CN109085183A - 一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，包括：框架体；第一导轨，其对称竖直设置在所述框架体轴向两侧中部上侧；上下滑块，其对称设置在所述第一导轨之间，且分别与靠近的所述第一导轨滑动连接；连接板，其水平设置，且轴向两端与所述上下滑块固定连接；第二导轨，其错位设置在所述连接板底面两侧；横向滑块，其轴向滑动设置在对应所述第二导轨上，且能够沿所述第二导轨轴向相向运动或者背向运动；夹持杆，其对称竖直设置在所述连接板两侧，且顶端与对应所述横向滑块外侧内端面固定连接。本发明还提供一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记方法，能够机器完成汽车减振器活塞杆的上料、视觉检测、标记及下料工序。

Description

一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置及 方法

技术领域

本发明涉及汽车零配件制造与测试技术领域，更具体的是，本发明涉及一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置及方法。

背景技术

汽车减振器活塞杆是汽车减振器中极为重要的工件，在其装配到汽车减振器上时，必须要保证其表面光滑无瑕疵，因为一旦有瑕疵的活塞杆安装到减振器中，那么，在减振器频繁使用的情况下，会加快活塞杆瑕疵处的磨损，危及汽车的行驶舒适性与安全性。因此，在活塞杆安装到减振器内之前，必须要保证活塞杆表面毫无瑕疵。

目前，该领域的检测还处于人工检测的状态，检测出瑕疵后，再标记。由于人工检测要长时间盯着活塞杆去检查，会产生一系列的视觉疲劳、检测节拍慢、人工成本高及人工检测质量低等问题。

发明内容

本发明的一个目的是设计开发了一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，能够机器完成汽车减振器活塞杆的上料、视觉检测、标记及下料工序，提高检测精度和检测效率。

本发明的另一个目的是设计开发了一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记方法，能够机器完成汽车减振器活塞杆的上料、视觉检测、标记及下料工序，并控制汽车减振器活塞杆旋转一周的时间，提高检测精度。

