基于機(jī)器視覺的玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺的玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括光學(xué)室系統(tǒng)（1）、傳送帶子系統(tǒng)（2）、電氣安裝箱系統(tǒng)（3），光學(xué)室系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)、光學(xué)室風(fēng)路子系統(tǒng)（6）、光學(xué)室氣路子系統(tǒng)（7）、溫度采集子系統(tǒng)（8）、燈杯抓取與工位轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（9）、光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)（10）。本發(fā)明采用機(jī)器視覺對(duì)燈杯進(jìn)行圖像采集與后續(xù)的算法分析處理，本發(fā)明玻璃燈杯在線檢測(cè)系統(tǒng)適用于各種不同尺寸節(jié)能燈杯生產(chǎn)過(guò)程中的在線品質(zhì)檢驗(yàn)，檢測(cè)精度高，價(jià)格相對(duì)于同類產(chǎn)品降低30%，系統(tǒng)主要可以檢測(cè)功能包括尺寸檢測(cè)、燈杯身外觀缺陷、燈杯肩部缺陷等。檢測(cè)時(shí)間小于1秒，檢測(cè)正確率可達(dá)到95%以上，可以替代人工檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】基于機(jī)器視覺的玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器視覺領(lǐng)域，特別涉及一種基于機(jī)器視覺的玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)器視覺技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)【技術(shù)領(lǐng)域】。玻璃燈杯為L(zhǎng)ED燈杯的一種，將機(jī)器視覺應(yīng)用到玻璃燈杯在線檢測(cè)領(lǐng)域，存在的技術(shù)問(wèn)題主要包括兩方面，一方面是有些機(jī)械視覺系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜而且價(jià)格昂貴，另外一方面有些機(jī)械視覺系統(tǒng)工作效率低下并且質(zhì)量達(dá)不到要求。玻璃燈杯需要檢測(cè)的技術(shù)指標(biāo)包括尺寸檢測(cè)、燈杯外觀缺陷、燈杯肩部缺陷，國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有該產(chǎn)品的機(jī)器視覺檢測(cè)設(shè)備，其他方法檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，檢測(cè)正確率較低，無(wú)法替代人工檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、成本低廉、可以同時(shí)對(duì)玻璃燈杯尺寸、外觀缺陷、肩部缺陷在線或離線檢測(cè)的玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)和方法。
[0004]本發(fā)明提供的玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)，包括光學(xué)室系統(tǒng)、傳送帶子系統(tǒng)、電氣安裝箱系統(tǒng)，其中光學(xué)室系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)、光學(xué)室風(fēng)路子系統(tǒng)、光學(xué)室氣路子系統(tǒng)、溫度采集子系統(tǒng)、燈杯抓取與工位轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)；
[0005]電氣安裝箱系統(tǒng)根據(jù)強(qiáng)弱電隔離的原則分別提供不同的機(jī)箱安裝槽位來(lái)滿足系統(tǒng)需求，該部分可以根據(jù)實(shí)際的需求預(yù)留擴(kuò)展，包括聲光報(bào)警子系統(tǒng)、系統(tǒng)電源池系統(tǒng)、主控子系統(tǒng)、中央監(jiān)控子系統(tǒng)；
[0006]主控子系統(tǒng)在本設(shè)備中主要指的是整個(gè)系統(tǒng)的中央控制CPU系統(tǒng)，可以是工業(yè)PC系統(tǒng)或嵌入式平臺(tái)板，該主控子系統(tǒng)包括鍵盤以及LCD顯示部分。該子系統(tǒng)可根據(jù)電磁隔離以及散熱的需求，選擇單獨(dú)的機(jī)箱來(lái)安裝并且機(jī)箱需要安裝風(fēng)扇。本子系統(tǒng)與本專利描述的多數(shù)子系統(tǒng)都有接口。嵌入式平臺(tái)板包括DSP子系統(tǒng)、FPGA子系統(tǒng)、ARM子系統(tǒng)，F(xiàn)PGA子系統(tǒng)通過(guò)EMIF接口與ARM子系統(tǒng)互連，DSP子系統(tǒng)通過(guò)HPI接口與ARM子系統(tǒng)互連；平臺(tái)還包括第一 DDRII存儲(chǔ)器、第二 DDRII存儲(chǔ)器、SRAM存儲(chǔ)器，F(xiàn)PGA子系統(tǒng)與第一 DDRII存儲(chǔ)器和SRAM存儲(chǔ)器互連；DSP子系統(tǒng)包括2片或2片以上DSP處理器、與FPGA互連的SRIO接口、兩片DSP之間互連的SRIO接口、DDR2緩存控制器、EMAC控制模塊、DMA直接內(nèi)存存取模塊，DDR2緩存控制器連接第二 DDRII存儲(chǔ)器，EMAC控制模塊與千兆網(wǎng)PHY相連接，完成與工業(yè)相機(jī)的通訊。
[0007]聲光報(bào)警子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的分級(jí)報(bào)警功能，本子系統(tǒng)提供的報(bào)警手段為三色燈加蜂鳴器進(jìn)行聲光報(bào)警。
[0008]系統(tǒng)電源池系統(tǒng)主要用于采集系統(tǒng)中需要監(jiān)控的各個(gè)子系統(tǒng)的各種狀態(tài)信號(hào)。優(yōu)選的是采用數(shù)字光電隔離采集板卡實(shí)現(xiàn)。
[0009]本發(fā)明的溫度采集子系統(tǒng)主要包括兩個(gè)子系統(tǒng):嵌入式平臺(tái)板自帶溫度采集子系統(tǒng)、光學(xué)室溫度采集子系統(tǒng)。使用嵌入式平臺(tái)板時(shí)，兩個(gè)子系統(tǒng)統(tǒng)一在一處；使用工業(yè)PC系統(tǒng)時(shí)，需要單獨(dú)光學(xué)室溫度采集系統(tǒng)。本發(fā)明優(yōu)選的是采用PC板卡直接采集模擬信號(hào)來(lái)進(jìn)行溫度計(jì)算，或者采用單獨(dú)的溫度計(jì)算子模塊然后通過(guò)特定的(232或者485)接口發(fā)送數(shù)字信號(hào)到PC系統(tǒng)。
[0010]傳送帶子系統(tǒng)包括入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)、出料口燈杯傳遞子系統(tǒng)，入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)包括入料口光電傳感器、入料口燈杯傳遞氣缸子系統(tǒng)、入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)，入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)包括活動(dòng)連接在一起的沿X軸運(yùn)動(dòng)的X軸直線滑臺(tái)和沿Z軸運(yùn)動(dòng)的Z軸直線滑臺(tái)，X軸直線滑臺(tái)設(shè)置在Z軸直線滑臺(tái)上方，機(jī)械手指安裝在X軸直線滑臺(tái)上。
