CN111579557A - 一种电极帽修磨质量检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电极帽修磨质量检测装置，其包括检测平台、支撑架、夹持装置和上位机；所述检测平台上设置有检测孔，所述检测孔的孔径从平台上表面往平台内部逐渐缩小，所述检测孔的斜面上环绕设置有多个斜孔，所述斜孔中设置有与所述上位机电性连接的接触传感器，当接触传感器在检测到有物体接触时，便往上位机发送信号；所述第二横杆上设置有用于获取电极帽表面图像的拍摄装置，所述拍摄装置与所述上位机电性连接，所述上位机根据接收到的信号的总数和所述电极帽表面图像识别电极帽的外观存在的缺陷类型，进而判定所述电极帽的修磨质量是否合格。

Description

一种电极帽修磨质量检测装置
技术领域
本发明涉及检测领域，具体涉及一种电极帽修磨质量检测装置。
背景技术
电极帽属于焊接电极的一种，用于电阻焊接设备的焊接，如固定式点焊机、悬挂式点焊机及机械手点焊机等，因为套于电极连杆上，故而称作电极帽。材质大多为铬锆铜，也有弥散铜。焊接一定的次数后，由于磨损而需要修磨或更换，属于焊接消耗部品。
现有技术中，对修磨后的电极帽的检测往往是通过人眼来进行检测，效率较低。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种电极帽修磨质量检测装置，其包括检测平台、支撑架、夹持装置和上位机；
所述检测平台上设置有检测孔，所述检测孔的孔径从平台上表面往平台内部逐渐缩小，所述检测孔的斜面上环绕设置有多个斜孔，所述斜孔中设置有与所述上位机电性连接的接触传感器，当接触传感器在检测到有物体接触时，便往上位机发送信号；
所述支撑架包括支撑竖杆、第一横杆和第二横杆，所述支撑竖杆从上到下依次设置有第一横杆和第二横杆；所述第一横杆和第二横杆均能够以支撑竖杆为圆心做圆周运动；所述第二横杆上设置有用于获取电极帽表面图像的拍摄装置，所述拍摄装置与所述上位机电性连接；
所述夹持装置设置在第一横杆上，其与第一横杆滑动连接且与第一横杆相互垂直，所述夹持装置用于夹持电极帽；所述夹持装置与第一横杆之间设置有锁定装置，用于阻止第一横杆与夹持装置之间的相对滑动；
所述上位机将接收到的信号的总数与预设的信号总数阈值进行对比，若接收到的信号的总数大于所述信号总数阈值，上位机根据所述电极帽表面图像识别电极帽的外观存在的缺陷类型，并将预设的外观检测总分减去电极帽的外观存在的缺陷类型对应的总扣分分值，从而得到电极帽的外观评分，并根据所述外观评分判断所述电极帽的修磨质量是否合格，若接收到的信号的总数小于等于所述信号总数阈值，则上位机判定所述电极帽的修磨质量不合格。
本发明的有益效果为：
本发明通过接触传感器、拍摄装置以及上位机分别对修磨后的电极帽的形状和外观缺陷进行检测，相较于人工检测的方式，更为高效便捷，而且比人眼检测准确率更高。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种电极帽修磨质量检测装置的一种示例性实施例图。
附图标记：
检测平台1、支撑架2、夹持装置3。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本发明的一种电极帽修磨质量检测装置，其包括检测平台1、支撑架2、夹持装置3和上位机(图中未画出)；
所述检测平台1上设置有检测孔，所述检测孔的孔径从平台上表面往平台内部逐渐缩小，所述检测孔的斜面上环绕设置有多个斜孔，所述斜孔中设置有与所述上位机电性连接的接触传感器，当接触传感器在检测到有物体接触时，便往上位机发送信号；
所述支撑架2包括支撑竖杆、第一横杆和第二横杆，所述支撑竖杆从上到下依次设置有第一横杆和第二横杆；所述第一横杆和第二横杆均能够以支撑竖杆为圆心做圆周运动；所述第二横杆上设置有用于获取电极帽表面图像的拍摄装置，所述拍摄装置与所述上位机电性连接；
所述夹持装置3设置在第一横杆上，其与第一横杆滑动连接且与第一横杆相互垂直，所述夹持装置3用于夹持电极帽；所述夹持装置3与第一横杆之间设置有锁定装置，用于阻止第一横杆与夹持装置3之间的相对滑动；
