彈子鎖鎖芯精度的自動檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種彈子鎖鎖芯精度的自動檢測方法，將彈子鎖鎖芯固定在工裝條夾具上，使彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面垂直朝上，工裝條夾具在線運行，將拍攝相機固定在在線運行的工裝條夾具的正上方，由外部觸發(fā)與控制信號啟動相機實時拍攝在線運行彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像，計算機通過圖像算法處理，提取并測量所有彈子孔的直徑、彈子孔的間距；以0.5mm的誤差精度判斷所有產(chǎn)品是否同時滿足測量得到的彈子孔的直徑相等、且彈子孔的間距相等，如同時滿足兩項相等則作為合格品，如至少有一項不相等則作為廢品。本發(fā)明依靠機器視覺技術(shù)完成，具有高精度、高檢測速度，適合工業(yè)自動化大生產(chǎn)。
【專利說明】彈子鎖鎖芯精度的自動檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器視覺檢測技術(shù)，尤其是利用機器視覺對彈子鎖的鎖芯精度進行自動檢測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]彈子鎖亦稱彈珠鎖、珠鎖、鎖簧鎖或銷栓鎖，是一種最常見的鎖具結(jié)構(gòu)，其是用鑰匙插入鎖芯并旋轉(zhuǎn)帶動機構(gòu)而實現(xiàn)開關(guān)動作的。彈子鎖的圓柱形鎖芯表面上沿徑向分布著若干個孔，這些孔與鎖體上的孔是相對應(yīng)，并保證必要的同心度。這些孔中裝入上下兩排不同高度的圓柱形彈子，即上彈子和下彈子。一般情況下，鎖體孔中的上彈子插入鎖芯孔中，或鎖芯中的下彈子插入鎖體孔中，使鎖芯不能任意旋轉(zhuǎn)。當(dāng)插入正確的鑰匙后，由于鑰匙齒形與彈子孔逐一對應(yīng)，齒深與下彈子長度相對應(yīng)，各彈子被推至相同的高度，因而使上彈子與下彈子的接觸面正好與鎖芯與鎖體的接觸面相重合，鎖芯便被放開可以自由旋轉(zhuǎn)，從而帶動機構(gòu)實現(xiàn)開關(guān)動作。
[0003]因此，彈子鎖鎖芯的精度對彈子鎖產(chǎn)品能否正常實現(xiàn)開關(guān)功能至關(guān)重要，在流水作業(yè)的彈子鎖鎖芯生產(chǎn)車間現(xiàn)場，需要對彈子鎖鎖芯的彈子孔直徑、間距的精度進行在線檢測。目前，對彈子鎖鎖芯精度的在線檢測依靠人工進行檢測，在彈子鎖鎖芯生產(chǎn)流水線旁安排工人進行彈子鎖鎖芯精度的目測和判斷處理，根據(jù)檢測結(jié)果將產(chǎn)品分為合格品和不合格品，不合格品直接作為廢品副除。
[0004]人工檢測彈子鎖鎖芯精度存在的缺點主要有:檢測現(xiàn)場環(huán)境惡劣，檢測人員無法長時間不間斷工作；彈子鎖鎖芯檢測的精度要求高，誤差精度一般為0.5_，人眼很難準(zhǔn)確判斷，出錯機會很多，無法保證檢測質(zhì)量；人工肉眼觀察的速度有限，檢測效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)對彈子鎖鎖芯精度的在線檢測依靠人工進行，勞動強度大，易產(chǎn)生視覺疲勞，無法保證產(chǎn)品合格率以及檢測質(zhì)量，檢測速度低等問題，本發(fā)明提供一種依靠機器視覺技術(shù)完成的具有高精度、高檢測速度，適合工業(yè)自動化大生產(chǎn)的彈子鎖鎖芯精度的自動檢測方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種彈子鎖鎖芯精度的自動檢測方法，包括以下步驟:
[0008]I)將彈子鎖鎖芯固定在工裝條夾具上，并使彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面垂直朝上，使工裝條夾具在線運行，將拍攝相機固定在在線運行的工裝條夾具的正上方；根據(jù)待檢測彈子鎖鎖芯的尺寸大小，調(diào)整拍攝相機的光圈大小、曝光時間，以便獲取清晰的拍攝圖像；
[0009]2)將彈子鎖鎖芯的彈子孔直徑以及彈子孔間距設(shè)為檢測參量，并根據(jù)用戶要求設(shè)置所述檢測參量的檢測精度以及合格范圍；
[0010]3)計算機取得相機與生產(chǎn)進程同步的觸發(fā)與控制信號，由外部觸發(fā)與控制信號啟動所述相機實時拍攝在線運行彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像，并將拍攝的圖像傳輸至計算機供檢測；
[0011]4)計算機通過圖像算法處理，提取彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像；
