CN207081666U - 一种基于机器视觉的拉链检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动化程度高、检测缺陷类型更加全面、通用性强的基于机器视觉的拉链检测装置。本实用新型一种基于机器视觉的拉链缺陷通用型检测装置，包括上位机，以及分别与所述的上位机连接且呈依次设置的上料单元、视觉单元、切断单元、排料单元，还包括用于嵌入被测拉链的拉链夹具；所述的视觉单元包括分别设置于所述的拉链夹具的正反两侧的第一相机和第二相机；所述的切断单元包括切分机构和传送机构，所述的传送机构用于移动被测拉链，所述的切分机构用于裁切拉链。

Description

一种基于机器视觉的拉链检测装置

技术领域

本实用新型涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的拉链检测装置。

背景技术

随着服装行业快速发展，拉链已经日趋应用广泛。针对拉链生产企业，生产出的拉链，常包括以下主要缺陷：

1)方块、插销、止上有无；

2)插销和止上是否到位；

3)生产出同一批样品中，混有其他类型拉头和拉片；

4)生产出同一批样品中，混有需要在方块、拉片和拉头上打印错误或没有字母；

目前这些缺陷检测，主要是靠检测员肉眼检测，这存在检测速度低、稳定性不好。机器视觉具有检测的客观性、快速性、无损性、高效率性，更加适用于拉链在线检测。国内外虽有一些基于机器视觉的检测装备，但是存在检测方法不具备通用性，只能适用于特定拉链颜色的场合，不能满足各种拉链颜色通用性检测，无疑增加生产企业成本和使用不方便。

经文献检索，专利申请号CN201110403900.7的《一种基于机器视觉的拉链金属链牙缺陷检测方法》利用直方图和阈值分割对拉链齿牙检测检测，“利用由送料机构、物料位置传感器、图像传感器、步进电机/伺服电机、灯箱、传送皮带、分拣机构、不锈钢拉链夹具、控制器和控制系统构成的检测装置进行检测，待检测拉链经送料机构送到检测装置的皮带平台上，经物料位置传感器检测定位，启动图像传感器，获取拉链图像，然后将图像传输至控制系统，控制系统对图像进行处理，根据处理的结果与判别标准比较，判断拉链是否存在缺陷。”该方法只能满足特定缺陷的检测，不能满足其他缺陷指标检测，通用性不强。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述背景技术中存在的问题，提供一种自动化程度高、检测缺陷类型更加全面、通用性强的基于机器视觉的拉链检测装置。

本实用新型采用了以下技术方案：

本实用新型一种基于机器视觉的拉链缺陷通用型检测装置，包括上位机，以及分别与所述的上位机连接且呈依次设置的上料单元、视觉单元、切断单元、排料单元，还包括用于嵌入被测拉链的拉链夹具；所述的视觉单元包括分别设置于所述的拉链夹具的正反两侧的第一相机和第二相机；所述的切断单元包括切分机构和传送机构，所述的传送机构用于移动被测拉链，所述的切分机构用于裁切拉链。

作为优选，所述的上料单元与所述的视觉单元之间设置传感器。更具体地，所述的传感器为金属传感器，用于检测被测拉链的金属拉头，感应更加精准，用于结合所述的视觉单元进行拍摄拉链图像。

作为优选，所述的视觉单元包括第一同轴光源和第二同轴光源，所述的第一同轴光源设于所述的拉链夹具的第一相机侧，所述的第二同轴光源设于所述的拉链夹具的第二相机侧。

作为优选，所述的第一同轴光源为红外光源，所述的第二同轴光源为白色光源。

作为优选，所述的第一相机和/或第二相机为面阵相机。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型可以在一台设备上，检测多种不同缺陷，而目前设备只能检测特定缺陷指标。

2)将高强度单一的工作交由机器完成，降低了因主观因素带来的漏检和误检。

3)本实用新型融入模块化思想，将一条拉链拆分成多个不同组件，将不同组件轮廓保存作为模板，可以实现方块、插销、止上、链齿、布带不同颜色时，都能够检测；

4)本实用新型可以为不同拉链检测与切断设备实现模板共享，即根据一台设备做好轮廓模板和工程上传至上位机，其他设备可以下载轮廓模板和工程，进行检测。具有较强的实用价值和广阔的商业前景。

附图说明

图1是本实用新型一种基于机器视觉的拉链缺陷通用型检测装置的结构示意图。

图2是本实用新型检测插销和链齿是否到位的流程图。

图3是本实用新型检测止上和链齿是否到位的流程图。

图4是本实用新型被测拉链的示意图。

1、被测拉链，2、拉链夹具，3、第一相机，4、第一同轴光源，5、第二同轴光源，6、第二相机，7、传感器，8、切分机构，9、传送机构，Z1、插销上，Z2、插销下，Z3、方块， Z4、上止上，Z5、上止下，Z6、链齿上，Z7、链齿下。

