專利名稱：基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，本發(fā)明還涉及基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
圖像理解是從圖像中自動(dòng)提取信息的一門科學(xué)，該學(xué)科的基本技術(shù)包括圖像組成模型化、圖像建立和數(shù)據(jù)可視化。對(duì)于開發(fā)基于輸入圖像解釋來(lái)做出決策的人工智能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)圖像理解是一個(gè)重要環(huán)節(jié)(“圖像理解”，計(jì)算機(jī)工程，第29卷第11期，23～24、71頁(yè)，2003年7月)。
輪轂又叫輪圈，是汽車、摩托車等機(jī)動(dòng)車的重要行使部件。汽車行駛過(guò)程會(huì)產(chǎn)生橫向和縱向載荷，同時(shí)伴隨驅(qū)動(dòng)力矩、制動(dòng)力矩等，輪轂需要承受其中相當(dāng)一部分載荷。車速越快對(duì)輪轂的要求也越高，主要表現(xiàn)在縱橫向振擺要求小，失衡量和慣性矩也要求小，剛度強(qiáng)度要求高，總之，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性和可靠性要高。
輪轂的結(jié)構(gòu)包括輪輞，輪轂，輻條三部分，輪輞是指緊貼車胎的部分，輪轂是指套在車軸外層的部分，輻條是呈放射狀由輪轂連接到輪輞的部分。輪輞，輪轂，輻條直到19世紀(jì)末20世紀(jì)初才開始通過(guò)鑄造工藝合為一體。
機(jī)動(dòng)車的輪轂在使用方面有一些特殊的要求，首先要質(zhì)量輕，提高燃料利用率，提高加速性和制動(dòng)性；其次要求散熱好，高速行駛的機(jī)動(dòng)車輪胎與地面摩擦、制動(dòng)和加速等產(chǎn)生高溫，如果散熱不好造成熱量累積，容易產(chǎn)生高溫爆胎，制動(dòng)疲軟甚至失靈等，散熱好則可降低剎車系統(tǒng)的危險(xiǎn)，減緩輪胎的老化速度，以及減小高溫爆胎和長(zhǎng)時(shí)剎車高溫失靈的幾率；另外還可提高減振性，使行駛平穩(wěn)性，相應(yīng)提高駕駛和乘車舒適性和安全性。鋁、鎂合金制造的輪轂在上述各方面的性能均比鋼輪轂好，因此，被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于輪轂制造業(yè)中。
確保行駛的安全性，是輪轂在制造過(guò)程中首先要考慮的問(wèn)題。對(duì)于輕合金輪轂質(zhì)量檢測(cè)而言，任何一種方法都不能與X射線無(wú)損檢測(cè)相比。由于輪轂迥異的橫斷面鑄造結(jié)構(gòu)，及復(fù)雜的幾何形狀，X-射線實(shí)時(shí)檢測(cè)成為保證輕合金輪轂鑄造質(zhì)量的唯一選擇。圖像理解技術(shù)應(yīng)用于鑄造產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷識(shí)別有一定的難度，主要在于相對(duì)于以鑄造缺陷為圖像的目標(biāo)而言，變化多樣的鑄件結(jié)構(gòu)成為目標(biāo)識(shí)別過(guò)程中復(fù)雜多變的圖像背景，而從復(fù)雜圖像背景中快速準(zhǔn)確的提取目標(biāo)的輪廓特征一直是圖像處理技術(shù)領(lǐng)域的難題。對(duì)顯示在監(jiān)控屏幕上的X光輪轂圖像，現(xiàn)有技術(shù)是通過(guò)人眼進(jìn)行缺陷的識(shí)別，同時(shí)進(jìn)行輪轂質(zhì)量合格與否的判斷。目前尚未公開過(guò)專門用于輪轂檢測(cè)的圖像分析系統(tǒng)和與檢測(cè)設(shè)備硬件配合的自動(dòng)控制方法和集成系統(tǒng)。
授權(quán)公告日為2001年8月30日的發(fā)明專利WO 01/23632 A3《自動(dòng)檢測(cè)試件鑄造缺陷的方法》(Method for automatically detecting casting defects in a test piece)公開了一種采用序列圖像跟蹤和三維重建技術(shù)檢測(cè)試件鑄造缺陷的方法，2004年3月3日的中國(guó)發(fā)明專利CN1140797C《鑄件內(nèi)部缺陷自動(dòng)分析識(shí)別裝置及其分析識(shí)別方法》公開了一種基于小波分類技術(shù)的鑄件內(nèi)部缺陷自動(dòng)分析識(shí)別方法及裝置，上述發(fā)明均為鑄造生產(chǎn)提供實(shí)時(shí)的在線鑄件內(nèi)部缺陷圖像分析識(shí)別裝置及分析識(shí)別方法，克服和解決了鑄件質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)存在檢察員眼睛易疲勞、準(zhǔn)確性差、隨機(jī)性大、效率低、不可靠等的缺點(diǎn)和問(wèn)題。但所述發(fā)明都僅僅是鑄件圖像的自動(dòng)識(shí)別，尚未涉及包括輪轂在內(nèi)的鑄造產(chǎn)品整個(gè)檢測(cè)過(guò)程的自動(dòng)化。
授權(quán)公告日為2003年10月16日的發(fā)明專利WO 2003/085416 A3《車輪自動(dòng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)》(Machinery automatic inspection of wheels)公開了一種車輪自動(dòng)檢測(cè)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，但該發(fā)明只提供了車輪自動(dòng)檢測(cè)的裝置，未涉及車輪自動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中所依賴的基于圖像理解的智能識(shí)別系統(tǒng)與傳送機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)之間的交互通信和機(jī)構(gòu)動(dòng)作控制方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)輪轂的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)提供一種基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供實(shí)現(xiàn)上述方法的檢測(cè)裝置。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的技術(shù)方案如下一種基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，用PLC控制系統(tǒng)精確控制輪轂的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)以及X光機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述PLC控制系統(tǒng)的參數(shù)由PC機(jī)中的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件設(shè)定，旋轉(zhuǎn)X光機(jī)拍攝輪轂的各個(gè)位置的圖像，所述位置由PC機(jī)中的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件設(shè)定，所述圖像由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件里內(nèi)嵌的輪轂內(nèi)部缺陷圖像分析和識(shí)別程序自動(dòng)識(shí)別鑄造缺陷；所述輪轂內(nèi)部缺陷圖像分析識(shí)別程序包括下述步驟(1)從示例庫(kù)中讀出示例文件參數(shù)，；(2)讀入在線檢測(cè)產(chǎn)品圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理，檢查是否有對(duì)應(yīng)的典型圖例；(3)如果沒有找到典型圖例，則設(shè)置分區(qū)參數(shù)并設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；如果找到典型圖例，則從示例庫(kù)中讀入相應(yīng)的參數(shù)；(4)按設(shè)定參數(shù)劃分圖像區(qū)域，根據(jù)已有參數(shù)進(jìn)行圖像匹配，輸出檢測(cè)結(jié)果；(5)如果所檢測(cè)的輪轂屬于能明確判斷缺陷的典型圖例，則將該輪轂的圖像處理參數(shù)及圖像存入圖例庫(kù)，以擴(kuò)大典型圖像的樣本庫(kù)；(6)結(jié)束程序段；所述基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法可選用自動(dòng)模式、半自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，具體可在輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件中選擇；所述自動(dòng)模式的工作過(guò)程如下(a1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(a2)檢測(cè)用戶是否發(fā)出任何指示，如有，則結(jié)束自動(dòng)檢測(cè)線程，回到PC機(jī)的主界面；如果沒有，則自動(dòng)執(zhí)行下一步驟；(a3)自動(dòng)檢測(cè)輪轂是否已進(jìn)入拍攝區(qū)，沒有進(jìn)入則返回步驟(a2)，直到輪轂進(jìn)入拍攝區(qū)才執(zhí)行下一步驟；(a4)讀入拍攝位置和次數(shù)要求，并初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(a5)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(a6)判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(a7)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(a8)；(a7)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(a9)；(a8)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(a9)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，同時(shí)檢測(cè)用戶有沒有手動(dòng)發(fā)出干預(yù)指令，如有，結(jié)束自動(dòng)線程，回到PC機(jī)的主界面；(a10)輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件自動(dòng)判斷被檢測(cè)的輪轂產(chǎn)品是否合格，如發(fā)現(xiàn)不合格，則將產(chǎn)品歸入不合格類；(a11)判斷輪轂的所有位置是否全部拍完了，如未拍完，則判斷次數(shù)計(jì)算器是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值，則將位置計(jì)數(shù)器加1，次數(shù)計(jì)數(shù)器置0；如果未達(dá)到設(shè)定值，則次數(shù)計(jì)數(shù)器加1；返回步驟(a6)繼續(xù)檢測(cè)；如已拍攝完畢，則將產(chǎn)品歸入合格品類，返回至步驟(a1)，進(jìn)行下一個(gè)輪轂的拍攝；所述半自動(dòng)模式的工作過(guò)程如下(b1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；
