專利名稱：基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)械零件的檢測裝置，更確切地說，本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
自20世紀(jì)90年代汽車連桿裂解技術(shù)在汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展成熟以來，逐漸取代了傳統(tǒng)的連桿加工工藝，并成為一個國家發(fā)動機(jī)連桿制造業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。連桿裂解加工技術(shù)主要有三道核心工序加工連桿大頭孔初始裂解槽；施加徑向力、裂解連桿以及桿蓋精確復(fù)位工序；定扭矩上螺栓工序。每道工序的自動化生產(chǎn)工藝與設(shè)備都是保障連桿裂解質(zhì)量的前提與基礎(chǔ)。 在生產(chǎn)過程中，連桿大頭孔初始裂解槽由激光進(jìn)行加工，該過程是一個全自動化的加工流水線，但是其對稱的兩個裂解槽是分開進(jìn)行加工的，因此出現(xiàn)連桿裂解槽的漏加工、加工不合格實屬正常。加之該過程沒有相應(yīng)的檢測判斷機(jī)制，常常出現(xiàn)的情況是連桿僅一側(cè)完成加工，當(dāng)然兩側(cè)均未加工的情況有時也會出現(xiàn)。另外，在加工完裂解槽后送往裂解的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)將一些未加工裂解槽的連桿混入其中的情況，增加了連桿裂解的失敗率。裂解連桿是一個半自動化的生產(chǎn)操作過程，需要人工將連桿逐個放到裂解臺上，此時是對連桿裂解槽是否已加工、加工是否合格進(jìn)行判斷的最好時機(jī)。目前，幾乎所有的生產(chǎn)車間均采用人工肉眼識別，但是由于車間光線、連桿的金屬光澤、人的視覺疲勞等等因素，人工識別的正確率很低。因此，往往會將一些裂解槽未加工完成、甚至未加工裂解槽的連桿進(jìn)行了裂解，從而造成了連桿的裂解失敗，既嚴(yán)重降低了裂解成功率，又造成了不少的經(jīng)濟(jì)損失。因些，在裂解之前很需要一個自動檢測系統(tǒng)對連桿裂解槽的是否存在和是否合格進(jìn)行檢測判斷，是則進(jìn)行裂解，不是則發(fā)出警告，提醒工作人員不得進(jìn)行裂解，以便增加裂解的成功率、降低損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服了現(xiàn)有技術(shù)存在將一些裂解槽未加工完成的連桿進(jìn)行裂解的問題，提供了一種基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)包括機(jī)算機(jī)、可編程邏輯控制器、輸出成功指示燈、輸出失敗指不燈、輸出報警燈、繼電器、光源控制器、I號相機(jī)、光源、光電開關(guān)、2號相機(jī)與電源。計算機(jī)與I號相機(jī)的一接口相機(jī)線連接，2號相機(jī)與I號相機(jī)的另一接口相機(jī)線連接，計算機(jī)與可編程邏輯控制器通信線連接，光源與光源控制器的輸出口電線連接，光電開關(guān)的輸出端與可編程邏輯控制器的第一個輸入口 I 0.0電線連接，繼電器的輸出端與光源控制器的輸入電源口電線連接，可編程邏輯控制器與電源電線連接，輸出成功指示燈、輸出失敗指示燈、輸出報警燈與繼電器的控制引腳依次接可編程邏輯控制器的輸出口 Q0. O、輸出口 Q0. I、輸出口 Q0. 2與輸出口 Q O. 3電線連接。
技術(shù)方案中所述的機(jī)算機(jī)選用研華公司生產(chǎn)的型號為IPPC-6152A的工控機(jī)，配置型號為FWB-PCI 3202A的1394圖像采集卡。所述的I號相機(jī)與2號相機(jī)結(jié)構(gòu)相同，皆采用SONY公司生產(chǎn)的型號為XCD-SX90的CCD相機(jī)和C0MPUTAR公司生產(chǎn)的型號為M7514-MP的75_光學(xué)鏡頭。所述的可編程邏輯控制器采用西門子公司生產(chǎn)的型號為S7-200CN的可編程邏輯控制器。所述的光源控制器采用型號為AP12-02的光源控制器。