LU502746B1

LU502746B1 - System, method and terminal for surface defect detection of synchronizer gear sleeve based on machine vision

Info

Publication number: LU502746B1
Application number: LU502746A
Authority: LU
Inventors: Quan Zhang; Genghuang Yang; Xinsheng Lyu; Changzheng Liu; Zhili Sun; Bin Cao; Xiaolin Li; Jianghong Hu; Yanxu Wang; Zhuhua Zang; Zhongxiao Wang; Shuqiang Liu; Nan Zhao; Yuguo Zhuo; Xing Li; Zhi Li; Chunlei Wang; Bin Yang; Wenpu Liu; Juan Wang
Original assignee: Fitow Tianjin Detection Tech Co Ltd; Hainan Traceability Identification Co Ltd; Univ Tianjin Commerce; Tianjin Vocational Inst; Yijiu Patent Design Services Co Ltd; Univ Tianjin Technology & Education; Hebei Univ Of Environmental Engineering; Univ Tianjin
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2023-03-06

Claims

PATENTANSPRUCHE LU502746

1. Ein Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen die folgenden Schritte umfasst: S1, bei der Aufnahme von verschiedenen Stirnseiten an verschiedenen Stationen, Beleuchten mit der Kombination von industriellen Lichtquellen, Projektion des Lichts gleichmäBig auf der Oberfläche der Synchronisator-Zahnradhülse, Hervorhebung von Fehlern der Beule, des Mangels an Material und Kratzer, wobei die Synchronisator-Zahnradhiilse stationär ist, wenn die Stirnseite der drei Stationen aufgenommen wird, und die Synchronisator-Zahnradhülse sich während des restlichen Bildaufnahmeprozesses dreht; bei der Aufnahme der Stirnseite wird das Kameraobjektivmodul senkrecht zur Stirnseite der Synchronisator-Zahnradhülse aufgestellt; bei der Aufnahme der Innenwand wird die Kamera in einem bestimmten Neigungswinkel befestigt; bei der Aufnahme der Außenwand nimmt die Kamera in einem festen Winkel in horizontaler Richtung auf, und die kombinierten industriellen Lichtquellen sind alle weiß; Einstellung der Helligkeit und der Position der industriellen Lichtquelle, um ein klares Bild ohne Verdeckung und Uberbelichtung zu erhalten, dann Verwendung der CCD-Kamera, um das Bild der Synchronisator-Zahnradhiilse zu erfassen, und Ubertragung des erfassten Bildes an den industriellen Computer zur Speicherung; S2, die Informationen verschiedener Bereiche auf der Oberfläche = der Synchronisator-Zahnradhülse werden an verschiedenen Stationen gesammelt, und die Konvertierung des Farbraums erfolgt durch gegenseitige Konvertierung zwischen RGB und HIS; der HSI-Farbraum beschreibt die Farbe des Objekts hinsichtlich Chromatizität, Sättigung und Helligkeit, und die Konvertierungsbeziehung zwischen RGB- und HSI-Farbraum ist wie folgt: TECH H = arccos- — lr SO AR BUG ~ BF Si rin RG, 8)] und RAGE 3 der folgende Algorithmus wird zum Filtern des Bildes nach den Informationen über die 5027 46 Produktfarbe verwendet: F(x, 0) = + >a BUL es, ‚und Fox, py= JTats.0p (rates, wobei Sy die Menge der Koordinatenpunkte in der Nachbarschaft eines Rechtecks mit einem Mittelpunkt bei (x,y) und einer Größe von mxn darstellt; S3, Beurteilung der Fehlersituation im Erkennungsbereich durch Anwendung entsprechender Algorithmen in verschiedenen Bereichen; S4, Zusammenfassung der FErkennungsergebnisse jeder Station, Bestimmung der Oberflächenqualität der Synchronisator-Zahnradhülse und HerausflieBen der erkannten Teile aus dem Gutmaterialkanal, dem Schlechtmaterialkanal bzw. dem Abfallmaterialkanal.

2. Das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der S1, entsprechend den unterschiedlichen Oberflächenpositionen der Teile werden die Teile an drei Stationen fotografiert, zwei von ihnen erfassen die Informationen der Stirnfliche und der Innenwand und eine Station erfasst die Informationen der Außenwand und des Innenprofils der Synchronisator-Zahnradhülse.

