CN201034948Y - 基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置 - Google Patents

基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置 Download PDF

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CN201034948Y CNU2006201553686U CN200620155368U CN201034948Y CN 201034948 Y CN201034948 Y CN 201034948Y CN U2006201553686 U CNU2006201553686 U CN U2006201553686U CN 200620155368 U CN200620155368 U CN 200620155368U CN 201034948 Y CN201034948 Y CN 201034948Y
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Abstract

本实用新型公开了一种基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置,利用PLC控制系统精确控制轮毂的移动、转动以及X光管的移动,PLC控制系统的参数由PC机中的轮毂铸造缺陷检测软件设定。X光拍摄轮毂的各个位置的图像,所述位置由PC机中的轮毂铸造缺陷检测软件设定,轮毂铸造缺陷检测软件通过检测算法自动识别轮毂中的铸造缺陷。检测方法中还可以选择手动、半自动和自动的检测程序。系统精确度高,稳定性好,大大提高了轮毂检测的自动化程度和检测标准的客观性。

Description

基于图像理解的轮毂g缺陷自动检测装置技术领域本实用新型涉及基于图像si?的i6^t^陷自动^^测^a。背景技术图像ai?是从图像中自动提取信息的一门科学,该對斗的基本技术包括图像^^M化、图像 ^:和«可视化。对于开发基«?入图像解释来做出决策的人工智會孫^说图#»是一个重要环节("图^SA?",计tmX程,第29巻第11期,23〜24、 71页,2003年7月)。轮毂又叫轮亂是汽车、摩托车等机动车的重要行使部件。汽车行ifc^呈会产生横向和纵向载荷,同时伴随驱动力矩、制动力矩等,纖需要承受其中相当1^^荷。车繊W"纖的要求 鹏高,主要表现在纵横向振觀求小,失#«和惯鹏也要求小,冈'J蹈雖要求高,总之,动态 稳定性和可靠性要高。纖的结构包括轮辋,纖,辐条三部分,轮辋是指紧贴车胎的部分,纖是指敏糊外层 的部分,辐条^M^It状由f^i接至晚辋的部分。轮辋,纖,辐条直到19鹏抹201^己初才开始舰^tx艺合为一体。机动车的^#在{顿方面有一^#^的要求,首先要质量轻,提高燃料利用率,提高加速性和 制动性;其次要求散热好,高速行驶的机动^&胎与地面«、制动和加速等产生高温,如果散热 不好誠热量累积,容易产生高M^胎,帝恸疲软甚至失灵等,散热好贝何斷氐刹车系统的危险, ^^轮胎的老4t^,以及减小高^^胎和长时刹车高温失灵的几率;另外还可提高减振性,使行 驶平稳性,相应提高驾驶和乘车舰性和安姚。铝、^^f隨的ffe^^J^各方面的性能均比钢$^?,因此,W^^r泛的鹏于lfei^毅中。确保行驶的安全性,是l&^在制^i程中首先要考虑的问题。对于^^金$61^1量检测而言, 樹可一种方法都不能与X射线无损检测相比。由于f&^M异的横断面麟结构,及錢的几何微, x-射线实时检测成为保证g^金ffel^tM量的唯H&择。图f^i?fe^自Wt产品的内部缺陷识别有一定的鹏,主要在于相对于以^^陷为图像的目标而言,变化多样的^f牛结构成为目 丰斜只别过程中鋭多变的图像背景,而从錢图像背景中'R^糊的提取目标的轮廓特征一鼓图像处理^:领域的难题。对显示MSP幕上的x光繊图像,现有駄)iM;Aili^豫陷的识 别,同时进行f&l^t量合格与否的判断。目前尚未公开过专门用于I&IS检测的图像分析系统和与检测设#€件配合的自动控制方法和^m统。
