本發(fā)明涉及一種電機轉(zhuǎn)子硅鋼片偏移角度的判定方法及校正這種偏移角度的裝置，屬于微型電機或汽車電機生產(chǎn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)子是電機實現(xiàn)電能與機械能轉(zhuǎn)換的動力部件，電機的動力輸出是由電機轉(zhuǎn)子來完成的。電機轉(zhuǎn)子一般分為內(nèi)置式和外置式兩種旋轉(zhuǎn)方式，內(nèi)置式轉(zhuǎn)子是以電機轉(zhuǎn)軸為旋轉(zhuǎn)體，外置式轉(zhuǎn)子是以電機外殼為旋轉(zhuǎn)體，電機不同的旋轉(zhuǎn)方式滿足了各種不同需求的應(yīng)用場合。轉(zhuǎn)子是電機動力輸出的核心部件，對電機轉(zhuǎn)子功能的設(shè)定關(guān)乎電機的輸出特性。微型電機生產(chǎn)行業(yè)一直都是勞動力密集型產(chǎn)業(yè)，因其產(chǎn)品的特殊性一直無法實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，如產(chǎn)品部件來料統(tǒng)一性差、無規(guī)則等，在電機轉(zhuǎn)子與整流子生產(chǎn)裝配過程中需要大量人工來目測定位產(chǎn)品、識別方向，或通過大量照片比對，導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)能低、質(zhì)量無法得到有效的保障，生產(chǎn)成品合格率低；隨著當(dāng)前勞動力成本的增加及勞動力需求缺口加大等因素，導(dǎo)致微型電機企業(yè)總體生產(chǎn)成本急劇上升及影響行業(yè)的健康發(fā)展。

然而，近年來隨汽車行業(yè)的大力發(fā)展，各種電器產(chǎn)品的日益廣泛的應(yīng)用，微型電機的產(chǎn)量及質(zhì)量都在需求一個大的提升，傳統(tǒng)人工判定電機轉(zhuǎn)子與整流子偏移角度的方式已經(jīng)無法滿足產(chǎn)品效率和產(chǎn)品質(zhì)量要求，市場因素要求減少人力成本輸入，提高生產(chǎn)效率，非常需要一種自動化程度高的判定微型電機轉(zhuǎn)子硅鋼片與整流子偏移角度的判定方法及自動校正裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種CCD攝像機視覺自動檢測判定電機轉(zhuǎn)子硅鋼片偏移角度的方法及安裝整流子時偏移角度補償校正裝置，能兼容運行不同環(huán)境實時抓拍識別處理，并實現(xiàn)智能檢測角度值判定，取代人工目測定位產(chǎn)品、識別方向，節(jié)約人力資本，確保裝配產(chǎn)品質(zhì)量，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種CCD攝像機檢測轉(zhuǎn)子偏移角度判定方法，所述方法包括以下步驟：

圖像準備過程：

A、托盤模具由輸送臺上阻擋定位，轉(zhuǎn)子夾持機構(gòu)把轉(zhuǎn)子夾住、轉(zhuǎn)子硅鋼片置于方格角標(biāo)準圖上，通過方格角標(biāo)準圖的方格角交點進行轉(zhuǎn)子硅鋼片與取像設(shè)備的平行測定，用于減少判斷誤差；

B、采用彩色功能的邊緣檢測使邊緣尋找的空間域、靈敏度和邊緣檢測精度等方面都提高了很多；

C、調(diào)整取像設(shè)備的焦距，采用基于方格角標(biāo)準圖的對焦自動判定方法，實現(xiàn)自動對焦的判定，本方法基于方格角標(biāo)準圖產(chǎn)生亮度分布柱狀圖，并由亮度分布柱狀圖來判定對焦，該判定方法能確保對焦處于理想狀態(tài)，提高了識別效率；

D、將獲得的圖像數(shù)據(jù)傳輸至計算機，通過自動尋邊算法，檢測出轉(zhuǎn)子硅鋼片的邊緣，由于在測量時，取像設(shè)備的視角會略大于待測物平面，因此獲取的圖像多出的部分必須通過自動尋邊算法去除，而本方法中的自動尋邊算法利用平行測定對圖像進行橫向縱向平均，利用平均值的跳變進行判斷；

