CN109916911A - 一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，包括轮毂传输装置、轮毂控制装置、轮毂图像采集装置和轮毂质量检测处理装置，所述轮毂图像采集装置的输出端与轮毂质量检测处理装置连接；所述轮毂传输装置传输待检测的轮毂至指定位置后，由所述轮毂控制装置固定并控制轮毂旋转，由所述轮毂图像采集装置采集旋转中的轮毂图像信息后，所述轮毂质量检测处理装置基于轮毂图像视觉识别***对轮毂进行质量检测并按照有无质量缺陷对轮毂进行分类。与现有技术相比，本发明可以对轮毂进行全方位的实时检测，可以有效的提升轮毂检测效率且检测更为全面，漏检情况更少，并能根据轮毂质量检测结果，方便轮毂进行进一步处理。

Description

一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备

技术领域

本发明涉及一种轮毂质量检测技术，尤其是涉及一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备。

背景技术

在汽车轮毂经过流水线加工后，可能会因加工不当造成轮毂表面出现气孔，疏松，磕碰伤等缺陷，影响轮毂整体的产品质量。轮毂在生产加工过程中，流水线的速度非常快，两个轮毂之间的间隔也很短，通常用人工方式来识别生产线上多种多样的轮毂质量问题，因人眼的局限性和劳动负荷等问题会引起判断偏差，从而造成识别效率低下，人力成本上升等问题，同时人工检测由人的主观臆想评断完成，使得轮毂质量检测结果往往难以得到足够的保证。

机器视觉技术在轮毂制造业中有着良好的发展前景和应用价值，它可以替代人工来解决轮毂生产过程中型号识别和质量检测的问题。

为解决轮毂经过流水线加工后，判断生产出的轮毂是何型号同时是否有质量问题，利用工业视觉***对轮毂质量问题进行检测以得到更好的分类效果，并针对分类结果对轮毂分别进行进一步处理。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，包括轮毂传输装置、轮毂控制装置、轮毂图像采集装置和轮毂质量检测处理装置，所述轮毂图像采集装置的输出端与轮毂质量检测处理装置连接；

所述轮毂传输装置传输待检测的轮毂至指定位置后，由所述轮毂控制装置固定并控制轮毂旋转，由所述轮毂图像采集装置采集旋转中的轮毂的轮毂图像信息后，所述轮毂质量检测处理装置基于所述轮毂图像信息识别轮毂质量。

所述轮毂传输装置包括机械臂抓手、滚筒式运输机、转向台和红外测距传感装置，所述红外测距传感装置设于转向台上，所述机械臂抓手位于转向台和轮毂控制装置之间，所述滚筒式输运机将轮毂运输至转向台上，所述红外测距传感装置测量轮毂与滚筒式输运机两端的相对距离，并由所述轮毂控制装置基于所述相对距离固定并控制轮毂旋转。

所述轮毂控制装置包括：

旋转台底座；

旋转台，设于旋转台底座上，其上设有用于旋转轮毂的旋转轴，该旋转轴位于旋转台正面；

步进电机，设于旋转台底座上，并位于旋转台背面，用于驱动旋转轴转动；

电机控制器，与步进电机连接，用于控制步进电机的启停及调速。

所述轮毂控制装置还包括编码器，该编码器位于旋转轴和旋转台之间，用于采集步进电机的运动状态。

所述轮毂图像采集装置包括：

遮光箱，用于遮挡外部干扰光源和防尘；

LED环形光源，设于遮光箱内，用于通过光线照亮轮毂各个表面的成像面；

光学镜头，设于遮光箱内，用于聚焦从轮毂成像面反射而来的光线，并将光线聚焦于CCD相机的传感器上生成轮毂表面图像以轮毂的轮毂图像信息。

所述轮毂图像采集装置还包括分别用于调节给CCD相机和光学镜头角度的两个角度调整结构，每个角度调整机构包括：滑轨、滚轮装置、支架、卡扣和转轴，所述滑轨通过卡扣固定于遮光箱内壁，所述滚轮装置设于滑轨上并沿所述滑轨滑动，所述支架通过转轴固定于滚轮装置上。