授权公告日为2001年8月30日的实用新型辨UW0 01/23632 A3《自动检测试#^«陷的方 法》(Method for automatically detecting casting defects in a test piece)公开了一种采 用序列图微隙和三维重建技^^测试##^陷的方法,2004年3月3日的中国实用新型锅U CN1140797C《铸件内部缺陷自动分析识别装鼓其分析识别方法》公开了一种基于小波分类技术 的铸件内部缺陷自动分析识别方法及装置,,实用新型均为,生产皿实时的在线铸件内部 缺陷图像分附只别驢及分析识别方法,克服和解决了榭牛质量检测技术雜检察员目臓易疲劳、 准确性差、随机性大、效率低、不可靠等的缺点和问题。f朋脱实用新型都仅仅是铸件图像的自 动识别,尚未涉及包括,在内的^t产品^t检测过程的自动化。授权公告日为2003年10月16日的实用新型专利W0 2003/085416 A3《^自动检测机构》 (Machinery automatic inspection of wheels)公开了一种$^自动检测»构设计方法,但该实用新型只,了«自动检测的,,未涉及,自动检测过程中所«的基于图«^的智能识别系统与^雜机构控制系粒间的妊通信和机构动作控制方法。实用新型内容本实用新型的目的是针对轮毂的产品质量检测«—种基于图像自的轮毂铸造缺陷自动检 测装置。实现实用新型技术方案如下: 一种基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置,所述自动检 测装置包括繊工##检区、对中和工件外形采集区、检测区、不合格品标记区和检测工《粉 类区;所述自动检测装装置包括一个PLC控制系统,且需配合PC机端的轮毂铸造缺陷检测软件一 起舰所述轮毂工件待检区包括一个电机、 一个機带和一个光电开关;所述对中和工件外形采集区包鄉房入口门、 一竹缸、 一斜专送带、两个电机,戶脱电 机一个用于控制铅房入口门的开闭, 一个用于控制4雜带;还包括两个CCD传麟,戶腿CCD传感器一个用于识别,高度,另一个用于识别轮毂直径,还包括两个光电开关, 一个用于确定,已iiSA该区,另一个用于确定纖已至U达铅房入口门处;臓检测区包括两个光电开关、七个电机、两剝幾带、 一个可旋转的X光机,臓光电开关 一个用于检测起点位,另一个用于检测区的控制;臓电机分别为检测4锁带左工作电机、检测传 送带右工作电机、翻麟带左侧左右电机、检测麟带右侧左右电机、C型臂旋转电机、C型臂 上下移动电机、起点定位传送带电机;0M传送带一个用于工件检测起点定位,另一个用于工件检 测控触臓不合格品标记区包括铅房出口门、两个光电开关、两个电机、 一斜幾带,所述光电开关
一个用于检测是否有工件由检测区iax不合格品标记区,另一个用于检测是否有工件由不合格品标记区i4A检测工ft^类区,戶脱电机一个用于控制銜己区《雜带,另一个用^^房出口门开闭控制;臓检测工微类区包括- 一剝锁带、 一个电机、 一个光电开关; 1^测过程中,检测^S的各部件的控制关系如下:pc机首先检测对中和工f^卜型iyg采集区有无待检工件,如有,启动对中区传送带电机,鹏对中区的两个光电开关,待检区光电开关工作,此时工件对中区传送带电»工##检区传送带电 机停ihX作;M中区用于确定,已至腿铅房入口门处的光电开^M^后,气缸和铅房入口门的 开闭控制电机启动,打Jfl&房入口门,延时20秒,待I^AX光检测区后)I^^房入口门关闭, 然后气缸和铅房入口门开闭控制电机停止工作;在气缸启动的同时,启动对中区高度识别CCD和 对中区直径识别CCD,拍摄,的高度和直径,并将待检,的外型特征图像信号皿给PC机进 行,的型号识别和匹配、;如果检测至树中和工b卜型娜采集区没有工件,贝喧接启动对中区高度识别CCD和对中区 直径识别CCD,准备拍摄由工件待检区MilXf條检区4雜MA至树中和工件外Ml^g采集区的 此时工fHt检区^t带电Kl^工件对中区4锁带电机,以及待检区光电开关^:于工作状态, 在工件由待检区aAXfW型娜采集区后,角,中区用于确定纖已到达铅房入口门处的光电 开关,启动气缸和铅房入口门开闭控制电机,打?f^房入口门,延时20秒,待2^aAX光^tJ 区后将铅房入口门关闭,然后气缸停ihi:作;在气缸启动的同时,启动对中区高度i湖ij CCD和对 中区直径识别CCD,拍摄,的高度和直径,荆^检,的外型特征图像信号^PC机进行轮 毂的型号识别和匹配;纖誠了在工#^卜3«采集区的各动作以后,由对中区传送带将lfe^传趟检测区;检测4趙带右侧左右电禾脚检测传送带左侧左右电机分别做正反向启动,按照f^i:径匹配的信息,调整左右同时夹住工件进行4雜的4链带中心距离,即4赃右〗趙带做同向超巨;并启动起点定位传 