一種陶瓷閥芯的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種陶瓷閥芯的檢測方法，屬于自動檢測【技術領域】。它解決了現(xiàn)有技術中沒有對閥芯質(zhì)量進行自動檢測的方法的問題。本檢測方法包括如下步驟：步驟一：通過振動盤將陶瓷閥芯輸送到直線送料器；步驟二：陶瓷閥芯經(jīng)直線送料器進入直線傳輸機構，觸發(fā)檢測相機采集圖像，下位機對圖像進行處理并判斷是否合格；步驟三：下位機控制分揀裝置對陶瓷閥芯進行分揀；步驟4：進行下一輪檢測，完成所有檢測后報警。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對陶瓷閥芯的自動檢測，自動化運行，檢測效率高、準確率高。
【專利說明】一種陶瓷閥芯的檢測方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于自動檢測【技術領域】，涉及一種陶瓷閥芯的檢測方法。

【背景技術】
[0002]閥門是使配管和設備內(nèi)的介質(zhì)(液體、氣體、粉末)流動或停止并能控制其流量的裝置。閥門是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質(zhì)流動方向，具有導流、截止、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。閥門可用于控制水、蒸汽、油品、氣體、泥漿、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性流體等各種類型流體地流動。因此閥門質(zhì)量的好壞關系到整個流體控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003]在很多閥門的實際生產(chǎn)過程中，由于質(zhì)量控制的嚴格要求，需要對生產(chǎn)線上的不合格品及時剔除，以免產(chǎn)品質(zhì)量不過關，造成不必要的損失。隨著國內(nèi)外科技經(jīng)濟的發(fā)展，對閥門需求的種類、型號和數(shù)量規(guī)模越來越大。閥芯作為閥門的一個重要組成部分，在生產(chǎn)過程中，對閥芯外表面尺寸參數(shù)和表面完美的要求標準也越來越高。對于閥門的生產(chǎn)企業(yè)來說，對閥芯的外觀形狀、尺寸和表面缺陷的檢測工序在整個工藝流程中占據(jù)了重要的地位，占用了較大的人力、場地、資金資源。
[0004]目前，現(xiàn)有技術對閥門中閥芯的外觀、尺寸和表面缺陷的檢測一般是人工檢測方式，由經(jīng)驗豐富的檢測人員對線上的產(chǎn)品進行快速判斷，或者在一道工序之后進行人工抽檢。這種方式不僅勞動強度大，效率低，而且由于人在產(chǎn)時間重復性勞動時容易產(chǎn)生疲勞的弊端，容易造成檢查精度差，漏檢、誤檢的概率增加。影響了產(chǎn)品總體質(zhì)量的提高和生產(chǎn)成本的降低。因而，現(xiàn)有技術還有待于改進和提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種陶瓷閥芯的檢測方法，解決了傳統(tǒng)陶瓷閥芯檢測僅僅依靠人工檢查而不能采用檢測裝置自動檢測的問題。
[0006]本發(fā)明通過下列技術方案來實現(xiàn):一種陶瓷閥芯的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]步驟一:將陶瓷閥芯倒入振動盤，開啟振動盤，依靠振動盤的振動將螺栓逐個送入直線送料器，并繼續(xù)前進；
[0008]步驟二:直線送料器上的陶瓷閥芯進入傳輸裝置的直線傳輸機構并觸發(fā)傳感器一發(fā)送信號給下位機，下位機控制檢測相機對陶瓷閥芯進拍攝，檢測相機將獲得的原始圖像傳輸給下位機，下位機中的圖像處理器對原始圖像進行處理，得出合格或不合格的結(jié)果；