技術(shù)方案中所述的計算機(jī)與I號相機(jī)的一接口相機(jī)線連接，2號相機(jī)與I號相機(jī)的另一接口相機(jī)線連接 是指計算機(jī)與I號相機(jī)的一接口采用I號連接線連接，2號相機(jī)與I號相機(jī)的另一接口采用2號連接線連接，I號連接線與2號連接線皆選用1394連接線中的型號為AVT 1394B的連接線。技術(shù)方案中所述的計算機(jī)與可編程邏輯控制器通信線連接是指計算機(jī)與可編程邏輯控制器采用可編程邏輯控制器連接線連接，可編程邏輯控制器連接線選用型號為PC/PPI的電纜或型號為西門子6ES7901-3CB30-0XA0的連接線，采用型號為PC/PP I的電纜型號為PC/PP I的電纜的RS232端接計算機(jī)的COMl 口，型號為PC/PP I的電纜的RS 485端接可編程邏輯控制器的串口。技術(shù)方案中所述的光源位于I號相機(jī)與2號相機(jī)的中間線上,光源在豎直方向高度可調(diào)整，I號相機(jī)與2號相機(jī)位于裂解臺正上方的同一水平面內(nèi)，I號相機(jī)與2號相機(jī)相對光源對稱地安裝，光源處于被測工件連桿的正上方，光電開關(guān)安裝在連桿裂解臺上。技術(shù)方案中所述的輸出成功指示燈、輸出失敗指示燈、輸出報警燈與繼電器的正級和地線依次與電源的正級和地線電線連接。技術(shù)方案中所述的可編程邏輯控制器、繼電器、光源控制器與電源安裝在一個盒子之內(nèi)，輸出成功指不燈、輸出失敗指TJV燈與輸出報警燈安裝在盒子表面。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是I.目前幾乎所有連桿上的裂解槽均采用人工肉眼識別，本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)是一個全自動化的檢測系統(tǒng)，不僅大大減少了工人工作量，而且顯著提高了連桿裂解合格率和連桿裂解的效率。2.由于采用基于機(jī)器視覺的方法對連桿裂解槽進(jìn)行檢測和判斷，因此不需要直接接觸連桿就能進(jìn)行工作，也不需要對現(xiàn)有裂解臺進(jìn)行改裝和修改，大大提高了基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)的接口性和實用性。3.使用可編程邏輯控制器、工控機(jī)、工業(yè)相機(jī)等適用于工業(yè)場所的器件，由于它們均能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，因此本發(fā)明更利于應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場。4.本發(fā)明基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)經(jīng)過長時間的運行測試，證明其具有非常優(yōu)秀的穩(wěn)定性和正確率，完全可以應(yīng)用于諸多連桿裂解工作現(xiàn)場。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明圖I為本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的示意框圖；圖中1.機(jī)算機(jī)，2.可編程邏輯控制器，3.輸出成功指示燈，4.輸出失敗指示燈，5.輸出報警燈，6.繼電器,7.光源控制器,8. I號相機(jī),9.光源，10.光電開關(guān)，11. I號連接線，12. 2號連接線，13.可編程邏輯控制器連接線，14. 2號相機(jī)，15.電源。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的描述本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)是利用機(jī)器視覺的方法實現(xiàn)汽車連桿裂解槽的精確檢測。由于本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)主要應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場，因此各零部件要盡量選擇抗干擾能力強(qiáng)、能適用于惡劣環(huán)境的器件。 