專利名稱：硬幣模具表面質(zhì)量檢測的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造幣技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用圖像比對(duì)法檢驗(yàn)造幣模具的質(zhì)量，是ー種硬幣模具表面質(zhì)量檢測的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于硬幣模具表面質(zhì)量的檢測都是以人工檢驗(yàn)為主，很容易出現(xiàn)漏檢的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，從而最終影響到成品質(zhì)量的一致性。存在的問題是由于人工檢測的方法存在著勞動(dòng)強(qiáng)度量大、檢測效率低，尤其是模具表面的圖紋特征，其測量與評(píng)定的難度大、檢測過程中易受人為因素的影響，導(dǎo)致評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)一致性差，難以滿足現(xiàn)代造幣產(chǎn)業(yè)對(duì)于模具質(zhì)量檢測的要求。國內(nèi)外目前雖然有不少技術(shù)涉及硬幣表面質(zhì)量的檢測，但均沒有涉及到硬幣模具表面質(zhì)量的檢測。因此開發(fā)硬幣模具表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)具有新穎性和實(shí)用性。在生產(chǎn)過程中可更好地確保硬幣模具質(zhì)量的穩(wěn)定性、提高模具檢驗(yàn)的自動(dòng)化程度和降低對(duì)操作人 員的依賴性，保證成品質(zhì)量的一致性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供的ー種硬幣模具表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)及方法，其適用于流通幣模具、金銀幣模具及金銀幣表面質(zhì)量的自動(dòng)檢測，具有易于捕捉缺陷特征、圖像采集精準(zhǔn)、圖像比對(duì)處理快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，有效降低了誤廢率，提高了生產(chǎn)效率，減少了人為差錯(cuò)，有利于模具質(zhì)量的一致性控制。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是
ー種硬幣模具表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特點(diǎn)是該系統(tǒng)包括檢測儀、相機(jī)、數(shù)顯千分表及計(jì)算機(jī)，所述檢測儀由殼體、模具エ位、相機(jī)支架、光源支架及微調(diào)機(jī)構(gòu)組成，殼體底部設(shè)有水平的模具軌道及豎直的導(dǎo)向桿，側(cè)壁上設(shè)有豎直的相機(jī)支架軌道及光源軌道，模具エ位底部設(shè)有模具滑槽，相機(jī)支架為箱形件，其上設(shè)有相機(jī)滑槽、微調(diào)螺母及相機(jī)座，光源支架為矩形或圓形環(huán)狀體，其上設(shè)有光源滑槽或?qū)Э?，微調(diào)機(jī)構(gòu)上設(shè)有螺桿；所述模具エ位經(jīng)模具滑槽與殼體的模具軌道滑配，相機(jī)支架經(jīng)相機(jī)滑槽與殼體的相機(jī)支架軌道滑配，光源支架經(jīng)光源滑槽與殼體的光源軌道滑配，或經(jīng)導(dǎo)孔與殼體的導(dǎo)向桿滑配，微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺桿與相機(jī)支架的微調(diào)螺母嚙合；所述相機(jī)設(shè)于相機(jī)支架的相機(jī)座上，計(jì)算機(jī)經(jīng)傳輸線與相機(jī)連接，數(shù)顯千分表經(jīng)傳輸線與計(jì)算機(jī)連接；所述的微調(diào)機(jī)構(gòu)的螺桿兩端設(shè)有軸座，所述軸座為兩件，且分布固定于殼體的側(cè)壁上；所述的光源支架上設(shè)有環(huán)形光源、條形光源或環(huán)形光源與條形光源的組合光源；