[0009]步驟三:陶瓷閥芯機繼續(xù)前進并觸發(fā)傳感器二發(fā)送信號給下位機，下位機根據(jù)步驟二中的處理結(jié)果控制分揀裝置對該陶瓷閥芯進行分揀，當檢測結(jié)果為合格時，分揀裝置將陶瓷閥芯導向通道一使陶瓷閥芯進入軌道一，繼而掉進合格產(chǎn)品盒；當檢測結(jié)果為不合格時，分揀裝置將陶瓷閥芯導向通道二使陶瓷閥芯進入軌道二，繼而掉進不合格產(chǎn)品盒；
[0010]步驟四:進行下一輪檢測，循環(huán)執(zhí)行上述步驟一至步驟三，完成所有檢測后進行報m
目O
[0011]在上述的一種陶瓷閥芯的檢測方法中，步驟二的圖像處理過程包括以下分步驟:
[0012]A、圖像灰度化:首先通過公式(rgbBlue+rgbGreen+rgbRed)/3將檢測相機獲取的原始圖像轉(zhuǎn)成單通道256色圖像；減小圖像原始數(shù)據(jù)量，便于后續(xù)處理時計算量更少。
[0013]B、二值化:將步驟A中灰度化后的圖像進行二值化處理，二值化的閾值設定為60 ；二值化閾值的設定需要使陶瓷片區(qū)域與背景實現(xiàn)良好分離，以使得檢測結(jié)果更加精確穩(wěn)定，這就需要二值化閾值不能太低。同時，需要保證陶瓷片邊緣連續(xù)，則二值化閾值不能過高。圖像二值化處理后，低于門限閾值的區(qū)域被設為0，其中大部分為背景區(qū)域；通過二值化處理，能夠?qū)⑻沾砷y芯上的缺陷信息尋找出來，方便后續(xù)進一步處理。
[0014]C、八鄰域找邊:對二值化后的圖像進行邊界跟蹤，提取出陶瓷閥芯的外邊緣；采用八領域找邊能夠更加快速有效的尋找出邊緣，并且有效去除邊緣的噪聲和毛刺。
[0015]D、區(qū)域劃分:將外邊緣沿法相切除7個像素點，同時將閥芯內(nèi)部兩個扇形區(qū)域切除，將剩下區(qū)域作為后續(xù)需要處理的內(nèi)部區(qū)域；通過區(qū)域劃分步驟將圖像中陶瓷閥芯內(nèi)部扇形區(qū)域去除，同時切除陶瓷閥芯外邊緣的7個像素點，尋找出后續(xù)步驟中真正需要處理的區(qū)域。
[0016]E、對缺陷統(tǒng)計:用標準差方法提取出內(nèi)部區(qū)域中的所有灰度異常區(qū)域，然后用開運算去除噪聲點，再統(tǒng)計提取出的異常區(qū)域大小統(tǒng)計面積作為缺陷面積；
[0017]F、將步驟E中統(tǒng)計得到的缺陷面積與預設的缺陷面積閾值進行比較得出合格與不合格的結(jié)果。
[0018]在上述的一種陶瓷閥芯的檢測方法中，步驟C八鄰域找邊包括以下步驟:
[0019]Cl、假設背景為0，目標圖形為1，確定起始點，逐行遍歷圖像，把遍歷到的第一個值為I的像素點作為邊界起始點，記為PO ；
[0020]C2、將pO填入邊界數(shù)組，并標記為起始點，設定指針P指向模板的O鄰域位置，并取PO為目標點，尋找PO的目標鄰域點；
[0021]C3、以P指向位置開始，尋找目標點的下一個像素為I的點，若未找到，則P順時針旋轉(zhuǎn)一個位置繼續(xù)查找；若找到，則此像素點作為當前目標點的后續(xù)邊界點，并填入邊界數(shù)組尾部，且P逆時針旋轉(zhuǎn)兩個位置；
[0022]C4、以后每步都以邊界數(shù)組尾部的點作為目標點，循環(huán)步驟C3，直至到達邊界起始點。通過上述C1-C4步驟能夠記憶上一個目標鄰域點，尋找下一目標點是不必對八鄰域進行全部搜索，縮短了邊界跟蹤時間。
[0023]在上述的一種陶瓷閥芯的檢測方法中，所述開運算如下:針對步驟D中需要處理的內(nèi)部區(qū)域采用3*3的模塊通過先腐蝕后膨脹取出噪聲點，所述腐蝕為:像素點A周圍八個點只要有一個點為O, A像素值置O ;所述膨脹為:像素點A周圍八個點只要有一個點為I, A像素值置I。通過開運算可以消除小物體、在纖細點處分離物體、平滑較大物體的邊界的同時并不明顯改變其面積。
[0024]在上述的一種陶瓷閥芯的檢測方法中，所述檢測相機采用微視130w像素的黑白工業(yè)相機。采用130w像素的黑白工業(yè)相機能夠保證所采集圖像中的陶瓷閥芯足夠清晰，易于后期圖像處理。
[0025]在上述的一種陶瓷閥芯的檢測方法中，所述原始圖像為分辨率1280*1024的24位BMP格式圖像。Bmp格式圖像是采用位映射存儲格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，因此，BMP格式圖像的真實度高。
