CN114354633B - 一种陶瓷卫浴外观质量检测***及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于视觉检测技术领域，提供了一种陶瓷卫浴外观质量检测***，包括工作台，还包括：运输***，与工作台连接，用于对待检测样品进行水平传送；检测***，与工作台连接，所述检测***能够生成待检测样品的外观尺寸图像，从而对待检测样品的外观进行全面检测；所述运输***包括带传送副，所述带传送副沿工作台的侧端面水平设置，所述工作台固定连接有暗箱，所述带传送副穿过暗箱的通道口；所述检测***包括视觉相机，固定架以及六轴工业机器人；所述暗箱中设置有检测台，所述视觉相机共四个，其中两个视觉相机通过固定架与所述六轴工业机器人固定连接；另外两个视觉相机分别固定在检测台的两侧，并平行置于带传送副的下方。
Description
技术领域
本发明属于视觉检测技术领域，尤其涉及一种陶瓷卫浴外观质量检测***及检测方法。
背景技术
近年来，部分陶瓷卫浴企业都基本实现生产自动化，但在实际生产线中，由于产品运输、制造工艺等不可控因素，产品不可避免存在表面裂痕、外观尺寸不标准等缺陷，并且陶瓷卫浴产品表面光滑易反光，在普通环境光源下缺陷部分对比度不明显且难以识别。
目前，产品质检环节仍是以传统人工检测为主，依靠人眼观察加辅助触摸的方式进行检测与评估，不仅单个产品检测速度慢，检测标准模糊，主观性强，难以将产品进行合理分级，而且出现问题较难溯源反馈到生产环节，产品品控没有保证。加之陶瓷卫浴产品的尺寸及重量较大，检测人员工作强度高，触碰待测工件容易造成损伤，制约工厂的生产效率及产品质量。现有支持向量机与传统图像处理技术的结合适用于小样本的缺陷检测，但检测结果的好坏很大程度上取决于提取到的特征质量，对研发人员的专业综合素质要求较高；而基于神经网络的陶瓷瑕疵检测方法虽然相对来说准确度较高，但需要大量的数据集对相应的网络进行训练，消耗时间过长，成本过于昂贵。
为避免上述技术问题，确有必要提供一种陶瓷卫浴外观质量检测***及检测方法以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陶瓷卫浴外观质量检测***及检测方法，旨在实现对不同尺寸的陶瓷卫浴产品进行表面缺陷及外观尺寸的一体化检测。
本发明是这样实现的，一种基于陶瓷卫浴外观质量检测***的检测方法，其特征在于，
陶瓷卫浴外观质量检测***包括工作台，还包括：
运输***，与工作台连接，用于对待检测样品进行水平传送；
检测***，与工作台连接，所述检测***能够生成待检测样品的外观尺寸图像，从而对待检测样品的外观进行全面检测；
所述运输***包括带传送副，所述带传送副沿工作台的侧端面水平设置，所述工作台固定连接有暗箱，所述带传送副穿过暗箱的通道口；
进一步的技术方案，所述检测***包括视觉相机，固定架以及六轴工业机器人；所述暗箱中设置有检测台，所述视觉相机共四个，其中两个视觉相机通过固定架与所述六轴工业机器人固定连接；另外两个视觉相机分别固定在检测台的两侧，并平行置于带传送副的下方，所述检测台连接有光源组件。
进一步的技术方案，所述光源组件包括一条环形光源、2条蓝色光源以及4条红色光源，所述红色光源及蓝色光源分别固定于检测台上、下部，所述环形光源嵌套于所述视觉相机外侧，所述环形光源、蓝色光源以及红色光源均与光源控制器连接。
进一步的技术方案，所述六轴工业机器人通过TCP通讯连接有微型工业电脑，所述微型工业电脑与视觉相机以及光源组件电性连接；
一种基于陶瓷卫浴外观质量检测***的检测方法，包括以下步骤：