本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)主要由機(jī)算機(jī)I、可編程邏輯控制器2、輸出成功指TjV燈3、輸出失敗指Tjv燈4、輸出報警燈5、繼電器6、光源控制器7、1號相機(jī)8、光源9、光電開關(guān)10、1號連接線11、2號連接線12、可編程邏輯控制器連接線13、2號相機(jī)14與電源15組成。所述的I號相機(jī)8與2號相機(jī)14結(jié)構(gòu)相同,在選擇I號相機(jī)8與2號相機(jī)14過程中除了要考慮應(yīng)用場所外，最主要的是其主要參數(shù)要滿足本發(fā)明的要求如要求相機(jī)是灰度相機(jī)、高分辨率、高幀率。鏡頭要根據(jù)已選好的相機(jī)進(jìn)行選擇，要求具有放大效果，能清楚看到裂解槽。本發(fā)明選擇SONY公司生產(chǎn)的型號為X⑶-SX90的CXD相機(jī)和C0MPUTAR公司生產(chǎn)的型號為M7514-MP的75mm光學(xué)鏡頭。所述的計算機(jī)I選用工控機(jī)，由于要進(jìn)行圖像的采集和處理，必須裝有與所選I號相機(jī)8與2號相機(jī)12相應(yīng)的圖像采集卡；性能方面要求有較高的運算速度和較大的內(nèi)存。本發(fā)明選用研華公司生產(chǎn)的型號為IPPC-6152A的工控機(jī)(配置默認(rèn))，由于型號為X⑶-SX90的CXD相機(jī)的接口為1394接口，因此，采集卡選擇型號為FWB-PCI 3202A的1394圖像采集卡。所述的可編程邏輯控制器2需要跟計算機(jī)I進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，因此，可編程邏輯控制器2必須具有通信接口，此外，本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)中用到的輸入輸出口均不超過5個，本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)選擇西門子公司生產(chǎn)的型號為S7-200CN (CPU222CN 8DI/6D0)的可編程邏輯控制器。所述的光源9在選擇時要考慮其光照顏色、照明強(qiáng)度及發(fā)光面積，要求給I號相機(jī)8與2號相機(jī)14的拍攝提供光源補(bǔ)償。本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)選擇盟拓公司生產(chǎn)的型號為MT-7230-R-G的白色環(huán)形光源。所述的光源控制器7要根據(jù)光源9進(jìn)行選擇，要求其光照強(qiáng)度可調(diào)。本發(fā)明所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)根據(jù)型號為MT-7230-R-G的白色環(huán)形光源選擇了型號為AP12-02的光源控制器。所述的I號連接線11與2號連接線12結(jié)構(gòu)相同，I號連接線11與2號連接線12需要根據(jù)I號相機(jī)8與2號相機(jī)14來配置,所以，如果選擇了型號為XCD-SX90的相機(jī)時I號連接線11與2號連接線12選用1394連接線，具體選用型號為AVT 1394B的連接線；可編程邏輯控制器2與電腦I之間的可編程邏輯控制器連接線13要根據(jù)可編程邏輯控制器2來決定，如果選擇型號為S7-200CN的可編程邏輯控制器時，可編程邏輯控制器連接線13采用型號為PC/PPI的電纜或型號為西門子6ES7901-3CB30-0XA0的連接線。輸出成功指示燈3、輸出失敗指示燈4、輸出報警燈5、繼電器6、光電開關(guān)10可分別選擇綠色指示燈、紅色指示燈、蜂鳴器、普通繼電器、普通光電開關(guān)即可，電源15選擇電壓為24V的普通直流電源。采用型號為AVT 1394B的I號連接線11將安裝有型號為FWB-PCI 3202A的1394圖像采集卡的計算機(jī)I上的型號為FWB-PCI 3202A的1394圖像采集卡與I號相機(jī)8的一接口進(jìn)行連接，2號相機(jī)14通過2號連接線12與I號相機(jī)8的另一接口相連(兩相機(jī)形成串接的形式，相機(jī)說明書上也有相應(yīng)說明);使用型號為PC/PPI的電纜將計算機(jī)I與可編程邏輯控制器2的串口進(jìn)行連接，即型號為PC/PPI的電纜的RS232端接計算機(jī)I的COMl 口，型號為PC/PPI的電纜的RS485端接可編程邏輯控制器2的串口。