專利名稱：機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度的自動檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及利用機器視覺系統(tǒng)進行在線檢測的技術領域，尤其涉及在微型馬達生產(chǎn)現(xiàn)場，利用機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度進行在線檢測的方法。
背景技術：
微型馬達的背面設有安裝腳，正面開設有通孔。當微型馬達正確安裝后，微型馬達背面的安裝腳的位置固定，第三方機構則需要穿入微型馬達正面的通孔中。因此微型馬達正面的通孔必須與微型馬達背面的安裝腳呈特定的位置關系，否則不能完成組裝。因此，在流水作業(yè)的微型馬達生產(chǎn)車間現(xiàn)場，需要對微型馬達兩個面的位置精度進行在線檢測。現(xiàn)有技術中，對微型馬達位置精度的在線檢測依靠人工進行檢測，在微型馬達生產(chǎn)機旁設約80人進行微型馬達位置精度的目測和判斷處理，根據(jù)檢測結果將產(chǎn)品分為合格品(如位置精度達標)和不合格品(如位置精度不達標)。不合格品直接作為廢品剔除。人工檢測存在的缺點主要有生產(chǎn)車間現(xiàn)場灰塵多、噪聲大，工人檢測工作環(huán)境惡劣；正常人眼在不間斷觀測運動物體30min左右，即會眼花、眼脹等不適，檢測人員無法長時間不間斷工作，無法保證產(chǎn)品出廠合格率；微型馬達位置精度檢測是帶精度的檢測，人眼很難準確判斷，誤差大，出錯機會很多，無法保證檢測質(zhì)量；專業(yè)人員觀測微型馬達位置精度的速度最高為0. 5個/s，對生產(chǎn)效率有極大限制。發(fā)明的內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術對微型馬達位置精度的在線檢測依靠人工進行檢測，工人容易產(chǎn)生視覺疲勞，勞動強度大，無法保證產(chǎn)品合格率以及檢測質(zhì)量，檢測速度低等問題，本發(fā)明提供一種機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度的自動檢測方法，其能大大降低工人的檢測勞動強度，檢測精度高、速度快，可以有效保證出廠產(chǎn)品的合格率。本發(fā)明的技術方案如下
一種機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度的自動檢測方法，包括以下步驟
(1)將微型馬達橫向固定在工裝條夾具上，使工裝條夾具在線運行，將拍攝相機固定在在線運行的工裝條夾具兩側；根據(jù)待檢測微型馬達的尺寸大小，調(diào)整拍攝相機的光圈大小、 曝光時間，以便獲取清晰的拍攝圖像；
(2)將微型馬達兩端的圖像是否對應設為檢測參量，并根據(jù)用戶要求設置所述檢測參量的檢測精度以及合格范圍；
(3)計算機取得相機與生產(chǎn)進程同步的觸發(fā)與控制信號，由外部觸發(fā)與控制信號啟動所述相機實時拍攝在線運行微型馬達兩端的圖像，并將拍攝的圖像傳輸至計算機供檢測；
(4)計算機通過圖像算法處理，提取微型馬達兩端的圖像；
(5)計算機對所述微型馬達兩端的圖像進行計算與比較；在微型馬達一端圖像的兩個安裝腳之間連線，并在微型馬達另一端圖像的兩個相距180度的通孔之間連線，將微型馬達兩端的兩幅圖像重合，計算上述兩條直線之間所夾銳角的度數(shù)；(6)通過計算出的夾角度數(shù)值判斷該產(chǎn)品是屬于合格品、還是廢品，通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定的出料口進行剔除。其進一步的技術方案為對所述第(6)步，具體按下述步驟進行位置精度的判斷和分檢
(7)判斷夾角度數(shù)值是否在合格范圍e12 士 1度，如在合格范圍則轉(zhuǎn)向第(8)步，若不在上述合格范圍則轉(zhuǎn)向第(9)步；
(8)作為合格品進行分揀；
(9)直接作為廢品剔除。以及，其進一步的技術方案為對所述第(6)步，當檢測到產(chǎn)品為廢品時，計算機將通過人機界面進行圖像提示，并啟動報警裝置。本發(fā)明的有益技術效果是
