基于光幕測(cè)量的汽車(chē)輪轂螺孔識(shí)別方法、遮蓋方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于產(chǎn)品孔洞檢測(cè)與機(jī)械手控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于光幕測(cè)量的 汽車(chē)輪轂螺孔識(shí)別方法、遮蓋方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展，汽車(chē)輪轂作為汽車(chē)關(guān)鍵的上游零部件，需求量與 日倶增，輪轂企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大很快，每條輪轂生產(chǎn)線(xiàn)都需要大量的人力，傳統(tǒng)的依靠人力 的生產(chǎn)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化輪轂生產(chǎn)的要求，而且輪轂型號(hào)的多元化也對(duì)輪轂生產(chǎn)企業(yè) 的自動(dòng)化生產(chǎn)水平提出了更高的要求。
[0003] 在輪轂噴漆生產(chǎn)線(xiàn)上，一個(gè)輪轂需要經(jīng)過(guò)三次噴漆，為了防止輪轂的螺孔（又稱(chēng) PCD孔）中噴入油漆，從而導(dǎo)致車(chē)輛在行駛過(guò)程中因油漆熱脹冷縮造成螺絲松動(dòng)帶來(lái)交通事 故，因而在輪轂噴漆過(guò)程中需要對(duì)螺孔遮蓋。輪轂作為汽車(chē)重要的受力部件，是車(chē)輛在行駛 過(guò)程中的主要安全部件之一，對(duì)汽車(chē)的安全性能起著重要的作用，所以質(zhì)量合格的輪轂對(duì) 行駛安全非常重要。
[0004] 對(duì)于現(xiàn)有的輪轂生產(chǎn)企業(yè)，在現(xiàn)有的工藝條件和技術(shù)背景下，每條輪轂噴漆生產(chǎn) 線(xiàn)上至少需要一個(gè)工人通過(guò)目測(cè)來(lái)對(duì)輪轂的型號(hào)、規(guī)格進(jìn)行判別，并按照實(shí)際輪轂的螺孔 個(gè)數(shù)、位置快速放置用于遮擋的小球。由于輪轂型號(hào)逐漸多元化，導(dǎo)致工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，雖 然一定程度上滿(mǎn)足了檢測(cè)的需求，但由于輪轂生產(chǎn)線(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)速度快、輪轂型號(hào)多、輪轂間區(qū)別 小等原因，帶來(lái)了兩個(gè)問(wèn)題：一是工人工作環(huán)境單調(diào)、枯燥，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，易出 錯(cuò);二是人工操作自動(dòng)化程度低，生產(chǎn)效率低下，螺孔個(gè)數(shù)與位置識(shí)別率低、遮擋小球放置 慢，不能滿(mǎn)足企業(yè)需求，增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
[0005] 因此，國(guó)內(nèi)的汽車(chē)輪轂生產(chǎn)企業(yè)目前都尚未實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輪轂噴涂過(guò)程的螺孔自動(dòng) 遮擋，單純的人工操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力且準(zhǔn)確性低，可靠性差。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮?01310342862.8的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種基于X射線(xiàn)的輪轂檢測(cè)系統(tǒng) 及其檢測(cè)方法，該方法設(shè)有半自動(dòng)缺陷檢測(cè)、PLC機(jī)械控制與高壓控制系統(tǒng)。具有能根據(jù)事 先創(chuàng)建輪轂型號(hào)工件數(shù)據(jù)庫(kù)，在系統(tǒng)工作過(guò)程中自動(dòng)調(diào)節(jié)輪轂拍攝位置及射線(xiàn)源強(qiáng)度，實(shí) 現(xiàn)輪轂缺陷的半自動(dòng)檢測(cè)。該系統(tǒng)利用X射線(xiàn)投射原理，采集輪轂圖像，實(shí)現(xiàn)探傷檢測(cè)。
[0007] 針對(duì)輪轂噴涂生產(chǎn)線(xiàn)的快速、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，結(jié)合人工對(duì)輪轂型號(hào)分類(lèi)、螺孔定 位、手動(dòng)放置遮涂工具的方法，設(shè)計(jì)基于光幕測(cè)量技術(shù)與二維運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的汽車(chē)輪轂自 動(dòng)化遮涂系統(tǒng)，將包含數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、識(shí)別定位與運(yùn)動(dòng)控制、氣動(dòng)控制方面的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述技術(shù)缺陷及不足，本發(fā)明提供了一種基于光幕 測(cè)量技術(shù)的多型號(hào)汽車(chē)輪轂PCD孔位置識(shí)別方法，能夠快速實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)輪轂PCD孔的識(shí)別， 可用于多種需要識(shí)別汽車(chē)輪轂PCD孔的場(chǎng)合。
[0009] 本發(fā)明同時(shí)提供了一種基于光幕測(cè)量的汽車(chē)輪轂PCD孔自動(dòng)遮蓋方法及其系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)了汽車(chē)輪轂噴涂過(guò)程螺孔遮涂的自動(dòng)化控制，提高了準(zhǔn)確率與工作效率，降低了檢測(cè) 人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0010] -種基于光幕測(cè)量的汽車(chē)輪轂螺孔識(shí)別方法，包括：
[0011] (1)利用光幕傳感器對(duì)汽車(chē)輪轂進(jìn)行掃描，采集光幕傳感器的陣列數(shù)據(jù)信息，并建 立輪轂掃描完成后所在位置的二維坐標(biāo)系；
[0012] (2)從采集的陣列數(shù)據(jù)信息中提取光束對(duì)射導(dǎo)通的陣列數(shù)據(jù)信息，將提取的陣列 數(shù)據(jù)信息對(duì)應(yīng)到二維坐標(biāo)系中，得到若干個(gè)對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域;這些對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域與 掃描完成后輪轂上的通孔區(qū)域一一對(duì)應(yīng)，這些通孔區(qū)域包括輪轂上的部分或整個(gè)扇形孔、 螺孔、中心孔等；