S01：将待测工件洗手盆放置于带传送副上，当工件到达暗箱中的待测位置后便触发传感器，传感器的信号由六轴工业机器人的控制机箱发出，从而自动运行视觉程序；
S02：视觉程序自动运行开启后，由检测台下部两侧的视觉相机识别产品型号信息并录入微型工业电脑，同时利用安装于六轴工业机器人上的视觉相机在固定角度采集图像；
S03：对采集到的初始图像进行图像处理、二值化、背景分割，获得陶瓷卫浴产品外观裂痕及黑点的缺陷检测结果；
S04：之后由六轴工业机器人带动视觉相机进行二次图像采集及处理，后经坐标系转换计算，进行视觉标定，根据图像中各检测点在图像中的位移和实际位移的固定量，得到各个位置的比例尺；
S05：下一步地，经视觉程序定位到各检测点，从而六轴工业机器人移动到计算所得的各个位置，利用其装载的视觉相机进行图像采集，通过图形处理计算出图像中检测区域的像素长度，再利用比例尺进行坐标系转换，计算得到实际的洗手盆四边尺寸长度，其中图像处理包括图像灰度化、二值化、最大卡尺；并利用两直角点连成一条直线，判断边长各点到达此直线的最大距离差，结合洗手盆外观尺寸标准确定产品外观的平整度；
接着，六轴工业机器人移动到正面溢水孔，采集图像并处理，利用最大程度拟合圆的算法检测出圆的直径，通过判断圆上任意实际点到圆心的距离之差，判断洗手盆溢水孔的圆度是否符合检测标准；再而移动到侧面溢水孔重复该步骤；
若检测结果合格，则***生成检测报告；若检测不合格，则显示产品的外观质量及尺寸存在的问题；并且检测所得结果通过服务器连接发送至企业生产管理***。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明提供的一种陶瓷卫浴外观质量检测***及检测方法，创新性地将工业机器人与视觉相机结合，实现多角度采集图像；基于机器视觉技术，实现对不同尺寸的陶瓷卫浴产品进行表面缺陷及外观尺寸的一体化检测；
本发明提供的一种陶瓷卫浴外观质量检测***及检测方法，可以实现对目标工件的外观缺陷、溢水孔圆度、四边尺寸、四边平整度的一体化快速检测功能，有效提高了检测精度，高效辅助人工进行产品质检，提高质检效率，统一质检标准，记录产品数据；
本发明运用了六轴工业机器人与视觉相机的手眼联动、图像处理、洗手盆外观质量检测软件的PC等技术，公开了一种陶瓷卫浴外观质量检测***及检测方法；首先工业机器人带动视觉相机在固定角度采集图像；进而将所述图像进行坐标系转换计算，所述转换可以适应不同尺寸产品的定位；接着由工业机器人带动相机移动到计算所得各个位置采集图像；最后将所述采集的图像，通过检测软件的各个模块化算法进行图像处理。本发明可以实现对陶瓷卫浴产品的外观缺陷、溢水孔圆度、四边尺寸、四边平整度的一体化快速精准检测，且能与企业生产管理***通信，实时同步检测结果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中部分机构的放大结构示意图；
图3为本发明中的环形光源嵌套视觉相机图；
图4为本发明的程序设计流程图
附图中：工作台1、带传送副2、暗箱3、视觉相机4、固定架5、六轴工业机器人6。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1-图3所示，为本发明提供的一种基于陶瓷卫浴外观质量检测***的检测方法，其特征在于，
陶瓷卫浴外观质量检测***包括工作台1，还包括：
运输***，与工作台1连接，用于对待检测样品进行水平传送；
检测***，与工作台1连接，所述检测***能够生成待检测样品的外观尺寸图像，从而对待检测样品的外观进行全面检测；
