CN113125464A - 一种视觉检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种视觉检测方法,该方法包括以下步骤:建立标准模板轮廓模型:选择完好无损的标准内螺纹管工件,利用夹持装置固定标准内螺纹管工件,夹持装置包括夹持部和旋转部,所述旋转部安装在工作架上,旋转部的端部安装有夹持部,夹持部用于夹持内螺纹管工件,将视觉检测设备伸入标准内螺纹管工件内部,进行视觉扫描内螺纹,获取标准模板轮廓模型数据;自动化程度高,利用伺服电缸和旋转部的配合,能够快速的在内螺纹管工件的螺纹上进行检测,测量的速度快、测量精度高,实现自动化的检测,能够判定待测工件是否合格,并且能够分析出不合格的原因是因为螺牙轮廓的尺寸偏差还是因为螺牙轮廓缺失导致的,功能多,可靠性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种视觉检测技术,特别是涉及一种视觉检测方法。
背景技术
随着工业技术的迅猛发展,机械装置的自动化程度越来越高,在这过程中也对生产制造中的工件精度要求越来越高。
传统的内螺纹管在质量检测的主要方法是螺纹环规或塞规、用螺纹千分尺测量、用齿厚游标卡尺测量、三针测量法、双针测量法,由于内螺纹管的螺纹在管子的内部,上述的这些测量方法存在测量速度慢、测量精度低的确定,不利于提供流水线的自动化检测速度,并且,难以检测出在加工过程中导致的螺牙轮廓缺失的情况。
发明内容
为了解决目前传统的方法测量内螺纹管时,出现的测量速度慢、测量精度低的确定,不利于提供流水线的自动化检测速度,并且,难以检测出在加工过程中导致的螺牙轮廓缺失的问题,本发明的目的是提供一种视觉检测方法。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种视觉检测方法,该方法包括以下步骤:
S1、建立标准模板轮廓模型:选择完好无损的标准内螺纹管工件,利用夹持装置固定标准内螺纹管工件,夹持装置包括夹持部和旋转部,所述旋转部安装在工作架上,旋转部的端部安装有夹持部,夹持部用于夹持内螺纹管工件,将视觉检测设备伸入标准内螺纹管工件内部,进行视觉扫描内螺纹,获取标准模板轮廓模型数据;其中,所述视觉检测设备包括伺服电缸、摄像采集模块、补光灯,伺服电缸安装在工作架上,伺服电缸的端部固定安装有两个摄像采集模块,两个摄像采集模块中间设有补光灯,补光灯安装在伺服电缸上,伺服电缸带动摄像采集模块在螺纹孔内逐渐向里伸,摄像采集模块拍摄螺纹的图像,并采集由螺纹面反射而来的光线强度,通过控制器控制旋转部和伺服电缸配合工作,使得摄像采集模块拍摄到的螺纹面始终相同,闪光灯的位置始终位于一条螺纹牙顶的正下方,获取的标准模板轮廓模型数据包括3D数据模型和光线强度,建立待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征,根据该两侧的螺牙轮廓特征获取待检测螺纹工件两侧的螺牙之间的中线L,该螺牙轮廓特征具有多个波峰,3D模型数据是以中线L为基准轴建立二维直角坐标系以得到待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征的所有坐标点集合(X1,Y1),并根据所有坐标点集合(X1,Y1)得到螺纹的峰值点的集合(Xai,Yai)和螺纹的谷值点的集合(Xbi,Ybi),根据峰值点和谷值点分别运算求得螺纹大径d、螺纹小径d1和螺纹中径d2,其中,Yai为所有坐标点集合(X1,Y1)中Y1的极大值,Ybi为所有坐标点集合(X1,Y1)中Y1的极小值;
S2、设置报警参数阈值:在步骤S1所测量的基础上设定3D数据模型和光线强度的可接受范围,作为报警参数阈值,当拍摄的画面或接收到的光线强度超出了报警参数阈值,则由外部的警报装置发出警报,示意内螺纹管工件不合格;
S3、待测工件的检测:将待测工件按照标准内螺纹管工件在步骤S1中检测的方式进行检测,获取待测工件的3D模型数据和光线强度;
