轴向移动测试台对接轴，使得测试台对接轴上的对接销直接插入到车桥法兰端面处的相应对接定位孔中。
4.根据权利要求3所述的一种车桥测试台视觉快速对接方法，其特征在于，在识别车桥法兰端面处的对接定位孔所在的角度过程中，车桥法兰端面处的对接定位孔所拍照的角度为斜视图像，通过转换算法较正为正视图像，所述转换算法通过如下步骤生成，标定时在车桥法兰上的对接定位孔端面处安装有十字坐标板，通过将对其所拍照的斜视图像中特征像素点位置与十字坐标板上的正视图特征像素点位置作对比，建立斜视图像校正为正视图像的转换算法。
5.根据权利要求4所述的一种车桥测试台视觉快速对接方法，其特征在于，建立斜视图像校正为正视图像的转换算法为：对每一种车桥的法兰端面正视图，生成一个标准参考图像及标定文件，算法中根据车桥型号，自动选择参考图像及标定文件。
6.根据权利要求5所述的一种车桥测试台视觉快速对接方法，其特征在于，通过裁减车桥法兰端面处的对接定位孔所拍照的角度为斜视图像，选取兴趣区域，滤除干扰后，以参考图像为目标进行移动和旋转变位，得到对接定位孔所在的角度位置。
7.根据权利要求4所述的一种车桥测试台视觉快速对接方法，其特征在于，所述车桥测试台视觉快速对接方法还包括对车桥法兰端面处的对接定位孔所拍照的图像中的孔径是否在合理区间进行识别，判断各孔之间是否存在对称、均布关系。
8.根据权利要求3所述的一种车桥测试台视觉快速对接方法，其特征在于，所述车桥测试台视觉快速对接方法还包括防错再处理方法，所述防错再处理方法为：根据测试台对接轴推进的目标位置和推进时的阻力来判断测试台对接轴与车桥法兰之间的对接是否成功。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20230523 |