送带电机,触发检测起点{就电开关,对纖的起点进行定位,控帝^^MX光源中心的衍呈;检 领!l传送带右侧左右电,检测传送带左侧左右电机再同时做正启动,调銜雜带的中心点位置,完 成后即停止;当總由工件检测起点定位传送带传送至工件检测控制区传送带,检测传送带右顶咗右电机 和检泖H键带左侧左右电机再次分别做正反启动,调^M纖的间距,随后检测储带右工作电IWQ检测W雜带左工作电机同时做正启动,使检测传送带雜?fel^tSiJX光源的中'iMi置,按照 PC机f^^的拍摄要求,如果,需要旋转,贝啦测传送带右工作电概口检测传送带ii作电机分别做正反启动,即两电机同时做反向歩进,这样可以夹住$61^是转一个角度,旋转角度为0〜360。, 具体旋转角度在2^^«陷检测软件中设定;在完^l^的錢变化以后, 一般需要对纖分别
进行正面和侧面的拍摄,这时PC机将发出指令,启动X光机的C型臂旋转电机调整X光机的角度, X光机的角度的旋转范围为0〜60° ,然后启动C型臂上下移动电机,调整X光的照Jf距离,在X光源的每一个照射点,都需要调m^的位置,这时主要j^t^s行旋转,使x光可以a^到轮 毂的每1分,重复战动作,即检测4锁带右工作电柳检测传送带紅作电机分别做正反启动, 两电机同时!贩向^a, »$6«1虔转一个角度; ?^拍iBi程中,由pct腿行检测软件,对f&^a行内部缺陷的自动识别。f^有需要拍摄的位置,拍摄完以后,C型臂旋转电机和C型臂上下移动电机^复位动作;pc机誠自动识别以后,启动铅房出口门开闭控制电tiyt^房出口门打开,同时将检测W锁 带右工作电in^p检测皿带左工作电机做正向启动,将^iiJ完的2^iM铅房出口门处,触发检测区光电开关,同时启动标记区传送带电机,角拨^E区光电开关,铅房出口门开闭控制电机将铅房出口门矢七,停止检测ft^带右工作电机和检测f^带5n:作电机的工作;在不合格品^ia区将不 合格品进行feia,然后利用不合格工件*祝区1链带将已检测的产品超已检测工#^类区,厳丰^HB区光电开关,通知对中和工f^卜MM采集区f^下一个ffe^检测的准备;启动分类区^t带电机利用工〗條检区4锁带将已检测的3^MM产品分类处;触发分类区光电开关,通知分类区传送带电机和硫区概带电机停ihl作。用PLC控制系统精确控制纖的移动、糊以及X光机的糊,戶脱PLC控制系统的参数由PC 机中的!6^t缺陷检测软件设定,旋转x光机拍摄纖的^^位置的图像,m^錢由pc机中的^i^tw包检测软件设定,m图像由ffei^^陷检测软件里内嵌的,内部缺陷图像分析和识别辦自动识别^^陷;0M纖内部缺陷图像分丰iHR别!i^括下述步骤:a)从示例库中读出示例文件,,;(2) 读入在线检测产品图像进行图像预鹏,检査是否有对应的典型图例;(3) 如果没有找到典型图例,则设置分区織并设置检测織;如果找到典型图例,贝吸示例 库中读入相应的参数;(4) 按设定#«吩图像区域,根据己有参鹏行图像匹配,输出检测结果;(5) 如果所检测的|^于能明确判«陷的典型图例,贝鹏该纖的图像处理#«图像存 入图例库,以扩大典型图像的样本库;(6) 结^i^段;所述基于图像aM的f6i^,陷自动检测装置可选用自动模式、半自动m和手动模式,具体可在^fel^t^陷检测软件中选择;皿自动模式的工作过程如下-(al)控帝X雜带,将f&^lAX光拍摄区;(a2)检测用户是否发出任何指示,如有,则结束自动检测线程,回到PC机的主界面;如果没有,则自动执行下一步骤;(a3)自动检测纖是否BiaA拍摄区,没有iSA则返回步骤(a2),直到I6I^A拍摄区才 执行下一步骤;(a4)读入拍樹iS和?熵要求,荆刀始化当前隨和?爐;(a5)判断当前的位置与X光机角度是否匹配,如不匹配,调整X光机角度与当前皿匹配; 如已匹,了,贝U执行下一步骤;(a6)判断当前拍摄7,是否BiiiU要求,如没有,执《,骤(a7),如达到,执»骤(a8);(a7)控制传送带糊纖,在下一个位魏续拍摄,然后执微骤(a9);(a8)如拍摄7MtBii到要求,贝IJ糊X光机的角度,再由^ii带配^^,, ^fe^的 不同{體可以被^5拍到;(a9)在X光机拍摄的同时,PC机读入别象并由l6f^t^陷检测软件进行分析^m同时 检测用户有没有手动发出干预指令,如有,结束自动线程,回到PC机的主界面;(a10) ffe^^纖陷检测软件自动判断l^^测的^^品是否合格,如发现不合格,贝赂产 