基于機(jī)器視覺的電梯平衡補(bǔ)償鏈質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)裝置和方法，特別是涉及一種基于機(jī)器視覺的電梯平衡補(bǔ)償鏈質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電梯平衡補(bǔ)償鏈?zhǔn)菍?duì)電梯的運(yùn)行起平衡作用的關(guān)鍵部件，每臺(tái)電梯平均需要補(bǔ)償鏈200米左右，用于在電梯轎箱運(yùn)動(dòng)過程中平衡曳引鋼絲繩及隨行電纜的重量，保證電梯運(yùn)行的平穩(wěn)性和安全性，其質(zhì)量直接關(guān)系到電梯的運(yùn)行安全。電梯平衡補(bǔ)償鏈的質(zhì)量檢測(cè)內(nèi)容主要分為:鏈環(huán)及焊縫的強(qiáng)度檢測(cè)、鏈環(huán)輪廓尺寸檢測(cè)和鏈環(huán)表面缺陷檢測(cè)三個(gè)大類。目前，相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)過程中多采用半自動(dòng)拉伸裝置檢測(cè)鏈環(huán)及焊縫強(qiáng)度，而對(duì)于鏈環(huán)的輪廓尺寸超差以及焊縫未焊牢、焊縫不規(guī)則、鏈環(huán)表面裂紋、沖傷等表面缺陷，市場(chǎng)上尚無專用的自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，只能全部依靠人工檢測(cè)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度很大、效率低且因視覺疲勞、個(gè)體差異等因素極易造成漏檢。因此，企業(yè)對(duì)高效、準(zhǔn)確、可靠的電梯平衡補(bǔ)償鏈質(zhì)量自動(dòng)化檢測(cè)線有著迫切的需求。
[0003]隨著新型高速攝像機(jī)、LED光源、高性能圖像采集卡等與圖像采集相關(guān)的硬件性能的日益提高，圖像預(yù)處理、分割、特征提取與選擇、缺陷分類識(shí)別等視覺處理算法的日趨成熟，用機(jī)器視覺代替人眼進(jìn)行輪廓尺寸和表面缺陷檢測(cè)已成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)的重要手段，并成為發(fā)展趨勢(shì)?；跈C(jī)器視覺的表面缺陷檢測(cè)已在金屬加工、印刷品、紡織品、木材、玻璃、皮革、醫(yī)藥、食品、冶金、包裝、農(nóng)產(chǎn)品分級(jí)等領(lǐng)域獲得了實(shí)際應(yīng)用。
[0004]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利ZL201310382815.6，公開了一種基于機(jī)器視覺的傳動(dòng)鏈條質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，包括被測(cè)傳動(dòng)鏈條、照明光源、CCD攝像機(jī)及鏡頭、圖像處理單元、計(jì)算機(jī)和顯示器，可對(duì)傳動(dòng)鏈條的質(zhì)量參數(shù)(如銷軸尺寸、鏈板數(shù)目、形狀殘缺等信息)進(jìn)行在線檢測(cè)。其檢測(cè)對(duì)象為傳動(dòng)鏈條，如滾子鏈等，包括滾子、套筒、銷軸、鏈板等結(jié)構(gòu)，各鏈節(jié)為平行連接，無相互遮擋，鏈板接近于平面結(jié)構(gòu)，使用2臺(tái)相機(jī)在垂直于傳動(dòng)鏈行進(jìn)方向的左右兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行拍攝，即可獲取所需全部信息，且其檢測(cè)參數(shù)主要為鏈板、銷軸外形輪廓信息，相應(yīng)的圖像處理方法主要包括閾值分割、二值化、邊緣檢測(cè)及輪廓提取。然而，電梯平衡補(bǔ)償鏈為空心環(huán)形、相鄰兩個(gè)鏈環(huán)交錯(cuò)90度、交疊連接互有遮擋，表面積小且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不在同一平面內(nèi)，其檢測(cè)參數(shù)除輪廓尺寸外，更重要的內(nèi)容包括各類復(fù)雜的焊縫、裂紋等表面缺陷，因此，傳動(dòng)鏈條質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、光源設(shè)置方式，圖像處理算法等關(guān)鍵技術(shù)均無法直接應(yīng)用于電梯平衡補(bǔ)償鏈。
[0005]此外，中國(guó)專利ZL 201210013375.2公開了一種基于機(jī)器視覺的金屬零件光潔表面微缺陷檢測(cè)裝置及方法，可對(duì)零件表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)，但是，該裝置及方法需要將待測(cè)零件單獨(dú)放置于檢測(cè)平臺(tái)上，并對(duì)光源進(jìn)行調(diào)節(jié)，工作效率相對(duì)較低，不適用于整體相連、不可單獨(dú)分割、且要求在線實(shí)時(shí)連續(xù)檢測(cè)的電梯平衡補(bǔ)償鏈結(jié)構(gòu)；其要求檢測(cè)對(duì)象為表面光潔的零件，而電梯平衡補(bǔ)償鏈環(huán)表面較粗糙，不光潔，存在正常焊接加工痕跡、銹跡、污漬等干擾，因此，該裝置及方法也無法應(yīng)用于電梯平衡補(bǔ)償鏈的質(zhì)量檢測(cè)。