(b2)檢測(cè)用戶是否發(fā)出任何指示，如有，則結(jié)束自動(dòng)檢測(cè)線程，回到PC機(jī)的主界面；如果沒有，則自動(dòng)執(zhí)行下一步驟；(b3)自動(dòng)檢測(cè)輪轂是否已進(jìn)入拍攝區(qū)，沒有進(jìn)入則返回步驟(b2)，直到輪轂進(jìn)入拍攝區(qū)才執(zhí)行下一步驟；(b4)讀入拍攝位置和次數(shù)要求，并初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(b5)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(b6)判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(b7)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(b8)；(b7)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(b9)；(b8)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(b9)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，同時(shí)檢測(cè)用戶是否手動(dòng)發(fā)出干預(yù)指令，如有，結(jié)束自動(dòng)線程，回到PC機(jī)的主界面；(b10)如果沒有檢測(cè)到用戶的干預(yù)指令，輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件自動(dòng)判斷被檢測(cè)的輪轂產(chǎn)品是否合格，如發(fā)現(xiàn)不合格，將分析結(jié)果顯示于主界面，這時(shí)主界面處于等待用戶指示狀態(tài)；(b11)用戶可能給出如下4種指令——1)直接發(fā)出停止輪轂檢測(cè)的指示，結(jié)束半自動(dòng)檢測(cè)線程，并停止程序的運(yùn)行；——2)發(fā)出將產(chǎn)品歸入合格品內(nèi)的指示，將被檢測(cè)產(chǎn)品歸入合格品內(nèi)；然后重復(fù)步驟(b1)至(b11)，使下一個(gè)輪轂進(jìn)入半自動(dòng)檢測(cè)程序；——3)發(fā)出將產(chǎn)品歸入不合格品內(nèi)的指示，將被檢測(cè)產(chǎn)品歸入不合格品內(nèi)；然后重復(fù)步驟(b1)至(b11)，使下一個(gè)輪轂進(jìn)入半自動(dòng)檢測(cè)程序；——4)發(fā)出“下一幅圖像”的指令，由PC機(jī)判斷是否完成了全部拍攝次數(shù)，如果是，則直接等待用戶指示，返回步驟(b11)；如果沒有拍完輪轂的所有位置，返回步驟(b6)，直至輪轂的全部位置都已拍攝完畢，用戶發(fā)出結(jié)束半自動(dòng)檢測(cè)線程的指令；所述手動(dòng)模式的工作過(guò)程如下(c1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(c2)設(shè)定拍攝位置和次數(shù)，初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(c3)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；
(c4)根據(jù)屏幕顯示位置和拍攝次數(shù)計(jì)數(shù)值，判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(c5)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(c6)；(c5)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(c7)；(c6)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(c7)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，并將產(chǎn)品是否達(dá)到質(zhì)量要求的結(jié)果顯示在屏幕上；(c8)再由用戶判斷被檢測(cè)的輪轂缺陷是否超過(guò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如認(rèn)為不合格，則由用戶將產(chǎn)品歸入不合格類；(c9)輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件繼續(xù)判斷輪轂的所有位置是否全部拍完了，如未拍完，則判斷次數(shù)計(jì)算器是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值，則將位置計(jì)數(shù)器加1，次數(shù)計(jì)數(shù)器置0；如果未達(dá)到設(shè)定值，則次數(shù)計(jì)數(shù)器加1；返回步驟(c4)繼續(xù)檢測(cè)；如已拍攝完畢，則將產(chǎn)品顯示為合格品，并由用戶最終判斷產(chǎn)品是否合格，由人工控制產(chǎn)品歸類；程序返回至步驟(c1)，等待下一個(gè)輪轂的拍攝。
作為本發(fā)明方法的進(jìn)一步優(yōu)選方式，對(duì)發(fā)明中的軟件進(jìn)行加密設(shè)計(jì)，在不與硬件協(xié)同工作的環(huán)境中，拷貝的軟件不能運(yùn)行，即輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)PC機(jī)是否與PLC控制系統(tǒng)硬件相連接，如果未檢測(cè)到PLC控制系統(tǒng)硬件則關(guān)閉檢測(cè)軟件。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明裝置的技術(shù)方案如下基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)裝置，所述自動(dòng)檢測(cè)裝置包括輪轂工件待檢區(qū)、對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)、檢測(cè)區(qū)、不合格品標(biāo)記區(qū)和檢測(cè)工件分類區(qū)；所述自動(dòng)檢測(cè)裝置還需配合PC機(jī)端的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件一起使用；所述輪轂工件待檢區(qū)包括一個(gè)電機(jī)、一個(gè)傳送帶和一個(gè)光電開關(guān)；所述對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)包括鉛房入口門、一個(gè)氣缸、一條傳送帶、兩個(gè)電機(jī)，所述電機(jī)一個(gè)用于控制鉛房入口門的開閉，一個(gè)用于控制傳送帶；還包括兩個(gè)CCD傳感器，所述CCD傳感器一個(gè)用于識(shí)別輪轂高度，另一個(gè)用于識(shí)別輪轂直徑，還包括兩個(gè)光電開關(guān)，一個(gè)用于確定輪轂已進(jìn)入該區(qū)，另一個(gè)用于確定輪轂已到達(dá)鉛房入口門處；所述檢測(cè)區(qū)包括兩個(gè)光電開關(guān)、七個(gè)電機(jī)、兩條傳送帶、一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的X光機(jī)，所述光電開關(guān)一個(gè)用于檢測(cè)起點(diǎn)位，另一個(gè)用于檢測(cè)區(qū)的控制；所述電機(jī)分別為檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)、檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)、檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)、檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)、C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)、C型臂上下移動(dòng)電機(jī)、起點(diǎn)定位傳送帶電機(jī)；所述傳送帶一個(gè)用于工件檢測(cè)起點(diǎn)定位，另一個(gè)用于工件檢測(cè)控制；