品归入不合,;(all)判断纖的所有健是否魏拍完了,如未拍完,贝鹏断7娥计難是否超IJ设定值, 如果超股定值,贝U衞ig计数器加l, 7微计数器置0;如果未超IJ设定值,则7«计数器加1; 返回步骤(a6)继^t测;如已拍摄完毕,贝鹏产品归入合格品类,返回至步骤(al),进行下一个 纖的拍摄;臓半自动模式的工作过程如下:(bl)控带H,带,将?fel^tAX光拍摄区;(b2)检测用户是否发出ttMJ际,如有,贝IJ结束自动检测離,回到PC机的主界面;如果 没有,贝咱动执行下一步骤;(b3)自动检测f6^是否BiftA拍摄区,没有fflA则返回步骤(b2),直麥MlgaA拍摄区才 执行下一步骤;(b4)读入拍衞體和微要求,并初始化当謝體和織;(b5)判断当前的位置与X光机角度是否匹配,如不匹配,调整X^l角度与当前皿匹配; 如已匹配好了,则#11亍下一步骤;(b6)判断当前拍摄7Mc是否Bii5腰求,如没有,执对涉骤(b7),如达到,抛涉骤(b8);(b7)控制微带糊,,在下一个位置继续拍摄,然后执微骤(b9);(b8)如拍撒微B^腰求,贝U糊X光机的角度,再由4键带配合糊纖,^f&^的不同{體可以被顿拍到;(b9)在X光机拍摄的同时,PC机读入图像并由ffe^it^陷检测软件进行分析处理,同时检测用户是否手动发出干预指令,如有,结束自动线程,回到PC机的主界面;(b10)如果没有检测妾,户的干预指令,f^^陷检测软件自动判断,测的,产品 是否合格,如发现不合格,将分析结果显示于主界面,这时主界面处于等待用户^^状态; (bll)用户可肖餘出如下4种指令:——1)直接发出停止lfe^t测的^,结束半自动检测,,,止禾聘的运行;~~2)发出将产品归入合格品内的指示,将被检测产品归入合格品内;然后重复步骤(bl) 至(bll),使下一个2^itA半自动检柳鹏一"3)发出将产品归入不合格品内的指示,将被检测产品归入不合格品内;然后重复步骤(bl) 至(bll),使下一个f^SA半自动检测,;~"4)发出"下Hi图像"的指令,由PC机判断是否誠了顿拍摄?娥,如果是,贝喧接等待用户^,返回步骤(bii);如果没有拍完,的所有^e,返回步骤(b6), ms,的,位置都已拍摄完毕,用户发出结束半自动检测线程的指令; 臓手动模式的工作过程如下-(Cl)控制麟带,将f&lg^AX光拍摄区;(c2)设定拍摄皿和7M[,初始化当前^g和7Mf;(c3)判断当前的健与X光机角度是否匹配,如不匹配,调整X辦几角度与当前艘匹配; 如己匹配好了,则执行下一步骤;(c4)根据屏幕显示位置和拍摄?娥计数值,判断当前拍摄次数是否已超腰求,如没有, 执行步骤(c5),如避lj,执《涉骤(c6); '(c5)控制微带糊纖,在下一个位置继续拍摄,然后执蹄骤(c7);(c6)如拍摄?,BiiS腰求,贝IJ,X光机的角度,再由#^带配合„, ^6#的 不同lifi可以被^P拍到;(c7)在X光机拍摄的同时,PC机读入图像并由ffeimm陷检测软件进行分析处理,并将 产品是否,顿量要求的结果显示,幕上;(c8)再由用户判断被检测的,缺陷是否^1质量标准,如认为不合格,则由用户将产品 归入不合麟(c9) !^造缺陷检测软件继续判断,的所有位置是否,拍完了,如未拍完,则判断 ?爐计算器是否超敝定值,如果超敝定值,则離置计数器加l, ?娥计数器置0;如果未超lj 设定值,则?«计数器加1;返回步骤(c4)继^t测;如已拍摄完毕,贝lj将产品显示为合格品, 并由用户最辩嘶产品是否合格,由AI控制产品归类;禾辨返回至步骤(cl),辦下一个纖的 拍摄。与现有技,比,本实用新型具有如下技术优点:(1) 本实用新型鹏了一种自动控制纖与x光源相对{體和拍摄7熵的控制方法和控带展置,它使现有检测系统得至厳高的提升,^ffe^检测实现^i自动化;(2) 本实用新型Mt乓的PC机智能系统与PLC控制系统的通f訪法和控繊聘,还为翻全面 获得,M方位、M部分最少的X光图像^了^保证。(3) 本实用新型鄉的自动图像分附只别方法和系统, 一方面可以将用户从繁重的目检中解脱 出来,MK人的劳动3艘,另一方面保证了质量检测的客观性,由计穀/U^统一的检测标准和 相同的算法对产品进行检测,避免了人工目测的妇见性和随机性;(4) 本实用新型提供的图像分析M系统的另一,点是倉嫩使缺陷识别的M率超IJ 95%以上。(5) 本实用新型的系统和方法可以4顿户利用计穀几自动i賜啦柳远禾ig制的方法适当远离 ffe^检测时高达160KV的强X光源,为人体的Mit保障鹏了一种科学的^:措施。