[0011]傳送帶子系統(tǒng)作為一個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的子系統(tǒng)不需要主控子系統(tǒng)進(jìn)行特定的控制，本子系統(tǒng)包括電機(jī)控制、電源處理等獨(dú)立的單元。本子系統(tǒng)可以單獨(dú)手動(dòng)開關(guān)調(diào)節(jié)速度平穩(wěn)運(yùn)行。但主控子系統(tǒng)可以通過(guò)特定的信號(hào)來(lái)控制本子系統(tǒng)的電源的開關(guān)。該子系統(tǒng)的主要功能是對(duì)燈杯的傳送，該傳送帶子系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度需要可調(diào)。并且需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)的通道旁路功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)未檢測(cè)燈杯的直接輸出。
[0012]入料口燈杯傳遞氣缸子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)于入料口燈杯的阻攔，在正常場(chǎng)景下，該氣缸處于關(guān)閉狀態(tài)，所有燈杯都會(huì)在入口被阻塞直到被抓取到檢測(cè)工位。但是在特定的場(chǎng)景下如設(shè)備調(diào)試、關(guān)機(jī)或者抓杯異常等場(chǎng)景下需要?dú)飧状蜷_旁路輸出未檢測(cè)燈杯。入料口燈杯傳遞氣缸子系統(tǒng)對(duì)于氣缸控制的方式是通過(guò)電磁閥的開閉實(shí)現(xiàn)對(duì)氣路的通斷推動(dòng)氣缸運(yùn)行。
[0013]傳送帶作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)主要用于燈杯進(jìn)入本設(shè)備與傳遞出本設(shè)備。入料口光電傳感器用來(lái)判斷在設(shè)備入料口出有無(wú)燈杯。
[0014]本發(fā)明的玻璃燈杯檢測(cè)設(shè)備，圖像采集系統(tǒng)包括光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)、光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)；光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)采集玻璃燈杯的4個(gè)側(cè)面和頂部圖像，光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)采集玻璃燈杯的頸部圖像；
[0015]光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)包括4個(gè)側(cè)面工業(yè)相機(jī)、I個(gè)頂部相機(jī)和一個(gè)背光源組成；由于本系統(tǒng)的杯身與燈杯正面光源采用同一個(gè)背光源，所以該背光源的頻閃控制需要根據(jù)實(shí)際的相機(jī)工作時(shí)間來(lái)進(jìn)行控制。
[0016]為了節(jié)省該工位時(shí)間，優(yōu)選將相機(jī)側(cè)面拍照時(shí)間和檢測(cè)工位之間的傳動(dòng)系統(tǒng)相機(jī)的啟動(dòng)壓縮在一起，這樣可以節(jié)省50ms時(shí)間。
[0017]光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于杯脖部位的圖像的獲取，由于杯脖區(qū)域需要采集圖像兩幅，所以需要旋轉(zhuǎn)臺(tái)的協(xié)助來(lái)旋轉(zhuǎn)燈杯獲取所需要的圖像，優(yōu)選的是，本子系統(tǒng)并行兩套，兩套可以乒乓模式到光學(xué)室檢測(cè)工位I獲取燈杯。
[0018]光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)盤和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤上的若干個(gè)工位，旋轉(zhuǎn)盤采用凸輪分割器完成若干工位的玻璃燈杯傳遞。
[0019]本發(fā)明優(yōu)選的入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)為2個(gè)，可以分時(shí)乒乓抓取待測(cè)工位的玻璃燈杯。
[0020]本發(fā)明還提供了一種玻璃燈杯檢測(cè)方法，該方法依次按如下步驟進(jìn)行系統(tǒng)總體控制流程:
[0021]系統(tǒng)初始狀態(tài)、系統(tǒng)上電自檢、判斷自檢0K、機(jī)械手滑臺(tái)系統(tǒng)配置、光源系統(tǒng)配置、相機(jī)系統(tǒng)參數(shù)配置、軟件算法參數(shù)配置、入口燈杯判斷、入口燈杯抓取、待測(cè)燈杯成像、算法處理、燈杯分類輸出、統(tǒng)計(jì)報(bào)表；
[0022]系統(tǒng)上電自檢狀態(tài)異常時(shí)，進(jìn)入異常狀態(tài)；
[0023]軟件算法參數(shù)配置后異常時(shí)，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明的玻璃燈杯檢測(cè)方法，該系統(tǒng)上電自檢依次包括:
[0025]檢測(cè)所有電源、采集溫度傳感器信號(hào)、打開FFU開關(guān)、光學(xué)系統(tǒng)配置與監(jiān)測(cè)、網(wǎng)口接口識(shí)別、光源狀態(tài)檢測(cè)、OC報(bào)警、依次輸出不同信號(hào)控制聲光報(bào)警、人工反饋聲光、自檢結(jié)束；
[0026]檢測(cè)所有電源結(jié)果異常時(shí)，提示電源異常ID，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)；
[0027]采集溫度傳感器信號(hào)結(jié)果數(shù)值大于設(shè)定時(shí)，提示溫度異常，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)；
[0028]網(wǎng)絡(luò)接口識(shí)別時(shí)，提示相機(jī)異常，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)；
[0029]報(bào)警時(shí)，提示光源系統(tǒng)異常復(fù)位光源，重新進(jìn)入光源狀態(tài)檢測(cè)；
[0030]人工反饋聲光正常，提示更換聲光系統(tǒng)配件，重新進(jìn)入依次輸出不同信號(hào)控制聲光報(bào)警步驟。
[0031]本發(fā)明的系統(tǒng)燈杯檢測(cè)包括:正常運(yùn)行步驟、工位I成像步驟、工位2成像步驟、工位3執(zhí)行步驟、工位4執(zhí)行步驟；
[0032]正常運(yùn)行步驟包括正常運(yùn)行狀態(tài)、啟動(dòng)傳送帶、待檢工位有燈杯、旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)工位到位、啟動(dòng)入料口氣缸推動(dòng)燈杯、氣缸到位反饋0K、氣缸回歸原位、入料完成；