[0026]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明將計算機處理與圖像技術相結(jié)合并應用在陶瓷閥芯檢測工況上，達到了高精度、高速度、自動化、智能化陶瓷閥芯外觀及表面缺陷的檢驗，克服了人工檢測勞動強度大、效率低、精度差、誤判多以及成本高等缺點。實現(xiàn)了自動上料送料、智能檢測、自動分選，提高了檢測精度和生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明實施例方法流程圖。
[0028]圖2是本發(fā)明實施例中采用的八鄰域邊界跟蹤模板示意圖。
[0029]圖3是本發(fā)明實施例中采用的腐蝕膨脹模板示意圖。

【具體實施方式】
[0030]以下是本發(fā)明的具體實施例，并結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0031]本實施例中的檢測相機述檢測相機采用微視130w像素的黑白工業(yè)相機，所拍攝的原始圖像為分辨率1280*1024的24位BMP格式圖像。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明的陶瓷閥芯的檢測方法如下:
[0033]步驟一:將陶瓷閥芯倒入振動盤，開啟振動盤，依靠振動盤的振動將螺栓逐個送入直線送料器，并繼續(xù)前進；
[0034]步驟二:直線送料器上的陶瓷閥芯進入傳輸裝置的直線傳輸機構中，安裝在直線傳輸機構中的傳感器一被觸發(fā)，傳感器一發(fā)送信號給下位機，下位機接收到傳感器一發(fā)送的信號后控制檢測相機對陶瓷閥芯進拍攝，拍攝完成后檢測相機將獲得的原始圖像發(fā)送下位機，下位機中的圖像處理器對圖像進行處理，得出合格或不合格的結(jié)果；
[0035]步驟三:陶瓷閥芯機繼續(xù)前進，安裝在直線傳輸機構上的傳感器二被觸發(fā)并發(fā)送信號給下位機，此時下位機根據(jù)步驟二中的處理結(jié)果控制分揀裝置對該陶瓷閥芯進行分揀，當檢測結(jié)果為合格時，分揀裝置將陶瓷閥芯導向通道一使陶瓷閥芯進入軌道一，繼而掉進合格產(chǎn)品盒；當檢測結(jié)果為不合格時，分揀裝置將陶瓷閥芯導向通道二使陶瓷閥芯進入軌道二，繼而掉進不合格產(chǎn)品盒。在本步驟中，分揀裝置可以是機械手臂、活動擋板等各種已知的分揀設備。
[0036]步驟四:進行下一輪檢測，循環(huán)執(zhí)行上述步驟一至步驟三，完成所有檢測后進行報警。報警可以通過語音、報警燈等形式實現(xiàn)。
[0037]具體來說，步驟二的圖像處理過程包括以下分步驟:
[0038]A、圖像灰度化:首先通過公式(rgbBlue+rgbGreen+rgbRed)/3將檢測相機獲取的24位圖像轉(zhuǎn)成8位3通道圖像，再將3通道轉(zhuǎn)成單通道256色圖。
[0039]B、二值化:將步驟A中灰度化厚的圖像二值化，二值化閾值的設定需要使陶瓷片區(qū)域與背景實現(xiàn)良好分離，以使得檢測結(jié)果更加精確穩(wěn)定，這就需要二值化閾值不能太低，同時，需要保證陶瓷片邊緣連續(xù)，則二值化閾值不能過高，因此二值化的閾值設定為60。圖像二值化處理后，低于閾值的區(qū)域被設為0，其中大部分為背景區(qū)域，高于閾值的區(qū)域被設為I ;
[0040]C、八鄰域找邊:對圖像進行邊界跟蹤，提取出外邊緣。除邊界點以為，圖像中任意一點均有8個點與它相鄰，即有八鄰域點。如圖2所示。設定目標點為點A，其左上方點為
O鄰域點,則按順時針方向，它的8鄰域點分別標記為O鄰域點、I鄰域點、......、7域點,坐標依次為(_1, I)、(O, I)、(I, I)、(I, O)、(I, -1)、(O, -1)、(-1, -1)、(-1, O) ο 分別標不出點A和點B的8鄰域點。A是B的7鄰域點；則B是A的3鄰域點。