ー種使用上述系統(tǒng)實(shí)施硬幣模具表面質(zhì)量檢測的方法，該方法包括以下具體步驟
O圖像檢測
a)、準(zhǔn)備工作確定欲檢測模具，并給計(jì)算機(jī)內(nèi)存入欲檢測模具的標(biāo)準(zhǔn)圖像；
b)、配置光源根據(jù)欲檢測模具的形位特征匹配對(duì)應(yīng)的燈光支架；
C)、安裝欲檢測模具移動(dòng)模具エ位，使其從殼體的模具軌道內(nèi)滑出，將欲檢測模具置于模具エ位中，反向移動(dòng)模具エ位，使欲檢測模具進(jìn)入檢測位置；
d)、調(diào)整相機(jī)通過微調(diào)機(jī)構(gòu)，確定相機(jī)與欲檢測模具間的拍攝距離，并調(diào)整相機(jī)的焦
距；
e)、調(diào)整光源支架按照模具表面的圖紋特征，安裝匹配的光源支架，并使其在殼體的光源軌道上或在殼體的導(dǎo)向桿上滑動(dòng)，確定光源支架的最佳位置；
f)、采集圖像啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，相機(jī)工作，采集圖像，改變光源支架上的環(huán)形光源、條形光源或環(huán)形光源與條形光源的組合光源，分別獲取多幅不同圖紋特征的圖像； g)、圖像處理相機(jī)將采集的圖像信息輸送到計(jì)算機(jī)，經(jīng)圖像處理器處理后與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比對(duì)及信息處理；
h)、計(jì)算結(jié)果計(jì)算機(jī)輸出結(jié)果，合格或不合格，合格，進(jìn)行下一幅圖像處理，不合格人エ復(fù)檢；復(fù)檢合格進(jìn)入下一幅圖像處理，不合格，欲檢測模具報(bào)廢；
2)幾何尺寸檢測
將欲檢測模具移至數(shù)顯千分表的測量臺(tái)上，檢測模具邊高、圖紋高度、平行度、弧度，計(jì)算機(jī)輸出檢測結(jié)果。本發(fā)明適用于流通幣模具、金銀幣模具及金銀幣表面質(zhì)量的自動(dòng)檢測，分為圖像檢測及幾何尺寸檢測，具有易于捕捉缺陷特征、圖像采集精準(zhǔn)、圖像比對(duì)處理快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，有效降低了誤廢率，提高了生產(chǎn)效率，減少了人為差錯(cuò)，利于模具質(zhì)量的一致性控制。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明檢測儀及相機(jī)的結(jié)構(gòu)示意 圖3為發(fā)明光源支架的光源照射示意 圖4為本發(fā)明方法流程 圖5及圖6為本發(fā)明檢測狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式參閱圖I、圖2，本發(fā)明包括檢測儀I、相機(jī)2、數(shù)顯千分表3及計(jì)算機(jī)4，所述檢測儀I由殼體11、模具エ位12、相機(jī)支架13、光源支架14及微調(diào)機(jī)構(gòu)15組成，殼體11底部設(shè)有水平的模具軌道111及豎直的導(dǎo)向桿114，側(cè)壁上設(shè)有豎直的相機(jī)支架軌道112及光源軌道115，模具エ位12底部設(shè)有模具滑槽121，相機(jī)支架13為箱形件，其上設(shè)有相機(jī)滑槽131、微調(diào)螺母134及相機(jī)座132，光源支架14為矩形或圓形環(huán)狀體，其上設(shè)有光源滑槽141或?qū)Э?42，微調(diào)機(jī)構(gòu)15上設(shè)有螺桿151 ;所述模具エ位12經(jīng)模具滑槽121與殼體11的模具軌道111滑配，相機(jī)支架13經(jīng)相機(jī)滑槽131與殼體11的相機(jī)支架軌道112滑配，光源支架14經(jīng)光源滑槽141與殼體11的光源軌道115滑配，或經(jīng)導(dǎo)孔142與殼體11的導(dǎo)向桿114滑配，微調(diào)機(jī)構(gòu)15的螺桿151與相機(jī)支架13的微調(diào)螺母134嚙合；所述相機(jī)2設(shè)于相機(jī)支架13的相機(jī)座132上，計(jì)算機(jī)4經(jīng)傳輸線與相機(jī)2連接，數(shù)顯千分表3經(jīng)傳輸線與計(jì)算機(jī)4連接；所述的微調(diào)機(jī)構(gòu)15的螺桿151兩端設(shè)有軸座152，所述軸座152為兩件，且分布固定于殼體11的側(cè)壁上；所述的光源支架14上設(shè)有環(huán)形光源143、條形光源144或環(huán)形光源與條形光源的組合光源。
使用上述系統(tǒng)實(shí)施硬幣模具表面質(zhì)量檢測的方法包括以下具體步驟
O圖像檢測
a)、準(zhǔn)備工作確定欲檢測模具，并給計(jì)算機(jī)4內(nèi)存入欲檢測模具的標(biāo)準(zhǔn)圖像； b)、配置光源根據(jù)欲檢測模具的形位特征匹配對(duì)應(yīng)的光源支架14；
C)、安裝欲檢測模具移動(dòng)模具エ位12，使其從殼體11的模具軌道111內(nèi)滑出，將欲檢測模具置于模具エ位12中，反向移動(dòng)模具エ位12，使欲檢測模具進(jìn)入檢測位置；
d)、調(diào)整相機(jī)通過微調(diào)機(jī)構(gòu)15，確定相機(jī)2與欲檢測模具間的拍攝距離，并調(diào)整相機(jī)2的焦距；
e)、調(diào)整光源支架按照模具表面的圖紋特征，安裝匹配的光源支架14，并使其在殼體11的光源軌道115上或在殼體11的導(dǎo)向桿114上滑動(dòng)，確定光源支架14的最佳位置；
f)、采集圖像啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，相機(jī)2工作，采集圖像，改變光源支架14上的環(huán)形光源143、條形光源144或環(huán)形光源與條形光源的組合光源，分別獲取多幅不同圖紋特征的圖像；
g)、圖像處理相機(jī)2將采集的圖像信息輸送到計(jì)算機(jī)4，經(jīng)圖像處理器處理后與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比對(duì)及信息處理；
h)、計(jì)算結(jié)果計(jì)算機(jī)4輸出結(jié)果，合格或不合格，合格，進(jìn)行下一幅圖像處理，不合格人工復(fù)檢；復(fù)檢合格進(jìn)入下一幅圖像處理，不合格，欲檢測模具報(bào)廢；
2)幾何尺寸檢測
將欲檢測模具移至數(shù)顯千分表3的測量臺(tái)上，檢測模具邊高、圖紋高度、平行度、弧度，并計(jì)算機(jī)4輸出檢測結(jié)果。
實(shí)施例以流通幣模具的檢測為例 O圖像檢測
a)、準(zhǔn)備工作確定欲檢測的流通幣模具，并給計(jì)算機(jī)4內(nèi)存入欲檢測模具的多幅標(biāo)準(zhǔn)圖像；
b)、配置光源根據(jù)欲檢測流通幣模具的形位特征匹配對(duì)應(yīng)的光源支架14；
C)、安裝欲檢測模具移動(dòng)模具エ位12，使其從殼體11的模具軌道111內(nèi)滑出，將欲檢測流通幣模具的正面置于模具エ位12中，反向移動(dòng)模具エ位12，使之欲檢測流通幣模具進(jìn)入檢測位置；
d)、調(diào)整相機(jī)調(diào)整微調(diào)機(jī)構(gòu)15的螺桿151，通過螺桿151與微調(diào)螺母134的嚙合，帶動(dòng)相機(jī)支架13在殼體11的相機(jī)支架軌道112上滑動(dòng)，初步確定相機(jī)2與欲檢測流通幣模具間的拍攝距離，再調(diào)整相機(jī)2，使相機(jī)2與流通幣模具的焦距對(duì)準(zhǔn)；
e)、調(diào)整光源支架按照流通幣模具表面的圖紋特征，安裝環(huán)形光源143、條形光源144及組合光源的光源支架14，并使環(huán)形光源143、組合光源在殼體11的導(dǎo)向桿114上滑動(dòng)，條形光源144在殼體11的光源軌道115上滑動(dòng)，依據(jù)流通幣模具表面不同的圖紋特征，分別配置不同光源的光源支架14的最佳位置；
