一種球銷元件的自動分檢裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種球銷元件的自動分檢裝置及其方法，包括步驟：S1、利用工業(yè)相機獲取球銷元件球頭部位的圖像、球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像；S2、根據(jù)該球銷元件球頭部位的圖像檢測球銷元件球頭部位圓心的位置，識別出該球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位；S3、根據(jù)該球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位，進行球銷元件凹槽部位、球銷元件螺紋部位、球銷元件六角部位的檢測，判定是否合格。該裝置及其方法具有較好的識別效率及較低的運行耗時。
【專利說明】一種球銷元件的自動分檢裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)元件分檢領(lǐng)域特別是涉及一種球銷元件的自動分檢裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)元件的生產(chǎn)過程中由于工人誤操作，可能使加工程序漏加工，從而導(dǎo)致不合格的產(chǎn)品。為了檢測出這些不合格品，通常采用人工的方式。人工測量存在很多的局限性和缺點:檢測效率低，精度差；檢測數(shù)量有限、檢測人員容易疲勞以致發(fā)生漏檢和誤判現(xiàn)象；不能自動測量，不能在線測量，為了提高檢測速度，就不得不靠增加檢測分選人員的數(shù)量來實現(xiàn)，進而生產(chǎn)成本大幅度提高。但由于人眼疲勞等原因，不合格品有可能漏檢，從而造成工廠聲譽和經(jīng)濟上的損失。
[0003]機器視覺技術(shù)是指運用計算機模擬動物的視覺功能，獲得客觀事物的圖像，并且從中提取有用信息，進行處理并做出解釋，從而正確的識別和理解周圍環(huán)境。機器視覺的主要有以下特點:
[0004]高效低成本，計算機硬件的發(fā)展一直遵循著摩爾定理，并且CPU的價格也隨著技術(shù)的發(fā)展不斷降低但是性能卻一直在上升，所以機器視覺系統(tǒng)也越來越變得低成本高效率，即所謂的性價比越來越高，并且操作起來簡單，維修起來也很便宜。用機器視覺檢測系統(tǒng)取代人工檢測者讓工廠和企業(yè)獲得了更多的利潤。
[0005]高精度，高精度的機器視覺系統(tǒng)甚至能夠測量精確到0.0lmm甚至更微小的級別，而且一個系統(tǒng)就能不需接觸的測量圖片中的多個部位，從而有效的保護了脆弱部件。
[0006]應(yīng)用靈活，機器視覺系統(tǒng)可以測量各種不同的對象。如，尺寸，大小，距離，部件定位，瑕疵等等。當(dāng)要檢測的對象變化后，只需要在算法和程序上做針對性的修改升級即可。
[0007]連續(xù)使用時間長，由于只需要有電源提供動力，除了故障和檢修，機器視覺系統(tǒng)可以在各種環(huán)境下進行測量和使用，并且能夠長時間使用而不會出現(xiàn)疲勞饑餓等人工檢測者的狀況。
[0008]機器視覺在工業(yè)元件檢測系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵問題是圖像識別算法的準(zhǔn)確率及運算耗時。由于待識別的工件部位尺寸往往比較小，工件部位是否合格的特征區(qū)別較為細微，而且分檢系統(tǒng)運行在產(chǎn)品的生產(chǎn)流水線上，檢測時常常受到油污等的干擾，這些因素都極大的影響了檢測裝置的準(zhǔn)確率。為了突出工件待識別部位的細節(jié)信息，基于機器視覺的工業(yè)元件分檢系統(tǒng)中攝像頭所采集的圖像信息量往往比較巨大，如果直接處理這些巨大的圖像數(shù)據(jù)，計算量非常大，系統(tǒng)運行耗時很難滿足實際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的特征和優(yōu)點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本發(fā)明而學(xué)習(xí)。[0010]為解決現(xiàn)有技術(shù)中分檢系統(tǒng)的準(zhǔn)確率低，耗時長的問題，本發(fā)明提供一種球銷元件的自動分檢裝置，包括:柜體；第一工業(yè)相機，設(shè)置在柜體的內(nèi)側(cè)壁上，用于抓拍球銷元件球頭部位的圖像；第二工業(yè)相機，設(shè)置在柜體的內(nèi)頂壁上，用于抓拍球銷元件凹槽部位的圖像；第三工業(yè)相機，設(shè)置在該柜體的內(nèi)頂壁上，用于抓拍球銷元件螺紋部位的圖像；第四工業(yè)相機，設(shè)置在該柜體的內(nèi)側(cè)壁上，與該第一工業(yè)相機相對，用于抓拍球銷元件六角部位的圖像；滑軌槽，水平設(shè)置在該柜體內(nèi)側(cè)壁上；激光線發(fā)射器，能在滑軌槽上滑行，用于將光線照射在該球銷元件六角部位上；綜合判定器，用于根據(jù)該球銷元件球頭部位的圖像、球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像判定球銷元件是否合格。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，還包括多個燈源，設(shè)置在該柜體的內(nèi)部。