[0041]顯然，互為鄰域點的兩個點符合如下規(guī)律:當點A為點B的X鄰域點時，點B必然是點A的Y鄰域點，此時，Y = (X+4)M0D 8。MOD函數(shù)是一個求余函數(shù)，其格式為:M0D(nExpl, nExp2)，即是兩個數(shù)值表達式作除法運算后的余數(shù)，例如MOD (X，O):結(jié)果為X ;MOD (X, X):結(jié)果為O ;M0D(X，Y):如果X不等于Y且Y不為0，則結(jié)果的符號與Y的符號一致。
[0042]步驟B中對圖像二值化后，背景為0，目標圖形為1，則可以對圖像進行邊界跟蹤，提取出外邊緣，步驟如下:
[0043]Cl確定起始點，逐行遍歷圖像，把遍歷到的第一個值為I的像素點作為邊界起始點，記為PO ；
[0044]C2將pO填入邊界數(shù)組，并標記為起始點，設定指針P指向模板的O鄰域位置，并取PO為目標點，尋找PO的目標鄰域點；
[0045]C3以P指向位置開始，尋找目標點的下一個像素為I的點，若未找到，則P順時針旋轉(zhuǎn)一個位置繼續(xù)查找；若找到，則此像素點作為當前目標點的后續(xù)邊界點，并填入邊界數(shù)組尾部，且P逆時針旋轉(zhuǎn)兩個位置；
[0046]C4以后每步都以邊界數(shù)組尾部的點作為目標點，循環(huán)步驟C3，直到到達邊界起始點。以上方法能夠記憶上一個目標鄰域點，尋找下一目標點是不必對八鄰域進行全部搜索，縮短了邊界跟蹤時間。
[0047]D、區(qū)域劃分:由于陶瓷閥芯對于邊緣一定區(qū)域內(nèi)要求較低，一般邊緣缺塊不影響閥芯質(zhì)量，所以將邊緣沿法相切除7個像素點；同時需要將閥芯內(nèi)部兩個扇形區(qū)域切除，方法和之前找邊緣相同，不同的是前者是全局遍歷尋找像素I，后者是在前者基礎上的邊界內(nèi)部遍歷尋找像素O ;剩下區(qū)域作為后續(xù)需要處理的內(nèi)部區(qū)域。
[0048]E、對缺陷統(tǒng)計:陶瓷閥芯表面臟污為面積較大的、連續(xù)的灰度異常區(qū)域，通過其面積信息進行檢查。用標準差方法提取出所有灰度異常區(qū)域，然后用開運算去除噪聲點，再統(tǒng)計提取出的異常區(qū)域大小，進行判定并統(tǒng)計面積。
[0049]標準差，也稱均方差，是各數(shù)據(jù)偏離平均數(shù)的距離的平均數(shù)，它是離均差平方和平均后的方根，用σ表示。標準差是方差的算術平方根。標準差能反映一個數(shù)據(jù)集的離散程度。對內(nèi)部均值的3倍(可以根據(jù)需求進行人為設置)σ以外的位置進行3次(可以根據(jù)需求進行人為設置)開運算，再統(tǒng)計面積，缺陷面積大于60 (像素值，可人為設置)，即為不良品，缺陷區(qū)域標識紅色，小于60為良品,邊緣標識綠色。
[0050]其中開運算為形態(tài)學處理先腐蝕后膨脹的方法:如圖3所示，采用3*3的模塊，腐蝕:像素點A周圍八個點只要有一個點為O, A像素值置O ;膨脹:像素點A周圍八個點只要有一個點為1，Α像素值置I ;通過該步驟去除噪聲點。由于噪聲的影響，圖像在二值化及區(qū)域化后所得到邊界往往是很不平滑的，物體區(qū)域具有一些噪聲孔，背景區(qū)域上散布著一些小的噪聲物體。連續(xù)的開運算可以有效地改善這種情況，經(jīng)過多次腐蝕之后再加上相同次數(shù)的膨脹，才可以產(chǎn)生比較好的效果。在實際操作過程中，根據(jù)陶瓷閥芯的質(zhì)量對于開運算的次數(shù)可以進行人為設定以及調(diào)整，以達到即精確又效率的目的。
[0051]本發(fā)明的陶瓷閥芯檢測方法跟傳統(tǒng)檢測工藝比較，具備以下優(yōu)點:傳統(tǒng)檢測工藝靠人檢測，人在重復性勞動情況下會因主觀因素改變導致前后標準不一，而本申請的陶瓷閥芯檢測方法中設備每次檢測標準一致；一些細小的表面缺陷肉眼容易忽視掉，而在高像素工業(yè)檢測相機拍攝的圖像中缺陷能夠清楚顯示，不會漏檢；人工檢測效率低下，由于長期工作后，檢測質(zhì)量和效率會明顯降低，并且人需要休息，而本方法的實施通過設備進行，出維護保養(yǎng)外，可24小時不間斷的進行檢測，檢測效率高，且質(zhì)量始終如一。
[0052]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【權利要求】