所述上位机将接收到的信号的总数与预设的信号总数阈值进行对比，若接收到的信号的总数大于所述信号总数阈值，上位机根据所述电极帽表面图像识别电极帽的外观存在的缺陷类型，并将预设的外观检测总分减去电极帽的外观存在的缺陷类型对应的总扣分分值，从而得到电极帽的外观评分，并根据所述外观评分判断所述电极帽的修磨质量是否合格，若接收到的信号的总数小于等于所述信号总数阈值，则上位机判定所述电极帽的修磨质量不合格。
本发明通过接触传感器、拍摄装置以及上位机分别对修磨后的电极帽的形状和外观缺陷进行检测，相较于人工检测的方式，更为高效便捷，而且比人眼检测准确率更高。
在一种实施方式中，所述检测平台1上环绕支撑竖杆设置有多个不同尺寸的检测孔。
这种设置方式可以使得本检测平台1具备检测不同尺寸的电极帽的能力。
在一种实施方式中，所述夹持装置3包括配重块，夹持竖杆和夹持模块，所述配重块设置在所述夹持装置3的上端，所述夹持模块设置在所述夹持竖杆的下端，所述夹持模块用于夹持电极帽。
利用配重块的重量对电极帽施加压力，从而保证电极帽与接触传感器紧密接触，避免接触传感器的因为压力过小而没能检测到电极帽与其接触。
在一种实施方式中，所述斜孔中还设置有弹簧，所述弹簧的一端与所述斜孔的底部连接，另一端与所述接触传感器连接。
在一种实施方式中，所述拍摄装置包括环形板和摄像头；所述环形板与所述第二横杆固接，所述摄像头环形分布在所述环形板上。
摄像头环形分布，从而获取不同角度的电极帽的外观图像，避免了检测盲区。
在一种实施方式中，所述上位机包括传感器检测模块、外观检测模块和综合检测模块；
所述传感器检测模块与所述接触传感器电性连接，用于接收所述接触传感器发送的信号，并统计接收到的信号的总数Tnum，然后判断Tnum是否大于预设的信号总数阈值sthre，若是，则判断结果为电极帽通过传感器检测，否则，判断结果为电极帽没有通过传感器检测，并将上述判断结果发送至综合检测模块；
所述综合检测模块包括判断单元和显示单元，所述判断单元用于根据所述判断结果判断是否通知外观检测模块开始工作，若所述判断结果为电极帽通过传感器检测，则判断单元通知所述外观检测模块进行工作，否则，判断单元通过显示单元显示所述判断结果；
所述外观检测模块用于接收拍摄装置传输过来的电极帽表面图像，对所述电极帽表面图像进行缺陷类型识别，识别出电极帽的外观存在的缺陷类型，不同的缺陷类型对应不同的扣分分值，外观检测模块将预设的外观检测总分减去电极帽的外观存在的缺陷类型的总扣分分值，从而得到电极帽的外观评分，若所述外观评分大于预设的外观评分阈值，则外观检测模块判定电极帽通过外观检测，质量合格，否则，外观检测模块判定电极帽没有通过外观检测，质量不合格。
在一种实施方式中，所述外观检测模块包括筛选子模块、预处理子模块、特征提取子模块和特征匹配子模块；
所述筛选子模块用于对所述电极帽表面图像进行质量评估，得到质量评估值，若质量评估值高于预设的筛选阈值时，筛选子模块将电极帽表面图像发送到预处理子模块进行处理，否则筛选子模块通过拍摄装置重新获取电极帽表面图像；
所述预处理子模块用于对所述电极帽表面图像进行图像分割，获得目标图像；
所述特征提取子模块用于对所述目标图像进行特征提取，获取所述目标图像的特征数据；
所述特征匹配子模块用于将特征提取子模块获取的特征数据与上位机中预先存储的缺陷类型标准特征数据进行匹配，从而识别出正在检测的电极帽的外观存在的缺陷类型。
在一种实施方式中，所述预处理子模块包括灰度化处理单元、图像分割单元和降噪单元；
所述灰度化处理单元用于将所述电极帽表面图像转化为灰度图像；
所述图像分割单元用于对所述灰度图像进行图像分割，获得前景图像；
所述降噪单元用于对所述前景图像进行降噪处理，获得目标图像。
在一种实施方式中，所述对所述灰度图像进行图像分割，获得前景图像，包括：
使用最大类间方差算法对所述灰度图像进行图像分割，将灰度图像分割为前景图像和背景图像。
在一种实施方式中，所述对所述前景图像进行降噪处理，获得目标图像，包括：
使用预设的小波基和根据前景图像计算得到的分解层数对所述所述前景图像进行小波分解，获得所述前景图像的高频系数图像GPXlx,cs和低频系数图像DPXcs，cs表示第cs层小波分解，lx表示第lx个高频系数图像；