[0006]總體而言，現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)所公開的機(jī)器視覺工業(yè)檢測(cè)成套設(shè)備和方法或其簡(jiǎn)單組合均不適用于電梯平衡補(bǔ)償鏈的質(zhì)量檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種基于機(jī)器視覺的電梯平衡補(bǔ)償鏈質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)裝置和方法，解決現(xiàn)有電梯平衡補(bǔ)償鏈人工檢測(cè)效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度大、易漏檢，且現(xiàn)有的機(jī)器視覺工業(yè)檢測(cè)成套設(shè)備和方法不適合于電梯平衡補(bǔ)償鏈的質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)的問題。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣的:一種基于機(jī)器視覺的電梯平衡補(bǔ)償鏈質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括若干檢測(cè)工位、計(jì)算機(jī)、電機(jī)、鏈輪、檢測(cè)工作臺(tái)和控制器，所述檢測(cè)工位和鏈輪設(shè)置在檢測(cè)工作臺(tái)上，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)用于拉動(dòng)鎖鏈，所述檢測(cè)工位包括垂直檢測(cè)工位、水平檢測(cè)工位、鏈環(huán)中段檢測(cè)工位、垂直環(huán)端檢測(cè)工位和水平環(huán)端檢測(cè)工位，所述垂直檢測(cè)工位包括第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、第一工業(yè)相機(jī)和第一光源，所述第一工業(yè)相機(jī)和第一光源設(shè)置在鎖鏈的垂直方向的相對(duì)兩側(cè)；所述水平檢測(cè)工位包括第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、第二工業(yè)相機(jī)和第二光源，所述第二工業(yè)相機(jī)和第二光源設(shè)置在鎖鏈的水平方向的相對(duì)兩側(cè)；所述鏈環(huán)中段檢測(cè)工位包括第三導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、第三工業(yè)相機(jī)和第三光源，所述第三光源為發(fā)光方向相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)環(huán)形光源，所述鎖鏈穿設(shè)于環(huán)形光源的中央通孔，所述第三工業(yè)相機(jī)對(duì)焦于兩個(gè)環(huán)形光源間的間隙處的鎖鏈；所述垂直環(huán)端檢測(cè)工位包括第四導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、第四工業(yè)相機(jī)和第四光源，所述鎖鏈在第四導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處形成垂直方向的第一彎折，所述第四工業(yè)相機(jī)和第四光源垂直指向第一彎折；所述水平環(huán)端檢測(cè)工位包括第五導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、第五工業(yè)相機(jī)和第五光源，所述鎖鏈在第五導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處形成水平方向的第二彎折，所述第五工業(yè)相機(jī)和第五光源垂直指向第二彎折；所述第一工業(yè)相機(jī)、第二工業(yè)相機(jī)、第三工業(yè)相機(jī)、第四工業(yè)相機(jī)和第五工業(yè)相機(jī)拍攝對(duì)應(yīng)的鎖鏈圖片發(fā)送給計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)鎖鏈圖片判斷鎖鏈質(zhì)量，并通過控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]優(yōu)選的，所述第三工業(yè)相機(jī)包括四臺(tái)工業(yè)相機(jī)，所述第三工業(yè)相機(jī)的拍攝方向與水平面分別成±45°及±135°角。
[0010]優(yōu)選的，所述第四光源和第五光源為穹頂漫射光源，所述第四工業(yè)相機(jī)設(shè)置于第四光源頂部圓孔處垂直向下拍攝，所述第五工業(yè)相機(jī)設(shè)置于第五光源頂部圓孔處水平向前拍攝。
[0011]優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和第三導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是具有十字開槽的過套。
[0012]優(yōu)選的，所述第四導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括垂直設(shè)置的第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪和第三導(dǎo)輪，所述第二導(dǎo)輪位于第一導(dǎo)輪和第三導(dǎo)輪的上方，所述鎖鏈依次穿設(shè)于第一導(dǎo)輪下側(cè)、第二導(dǎo)輪上側(cè)和第三導(dǎo)輪下側(cè)。