1.一種陶瓷閥芯的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:將陶瓷閥芯倒入振動盤，開啟振動盤，依靠振動盤的振動將螺栓逐個送入直線送料器，并繼續(xù)前進； 步驟二:直線送料器上的陶瓷閥芯進入傳輸裝置的直線傳輸機構并觸發(fā)傳感器一發(fā)送信號給下位機，下位機控制檢測相機對陶瓷閥芯進拍攝，檢測相機將獲得的原始圖像傳輸給下位機，下位機中的圖像處理器對原始圖像進行處理，得出合格或不合格的結(jié)果； 步驟三:陶瓷閥芯機繼續(xù)前進，觸發(fā)傳感器二發(fā)送信號給下位機，下位機根據(jù)步驟二中的處理結(jié)果控制分揀裝置對該陶瓷閥芯進行分揀，當檢測結(jié)果為合格時，分揀裝置將陶瓷閥芯導向通道一使陶瓷閥芯進入軌道一，繼而掉進合格產(chǎn)品盒；當檢測結(jié)果為不合格時，分揀裝置將陶瓷閥芯導向通道二使陶瓷閥芯進入軌道二，繼而掉進不合格產(chǎn)品盒； 步驟四:進行下一輪檢測，循環(huán)執(zhí)行上述步驟一至步驟三，完成所有檢測后進行報警。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種陶瓷閥芯的檢測方法，其特征在于，所述步驟二的圖像處理過程包括以下分步驟: A、圖像灰度化:首先通過公式(rgbBlue+rgbGreen+rgbRed)/3將檢測相機獲取的原始圖像轉(zhuǎn)成單通道256色圖像； B、二值化:將步驟A中灰度化后的圖像進行二值化處理，二值化的閾值設定為60； C、八鄰域找邊:對二值化后的圖像進行邊界跟蹤，提取出陶瓷閥芯的外邊緣； D、區(qū)域劃分:將外邊緣沿法相切除7個像素點，同時將閥芯內(nèi)部兩個扇形區(qū)域切除，將剩下區(qū)域作為后續(xù)需要處理的內(nèi)部區(qū)域； E、對缺陷統(tǒng)計:用標準差方法提取出內(nèi)部區(qū)域中的所有灰度異常區(qū)域，然后用開運算去除噪聲點，再統(tǒng)計提取出的異常區(qū)域大小統(tǒng)計面積作為缺陷面積； F、將步驟E中統(tǒng)計得到的缺陷面積與預設的缺陷面積閾值進行比較得出合格與不合格的結(jié)果。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種陶瓷閥芯的檢測方法，其特征在于，所述步驟C八鄰域找邊包括以下步驟: Cl、假設背景為0，目標圖形為1，確定起始點，逐行遍歷圖像，把遍歷到的第一個值為I的像素點作為邊界起始點，記為PO ； C2、將PO填入邊界數(shù)組，并標記為起始點，設定指針P指向模板的O鄰域位置，并取PO為目標點，尋找PO的目標鄰域點； C3、以P指向位置開始，尋找目標點的下一個像素為I的點，若未找到，則P順時針旋轉(zhuǎn)一個位置繼續(xù)查找；若找到，則此像素點作為當前目標點的后續(xù)邊界點，并填入邊界數(shù)組尾部，且P逆時針旋轉(zhuǎn)兩個位置； C4、以后每步都以邊界數(shù)組尾部的點作為目標點，循環(huán)步驟(3)，直至到達邊界起始點。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種陶瓷閥芯的檢測方法，其特征在于，所述開運算如下:針對步驟D中需要處理的內(nèi)部區(qū)域采用3*3的模塊通過先腐蝕后膨脹取出噪聲點，所述腐蝕為:像素點A周圍八個點只要有一個點為O, A像素值置O ;所述膨脹為:像素點A周圍八個點只要有一個點為1，A像素值置I。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種陶瓷閥芯的檢測方法，其特征在于，所述檢測相機(31)采用微視130w像素的黑白工業(yè)相機。
6.根據(jù)權利要求1或2或3所述的一種陶瓷閥芯的檢測方法，其特征在于，所述原始圖像為分辨率1280*1024的24位BMP格式圖像。
【文檔編號】B07C5/34GK104259110SQ201410503433
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】陳浙泊, 武建偉, 郭彬, 張鑫 申請人:浙江大學臺州研究院