本發(fā)明涉及工業(yè)級(jí)表面視覺檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)計(jì)一種基于機(jī)器視覺實(shí)現(xiàn)活塞桿表面缺陷自動(dòng)化檢測(cè)的系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

活塞桿是工業(yè)機(jī)械及設(shè)備中的重要零部件之一，其作用通常為力學(xué)關(guān)鍵部件，且在使用中通常伴隨有運(yùn)動(dòng)過(guò)程，因此其表面缺陷誤差通常要求較為嚴(yán)格。

以減震器中使用的活塞桿為例，減振器活塞桿在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)不同的缺陷，如點(diǎn)狀壓坑，點(diǎn)狀麻坑，局部多黑點(diǎn)，線性劃傷裂痕，不規(guī)格劃傷裂痕，線狀、點(diǎn)狀磕碰傷，電鍍泡狀缺陷，電鍍針孔缺陷，局部壓痕、夾傷或磨削削邊。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝中，對(duì)于上述缺陷通常采用人工檢測(cè)的方式進(jìn)行缺陷篩選，由于人眼長(zhǎng)時(shí)間工作容易導(dǎo)致疲勞，所以出現(xiàn)漏檢的情況不可完全避免，隨著人工成本的上升，產(chǎn)品成本也隨之不斷上升。

因此，通過(guò)機(jī)器視覺(工業(yè)攝像頭)的方式進(jìn)行檢查的方案被提出。但由于被檢測(cè)對(duì)象的復(fù)雜性，比如不同系列及不同型號(hào)的減震器，其采用的活塞桿結(jié)構(gòu)形態(tài)以及尺寸都大不相同，為了提高檢測(cè)設(shè)備的適應(yīng)性，檢測(cè)設(shè)備仍需改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、高效率的檢測(cè)出有缺陷的活塞桿產(chǎn)品，替代現(xiàn)有的人工檢測(cè)方式，并降低人工成本的目的，提供了一種以機(jī)器視覺原理為基礎(chǔ)的半自動(dòng)化活塞桿表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)/設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：活塞桿表面缺陷自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備，包括控制器機(jī)柜及檢測(cè)平臺(tái)，其特征在于，所述控制器機(jī)柜包括控制器，所述控制器連接設(shè)置于檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)攝像機(jī)并實(shí)現(xiàn)對(duì)所述工業(yè)攝像機(jī)的控制；所述檢測(cè)平臺(tái)還包括燈光組件和活塞桿夾具，所述燈光組件以一定角度射向被活塞桿夾具固定的活塞桿表面，并經(jīng)活塞桿表面反射后射向所述工業(yè)攝像機(jī)。

優(yōu)選方案，所述活塞桿夾具包括用于固定特定型號(hào)活塞桿端部的爪形固定夾和/或錐形凸起，活塞桿夾具還包括第一及第二夾持調(diào)節(jié)組件，所述第一夾持調(diào)節(jié)組件用于爪形固定夾的張度以?shī)A緊活塞桿，第二夾持調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)相對(duì)設(shè)置的一對(duì)錐形凸起的相對(duì)距離，以實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿的固定。

優(yōu)選方案，所述工業(yè)攝像機(jī)設(shè)置于攝像機(jī)平臺(tái)上，所述攝像機(jī)平臺(tái)相對(duì)于檢測(cè)平臺(tái)活動(dòng)連接，并具備沿設(shè)備豎直方向運(yùn)動(dòng)的自由度。

優(yōu)選方案，活塞桿夾具還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)被固定的活塞桿繞其軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件。

優(yōu)選方案，所述驅(qū)動(dòng)組件由伺服電機(jī)控制，所述伺服電機(jī)受控于控制器。

優(yōu)選方案，所述控制器機(jī)柜頂端還設(shè)置有報(bào)警燈，所述報(bào)警燈與控制器相連接，用于在控制器檢測(cè)到缺陷產(chǎn)品時(shí)發(fā)出燈光報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選方案，所述活塞桿夾具設(shè)置有可標(biāo)定活塞桿缺陷位置的定位標(biāo)志和/或標(biāo)尺，所述定位標(biāo)志和/或標(biāo)尺位于工業(yè)攝像機(jī)的攝像區(qū)域內(nèi)。