以及，圖像識別過程：

E、通過計算機內(nèi)置的低通濾波器對圖像信號進行處理，去除圖像信號中的摩爾紋，同時該過程也會過濾圖像數(shù)字化過程中產(chǎn)生的白噪聲；

F、將灰度圖像分成邊緣部分以及中心部分，將相對較亮的中心部分和相對暗淡的邊緣部分進行分開處理；

G、將中分開后的灰度圖像邊緣線部分距中心線部分分成數(shù)個像素組成的小塊圖像，對每個小塊圖像進行長度識別，最終將結(jié)果整合，測出轉(zhuǎn)子硅鋼片槽邊緣中心線與邊緣線間距d的數(shù)值，其中，小塊圖像的大小取決于針對性的測量精度而調(diào)整；

H、依據(jù)測出轉(zhuǎn)子硅鋼片槽邊緣中心線與邊緣線間距d的數(shù)值，通過反三角函數(shù)求得偏移角度θ=arc sin(d/R)，反饋給PLC完成轉(zhuǎn)子硅鋼片偏移角度判定。

優(yōu)選的，所述取像設(shè)備包括一CCD攝像機，所述CCD攝像機上設(shè)有成像鏡頭，所述成像鏡頭具有固定焦距。

優(yōu)選的，步驟A采用自動模式特征點識別算法進行平行測定及采用基于GPU的平行計算方法。

本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種轉(zhuǎn)子偏移角度校正裝置，所述裝置包括：包括安裝架和安裝在安裝架上的轉(zhuǎn)子夾持定位機構(gòu)及壓裝橫移機構(gòu)，壓裝橫移裝置下方的安裝架上設(shè)有多個托盤模具及阻擋機構(gòu)，壓裝橫移裝置上安裝有抓取機械手；還包括安裝架上用于檢測轉(zhuǎn)子硅鋼片位置的CCD攝像機、CCD光源、CCD顯示屏及低通濾波器；安裝架上還設(shè)有控制機器動作的控制面板和檢測用光電傳感器。人工放置整流子到托盤模具上，電機轉(zhuǎn)子、蒙套隨托盤模具由上一工序輸送，托盤模具阻擋定位好、同時轉(zhuǎn)子夾持定位機構(gòu)夾持好轉(zhuǎn)子，CCD攝像機檢測判定轉(zhuǎn)子硅鋼片定位槽邊線的偏轉(zhuǎn)角度，反饋給PLC再發(fā)送信號給抓取機械手上的測角度伺服電機，抓取機械手由托盤模具上抓取整流子，根據(jù)PLC反饋信號旋轉(zhuǎn)一補償校正角度，再把整流子壓裝到定位好的轉(zhuǎn)子軸上，使整流子片槽中心線與轉(zhuǎn)子硅鋼片槽中心線對齊，并且檢測裝配后整流子的高度，不合格品自動剔除，合格品隨托盤模具2由托盤輸送臺輸出。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

A、整個過程，從對焦、亮度判定、尋邊以及最終識別判定角度值，均為自動智能操作，無需人為調(diào)整，節(jié)約了人力成本；

B、兼容運行不同環(huán)境對不同類型大小的轉(zhuǎn)子硅鋼片都能進行識別處理；

C、計算以定點運算為主，避免了通常的大量浮點運算，利于進一步的開發(fā)運用在嵌入式系統(tǒng)；

D、計算過程相互獨立，有效提高了系統(tǒng)的性能，為實時運算提供了保證；

E、自動檢測判定電機轉(zhuǎn)子硅鋼片偏移角度的方法及安裝整流子時角度補償校正裝置，取代人工目測定位產(chǎn)品、識別方向，節(jié)約人力資本，確保裝配產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明專利進一步說明。

