CN107014816A - 一种紧固件加工流水线实时质量检测方法及*** - Google Patents

一种紧固件加工流水线实时质量检测方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种紧固件加工流水线实时质量检测方法及***，其中，所述质量检测方法包括以下步骤：采集标准紧固件的基准图像；通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照；根据对照的结果来判别是否是合格品并将对照的结果保存到数据库中，本发明可替代紧固件加工后所需的作业人员，实现自动上料、质量检测、自动打包流水线作业，提高检测质量和检测速度，节约生产成本，提高产品质量和生产效益。

Description

一种紧固件加工流水线实时质量检测方法及***
技术领域
本发明涉及的是一种零件加工流水线实时质量检测技术领域的方法和装置，具体地说，涉及的是一种紧固件加工流水线实时质量检测技术领域的方法及***。
背景技术
紧固件为将两个或两个以上零件（或构件）连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称，是一类应用极为广泛的机械零件。紧固件主要用于汽车工业、电子工业、机械工业、石油化工工业、建筑及维修工业等领域，它的特点是品种规格繁多，性能用途各异，而且标准化、系列化、通用化程度极高。随着各行各业生产线的自动化程度越来越高，紧固件逐渐由人工安装转变为机器自动安装，因此对紧固件的质量也提出了很高的要求，一旦在生产线中使用了有缺陷的紧固件，则可能造成生产线停运、产品受损，给企业带来高额的损失。尽管紧固件生产厂家为了适应市场不断提高产品质量，但还是存在很多问题，其中尺寸超差和表面缺陷是最主要的质量问题。
目前，紧固件产品的质量检测主要依靠人工检测，因人工检测工作量大、过程枯燥，难以保证持续稳定的工作状态，存在检测效率低、检测错误率高等不利因素，质量得不到很好地保障。即使使用了自动检测装置，也因其专用性较强，无法检测多种紧固件产品，且目前的自动检测装置大多单独工作，缺少与自动上料***和自动打包***的联动，不能集成到紧固件加工流水线中，工作效率仍有待进一步提高。因此，研发一种紧固件加工流水线实时质量检测方法、***和装置是十分有意义的。
发明内容
本发明提供了一种紧固件加工流水线实时质量检测方法及***，可替代紧固件加工后所需的作业人员，实现自动上料、质量检测、自动打包流水线作业，提高检测质量和检测速度，节约生产成本，提高产品质量和生产效益。本发明提供的技术方案如下：
一种紧固件加工流水线实时质量检测方法，包括以下步骤：
采集标准紧固件的基准图像；
通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照；
根据对照的结果来判别是否是合格品并将对照的结果保存到数据库中。
上述的检测方法，其中，所述通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照的步骤中包括：
通过相机采集被检测紧固件的图像并通过检测工具对采集的图像进行处理；
将处理后的图像与所述基准图像进行对照；
所述检测工具包括图像校正工具、尺寸检测工具、角度检测工具、有无检测工具、形状检测工具。
上述的检测方法，其中，所述根据对照的结果来判别是否是合格品并将对照的结果保存到数据库中的步骤包括：
若判别为良品，则触发电磁阀动作，将紧固件吹送至合格品出料口；
若判别为不良品，则由拨料挡片将紧固件引导至不合格品出料口；
将被检测的紧固件以及对照的结果保存到数据库中。
上述的检测方法，其中，所述通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照的步骤，通过包围盒检测算法从采集图像中抽取紧固件轮廓，再经过大津阈值分割算法，将其二值化。
本发明的另一面一种紧固件加工流水线实时质量检测***，包括振动盘，所述振动盘连接有磁性传输带和检测给料传输带，所述检测给料传输带连接有玻璃盘，所述检测给料传输带上设有接近开关和定位计数器，所述定位计数器与所述接近开关相连，所述定位计数器连接有相机。
上述的检测***，其中，所述相机连接有电磁阀。
上述的检测***，其中，所述检测给料传输带连接有出料口，所述出料口连接有一气缸。
上述的检测***，其中，所述相机具有多组，所述相机还连接有检测软件和光源。