对所述高频系数图像GPXlx,cs进行如下阈值处理：
Figure BDA0002509629080000041
上式中，aGPXcs,lx表示阈值处理后的高频系数图像，tacs和tbcs均为预设的阈值参数，logi表示Logistic函数；δ表示调节系数；ε表示抑制系数；
对低频系数图像DPXcs进行如下处理：
Figure BDA0002509629080000051
式中，DPXcs(x,y)表示DPXcs中位置为(x,y)的像素点的灰度值，aDPXcs(x,y)表示处理后的DPXcs中位置为(x,y)的像素点处理后的灰度值，α1和α2表示预设的低频处理系数，LYx,y表示DPXcs中位置为(x,y)的像素点的预设定大小的领域的像素点的集合，(i,j)表示LYx,y中的像素点的坐标，f(i,j)表示坐标为(i,j)的像素点的灰度值；
Figure BDA0002509629080000052
H表示预设的衰减控制系数，GF表示高斯滤波的方差；
Figure BDA0002509629080000053
式中，H2表示缩放控制系数，num表示LYx,y中的像素点的灰度均值，
Figure BDA0002509629080000054
nj表示LYx,y中灰度值比阈值R大的像素点的数量，max1和min1分别表示LYx,y中的灰度值最大值和灰度值均值；
将aGPXlx,cs和aDPXcs进行重构处理，获得目标图像。
本发明上述实施例，在进行阈值处理时，通过预设的ta和tb这两个阈值参数，对高频系数自适应地选择采用不同的计算公式，从而避免了现有技术中进行降噪时容易出现的细节丢失的问题。而在处理低频系数图像时，充分考虑了当前计算的像素点的与其邻域像素点在位置、灰度上的差异，还加入了t(x,y)调整函数，可以有效避免现有技术中容易出现噪声点和正常像素点混淆处理，从而导致降噪效果差的问题。
在一种实施方式中，所述分解层数通过以下方式进行计算：
Figure BDA0002509629080000055
SN表示前景图像的估计信噪比,
Figure BDA0002509629080000056
Figure BDA0002509629080000061
式中，k表示前景图像中的第k个像素点，K表示前景图像中像素点的总数，SNR表示通过EVM算法得到的信噪比。
本发明上述实施例，通过对传统的计算方式得到的信噪比进行了改进，使得本发明在较大的信噪比范围内，都能准确地计算出信噪比，而且本算法复杂度低，计算效率高。
在一种实施方式中，所述阈值参数tbcs通过以下方式进行计算：
Figure BDA0002509629080000062
式中，SNR表示通过EVM算法得到的信噪比，Φ表示阈值调节因子。
本发明上述实施方式在，通过对不同层的小波分解自适应地采用不同的阈值的方式对高频系数进行处理，能够解决小波分解层数多之后，失真变大，重构误差变大的问题。进一步地提高降噪效果的准确性。
在一种实施方式中，所述将所述电极帽表面图像转化为灰度图像，包括：
通过加权平均法将所述电极帽表面图像转化为灰度图像。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，其包括检测平台、支撑架、夹持装置和上位机；
所述检测平台上设置有检测孔，所述检测孔的孔径从平台上表面往平台内部逐渐缩小，所述检测孔的斜面上环绕设置有多个斜孔，所述斜孔中设置有与所述上位机电性连接的接触传感器，当接触传感器在检测到有物体接触时，便往上位机发送信号；
所述支撑架包括支撑竖杆、第一横杆和第二横杆，所述支撑竖杆从上到下依次设置有第一横杆和第二横杆；所述第一横杆和第二横杆均能够以支撑竖杆为圆心做圆周运动；所述第二横杆上设置有用于获取电极帽表面图像的拍摄装置，所述拍摄装置与所述上位机电性连接；
所述夹持装置设置在第一横杆上，其与第一横杆滑动连接且与第一横杆相互垂直，所述夹持装置用于夹持电极帽；所述夹持装置与第一横杆之间设置有锁定装置，用于阻止第一横杆与夹持装置之间的相对滑动；