附图简介图1是表示本实用新型的总体工作淑呈图; 图2是PC机智會孫统软件总淑呈图; 图3是本实用新型传动机构的位置示意图; 图4是图3的A向示意图。图5是本实用新型自动检测駄下传动机构的控制繊图;图6本实用新型的自动检测流程亂图7本实用新型的手动检测^ff呈图;图8本实用新型的半自动检测流程图。图9是纖内部缺陷自动分析和识别方法的、繊图;具体实施方式本实用新型基于图ftS^的f&l^缺陷自动检测装置,,软硬件结合的方法实现,既可以 检测表面缺陷,也可以检测内部缺陷。软件部分^S用计mJl用Fortran棘C语言编写而成。下面i!51附图对本实用新型进fi^细介绍。fetbS该说明的是附图中的^t和尺寸iXffl^l?释 更清楚,鹏師以表示严格的比例絲。图1是本实用新型装置的总体工作繊图。装置中设有紧急停机按钮,翻电源后如需紧急停
机,可按紧急停机鄉切断电源。正常时工作过程如下:(1) ,电源,启动设备。(2) PLC控制系鄉行硬件自检,同时PC机的$^^陷检测软件进行初始化即参鶴零 和复位。如Mft—处出现故障,都进行报警显示,待Al排除故障后再Mif开始步骤(1);如果未 出现故障,贝U执斗涉骤(3)。(3) 检S^屏,内有紅件(即纖),如果铅房内没有工件,贝舰fi^骤(4);如果铅房 内有工件,则PLC^S制系统将工件退出的门2打开,并启动#^电»工件,待检测区,复^ 执行步骤(4)。(4) 开启X光机,PC机出現注界面显示,进入操作等待阶段,用户可选择自动、手动或半自 动,软件中也可设置一僧省的操《條式。(5) 纖的检测禾號重复运行,鼓赎收到停止命令为止。(6) 退出f&l^t^陷检测软件系统。(7) 切断电源。图2是PC tilffel^t^P色检测软件总、淑呈图。在PC IfLb本实用新型f&i^t^陷检测软件 工作如下:(1) 检测硬件是否,,不存在即自动终止软件运行并关闭软件。这是本实用新型中软件的 加密设计,在不与硬件协同工作的环境中,拷贝的软件不倉隨行。在检测到硬件雜以后,执行下一步。(2) 传送硬件自检命令荆刀始化软件系统。这时PC机界面等待以下各鹏作:休B赚式时可 读入S^中的图像进行各种处理,改变相应的各种参数;自动等待模式时,可以调节图像参数,改 变电机参数,可以控制4锁带,改变X光机角度,输入输出2^#|^^作。(3) 按动启动^ffljg,启动自^作控制。(4) 判断是否第一次启动,如果是,打开X光机,启动传送带,将^6^it入X光拍摄区.读入 总拍摄位置、总拍摄次数的参数;初始化当前位置和拍摄7娥織。判断麟已^A与否,如未进入,继,待,如eat入,判断当前位置与x光机角度是否匹配,如不匹配,调整x光机角度使之与当前隨匹配,然后进行x光拍摄。当需要拍摄的7M^没有拍完,贝啦希,送带^^换一个 拍摄{體,如果己誠预定的拍摄7娥,便糊x光机的角度,继娜纖的不同錢拍摄完毕。 (5)计鋭几读入图像,将图像存储在计糊的内存上,再根据已设定的图像参数,进行图像 处理,识别图像中的缺陷,并判断该图缺陷是否^31M量标准,如舰,则该纖为不合格品。$&«检测的缺省状态为手动检测模式,这种检测模式中的系统参数,$^—个检测位置以
及缺陷是否舰标准等,均由AI判断。也可选择半自动赫自动检测模式,如选择半自动,贝啦观院,iat当前相关,,例如皿与7,参数,回到主界面等待一g动操作的干预,例如判 «陷是否超标,产品是否合,。(6)如选择自动,系统则自动判断产品合格与否,合格了则由控制系统自动将产品归入合格品类,否则归入不合麟。在一个$&#检测完毕之后,自动检测禾M^对后续相同型号的纖无需重 新设置参数,将自动重复,各检测模式即可^g续产品的检测。如果待检,与前一个所检轮,号不同,贝赃启动手动、半自动或自动检测模式中的任一之前,sif^置检测錄,选#^测 模式,在开始检测。图3是本实用新型传动机构的位置示意图,^^设备被分为5个区:1区为$&«##检区;2区为对中和工#^卜^«釆集区;3区为1t测区;4区为不合格品^HB区;5区为已检测工#^类区。纖ftit^制系统^M^测纖按由1区至5区的W^it。工作过程^Mii針区内的电机 胸传送带,将工件由1区最终趙U 5区。以下是图3中^(t码的注解。 101:工##检区{,带 102:待检区光电开关 103:工條检区储带电机 201:对中区#^带 202:对中区光电开关l 203:对中区光电开关2204:对中区離带电机205 : 208开闭控制电机 206:对中区直径识别CCD 207:对中区高度识别CCD 208:铅房入口门301:工件检测起点定位4键带 302:工件检测控制区传送带