具体实施方式

以下结合说明书附图，对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于以下实施例。

本发明包括上位机，以及分别与所述的上位机连接且呈依次设置的上料单元、视觉单元、切断单元、排料单元，还包括用于嵌入被测拉链1的拉链夹具2；所述的视觉单元包括分别设置于所述的拉链夹具2的正反两侧的第一相机3和第二相机6；所述的切断单元包括切分机构8和传送机构9，所述的传送机构9用于移动被测拉链1，所述的切分机构8用于裁切拉链。

所述的上料单元与所述的视觉单元之间设置传感器7。

所述的视觉单元包括第一同轴光源4和第二同轴光源5，所述的第一同轴光源4设于所述的拉链夹具2的第一相机3侧，所述的第二同轴光源5设于所述的拉链夹具2的第二相机6侧。

所述的第一同轴光源4为红外光源，所述的第二同轴光源5为白色光源。

所述的第一相机3和/或第二相机6为面阵相机。

本发明包括至少一个检测周期，所述的一个检测周期包括如下步骤：

S1，传送机构9将第一条拉链的方块Z3、插销和下一条拉链的上止置于第一相机 3的视野中，上位机一次命令所述的第一相机3、第二相机6摄取第一拉链图像、第二拉链图像；

S2，传送机构9移动被测拉链1，触发传感器7采集检测信号，并将采集信号发送至上位机；所述的上位机依次启动所述的第一相机3或第二相机6对被测拉链1进行拍照，获取第三拉链图像和第四拉链图像；

S3，所述的上位机对获取的第一拉链图像、第二拉链图像、第三拉链图像和第四拉链图像提取拉链特征进行分析处理，进行数据结果统计，同时将结果数据传送至下位机；

S4，下位机接收上位机传送的结果数据，命令排料单元进行相应的排料动作。

上位机启动所述的第一相机3和第二相机6拍摄拉链图像，还包括如下步骤：

S3.1，所述的上位机采用边缘算子提取拉链图像各拉链特征的轮廓，并保存；所述的拉链特征包括方块Z3、和/或插销、和/或止上、和/或拉底、和/或拉片、和/或拉头和/或链齿；

S3.2，对步骤S3.1采集的拉链图像进行增加对比度处理，并匹配定位各个所述的拉链特征；

S3.3，设定插销和链齿、止上和链齿的标准距离，检测所述的插销和链齿、止上和链齿的实际距离，比较所述的标准距离和实际距离，判断所述的插销和链齿、止上和链齿是否到位：不到位则存在缺陷，到位则继续执行；

S3.4，对被测拉片或拉头进行形状匹配，判断是拉片或拉头的形状是否合格：不合格则存在缺陷，合格则继续执行；

S3.5，分别针对有字母拉片或拉头和无字母拉片或拉头选择步骤S3.5.1或S3.5.2进行检测：

S3.5.1，针对有字母的拉片或拉头，预先设定所需字母轮廓模板和轮廓长度阈值，采用字母轮廓模板在指定区域内进行匹配，若匹配不成功则存在缺陷，否则继续执行；对匹配成功的被测拉片或拉头进行边缘提取，选择最长轮廓长度与所述的轮廓长度阈值进行对比，若最长轮廓长度大于所述的轮廓长度阈值则存在缺陷，若最长轮廓长度小于或等于所述的轮廓长度阈值则继续执行；

S3.5.2，针对没有字母的拉片或拉头，预先设定所需轮廓长度阈值，在指定区域中对被测拉片或拉头进行边缘提取，选择最长轮廓长度与所述的轮廓长度阈值进行对比，若最长轮廓长度大于所述的轮廓长度阈值则存在缺陷，若最长轮廓长度小于或等于所述的轮廓长度阈值则继续执行。

所述的步骤S3.2中匹配定位各个所述的拉链特征的步骤包括：先匹配定位所述的方块Z3，以所述的方块Z3为基准，在特定区域内匹配插销和止上。

所述的插销包括插销上Z1和插销下Z2，所述的止上包括上止上Z4和链齿上Z5；所述的链齿包括链齿上Z6和链齿下Z7，分别以所述的插销上Z1、上止上Z4为基准，在特定区域内匹配两颗链齿上Z6；分别以所述的插销下Z2、链齿上Z5为基准，在特定区域内匹配两颗链齿下Z7。