本发明提供的技术方案为：

一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，包括：

框架体；以及

两个第一导轨，其分别对称竖直设置在所述框架体轴向两侧中部上侧；

上下滑块，其对称设置在所述第一导轨之间，且分别与靠近的所述第一导轨滑动连接；

连接板，其水平设置，且轴向两端与所述上下滑块固定连接；

两个第二导轨，其错位设置在所述连接板底面两侧；

横向滑块，其轴向滑动设置在对应所述第二导轨上，且能够沿所述第二导轨轴向相向运动或者背向运动；

夹持杆，其对称竖直设置在所述连接板两侧，且顶端与对应所述横向滑块外侧内端面固定连接；

第一动力机构，其对称设置在所述框架体轴向两侧，且输出端与对应所述上下滑块固定连接，用于驱动所述上下滑块沿所述第一导轨轴向运动；

第二动力机构，其错位设置在所述连接板底面两侧，且输出端与对应所述横向滑块固定连接，用于驱动所述横向滑块沿所述第二导轨轴向运动；

检测机构，其设置在所述框架体径向一侧上部，用于检测所述汽车减振器活塞杆表面；

标记机构，其设置在所述框架体径向另一侧上部，用于标记所述汽车减振器活塞杆表面。

优选的是，还包括：

两个夹持块，其对称设置在所述连接板两侧，且与对应所述夹持杆底端固定连接；

夹持套筒，其一端可旋转设置在所述夹持块上部，另一端延伸出所述夹持块，

第三动力机构，其固定设置在所述夹持块底部，且与所述夹持套筒连接，用于驱动所述夹持套筒旋转；

其中，位于所述连接板两侧的夹持套筒相对设置。

优选的是，还包括：

第一同步齿轮，其固定设置在所述第三动力机构的输出端；

第二同步齿轮，其固定套设在所述夹持套筒上；

皮带，其连接所述第一同步齿轮和所述第二同步齿轮。

优选的是，所述检测机构包括：

支撑板，其水平固定设置在所述框架体径向一侧上部；

多个相机，其沿所述支撑板轴向等间距排列；

光源，其对称设置在所述两侧相机外侧，且与所述框架体固定连接。

优选的是，所述标记机构包括：

固定板，其水平固定设置在所述框架体径向另一侧上部；

固定座，其为圆盘状，且设置在所述固定板中部，并能够绕所述框架体径向旋转；

机械手臂，其一端与所述固定座铰接；

标记笔，其与所述机械手臂另一端铰接；

笔帽，其固定设置在所述固定座上且朝向所述固定座径向外侧；

其中，不工作时，所述标记笔的头部***所述笔帽中。

优选的是，还包括：

输送台架，其沿所述框架体径向穿过所述框架体下部；

传送带，其轴向设置在所述输送台架上，

多个支座，其沿所述传送带径向设置，并沿所述传送带轴向等间距排列。

第四动力机构，其与所述传送带连接，用于驱动所述传送带运动；

其中，所述支座轴向两侧设置有倒三角形缺口，用于支撑所述汽车减震器活塞杆两端；

优选的是，所述上下滑块通过第一上下滑块与所述第一导轨滑动连接；所述横向滑块通过第二上下滑块与所述第二导轨滑动连接。

优选的是，所述第一动力机构和第二动力机构为气缸，所述第三动力机构和第四动力机构为步进电机。

优选的是，所述框架体上部套设有遮光板，所述遮光板下边缘能够遮住所述相机和所述光源。

一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记方法，包括如下步骤：

步骤1：将待测汽车减振器活塞杆依次置于传送带的支座上，传送带开始运动；

步骤2：当传送带上的汽车减振器活塞杆运动至夹持杆正下方时停止运动，夹持杆沿其轴向向下运动，夹持套筒夹紧待测汽车减振器活塞杆并沿所述夹持杆轴向向上运动至与相机位于同一水平面后停止运动；

步骤3：调整相机焦距并控制夹持套筒旋转一周，相机对待测汽车减振器活塞杆表面进行检测，发现瑕疵点后，控制标记笔将瑕疵点标记；

其中，所述夹持套筒旋转一周的时间为：

式中，t₀为夹持套筒旋转一周的时间，t_f为相机照相的间隔时间，x为相机照片显示屏的长度像素数大小，y为相机照片显示屏的宽度像素数大小，s为相机照片显示屏的面积大小。

本发明所述的有益效果：

(1)本发明提供的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，能够机器完成汽车减振器活塞杆的上料、视觉检测、标记及下料工序，提高检测精度和检测效率。此装置的出现将会大大的提高检测合格率、检测节拍并且降低企业用工成本，从而使企业在产品质量以及生产成本上得到质的改善。

(2)本发明提供的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记方法，能够机器完成汽车减振器活塞杆的上料、视觉检测、标记及下料工序，并控制汽车减振器活塞杆旋转一周的时间，提高检测精度。

附图说明

图1为本发明所述基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置的结构示意图。

图2为本发明所述基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置的正视结构示意图。

图3为本发明所述基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置的夹持部分的正视结构示意图。

图4为本发明所述基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置的夹持部分的仰视结构示意图。

图5为本发明所述基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置的夹持部分的侧视结构示意图。

图6为本发明所述基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置的固定板部分以及用于标记的机械手拿笔的结构示意图。

图7为图3中A处的放大图。

图8为本发明所述第二同步齿轮的结构示意图。

图9为本发明所述第一同步齿轮的结构示意图。

图10为本发明所述第一导轨和第一上下滑块的结构示意图。

图11为本发明所述活塞杆支座的结构示意图。

图12为本发明所述含有遮光板的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1-12所示，本发明提供一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，包括：框架体100；以及第一导轨110，其对称竖直设置在所述框架体100轴向两侧中部上侧；上下滑块120，其对称设置在所述第一导轨110之间，且分别与靠近的所述第一导轨110滑动连接，所述上下滑块120通过第一上下滑块121与第一导轨110滑动连接，上下滑块120能够沿第一导轨110轴向运动；连接板130，其水平设置，且轴向两端与所述上下滑块120固定连接，因此当上下滑块120沿第一滑轨110轴向运动时，能够带动连接板130沿第一导轨110轴向运动。