[0012]5)計算機對所述彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像進行特征部位提取及測量；一是提取并測量所有彈子孔的直徑；二是提取并測量所有彈子孔的間距；
[0013]6)以0.5mm的誤差精度判斷所有測量得到的彈子孔的直徑是否相等，如相等則轉(zhuǎn)入下一步，如不相等則作為廢品；通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定的出料口進行剔除；當(dāng)檢測到產(chǎn)品為廢品時，計算機通過人機界面進行圖像提示，并啟動報警裝置；
[0014]7)以0.5_的誤差精度判斷所有步驟6未剔除產(chǎn)品測量得到的彈子孔的間距是否相等，如相等則作為合格品，如不相等則作為廢品；通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定的出料口進行剔除；當(dāng)檢測到產(chǎn)品為廢品時，計算機通過人機界面進行圖像提示，并啟動報
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[0015]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0016]本發(fā)明采用機器視覺對彈子鎖鎖芯精度進行自動檢測，取代人工檢測，降低人工勞動強度。本發(fā)明對彈子鎖鎖芯精度的檢測速度是人工的10倍左右，提高了生產(chǎn)效率。人工檢測由于環(huán)境和生理的原因，無法全天候不間斷進行產(chǎn)品檢測，而采用本發(fā)明則使其成為可能，生產(chǎn)時間可最大限度地延長，提高了設(shè)備的利用率。人工檢測的合格率很難保證，次品率居高不下，造成了生產(chǎn)資源和成本的極大浪費；本發(fā)明的檢測精度高，可極大提高產(chǎn)品合格率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是彈子鎖鎖芯的示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明所拍攝的檢測圖像。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0020]將Basler ACA640-100GM型工業(yè)相機固定在彈子鎖鎖芯檢測用皮帶傳輸系統(tǒng)的兩偵牝相機距彈子鎖鎖芯上表面的距離約為20mm，使用施耐得50倍放大變焦變倍鏡頭，焦距調(diào)至16mm,光圈調(diào)到最大值,曝光時間調(diào)為0.41ms。檢測精度設(shè)置為0.1mm度,設(shè)定合格品的彈子鎖鎖芯的彈子孔直徑及間距尺寸誤差均為0.5_度。采用專用白色LED碗光源，從相機的同側(cè)方進行照射(正光)，并使用半封閉遮擋金屬框體來屏蔽外界雜光的影響，以便比較穩(wěn)定地取得視覺圖像，體現(xiàn)彈子鎖鎖芯表面的明顯特征。本項目的LED碗光源使用CCS公司的機器視覺專用光源(也可使用其他公司的LED碗光源)，以便能比較穩(wěn)定地拍攝到清晰的圖像，并顯示于計算機的屏幕。將彈子鎖鎖芯固定在工裝條夾具上，并使彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面(圖1的上表面)垂直朝上，采用生產(chǎn)線上的皮帶傳輸系統(tǒng)進行彈子鎖鎖芯的輸送，保證彈子鎖鎖芯按一定的方向和速度，穩(wěn)定地進入檢測裝置。
[0021]計算機根據(jù)不同生產(chǎn)廠商所生產(chǎn)設(shè)備的不同控制系統(tǒng)，取得相機與生產(chǎn)進程同步的觸發(fā)與控制信號，啟動所述工業(yè)相機拍攝在線運行的彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像(如圖2所示)，并將獲取的彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像，貯存于計算機中。[0022]計算機對所拍攝的圖像通過邊緣提取、平滑去噪、二值化處理、傅利葉變換等算法進行圖像處理，使圖像更清晰，更符合彈子鎖鎖芯的真實情況。上述圖像處理過程中所采用的算法均為現(xiàn)有技術(shù)中的常規(guī)算法。
[0023]計算機對所述彈子鎖鎖芯的圖像進行計算與比較。一方面，提取并測量所有彈子孔的直徑，如圖2中所示的尺寸&1、&2、&3、&4;另一方面，提取并測量所有彈子孔的間距，如圖2中所示的尺寸bl、b2、b3。