所述不合格品標(biāo)記區(qū)包括鉛房出口門、兩個(gè)光電開關(guān)、兩個(gè)電機(jī)、一條傳送帶，所述光電開關(guān)一個(gè)用于檢測(cè)是否有工件由檢測(cè)區(qū)進(jìn)入不合格品標(biāo)記區(qū)，另一個(gè)用于檢測(cè)是否有工件由不合格品標(biāo)記區(qū)進(jìn)入檢測(cè)工件分類區(qū)，所述電機(jī)一個(gè)用于控制標(biāo)記區(qū)傳送帶，另一個(gè)用于鉛房出口門開閉控制；所述檢測(cè)工件分類區(qū)包括一條傳送帶、一個(gè)電機(jī)、一個(gè)光電開關(guān)；檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)裝置的各部件的控制關(guān)系如下PC機(jī)首先檢測(cè)對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)有無(wú)待檢工件，如有，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)，觸發(fā)對(duì)中區(qū)的兩個(gè)光電開關(guān)，待檢區(qū)光電開關(guān)工作，此時(shí)工件對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)和工件待檢區(qū)傳送帶電機(jī)停止工作；在對(duì)中區(qū)用于確定輪轂已到達(dá)鉛房入口門處的光電開關(guān)觸發(fā)后，氣缸和鉛房入口門的開閉控制電機(jī)啟動(dòng)，打開鉛房入口門，延時(shí)20秒，待輪轂進(jìn)入X光檢測(cè)區(qū)后將鉛房入口門關(guān)閉，然后氣缸和鉛房入口門開閉控制電機(jī)停止工作；在氣缸啟動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD，拍攝輪轂的高度和直徑，并將待檢輪轂的外型特征圖像信號(hào)傳送給PC機(jī)進(jìn)行輪轂的型號(hào)識(shí)別和匹配；如果檢測(cè)到對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)沒有工件，則直接啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD，準(zhǔn)備拍攝由工件待檢區(qū)通過(guò)工件待檢區(qū)傳送帶進(jìn)入到對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)的輪轂；此時(shí)工件待檢區(qū)傳送帶電機(jī)和工件對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)，以及待檢區(qū)光電開關(guān)都處于工作狀態(tài)，在工件由待檢區(qū)進(jìn)入工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)后，觸發(fā)對(duì)中區(qū)用于確定輪轂已到達(dá)鉛房入口門處的光電開關(guān)，啟動(dòng)氣缸和鉛房入口門開閉控制電機(jī)，打開鉛房入口門，延時(shí)20秒，待輪轂進(jìn)入X光檢測(cè)區(qū)后將鉛房入口門關(guān)閉，然后氣缸停止工作；在氣缸啟動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD，拍攝輪轂的高度和直徑，并將待檢輪轂的外型特征圖像信號(hào)送給PC機(jī)進(jìn)行輪轂的型號(hào)識(shí)別和匹配；輪轂完成了在工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)的各動(dòng)作以后，由對(duì)中區(qū)傳送帶將輪轂傳送至檢測(cè)區(qū)；檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)分別做正反向啟動(dòng)，按照輪轂直徑匹配的信息，調(diào)整左右同時(shí)夾住工件進(jìn)行傳送的傳送帶中心距離，即使左右傳送帶做同向定距；并啟動(dòng)起點(diǎn)定位傳送帶電機(jī)，觸發(fā)檢測(cè)起點(diǎn)位光電開關(guān)，對(duì)輪轂的起點(diǎn)進(jìn)行定位，控制輪轂至X光源中心的行程；檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)再同時(shí)做正啟動(dòng)，調(diào)整傳送帶的中心點(diǎn)位置，完成后即停止；當(dāng)輪轂由工件檢測(cè)起點(diǎn)定位傳送帶傳送至工件檢測(cè)控制區(qū)傳送帶，檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)再次分別做正反啟動(dòng)，調(diào)整夾緊輪轂的間距，隨后檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)同時(shí)做正啟動(dòng)，使檢測(cè)傳送帶夾住輪轂運(yùn)送到X光源的中心位置，按照PC機(jī)指示的拍攝要求，如果輪轂需要旋轉(zhuǎn)，則檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)分別做正反啟動(dòng)，即兩電機(jī)同時(shí)做反向步進(jìn)，這樣可以?shī)A住輪轂旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，旋轉(zhuǎn)角度為0～360°，具體旋轉(zhuǎn)角度在輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件中設(shè)定；在完成輪轂的位置變化以后，一般需要對(duì)輪轂分別進(jìn)行正面和側(cè)面的拍攝，這時(shí)PC機(jī)將發(fā)出指令，啟動(dòng)X光機(jī)的C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)調(diào)整X光機(jī)的角度，X光機(jī)的角度的旋轉(zhuǎn)范圍為0～60°，然后啟動(dòng)C型臂上下移動(dòng)電機(jī)，調(diào)整X光的照射距離，在X光源的每一個(gè)照射點(diǎn)，都需要調(diào)整輪轂的位置，這時(shí)主要是對(duì)輪轂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使X光可以覆蓋到輪轂的每一部分，重復(fù)上述動(dòng)作，即檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)分別做正反啟動(dòng)，兩電機(jī)同時(shí)做反向步進(jìn)，夾住輪轂旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度；輪轂拍攝過(guò)程中，由PC機(jī)運(yùn)行檢測(cè)算法，對(duì)輪轂進(jìn)行內(nèi)部缺陷的自動(dòng)識(shí)別。輪轂所有需要拍攝的位置全部拍攝完以后，C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)和C型臂上下移動(dòng)電機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作；PC機(jī)完成自動(dòng)識(shí)別以后，啟動(dòng)鉛房出口門開閉控制電機(jī)將鉛房出口門打開，同時(shí)將檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)做正向啟動(dòng)，將檢測(cè)完的輪轂送至鉛房出口門處，觸發(fā)檢測(cè)區(qū)光電開關(guān)，同時(shí)啟動(dòng)標(biāo)記區(qū)傳送帶電機(jī)，觸發(fā)標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)，鉛房出口門開閉控制電機(jī)將鉛房出口門關(guān)上，停止檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)的工作；在不合格品標(biāo)記區(qū)將不合格品進(jìn)行標(biāo)記，然后利用不合格工件標(biāo)記區(qū)傳送帶將已檢測(cè)的產(chǎn)品送至已檢測(cè)工件分類區(qū)，觸發(fā)標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)，通知對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)做好下一個(gè)輪轂檢測(cè)的準(zhǔn)備；啟動(dòng)分類區(qū)傳送帶電機(jī)利用工件待檢區(qū)傳送帶將已檢測(cè)的輪轂送至產(chǎn)品分類處；觸發(fā)分類區(qū)光電開關(guān)，通知分類區(qū)傳送帶電機(jī)和標(biāo)記區(qū)傳送帶電機(jī)停止工作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明提供了一種自動(dòng)控制輪轂與X光源相對(duì)位置和拍攝次數(shù)的控制方法和控制裝置，它使現(xiàn)有檢測(cè)系統(tǒng)得到較高的提升，使輪轂檢測(cè)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程自動(dòng)化；(2)本發(fā)明提供的PC機(jī)智能系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)的通信方法和控制程序，還為準(zhǔn)確全面獲得輪轂各個(gè)方位、重疊部分最少的X光圖像給予了技術(shù)保證。
(3)本發(fā)明提供的自動(dòng)圖像分析識(shí)別方法和系統(tǒng)，一方面可以將用戶從繁重的目檢中解脫出來(lái)，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面保證了質(zhì)量檢測(cè)的客觀性，由計(jì)算機(jī)應(yīng)用統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和相同的算法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，避免了人工目測(cè)的主觀性和隨機(jī)性；(4)本發(fā)明提供的圖像分析處理系統(tǒng)的另一個(gè)特點(diǎn)是能夠使缺陷識(shí)別的準(zhǔn)確率達(dá)到95％以上。
(5)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法可以使用戶利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和遠(yuǎn)程控制的方法適當(dāng)遠(yuǎn)離輪轂檢測(cè)時(shí)高達(dá)160KV的強(qiáng)X光源，為人體的健康保障提供了一種科學(xué)的技術(shù)措施。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是表示本發(fā)明系統(tǒng)的總體工作流程圖；圖2是PC機(jī)智能系統(tǒng)軟件總流程圖；圖3是本發(fā)明系統(tǒng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的位置示意圖；圖4是圖3的A向示意圖。
圖5是本發(fā)明自動(dòng)檢測(cè)模式下傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制流程圖；圖6本發(fā)明系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)流程圖；圖7本發(fā)明系統(tǒng)的手動(dòng)檢測(cè)流程圖；圖8本發(fā)明系統(tǒng)的半自動(dòng)檢測(cè)流程圖。
圖9是本發(fā)明輪轂內(nèi)部缺陷自動(dòng)分析和識(shí)別方法的流程圖；具體實(shí)施方式
本發(fā)明基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法及裝置，采用軟硬件結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)，既可以檢測(cè)表面缺陷，也可以檢測(cè)內(nèi)部缺陷。軟件部分在通用計(jì)算機(jī)上用Fortran或者C語(yǔ)言編寫而成。