光源9與光源控制器7的輸出口電線連接，光源9應(yīng)位于I號相機(jī)8與2號相機(jī)14的中間線上,光源9在豎直方向高度可調(diào)整，I號相機(jī)8與2號相機(jī)14位于裂解臺正上方的同一水平面內(nèi)，I號相機(jī)8與2號相機(jī)14相對光源對稱安裝，光源9處于放置被測工件的裂解臺或者說被測工件連桿的正上方，左側(cè)相機(jī)8應(yīng)拍攝到連桿裂解槽右側(cè)切痕的清晰圖像，右側(cè)相機(jī)8拍攝到左側(cè)切痕的清晰圖像。光電開關(guān)10要安裝在連桿裂解臺上，使其在放入連桿后就能觸發(fā)，原則是不能影響正常的裂解加工過程又能使本系統(tǒng)安全運行。光電開關(guān)10的輸出端與可編程邏輯 控制器2的第一個輸入口 I 0.0電線連接。繼電器6的輸入端接外部220V電源，繼電器6的輸出端與光源控制器7的輸入電源口電線連接，可編程邏輯控制器2由電源15提供24V直流電，輸出成功指示燈3、輸出失敗指示燈4、輸出報警燈5、繼電器6的控制引腳依次接可編程邏輯控制器2的輸出口 Q0. O、輸出口 Q0. I、輸出口 Q0. 2、輸出口 Q O. 3，輸出成功指示燈3、輸出失敗指示燈4、輸出報警燈5、繼電器6的地線和電源15的地線電線連接。為了整體的安全和美觀，將可編程邏輯控制器2、繼電器6、光源控制器7與電源15安裝在一個盒子之內(nèi)，輸出成功指TjV燈3、輸出失敗指TjV燈4與輸出報警燈5安裝在盒子表面。本發(fā)明基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)的工作原理首先，當(dāng)有連桿需要檢測時，將連桿放置到裂解臺的過程中會觸發(fā)光電開關(guān)10發(fā)出信號，該信號做為輸入觸發(fā)給可編程邏輯控制器2，可編程邏輯控制器2通過通信串口給計算機(jī)I需要檢測的信號，計算機(jī)I中相應(yīng)檢測軟件接收到信號后執(zhí)行以下兩個操作I.通過通信串口給可編程邏輯控制器2打開光源信號，可編程邏輯控制器2接收到信號后控制繼電器6導(dǎo)通，進(jìn)而打開光源控制器7使光源9點亮；2.通過I號連接線11與2號連接線12依次開啟I號相機(jī)8與2號相機(jī)14并進(jìn)行圖片采集。將采集到的圖片通過計算機(jī)I中相應(yīng)檢測軟件進(jìn)行分析處理，判斷是否存在裂解槽，完成檢測后通過通信口給可編程邏輯控制器2輸出檢測結(jié)果信號。可編程邏輯控制器2接收到信號后，控制輸出結(jié)果顯示，如果檢測結(jié)果為成功則將輸出成功指示燈3置亮，檢測結(jié)果為失敗(包括一側(cè)檢測失敗和兩側(cè)均檢測失敗)則將輸出失敗指示燈4置亮，并執(zhí)行輸出報警燈4發(fā)出報警，提醒工作人員不得進(jìn)行裂解操作。
權(quán)利要求
1.一種基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)包括機(jī)算機(jī)(I)、可編程邏輯控制器(2)、輸出成功指示燈(3)、輸出失敗指示燈(4)、輸出報警燈(5)、繼電器(6)、光源控制器(7)、1號相機(jī)(8)、光源(9)、光電開關(guān)(10)、2號相機(jī)(14)與電源(15); 計算機(jī)(I)與I號相機(jī)(8)的一接口相機(jī)線連接,2號相機(jī)(14)與I號相機(jī)(8)的另一接口相機(jī)線連接，計算機(jī)(I)與可編程邏輯控制器(2 )通信線連接，光源(9 )與光源控制器(7)的輸出口電線連接，光電開關(guān)(10)的輸出端與可編程邏輯控制器(2)的第一個輸入口I 0.0電線連接，繼電器(6)的輸出端與光源控制器(7)的輸入電源口電線連接，可編程邏輯控制器(2)與電源(15)電線連接，輸出成功指示燈(3)、輸出失敗指示燈(4)、輸出報警燈(5)與繼電器(6)的控制引腳依次接可編程邏輯控制器(2)的輸出口 Q 0.0、輸出口 Q 0.1、輸出口 Q 0. 2與輸出口 Q 0. 3電線連接。