圖1為本發(fā)明的虛擬標(biāo)準角度轉(zhuǎn)子硅鋼片偏移角度圖。

圖2為本發(fā)明的虛擬標(biāo)準轉(zhuǎn)子定位硅鋼片槽邊線圖。

圖3為本發(fā)明一種轉(zhuǎn)子偏移角度校正裝置的主視圖。

圖4為本發(fā)明一種轉(zhuǎn)子偏移角度校正裝置的俯視圖。

圖5為本發(fā)明一種轉(zhuǎn)子偏移角度校正裝置的立體圖。

圖6為本發(fā)明包含的轉(zhuǎn)子夾持定位機構(gòu)的立體圖。

圖7為本發(fā)明包含的壓裝橫移機構(gòu)的立體圖。

圖8為本發(fā)明包含的抓取機械手的立體圖。

圖中，1、安裝架；2、托盤模具；3、控制面板；4、光電傳感器；5、CCD光源；6、夾持定位機構(gòu)；7、CCD攝像機；8、抓取機械手；9、壓裝橫移機構(gòu)；10、CCD顯示屏；11、低通濾波器；61、夾持固定板；62、夾持緩沖器；63、夾持導(dǎo)桿；64、夾持推送氣缸；65、夾持導(dǎo)套；66、夾持安裝板；67、夾持推送板；68、定位夾爪；69、定位氣爪；81、壓裝位移傳感器；82、測角度伺服電機；83、抓取安裝板；84、傳感器支架；85、檢測傳感器；86、抓取三爪氣缸； 87、抓取夾爪；88、角度傳動箱；91、壓裝橫移支架；92、防塵箱；93、機械手安裝架；94、橫移緩沖器；95、限位擋塊；96、限位器；97、橫移固定架；98、橫移氣缸；99、滾珠絲桿螺母；910、伺服電機；911、橫移推送板；912、橫移直線導(dǎo)軌。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對當(dāng)前具體實施方式具體描述，所附的權(quán)利要求和附圖是為了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和其他方面、特征和優(yōu)點將更容易理解，其中相同的附圖標(biāo)記用于指示相同的部件。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明并不用于限定本發(fā)明的保護范圍。

請參閱圖1和圖2，采用遠心鏡頭進行拍照的拍照方式，相機前后距離在189±11mm內(nèi)，確保成像大小在規(guī)定范圍內(nèi)保持不變。將灰度圖像分成邊緣部分以及中心部分，將相對較亮的中心部分和相對暗淡的邊緣部分進行分開處理；再將中分開后的灰度圖像邊緣線部分距中心線部分分成數(shù)個像素組成的小塊圖像，對每個小塊圖像進行長度識別，最終將結(jié)果整合，測出轉(zhuǎn)子硅鋼片槽邊緣中心線與邊緣線間距d的數(shù)值，其中，小塊圖像的大小取決于針對性的精度而調(diào)整；最后依據(jù)測出轉(zhuǎn)子硅鋼片槽邊緣中心線與邊緣線間的數(shù)值，通過反三角函數(shù)求得偏移角度θ=arc sin(d/R)，反饋給PLC完成轉(zhuǎn)子硅鋼片偏移角度判定。

請參閱圖3、圖4和圖5，本發(fā)明一實施例一種轉(zhuǎn)子偏移角度校正裝置包括安裝架1和安裝在安裝架1上的轉(zhuǎn)子夾持定位機構(gòu)6及壓裝橫移機構(gòu)9，壓裝橫移裝置9下方的安裝架1上設(shè)有多個托盤模具2及阻擋機構(gòu)，壓裝橫移裝置9上安裝有抓取機械手8；還包括安裝架1上用于檢測轉(zhuǎn)子硅鋼片位置的CCD攝像機7、CCD光源5、CCD顯示屏10及低通濾波器11；安裝架1上還設(shè)有控制機器動作的控制面板5和檢測用光電傳感器8。人工放置整流子到托盤模具2上，電機轉(zhuǎn)子、蒙套隨托盤模具2由上一工序輸送，托盤模具4阻擋定位好、同時轉(zhuǎn)子夾持定位機構(gòu)6夾持好轉(zhuǎn)子，CCD攝像機7檢測判定轉(zhuǎn)子硅鋼片定位槽邊線的偏轉(zhuǎn)角度，反饋給PLC再發(fā)送信號給抓取機械手8上的測角度伺服電機，抓取機械手8由托盤模具2上抓取整流子，根據(jù)PLC反饋信號旋轉(zhuǎn)一補償校正角度，再把整流子壓裝到定位好的轉(zhuǎn)子軸上，并且檢測裝配后整流子的高度，不合格品自動剔除，合格品隨托盤模具2由托盤輸送臺輸出。