所述轮毂图像采集装置还包括用于散热的散热扇，该散热扇设于遮光箱顶部中间。

所述轮毂质量检测处理装置包括工控机和人机交互显示器，所述工控机上配置有：

电机转速处理***，用于通过电机控制器控制步进电机匀速转动；

轮毂型号检测***，用于检测轮毂的型号；

轮毂质量检测***，用于检测轮毂表面质量；

机械臂分拣***，用于将检测后的轮毂按照有无质量问题进行分类，并使用机械臂将分类后的轮毂放置于转向台之上，；

转向台旋转***，用于将分类后的轮毂转向至对应的滚筒式输运机之上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)轮毂运输装置可以有效的根据红外测距传感器测得的距离得出轮毂位置，通过机械臂抓手将轮毂移送至轮毂检测装置，轮毂检测装置根据采集的轮毂正面、内壁、外侧壁图像，通过工控机处理***有效得出轮毂的型号及轮毂各个面检测结果进行分类，并通过机械臂抓手将分类的轮毂移送至转向台进行分拣处理，最终可以按照轮毂型号及有无质量缺陷运输至不同的轮毂生产线上进行后续处理。

2)可以对轮毂进行全方位的实时检测，对比目前的人工目检技术，可以有效的提升轮毂检测效率且检测更为全面，漏检情况更少。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2是滚筒式输运机运输轮毂的结构示意图；

图3是机械臂抓手抓取轮毂的结构示意图；

图4是轮毂检测部分的内部结构示意图；

图5是轮毂控制装置部分的结构示意图；

图6是轮毂检测***工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，如图1～图5所示，包括轮毂传输装置、轮毂控制装置、轮毂图像采集装置和轮毂质量检测处理装置，轮毂图像采集装置的输出端与轮毂质量检测处理装置连接；

轮毂传输装置传输待检测的轮毂1至指定位置后，由轮毂控制装置固定并控制轮毂1旋转，由轮毂图像采集装置采集旋转中的轮毂1的轮毂图像信息后，轮毂质量检测处理装置基于轮毂图像视觉识别***对轮毂进行质量检测并按照有无质量缺陷对轮毂进行分类。

轮毂传输装置包括机械臂抓手2、滚筒式运输机3、转向台4和红外测距传感装置5，红外测距传感装置5设于转向台4上，机械臂抓手2位于转向台4和轮毂控制装置之间，滚筒式输运机3将轮毂1运输至转向台4上，红外测距传感装置5测量轮毂1与滚筒式输运机3两端的相对距离，并由轮毂控制装置基于相对距离固定并控制轮毂1旋转。

轮毂1位于滚筒式输运机3上前行，转向台4位于滚筒式输运机3的一端，红外测距传感器5处于转向台4两边中间上方位置。机械臂抓手2位于转向台4于基于机器视觉的轮毂质量检测装置之间。当轮毂1生产线制造出的轮毂经过滚筒式输运机3运输至转向台4上方，转向台4上方的红外测距传感器5根据测得的转向台4最外端与轮毂1之间的距离，根据转向台4的宽度可得到轮毂1位置，并通过无线传感器网络将轮毂1位置发送至工控机。工控机通过控制机械臂抓手2抓取轮毂1至轮毂控制装置。

轮毂控制装置包括：

旋转台底座7；

旋转台6，设于旋转台底座7上，其上设有用于旋转轮毂1的旋转轴11，该旋转轴11位于旋转台6正面；

步进电机8，设于旋转台底座7上，并位于旋转台6背面，用于驱动旋转轴11转动；

电机控制器9，与步进电机8连接，用于控制步进电机8的启停及调速。

轮毂控制装置还包括编码器10，该编码器10位于旋转轴11和旋转台6之间，用于采集步进电机8的运动状态。

具体的，旋转台底座7位于旋转台6下方，旋转台6位于旋转台底座7中间，步进电机8位于旋转台6后方，电机控制器9位于步进电机8上方，旋转轴11位于旋转台6上方中间位置，编码器10位于旋转轴11于旋转台6之间位置，当轮毂1通过机械臂抓手2固定到旋转台6的旋转轴11上，通过工控机的电机转速***通过电连接控制步进电机8进行匀速转动，之后进行轮毂图像采集。

轮毂图像采集装置包括光学镜头12、LED环形光源13、遮光箱14和CCD相机15、滑轨16、滚轮装置17、支架18、卡扣19、转轴20和散热扇21。轮毂图像采集装置需要采集轮毂正面、外侧壁和内壁的图像。轮毂图像正面外侧壁的采集装置为一样的。滑轨16有两个分别位于遮光箱14内左上方和右上方。两个卡扣19都位于滑轨16于遮光箱14之间。两个滚轮装置17都位于滑轨16中间。两个转轴20都位于滚轮装置17下方。两个支架18都位于转轴20下方。两个LED环形光源13和CCD相机15分别位于支架18的两端上方。三个光学镜头12都位于CCD相机15前面。采集轮毂图像内壁的装置包括光学镜头12和CCD相机15。外侧壁的CCD相机15位于上部遮光箱14的下方。散热扇21处于上部遮光箱14的中间位置。当轮毂固定在旋转台6的旋转轴11上进行匀速转动时，通过移动滚轮装置17进行前后移动，用过移动转轴20进行转动以找到最佳的轮毂成像位置。当轮毂图像采集时，LED环形光源13、CCD相机15和散热扇21通过电连接，LED环形光源13进行照明，CCD相机15和光学镜头12进行图像采集，散热扇21转动以达到对轮毂进行降温的作用。之后对轮毂进行质量检测分类处理。