所述的步骤S3.3中，判断所述的插销和链齿，止上和链齿是否到位的步骤包括，检测所述的插销上Z1和所述的链齿上Z6的水平距离、所述的插销下Z2和所述的链齿下 Z7的水平距离、所述的上止上Z4和所述的链齿上Z6的水平距离、所述的链齿上Z5和所述的链齿下Z7的水平距离，若所述的插销上Z1和链齿上Z6的水平距离大于标准设定距离，或插销下Z2和链齿下Z7的水平距离大于标准设定距离，则插销不到位，存在缺陷；若所述的上止上Z4和链齿上Z6的水平距离大于标准设定距离，或链齿上Z5和链齿下Z7 的水平距离大于标准设定距离，则链齿不到位，存在缺陷；否则继续执行。

一种基于机器视觉的拉链缺陷通用型检测装置示意图见附图1，包括上料单元、视觉单元、切断单元、排料单元。所述的视觉单元包括第一相机3、第一同轴光源4、第二同轴光源5、第二相机6。所述的切断单元包括切分机构8、传送机构9。

本发明中，对于一条拉链，视觉单元采集包括拉链正反面共四幅图像，每个相机采集两幅。其中，所述第一同轴光源4配合第一相机3使用，第一相机3拍照时第一同轴光源4点亮，所述第二同轴光源5配合第二相机6使用，第二相机6拍照时第二同轴光源5 点亮。

进一步，参照图1，第一相机3、第二相机6、第一同轴光源4、第二同轴光源5 的控制参数根据所拍摄拉链的品种、颜色等因素进行调节，对其参数的调节均受控于所述上位机软件。

在具体实施过程中，待裁切的被测拉链1嵌入在所述的拉链夹具2中。更具体地，所述的拉链夹具为不锈钢滑轨，且是竖直向下的。在检测开始时，本条拉链的方块Z3、插销和下一条拉链上止放在第一相机3的视野中，调节第一相机3焦距、光圈和第一同轴光源4的光照强度，启动后，第一相机3拍取本条拉链方块Z3、插销和下一条拉链上止的图像，进行检测方块Z3、插销和上止有无和到位检测。除此之外，所述的传感器7为金属传感器。在所述的传送机构9抓住拉链往右运动中，所述的传感器7感应拉头，触发第一相机3拍取拉头的图像，并实施检测，然后第一同轴光源4停止光照，第二同轴光源5打开，第二相机6拍取拉片的图像，并实施检测，然后所述的传送机构9将方块Z3拉至切断位置，所述的切分机构8切断拉链。根据上位机的信息，将判定不合格拉链排至不合格箱，合格拉链排至合格箱。然后所述的第二同轴光源5关闭，所述的第一同轴光源4打开，所述的第一相机3拍取方块Z3、插销和上止的图像，在传送机构拖动拉链过程中，传感器感应拉头，然后所述的第一相机3拍取拉头，拍完拉头并检测后，所述的第一同轴光源4关闭，所述的第二同轴光源5打开，所述的第二相机6拍取拉片。

本发明结合PLC来实现，所述的传感器7感应到拉链拉片时，由低电平变成高电平，PLC捕捉到高低电平的变化后会生成一个触发信号，触发信号包含一条拍照和打开光源的报文协议，PLC经串口通讯将该触发信号发送至上位机软件。所述上位机软件对该条触发信号进行协议解析之后执行相对应的程序从而控制相机拍照，此时光源配合相机点亮。所述上位机对取得的拉链图像进行相模板匹配算法处理，匹配的上的为良品拉链，匹配不上的为不良品拉链。所述上位机处理完图像之后将结果下发至PLC，所述PLC根据拉链的判断结果控制所述的排料单元进行拉链的分类。

本检测方法中方块Z3有无、插销有无和到位检测流程图见附图2，上止有无和到位检测流程图见附图3，本检测方法中检测算法示意图见附图4。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围，这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于机器视觉的拉链检测装置，其特征在于：包括上位机，以及分别与所述的上位机连接且呈依次设置的上料单元、视觉单元、切断单元、排料单元，还包括用于嵌入被测拉链(1)的拉链夹具(2)；所述的视觉单元包括分别设置于所述的拉链夹具(2)的正反两侧的第一相机(3)和第二相机(6)；所述的切断单元包括切分机构(8)和传送机构(9)，所述的传送机构(9)用于移动被测拉链(1)，所述的切分机构(8)用于裁切拉链。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的拉链检测装置，其特征在于：所述的上料单元与所述的视觉单元之间设置传感器(7)。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的拉链检测装置，其特征在于：所述的视觉单元包括第一同轴光源(4)和第二同轴光源(5)，所述的第一同轴光源(4)设于所述的拉链夹具(2)的第一相机(3)侧，所述的第二同轴光源(5)设于所述的拉链夹具(2)的第二相机(6)侧。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的拉链检测装置，其特征在于：所述的第一同轴光源(4)为红外光源，所述的第二同轴光源(5)为白色光源。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的拉链检测装置，其特征在于：所述的第一相机(3)和/或第二相机(6)为面阵相机。