[0012]本發(fā)明還提供一種球銷元件的自動分檢方法，包括步驟:S1、利用工業(yè)相機獲取球銷元件球頭部位的圖像、球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像；S2、根據(jù)該球銷元件球頭部位的圖像檢測球銷元件球頭部位圓心的位置，識別出該球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位；S3、根據(jù)該球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位，進行球銷元件凹槽部位、球銷元件螺紋部位、球銷元件六角部位的檢測，判定是否合格。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在該步驟S2中，通過使用Hough變換檢測該球銷元件球頭圓心的位置。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在該步驟S3中，該球銷元件凹槽部位的檢測步驟包括:首先檢測出凹槽部位的上、下邊輪廓線，再分別統(tǒng)計上、下邊輪廓線上的點擬合出的直線數(shù)目，最后判斷該球銷元件凹槽部位是否合格。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在該步驟S3中，該球銷元件螺紋部位的檢測采用的是指定方向的Sobel梯度算子進行邊緣增強處理，再進行二值化處理并通過統(tǒng)計非背景像素點的個數(shù)判定該球銷元件螺紋部位是否合格。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在該步驟S3中，該邊緣增強處理的方法是:中間螺紋使用水平方向的銳化算子進行邊緣增強處理，螺紋端口的倒角采用45°、135°方向的銳化算子進行邊緣增強處理。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在該步驟S3中，該球銷元件六角部位的檢測包括步驟:先將紅色激光線與背景區(qū)域的顯著差異提取出激光線；再將該激光線上相鄰的兩點擬合成一條直線；若擬合出的直線為有限條的線段，則判斷該球銷元件六角部位合格。若該擬合出的直線為圓弧，該球銷元件六角部位不合格。
[0018]本發(fā)明提供的球銷元件的自動分檢裝置及其方法，采用光電檢測裝置觸發(fā)工業(yè)相機，實時抓拍元件圖像，通過檢測出的球銷元件球頭圓心的位置定位各個部件的候選檢測區(qū)域，根據(jù)螺紋、凹槽、六角等元件部位的特征實施有針對性的識別算法，在元件檢測準(zhǔn)確性及系統(tǒng)運行耗時方面都具有顯著效果。
[0019]通過閱讀說明書，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將更好地了解這些技術(shù)方案的特征和內(nèi)容。【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面通過參考附圖并結(jié)合實例具體地描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和實現(xiàn)方式將會更加明顯，其中附圖所示內(nèi)容僅用于對本發(fā)明的解釋說明，而不構(gòu)成對本發(fā)明的任何意義上的限制，在附圖中:
[0021]圖1為本發(fā)明實施例的球銷元件的自動分檢裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明實施例的球銷元件的自動分檢方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，本發(fā)明提供一種球銷元件的自動分檢裝置，其特征在于，包括:柜體111 ;第一工業(yè)相機101，設(shè)置在柜體111的內(nèi)側(cè)壁上，用于抓拍球銷元件球頭部位107的圖像；第二工業(yè)相機102，設(shè)置在柜體111的內(nèi)頂壁上，用于抓拍球銷元件凹槽部位108的圖像；第三工業(yè)相機103，設(shè)置在柜體111的內(nèi)頂壁上，用于抓拍球銷元件螺紋部位110的圖像；第四工業(yè)相機104,設(shè)置在柜體111的內(nèi)側(cè)壁上,與第一工業(yè)相機101相對,用于抓拍球銷元件六角部位109的圖像；滑軌槽112，水平設(shè)置該柜體11內(nèi)側(cè)壁上，例如是在與該第二工業(yè)相機所在內(nèi) 側(cè)壁相鄰的內(nèi)側(cè)壁上；激光線發(fā)射器106，能在該滑軌槽112上滑行，用于將光線照射在該球銷元件六角部位109上；綜合判定器100，用于根據(jù)該球銷元件球頭部位的圖像、球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像判定球銷元件是否合格。在本實施例中，還包括多個燈源105，設(shè)置在該柜體111的內(nèi)部。
[0024]請參照圖2，本發(fā)明還提供一種球銷元件的自動分檢方法，其特征在于，包括步驟:S1、利用工業(yè)相機獲取球銷元件球頭部位的圖像、球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像；S2、根據(jù)該球銷元件球頭部位的圖像檢測球銷元件球頭部位圓心的位置，識別出該球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位；S3、根據(jù)該球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位，進行球銷元件凹槽部位、球銷元件螺紋部位、球銷元件六角部位的檢測，判定是否合格。