S4、数据的对比分析:1)通过对比待测工件的3D模型数据和建立标准模板轮廓模型的3D数据模型,当两个数据的差值超出阈值时,此时判定待测工件不合格,判定原因为螺牙轮廓的尺寸偏差,由外部的警报装置发出警报,当两个数据的差值均未超出阈值时,此时进行光线强度分析;2)将两个摄像采集模块采集到的两个光线强度以时间为横坐标,在电脑上绘制曲线图;当曲线上出现的拨动峰值超出预设的阈值时,此时判定待测工件不合格,判定原因为螺牙轮廓缺失。
优选的,在步骤S1中伺服电缸的伸缩速度为V=aXcm/s,旋转部的转速w=bXr/s,其中a和b为基数,a和b的取值方法为:将标准内螺纹管工件在配对的螺杆上旋转b圈,旋转完成后,测量标准内螺纹管工件位移的距离,其位移距离即为acm;X为倍数常数,只需同时满足bXr/s在旋转部的工作区间内,aXcm/s在伺服电缸的伸缩速度区间内即可。
与现有技术相比,本发明实现的有益效果:本发明所述的一种视觉检测方法,自动化程度高,利用伺服电缸和旋转部的配合,能够快速的在内螺纹管工件的螺纹上进行检测,测量的速度快、测量精度高,实现自动化的检测,能够判定待测工件是否合格,并且能够分析出不合格的原因是因为螺牙轮廓的尺寸偏差还是因为螺牙轮廓缺失导致的,功能多,可靠性强。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明:
图1为本发明实施例中公开的夹持装置和视觉检测设备的结构示意图;
图2为图1中A处的局部放大图;
图3为实施例中电脑绘制的光线强度曲线图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知,本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例:
一种视觉检测方法,该方法包括以下步骤:
S1、建立标准模板轮廓模型:选择完好无损的标准内螺纹管工件200,利用夹持装置100固定标准内螺纹管工件200,夹持装置100包括夹持部110和旋转部120,所述旋转部120安装在工作架400上,旋转部120的端部安装有夹持部110,夹持部110用于夹持内螺纹管工件200,将视觉检测设备300伸入标准内螺纹管工件200内部,进行视觉扫描内螺纹,获取标准模板轮廓模型数据;其中,所述视觉检测设备300包括伺服电缸310、摄像采集模块320、补光灯330,伺服电缸310安装在工作架400上,伺服电缸310的端部固定安装有两个摄像采集模块320,两个摄像采集模块320中间设有补光灯330,补光灯330安装在伺服电缸310上,伺服电缸310带动摄像采集模块320在螺纹孔内逐渐向里伸,摄像采集模块320拍摄螺纹的图像,并采集由螺纹面反射而来的光线强度,通过控制器控制旋转部120和伺服电缸310配合工作,使得摄像采集模块320拍摄到的螺纹面始终相同,闪光灯的位置始终位于一条螺纹牙顶的正下方,伺服电缸310的伸缩速度为V=aXcm/s,旋转部120的转速w=bXr/s,其中a和b为基数,a和b的取值方法为:将标准内螺纹管工件200在配对的螺杆上旋转b圈,旋转完成后,测量标准内螺纹管工件200位移的距离,其位移距离即为acm;X为倍数常数,只需同时满足bXr/s在旋转部120的工作区间内,aXcm/s在伺服电缸310的伸缩速度区间内即可,获取的标准模板轮廓模型数据包括3D数据模型和光线强度,建立待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征,根据该两侧的螺牙轮廓特征获取待检测螺纹工件两侧的螺牙之间的中线L,该螺牙轮廓特征具有多个波峰,3D模型数据是以中线L为基准轴建立二维直角坐标系以得到待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征的所有坐标点集合(X1,Y1),并根据所有坐标点集合(X1,Y1)得到螺纹的峰值点的集合(Xai,Yai)和螺纹的谷值点的集合(Xbi,Ybi),根据峰值点和谷值点分别运算求得螺纹大径d、螺纹小径d1和螺纹中径d2,其中,Yai为所有坐标点集合(X1,Y1)中Y1的极大值,Ybi为所有坐标点集合(X1,Y1)中Y1的极小值;
S2、设置报警参数阈值:在步骤S1所测量的基础上设定3D数据模型和光线强度的可接受范围,作为报警参数阈值,当拍摄的画面或接收到的光线强度超出了报警参数阈值,则由外部的警报装置发出警报,示意内螺纹管工件200不合格;