下面通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹。在此應(yīng)該說(shuō)明的是附圖中的形狀和尺寸僅用于解釋更清楚，而非用以表示嚴(yán)格的比例關(guān)系。
圖1是本發(fā)明裝置的總體工作流程圖。裝置中設(shè)有緊急停機(jī)按鈕，接通電源后如需緊急停機(jī)，可按緊急停機(jī)按鈕切斷電源。正常時(shí)工作過(guò)程如下(1)接通電源，啟動(dòng)設(shè)備。
(2)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行硬件自檢，同時(shí)PC機(jī)的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行初始化即參數(shù)清零和復(fù)位。如果任一處出現(xiàn)故障，都進(jìn)行報(bào)警顯示，待人工排除故障后再重新開始步驟(1)；如果未出現(xiàn)故障，則執(zhí)行步驟(3)。
(3)檢查鉛屏蔽房?jī)?nèi)有無(wú)工件(即輪轂)，如果鉛房?jī)?nèi)沒有工件，則執(zhí)行步驟(4)；如果鉛房?jī)?nèi)有工件，則PLC控制系統(tǒng)將工件退出的門2打開，并啟動(dòng)傳送電機(jī)將工件送至待檢測(cè)區(qū)，復(fù)位后執(zhí)行步驟(4)。
(4)開啟X光機(jī)，PC機(jī)出現(xiàn)主界面顯示，進(jìn)入操作等待階段，用戶可選擇自動(dòng)、手動(dòng)或半自動(dòng)，軟件中也可設(shè)置一個(gè)缺省的操作模式。
(5)輪轂的檢測(cè)程序重復(fù)運(yùn)行，直到接收到停止命令為止。
(6)退出輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件系統(tǒng)。
(7)切斷電源。
圖2是PC機(jī)輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件總流程圖。在PC機(jī)上，本發(fā)明輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件工作如下(1)檢測(cè)硬件是否存在，不存在即自動(dòng)終止軟件運(yùn)行并關(guān)閉軟件。這是本發(fā)明中軟件的加密設(shè)計(jì)，在不與硬件協(xié)同工作的環(huán)境中，拷貝的軟件不能運(yùn)行。在檢測(cè)到硬件存在以后，執(zhí)行下一步。
(2)傳送硬件自檢命令并初始化軟件系統(tǒng)。這時(shí)PC機(jī)界面等待以下各種操作休眠模式時(shí)可讀入硬盤中的圖像進(jìn)行各種處理，改變相應(yīng)的各種參數(shù)；自動(dòng)等待模式時(shí)，可以調(diào)節(jié)圖像參數(shù)，改變電機(jī)參數(shù)，可以控制傳送帶，改變X光機(jī)角度，輸入輸出輪轂參數(shù)等操作。
(3)按動(dòng)啟動(dòng)按鈕后，啟動(dòng)自動(dòng)操作控制。
(4)判斷是否第一次啟動(dòng)，如果是，打開X光機(jī)，啟動(dòng)傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)讀入總拍攝位置、總拍攝次數(shù)的參數(shù)；初始化當(dāng)前位置和拍攝次數(shù)參數(shù)。判斷輪轂已經(jīng)進(jìn)入與否，如未進(jìn)入，繼續(xù)等待，如已進(jìn)入，判斷當(dāng)前位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度使之與當(dāng)前位置匹配，然后進(jìn)行X光拍攝。當(dāng)需要拍攝的次數(shù)沒有拍完，則控制傳送帶使輪轂換一個(gè)拍攝位置，如果已完成預(yù)定的拍攝次數(shù)，便轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，繼續(xù)將輪轂的不同位置拍攝完畢。
(5)計(jì)算機(jī)讀入圖像，將圖像存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存上，再根據(jù)已設(shè)定的圖像參數(shù)，進(jìn)行圖像處理，識(shí)別圖像中的缺陷，并判斷該圖缺陷是否超過(guò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如超過(guò)，則該輪轂為不合格品。
輪轂檢測(cè)的缺省狀態(tài)為手動(dòng)檢測(cè)模式，這種檢測(cè)模式中的系統(tǒng)參數(shù)，輪轂每一個(gè)檢測(cè)位置以及缺陷是否超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)等，均由人工判斷。也可選擇半自動(dòng)或者自動(dòng)檢測(cè)模式，如選擇半自動(dòng)，則檢測(cè)完成后記錄當(dāng)前相關(guān)參數(shù)，例如位置與次數(shù)參數(shù)，回到主界面等待一些手動(dòng)操作的干預(yù)，例如判斷缺陷是否超標(biāo)，產(chǎn)品是否合格等。
(6)如選擇自動(dòng)，系統(tǒng)則自動(dòng)判斷產(chǎn)品合格與否，合格了則由控制系統(tǒng)自動(dòng)將產(chǎn)品歸入合格品類，否則歸入不合格類。在一個(gè)輪轂檢測(cè)完畢之后，自動(dòng)檢測(cè)程序?qū)罄m(xù)相同型號(hào)的輪轂無(wú)需重新設(shè)置參數(shù)，將自動(dòng)重復(fù)上述各檢測(cè)模式即可完成后續(xù)產(chǎn)品的檢測(cè)。如果待檢輪轂與前一個(gè)所檢輪轂型號(hào)不同，則在啟動(dòng)手動(dòng)、半自動(dòng)或自動(dòng)檢測(cè)模式中的任一之前，重新設(shè)置檢測(cè)參數(shù)，選擇檢測(cè)模式，在開始檢測(cè)。
圖3示出整體設(shè)備被分為5個(gè)區(qū)
1區(qū)為輪轂工件待檢區(qū)；2區(qū)為對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)；3區(qū)為檢測(cè)區(qū)；4區(qū)為不合格品標(biāo)記區(qū)；5區(qū)為已檢測(cè)工件分類區(qū)。
輪轂傳送控制系統(tǒng)將被檢測(cè)輪轂按由1區(qū)至5區(qū)的順序傳送。工作過(guò)程是通過(guò)各個(gè)區(qū)內(nèi)的電機(jī)帶動(dòng)傳送帶，將工件由1區(qū)最終送到5區(qū)。
以下是圖3中各代碼的注解。
101工件待檢區(qū)傳送帶102待檢區(qū)光電開關(guān)103工件待檢區(qū)傳送帶電機(jī)201對(duì)中區(qū)傳送帶202對(duì)中區(qū)光電開關(guān)1203對(duì)中區(qū)光電開關(guān)2204對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)205208開閉控制電機(jī)206對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD207對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD208鉛房入口門301工件檢測(cè)起點(diǎn)定位傳送帶302工件檢測(cè)控制區(qū)傳送帶303檢測(cè)起點(diǎn)位光電開關(guān)304檢測(cè)區(qū)光電開關(guān)305檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)306檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)307檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)308檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)309C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)310C型臂上下移動(dòng)電機(jī)311起點(diǎn)定位傳送帶電機(jī)312X光機(jī)
401不合格工件標(biāo)記區(qū)傳送帶402標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)1403標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)2404標(biāo)記區(qū)傳送帶電機(jī)405406開閉控制電機(jī)406鉛房出口門501工件待檢區(qū)傳送帶502分類區(qū)光電開關(guān)503分類區(qū)傳送帶電機(jī)圖4是圖3的A向示意圖，用于示出C型臂的形狀和電機(jī)305、306、307、307、309和310的位置。
工件具體的傳送和動(dòng)作控制見圖5。
圖5是自動(dòng)檢測(cè)模式下傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制流程圖。圖中標(biāo)號(hào)前的大寫字母所表示的意義如下M-電機(jī)；K-光電開關(guān)；S-CCD傳感器。圖中所有大寫字母僅用于幫助理解，其器件由數(shù)字標(biāo)號(hào)表示。
首先PC機(jī)檢測(cè)對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)2區(qū)有無(wú)待檢工件，如有，啟動(dòng)工件對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)204，觸發(fā)對(duì)中區(qū)光電開關(guān)202和對(duì)中區(qū)光電開關(guān)203后，待檢區(qū)光電開關(guān)102工作，此時(shí)工件對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)204和工件待檢區(qū)傳送帶電機(jī)103停止工作。在對(duì)中區(qū)光電開關(guān)203觸發(fā)后，氣缸209和208開閉控制電機(jī)205啟動(dòng)，打開鉛房入口門208，延時(shí)20秒，待輪轂進(jìn)入X光檢測(cè)區(qū)3區(qū)后將208關(guān)閉，然后氣缸209和208開閉控制電機(jī)205停止工作。在氣缸209啟動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD 207和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD206，拍攝輪轂的高度和直徑，并將待檢輪轂的外型特征圖像信號(hào)送給PC機(jī)進(jìn)行輪轂的型號(hào)識(shí)別和匹配。