請參閱圖6，所述轉(zhuǎn)子夾持定位裝置6包括夾持安裝板66和安裝在夾持安裝板66上的夾持導(dǎo)套65及夾持推送氣缸64，夾持導(dǎo)套65內(nèi)設(shè)有夾持導(dǎo)桿63，夾持導(dǎo)桿63一端與夾持固定板61固定、另一端與夾持推送板67相聯(lián)，夾持推送板67中間與夾持推送氣缸64的活塞桿相聯(lián)，夾持固定板61上還設(shè)有夾持緩沖器62，夾持推送板67上安裝有定位氣爪69及定位夾爪68。托盤頂升裝置2把托盤模具4頂起后，夾持推送氣缸64伸出帶動定位氣爪69及定位夾爪68前移，定位氣爪69驅(qū)動定位夾爪68夾住電機轉(zhuǎn)子的硅鋼片，將電機轉(zhuǎn)子定位好。

請參閱圖7及圖8，所述抓取機械手8包括抓取安裝板83和安裝在抓取安裝板83上的測角度伺服電機82及壓裝位移傳感器81，抓取安裝板83下面還安裝有角度傳動箱88，一側(cè)設(shè)有傳感器支架84，傳感器支架84上裝有檢測傳感器85，角度傳動箱88下方安裝有抓取三爪氣缸86和三個抓取夾爪87。測角度伺服電機82能夠通過角度傳動箱88驅(qū)動抓取三爪氣缸86帶動整流子旋轉(zhuǎn)一定角度，旋轉(zhuǎn)角度由CCD攝像機7檢測轉(zhuǎn)子硅鋼片得偏移角度確定，壓裝位移傳感器81的設(shè)置能夠測量整流子壓裝到轉(zhuǎn)子軸上高度，不合格品剔除，合格品由托盤模具2通過托盤輸送臺輸出。

請參閱圖8及圖7，所述壓裝橫移裝置9包括壓裝橫移支架91和安裝在壓裝橫移支架91上的限位器96、滾珠絲桿螺母99及防塵箱92，滾珠絲桿螺母99由伺服電機910驅(qū)動、外面設(shè)有防塵箱92，橫移固定架97安裝在滾珠絲桿螺母99的螺母上，并通過限位擋塊95與限位器97相聯(lián)；橫移固定架97內(nèi)設(shè)有橫移直線導(dǎo)軌912，橫移推送板911與安裝在橫移固定架97上的橫移氣缸98的活塞桿相聯(lián)，能夠沿橫移直線導(dǎo)軌912滑動，橫移推送板911前面還設(shè)有機械手安裝架93，橫移固定架97的兩端還安裝有橫移緩沖器94。轉(zhuǎn)子夾持定位裝置6夾持好電機轉(zhuǎn)子后，伺服電機910驅(qū)動機械手安裝架93下移，帶動抓取機械手8下移抓取托盤模具4上的整流子后再上升，橫移氣缸98活塞桿縮回帶動抓取機械手8抓取的整流子移到托盤模具4上的電子轉(zhuǎn)子正上方，最后伺服電機910驅(qū)動滾珠絲桿螺母99帶動安裝在機械手安裝架93上的抓取機械手10，把整流子壓裝到電機轉(zhuǎn)子軸上完成裝配。

本發(fā)明所述控制面板3其與所述電機轉(zhuǎn)子軸裝整流子裝配設(shè)備電控箱連接，包括PLC控制裝置、觸摸式顯示屏、CCD攝像機、CCD顯示屏和低通濾波器，電氣控制系統(tǒng)還包括多個感應(yīng)開關(guān)及壓裝位移傳感器；提供一種CCD攝像機視覺自動檢測判定電機轉(zhuǎn)子硅鋼片偏移角度的方法及安裝整流子時角度補償校正裝置， CCD攝像機檢測判定轉(zhuǎn)子硅鋼片定位槽邊線的偏轉(zhuǎn)角度，反饋給PLC再發(fā)送信號給抓取機械手上的測角度伺服電機，抓取機械手由托盤模具上抓取整流子，根據(jù)PLC反饋信號旋轉(zhuǎn)一補償校正角度，再把整流子壓裝到定位好的轉(zhuǎn)子軸上，使整流子片槽中心線與轉(zhuǎn)子硅鋼片槽中心線對齊，補償校正裝置還包括壓裝橫移機構(gòu)、轉(zhuǎn)子定位夾持機構(gòu)及抓取機械手，剔除不合格品，使得電機轉(zhuǎn)子與整流子裝配更可靠，確保產(chǎn)品質(zhì)量、提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力資源。

具體實施方式的內(nèi)容僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)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(quán)利要求書所定義的范圍；凡是依照本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍所做的各種等同變換和改進，均被本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍覆蓋。