優(yōu)選方案，所述控制器機(jī)柜還設(shè)置有用于輸出報(bào)警聲信號(hào)的揚(yáng)聲器。

優(yōu)選方案，所述檢測(cè)平臺(tái)設(shè)置有保護(hù)罩，并設(shè)置有用于檢測(cè)保護(hù)罩是否處于正常關(guān)閉狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)單元，所述狀態(tài)檢測(cè)單元用于將所述保護(hù)罩的狀態(tài)信息傳輸至控制器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)伺服機(jī)構(gòu)帶動(dòng)(減振器)活塞桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中通過(guò)線陣掃描視覺系統(tǒng)(工業(yè)攝像機(jī))獲取活塞桿外觀圖像，運(yùn)用圖像處理軟件判斷活塞桿是否有缺陷，并把最終結(jié)果顯示在設(shè)備的屏幕上，并能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的存儲(chǔ)。整個(gè)過(guò)程直觀、一目了然，產(chǎn)品一致性好、質(zhì)量可靠。采用(PLC+人機(jī))可編程序控制器對(duì)設(shè)備上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行控制，通過(guò)伺服電機(jī)帶動(dòng)樣品旋轉(zhuǎn)，步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)視覺部分的升降移動(dòng)來(lái)滿足檢測(cè)不同型號(hào)的樣品檢測(cè)需求。實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同型號(hào)產(chǎn)品的靈活適應(yīng)。系統(tǒng)提供了豐富的硬件控制基礎(chǔ)，可通過(guò)控制器軟件設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品缺陷檢測(cè)停機(jī)，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品缺陷的快速定位。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的活塞桿表面缺陷自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例如下：

活塞桿表面缺陷自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備，包括控制器機(jī)柜及檢測(cè)平臺(tái)，所述控制器機(jī)柜包括控制器，所述控制器連接設(shè)置于檢測(cè)平臺(tái)的工業(yè)攝像機(jī)1并實(shí)現(xiàn)對(duì)所述工業(yè)攝像機(jī)的控制；所述檢測(cè)平臺(tái)還包括燈光組件2和活塞桿夾具，所述燈光組件以一定角度射向被活塞桿夾具固定的活塞桿5表面，并經(jīng)活塞桿表面反射后射向所述工業(yè)攝像機(jī)。系統(tǒng)還包括顯示設(shè)備3，所述顯示設(shè)備用于系統(tǒng)狀態(tài)及對(duì)缺陷進(jìn)行突出顯示等。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述活塞桿夾具包括用于固定特定型號(hào)活塞桿端部的爪形固定夾和/或錐形凸起，活塞桿夾具還包括第一及第二夾持調(diào)節(jié)組件，所述第一夾持調(diào)節(jié)組件用于爪形固定夾的張度以?shī)A緊活塞桿，第二夾持調(diào)節(jié)組件用于調(diào)節(jié)相對(duì)設(shè)置的一對(duì)錐形凸起的相對(duì)距離，以實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿的固定。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述工業(yè)攝像機(jī)設(shè)置于攝像機(jī)平臺(tái)上，所述攝像機(jī)平臺(tái)相對(duì)于檢測(cè)平臺(tái)活動(dòng)連接，并具備沿設(shè)備豎直方向運(yùn)動(dòng)的自由度。通過(guò)對(duì)攝像機(jī)位置的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同尺寸活塞桿的檢測(cè)。

優(yōu)選實(shí)施例方案，活塞桿夾具還設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)被固定的活塞桿繞其軸線旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)組件。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述驅(qū)動(dòng)組件由伺服電機(jī)控制，所述伺服電機(jī)受控于控制器。受控于控制器的驅(qū)動(dòng)組件可在缺陷出現(xiàn)時(shí)控制工件停止在工作人員容易觀察的位置。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述控制器機(jī)柜頂端還設(shè)置有報(bào)警燈4，所述報(bào)警燈與控制器相連接，用于在控制器檢測(cè)到缺陷產(chǎn)品時(shí)發(fā)出燈光報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述活塞桿夾具設(shè)置有可標(biāo)定活塞桿缺陷位置的定位標(biāo)志和/或標(biāo)尺，所述定位標(biāo)志和/或標(biāo)尺位于工業(yè)攝像機(jī)的攝像區(qū)域內(nèi)?？刂破魍ㄟ^(guò)圖像處理可實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷坐標(biāo)的快速定位，如果結(jié)合硬件坐標(biāo)，可輔助工作人員找出工件的具體缺陷位置。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述控制器機(jī)柜還設(shè)置有用于輸出報(bào)警聲信號(hào)的揚(yáng)聲器。作為燈光報(bào)警信號(hào)的補(bǔ)充，二者結(jié)合可有利于工作人員快速處理缺陷產(chǎn)品。