3. Das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Aufnahme der Stirnfläche der Synchronisator-Zahnradhülse verwendete CCD-Kamera eine Flächen-Array-Kamera ist; während der Aufnahme, koaxiale Anordnung der Kamera mit der kombinierten Lichtquelle und separate Einstellung der Position von Kamera und Lichtquelle; bei der Aufnahme der Stirnseite leuchtet die kombinierte Lichtquelle gleichzeitig auf, und die Kamera sammelt die jeweiligen Bilder der Stirnseite, eines von ihnen stellt den Hintergrundumriss der Stirnseite dar und das andere ist die Vorderseite der Stirnseite, wobei die verwendeten kombinierten Lichtquellen umfassen: Schale-Licht, um den von der ringférmigen Lichtquelle nicht abgedeckten Bereich zu ergänzen;

ringfôrmiges Licht, durchlaufend unter Verwendung der geradlinigen Ausbreitung des Lichts 5027 46 eine winkelige ringfôrmige Lichtquelle, sodass die Fehler auf der Oberseite der Synchronisator-Zahnradhülse offensichtlich sind; Hintergrund-Licht, verwendet zum deutlichen Widerspiegeln die Konturinformationen der Synchronisator-Zahnradhülse, was für den Algorithmus zur Extraktion der Kontur der Synchronisator-Zahnradhülse günstig ist.

4. Das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Aufnahme der Innenwand der Synchronisator-Zahnradhülse verwendete CCD-Kamera eine Flächen-Array-Kamera ist; bei der Aufnahme der Innenwand der Synchronisator-Zahnradhülse ist die verwendete kombinierte Lichtquelle sehr hell, und die Teile werden durch die Einspannplatte zum Drehen angetrieben; die Kamera sammelt kontinuierlich die Bilder der Außenwand, um die Bilderfassung des gesamten Innenwandbereichs der Synchronisator-Zahnradhülse zu vervollständigen; wobei die verwendeten kombinierten Lichtquellen umfassen: Deckenlicht, um die Lichtquelle der gesamten Synchronisator-Zahnradhülse zu ergänzen; ringförmiges Licht, durchlaufend unter Verwendung der geradlinigen Ausbreitung des Lichts eine winkelige ringförmige Lichtquelle, sodass die Fehler auf der Innenwand der Synchronisator-Zahnradhülse offensichtlich sind; Hintergrund-Licht, verwendet zum deutlichen Widerspiegeln die Konturinformationen der Synchronisator-Zahnradhülse, was für den Algorithmus zur Extraktion der Kontur der Synchronisator-Zahnradhülse günstig ist.

5. Das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme der Außenwand der Synchronisator-Zahnradhülse die kombinierte Lichtquelle alle eingeschaltet ist, die Teile durch die Einspannplatte zum Drehen angetrieben werden, und die Kamera kontinuierlich die Bilder der Außenwand sammelt, um die Bilderfassung des gesamten Innenwandbereichs der Synchronisator-Zahnradhülse zu vervollständigen; wobei die verwendeten kombinierten Lichtquellen umfassen: Seitenlicht, die geeignet ist, den Mangel der Außenwand durch die geradlinige Ausbreitung des Lichts widerzuspiegeln;

Hintergrund-Licht, verwendet zum deutlichen Widerspiegeln die Konturinformationen det 5027 46 Synchronisator-Zahnradhülse, was für den Algorithmus zur Extraktion der Kontur der Synchronisator-Zahnradhülse günstig ist.

6. Das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in S2, Bereiche entsprechend den Informationen der Außenkontur über die Oberfläche der Synchronisator-Zahnradhülse, das interne Zahnfußmerkmal und das Zahnoberflächenmerkmal der Produktoberfläche an verschiedenen Stationen unterteilt werden, was unterschiedliche Erkennungsbereichsstandards für spätere Algorithmen liefert.

7. Das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in S3, durch Einstellung verschiedener Graustufenerkennungsparameter und Fehlerbildschirmbedingungen für Oberflächen mit unterschiedlicher Bearbeitungsqualität, dass der Kantenerkennungsalgorithmus zur Erkennung des Fehlers in verschiedenen Kalibrierungsbereichen eingesetzt wird, und der Teil mit scharfen Graustufenänderungen des Bildes als Grundlage der Merkmalserkennung extrahiert wird, und der Positionierungswinkel der allgemeinen Lehrenerkennung anhand der Merkmale der sphärischen Zähne der Synchronisator-Zahnradhülse ermittelt wird, um die allgemeine Lehrenerkennung zu realisieren.