本發(fā)明采用機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度進行在線檢測，取代人工檢測，用戶可自動進行檢測精度的調(diào)節(jié)。具有對產(chǎn)品檢測合格品、廢品這兩類產(chǎn)品的記錄、分類、統(tǒng)計、存儲、查詢功能。并通過友好人機界面在圖像中提示不合格品情況，并給予聲、光報警提示，大大降低工人的檢測勞動強度。人工檢測速度一般為0. 5個/s，而機器視覺系統(tǒng)檢測速度可達3、個/s，機器視覺系統(tǒng)的產(chǎn)品檢測速度是人工的6、倍，極大提高了生產(chǎn)效率。人工檢測由于環(huán)境和生理的原因，無法M小時不間斷進行產(chǎn)品檢測，而采用機器視覺系統(tǒng)檢測則使其成為可能。設備的生產(chǎn)時間可最大限度地延長，提高了設備的利用率。人為檢測由于通風差、視覺易疲勞，很難連續(xù)跟蹤產(chǎn)品質(zhì)量。檢測正確率靠人工很難保證，非正常次品率一般在8 10%左右，造成了生產(chǎn)資源和生產(chǎn)成本的極大浪費；機器視覺系統(tǒng)的檢測角度精度最高為0. 1度，精度可每0. 01度為一個梯度進行調(diào)整，設置為0. 1、 0. 2,0. 3,0. 4,0. 5度等幾個精度等級，從而大大提高產(chǎn)品合格率以及檢測質(zhì)量。


圖1是微型馬達背面的圖像。圖2是微型馬達正面的圖像。圖3是所提取的兩直線重合的圖像。圖4是本發(fā)明的工藝步驟圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步說明。圖1、圖2是從微型馬達的兩端面拍攝并經(jīng)過處理后的實際圖像。在圖1、圖2中，四周空白部分為微型馬達兩端面圖像經(jīng)過去噪軟件處理后的透明空間，所示線條為微型馬達兩端面處理后的輪廓圖像。將Basler ACA640-100GM型工業(yè)相機固定在微型馬達檢測用皮帶傳輸系統(tǒng)的兩側，相機距微型馬達側面的距離約為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，曝光時間調(diào)為0. 41ms。檢測精度設置為0. 1度，設定合格品的微型馬達的兩端所提取的兩直線的夾角度數(shù)值e 12士 1度。采用專用白色LED碗光源，從相機的同側方進行照射(正光)，并使用半封閉遮擋金屬框體來屏蔽外界雜光的影響，以便比較穩(wěn)定地取得視覺圖像，體現(xiàn)微型馬達兩端面的明顯特征。本項目的LED碗光源使用CCS公司的機器視覺專用光源(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，并顯示于計算機的屏幕。將微型馬達橫臥在工裝條夾具上，采用生產(chǎn)線上的皮帶傳輸系統(tǒng)進行微型馬達的輸送，保證微型馬達按一定的方向和速度，穩(wěn)定地進入檢測裝置。計算機根據(jù)不同生產(chǎn)廠商所生產(chǎn)設備的不同控制系統(tǒng)，取得相機與生產(chǎn)進程同步的觸發(fā)與控制信號，啟動所述工業(yè)相機拍攝在線運行的微型馬達的兩個端面的圖像，并將獲取的微型馬達兩個端面的圖像，貯存于計算機中。計算機對所拍攝的圖像通過邊緣提取、平滑去噪、二值化處理、傅利葉變換等算法進行圖像處理，使圖像更清晰，更符合微型馬達兩個端面的真實情況。上述圖像處理過程中所采用的算法均為現(xiàn)有技術中的常規(guī)算法。計算機對所述微型馬達兩端的圖像進行計算與比較。一方面，在圖1的微型馬達背面圖像的兩個安裝腳之間連線，獲取直線a ；另一方面，在圖2的微型馬達正面圖像的兩個相距180度的通孔之間連線，獲取直線b。然后將圖1和圖2重合，得到圖3，略去重合圖中的其余部分，只保留直線a直線b，計算直線a直線b之間所夾的銳角A的度數(shù)。如計算出圖3中角A的度數(shù)為12. 1度，在合格范圍12士 1度之內(nèi)，則該產(chǎn)品為合格品。計算機對該類合格品進行記錄、分類、統(tǒng)計入庫；如計算出圖3中角A的度數(shù)為13. 4 度，在合格范圍12士 1度之外，則該產(chǎn)品為不合格品。