303:检测起点位光电开关304:检测区光电开关305:检测传送带&X作电机306:检测传送带右工作电机307:检测传送带左侧左右电机308:检测传送带右侧左右电机309: C型臂旋转电机310: C型臂上下移动电机 311:起点定位传送带电机312: X舰401:不合格工件硫区储带402: fei己区光电开关l403: ^i己区光电开关2 404:新己区储带电机405 : 406开闭控制电机 406:铅房出口门501:工fHt检区传送带 502:分类区光电开关 503:分类区維带电机图4是图3的A向示意图,用于示出C型臂的皿和电机305、 306、 307、 307、 309和310的位置。工件具体的ftit和动,制见图5。图5是自动检测模式下传动机构的控制流程图。图中标号前的大写字母所标的意义如下:M _电机;K—光电开关;S—CCD传感器。图中所有大写字母柳于帮助理解,其器件由数字标号 ^^。首先PC机检测对中和工j妙卜型M采集区2区有无待检工件,如有,启动工件对中区l锁带电机204,触发对中区光电开关202和对中区光电开关203后,待检区光电开关102工作,此时工 件对中区4锁带电机204和工##检区4锁带电机103停ihl作。«中区光电开关203触发后, 气缸209和208开闭控制电机205启动,打飛S房入口门208,延时20秒,待2^4入X光检测区 3区后将208关闭,然后气缸209和208开闭控制电机205停止工作。在气缸209启动的同时,启 动对中区高度识别CCD207和对中区直径识别CCD206,拍^6I5的高度和直径,并,检,的 夕卜型特征图像信号gpc ma行,的型号识另,匹配。如果检测到对中和工#^卜^«采集区2区没有工件,贝值接将对中区高度i湖U CCD207和对 中区直径识别CCD206启动,准«摄由工##检区1区Mii0條检区^^带101総l树中和 工#^卜型翻釆集区2区的纖。这时工fH寺检EX链带电机103和工件对中SX键带电机204, 以及待检区光电开关102都处于工作状态,在工件由待检区1区3SAlf种卜M^雜区2区后, 触a^中区光电开关203,启动气缸209和208开闭控制电机205,打,房入口门208,延时20 秒,待轮^SAX光检测区3区后)l^fi房入口门208关闭,然后气缸209停ihX作。在气缸209启 动的同时,启动对中区高度识别CCD207和对中区直径识别CCD206,拍摄,的高度和直径,并 4條检纖的外型特征图像信号微PC禾腿行纖的型号识别和匹配。^#誠了在工#^卜3»采集区2区的各动作以后,由对中区4雜带201将$^#传送至检测 区3区。检测传送带右侧左右电机308和检测j键带左侧左右电机307分别做正反向启动,按照轮 sa径匹配的信息,调整左右同时夹住工件进行传送的4键带中心距离,即使左右j键带做同向定 距。并启动起点定位^錢带电机311,触发检测起点位光电开关303,对纖的起点进行定位,控制 MM X光源中心的fi^。检须M键带右侧左右电机308和检领!M键带左侧左右电机307再同时做 正启动,调樹专送带的中心点位置,完鹏即停止。当纖由工件检测起点定位传送带301传超工件检测控制区传送带302,检测《键带右侧左 右电机308和检领M錢带左侧左右电机307再次分别做正反启动,调數紧,的间距,随后检测 4链带右工作电机306和检测传送带紅作电机305同时做正启动,使检测4锁带雜ffe^iiii到 X光源的中'lM體,按照PC机指示的拍摄要求,如果f6^S要旋转,贝啦测传送带右工作电机306 和检测传送带左工作电机305分别做正反启动,即两电机同时做反向频,这样可以雑ffe^^转 一个角度,旋转角度范围为0〜36(T ,具体旋转角度在ffel^t缺陷检测软件中设定,例如30。或 45°。在完^^的位置变化以后, 一般需要对^IS分别进行正面和顶腼的拍摄,这时PC机将发 出指令,启动X光机312的C型臂旋转电机309调整X光的角度,X光机的角度的旋转范围为0〜 60° ,例如30° ,然后启动C型臂上下移动电机310,调整X光的照谢距离,例如X光M工件25cm。 同粘X光源的每一个照谢点,都需要调^#的位置,这时主要魏2^ft行旋转,使X光可以 ,到纖的每1分,这时,重^J^动作,即检领M雜带右工作电机306和检测麟带左工作 电机305分别做正反启动,两电机同时做反向織,夹住ffel^定转一賴度。IWf有需要拍摄的位置铺拍摄完以后,PC丰iUt行检测算法,对^sa行内部缺陷的自动识 别,这时,C型臂旋转电机309和C型臂上下移动电机310^复位动作。PC机誠自动识别以后,启动406开闭控制电机405)^&房出口门406打开,同时将检测传送 带右工作电机306和检观M锁带紅作电机305做正向启动,将检测完的ffel^S铅房出口门406