如果檢測(cè)到對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)2區(qū)沒有工件，則直接將對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD207和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD206啟動(dòng)，準(zhǔn)備拍攝由工件待檢區(qū)1區(qū)通過(guò)工件待檢區(qū)傳送帶101進(jìn)入到對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)2區(qū)的輪轂。這時(shí)工件待檢區(qū)傳送帶電機(jī)103和工件對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)204，以及待檢區(qū)光電開關(guān)102都處于工作狀態(tài)，在工件由待檢區(qū)1區(qū)進(jìn)入工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)2區(qū)后，觸發(fā)對(duì)中區(qū)光電開關(guān)203，啟動(dòng)氣缸209和208開閉控制電機(jī)205，打開鉛房入口門208，延時(shí)20秒，待輪轂進(jìn)入X光檢測(cè)區(qū)3區(qū)后將鉛房入口門208關(guān)閉，然后氣缸209停止工作。在氣缸209啟動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD 207和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD206，拍攝輪轂的高度和直徑，并將待檢輪轂的外型特征圖像信號(hào)送給PC機(jī)進(jìn)行輪轂的型號(hào)識(shí)別和匹配。
輪轂完成了在工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)2區(qū)的各動(dòng)作以后，由對(duì)中區(qū)傳送帶201將輪轂傳送至檢測(cè)區(qū)3區(qū)。檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)308和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)307分別做正反向啟動(dòng)，按照輪轂直徑匹配的信息，調(diào)整左右同時(shí)夾住工件進(jìn)行傳送的傳送帶中心距離，即使左右傳送帶做同向定距。并啟動(dòng)起點(diǎn)定位傳送帶電機(jī)311，觸發(fā)檢測(cè)起點(diǎn)位光電開關(guān)303，對(duì)輪轂的起點(diǎn)進(jìn)行定位，控制輪轂至X光源中心的行程。檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)308和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)307再同時(shí)做正啟動(dòng)，調(diào)整傳送帶的中心點(diǎn)位置，完成后即停止。
當(dāng)輪轂由工件檢測(cè)起點(diǎn)定位傳送帶301傳送至工件檢測(cè)控制區(qū)傳送帶302，檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)308和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)307再次分別做正反啟動(dòng)，調(diào)整夾緊輪轂的間距，隨后檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)306和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)305同時(shí)做正啟動(dòng)，使檢測(cè)傳送帶夾住輪轂運(yùn)送到X光源的中心位置，按照PC機(jī)指示的拍攝要求，如果輪轂需要旋轉(zhuǎn)，則檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)306和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)305分別做正反啟動(dòng)，即兩電機(jī)同時(shí)做反向步進(jìn)，這樣可以?shī)A住輪轂旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，旋轉(zhuǎn)角度范圍為0～360°，具體旋轉(zhuǎn)角度在輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件中設(shè)定，例如30°或45°。在完成輪轂的位置變化以后，一般需要對(duì)輪轂分別進(jìn)行正面和側(cè)面的拍攝，這時(shí)PC機(jī)將發(fā)出指令，啟動(dòng)X光機(jī)312的C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)309調(diào)整X光的角度，X光機(jī)的角度的旋轉(zhuǎn)范圍為0～60°，例如30°，然后啟動(dòng)C型臂上下移動(dòng)電機(jī)310，調(diào)整X光的照射距離，例如X光源離工件25cm。同樣在X光源的每一個(gè)照射點(diǎn)，都需要調(diào)整輪轂的位置，這時(shí)主要是對(duì)輪轂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使X光可以覆蓋到輪轂的每一部分，這時(shí)，重復(fù)上述動(dòng)作，即檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)306和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)305分別做正反啟動(dòng)，兩電機(jī)同時(shí)做反向步進(jìn)，夾住輪轂旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。
輪轂所有需要拍攝的位置全部拍攝完以后，PC機(jī)運(yùn)行檢測(cè)算法，對(duì)輪轂進(jìn)行內(nèi)部缺陷的自動(dòng)識(shí)別，這時(shí)，C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)309和C型臂上下移動(dòng)電機(jī)310完成復(fù)位動(dòng)作。
PC機(jī)完成自動(dòng)識(shí)別以后，啟動(dòng)406開閉控制電機(jī)405將鉛房出口門406打開，同時(shí)將檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)306和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)305做正向啟動(dòng)，將檢測(cè)完的輪轂送至鉛房出口門406處，觸發(fā)檢測(cè)區(qū)光電開關(guān)304，同時(shí)啟動(dòng)標(biāo)記區(qū)傳送帶電機(jī)404，觸發(fā)標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)403，406開閉控制電機(jī)405將鉛房出口門406關(guān)上，停止檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)306和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)305的工作。在不合格品標(biāo)記區(qū)4區(qū)將不合格品進(jìn)行標(biāo)記，然后利用不合格工件標(biāo)記區(qū)傳送帶401將已檢測(cè)的產(chǎn)品送至已檢測(cè)工件分類區(qū)5區(qū)，觸發(fā)標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)402，通知對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)2區(qū)做好下一個(gè)輪轂檢測(cè)的準(zhǔn)備。啟動(dòng)分類區(qū)傳送帶電機(jī)503利用工件待檢區(qū)傳送帶501將已檢測(cè)的輪轂送至產(chǎn)品分類處。觸發(fā)分類區(qū)光電開關(guān)502，通知分類區(qū)傳送帶電機(jī)503和標(biāo)記區(qū)傳送帶電機(jī)404停止工作。
圖6本發(fā)明系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)流程圖。如圖1所示，當(dāng)在PC輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件界面上選擇了自動(dòng)模式，整個(gè)X光輪轂檢測(cè)系統(tǒng)則開始進(jìn)入全自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)。全自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)的執(zhí)行過(guò)程如下(a1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(a2)檢測(cè)用戶是否發(fā)出任何指示，如有，則結(jié)束自動(dòng)檢測(cè)線程，回到PC機(jī)的主界面；如果沒有，則自動(dòng)執(zhí)行下一步驟；(a3)自動(dòng)檢測(cè)輪轂是否已進(jìn)入拍攝區(qū)，沒有進(jìn)入則返回步驟(a2)，直到輪轂進(jìn)入拍攝區(qū)才執(zhí)行下一步驟；(a4)讀入拍攝位置和次數(shù)要求，并初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(a5)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(a6)判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(a7)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(a8)；(a7)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(a9)；(a8)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(a9)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，同時(shí)檢測(cè)用戶有沒有手動(dòng)發(fā)出干預(yù)指令，如有，結(jié)束自動(dòng)線程，回到PC機(jī)的主界面；(a10)輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件自動(dòng)判斷被檢測(cè)的輪轂產(chǎn)品是否合格，如發(fā)現(xiàn)不合格，則將產(chǎn)品歸入不合格類；(a11)判斷輪轂的所有位置是否全部拍完了，如未拍完，則判斷次數(shù)計(jì)算器是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值，則將位置計(jì)數(shù)器加1，次數(shù)計(jì)數(shù)器置0；如果未達(dá)到設(shè)定值，則次數(shù)計(jì)數(shù)器加1；返回步驟(a6)繼續(xù)檢測(cè)；如已拍攝完畢，則將產(chǎn)品歸入合格品類，返回至步驟(a1)，進(jìn)行下一個(gè)輪轂的拍攝。