S3、待测工件的检测:将待测工件按照标准内螺纹管工件200在步骤S1中检测的方式进行检测,获取待测工件的3D模型数据和光线强度;
S4、数据的对比分析:1)通过对比待测工件的3D模型数据和建立标准模板轮廓模型的3D数据模型,当两个数据的差值超出阈值时,此时判定待测工件不合格,判定原因为螺牙轮廓的尺寸偏差,由外部的警报装置发出警报,当两个数据的差值均未超出阈值时,此时进行光线强度分析;2)将两个摄像采集模块320采集到的两个光线强度以时间为横坐标,在电脑上绘制曲线图;当曲线上出现的拨动峰值超出预设的阈值时,此时判定待测工件不合格,判定原因为螺牙轮廓缺失,如图2所示,因为螺牙轮廓缺失,位于右侧的摄像采集模块320所采集到的光线强度会降低,从而使得曲线图发生拨动,如图3所示。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (2)
1.一种视觉检测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
S1、建立标准模板轮廓模型:选择完好无损的标准内螺纹管工件,利用夹持装置固定标准内螺纹管工件,夹持装置包括夹持部和旋转部,所述旋转部安装在工作架上,旋转部的端部安装有夹持部,夹持部用于夹持内螺纹管工件,将视觉检测设备伸入标准内螺纹管工件内部,进行视觉扫描内螺纹,获取标准模板轮廓模型数据;其中,所述视觉检测设备包括伺服电缸、摄像采集模块、补光灯,伺服电缸安装在工作架上,伺服电缸的端部固定安装有两个摄像采集模块,两个摄像采集模块中间设有补光灯,补光灯安装在伺服电缸上,伺服电缸带动摄像采集模块在螺纹孔内逐渐向里伸,摄像采集模块拍摄螺纹的图像,并采集由螺纹面反射而来的光线强度,通过控制器控制旋转部和伺服电缸配合工作,使得摄像采集模块拍摄到的螺纹面始终相同,闪光灯的位置始终位于一条螺纹牙顶的正下方,获取的标准模板轮廓模型数据包括3D数据模型和光线强度,建立待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征,根据该两侧的螺牙轮廓特征获取待检测螺纹工件两侧的螺牙之间的中线L,该螺牙轮廓特征具有多个波峰,3D模型数据是以中线L为基准轴建立二维直角坐标系以得到待检测螺纹工件两侧的螺牙轮廓特征的所有坐标点集合(X1,Y1),并根据所有坐标点集合(X1,Y1)得到螺纹的峰值点的集合(Xai,Yai)和螺纹的谷值点的集合(Xbi,Ybi),根据峰值点和谷值点分别运算求得螺纹大径d、螺纹小径d1和螺纹中径d2,其中,Yai为所有坐标点集合(X1,Y1)中Y1的极大值,Ybi为所有坐标点集合(X1,Y1)中Y1的极小值;
S2、设置报警参数阈值:在步骤S1所测量的基础上设定3D数据模型和光线强度的可接受范围,作为报警参数阈值,当拍摄的画面或接收到的光线强度超出了报警参数阈值,则由外部的警报装置发出警报,示意内螺纹管工件不合格;
S3、待测工件的检测:将待测工件按照标准内螺纹管工件在步骤S1中检测的方式进行检测,获取待测工件的3D模型数据和光线强度;
S4、数据的对比分析:1)通过对比待测工件的3D模型数据和建立标准模板轮廓模型的3D数据模型,当两个数据的差值超出阈值时,此时判定待测工件不合格,判定原因为螺牙轮廓的尺寸偏差,由外部的警报装置发出警报,当两个数据的差值均未超出阈值时,此时进行光线强度分析;2)将两个摄像采集模块采集到的两个光线强度以时间为横坐标,在电脑上绘制曲线图;当曲线上出现的拨动峰值超出预设的阈值时,此时判定待测工件不合格,判定原因为螺牙轮廓缺失。
2.根据权利要求1所述的一种视觉检测方法,其特征在于,在步骤S1中伺服电缸的伸缩速度为V=aXcm/s,旋转部的转速w=bXr/s,其中a和b为基数,a和b的取值方法为:将标准内螺纹管工件在配对的螺杆上旋转b圈,旋转完成后,测量标准内螺纹管工件位移的距离,其位移距离即为acm;X为倍数常数,只需同时满足bXr/s在旋转部的工作区间内,aXcm/s在伺服电缸的伸缩速度区间内即可。
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