第二导轨140，其错位设置在所述连接板130底面两侧；横向滑块150，其轴向滑动设置在对应所述第二导轨140上，且能够沿所述第二导轨140轴向相向运动或者背向运动，所述横向滑块150通过第二上下滑块151与第二导轨140滑动连接。夹持杆160，其对称竖直设置在所述连接板130两侧，且顶端与对应所述横向滑块150外侧内端面固定连接，使得连接板130两侧的夹持杆160能够正对设置，便于准确夹起汽车减振器活塞杆200；因此，连接板130能够沿第一导轨110轴向运动，横向滑块150能够沿第二导轨轴向相向运动或者背向运动，使得夹持杆160的竖直高度可以调节，同时，夹持杆160之间的间距也可以调节。

第一动力机构122，其对称设置在框架体100轴向两侧，且输出端与对应上下滑块120固定连接，用于驱动上下滑块120沿第一导轨110轴向运动，第一动力机构优选为气缸，气缸的活塞杆与上下滑块120固定连接，当气缸的活塞杆运动时，驱动上下滑块120沿第一导轨110轴向运动，使得夹持杆160的竖直高度可以调节。

第二动力机构131，其错位设置在所述连接板130底面两侧，且输出端与对应所述横向滑块150固定连接，用于驱动所述横向滑块150沿所述第二导轨140轴向运动，第二动力机构优选为气缸，气缸的活塞杆与连接板130固定连接，当气缸的活塞杆运动时，驱动横向滑块150沿第二导轨140轴向相向运动或者背向运动，进而调节夹持杆160的间距，以便夹起和放下汽车减振器活塞杆200。

夹持块161，其对称设置在所述连接板130两侧，且与对应夹持杆160底端固定连接；夹持套筒162，其一端可旋转设置在夹持块161上部，另一端延伸出夹持块161，位于所述连接板130两侧的夹持套筒162相对设置，便于夹持汽车减振器活塞杆200。第三动力机构163，其固定设置在夹持块161底部，且与所述夹持套筒162连接，用于驱动所述夹持套筒162旋转，在第三动力机构163的输出端固定设置第一同步齿轮164，在所述夹持套筒162上固定套设第二同步齿轮165，第一同步齿轮164和第二同步齿轮165通过皮带166连接，第三动力机构163优选为步进电机，具体如图3-9所示。当步进电机163工作旋转时，第一同步齿轮164旋转，通过皮带166作用带动第二同步齿轮165旋转，进而带动夹持套筒162，当夹持套筒162夹持汽车减振器活塞杆200后，即可带动汽车减振器活塞杆200旋转，便于汽车减振器活塞杆200上瑕疵点的检测。

检测机构，其设置在所述框架体径向一侧上部，用于检测所述汽车减振器活塞杆表面，其包括：在框架体100径向一侧上部水平固定设置支撑板170，沿支撑板170轴向等间距排列有多个相机171，在两侧相机外侧对称设置光源172，其与框架体100固定连接。当相机171对汽车减振器活塞杆200进行拍照检测时，光源172能够提供适当的光强，使得照片清晰度更好，优选使用LED光源。

标记机构，其设置在所述框架体径向另一侧上部，用于标记所述汽车减振器活塞杆表面，其包括：在框架体100径向另一侧上部水平固定设置固定板180，如图6所示，固定板180的高度高于支撑板170的高度，在所述固定板180中部设置有固定座181，其为圆盘状，该固定座181能够绕框架体100径向旋转；机械手臂182，其一端与所述固定座181铰接；另一端铰接有标记笔183。笔帽184，其固定设置在所述固定座180上且朝向所述固定座180径向外侧；不工作时，所述标记笔183的头部***所述笔帽184中，以防标记笔183内颜料挥发。

所述框架体100上部套设有遮光板101，如图12所示，所述遮光板101下边缘能够遮住所述相机171和光源172，使得相机171在对汽车减振器活塞杆200进行检测时，能够在暗场中进行，遮挡干扰光源，提高检测精度，。