处,ME检测区光电开关304,同时启动标己区〗娥带电机404, M^琉区光电开关403, 406开 闭控制电机405将铅房出口门406 ^±,停止检测传送带右工作电机306和检测^t带^T作电机 305的工作。在不合格品*琉区4区将不合格品进行l说,然后利用不合格工件t琉区传送带401 将已检测的产品超已检测工ft^类区5区,敝t祝区光电开关402,通知对中和工ft^卜型繊 采集区2区做好下一个ffe^^测的准备。启动分类区传送带电机503利用工##检区传送带501将 已检测的l^ii至产品分类处。鹏分类区光电开关502,通知分类区4键带电机503和^iB区传 送带电机404停ihX作。图6本实用新型的自动检测i^呈图。如图1所示,当在PCffeiS^微陷检测软件界面J^择 了自动模式,• X光f^测系统则开^aX全自动检测状态。全自动检测状态的执ffil程如下-(al)控制传送带,将I^MAX光拍摄区;(a2)检测用户是否发出ttM标,如有,则结束自动检测^^呈,回到PC机的主界面;如果 没有,则自动执行下一步骤;(a3)自动检泖M^否BiitA拍摄区,没有进入则返回步骤(a2),彭iJlfelStA拍摄区才 执行下一步骤;(a4)读入拍摄位置和7M[要求,^^刀始化当前^S和7微;(a5)判断当前的錢与X光机角度是否匹配,如不匹配,调整X光机角度与当前腿匹配; 如已匹配好了,则执行下一步骤;(a6)判断当前拍摄次数是否Bii5腰求,如没有,执《涉骤(a7),如超lj,抛涉骤(a8);(a7)控制储带線繊,在下一个位難续拍摄,然后执行步骤(a9);(a8)如拍摄7,Bii5腰求,贝IJ,X光机的角度,再由fl^带配合i^J,, {^#的 不同位置可以被,拍到;(a9)在X光机拍摄的同时,PC机读入图像并由f&I^W陷检测软件进行分析处理,同时 检测用户有没有手动发出干预指令,如有,结束自动线程,回到PC机的主界面;(a10) ^#^«陷检测软件自动判断被检测的$^品是否合格,如发现不合格,贝鹏产 品归入不合M;(all)判断轮毂的所剤缝是否顿拍完了,如未拍完,贝鹏断7娥计^^是否达至殿定值, 如果超敝定值,则^a计数器加l, !^C计数器置0;如果未超lj设定值,则?«计数器加1; 返回步骤(a6)继纟Mi!);如已拍摄完毕,贝鹏产品归入合格品类,返回至步骤(al),进行下一个 纖的拍摄。图7本实用新型的手动检须iMI呈图。当PC系统界面J^择了手动献,齡X光lfe^检测系统则开^aAAx刊即手动检测状态。手动检测状态的执fflmi下:
(Cl)控带H雜带,将ffe!S^A X光拍摄区;(c2)设定拍^fiS和?,,初始化当前^*和7«;(C3)判断当前的艘与X光机角度是否匹配,如不匹配,调整X光机角度与当前隨匹配; 如已匹配好了,贝IJ执行下一步骤;(c4)根据屏幕显示位置和拍摄次数计数值,判断当前拍摄次数是否已超U要求,如没有, 执行步骤(c5),如翻,执蹄骤(c6);(c5)控制4锁带糊總,在下一个位«^拍摄,然后执斗涉骤(c7);(c6)如拍撒MfBii到要求,贝啭动X光丰几的角度,再由{雜带1£合糊», ^ffe^的 不同健可以被顿拍到;(c7)在X光机拍摄的同时,PC机读入图像并由f&l^t^陷检测软件进行分析鹏,并将产品是否,顿量要求的结果显示»幕上;(c8)再由用户判断被检测的ffel^陷是否超过质量标准,如认为不合格,则由用户将产品 归入不合麟(c9) f^造缺陷检测软件继续判断,的所有位置是否全部拍完了,如未拍完,则判断 7娥计微是否超敝定值,如果超敝定值,贝讽#{立置计数^1加1, 7微计数器置0;如果未超!J 设定值,则7娥计数器加1;返回步骤(C4)继纟^^测;如已拍摄完毕,贝鹏产品显示为合格品, 并由用户最^l慨产品是否合格,由AX控制产品归类;g^返回至步骤(cl),等待下一个纖的 拍摄。图8是本实用新型的半自动检测漸呈图。