圖7本發(fā)明系統(tǒng)的手動(dòng)檢測(cè)流程圖。當(dāng)PC系統(tǒng)界面上選擇了手動(dòng)模式，整個(gè)X光輪轂檢測(cè)系統(tǒng)則開始進(jìn)入人工干預(yù)即手動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)。手動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)的執(zhí)行過(guò)程如下(c1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(c2)設(shè)定拍攝位置和次數(shù)，初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(c3)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(c4)根據(jù)屏幕顯示位置和拍攝次數(shù)計(jì)數(shù)值，判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(c5)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(c6)；(c5)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(c7)；(c6)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(c7)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，并將產(chǎn)品是否達(dá)到質(zhì)量要求的結(jié)果顯示在屏幕上；(c8)再由用戶判斷被檢測(cè)的輪轂缺陷是否超過(guò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如認(rèn)為不合格，則由用戶將產(chǎn)品歸入不合格類；(c9)輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件繼續(xù)判斷輪轂的所有位置是否全部拍完了，如未拍完，則判斷次數(shù)計(jì)算器是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值，則將位置計(jì)數(shù)器加1，次數(shù)計(jì)數(shù)器置0；如果未達(dá)到設(shè)定值，則次數(shù)計(jì)數(shù)器加1；返回步驟(c4)繼續(xù)檢測(cè)；如已拍攝完畢，則將產(chǎn)品顯示為合格品，并由用戶最終判斷產(chǎn)品是否合格，由人工控制產(chǎn)品歸類；程序返回至步驟(c1)，等待下一個(gè)輪轂的拍攝。
圖8是本發(fā)明系統(tǒng)的半自動(dòng)檢測(cè)流程圖。當(dāng)PC系統(tǒng)界面上選擇了半自動(dòng)模式，整個(gè)X光輪轂檢測(cè)系統(tǒng)則開始進(jìn)入部分人工干預(yù)即半自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)。半自動(dòng)檢測(cè)狀態(tài)的執(zhí)行過(guò)程如下(b1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(b2)檢測(cè)用戶是否發(fā)出任何指示，如有，則結(jié)束自動(dòng)檢測(cè)線程，回到PC機(jī)的主界面；如果沒有，則自動(dòng)執(zhí)行下一步驟；(b3)自動(dòng)檢測(cè)輪轂是否已進(jìn)入拍攝區(qū)，沒有進(jìn)入則返回步驟(b2)，直到輪轂進(jìn)入拍攝區(qū)才執(zhí)行下一步驟；(b4)讀入拍攝位置和次數(shù)要求，并初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(b5)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(b6)判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(b7)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(b8)；(b7)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(b9)；(b8)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；
(b9)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，同時(shí)檢測(cè)用戶是否手動(dòng)發(fā)出干預(yù)指令，如有，結(jié)束自動(dòng)線程，回到PC機(jī)的主界面；(b10)如果沒有檢測(cè)到用戶的干預(yù)指令，輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件自動(dòng)判斷被檢測(cè)的輪轂產(chǎn)品是否合格，如發(fā)現(xiàn)不合格，將分析結(jié)果顯示于主界面，這時(shí)主界面處于等待用戶指示狀態(tài)；(b11)用戶可能給出如下4種指令——1)直接發(fā)出停止輪轂檢測(cè)的指示，結(jié)束半自動(dòng)檢測(cè)線程，并停止程序的運(yùn)行；——2)發(fā)出將產(chǎn)品歸入合格品內(nèi)的指示，將被檢測(cè)產(chǎn)品歸入合格品內(nèi)；然后重復(fù)步驟(b1)至(b11)，使下一個(gè)輪轂進(jìn)入半自動(dòng)檢測(cè)程序；——3)發(fā)出將產(chǎn)品歸入不合格品內(nèi)的指示，將被檢測(cè)產(chǎn)品歸入不合格品內(nèi)；然后重復(fù)步驟(b1)至(b11)，使下一個(gè)輪轂進(jìn)入半自動(dòng)檢測(cè)程序；——4)發(fā)出“下一幅圖像”的指令，由PC機(jī)判斷是否完成了全部拍攝次數(shù)，如果是，則直接等待用戶指示，返回步驟(b11)；如果沒有拍完輪轂的所有位置，返回步驟(b6)，直至輪轂的全部位置都已拍攝完畢，用戶發(fā)出結(jié)束半自動(dòng)檢測(cè)線程的指令。
圖9是體現(xiàn)本發(fā)明輪轂內(nèi)部缺陷自動(dòng)分析和識(shí)別方法以及系統(tǒng)處理方法的流程圖。由于輪轂質(zhì)量檢測(cè)主要依據(jù)預(yù)先存入PC機(jī)的存儲(chǔ)器內(nèi)的輪轂可能出現(xiàn)的各種分類缺陷圖像和所建立起來(lái)的數(shù)字特征庫(kù)，不用人眼分析，直接用計(jì)算機(jī)對(duì)在線獲得的產(chǎn)品圖像進(jìn)行處理，以使自動(dòng)分析系統(tǒng)可以通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)字運(yùn)算完成模式匹配與識(shí)別。程序先從示例庫(kù)中讀出示例文件參數(shù)，再讀入在線檢測(cè)產(chǎn)品圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理，檢查是否有對(duì)應(yīng)的典型圖例。如果找到典型圖例，則從示例庫(kù)中讀入相應(yīng)的參數(shù)，按設(shè)定參數(shù)劃分圖像區(qū)域，根據(jù)已有參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，輸出檢測(cè)結(jié)果。如果是通過(guò)與典型圖例匹配檢測(cè)能明確判斷缺陷的圖形，即是可由典型圖例缺陷的特征參數(shù)，例如缺陷面積、面積周長(zhǎng)比等，明確地判別所檢產(chǎn)品合格與否的缺陷圖形，則將其參數(shù)和圖像存入圖例庫(kù)，以擴(kuò)大典型圖像的樣本庫(kù)。如果不是，則直接結(jié)束程序。在圖例檢查階段，如果沒有找到典型圖例，則設(shè)置分區(qū)參數(shù)并設(shè)置檢測(cè)參數(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于用PLC控制系統(tǒng)精確控制輪轂的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)以及X光機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述PLC控制系統(tǒng)的參數(shù)由PC機(jī)中的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件設(shè)定，旋轉(zhuǎn)X光機(jī)拍攝輪轂的各個(gè)位置的圖像，所述位置由PC機(jī)中的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件設(shè)定，所述圖像由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件里內(nèi)嵌的輪轂內(nèi)部缺陷圖像分析和識(shí)別程序自動(dòng)識(shí)別鑄造缺陷；所述輪轂內(nèi)部缺陷圖像分析識(shí)別程序包括下述步驟(1)從示例庫(kù)中讀出示例文件參數(shù)；(2)讀入在線檢測(cè)產(chǎn)品圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理，檢查是否有對(duì)應(yīng)的典型圖例；(3)如果沒有找到典型圖例，則設(shè)置分區(qū)參數(shù)并設(shè)置檢測(cè)參數(shù)；如果找到典型圖例，則從示例庫(kù)中讀入相應(yīng)的參數(shù)；(4)按設(shè)定參數(shù)劃分圖像區(qū)域，根據(jù)已有參數(shù)進(jìn)行圖像匹配，輸出檢測(cè)結(jié)果；(5)如果所檢測(cè)的輪轂屬于能明