所述运输***包括带传送副2，所述带传送副2沿工作台1的侧端面水平设置，所述工作台1固定连接有暗箱3，所述带传送副2穿过暗箱3的通道口；
作为本发明的一种优选实施例，所述检测***包括视觉相机4，固定架5以及六轴工业机器人6；所述暗箱3中设置有检测台，所述视觉相机4共四个，其中两个视觉相机4通过固定架5与所述六轴工业机器人6固定连接；另外两个视觉相机4分别固定在检测台的两侧，并平行置于带传送副2的下方，所述检测台连接有光源组件。
作为本发明的一种优选实施例，所述光源组件包括一条环形光源、2条蓝色光源以及4条红色光源，所述红色光源及蓝色光源分别固定于检测台上、下部，所述环形光源嵌套于所述视觉相机4外侧，所述环形光源、蓝色光源以及红色光源均与光源控制器连接。
作为本发明的一种优选实施例，所述六轴工业机器人6通过TCP通讯连接有微型工业电脑，所述微型工业电脑与视觉相机4以及光源组件电性连接；
一种基于陶瓷卫浴外观质量检测***的检测方法，包括以下步骤：
S01：将待测工件洗手盆放置于带传送副2上，当工件到达暗箱3中的待测位置后便触发传感器，传感器的信号由六轴工业机器人6的控制机箱发出，从而自动运行视觉程序；
S02：视觉程序自动运行开启后，由检测台下部两侧的视觉相机4识别产品型号信息并录入微型工业电脑，同时利用安装于六轴工业机器人6上的视觉相机4在固定角度采集图像；
S03：对采集到的初始图像进行图像处理、二值化、背景分割，获得陶瓷卫浴产品外观裂痕及黑点的缺陷检测结果；
S04：之后由六轴工业机器人6带动视觉相机4进行二次图像采集及处理，后经坐标系转换计算，进行视觉标定，根据图像中各检测点在图像中的位移和实际位移的固定量，得到各个位置的比例尺；
S05：下一步地，经视觉程序定位到各检测点，从而六轴工业机器人6移动到计算所得的各个位置，利用其装载的视觉相机4进行图像采集，通过图形处理计算出图像中检测区域的像素长度，再利用比例尺进行坐标系转换，计算得到实际的洗手盆四边尺寸长度，其中图像处理包括图像灰度化、二值化、最大卡尺；并利用两直角点连成一条直线，判断边长各点到达此直线的最大距离差，结合洗手盆外观尺寸标准确定产品外观的平整度。
若检测结果合格，则***生成检测报告；若检测不合格，则显示产品的外观质量及尺寸存在的问题；并且检测所得结果通过服务器连接发送至企业生产管理***。
下面本发明以洗手盆为例进行举例说明：
首先将洗手盆放置于带传送副2上，当洗手盆到达暗箱3中的待测位置后触发传感器，由六轴工业机器人6的控制机箱发出传感器信号，从而自动运行视觉程序；视觉程序自动运行开启后，由检测台下部两侧的视觉相机4识别产品型号信息并录入微型工业电脑，同时触发安装于六轴工业机器人6上的视觉相机4，在洗手盆正上方采集图像；对采集到的初始图像进行图像处理、二值化、背景分割，判断洗手盆外观是否存在裂痕及黑点的缺陷。
其次，视觉程序通过TCP/IP通信连接到六轴工业机器人6并发送指令，使得六轴工业机器人6带动视觉相机4移动固定距离后，进行二次图像采集及处理，后经坐标系转换计算，进行视觉标定，根据图像中各检测点在图像中的位移和实际位移的固定量，得到各位置的长度比例尺（图像/实际）。
下一步，六轴工业机器人6移动到计算所得的各个位置，以顺时针顺序定位到洗手盆的四边，触发其上的视觉相机4进行图像采集，通过图形处理计算出图像中检测区域的像素长度，再利用比例尺进行坐标系转换，计算得到实际的洗手盆四边尺寸长度，其中图像处理包括图像灰度化、二值化、最大卡尺。并利用两直角点连成一条直线，判断边长各点到达此直线的最大距离差，结合洗手盆外观尺寸标准确定产品外观的平整度。