[0033]工位I成像步驟包括工位I成像狀態(tài)、入料口氣缸到位、啟動(dòng)相機(jī)I拍照triger信號(hào)氣缸返回、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)6拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)4拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)2拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)3拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)5拍照triger信號(hào)、圖像傳輸完成、啟動(dòng)閉合工位I手指信號(hào)啟動(dòng)圖像處理算法、手指閉合完成、旋轉(zhuǎn)盤其他工位執(zhí)行完成、啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)盤到位；
[0034]工位2成像步驟包括工位2成像狀態(tài)、轉(zhuǎn)盤到位、啟動(dòng)相機(jī)7拍照triger信號(hào)、圖像傳輸完成、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)；
[0035]工位3執(zhí)行步驟包括工位3成像狀態(tài)、算法輸出壞杯、距離轉(zhuǎn)盤道位100ms、該工位對(duì)應(yīng)手指張開啟動(dòng)、延遲IOOms啟動(dòng)該工位氣缸、氣缸到位、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)啟動(dòng)氣缸返回；
[0036]工位4執(zhí)行步驟包括工位4成像狀態(tài)、算法輸出壞杯、距離轉(zhuǎn)盤道位100ms、該工位對(duì)應(yīng)手指張開啟動(dòng)、延遲IOOms啟動(dòng)該工位氣缸、氣缸到位、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)啟動(dòng)氣缸返回。
[0037]本發(fā)明的玻璃杯檢測(cè)方法，光源系統(tǒng)配置包括空閑狀態(tài)、MODE鍵手動(dòng)調(diào)到EXT、選擇通道、設(shè)置亮度BRTWR與Light Intensity Input輸入、設(shè)置模式為ON/OFF TRGWR與Light Mode Input 輸入。
[0038]本發(fā)明設(shè)備機(jī)電分布整體系統(tǒng)根據(jù)電源強(qiáng)度分為強(qiáng)電子系統(tǒng)與弱電子系統(tǒng)。強(qiáng)電子系統(tǒng)主要是對(duì)于220v交流電源通路來(lái)說(shuō)，主要包括:設(shè)備總體電源輸入控制、UPS系統(tǒng)、FFU系統(tǒng)、傳送帶系統(tǒng)、以及開關(guān)電源的輸入交流電源接口控制。弱電子系統(tǒng)主要是指采用直流開關(guān)電源的系統(tǒng)。包括設(shè)備入口總電源開關(guān)以及電源狀態(tài)顯示、設(shè)備入口電源的有無(wú)監(jiān)測(cè)、UPS電源子系統(tǒng)、FFU系統(tǒng)的交流電源的控制、傳送帶子系統(tǒng)的交流電源的控制、24V驅(qū)動(dòng)電機(jī)開關(guān)電源的輸入交流電源控制、12V驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇的開關(guān)電源的輸入交流電源控制。采用固態(tài)繼電器實(shí)現(xiàn)直流控制交流的目標(biāo)。電源監(jiān)測(cè)主要采用標(biāo)準(zhǔn)的交流電源監(jiān)測(cè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。UPS系統(tǒng)的控制則采用工控機(jī)通過(guò)232接口來(lái)控制以及監(jiān)測(cè)UPS的狀態(tài)。
[0039]本發(fā)明的整套設(shè)備的弱電系統(tǒng)包括如下:工控機(jī)系統(tǒng)、滑臺(tái)機(jī)械手制板器系統(tǒng)、開關(guān)電源系統(tǒng)、光源控制器系統(tǒng)、相機(jī)電源系統(tǒng)、機(jī)電控制板卡系統(tǒng)、接口卡轉(zhuǎn)接板系統(tǒng)。
[0040]由于各個(gè)子系統(tǒng)對(duì)于電磁干擾的敏感，所以都需要安裝在封閉的機(jī)箱內(nèi)部。整個(gè)系統(tǒng)需要的機(jī)箱配置如下:
[0041]開關(guān)電源單獨(dú)封裝機(jī)箱、滑臺(tái)機(jī)械手控制器單獨(dú)封裝機(jī)箱、機(jī)電控制板卡與光源控制器系統(tǒng)封裝機(jī)箱、接口卡轉(zhuǎn)接板系統(tǒng)與光源電源封裝機(jī)箱。
[0042]本發(fā)明的有益效果在于，采用機(jī)器視覺對(duì)玻璃燈杯進(jìn)行圖像采集與后續(xù)的算法分析處理，可應(yīng)用于系統(tǒng)在線或者不在線檢測(cè)，系統(tǒng)的安裝位置可以根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)檢測(cè)需要靈活接入生產(chǎn)線系統(tǒng)。本發(fā)明玻璃燈杯在線檢測(cè)系統(tǒng)適用于各種不同尺寸節(jié)能燈杯生產(chǎn)過(guò)程中的在線品質(zhì)檢驗(yàn)，檢測(cè)精度高，價(jià)格相對(duì)于同類產(chǎn)品降低30%，系統(tǒng)主要檢測(cè)功能包括:尺寸檢測(cè)(包括瓶高、瓶身外徑、瓶口外徑、瓶口高度等)；如圖15所示，燈杯身外觀缺陷(包括氣泡、雜質(zhì)、褶皺、橫豎條紋、粘連、結(jié)石、裂紋、刻痕、擦傷及明顯的油臟、手印等);燈杯肩部缺陷(包括斜肩、歪瓶、與瓶身類似的外觀缺陷等)；瓶口部分的檢測(cè)內(nèi)容是除了檢測(cè)瓶身外觀上那些缺陷類型外，還需要檢測(cè)缺口、破口、圓口不齊等缺陷。具體的說(shuō)具有如下功倉(cāng)泛:
[0043](I)可對(duì)玻璃燈杯進(jìn)行全面的污染、雜質(zhì)、劃痕、裂紋、氣泡、結(jié)石等缺陷進(jìn)行檢測(cè)；
[0044](2)可對(duì)玻璃燈杯的高度、圓度、直徑等尺寸進(jìn)行精密測(cè)量；
[0045](3)可設(shè)置量化的質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一設(shè)定檢測(cè)精度，消除人為的感性失誤，保證檢測(cè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一'I"生；
[0046](4)具有自動(dòng)傳送、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)排隊(duì)等功能，可根據(jù)不同的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)可將玻璃燈杯自動(dòng)分為A、B、C不同的等級(jí)，并分別排隊(duì)輸出；
[0047](5)可自動(dòng)計(jì)算生產(chǎn)的玻璃燈杯的數(shù)量；
[0048](6)檢測(cè)時(shí)間小于I秒，檢測(cè)正確率可達(dá)到95%以上，可以替代人工檢測(cè)。由于系統(tǒng)最高支持42個(gè)燈杯/分鐘，所以每個(gè)燈杯的處理時(shí)間為1428ms。
[0049]本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)含義如下:
[0050]DSP (Digital Signal Processing),數(shù)字信號(hào)處理；
[0051]FPGA (Field — Programmable Gate Array),現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列。