本发明提供了一种紧固件加工流水线实时质量检测方法及***，其中，所述质量检测方法包括以下步骤：采集标准紧固件的基准图像；通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照；根据对照的结果来判别是否是合格品并将对照的结果保存到数据库中，本发明可替代紧固件加工后所需的作业人员，实现自动上料、质量检测、自动打包流水线作业，提高检测质量和检测速度，节约生产成本，提高产品质量和生产效益。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为本发明中一种紧固件加工流水线实时质量检测方法的流程图。
图2为本发明中一种紧固件加工流水线实时质量检测***的局部结构示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及具体的结构，以便阐释本发明的技术方案。本发明的最佳实施案例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其它实施方式。
如图1-图2所示，本发明提供一种紧固件加工流水线实时质量检测方法，包括以下步骤：
步骤S1：采集标准紧固件的基准图像，具体为在工控机视觉检测软件中，选择要使用的相机，并注册被检测紧固件在该相机中的基准图像。
步骤S2：通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照，具体包括，步骤S2a：通过相机采集被检测紧固件的图像并通过检测工具对采集的图像进行处理，具体为在基准图像中添加检测工具，包括：图像校正工具、尺寸检测工具、角度检测工具、有无检测工具、形状检测工具等，并设定每个检测工具的检测区域，以缩小图像处理范围，提高图像处理效率；步骤S2b：将处理后的图像与所述基准图像进行对照，当被检测紧固件到达相机拍摄区域时，触发相机进行曝光拍照，检测软件读取相机中的图像，并根据基准图像中设置的检测工具，对图像进行处理，判断该紧固件是否存在缺陷。
步骤S3：根据对照的结果来判别是否是合格品并将对照的结果保存到数据库中，具体为步骤S3a：若判别为良品，则触发电磁阀动作，将紧固件吹送至合格品出料口；步骤S3b：若判别为不良品，则由拨料挡片将紧固件引导至不合格品出料口；步骤S3c：将被检测的紧固件以及对照的结果保存到数据库中，，同时对合格品和不合格品数量进行统计，以便用户实时掌握紧固件产品的质量情况以及合格品的打包数量。
在本发明一可选的实施案例中，所述通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照的步骤，通过包围盒检测算法从采集图像中抽取紧固件轮廓，再经过大津阈值分割算法，将其二值化，具体为获取被检紧固件图像后，根据基准图像中选取的特征部位对被检图像进行位置校正，然后利用包围盒检测算法从被检图像中抽取紧固件轮廓，再经过大津阈值分割算法，将其二值化，最后在事先设定的检测区域范围内，通过特征提取，提取出检测紧固件的特征。
本发明的另一面，一种紧固件加工流水线实时质量检测***，包括振动盘，所述振动盘连接有磁性传输带和检测给料传输带，所述检测给料传输带连接有玻璃盘，所述检测给料传输带上设有接近开关和定位计数器，所述定位计数器与所述接近开关相连，所述定位计数器连接有相机，本发明中接近开关：用于判断是否有紧固件进入玻璃盘，若有，则触发PLC中的紧固件定位计数器，使得紧固件进入相应区域时触发相机或电磁阀动作。
在本发明一可选的实施案例中，所述相机连接有电磁阀，进一步，相机具有多组，相机还连接有检测软件和光源，具体为，从紧固件上方、下方、侧方和斜上方4个角度拍摄待检紧固件，并可传输给工控机的检测软件；光源：分别给4个相机设置光源，用于给相机提供稳定的光照环境，提高相机拍摄质量；其中电磁阀：与合格品出料口处的气嘴相连，用于导通气路，将合格品吹至出料口。
在在本发明中，如图2所示，在图2中，标记1为检测机本体，标记2为传动机组，标记3为风扇，标记4为日光灯，标记5为电源开关，标记6为空气包，标记7为拨档组件，标记8到11为相机，12为小显示屏，13为弹簧垫圈，14为机箱，15-18均为螺钉。
在本发明一可选的实施案例中，检测给料传输带连接有出料口，所述出料口连接有一气缸，其中，出料口气缸：用于在合格品数量达到打包数量时，关闭合格品出料口，打包结束后再打开出料口。
在本发明一可选的实施案例中，还包括，控制层：由PLC及其内部程序组成，用于监视执行层各子***的运行状态，如：自动上料电机运行状态、振动盘限量开关状态、振动盘运行状态、检测给料电机运行状态、接近开关状态、玻璃盘电机状态、气缸状态、打包机状态等；并可根据程序要求，控制执行层各子***装置的动作，如开关自动上料电机、开关振动盘、开关检测给料电机、开关玻璃盘电机、触发相机和光源、触发电磁阀、触发气缸、开关打包机等。