输送台架190，其沿框架体100径向穿过框架体100下部；在所述输送台架190上轴向设置传送带191，沿传送带191径向设置有支座192，并沿所述传送带191轴向等间距排列有多个支座192。所述支座宝192包括底板1921，以及端板1922，其垂直设置在底板1921轴向两侧，在端板1922上部中间位置开设有倒三角形缺口1923，能够稳定支撑汽车减振器活塞杆200两端，具体如图11所示。第四动力机构193，其与传送带191连接，用于驱动所述传送带191运动。

工作原理：

在使用时，工人先检查各工位位置有无障碍物及调整好各工位位置等情况，待检测确认无误后，将检测工位及待检测工位放置上汽车减振器活塞杆，然后按动上位机上的启动按钮，***启动后，夹持杆会在第一动力机构的作用下下移到合适的位置，然后在第二动力机构的作用下通过夹持套筒将活塞杆夹牢，再通过第一动力机构的作用，将活塞杆抬进暗箱，即遮光板围成的无语内，随即，LED光源开启，相机开始工作。相机工作开启后，第三动力机构带动夹持套筒旋转进而带动活塞杆开始转动，在活塞杆的圆周方向上进行360度检测，在检测的同时，如果发现活塞杆有瑕疵的话，上位机将瑕疵处坐标点数据传送给机械手臂控制单元，此时，检测工作停下，机械手臂将油漆笔从笔帽中拔出，去进行标记，标记完成后，机械手臂将油漆笔插回笔帽内，然后继续检测。整体都检测完毕后，在第一动力机构作用下，将活塞杆送回其在传送带的原始位置，夹持套筒在第二动力机构的作用下松开活塞杆。在活塞杆完整落座后，在第四动力机构的作用下，传送带向前走一步，进行下一轮工作。

本发明提供的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，能够机器完成汽车减振器活塞杆的上料、视觉检测、标记及下料工序，提高检测精度和检测效率。此装置的出现将会大大的提高检测合格率、检测节拍并且降低企业用工成本，从而使企业在产品质量以及生产成本上得到质的改善。

本发明还提供一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记方法，具体包括如下步骤：

步骤1：将待测汽车减振器活塞杆依次置于传送带的支座上，传送带开始运动；

步骤2：当传送带上的汽车减振器活塞杆运动至夹持杆正下方时停止运动，夹持杆沿其轴向向下运动，夹持套筒夹紧待测汽车减振器活塞杆并沿所述夹持杆轴向向上运动至与相机位于同一水平面后停止运动；

步骤3：调整相机焦距并控制夹持套筒旋转一周，相机对待测汽车减振器活塞杆表面进行检测，发现瑕疵点后，控制标记笔将瑕疵点标记；

其中，所述夹持套筒旋转一周的时间为：

式中，t₀为夹持套筒旋转一周的时间(s)，t_f为相机照相的间隔时间(s)，x为相机照片显示屏的长度像素数大小(仅为数值大小，无单位)，y为相机照片显示屏的宽度像素数大小(仅为数值大小，无单位)，s为相机照片显示屏的面积大小(仅为数值大小，无单位)；

步骤4：检测完毕后，将汽车减振器活塞杆置于原位，传送带运动，并重复步骤2和3。

本发明提供的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记方法，能够机器完成汽车减振器活塞杆的上料、视觉检测、标记及下料工序，并控制汽车减振器活塞杆旋转一周的时间，提高检测精度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，包括：