[0052]GigE Vision是一種基于千兆以太網(wǎng)通信協(xié)議開發(fā)的相機(jī)接口標(biāo)準(zhǔn)。
[0053]Hub 集線器；
[0054]HPI (Host-Port Interface)是一個(gè)與主機(jī)通信的并行接口 ；
[0055]EMIF外部存儲(chǔ)器接口；
[0056]GPIO (General Purpose Input Output)通用輸入 / 輸出接口 ；
[0057]SRAM是英文Static RAM的縮寫，即靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。
[0058]DDR2 (Double Data Rate2) SDRAM是由JEDEC (電子設(shè)備工程聯(lián)合委員會(huì))進(jìn)行開發(fā)的新生代內(nèi)存技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
[0059]千兆網(wǎng)PHY，是指1000M的以太網(wǎng)口。[0060]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，其中“示意流程圖”，只是作為系統(tǒng)整體的一個(gè)示意性框圖，并不作為設(shè)備實(shí)現(xiàn)的真實(shí)形態(tài)，該圖的意義主要是對(duì)系統(tǒng)的整體框架與功能結(jié)構(gòu)的一個(gè)了解。具體實(shí)現(xiàn)的時(shí)候各個(gè)子系統(tǒng)的排放位置與形態(tài)有可能會(huì)有差異，但是從設(shè)備的功能形態(tài)上來(lái)看，整體的實(shí)現(xiàn)框架應(yīng)該遵守參照本專利申請(qǐng)的指導(dǎo)。
[0061]圖1、系統(tǒng)總體示意主視框圖；
圖2、系統(tǒng)總體示意俯視框圖；
圖3、光學(xué)室內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4、系統(tǒng)總體控制流程圖；
圖5、系統(tǒng)上電自檢流程圖；
圖6、系統(tǒng)燈杯檢測(cè)流程圖；
圖7、光源控制器初始化流程圖；
圖8、待測(cè)工位圖像采集系統(tǒng)控制流程圖；
圖9、入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)控制示意流程圖；
圖10、光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)示意框圖；
圖11、光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)控制示意流程圖；
圖12、光學(xué)室檢測(cè)工位2、3圖像采集系統(tǒng)示意框圖；
圖13、出料口子系統(tǒng)控制狀態(tài)流程圖；
圖14、軟件系統(tǒng)示意流程圖；
圖15、燈杯身外觀缺陷相片；
圖16、光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)示意框圖；
圖17、系統(tǒng)處理主流程；
圖18、DSP子系統(tǒng)框圖；
圖19、ARM子系統(tǒng)處理主流程；
圖20、GigeVision通訊流程；
圖21、Gige vision相機(jī)陣列通訊進(jìn)程框圖；
圖22、FPGA子系統(tǒng)處理流程。
[0062]圖中標(biāo)號(hào)分別為:1.光學(xué)室系統(tǒng)；2.傳送帶子系統(tǒng)；3.電氣安裝箱系統(tǒng)；4.光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)；5.光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)；6.光學(xué)室風(fēng)路子系統(tǒng)；
7.光學(xué)室氣路子系統(tǒng)；8.溫度采集子系統(tǒng)；9.燈杯抓取與工位轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；10.光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)；11.電氣安裝箱系統(tǒng)包括聲光報(bào)警子系統(tǒng)；12.系統(tǒng)電源池系統(tǒng)；13.主控子系統(tǒng)；14.中央監(jiān)控子系統(tǒng)；15.入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)；16.出料口燈杯傳遞子系統(tǒng)；17.入料口光電傳感器；18.入料口燈杯傳遞氣缸；19.入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)；20.X軸直線滑臺(tái)；21.Z軸直線滑臺(tái)；22.機(jī)械手指；23.旋轉(zhuǎn)盤；24.工位；25.SMC電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；26.頂部相機(jī)；27.壞杯工位手指；28.工業(yè)相機(jī)；29.工業(yè)相機(jī)；30.背光源；31.玻璃燈杯雜質(zhì)；32.玻璃燈杯氣泡；33.玻璃燈杯劃痕；34.背光源；35.玻璃燈杯底部；36.工業(yè)相機(jī)；37.工業(yè)相機(jī)；38.工業(yè)相機(jī)；39.工業(yè)相機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0063]實(shí)施例1[0064]如圖1、2所示，本發(fā)明的玻璃燈杯檢測(cè)設(shè)備包括光學(xué)室系統(tǒng)1、傳送帶子系統(tǒng)2、電氣安裝箱系統(tǒng)3，光學(xué)室系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)、光學(xué)室風(fēng)路子系統(tǒng)6、光學(xué)室氣路子系統(tǒng)7、溫度采集子系統(tǒng)8 (單獨(dú)外購(gòu))、燈杯抓取與工位轉(zhuǎn)換系統(tǒng)9、光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)10 ;電氣安裝箱系統(tǒng)包括聲光報(bào)警子系統(tǒng)11、系統(tǒng)電源池系統(tǒng)12、主控子系統(tǒng)13、中央監(jiān)控子系統(tǒng)14 ;傳送帶子系統(tǒng)2包括入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)15、出料口燈杯傳遞子系統(tǒng)16，入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)15包括入料口光電傳感器17、入料口燈杯傳遞氣缸18、入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)19，結(jié)合圖3所示，入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)19包括活動(dòng)連接在一起的沿X軸運(yùn)動(dòng)的X軸直線滑臺(tái)20和沿Z軸運(yùn)動(dòng)的Z軸直線滑臺(tái)21，X軸直線滑臺(tái)20設(shè)置在Z軸直線滑臺(tái)21上方，機(jī)械手指22安裝在X軸直線滑臺(tái)20上。采用的滑臺(tái)與手指都是自帶控制器的SMC電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)25。