所述上位机将接收到的信号的总数与预设的信号总数阈值进行对比，若接收到的信号的总数大于所述信号总数阈值，上位机根据所述电极帽表面图像识别电极帽的外观存在的缺陷类型，并将预设的外观检测总分减去电极帽的外观存在的缺陷类型对应的总扣分分值，从而得到电极帽的外观评分，并根据所述外观评分判断所述电极帽的修磨质量是否合格，若接收到的信号的总数小于等于所述信号总数阈值，则上位机判定所述电极帽的修磨质量不合格。
2.根据权利要求1所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述检测平台上环绕支撑竖杆设置有多个不同尺寸的检测孔。
3.根据权利要求1所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述夹持装置包括配重块，夹持竖杆和夹持模块，所述配重块设置在所述夹持装置的上端，所述夹持模块设置在所述夹持竖杆的下端，所述夹持模块用于夹持电极帽。
4.根据权利要求1所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述斜孔中还设置有弹簧，所述弹簧的一端与所述斜孔的底部连接，另一端与所述接触传感器连接。
5.根据权利要求1所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述拍摄装置包括环形板和摄像头；
所述环形板与所述第二横杆固接，所述摄像头环形分布在所述环形板上。
6.根据权利要求1所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述上位机包括传感器检测模块、外观检测模块和综合检测模块；
所述传感器检测模块与所述接触传感器电性连接，用于接收所述接触传感器发送的信号，并统计接收到的信号的总数Tnum，然后判断Tnum是否大于预设的信号总数阈值sthre，若是，则判断结果为电极帽通过传感器检测，否则，判断结果为电极帽没有通过传感器检测，并将上述判断结果发送至综合检测模块；
所述综合检测模块包括判断单元和显示单元，所述判断单元用于根据所述判断结果判断是否通知外观检测模块开始工作，若所述判断结果为电极帽通过传感器检测，则判断单元通知所述外观检测模块进行工作，否则，判断单元通过显示单元显示所述判断结果；
所述外观检测模块用于接收拍摄装置传输过来的电极帽表面图像，对所述电极帽表面图像进行缺陷类型识别，识别出电极帽的外观存在的缺陷类型，不同的缺陷类型对应不同的扣分分值，外观检测模块将预设的外观检测总分减去电极帽的外观存在的缺陷类型的总扣分分值，从而得到电极帽的外观评分，若所述外观评分大于预设的外观评分阈值，则外观检测模块判定电极帽通过外观检测，质量合格，否则，外观检测模块判定电极帽没有通过外观检测，质量不合格。
7.根据权利要求6所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述外观检测模块包括筛选子模块、预处理子模块、特征提取子模块和特征匹配子模块；
所述筛选子模块用于对所述电极帽表面图像进行质量评估，得到质量评估值，若质量评估值高于预设的筛选阈值时，筛选子模块将电极帽表面图像发送到预处理子模块进行处理，否则筛选子模块通过拍摄装置重新获取电极帽表面图像；
所述预处理子模块用于对所述电极帽表面图像进行图像分割，获得目标图像；
所述特征提取子模块用于对所述目标图像进行特征提取，获取所述目标图像的特征数据；
所述特征匹配子模块用于将特征提取子模块获取的特征数据与上位机中预先存储的缺陷类型标准特征数据进行匹配，从而识别出正在检测的电极帽的外观存在的缺陷类型。
8.根据权利要求7所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述预处理子模块包括灰度化处理单元、图像分割单元和降噪单元；
所述灰度化处理单元用于将所述电极帽表面图像转化为灰度图像；
所述图像分割单元用于对所述灰度图像进行图像分割，获得前景图像；
所述降噪单元用于对所述前景图像进行降噪处理，获得目标图像。
9.根据权利要求8所述的一种电极帽修磨质量检测装置，其特征在于，所述将所述电极帽表面图像转化为灰度图像，包括：
通过加权平均法将所述电极帽表面图像转化为灰度图像。
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