確判斷缺陷的典型圖例，則將該輪轂的圖像處理參數(shù)及圖像存入圖例庫(kù)，以擴(kuò)大典型圖像的樣本庫(kù)；(6)結(jié)束程序段；所述基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法可選用自動(dòng)模式、半自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，具體可在輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件中選擇；所述自動(dòng)模式的工作過(guò)程如下(a1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(a2)檢測(cè)用戶是否發(fā)出任何指示，如有，則結(jié)束自動(dòng)檢測(cè)線程，回到PC機(jī)的主界面；如果沒有，則自動(dòng)執(zhí)行下一步驟；(a3)自動(dòng)檢測(cè)輪轂是否已進(jìn)入拍攝區(qū)，沒有進(jìn)入則返回步驟(a2)，直到輪轂進(jìn)入拍攝區(qū)才執(zhí)行下一步驟；(a4)讀入拍攝位置和次數(shù)要求，并初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(a5)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(a6)判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(a7)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(a8)；(a7)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(a9)；(a8)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(a9)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，同時(shí)檢測(cè)用戶有沒有手動(dòng)發(fā)出干預(yù)指令，如有，結(jié)束自動(dòng)線程，回到PC機(jī)的主界面；(a10)輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件自動(dòng)判斷被檢測(cè)的輪轂產(chǎn)品是否合格，如發(fā)現(xiàn)不合格，則將產(chǎn)品歸入不合格類；(a11)判斷輪轂的所有位置是否全部拍完了，如未拍完，則判斷次數(shù)計(jì)算器是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值，則將位置計(jì)數(shù)器加1，次數(shù)計(jì)數(shù)器置0；如果未達(dá)到設(shè)定值，則次數(shù)計(jì)數(shù)器加1；返回步驟(a6)繼續(xù)檢測(cè)；如已拍攝完畢，則將產(chǎn)品歸入合格品類，返回至步驟(a1)，進(jìn)行下一個(gè)輪轂的拍攝；所述半自動(dòng)模式的工作過(guò)程如下(b1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(b2)檢測(cè)用戶是否發(fā)出任何指示，如有，則結(jié)束自動(dòng)檢測(cè)線程，回到PC機(jī)的主界面；如果沒有，則自動(dòng)執(zhí)行下一步驟；(b3)自動(dòng)檢測(cè)輪轂是否已進(jìn)入拍攝區(qū)，沒有進(jìn)入則返回步驟(b2)，直到輪轂進(jìn)入拍攝區(qū)才執(zhí)行下一步驟；(b4)讀入拍攝位置和次數(shù)要求，并初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(b5)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(b6)判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(b7)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(b8)；(b7)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(b9)；(b8)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(b9)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，同時(shí)檢測(cè)用戶是否手動(dòng)發(fā)出干預(yù)指令，如有，結(jié)束自動(dòng)線程，回到PC機(jī)的主界面；(b10)如果沒有檢測(cè)到用戶的干預(yù)指令，輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件自動(dòng)判斷被檢測(cè)的輪轂產(chǎn)品是否合格，如發(fā)現(xiàn)不合格，將分析結(jié)果顯示于主界面，這時(shí)主界面處于等待用戶指示狀態(tài)；(b11)用戶可能給出如下4種指令——1)直接發(fā)出停止輪轂檢測(cè)的指示，結(jié)束半自動(dòng)檢測(cè)線程，并停止程序的運(yùn)行；——2)發(fā)出將產(chǎn)品歸入合格品內(nèi)的指示，將被檢測(cè)產(chǎn)品歸入合格品內(nèi)；然后重復(fù)步驟(b1)至(b11)，使下一個(gè)輪轂進(jìn)入半自動(dòng)檢測(cè)程序；——3)發(fā)出將產(chǎn)品歸入不合格品內(nèi)的指示，將被檢測(cè)產(chǎn)品歸入不合格品內(nèi)；然后重復(fù)步驟(b1)至(b11)，使下一個(gè)輪轂進(jìn)入半自動(dòng)檢測(cè)程序；——4)發(fā)出“下一幅圖像”的指令，由PC機(jī)判斷是否完成了全部拍攝次數(shù)，如果是，則直接等待用戶指示，返回步驟(b11)；如果沒有拍完輪轂的所有位置，返回步驟(b6)，直至輪轂的全部位置都已拍攝完畢，用戶發(fā)出結(jié)束半自動(dòng)檢測(cè)線程的指令；所述手動(dòng)模式的工作過(guò)程如下(c1)控制傳送帶，將輪轂送入X光拍攝區(qū)；(c2)設(shè)定拍攝位置和次數(shù)，初始化當(dāng)前位置和次數(shù)；(c3)判斷當(dāng)前的位置與X光機(jī)角度是否匹配，如不匹配，調(diào)整X光機(jī)角度與當(dāng)前位置匹配；如已匹配好了，則執(zhí)行下一步驟；(c4)根據(jù)屏幕顯示位置和拍攝次數(shù)計(jì)數(shù)值，判斷當(dāng)前拍攝次數(shù)是否已達(dá)到要求，如沒有，執(zhí)行步驟(c5)，如達(dá)到，執(zhí)行步驟(c6)；(c5)控制傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，在下一個(gè)位置繼續(xù)拍攝，然后執(zhí)行步驟(c7)；(c6)如拍攝次數(shù)已達(dá)到要求，則轉(zhuǎn)動(dòng)X光機(jī)的角度，再由傳送帶配合轉(zhuǎn)動(dòng)輪轂，使輪轂的不同位置可以被全部拍到；(c7)在X光機(jī)拍攝的同時(shí)，PC機(jī)讀入圖像并由輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件進(jìn)行分析處理，并將產(chǎn)品是否達(dá)到質(zhì)量要求的結(jié)果顯示在屏幕上；(c8)再由用戶判斷被檢測(cè)的輪轂缺陷是否超過(guò)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如認(rèn)為不合格，則由用戶將產(chǎn)品歸入不合格類；(c9)輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件繼續(xù)判斷輪轂的所有位置是否全部拍完了，如未拍完，則判斷次數(shù)計(jì)算器是否達(dá)到設(shè)定值，如果達(dá)到設(shè)定值，則將位置計(jì)數(shù)器加1，次數(shù)計(jì)數(shù)器置0；如果未達(dá)到設(shè)定值，則次數(shù)計(jì)數(shù)器加1；返回步驟(c4)繼續(xù)檢測(cè)；如已拍攝完畢，則將產(chǎn)品顯示為合格品，并由用戶最終判斷產(chǎn)品是否合格，由人工控制產(chǎn)品歸類；程序返回至步驟(c1)，等待下一個(gè)輪轂的拍攝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于所述輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)PC機(jī)是否與PLC控制系統(tǒng)硬件相連接，如果未檢測(cè)到PLC控制系統(tǒng)硬件則關(guān)閉檢測(cè)軟件。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述方法的基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于所述自動(dòng)檢測(cè)裝置包括輪轂工件待檢區(qū)、對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)、檢測(cè)區(qū)、不合格品標(biāo)記區(qū)和檢測(cè)工件分類區(qū)；所述自動(dòng)檢測(cè)裝置還需配合PC機(jī)端的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件一起使用；所述輪轂工件待檢區(qū)包括一個(gè)電機(jī)、一條傳送帶和一個(gè)光電開關(guān)；所述對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)包括鉛房入口門、一個(gè)氣缸、一條傳送帶、兩個(gè)電機(jī)，所述電機(jī)一個(gè)用于控制鉛房入口門的開閉，一個(gè)用于控制傳送帶；還包括兩個(gè)CCD傳感器，所述CCD傳感器一個(gè)用于識(shí)別輪轂高度，另一個(gè)用于識(shí)別輪轂直徑，還包括兩個(gè)光電開關(guān)，一個(gè)用于確定輪轂已進(jìn)入該區(qū)，另一個(gè)用于確定輪轂已到達(dá)鉛房入口門處；所述檢測(cè)區(qū)包括兩個(gè)光電開關(guān)、七個(gè)電機(jī)、兩條傳送帶、一個(gè)可旋轉(zhuǎn)的X光機(jī)，所述光電開關(guān)一個(gè)用于檢測(cè)起點(diǎn)位，另一個(gè)用于檢測(cè)區(qū)的控制；所述電機(jī)分別為檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)、檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)、檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