[0065]如圖2，圖像采集系統(tǒng)包括光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)4、光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)5 ;光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)4采集玻璃燈杯的4個(gè)側(cè)面和頂部圖像，光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)5采集玻璃燈杯的頸部圖像；
[0066]如圖3、10，光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)4用于燈杯的正面圖像以及杯身側(cè)面圖像的采集，包括4個(gè)側(cè)面工業(yè)相機(jī)36-39、I個(gè)頂部相機(jī)26和一個(gè)背光源30組成；結(jié)合圖11所示，為了節(jié)省該工位時(shí)間，需要把相機(jī)側(cè)面拍照時(shí)間盡量和檢測(cè)工位之間的傳動(dòng)系統(tǒng)相機(jī)的啟動(dòng)壓縮在一起。
[0067]如圖3，光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)于杯脖部(頸部)位的圖像的獲取，本子系統(tǒng)并行兩套，兩套可以乒乓模式到光學(xué)室檢測(cè)工位I獲取燈杯，由于杯脖區(qū)域需要采集圖像兩幅，所以需要旋轉(zhuǎn)臺(tái)的協(xié)助來(lái)旋轉(zhuǎn)燈杯獲取所需要的圖像。結(jié)合圖16所示，該系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)29、背光源34以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)23組成；如圖12所示，該系統(tǒng)按圖示步驟運(yùn)行。
[0068]如圖3，光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)10包括旋轉(zhuǎn)盤23和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤上的5個(gè)工位24，旋轉(zhuǎn)盤23米用凸輪分割器完成若干工位的玻璃燈杯傳遞。與5個(gè)工位相對(duì)應(yīng),時(shí)序包括5個(gè)階段，每個(gè)階段和下一階段的處理時(shí)間按照順序機(jī)制進(jìn)行。
[0069]出料口燈杯傳遞子系統(tǒng)16，該子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)于圖像處理判斷完成的燈杯的分類輸出功能，本系統(tǒng)目前提供的分類可以根據(jù)配置需要提供2或者3個(gè)輸出通道，分別對(duì)應(yīng)燈杯的質(zhì)量判斷標(biāo)準(zhǔn)，本子系統(tǒng)的示意框圖13所示。
[0070]主控子系統(tǒng)是工業(yè)PC系統(tǒng)，該主控子系統(tǒng)包括鍵盤以及IXD顯示部分。該子系統(tǒng)由于需要考慮電磁隔離以及散熱的需求，因此需要單獨(dú)的機(jī)箱來(lái)安裝并且機(jī)箱需要對(duì)應(yīng)風(fēng)扇，與多數(shù)子系統(tǒng)都有接口。
[0071]實(shí)施例2
[0072]與實(shí)施例1不同的是，入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)19為2個(gè)，可以分時(shí)乒乓抓取待測(cè)工位的玻璃燈杯。兩套抓取機(jī)構(gòu)的配置完全相同。系統(tǒng)包括的控制機(jī)構(gòu)如下:2個(gè)水平沿X軸放置的直線滑臺(tái)、安裝在直線滑臺(tái)的機(jī)械構(gòu)件上的沿Z軸運(yùn)動(dòng)的直線滑臺(tái)，分別安裝在2個(gè)直線滑臺(tái)上的機(jī)械手指，入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)控制示意流圖如圖9所示。與實(shí)施例1相同，入料口光電傳感器用來(lái)判斷在設(shè)備入料口出有無(wú)燈杯。如圖8所示，該部分需要控制的主要是光電傳感器的輸出與燈杯抓取子系統(tǒng)的配合，在當(dāng)前有效燈杯沒(méi)有被抓取之前，不會(huì)切換燈杯抓取子系統(tǒng)；抓取成功信號(hào)作為本子系統(tǒng)切換專區(qū)子系統(tǒng)啟動(dòng)的觸發(fā)信號(hào)。本子系統(tǒng)為兩套測(cè)試系統(tǒng)來(lái)設(shè)定默認(rèn)的燈杯抓取子系統(tǒng)為子系統(tǒng)I。出料子系統(tǒng)為2個(gè)。
[0073]主控子系統(tǒng)為嵌入式平臺(tái)板，該嵌入式平臺(tái)板包括DSP子系統(tǒng)、FPGA子系統(tǒng)、ARM子系統(tǒng)，F(xiàn)PGA子系統(tǒng)通過(guò)EMIF接口與ARM子系統(tǒng)互連，DSP子系統(tǒng)通過(guò)HPI接口與ARM子系統(tǒng)互連；平臺(tái)還包括第一 DDRII存儲(chǔ)器、第二 DDRII存儲(chǔ)器、SRAM存儲(chǔ)器，F(xiàn)PGA子系統(tǒng)與第一 DDRII存儲(chǔ)器和SRAM存儲(chǔ)器互連；DSP子系統(tǒng)包括2片或2片以上DSP處理器、與FPGA互連的SRIO接口、兩片DSP之間互連的SRIO接口、DDR2緩存控制器、EMAC控制模塊、DMA直接內(nèi)存存取模塊，DDR2緩存控制器連接第二 DDRII存儲(chǔ)器，EMAC控制模塊與千兆網(wǎng)PHY相連接，完成與工業(yè)相機(jī)的通訊。嵌入式平臺(tái)板自帶溫度采集子系統(tǒng)、光學(xué)室溫度采集子系統(tǒng)。
[0074]結(jié)合圖10所示，因?yàn)樵诒成韨?cè)面拍照的時(shí)候，影響側(cè)面拍照的是靠近檢測(cè)工位之間傳動(dòng)手指的那兩個(gè)相機(jī)工位，但是實(shí)際上沿著入料口手指方向的距離入料口手指較遠(yuǎn)的兩個(gè)側(cè)身相機(jī)已經(jīng)提前拍照了，所以真正受影響的只有一個(gè)相機(jī)，所以圖10中的最后一次拍照的相機(jī)應(yīng)該是變動(dòng)的，變動(dòng)的規(guī)律是:當(dāng)左側(cè)的手指來(lái)取燈杯的時(shí)候，最后一次拍照的是相機(jī)38，反之當(dāng)右側(cè)手指來(lái)取燈杯的時(shí)候，最后一次拍照的相機(jī)39。
[0075]實(shí)施例3
[0076]如圖4所示，本發(fā)明的一種玻璃燈杯檢測(cè)方法，該方法依次按如下步驟進(jìn)行系統(tǒng)總體控制流程:
[0077]系統(tǒng)初始狀態(tài)、系統(tǒng)上電自檢、判斷自檢0K、機(jī)械手滑臺(tái)系統(tǒng)配置、光源系統(tǒng)配置、相機(jī)系統(tǒng)參數(shù)配置、軟件算法參數(shù)配置、入口燈杯判斷、入口燈杯抓取、待測(cè)燈杯成像、算法處理、燈杯分類輸出、統(tǒng)計(jì)報(bào)表；
[0078]系統(tǒng)上電自檢狀態(tài)異常時(shí)，進(jìn)入異常狀態(tài)；
[0079]軟件算法參數(shù)配置后異常時(shí)，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。
[0080]如圖5所示，系統(tǒng)上電自檢依次包括:
[0081]檢測(cè)所有電源、采集溫度傳感器信號(hào)、打開FFU開關(guān)、光學(xué)系統(tǒng)配置與監(jiān)測(cè)、網(wǎng)口接口識(shí)別、光源狀態(tài)檢測(cè)、OC報(bào)警、依次輸出不同信號(hào)控制聲光報(bào)警、人工反饋聲光、自檢結(jié)束；