[0024]然后，首先以0.5mm的誤差精度判斷所有測量得到的彈子孔的直徑al、a2、a3、a4是否相等，如相等則轉(zhuǎn)入下一步，如不相等則作為廢品；接著，以0.5mm的誤差精度判斷所有經(jīng)過上述彈子孔的直徑判斷后未剔除產(chǎn)品測量得到的彈子孔的間距bl、b2、b3是否相等，如相等則作為合格品，如不相等則作為廢品；通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定的出料口進行剔除；當(dāng)檢測到產(chǎn)品為廢品時，計算機通過人機界面進行圖像提示，并啟動報警裝置。即，只有同時滿足所有測量得到的彈子孔的直徑誤差小于0.5_，且所有測量得到的彈子孔的間距誤差小于0.5mm這兩項條件時，才判斷為合格品。
[0025]例如，計算出圖2中al、a2、a3、a4的值均為3.0mm, bl、b2的值均為4.5mm, b3的值為4.7mm，但b3與bl、b2的誤差在合格范圍0.5mm之內(nèi)，則該產(chǎn)品為合格品；計算機對該類合格品進行記錄、分類、統(tǒng)計入庫。如計算出圖2中al、a2、a3、a4的值均為3.5mm,bl、b3的值均為5.0mm, b2的值為5.6mm, b2與bl、b3的誤差在合格范圍0.5mm之外，則該產(chǎn)品為不合格品。計算機通過友好人機界面在圖像中提示不合格品情況，并給予聲、光報警提示，對該類不合格品進行記錄、分類、統(tǒng)計入庫。
[0026]以上所有實施例中使用的圖像采集設(shè)備(相機、照射光源、電源、圖像采集卡等)及存貯設(shè)備(硬盤、光盤、軟盤等)、圖像處理設(shè)備(圖像處理器的硬件及軟件)、圖像顯示設(shè)備(硬件及軟件)、報警裝置以及上述各部分的控制系統(tǒng)(硬件及軟件)皆采用已有技術(shù)設(shè)計制作或直接采用相關(guān)市售產(chǎn)品。
[0027]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明不限于以上實施例?？梢岳斫?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和構(gòu)思的前提下直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應(yīng)認為包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種彈子鎖鎖芯精度的自動檢測方法，其特征在于包括以下步驟: 1)將彈子鎖鎖芯固定在工裝條夾具上，并使彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面垂直朝上，使工裝條夾具在線運行，將拍攝相機固定在在線運行的工裝條夾具的正上方；根據(jù)待檢測彈子鎖鎖芯的尺寸大小，調(diào)整拍攝相機的光圈大小、曝光時間，以便獲取清晰的拍攝圖像； 2)將彈子鎖鎖芯的彈子孔直徑以及彈子孔間距設(shè)為檢測參量，并根據(jù)用戶要求設(shè)置所述檢測參量的檢測精度以及合格范圍； 3)計算機取得相機與生產(chǎn)進程同步的觸發(fā)與控制信號，由外部觸發(fā)與控制信號啟動所述相機實時拍攝在線運行彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像，并將拍攝的圖像傳輸至計算機供檢測； 4)計算機通過圖像算法處理，提取彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像； 5)計算機對所述彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像進行特征部位提取及測量；一是提取并測量所有彈子孔的直徑；二是提取并測量所有彈子孔的間距； 6)以0.5mm的誤差精度判斷所有測量得到的彈子孔的直徑是否相等，如相等則轉(zhuǎn)入下一步，如不相等則作為廢品；通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定的出料口進行剔除；當(dāng)檢測到產(chǎn)品為廢品時，計算機通過人機界面進行圖像提示，并啟動報警裝置； 7)以0.5mm的誤差精度 判斷所有步驟6未剔除產(chǎn)品測量得到的彈子孔的間距是否相等，如相等則作為合格品，如不相等則作為廢品；通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定的出料口進行剔除；當(dāng)檢測到產(chǎn)品為廢品時，計算機通過人機界面進行圖像提示，并啟動報警 裝直。
【文檔編號】G01B11/08GK103453840SQ201310435045
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】董仲偉, 周建武 申請人:董仲偉