在本发明一可选的实施案例中，还包括，人机界面层：由工控机及其内部程序组成，用于用户管理、流水线实时质量检测***的参数配置、视觉检测工具配置、图像处理、检测判断结果输出以及检测结果的统计查询。
在本发明中，当振动盘限量开关监测到振动盘缺料时，打开自动上料电机将紧固件通过磁性传输带自动上料至振动盘，直至振动盘满料，由振动盘摆正紧固件位置并输送到检测给料传输带，由检测给料输送带将紧固件送料至玻璃盘，当紧固件通过接近开关时，触发紧固件定位计数器，当计数器数值显示紧固件到达相机拍摄区域时，触发相机进行曝光拍照，工控机的视觉检测软件读取相机中的图像，对图像进行处理，并判断该紧固件是否存在缺陷，若否，则触发电磁阀动作，将紧固件吹送至合格品出料口，若是，则不进行任何操作，由拨料挡片将紧固件引导至不合格品出料口，若合格品出料数量已达到预先设定的包装数量值，则触发出料口气缸动作，关闭出料口，由打包机将已接收的合格紧固件进行自动打包，打包结束后，再触发出料口气缸动作，打开出料口。
在本发明中，还包括打包机：用于对合格品进行自动打包。
综上所示，本发明提供了一种紧固件加工流水线实时质量检测方法及***，具有以下有益效果：可替代紧固件加工后所需的作业人员，实现自动上料、质量检测、自动打包流水线作业，提高检测质量和检测速度，节约生产成本，提高产品质量和生产效益；检测方法可根据紧固件的特点，设置不同的检测工具，克服了现有检测装置专用性较强的缺点，具有一定的通用性；图像处理可通过预设检测区域来提高算法的运行效率，并对包围盒算法、大津阈值分割算法、轮廓提取算法、Hough变换等成熟的图像处理算法进行综合处理，设计出一套适合本***且检测精度高的检测算法；可集成到已有的紧固件加工流水线中，实现紧固件加工、检测、打包的全自动流水作业。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施案例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种紧固件加工流水线实时质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
采集标准紧固件的基准图像；
通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照；
根据对照的结果来判别是否是合格品并将对照的结果保存到数据库中。
2.根据权利要求1所述的一种紧固件加工流水线实时质量检测方法，其特征在于，所述通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照的步骤中包括：
通过相机采集被检测紧固件的图像并通过检测工具对采集的图像进行处理；
将处理后的图像与所述基准图像进行对照；
所述检测工具包括图像校正工具、尺寸检测工具、角度检测工具、有无检测工具、形状检测工具。
3.根据权利要求1所述的一种紧固件加工流水线实时质量检测方法，其特征在于，所述根据对照的结果来判别是否是合格品并将对照的结果保存到数据库中的步骤包括：
若判别为良品，则触发电磁阀动作，将紧固件吹送至合格品出料口；
若判别为不良品，则由拨料挡片将紧固件引导至不合格品出料口；
将被检测的紧固件以及对照的结果保存到数据库中。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种紧固件加工流水线实时质量检测方法，其特征在于，所述通过相机采集被检测紧固件的图像并与所述基准图像进行对照的步骤，通过包围盒检测算法从采集图像中抽取紧固件轮廓，再经过大津阈值分割算法，将其二值化。
5.一种紧固件加工流水线实时质量检测***，其特征在于，包括振动盘，所述振动盘连接有磁性传输带和检测给料传输带，所述检测给料传输带连接有玻璃盘，所述检测给料传输带上设有接近开关和定位计数器，所述定位计数器与所述接近开关相连，所述定位计数器连接有相机。
6.根据权利要求5所述的一种紧固件加工流水线实时质量检测***，其特征在于，所述相机连接有电磁阀。
7.根据权利要求5所述的一种紧固件加工流水线实时质量检测***，其特征在于，所述检测给料传输带连接有出料口，所述出料口连接有一气缸。
8.根据权利要求5-7任一所述的一种紧固件加工流水线实时质量检测***，其特征在于，所述相机具有多组，所述相机还连接有检测软件和光源。
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