[0082]檢測(cè)所有電源結(jié)果異常時(shí)，提示電源異常ID，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)；
[0083]采集溫度傳感器信號(hào)結(jié)果數(shù)值大于設(shè)定時(shí)，提示溫度異常，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)；
[0084]網(wǎng)絡(luò)接口識(shí)別時(shí)，提示相機(jī)異常，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)；
[0085]OC報(bào)警時(shí)，提示光源系統(tǒng)異常復(fù)位光源，重新進(jìn)入光源狀態(tài)檢測(cè)；
[0086]人工反饋聲光正常，提示更換聲光系統(tǒng)配件，重新進(jìn)入依次輸出不同信號(hào)控制聲光報(bào)警步驟。
[0087]如圖6所示，系統(tǒng)燈杯檢測(cè)包括:正常運(yùn)行步驟、工位I成像步驟、工位2成像步驟、工位3執(zhí)行步驟、工位4執(zhí)行步驟；
[0088]正常運(yùn)行步驟包括正常運(yùn)行狀態(tài)、啟動(dòng)傳送帶、待檢工位有燈杯、旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)工位到位、啟動(dòng)入料口氣缸推動(dòng)燈杯、氣缸到位反饋0K、氣缸回歸原位、入料完成；
[0089]工位I成像步驟包括工位I成像狀態(tài)、入料口氣缸到位、啟動(dòng)相機(jī)I拍照triger信號(hào)氣缸返回、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)6拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)4拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)2拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)3拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)5拍照triger信號(hào)、圖像傳輸完成、啟動(dòng)閉合工位I手指信號(hào)啟動(dòng)圖像處理算法、手指閉合完成、旋轉(zhuǎn)盤其他工位執(zhí)行完成、啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)盤到位；
[0090]工位2成像步驟包括工位2成像狀態(tài)、轉(zhuǎn)盤到位、啟動(dòng)相機(jī)7拍照triger信號(hào)、圖像傳輸完成、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)；
[0091]工位3執(zhí)行步驟包括工位3成像狀態(tài)、算法輸出壞杯、距離轉(zhuǎn)盤道位100ms、該工位對(duì)應(yīng)手指張開啟動(dòng)、延遲IOOms啟動(dòng)該工位氣缸、氣缸到位、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)啟動(dòng)氣缸返回；
[0092]工位4執(zhí)行步驟包括工位4成像狀態(tài)、算法輸出壞杯、距離轉(zhuǎn)盤道位100ms、該工位對(duì)應(yīng)手指張開啟動(dòng)、延遲IOOms啟動(dòng)該工位氣缸、氣缸到位、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)啟動(dòng)氣缸返回。
[0093]如圖7所示,光源系統(tǒng)配置包括空閑狀態(tài)、MODE鍵手動(dòng)調(diào)到EXT、選擇通道、設(shè)置亮度 BRTWR與 Light Intensity Input 輸入、設(shè)置模式為 ON/OFF TRGWR 與 Light Mode Input輸入。
[0094]實(shí)施例4
[0095]與實(shí)施例2基本相同，該系統(tǒng)為玻璃燈杯質(zhì)量判斷單元，采用嵌入式平臺(tái)板，如圖17所示，可以分為ARM子系統(tǒng)處理與DSP子系統(tǒng)處理。其中ARM子系統(tǒng)主要用于整體系統(tǒng)的控制，DSP子系統(tǒng)(包括FPGA子系統(tǒng))主要用于進(jìn)行圖像采集與處理。ARM子系統(tǒng)分別對(duì)3個(gè)工位進(jìn)行控制，這3個(gè)工位是:入口位置的公共工位，暗箱I工位和暗箱2工位。
[0096]如圖18所示，DSP子系統(tǒng)運(yùn)行SYS/BIOS NDK操作系統(tǒng)，與FPGA與ARM進(jìn)行通訊，并完成GIGE VISION相機(jī)控制、圖像抓取，圖像處理等功能。DSP子系統(tǒng)的工作處理模塊主要由如下部分組成:TMS320C6455:DSP主處理器；DDR2memctlr:連接DDRII存儲(chǔ)器，提供32bit位寬；EMAC與千兆網(wǎng)PHY向連接，完成與相機(jī)的通訊；DMA:用于大批量圖像數(shù)據(jù)的搬移工作；SR10:serial rapid io提供Ix速率，完成與FPGA之間的數(shù)據(jù)通信；HP1:Host-Port Interface與ARM子系統(tǒng)互聯(lián)，完成與ARM子系統(tǒng)的通信。
[0097]如圖19所示，DSP子系統(tǒng)處理主流程包括如下部分:
[0098](I)與GigeVision相機(jī)進(jìn)行通訊，并獲取圖片；
[0099](2)對(duì)抓取的圖片進(jìn)行直方圖處理；
[0100](3)通過(guò)SRIO接口發(fā)送至FPGA，通知FPGA進(jìn)行濾波處理；
[0101](4)當(dāng)獲取到FGPA處理完成信號(hào)后，讀取處理后的圖片；
[0102](5)進(jìn)行缺陷檢測(cè)；
[0103](6)發(fā)送缺陷檢測(cè)結(jié)構(gòu)至ARM子系統(tǒng)。
[0104]如圖20、21所示，GigeVision相機(jī)通訊的處理流程步驟如下:
[0105](I)等待ARM子系統(tǒng)發(fā)出開始信號(hào)。
[0106](2)當(dāng)接收到ARM子系統(tǒng)發(fā)出的圖像處理開始信號(hào)后，DSP子系統(tǒng)向各個(gè)相機(jī)發(fā)送gige vision相機(jī)檢索信息。
[0107](3)在一定的時(shí)間內(nèi)，如果所有相機(jī)回復(fù)檢索信息，則說(shuō)明相機(jī)以及連接均沒(méi)有問(wèn)題。否則跳出通訊處理流程，并報(bào)告出錯(cuò)的具體信息。
[0108](4)配置相機(jī)的狀態(tài)，具體配置寄存器在詳細(xì)設(shè)計(jì)方案中說(shuō)明。
[0109]控制相機(jī)曝光，并獲取圖片的存儲(chǔ)信息，包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式與位置。[0110](5)分為多個(gè)UDP包讀取圖片文件數(shù)據(jù)，直至讀取完成
[0111](6)對(duì)讀取完成的圖片壓縮文件進(jìn)行解壓縮。
[0112](7)從解壓的圖片文件中提取圖片數(shù)據(jù)，并緩存至mem中，將會(huì)匯總到相機(jī)控制進(jìn)程。
[0113]相機(jī)的mac地址需要提前在系統(tǒng)中配置，做到系統(tǒng)與相機(jī)的綁定。
[0114]
機(jī)的IP地址需要提前配置，具 |IP地址
頂部相機(jī)_ 192.168.L 150
側(cè)面相機(jī)I168.1.160
側(cè)面相機(jī) 2192^ 168.1.161
側(cè)面相機(jī) 3192^ 168.1.162