[0025]在步驟SI中使用光電檢測設(shè)備檢測元件傳送裝置的位置，當(dāng)元件傳送裝置到達工業(yè)相機的拍攝區(qū)域時，光電檢測設(shè)備觸發(fā)工業(yè)相機抓拍一張圖像，供后續(xù)進行識別處理。
[0026]在該步驟S2中，通過使用Hough變換檢測該球銷元件球頭圓心的位置。具體來說，Hough變換檢測圓的基本思想是將候選圖像區(qū)域中的所有點經(jīng)過先經(jīng)過預(yù)處理得到邊緣點圖像，然后這些邊緣點被映射到一個三元參數(shù)空間，在參數(shù)空間中每個坐標(biāo)點的元素都會對應(yīng)一個累加值，對這些累加值進行累加統(tǒng)計求取峰值，就可以判斷得到所要求的圓的圓心和半徑了。直角坐標(biāo)系中圓的方程為:
[0027](x-x0)2+ (y-y0)2 = R2
[0028]其中，Xci為圓心橫坐標(biāo),yt!為圓心縱坐標(biāo),R為半徑。要確定一個圓，就要確定這三個參數(shù)，我們結(jié)合Hough變換的思想就可以知道，要在參數(shù)空間之中建立一個三維累加器數(shù)組，記為P (?,%,?。并根據(jù)上述圓的方程式逐步的變化Xtl和％來計算滿足方程式的解R
【權(quán)利要求】
1.一種球銷元件的自動分檢裝置，其特征在于，包括:柜體；第一工業(yè)相機，設(shè)置在所述柜體的內(nèi)側(cè)壁上，用于抓拍球銷元件球頭部位的圖像；第二工業(yè)相機，設(shè)置在所述柜體的內(nèi)頂壁上，用于抓拍球銷元件凹槽部位的圖像；第三工業(yè)相機，設(shè)置在所述柜體的內(nèi)頂壁上，用于抓拍球銷元件螺紋部位的圖像；第四工業(yè)相機，設(shè)置在所述柜體的內(nèi)側(cè)壁上，與所述第一工業(yè)相機相對，用于抓拍球銷元件六角部位的圖像；滑軌槽，水平設(shè)置在所述柜體內(nèi)側(cè)壁上；激光線發(fā)射器，能在所述滑軌槽上滑行，用于將光線照射在所述球銷元件六角部位上；綜合判定器，用于根據(jù)所述球銷元件球頭部位的圖像、球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像判定球銷元件是否合格。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述球銷元件的自動分檢裝置，其特征在于，還包括多個燈源，設(shè)置在所述柜體的內(nèi)部。
3.一種球銷元件的自動分檢方法，其特征在于，包括步驟: 51、利用工業(yè)相機獲取球銷元件球頭部位的圖像、球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像； 52、根據(jù)所述球銷元件球頭部位的圖像檢測球銷元件球頭部位圓心的位置，識別出所述球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位； 53、根據(jù)所述球銷元件凹槽部位的圖像、球銷元件螺紋部位的圖像、球銷元件六角部位的圖像中的各個部位的坐標(biāo)定位，進行球銷元件凹槽部位、球銷元件螺紋部位、球銷元件六角部位的檢測，判定是否合格。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述球銷元件的自動分檢方法，其特征在于，在所述步驟S2中，通過使用Hough變換檢測所述球銷元件球頭圓心的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述球銷元件的自動分檢方法，其特征在于，在所述步驟S3中，所述球銷元件凹槽部位的檢測步驟包括:首先檢測出凹槽部位的上、下邊輪廓線，再分別統(tǒng)計上、下邊輪廓線上的點擬合出的直線數(shù)目，最后判斷所述球銷元件凹槽部位是否合格。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述球銷元件的自動分檢方法，其特征在于，在所述步驟S3中，所述球銷元件螺紋部位的檢測采用的是指定方向的Sobel梯度算子進行邊緣增強處理，再進行二值化處理并通過統(tǒng)計非背景像素點的個數(shù)判定所述球銷元件螺紋部位是否合格。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述球銷元件的自動分檢方法，其特征在于，在所述步驟S3中，所述邊緣增強處理的方法是:中間螺紋使用水平方向的銳化算子進行邊緣增強處理，螺紋端口的倒角采用45°、135°方向的銳化算子進行邊緣增強處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述球銷元件的自動分檢方法，其特征在于，在所述步驟S3中，所述球銷元件六角部位的檢測包括步驟:先將紅色激光線與背景區(qū)域的顯著差異提取出激光線；再將所述激光線上相鄰的兩 點擬合成一條直線；若擬合出的直線為有限條的線段，則判斷所述球銷元件六角部位合格。若所述擬合出的直線為圓弧，所述球銷元件六角部位不合格。
【文檔編號】G01B11/00GK103900476SQ201410166076
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】羅艷, 譚治英, 黃榜, 趙娜娜, 鄭君俊, 王昆 申請人:中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院, 常州先進制造技術(shù)研究所