f)、采集圖像采集模具表面的防偽特征圖像，開啟條形光源144及組合光源，調(diào)整光源支架14的最佳位置；啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，相機(jī)2工作，分別采集隱形雕刻圖像、精細(xì)圖紋圖像及微縮文字圖像，獲取多幅不同的防偽特征圖像；
g)、圖像處理相機(jī)2將采集的防偽特征圖像信息輸送到計(jì)算機(jī)4，經(jīng)圖像處理器處理后與標(biāo)準(zhǔn)圖像逐一進(jìn)行比對(duì)及信息處理；
h)、計(jì)算結(jié)果計(jì)算機(jī)4輸出結(jié)果，合格或不合格，合格，進(jìn)行下一幅圖像處理，不合格人工復(fù)檢；復(fù)檢合格進(jìn)入下一幅圖像處理，不合格，欲檢測模具報(bào)廢；
2)幾何尺寸檢測
將欲檢測流通幣模具移至數(shù)顯千分表3的測量臺(tái)上，點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)技術(shù)參數(shù)的測量按鈕，即可進(jìn)行檢測流通幣模具邊高、圖紋高度、平行度及弧度數(shù)值，數(shù)值通過數(shù)據(jù)線傳輸?shù)接?jì)算機(jī)4，并由計(jì)算機(jī)4輸出檢測結(jié)果，實(shí)現(xiàn)檢測報(bào)表的自動(dòng)填報(bào)。將欲檢測流通幣模具的反面置于模具工位12中，重復(fù)步驟I)圖像檢測及2)幾何尺寸檢測，實(shí)施對(duì)流通幣模具的反面檢測。 調(diào)整步驟f)，即可采集模具表面缺陷特征圖像，開啟環(huán)形光源143及組合光源，調(diào)整光源支架14的最佳位置；啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，相機(jī)2工作，分別采集流通幣模具的表面白霧、表面劃傷及圖紋匹配圖像，獲取多幅不同的缺陷特征圖像，如圖5及圖6，圖中A為缺陷、B為合格。本發(fā)明還可實(shí)施對(duì)金銀幣模具的檢測及金銀幣產(chǎn)品的檢測。
權(quán)利要求
1.ー種硬幣模具表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括檢測儀(I)、相機(jī)(2)、數(shù)顯千分表(3)及計(jì)算機(jī)(4)，所述檢測儀(I)由殼體(11)、模具エ位(12)、相機(jī)支架(13)、光源支架(14)及微調(diào)機(jī)構(gòu)(15)組成，其殼體(11)底部設(shè)有水平的模具軌道(111)及豎直的導(dǎo)向桿(114)，側(cè)壁上設(shè)有豎直的相機(jī)支架軌道(112)及光源軌道(115)，模具エ位(12)底部設(shè)有模具滑槽(121 )，相機(jī)支架(13)為箱形件，其上設(shè)有相機(jī)滑槽(131 )、微調(diào)螺母(134)及相機(jī)座(132)，光源支架(14)為矩形或圓形環(huán)狀體，其上設(shè)有光源滑槽(141)或?qū)Э?142)，微調(diào)機(jī)構(gòu)(15)上設(shè)有螺桿(151);所述模具エ位(12)經(jīng)模具滑槽(121)與殼體(11)的模具軌道(111)滑配，相機(jī)支架(13)經(jīng)相機(jī)滑槽(131)與殼體(11)的相機(jī)支架軌道(112)滑配，光源支架(14)經(jīng)光源滑槽(141)與殼體(11)的光源軌道(115 )滑配，或者經(jīng)導(dǎo)孔(142 )與殼體(11)的導(dǎo)向桿(114)滑配，微調(diào)機(jī)構(gòu)(15)的螺桿(151)與相機(jī)支架(13)的微調(diào)螺母(134)嚙合；所述相機(jī)(2)設(shè)于相機(jī)支架(13)的相機(jī)座(132)上，計(jì)算機(jī)(4)經(jīng)傳輸線與相機(jī)(2)連接，數(shù)顯千分表(3)經(jīng)傳輸線與計(jì)算機(jī)(4)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬幣模具表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于微調(diào)機(jī)構(gòu)(15)的螺桿(151)兩端設(shè)有軸座(152)，所述軸座(152)為兩件，且固定于殼體(11)的側(cè)壁上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬幣模具表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)，其特征在于光源支架(14)上設(shè)有環(huán)形光源(143)、條形光源(144)或環(huán)形光源與條形光源的組合光源。
4.ー種使用權(quán)利要求I所述系統(tǒng)實(shí)施硬幣模具表面質(zhì)量檢測的方法，其特征在于該方法包括以下具體步驟 O圖像檢測 a)、準(zhǔn)備工作確定欲檢測模具，并給計(jì)算機(jī)(4)內(nèi)存入欲檢測模具的標(biāo)準(zhǔn)圖像； b)、配置光源根據(jù)欲檢測模具的形位特征匹配對(duì)應(yīng)的光源支架(14)； C)、安裝欲檢測模具移動(dòng)模具エ位(12)，使其從殼體(11)的模具軌道(111)內(nèi)滑出，將欲檢測模具置于模具エ位(12)中，反向移動(dòng)模具エ位(12)，使欲檢測模具進(jìn)入檢測位置； d)、調(diào)整相機(jī)通過微調(diào)機(jī)構(gòu)(15)，確定相機(jī)(2)與欲檢測模具間的拍攝距離，并調(diào)整相機(jī)(2)的焦距； e)、調(diào)整光源支架按照模具表面的圖紋特征，安裝匹配的光源支架(14)，并使其在殼體(11)的光源軌道(115)上或在殼體(11)的導(dǎo)向桿(114)上滑動(dòng)，確定光源支架(14)的最佳位置； f)、采集圖像啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，相機(jī)(2)工作，采集圖像，改變光源支架(14)上的環(huán)形光源(143)、條形光源(144)或環(huán)形光源與條形光源的組合光源，分別獲取多幅不同圖紋特征的圖像； g)、圖像處理相機(jī)(2)將采集的圖像信息輸送到計(jì)算機(jī)(4)，經(jīng)圖像處理器處理后與標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比對(duì)及信息處理； h)、計(jì)算結(jié)果計(jì)算機(jī)(4)輸出結(jié)果，合格或不合格，合格，進(jìn)行下一幅圖像處理，不合格人工復(fù)檢；復(fù)檢合格進(jìn)入下一幅圖像處理，不合格，欲檢測模具報(bào)廢； 2)幾何尺寸檢測 將欲檢測模具移至數(shù)顯千分表(3)的測量臺(tái)上，檢測模具邊高、圖紋高度、平行度、弧度，并計(jì)算機(jī)(4)輸出檢測結(jié)果。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硬幣模具表面質(zhì)量檢測系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括檢測儀、相機(jī)、數(shù)顯千分表及計(jì)算機(jī)；一種使用所述系統(tǒng)實(shí)施硬幣模具表面質(zhì)量檢測的方法。本發(fā)明適用于流通幣模具、金銀幣模具及金銀幣表面質(zhì)量的自動(dòng)檢測，分為圖像檢測及幾何尺寸檢測，具有易于捕捉缺陷特征、圖像采集精準(zhǔn)、圖像比對(duì)處理快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，有效降低了誤廢率，提高了生產(chǎn)效率，減少了人為差錯(cuò)，利于模具質(zhì)量的一致性控制。
文檔編號(hào)G01N21/88GK102866160SQ20121031180
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者吳琳琳, 宋金華, 李文軍, 邵麗健, 張敏, 周洪國, 戴錦明, 吳福熔 申請(qǐng)人:上海造幣有限公司, 中國印鈔造幣總公司