接着，六轴工业机器人6移动到正面溢水孔，采集图像并处理，利用最大程度拟合圆的算法 检测出圆的直径，通过判断圆上任意实际点到圆心的距离之差，判断洗手盆溢水孔的圆度是否符合检测标准；再而移动到侧面溢水孔重复该步骤。
最后，若检测结果合格，则生成检测报告；若检测结果不合格，则显示产品的外观质量及尺寸存在的问题；并且检测所得结果将通过服务器连接发送至企业生产管理***。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种基于陶瓷卫浴外观质量检测***的检测方法，其特征在于，
陶瓷卫浴外观质量检测***包括工作台，还包括：
运输***，与工作台连接，用于对待检测样品进行水平传送；
检测***，与工作台连接，所述检测***能够生成待检测样品的外观尺寸图像，从而对待检测样品的外观进行全面检测；
所述运输***包括带传送副，所述带传送副沿工作台的侧端面水平设置，所述工作台固定连接有暗箱，所述带传送副穿过暗箱的通道口；
所述检测***包括视觉相机，固定架以及六轴工业机器人；所述暗箱中设置有检测台，所述视觉相机共四个，其中两个视觉相机通过固定架与所述六轴工业机器人固定连接；另外两个视觉相机分别固定在检测台的两侧，并平行置于带传送副的下方，所述检测台连接有光源组件；
所述光源组件包括一条环形光源、2条蓝色光源以及4条红色光源，所述红色光源及蓝色光源分别固定于检测台上、下部，所述环形光源嵌套于所述视觉相机外侧，所述环形光源、蓝色光源以及红色光源均与光源控制器连接；
所述六轴工业机器人通过TCP通讯连接有微型工业电脑，所述微型工业电脑与视觉相机以及光源组件电性连接；
所述检测方法，包括以下步骤：
S01：将待测工件洗手盆放置于带传送副上，当工件到达暗箱中的待测位置后便触发传感器，传感器的信号由六轴工业机器人的控制机箱发出，从而自动运行视觉程序；
S02：视觉程序自动运行开启后，由检测台下部两侧的视觉相机识别产品型号信息并录入微型工业电脑，同时利用安装于六轴工业机器人上的视觉相机在固定角度采集图像；
S03：对采集到的初始图像进行图像处理、二值化、背景分割，获得陶瓷卫浴产品外观裂痕及黑点的缺陷检测结果；
S04：之后由六轴工业机器人带动视觉相机进行二次图像采集及处理，后经坐标系转换计算，进行视觉标定，根据图像中各检测点在图像中的位移和实际位移的固定量，得到各个位置的比例尺；
S05：下一步地，经视觉程序定位到各检测点，从而六轴工业机器人移动到计算所得的各个位置，利用其装载的视觉相机进行图像采，得到待检测产品的初步外观尺寸图像；
S06：将所得的产品初步外观尺寸图像进行图像处理，经过检测软件的各个模块化的算法获得陶瓷卫浴产品溢水孔圆度、产品外观尺寸、产品外观平整度的检测结果；其中图像处理包括图像灰度化、二值化、最大卡尺；
若检测结果合格，则***生成检测报告；若检测不合格，则显示产品的外观质量及尺寸存在的问题；并且检测所得结果通过服务器连接发送至企业生产管理***；
其中产品外观尺寸获得方式如下：通过图形处理计算出图像中检测区域的像素长度，再利用比例尺进行坐标系转换，计算得到实际的洗手盆四边尺寸长度；
产品外观平整度获得方式如下：利用两直角点连成一条直线，判断边长各点到达此直线的最大距离差，结合洗手盆外观尺寸标准确定产品外观的平整度；
产品溢水孔圆度获得方式如下：通过六轴工业机器人移动到正面溢水孔，采集图像并处理，利用最大程度拟合圆的算法检测出圆的直径，通过判断圆上任意实际点到圆心的距离之差，判断洗手盆溢水孔的圆度是否符合检测标准；再而移动到侧面溢水孔重复该步骤。
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