[0013]優(yōu)選的，所述第五導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括水平設(shè)置的第四導(dǎo)輪、第五導(dǎo)輪和第六導(dǎo)輪，所述第五導(dǎo)輪位于第四導(dǎo)輪和第六導(dǎo)輪的后方，所述鎖鏈依次穿設(shè)于第四導(dǎo)輪前側(cè)、第五導(dǎo)輪后側(cè)和第六導(dǎo)輪前側(cè)。
[0014]優(yōu)選的，基于機(jī)器視覺的電梯平衡補(bǔ)償鏈質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)裝置還包括鎖鏈行程檢測(cè)模塊和缺陷標(biāo)識(shí)裝置，所述鎖鏈行程檢測(cè)模塊設(shè)置于鏈環(huán)中段檢測(cè)工位之后并與控制器連接計(jì)算鎖鏈行程，所述缺陷標(biāo)識(shí)裝置設(shè)置于檢測(cè)工作臺(tái)末端并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)鎖鏈進(jìn)行缺陷標(biāo)示。
[0015]優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處設(shè)置第一接近開關(guān)，第二導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處設(shè)置第二接近開關(guān)，第三導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處設(shè)置第三接近開關(guān)，第四導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處設(shè)置第四接近開關(guān)，第五導(dǎo)向機(jī)構(gòu)處設(shè)置第五接近開關(guān)，所述第一接近開關(guān)、第二接近開關(guān)、第三接近開關(guān)、第四接近開關(guān)和第五接近開關(guān)分別與控制器相連用于鎖鏈環(huán)節(jié)計(jì)數(shù)。
[0016]一種基于機(jī)器視覺的電梯平衡補(bǔ)償鏈質(zhì)量自動(dòng)檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0017]A、使鎖鏈水平運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行一次垂直彎折形成第一彎折以及一次水平彎折形成第二彎折；
[0018]B、多個(gè)工業(yè)相機(jī)分別拍攝鎖鏈的垂直輪廓、水平輪廓、鏈環(huán)表面以及在第一彎折處拍攝垂直環(huán)端表面、第二彎折處拍攝水平環(huán)端表面圖像并發(fā)送給計(jì)算機(jī)；
[0019]C、計(jì)算機(jī)根據(jù)圖像分析鎖鏈?zhǔn)欠翊嬖谌毕荩?br>[0020]D、根據(jù)計(jì)算機(jī)分析結(jié)果對(duì)相應(yīng)缺陷環(huán)節(jié)進(jìn)行缺陷標(biāo)記。
[0021]優(yōu)選的，所述步驟D為當(dāng)計(jì)算機(jī)分析結(jié)果為存在缺陷時(shí)判斷對(duì)應(yīng)工業(yè)相機(jī)與缺陷標(biāo)識(shí)裝置距離，所述距離與鎖鏈行程檢測(cè)模塊測(cè)得的鎖鏈行程相等時(shí)，缺陷標(biāo)識(shí)裝置對(duì)缺陷環(huán)節(jié)進(jìn)行缺陷標(biāo)記。
[0022]本發(fā)明所提供的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和人為主觀因素的干擾，同時(shí)可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)快速工作，從而有效地節(jié)省人工、提高檢測(cè)效率和檢測(cè)質(zhì)量、避免漏檢、保證檢測(cè)質(zhì)量的一致性，對(duì)于企業(yè)產(chǎn)量的提高、產(chǎn)品質(zhì)量的保證起到積極的作用。
[0023]本發(fā)明所提供的檢測(cè)裝置和方法具有實(shí)時(shí)性，其根據(jù)驗(yàn)鏈作業(yè)需求，將鏈環(huán)缺陷分為輪廓缺陷和裂紋缺陷兩大類，分別采用獨(dú)立的工業(yè)相機(jī)、光源進(jìn)行圖像采集和處理，優(yōu)化了光源光路，提高成像質(zhì)量，在圖像處理算法中，針對(duì)不同檢測(cè)任務(wù)采用不同的處理方法，降低了圖像處理算法的運(yùn)算量，提高了運(yùn)算速度，可實(shí)現(xiàn)電梯平衡補(bǔ)償鏈成品的在線連續(xù)實(shí)時(shí)檢測(cè)。采用鎖鏈行程檢測(cè)模塊精確檢測(cè)鎖鏈行程后，由于各工位到缺陷標(biāo)識(shí)裝置的距離是絕對(duì)固定的，就可以保證缺陷標(biāo)記位置的準(zhǔn)確性，避免了采用鏈環(huán)計(jì)數(shù)方法進(jìn)行缺陷標(biāo)記易受鏈環(huán)公差影響的問題。
[0024]本發(fā)明所提供的檢測(cè)裝置和方法具有安全性，其針對(duì)鏈條檢測(cè)過程中可能出現(xiàn)的鏈條扭曲、卡死情況，設(shè)計(jì)了專用的鏈條導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，并可通過檢測(cè)線總