彈子鎖鎖芯精度的自動(dòng)檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種彈子鎖鎖芯精度的自動(dòng)檢測(cè)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(yùn)行，將拍攝相機(jī)固定在在線運(yùn)行的工裝條夾具的正上方，由外部觸發(fā)與控制信號(hào)啟動(dòng)相機(jī)實(shí)時(shí)拍攝在線運(yùn)行彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像，計(jì)算機(jī)通過(guò)圖像算法處理，提取并測(cè)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(shí)滿足測(cè)量得到的彈子孔的直徑相等、且彈子孔的間距相等，如同時(shí)滿足兩項(xiàng)相等則作為合格品，如至少有一項(xiàng)不相等則作為廢品。本發(fā)明依靠機(jī)器視覺(jué)技術(shù)完成，具有高精度、高檢測(cè)速度，適合工業(yè)自動(dòng)化大生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】彈子鎖鎖芯精度的自動(dòng)檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)，尤其是利用機(jī)器視覺(jué)對(duì)彈子鎖的鎖芯精度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)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(jiàn)的鎖具結(jié)構(gòu)，其是用鑰匙插入鎖芯并旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的。彈子鎖的圓柱形鎖芯表面上沿徑向分布著若干個(gè)孔，這些孔與鎖體上的孔是相對(duì)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(duì)應(yīng)，齒深與下彈子長(zhǎng)度相對(duì)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(kāi)可以自由旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
[0003]因此，彈子鎖鎖芯的精度對(duì)彈子鎖產(chǎn)品能否正常實(shí)現(xiàn)開(kāi)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(chǎng)，需要對(duì)彈子鎖鎖芯的彈子孔直徑、間距的精度進(jìn)行在線檢測(cè)。目前，對(duì)彈子鎖鎖芯精度的在線檢測(cè)依靠人工進(jìn)行檢測(cè)，在彈子鎖鎖芯生產(chǎn)流水線旁安排工人進(jìn)行彈子鎖鎖芯精度的目測(cè)和判斷處理，根據(jù)檢測(cè)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(cè)彈子鎖鎖芯精度存在的缺點(diǎn)主要有:檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，檢測(cè)人員無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間不間斷工作；彈子鎖鎖芯檢測(cè)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(cuò)機(jī)會(huì)很多，無(wú)法保證檢測(cè)質(zhì)量；人工肉眼觀察的速度有限，檢測(cè)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)對(duì)彈子鎖鎖芯精度的在線檢測(cè)依靠人工進(jìn)行，勞動(dòng)強(qiáng)度大，易產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，無(wú)法保證產(chǎn)品合格率以及檢測(cè)質(zhì)量，檢測(cè)速度低等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種依靠機(jī)器視覺(jué)技術(shù)完成的具有高精度、高檢測(cè)速度，適合工業(yè)自動(dòng)化大生產(chǎn)的彈子鎖鎖芯精度的自動(dòng)檢測(cè)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(dòng)檢測(cè)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(yùn)行，將拍攝相機(jī)固定在在線運(yùn)行的工裝條夾具的正上方；根據(jù)待檢測(cè)彈子鎖鎖芯的尺寸大小，調(diào)整拍攝相機(jī)的光圈大小、曝光時(shí)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(cè)參量，并根據(jù)用戶要求設(shè)置所述檢測(cè)參量的檢測(cè)精度以及合格范圍；
[0010]3)計(jì)算機(jī)取得相機(jī)與生產(chǎn)進(jìn)程同步的觸發(fā)與控制信號(hào)，由外部觸發(fā)與控制信號(hào)啟動(dòng)所述相機(jī)實(shí)時(shí)拍攝在線運(yùn)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(jì)算機(jī)供檢測(cè)；
[0011]4)計(jì)算機(jī)通過(guò)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(jì)算機(jī)對(duì)所述彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像進(jìn)行特征部位提取及測(cè)量；一是提取并測(cè)量所有彈子孔的直徑；二是提取并測(cè)量所有彈子孔的間距；
[0013]6)以0.5mm的誤差精度判斷所有測(cè)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(guò)外部觸發(fā)與控制信號(hào)將廢品從指定的出料口進(jìn)行剔除；當(dāng)檢測(cè)到產(chǎn)品為廢品時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行圖像提示，并啟動(dòng)報(bào)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(cè)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(guò)外部觸發(fā)與控制信號(hào)將廢品從指定的出料口進(jìn)行剔除；當(dāng)檢測(cè)到產(chǎn)品為廢品時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行圖像提示，并啟動(dòng)報(bào)
I=I目.0
[0015]本發(fā)明的有益技術(shù)效果是:
[0016]本發(fā)明采用機(jī)器視覺(jué)對(duì)彈子鎖鎖芯精度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，取代人工檢測(cè)，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。本發(fā)明對(duì)彈子鎖鎖芯精度的檢測(cè)速度是人工的10倍左右，提高了生產(chǎn)效率。人工檢測(cè)由于環(huán)境和生理的原因，無(wú)法全天候不間斷進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，而采用本發(fā)明則使其成為可能，生產(chǎn)時(shí)間可最大限度地延長(zhǎng)，提高了設(shè)備的利用率。人工檢測(cè)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(fèi)；本發(fā)明的檢測(cè)精度高，可極大提高產(chǎn)品合格率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)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(cè)圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]將Basler ACA640-100GM型工業(yè)相機(jī)固定在彈子鎖鎖芯檢測(cè)用皮帶傳輸系統(tǒng)的兩偵牝相機(jī)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(shí)間調(diào)為0.41ms。檢測(cè)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(jī)的同側(cè)方進(jìn)行照射(正光)，并使用半封閉遮擋金屬框體來(lái)屏蔽外界雜光的影響，以便比較穩(wěn)定地取得視覺(jué)圖像，體現(xiàn)彈子鎖鎖芯表面的明顯特征。本項(xiàng)目的LED碗光源使用CCS公司的機(jī)器視覺(jué)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(jì)算機(jī)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(jìn)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(jìn)入檢測(cè)裝置。
[0021]計(jì)算機(jī)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(jī)與生產(chǎn)進(jìn)程同步的觸發(fā)與控制信號(hào)，啟動(dòng)所述工業(yè)相機(jī)拍攝在線運(yùn)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(jì)算機(jī)中。[0022]計(jì)算機(jī)對(duì)所拍攝的圖像通過(guò)邊緣提取、平滑去噪、二值化處理、傅利葉變換等算法進(jìn)行圖像處理，使圖像更清晰，更符合彈子鎖鎖芯的真實(shí)情況。上述圖像處理過(guò)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(jì)算機(jī)對(duì)所述彈子鎖鎖芯的圖像進(jìn)行計(jì)算與比較。一方面，提取并測(cè)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(cè)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(cè)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(guò)上述彈子孔的直徑判斷后未剔除產(chǎn)品測(cè)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(guò)外部觸發(fā)與控制信號(hào)將廢品從指定的出料口進(jìn)行剔除；當(dāng)檢測(cè)到產(chǎn)品為廢品時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行圖像提示，并啟動(dòng)報(bào)警裝置。即，只有同時(shí)滿足所有測(cè)量得到的彈子孔的直徑誤差小于0.5_，且所有測(cè)量得到的彈子孔的間距誤差小于0.5mm這兩項(xiàng)條件時(shí)，才判斷為合格品。
[0025]例如，計(jì)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(jì)算機(jī)對(duì)該類合格品進(jìn)行記錄、分類、統(tǒng)計(jì)入庫(kù)。如計(jì)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(jì)算機(jī)通過(guò)友好人機(jī)界面在圖像中提示不合格品情況，并給予聲、光報(bào)警提示，對(duì)該類不合格品進(jìn)行記錄、分類、統(tǒng)計(jì)入庫(kù)。
[0026]以上所有實(shí)施例中使用的圖像采集設(shè)備(相機(jī)、照射光源、電源、圖像采集卡等)及存貯設(shè)備(硬盤(pán)、光盤(pán)、軟盤(pán)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(bào)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(jì)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(shí)施方式，本發(fā)明不限于以上實(shí)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(jìn)和變化，均應(yīng)認(rèn)為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種彈子鎖鎖芯精度的自動(dòng)檢測(cè)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(yùn)行，將拍攝相機(jī)固定在在線運(yùn)行的工裝條夾具的正上方；根據(jù)待檢測(cè)彈子鎖鎖芯的尺寸大小，調(diào)整拍攝相機(jī)的光圈大小、曝光時(shí)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(cè)參量，并根據(jù)用戶要求設(shè)置所述檢測(cè)參量的檢測(cè)精度以及合格范圍； 3)計(jì)算機(jī)取得相機(jī)與生產(chǎn)進(jìn)程同步的觸發(fā)與控制信號(hào)，由外部觸發(fā)與控制信號(hào)啟動(dòng)所述相機(jī)實(shí)時(shí)拍攝在線運(yùn)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(jì)算機(jī)供檢測(cè)； 4)計(jì)算機(jī)通過(guò)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(jì)算機(jī)對(duì)所述彈子鎖鎖芯的具有彈子孔的面的圖像進(jìn)行特征部位提取及測(cè)量；一是提取并測(cè)量所有彈子孔的直徑；二是提取并測(cè)量所有彈子孔的間距； 6)以0.5mm的誤差精度判斷所有測(cè)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(guò)外部觸發(fā)與控制信號(hào)將廢品從指定的出料口進(jìn)行剔除；當(dāng)檢測(cè)到產(chǎn)品為廢品時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行圖像提示，并啟動(dòng)報(bào)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(cè)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(guò)外部觸發(fā)與控制信號(hào)將廢品從指定的出料口進(jìn)行剔除；當(dāng)檢測(cè)到產(chǎn)品為廢品時(shí)，計(jì)算機(jī)通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行圖像提示，并啟動(dòng)報(bào)警 裝直。
【文檔編號(hào)】G01B11/08GK103453840SQ201310435045
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)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(qǐng)人:董仲偉