)、檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)、C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)、C型臂上下移動(dòng)電機(jī)、起點(diǎn)定位傳送帶電機(jī)；所述傳送帶一個(gè)用于工件檢測(cè)起點(diǎn)定位，另一個(gè)用于工件檢測(cè)控制；所述不合格品標(biāo)記區(qū)包括鉛房出口門、兩個(gè)光電開關(guān)、兩個(gè)電機(jī)、一條傳送帶，所述光電開關(guān)一個(gè)用于檢測(cè)是否有工件由檢測(cè)區(qū)進(jìn)入不合格品標(biāo)記區(qū)，另一個(gè)用于檢測(cè)是否有工件由不合格品標(biāo)記區(qū)進(jìn)入檢測(cè)工件分類區(qū)，所述電機(jī)一個(gè)用于控制標(biāo)記區(qū)傳送帶，另一個(gè)用于鉛房出口門開閉控制；所述檢測(cè)工件分類區(qū)包括一條傳送帶、一個(gè)電機(jī)、一個(gè)光電開關(guān)；檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)裝置的各部件的控制關(guān)系如下PC機(jī)首先檢測(cè)對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)有無(wú)待檢工件，如有，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)，觸發(fā)對(duì)中區(qū)的兩個(gè)光電開關(guān)，待檢區(qū)光電開關(guān)工作，此時(shí)工件對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)和工件待檢區(qū)傳送帶電機(jī)停止工作；在對(duì)中區(qū)用于確定輪轂已到達(dá)鉛房入口門處的光電開關(guān)觸發(fā)后，氣缸和鉛房入口門的開閉控制電機(jī)啟動(dòng)，打開鉛房入口門，延時(shí)20秒，待輪轂進(jìn)入X光檢測(cè)區(qū)后將鉛房入口門關(guān)閉，然后氣缸和鉛房入口門開閉控制電機(jī)停止工作；在氣缸啟動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD，拍攝輪轂的高度和直徑，并將待檢輪轂的外型特征圖像信號(hào)傳送給PC機(jī)進(jìn)行輪轂的型號(hào)識(shí)別和匹配；如果檢測(cè)到對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)沒有工件，則直接啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD，準(zhǔn)備拍攝由工件待檢區(qū)通過(guò)工件待檢區(qū)傳送帶進(jìn)入到對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)的輪轂；此時(shí)工件待檢區(qū)傳送帶電機(jī)和工件對(duì)中區(qū)傳送帶電機(jī)，以及待檢區(qū)光電開關(guān)都處于工作狀態(tài)，在工件由待檢區(qū)進(jìn)入工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)后，觸發(fā)對(duì)中區(qū)用于確定輪轂已到達(dá)鉛房入口門處的光電開關(guān)，啟動(dòng)氣缸和鉛房入口門開閉控制電機(jī)，打開鉛房入口門，延時(shí)20秒，待輪轂進(jìn)入X光檢測(cè)區(qū)后將鉛房入口門關(guān)閉，然后氣缸停止工作；在氣缸啟動(dòng)的同時(shí)，啟動(dòng)對(duì)中區(qū)高度識(shí)別CCD和對(duì)中區(qū)直徑識(shí)別CCD，拍攝輪轂的高度和直徑，并將待檢輪轂的外型特征圖像信號(hào)送給PC機(jī)進(jìn)行輪轂的型號(hào)識(shí)別和匹配；輪轂完成了在工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)的各動(dòng)作以后，由對(duì)中區(qū)傳送帶將輪轂傳送至檢測(cè)區(qū)；檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)分別做正反向啟動(dòng)，按照輪轂直徑匹配的信息，調(diào)整左右同時(shí)夾住工件進(jìn)行傳送的傳送帶中心距離，即使左右傳送帶做同向定距；并啟動(dòng)起點(diǎn)定位傳送帶電機(jī)，觸發(fā)檢測(cè)起點(diǎn)位光電開關(guān)，對(duì)輪轂的起點(diǎn)進(jìn)行定位，控制輪轂至X光源中心的行程；檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)再同時(shí)做正啟動(dòng)，調(diào)整傳送帶的中心點(diǎn)位置，完成后即停止；當(dāng)輪轂由工件檢測(cè)起點(diǎn)定位傳送帶傳送至工件檢測(cè)控制區(qū)傳送帶，檢測(cè)傳送帶右側(cè)左右電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左側(cè)左右電機(jī)再次分別做正反啟動(dòng)，調(diào)整夾緊輪轂的間距，隨后檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)同時(shí)做正啟動(dòng)，使檢測(cè)傳送帶夾住輪轂運(yùn)送到X光源的中心位置，按照PC機(jī)指示的拍攝要求，如果輪轂需要旋轉(zhuǎn)，則檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)分別做正反啟動(dòng)，即兩電機(jī)同時(shí)做反向步進(jìn)，這樣可以?shī)A住輪轂旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，旋轉(zhuǎn)角度為0～360°，具體旋轉(zhuǎn)角度在輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件中設(shè)定；在完成輪轂的位置變化以后，一般需要對(duì)輪轂分別進(jìn)行正面和側(cè)面的拍攝，這時(shí)PC機(jī)將發(fā)出指令，啟動(dòng)X光機(jī)的C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)調(diào)整X光機(jī)的角度，X光機(jī)的角度的旋轉(zhuǎn)范圍為0～60°，然后啟動(dòng)C型臂上下移動(dòng)電機(jī)，調(diào)整X光的照射距離，在X光源的每一個(gè)照射點(diǎn)，都需要調(diào)整輪轂的位置，這時(shí)主要是對(duì)輪轂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使X光可以覆蓋到輪轂的每一部分，重復(fù)上述動(dòng)作，即檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)分別做正反啟動(dòng)，兩電機(jī)同時(shí)做反向步進(jìn)，夾住輪轂旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度；輪轂拍攝過(guò)程中，由PC機(jī)運(yùn)行檢測(cè)算法，對(duì)輪轂進(jìn)行內(nèi)部缺陷的自動(dòng)識(shí)別，輪轂所有需要拍攝的位置全部拍攝完以后，C型臂旋轉(zhuǎn)電機(jī)和C型臂上下移動(dòng)電機(jī)完成復(fù)位動(dòng)作；PC機(jī)完成自動(dòng)識(shí)別以后，啟動(dòng)鉛房出口門開閉控制電機(jī)將鉛房出口門打開，同時(shí)將檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)做正向啟動(dòng)，將檢測(cè)完的輪轂送至鉛房出口門處，觸發(fā)檢測(cè)區(qū)光電開關(guān)，同時(shí)啟動(dòng)標(biāo)記區(qū)傳送帶電機(jī)，觸發(fā)標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)，鉛房出口門開閉控制電機(jī)將鉛房出口門關(guān)上，停止檢測(cè)傳送帶右工作電機(jī)和檢測(cè)傳送帶左工作電機(jī)的工作；在不合格品標(biāo)記區(qū)將不合格品進(jìn)行標(biāo)記，然后利用不合格工件標(biāo)記區(qū)傳送帶將已檢測(cè)的產(chǎn)品送至已檢測(cè)工件分類區(qū)，觸發(fā)標(biāo)記區(qū)光電開關(guān)，通知對(duì)中和工件外型數(shù)據(jù)采集區(qū)做好下一個(gè)輪轂檢測(cè)的準(zhǔn)備；啟動(dòng)分類區(qū)傳送帶電機(jī)利用工件待檢區(qū)傳送帶將已檢測(cè)的輪轂送至產(chǎn)品分類處；觸發(fā)分類區(qū)光電開關(guān)，通知分類區(qū)傳送帶電機(jī)和標(biāo)記區(qū)傳送帶電機(jī)停止工作。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于圖像理解的輪轂鑄造缺陷自動(dòng)檢測(cè)方法及裝置，利用PLC控制系統(tǒng)精確控制輪轂的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)以及X光管的移動(dòng)，PLC控制系統(tǒng)的參數(shù)由PC機(jī)中的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件設(shè)定。X光拍攝輪轂的各個(gè)位置的圖像，所述位置由PC機(jī)中的輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件設(shè)定，輪轂鑄造缺陷檢測(cè)軟件通過(guò)檢測(cè)算法自動(dòng)識(shí)別輪轂中的鑄造缺陷。檢測(cè)方法中還可以選擇手動(dòng)、半自動(dòng)和自動(dòng)的檢測(cè)程序。系統(tǒng)精確度高，穩(wěn)定性好，大大提高了輪轂檢測(cè)的自動(dòng)化程度和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的客觀性。
文檔編號(hào)G06F17/00GK101021491SQ200610132358
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者黃茜 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)