側(cè)面相機(jī) 4192^ 168.1.163
杯脖相機(jī)I168.1.170
杯脖相機(jī) 2|l92.168.1.171 ~
[0115]由于網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)的延時(shí)有不確定性的特點(diǎn)，因此每一臺(tái)相機(jī)的控制、配置、響應(yīng)均工作在不同進(jìn)程，各個(gè)相機(jī)的工作信息將會(huì)匯總到相機(jī)控制進(jìn)程。
[0116]如圖22所示，F(xiàn)PGA子系統(tǒng)用于完成圖像處理中，計(jì)算量很大的部分的處理，具體包括如下功能:
[0117]支持serial rapid iolx的圖像傳輸接口。
[0118]支持圖像搬移DMA功能。
[0119]支持CannyEdge邊緣檢測(cè)。
[0120]支持高斯濾波。
[0121]支持自適應(yīng)閾值分割。
[0122]支持線條細(xì)化。
[0123]支持圖片的膨脹和腐蝕操作。
[0124]圖像處理流程如下:
[0125](I)圖像數(shù)據(jù)包中包含圖像數(shù)據(jù)包開始標(biāo)識(shí)，圖像大小信息，圖片格式信息，圖片來(lái)源信息，圖片序列號(hào)，圖片數(shù)據(jù)。
[0126](2) FPGA會(huì)檢測(cè)圖片數(shù)據(jù)包的開頭標(biāo)識(shí)，并根據(jù)圖`片的大小和格式信息發(fā)送至對(duì)應(yīng)的DDRII空間。
[0127](3)當(dāng)檢查到圖片包接收完成標(biāo)識(shí)，開始進(jìn)行圖片的處理。這里根據(jù)圖像來(lái)源，分為兩類處理流程:
[0128]頂層圖片處理；側(cè)面圖片處理
[0129](4)當(dāng)圖片處理完成，并存儲(chǔ)至對(duì)應(yīng)的DDR空間，F(xiàn)PGA會(huì)通知DSP讀取圖像數(shù)據(jù)包。
[0130]以上所述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于機(jī)器視覺的玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)，所述玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)包括光學(xué)室系統(tǒng)(I)、傳送帶子系統(tǒng)(2)、電氣安裝箱系統(tǒng)(3)，其特征在于， 所述光學(xué)室系統(tǒng)(I)包括圖像采集系統(tǒng)、光學(xué)室風(fēng)路子系統(tǒng)(6)、光學(xué)室氣路子系統(tǒng)(7)、溫度采集子系統(tǒng)(8)、燈杯抓取與工位轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(9)、光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)(10)，所述光學(xué)室旋轉(zhuǎn)盤子系統(tǒng)(10)包括旋轉(zhuǎn)盤(23)和設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤上的若干個(gè)工位(24)，所述旋轉(zhuǎn)盤(23)米用凸輪分割器完成若干工位(24)的玻璃燈杯傳遞； 所述電氣安裝箱系統(tǒng)包括聲光報(bào)警子系統(tǒng)(11)、系統(tǒng)電源池系統(tǒng)(12)、主控子系統(tǒng)(13)、中央監(jiān)控子系統(tǒng)(14)； 所述傳送帶子系統(tǒng)(2)包括入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)(15)、出料口燈杯傳遞子系統(tǒng)(16),所述入料口燈杯傳遞子系統(tǒng)(15)包括入料口光電傳感器(17)、入料口燈杯傳遞氣缸子系統(tǒng)(18)、入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)(19)，所述入料口燈杯抓取機(jī)構(gòu)(19)包括活動(dòng)連接在一起的沿X軸運(yùn)動(dòng)的X軸直線滑臺(tái)(20)和沿Z軸運(yùn)動(dòng)的Z軸直線滑臺(tái)(21)，所述X軸直線滑臺(tái)(20)設(shè)置在Z軸直線滑臺(tái)(21)上方，機(jī)械手指(22)安裝在所述X軸直線滑臺(tái)(20)上。
2.如權(quán)利要求1所述玻璃燈杯檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集系統(tǒng)包括光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)(4)、光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)(5);光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)(4)采集所述玻璃燈杯的4個(gè)側(cè)面和頂部圖像，所述光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集系統(tǒng)(5)采集所述玻璃燈杯的頸部圖像； 所述光學(xué)室檢測(cè)工位I圖像采集系統(tǒng)(4)包括4個(gè)側(cè)面工業(yè)相機(jī)(36、37、38、39)、1個(gè)頂部相機(jī)(26)和一個(gè)背光源(30)組成； 所述光學(xué)室檢測(cè)工位2圖像采集`系統(tǒng)(4 )包括工業(yè)相機(jī)(28、29 )、背光源(34 )。
3.如權(quán)利要求2所述的玻璃杯檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控子系統(tǒng)包括中央控制CPU系統(tǒng)、鍵盤以及IXD顯示、機(jī)箱。
4.如權(quán)利要求2所述的玻璃杯檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述主控子系統(tǒng)包括嵌入式平臺(tái)板、鍵盤以及LCD顯示、機(jī)箱； 所述嵌入式平臺(tái)板包括DSP子系統(tǒng)、FPGA子系統(tǒng)、ARM子系統(tǒng)，所述FPGA子系統(tǒng)通過(guò)EMIF接口與ARM子系統(tǒng)互連，所述DSP子系統(tǒng)通過(guò)HPI接口與ARM子系統(tǒng)互連；所述平臺(tái)還包括第一 DDRII存儲(chǔ)器、第二 DDRII存儲(chǔ)器、SRAM存儲(chǔ)器，所述FPGA子系統(tǒng)與第一 DDRII存儲(chǔ)器和SRAM存儲(chǔ)器互連；所述DSP子系統(tǒng)包括2片或2片以上DSP處理器、與FPGA互連的SRIO接口、兩片DSP之間互連的SRIO接口、DDR2緩存控制器、EMAC控制模塊、DMA直接內(nèi)存存取模塊，所述DDR2緩存控制器連接第二 DDRII存儲(chǔ)器，所述EMAC控制模塊與千兆網(wǎng)PHY相連接，完成與工業(yè)相機(jī)的通訊。
5.如權(quán)利要求2所述的玻璃杯檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述側(cè)面工業(yè)相機(jī)側(cè)面拍照時(shí)間和檢測(cè)工位之間的傳動(dòng)系統(tǒng)工業(yè)相機(jī)的啟動(dòng)壓縮在一起。