8. Das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Kantenerkennungsalgorithmus umfasst: Filterung: Beseitigung des Einflusses von Rauschen auf die Ableitung, die die Grundlage der Kantenerkennung bildet; Kantenanhebung: Bestimmung durch Gradientenamplitude, Hervorhebung der Punkte mit signifikanten Änderungen im Intensitätswert der Nachbarschaft des Punkts der Graustufen des Bilds; Kantenerkennung: Erkennung durch Schwellenwert und Screening von Kantenpunkten zur Bestimmung der Kantenkurve.

9. Ein Erkennungssystem zur Durchführung des Verfahrens zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennungssystem der

Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhiilse auf der Basis von maschinellem Sehen 5027 46 umfasst: eine Materialbeladungsstation, verbunden mit dem einlaufenden Förderband, dienend dazu, die Materialien der Greifposition der Klemmbacke zuzuführen; eine Rohmaterialstation, dienend zum Auflegen der einlaufenden Materialien auf das Zuführungsförderband; eine Werkstückförderstation, die zwischen dem einlaufenden Förderband, dem Zuführungsfôrderband und der Kameraerfassungsstation angeordnet ist, aus einer Vielzahl von Paaren umkehrbarer Klemmbacken besteht, zum Wenden und Fördern einlaufender Materialien zwischen dem einlaufenden Förderband, dem Zufithrungsforderband und der Kameraerfassungsstation verwendet werden; eine Kameraerfassungsstation, in der das Synchronisator-Zahnrad in eine bestimmte Position geschoben wird, und Bilder in der Kameraerfassungsstation gesammelt werden; eine Erkennungs- und Beseitigungsstation, übertragend entsprechend der Beurteilung des Algorithmus das = Produkt-NG-Signal an die Versorgungsstation, um die Synchronisator-Zahnradhülse zu entfernen; ein Zuführungsfôrderband, das beim Einlaufen der Synchronisator-Zahnradhülse für die Synchronisator-Zahnradhülse zum Einlaufen in das Erkennungssystem verantwortlich ist; ein Stanzen-Fôrderband, das dafür verantwortlich ist, dass die Synchronisator-Zahnradhülse das Erkennungssystem nach dem Prüfen der Synchronisator-Zahnradhülse verlässt; eine Lichtschranke, für Beurteilung, ob es in jeder Station Teile im aktuellen Zustand gibt; eine PLC-Steuerung, die mit der Materialbeladungsstation, der Rohmaterialstation, der Werkstückfôrderstation, der Kameraerfassungsstation, der CCD-Kamera, der Lichtschranke bzw. dem Industriecomputer verbunden ist, und zum Empfang von Signalen, gesendet von der Lichtschranke, zum Auslôsen der CCD-Kamera der Kameraerfassungsstation, um Bilder zu sammeln, zum Senden und Empfangen von Übertragungssignalen des Industriecomputers und zur Steuerung des Betriebs der Ausrüstung dient; und ein Industriecomputer, der mit der CCD-Kamera, der Lichtquellensteuerung bzw. der PLC verbunden ist, und dient zum Speichern der von der CCD-Kamera gesammelten Bilder, zum Verarbeiten der Bilder, zum Steuern des Ein- und Ausschaltens der Lichtquelle und zum Senden der Bilderfassungsergebnisse an die PLC-Steuerung oder zum Übertragen von Informationen.

10. Ein Informationsdaten-Verarbeitungs-Terminal zur Erkennung der Oberflächenfehler 027 46 einer Synchronisator-Zahnradhülse, dadurch gekennzeichnet, dass das Informationsdaten-Verarbeitungs-Terminal einen Speicher und einen Prozessor umfasst, wobei der Speicher ein Computerprogramm speichert, wenn das Computerprogramm von dem Prozessor ausgeführt wird, veranlasst es den Prozessor, das Verfahren zur Erkennung der Oberflächenfehler einer Synchronisator-Zahnradhülse auf der Basis von maschinellem Sehen nach einem der Anspriiche 1-8 auszuführen.