[0013] 步驟(2)中，提取的陣列數(shù)據(jù)信息一般為若干陣列二進(jìn)制數(shù)據(jù);每個(gè)陳列數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng) 某一掃描時(shí)間周期中對(duì)射導(dǎo)通的光束，對(duì)應(yīng)到二維坐標(biāo)系過(guò)程中，可根據(jù)對(duì)應(yīng)光束的位置 信息、以及輪轂和光幕傳感器相對(duì)遠(yuǎn)離速度計(jì)算得到對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域中每個(gè)坐標(biāo)掃描點(diǎn) 的坐標(biāo)值；
[0014] (3)對(duì)得到的對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域進(jìn)行圓度檢測(cè)，剔除非圓形的對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域， 得到圓形對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域;通過(guò)該步驟可以剔除部分或整個(gè)扇形孔的區(qū)域，保留圓形區(qū) 域；
[0015] (4)在圓形對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域中去除中心孔對(duì)應(yīng)的對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域，得到與輪 轂螺孔位置對(duì)應(yīng)的對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域，計(jì)算得到的對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域的中心點(diǎn)坐標(biāo)，得到 螺孔的孔心坐標(biāo)，完成對(duì)螺孔的識(shí)別。
[0016] 作為優(yōu)選，所述光幕傳感器內(nèi)光束陣列方向垂直于光幕傳感器掃描方向，光束方 向垂直于坐標(biāo)系所在平面，X軸方向?yàn)楣饽粋鞲衅鲀?nèi)光束陣列方向，y軸方向?yàn)楣饽粋鞲衅?掃描方向。采用該技術(shù)方案，方便了數(shù)據(jù)計(jì)算。
[0017] 步驟(1)中，當(dāng)自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上的汽車(chē)輪轂運(yùn)動(dòng)到對(duì)應(yīng)光幕檢測(cè)工位時(shí)，光電傳感 器觸發(fā)光幕傳感器工作，光幕傳感器的光束發(fā)射端發(fā)射紅外線(xiàn)，接收端開(kāi)始接收發(fā)射端發(fā) 射的光束，從而產(chǎn)生一個(gè)長(zhǎng)度、間隔固定的光線(xiàn)陣列，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行中的汽車(chē)輪轂進(jìn)行掃描。
[0018] 作為優(yōu)選，步驟(3)中，每個(gè)對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域由多段連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)組成，每段連 續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)由若干掃描坐標(biāo)點(diǎn)組成，對(duì)得到的所有對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域進(jìn)行圓度檢測(cè)的方法 如下:針對(duì)當(dāng)前對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域，計(jì)算每段連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)的中心位置的X坐標(biāo)值，判斷當(dāng) 前對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域內(nèi)所有中心位置的X坐標(biāo)值是否相同，如果相同，則該對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū) 域?yàn)閳A形對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域。
[0019] 作為進(jìn)一步優(yōu)選，所述中心位置的X坐標(biāo)值由下述兩種方法中任一一種方法得到：
[0020] 方法一：當(dāng)前段連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)中，計(jì)算掃描坐標(biāo)點(diǎn)的最大X坐標(biāo)值和最小X坐標(biāo)值 的平均值，該坐標(biāo)值為所述中心位置的X坐標(biāo)值；
[0021] 方法二：當(dāng)前段連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)中，計(jì)算所有掃描坐標(biāo)點(diǎn)的X坐標(biāo)值的平均值，該坐 標(biāo)值為所述中心位置的X坐標(biāo)值。
[0022] 兩種方法中，方法一計(jì)算過(guò)程較為簡(jiǎn)單。
[0023] 作為優(yōu)選，步驟(4)中，在圓形對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域中去除中心孔對(duì)應(yīng)的對(duì)射連續(xù)導(dǎo) 通區(qū)域的方法為：
[0024] (4-1)針對(duì)當(dāng)前圓形對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域，計(jì)算每段連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)中包括的掃描坐 標(biāo)點(diǎn)總數(shù)量；
[0025] (4-2)確定掃描坐標(biāo)點(diǎn)總數(shù)量最大的連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)，計(jì)算該段連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)的掃 描坐標(biāo)點(diǎn)總數(shù)量；
[0026] (4-3)判斷計(jì)算得到掃描坐標(biāo)點(diǎn)總數(shù)量是否小于設(shè)定數(shù)量，如果掃描坐標(biāo)點(diǎn)總數(shù) 量大于或等于設(shè)定數(shù)量，則去除該圓形對(duì)射連續(xù)導(dǎo)通區(qū)域。
[0027] 設(shè)定數(shù)量的具體值，一般根據(jù)中心孔直徑以及光幕傳感器中光束間距有關(guān)，設(shè)定 數(shù)量一般小于等于中心孔直徑與光束間距的商值，但是大于各類(lèi)型號(hào)輪轂中最大螺孔的直 徑與光束間距的商值。當(dāng)然，也可直接計(jì)算掃描坐標(biāo)點(diǎn)總數(shù)量最大的連續(xù)導(dǎo)通數(shù)據(jù)在X軸方 向上橫跨的距離Λχ，然后將該橫跨的距離Λχ與設(shè)定距離相比，該設(shè)定距離大于各類(lèi)型號(hào) 輪轂中最大螺孔的直徑，小于等于中心孔直徑。
[0028] 本發(fā)明還提供了一種基于光幕測(cè)