2.按照權(quán)利要求I所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的機(jī)算機(jī)(I)選用研華公司生產(chǎn)的型號為IPPC-6152A的工控機(jī)，配置型號為FWB-PCI3202A的1394圖像采集卡； 所述的I號相機(jī)(8)與2號相機(jī)(14)結(jié)構(gòu)相同，皆米用SONY公司生產(chǎn)的型號為X⑶-SX90的(XD相機(jī)和C0MPUTAR公司生產(chǎn)的型號為M7514-MP的75mm光學(xué)鏡頭； 所述的可編程邏輯控制器(2)采用西門子公司生產(chǎn)的型號為S7-200CN的可編程邏輯控制器； 所述的光源控制器(7)采用型號為AP12-02的光源控制器。
3.按照權(quán)利要求I所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的計算機(jī)(I)與I號相機(jī)(8)的一接口相機(jī)線連接,2號相機(jī)(14)與I號相機(jī)(8)的另一接口相機(jī)線連接是指 計算機(jī)(I)與I號相機(jī)(8)的一接口采用I號連接線(11)連接，2號相機(jī)(14)與I號相機(jī)(8 )的另一接口采用2號連接線(12 )連接，I號連接線(11)與2號連接線(12 )皆選用1394連接線中的型號為AVT 1394B的連接線。
4.按照權(quán)利要求I所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的計算機(jī)(I)與可編程邏輯控制器(2)通信線連接是指 計算機(jī)(I)與可編程邏輯控制器(2 )采用可編程邏輯控制器連接線(13 )連接，可編程邏輯控制器連接線(13)選用型號為PC/PPI的電纜或型號為西門子6ES7901-3CB30-0XA0的連接線，采用型號為PC/PPI的電纜型號為PC/PPI的電纜的RS232端接計算機(jī)(I)的COMl口，型號為PC/PPI的電纜的RS485端接可編程邏輯控制器(2)的串口。
5.按照權(quán)利要求I所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的光源(9)位于I號相機(jī)(8)與2號相機(jī)(14)的中間線上,光源(9)在豎直方向高度可調(diào)整，I號相機(jī)(8)與2號相機(jī)(14)位于裂解臺正上方的同一水平面內(nèi)，I號相機(jī)(8)與2號相機(jī)(14)相對光源(9)對稱地安裝,光源(9)處于被測工件連桿的正上方,光電開關(guān)(10)安裝在連桿裂解臺上。
6.按照權(quán)利要求I所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的輸出成功指示燈(3)、輸出失敗指示燈(4)、輸出報警燈(5)與繼電器(6)的正級和地線依次與電源(15)的正級和地線電線連接。
7.按照權(quán)利要求I所述的基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述的可編程邏輯控制器(2)、繼電器(6)、光源控制器(7)與電源(15)安裝在一個盒子之內(nèi)，輸出成功指示燈(3)、輸出失敗指示燈(4)與輸出報警燈(5)安裝在盒子表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于機(jī)器視覺的汽車連桿裂解槽檢測系統(tǒng)，旨在克服未加工裂解槽連桿裂解的問題，其包括機(jī)算機(jī)、可編程邏輯控制器、輸出成功指示燈、輸出失敗指示燈、輸出報警燈、繼電器、光源控制器、1號相機(jī)、光源、光電開關(guān)、2號相機(jī)與電源。1號相機(jī)與計算機(jī)相機(jī)線連接，2號相機(jī)與1號相機(jī)相機(jī)線連接，計算機(jī)與可編程邏輯控制器通信線連接，光源與光源控制器電線連接，光電開關(guān)與可編程邏輯控制器的第一個輸入口I 0.0電線連接，繼電器與光源控制器電線連接，可編程邏輯控制器與電源電線連接，輸出成功指示燈、輸出失敗指示燈、輸出報警燈與繼電器的控制引腳依次和可編程邏輯控制器的輸出口Q0.0、Q0.1、Q 0.2與Q0.3電線連接。
文檔編號G01V8/10GK102967888SQ20121054465
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月15日
發(fā)明者劉長英, 李機(jī)智, 蔡文靜, 喬宇, 賈艷梅, 王天皓, 孫小溫, 宋玉河 申請人:吉林大學(xué)