当PC系统界面i^择了半自^式,整个X光轮i^测系统则开^A部分Ax千预即半自动检测状态。半自动检测状态W^fiia如下:(bl)控制4锁带,将f&i^AX光拍摄区;(b2)检测用户是否发制琉指示,如有,贝U结束自动检测離,回到PC机的主界面;如果没有,则自动执行下一步骤;(b3)自动检测,是否B3S入拍摄区,没有iftA则返回步骤(b2),直到2^SA拍摄区才执行下一步骤;(b4)读入拍摄位置和?M要求,^4刀始化当前^3和7«;(b5)判断当前的位置与X光机角度是否匹配,如不匹配,调整X光机角度与当前位置匹配; 如已匹B5好了,贝U执行下一步骤;(b6)判断当前拍摄7娥是否S3ii腰求,如没有,执才涉骤(b7),如超U,执斗涉骤(b8);(b7)控制传送带糊纖,在下一个位置继续拍摄,然后执蹄骤(b9);(b8)如拍摄次数已超腰求,贝U^X光机的角度,再由4雜带配合„, {^&#的
不同^e可以被,拍到;(b9)在XMl拍摄的同时,pc机读入图像并由l^it^陷检测软件进行分析鹏,同时检测用户是否手动发出干预指令,如有,结束自动^f呈,回到pc机的主界面;(b10)如果没有检测到用户的干预指令,f&^t^陷检测软件自动判断被检测的i^品是否合格,如发现不合格,将分析结果显示于主界面,这时主界面处于等待用户Jg^状态; (bll)用户可育餘出如下4种指令:——1)直接发出停止2^t测的标,结束半自动检测缀呈,荆亭止禾骄的运行;^2)发出将产品归入合格品内的指示,将被检测产品归入合格品内;然后重复步骤(bl) 至(bll),使下一个I^4A半自动检测,;~~3)发出将产品归入不合格品内的指示,«^测产品归入不合格品内;然后重复步骤(bl) 至(bll),使下一个lfelSaA半自动检测旨;^4)发出"下一幅图像"的指令,由pc机判断是否完成了^t5拍摄7Mt如果是,贝喧接等待用户驗,返回步骤(bii);如果没有拍完纖的所有位置,返回步骤(b6), ;tM纖的顿位置都已拍摄完毕,用户发出结束半自动检测线程的指令。图9是纖内部缺陷自动分析和识别方法以縣统鹏方法的、淑呈图。由于I^M量检测主要 依据预先存入PC机的存储器内的,可能出现的各种分类缺陷图《斜晰M^的数,征库,不 用人眼分析,直接用计對鹏在线获得的产品图像进行处理,以使自动分析系统可以ffl31相对简单 的数字运算完鹏式匹配与识别。^^先从示例库中读出示例文件参数,再读入在线检测产品图像进行图像预处理,检査是否有对应的典型图例。如果找到典型图例,则从示例库中读Affi应的織,按设定参縱吩图像区域,根据己有参iwa行检测,输出检测结果。如果^M3i与典型图例匹, 测能明确判«陷的图形,g卩是可由典型图例缺陷的特征,,例如缺陷面积、面积周长比等,明 确地判别所,品合格与否的缺陷图形,贝鹏^i[和图像存入图例库,以扩大典型图像的样本库。 如果不是,贝喧接结新辨。在图例检査阶段,如果没有找到典型图例,贝殿置分区織并设置检 测参数。

Claims (1)

1、一种基于图像理解的轮毂铸造缺陷自动检测装置,其特征在于:所述自动检测装置包括轮毂工件待检区、对中和工件外型数据采集区、检测区、不合格品标记区和检测工件分类区;所述自动检测装置还包括一个PLC控制系统; 所述轮毂工件待检区包括一个电机、一个传送带和一个光电开关; 所述对中和工件外型数据采集区包括铅房入口门、一个气缸、一条传送带、一个用于控制铅房入口门开闭的电机及一个用于控制传送带的电机、一个用于识别轮毂高度的CCD传感器及一个用于识别轮毂直径的CCD传感器、一个用于确定轮毂已进入该区的光电开关及一个用于确定轮毂已到达铅房入口门处的光电开关; 所述检测区包括可旋转的X光机、用于检测起点位的光电开关、用于控制检测区的光电开关、检测传送带左工作电机、检测传送带右工作电机、检测传送带左侧左右电机、检测传送带右侧左右电机、C型臂旋转电机、C型臂上下移动电机、起点定位传送带电机、用于工件检测起点定位的传送带、用于工件检测控制的传送带; 所述不合格品标记区包括铅房出口门、传送带、用于检测是否有工件由检测区进入不合格品标记区的光电开关、用于检测是否有工件由不合格品标记区进入检测工件分类区的光电开关、用于控制标记区传送带的电机、用于铅房出口门开闭控制的电机; 所述检测工件分类区包括:一条传送带、一个电机、一个光电开关。
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