計算機通過友好人機界面在圖像中提示不合格品情況，并給予聲、光報警提示，對該類不合格品進行記錄、分類、統(tǒng)計入庫。以上所有實施例中使用的圖像采集設備(相機、照射光源、電源、圖像采集卡等)及存貯設備(硬盤、光盤、軟盤等)、圖像處理設備(圖像處理器的硬件及軟件)、圖像顯示設備 (硬件及軟件)、報警裝置以及上述各部分的控制系統(tǒng)(硬件及軟件)皆采用已有技術設計制作或直接采用相關市售產(chǎn)品。以上所述的本發(fā)明的工藝步驟示于圖4。最后需要注意的是，以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明不限于以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和構思的前提下直接導出或聯(lián)想到的其他改進和變化，均應認為包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度的自動檢測方法，其特征在于包括以下步驟(1)將微型馬達橫向固定在工裝條夾具上，使工裝條夾具在線運行，將拍攝相機固定在在線運行的工裝條夾具兩側；根據(jù)待檢測微型馬達的尺寸大小，調(diào)整拍攝相機的光圈大小、 曝光時間，以便獲取清晰的拍攝圖像；(2)將微型馬達兩端的圖像是否對應設為檢測參量，并根據(jù)用戶要求設置所述檢測參量的檢測精度以及合格范圍；(3)計算機取得相機與生產(chǎn)進程同步的觸發(fā)與控制信號，由外部觸發(fā)與控制信號啟動所述相機實時拍攝在線運行微型馬達兩端的圖像，并將拍攝的圖像傳輸至計算機供檢測；(4)計算機通過圖像算法處理，提取微型馬達兩端的圖像；(5)計算機對所述微型馬達兩端的圖像進行計算與比較；在微型馬達一端圖像的兩個安裝腳之間連線，并在微型馬達另一端圖像的兩個相距180度的通孔之間連線，將微型馬達兩端的兩幅圖像重合，計算上述兩條直線之間所夾銳角的度數(shù)；(6)通過計算出的夾角度數(shù)值判斷該產(chǎn)品是屬于合格品、還是廢品，通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定的出料口進行剔除。
2.根據(jù)權利要求1所述機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度的自動檢測方法，其特征在于對所述第(6)步，具體按下述步驟進行位置精度的判斷和分檢(7)判斷夾角度數(shù)值是否在合格范圍e12士 1度，如在合格范圍則轉(zhuǎn)向第(8)步，若不在上述合格范圍則轉(zhuǎn)向第(9)步；(8)作為合格品進行分揀；(9)直接作為廢品剔除。
3.根據(jù)權利要求1所述機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度的自動檢測方法，其特征在于對所述第(6)步，當檢測到產(chǎn)品為廢品時，計算機將通過人機界面進行圖像提示，并啟動報警裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種機器視覺系統(tǒng)對微型馬達位置精度的自動檢測方法，根據(jù)待檢測微型馬達產(chǎn)品的尺寸大小，調(diào)整拍攝相機的光圈大小、曝光時間；將微型馬達位置精度設為檢測參量，并根據(jù)用戶要求設置所述檢測參量的檢測精度；由外部觸發(fā)與控制信號啟動所述相機實時拍攝在線運行微型馬達兩端面的圖像，并將拍攝的圖像傳輸至計算機供檢測；計算機通過圖像算法處理，提取微型馬達兩端面的兩條直線，將圖像重合計算所述兩條直線之間的夾角度數(shù)，通過計算出的夾角度數(shù)判斷該產(chǎn)品是屬于合格品、還是廢品，通過外部觸發(fā)與控制信號將廢品從指定出料口進行剔除。本發(fā)明對微型馬達位置精度的檢測精度高、速度快，可以有效保證產(chǎn)品的合格率。
文檔編號G01C11/04GK102384719SQ20111035908
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月14日 優(yōu)先權日2011年11月14日
發(fā)明者董仲偉 申請人:無錫眾望四維科技有限公司