優(yōu)選實(shí)施例方案，所述檢測(cè)平臺(tái)設(shè)置有保護(hù)罩，并設(shè)置有用于檢測(cè)保護(hù)罩是否處于正常關(guān)閉狀態(tài)的狀態(tài)檢測(cè)單元，所述狀態(tài)檢測(cè)單元用于將所述保護(hù)罩的狀態(tài)信息傳輸至控制器。通過(guò)控制器控制可實(shí)現(xiàn)保護(hù)罩必須處于關(guān)閉狀態(tài)設(shè)備才工作，可有效提高系統(tǒng)的安全性能。

基于本發(fā)明的檢測(cè)活塞桿表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，本實(shí)施例還提供了一種活塞桿表面缺陷檢測(cè)方法：

第一，建立缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)。具體建庫(kù)的方法是，提取足量的缺陷樣品；對(duì)缺陷樣品進(jìn)行圖像攝取及圖像識(shí)別；對(duì)識(shí)別的圖像單元(包含缺陷在內(nèi))進(jìn)行歸類；進(jìn)而對(duì)歸類好的圖像單元進(jìn)行數(shù)據(jù)特征提取，以獲得缺陷特征數(shù)據(jù)，缺陷特征數(shù)據(jù)比如裂縫(缺陷)的寬度、長(zhǎng)度及軸向等參數(shù)，凹坑(缺陷)的深度及面積等參數(shù)，劃傷(缺陷)的長(zhǎng)度及深度等參數(shù)。同時(shí)，系統(tǒng)還提供了新出現(xiàn)缺陷形式的錄入功能，以對(duì)將來(lái)未知的缺陷進(jìn)行命名及錄入，以滿足系統(tǒng)的進(jìn)化需求。

第二，設(shè)置缺陷參數(shù)。具體做法是，根據(jù)缺陷數(shù)據(jù)庫(kù)中缺陷本身的參數(shù)特征以及對(duì)產(chǎn)品的要求(比如優(yōu)等品及良等品的區(qū)別)，設(shè)定缺陷的參數(shù)閾值。

第三，啟動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。具體做法是，快速逐一對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)缺陷時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。同時(shí)可以設(shè)置以下參數(shù)輸出：①、保存能夠顯示所檢測(cè)缺陷的照片，同時(shí)對(duì)照片進(jìn)行標(biāo)示處理，比如用不同顏色的顯著標(biāo)記將缺陷圈示出來(lái)；②、控制使檢測(cè)系統(tǒng)暫停運(yùn)轉(zhuǎn)，使得缺陷產(chǎn)品的缺陷部位面向操作者，以便操作者能夠快速定位缺陷，為了實(shí)現(xiàn)缺陷的快速定位，可以在檢測(cè)系統(tǒng)的產(chǎn)品固定位置設(shè)置標(biāo)尺，借助照片的標(biāo)示及標(biāo)尺使操作者能夠快速定位軟件識(shí)別出的缺陷，或者，軟件在識(shí)別出缺陷時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)對(duì)標(biāo)尺的圖像識(shí)別處理，以將標(biāo)尺數(shù)據(jù)識(shí)別為具體的坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸出，以便更快速準(zhǔn)確得定位缺陷位置；③、作為對(duì)參數(shù)輸出“②”的替代，系統(tǒng)可以設(shè)置缺陷產(chǎn)品分揀組件，用于將識(shí)別出的缺陷產(chǎn)品分揀到對(duì)應(yīng)的缺陷區(qū)域。

結(jié)合系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定功能，系統(tǒng)還能同時(shí)完成多組參數(shù)(比如同時(shí)設(shè)定優(yōu)等品參數(shù)范圍及良等品參數(shù)范圍)設(shè)定，結(jié)合產(chǎn)品分揀組件，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別和分類處理。系統(tǒng)還設(shè)置有參數(shù)存儲(chǔ)功能，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品之間的切換。比如預(yù)先存儲(chǔ)產(chǎn)品為A類活塞桿和B類活塞桿，當(dāng)需要對(duì)這兩類產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，能夠快速調(diào)取出對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。