6.一種玻璃燈杯檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法依次按如下步驟進(jìn)行系統(tǒng)總體控制流程: 系統(tǒng)初始狀態(tài)、系統(tǒng)上電自檢、判斷自檢0K、機(jī)械手滑臺(tái)系統(tǒng)配置、光源系統(tǒng)配置、相機(jī)系統(tǒng)參數(shù)配置、軟件算法參數(shù)配置、入口燈杯判斷、入口燈杯抓取、待測(cè)燈杯成像、算法處理、燈杯分類輸出、統(tǒng)計(jì)報(bào)表； 所述系統(tǒng)上電自檢狀態(tài)異常時(shí)，進(jìn)入異常狀態(tài)；所述軟件算法參數(shù)配置后異常時(shí)，進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求6所述的玻璃燈杯檢測(cè)方法，其特征在于，所述系統(tǒng)上電自檢依次包括: 檢測(cè)所有電源、采集溫度傳感器信號(hào)、打開FFU開關(guān)、光學(xué)系統(tǒng)配置與監(jiān)測(cè)、網(wǎng)口接口識(shí)別、光源狀態(tài)檢測(cè)、OC報(bào)警、依次輸出不同信號(hào)控制聲光報(bào)警、人工反饋聲光、自檢結(jié)束； 所述檢測(cè)所有電源結(jié)果異常時(shí)，提示電源異常ID，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)； 所述采集溫度傳感器信號(hào)結(jié)果數(shù)值大于設(shè)定時(shí)，提示溫度異常，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)； 所述網(wǎng)絡(luò)接口識(shí)別時(shí)，提示相機(jī)異常，進(jìn)入系統(tǒng)異常狀態(tài)； 所述OC報(bào)警時(shí)，提示光源系統(tǒng)異常復(fù)位光源，重新進(jìn)入光源狀態(tài)檢測(cè)； 所述人工反饋聲光正常，提示更換聲光系統(tǒng)配件，重新進(jìn)入所述依次輸出不同信號(hào)控制聲光報(bào)警步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的玻璃杯檢測(cè)方法，其特征在于，所述系統(tǒng)燈杯檢測(cè)包括:正常運(yùn)行步驟、工位I成像步驟、工位2成像步驟、工位3執(zhí)行步驟、工位4執(zhí)行步驟； 所述正常運(yùn)行步驟包括正常運(yùn)行狀態(tài)、啟動(dòng)傳送帶、待檢工位有燈杯、旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)工位到位、啟動(dòng)入料口氣缸推動(dòng)燈杯、氣缸到位反饋0K、氣缸回歸原位、入料完成； 所述工位I成像步驟包括工位I成像狀態(tài)、入料口氣缸到位、啟動(dòng)相機(jī)I拍照triger信號(hào)氣缸返回、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)6拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)4拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)2拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)3拍照triger信號(hào)、延遲20ms啟動(dòng)相機(jī)5拍照triger信號(hào)、圖像傳輸完成、啟動(dòng)閉合工位I手指信號(hào)啟動(dòng)圖像處理算法、手指閉合完成、旋轉(zhuǎn)盤其他工位執(zhí)行完成、啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)盤到位；` 所述工位2成像步驟包括工位2成像狀態(tài)、轉(zhuǎn)盤到位、啟動(dòng)相機(jī)7拍照triger信號(hào)、圖像傳輸完成、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)； 所述工位3執(zhí)行步驟包括工位3成像狀態(tài)、算法輸出壞杯、距離轉(zhuǎn)盤道位100ms、該工位對(duì)應(yīng)手指張開啟動(dòng)、延遲IOOms啟動(dòng)該工位氣缸、氣缸到位、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)啟動(dòng)氣缸返回； 所述工位4執(zhí)行步驟包括工位4成像狀態(tài)、算法輸出壞杯、距離轉(zhuǎn)盤道位100ms、該工位對(duì)應(yīng)手指張開啟動(dòng)、延遲IOOms啟動(dòng)該工位氣缸、氣缸到位、輸出該工位執(zhí)行完成信號(hào)啟動(dòng)氣缸返回。
9.如權(quán)利要求6所述的玻璃杯檢測(cè)方法，其特征在于， 所述光源系統(tǒng)配置包括空閑狀態(tài)、MODE鍵手動(dòng)調(diào)到EXT、選擇通道、設(shè)置亮度BRTWR與Light Intensity Input 輸入、設(shè)置模式為 ON/OFF TRGWR 與 Light Mode Input 輸入。
10.如權(quán)利要求6所述的玻璃杯檢測(cè)方法，其特征在于， 所述DSP子系統(tǒng)處理主流程包括如下部分: (1)與GigeVision相機(jī)進(jìn)行通訊，并獲取圖片； (2)對(duì)抓取的圖片進(jìn)行直方圖處理； (3)通過(guò)SRIO接口發(fā)送至FPGA，通知FPGA進(jìn)行濾波處理； (4)當(dāng)獲取到FGPA處理完成信號(hào)后，讀取處理后的圖片； (5)進(jìn)行缺陷檢測(cè)； (6)發(fā)送缺陷檢測(cè)結(jié)構(gòu)至ARM子系統(tǒng)。 所述GigeVision相機(jī)通訊的處理流程步驟如下:(1)等待ARM子系統(tǒng)發(fā)出開始信號(hào)； (2)當(dāng)接收到ARM子系統(tǒng)發(fā)出的圖像處理開始信號(hào)后，DSP子系統(tǒng)向各個(gè)相機(jī)發(fā)送gigevision相機(jī)檢索信息； (3)在一定的時(shí)間內(nèi)，如果所有相機(jī)回復(fù)檢索信息，則說(shuō)明相機(jī)以及連接均沒(méi)有問(wèn)題；否則跳出通訊處理流程，并報(bào)告出錯(cuò)的具體信息； (4)配置相機(jī)的狀態(tài)，具體配置寄存器在詳細(xì)設(shè)計(jì)方案中說(shuō)明； 控制相機(jī)曝光，并獲取圖片的存儲(chǔ)信息，包括存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式與位置； (5)分為多個(gè)UDP包讀取圖片文件數(shù)據(jù)，直至讀取完成 (6)對(duì)讀取完成的圖片壓縮文件進(jìn)行解壓縮； (7)從解壓的圖片文件中提取圖片數(shù)據(jù)，并緩存至mem中，將會(huì)匯總到相機(jī)控制進(jìn)程。 所述FPGA子系統(tǒng)圖像處理流程如下: (O圖像數(shù)據(jù)包中包含圖像數(shù)據(jù)包開始標(biāo)識(shí)，圖像大小信息，圖片格式信息，圖片來(lái)源信息，圖片序列號(hào)，圖片數(shù)據(jù)； (2)FPGA會(huì)檢測(cè)圖片數(shù)據(jù)包的開頭標(biāo)識(shí)，并根據(jù)圖片的大小和格式信息發(fā)送至對(duì)應(yīng)的DDRII空間； (3)當(dāng)檢查到圖片包接收完成標(biāo)識(shí)，開始進(jìn)行圖片的處理；這里根據(jù)圖像來(lái)源，分為兩類處理流程:頂層圖片處理和側(cè)面圖片處理； (4)當(dāng)圖片處理 完成，并存儲(chǔ)至對(duì)應(yīng)的DDR空間，F(xiàn)PGA會(huì)通知DSP讀取圖像數(shù)據(jù)包。
【文檔編號(hào)】G01N21/95GK103868934SQ201410064006
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】苗立剛 申請(qǐng)人:圖靈視控（北京）科技有限公司