工作过程如图6所示，轮毂质量检测处理装置包括工控机和人机交互显示器。工控机处理***包括电机转速处理***、轮毂型号检测***、轮毂质量检测***、机械臂分拣***和转向台旋转***。当轮毂图像采集完成后，工控机的轮毂型号检测***通过SVM算法实现对轮毂型号识别，工控机的轮毂质量检测***通过机器学习完好轮毂1的图像样本和有质量缺陷图像样本以达到对轮毂1质量的检测判断。通过传递给工控机检测判断的结果，工控机通过控制机械臂抓手2抓取固定在旋转台6的轮毂移送至转向台4进行分拣处理。最终可以按照轮毂型号及有无质量缺陷运输至不同的轮毂生产线上进行后续处理。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，包括轮毂传输装置、轮毂控制装置、轮毂图像采集装置和轮毂质量检测处理装置，所述轮毂图像采集装置的输出端与轮毂质量检测处理装置连接；

所述轮毂传输装置传输待检测的轮毂(1)至指定位置后，由所述轮毂控制装置固定并控制轮毂(1)旋转，

由所述轮毂图像采集装置采集旋转中的轮毂(1)的轮毂图像信息后，所述轮毂质量检测处理装置基于所述轮毂图像信息识别轮毂质量。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，所述轮毂传输装置包括机械臂抓手(2)、滚筒式运输机(3)、转向台(4)和红外测距传感装置(5)，所述红外测距传感装置(5)设于转向台(4)上，所述机械臂抓手(2)位于转向台(4)和轮毂控制装置之间，所述滚筒式输运机(3)将轮毂(1)运输至转向台(4)上，所述红外测距传感装置(5)测量轮毂(1)与滚筒式输运机(3)两端的相对距离，并由所述轮毂控制装置基于所述相对距离固定并控制轮毂(1)旋转。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，所述轮毂控制装置包括：

旋转台底座(7)；

旋转台(6)，设于旋转台底座(7)上，其上设有用于旋转轮毂(1)的旋转轴(11)，该旋转轴(11)位于旋转台(6)正面；

步进电机(8)，设于旋转台底座(7)上，并位于旋转台(6)背面，用于驱动旋转轴(11)转动；

电机控制器(9)，与步进电机(8)连接，用于控制步进电机(8)的启停及调速。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，所述轮毂控制装置还包括编码器(10)，该编码器(10)位于旋转轴(11)和旋转台(6)之间，用于采集步进电机(8)的运动状态。

5.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，所述轮毂图像采集装置包括：

遮光箱(14)，用于遮挡外部干扰光源和防尘；

LED环形光源(13)，设于遮光箱(14)内，用于通过光线照亮轮毂(1)各个表面的成像面；

光学镜头(12)，设于遮光箱(14)内，用于聚焦从轮毂(1)成像面反射而来的光线，并将光线聚焦于CCD相机(15)的传感器上生成轮毂表面图像以轮毂(1)的轮毂图像信息。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，所述轮毂图像采集装置还包括分别用于调节给CCD相机(15)和光学镜头(12)角度的两个角度调整结构，每个角度调整机构包括：滑轨(16)、滚轮装置(17)、支架(18)、卡扣(19)和转轴(20)，所述滑轨(16)通过卡扣(19)固定于遮光箱(14)内壁，所述滚轮装置(17)设于滑轨(16)上并沿所述滑轨(16)滑动，所述支架(18)通过转轴(20)固定于滚轮装置(17)上。

7.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，所述轮毂图像采集装置还包括用于散热的散热扇(21)，该散热扇(21)设于遮光箱(14)顶部中间。

8.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的轮毂质量检测设备，其特征在于，所述轮毂质量检测处理装置包括工控机和人机交互显示器，所述工控机上配置有：

电机转速处理***，用于通过电机控制器(9)控制步进电机(8)匀速转动；

轮毂型号检测***，用于检测轮毂(1)的型号；

轮毂质量检测***，用于检测轮毂(1)表面质量；

机械臂分拣***，用于将检测后的轮毂(1)按照有无质量问题进行分类，并使用机械臂将分类后的轮毂放置于转向台(4)之上，；

转向台旋转***，用于将分类后的轮毂(1)转向至对应的滚筒式输运机之上。