框架体；以及

两个第一导轨，其分别对称竖直设置在所述框架体轴向两侧中部上侧；

上下滑块，其对称设置在所述第一导轨之间，且分别与靠近的所述第一导轨滑动连接；

连接板，其水平设置，且轴向两端与所述上下滑块固定连接；

两个第二导轨，其错位设置在所述连接板底面两侧；

横向滑块，其轴向滑动设置在对应所述第二导轨上，且能够沿所述第二导轨轴向相向运动或者背向运动；

夹持杆，其对称竖直设置在所述连接板两侧，且顶端与对应所述横向滑块外侧内端面固定连接；

第一动力机构，其对称设置在所述框架体轴向两侧，且输出端与对应所述上下滑块固定连接，用于驱动所述上下滑块沿所述第一导轨轴向运动；

第二动力机构，其错位设置在所述连接板底面两侧，且输出端与对应所述横向滑块固定连接，用于驱动所述横向滑块沿所述第二导轨轴向运动；

检测机构，其设置在所述框架体径向一侧上部，用于检测所述汽车减振器活塞杆表面；

标记机构，其设置在所述框架体径向另一侧上部，用于标记所述汽车减振器活塞杆表面。

2.如权利要求1所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，还包括：

两个夹持块，其对称设置在所述连接板两侧，且与对应所述夹持杆底端固定连接；

夹持套筒，其一端可旋转设置在所述夹持块上部，另一端延伸出所述夹持块，

第三动力机构，其固定设置在所述夹持块底部，且与所述夹持套筒连接，用于驱动所述夹持套筒旋转；

其中，位于所述连接板两侧的夹持套筒相对设置。

3.如权利要求2所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，还包括：

第一同步齿轮，其固定设置在所述第三动力机构的输出端；

第二同步齿轮，其固定套设在所述夹持套筒上；

皮带，其连接所述第一同步齿轮和所述第二同步齿轮。

4.如权利要求2或3所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，所述检测机构包括：

支撑板，其水平固定设置在所述框架体径向一侧上部；

多个相机，其沿所述支撑板轴向等间距排列；

光源，其对称设置在所述两侧相机外侧，且与所述框架体固定连接。

5.如权利要求4所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，所述标记机构包括：

固定板，其水平固定设置在所述框架体径向另一侧上部；

固定座，其为圆盘状，且设置在所述固定板中部，并能够绕所述框架体径向旋转；

机械手臂，其一端与所述固定座铰接；

标记笔，其与所述机械手臂另一端夹接；

笔帽，其固定设置在所述固定座上且朝向所述固定座径向外侧；

其中，不工作时，所述标记笔的头部***所述笔帽中。

6.如权利要求2、3或5所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，还包括：

输送台架，其沿所述框架体径向穿过所述框架体下部；

传送带，其轴向设置在所述输送台架上，

多个支座，其沿所述传送带径向设置，并沿所述传送带轴向等间距排列；

第四动力机构，其与所述传送带连接，用于驱动所述传送带运动；

其中，所述支座轴向两侧设置有倒三角形缺口，用于支撑所述汽车减震器活塞杆两端。

7.如权利要求6所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，所述上下滑块通过第一上下滑块与所述第一导轨滑动连接；所述横向滑块通过第二上下滑块与所述第二导轨滑动连接。

8.如权利要求7所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，所述第一动力机构和第二动力机构为气缸，所述第三动力机构和第四动力机构为步进电机。

9.如权利要求4所述的基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记装置，其特征在于，所述框架体上部套设有遮光板，所述遮光板下边缘能够遮住所述相机和所述光源，并且相机对向的遮光板可作为检测的背景。

10.一种基于视觉的汽车减振器活塞杆表面瑕疵检测标记方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：将待测汽车减振器活塞杆依次置于传送带的支座上，传送带开始运动；

步骤2：当传送带上的汽车减振器活塞杆运动至夹持杆正下方时停止运动，夹持杆沿其轴向向下运动，夹持套筒夹紧待测汽车减振器活塞杆并沿所述夹持杆轴向向上运动至与相机位于同一水平面后停止运动；

步骤3：调整相机焦距并控制夹持套筒旋转一周，相机对待测汽车减振器活塞杆表面进行检测，发现瑕疵点后，控制标记笔将瑕疵点标记；

其中，所述夹持套筒旋转一周的时间为：

式中，t₀为夹持套筒旋转一周的时间，t_f为相机照相的间隔时间，x为相机照片显示屏的长度像素数大小，y为相机照片显示屏的宽度像素数大小，s为相机照片显示屏的面积大小。