专利名称：机器视觉系统对自毁式注射器部件位置的自动检测方法
技术领域：
本发明涉及利用机器视觉系统进行在线检测的技术领域，尤其涉及在自毁式注射器装配现场，利用机器视觉系统对自毁式注射器中的带刺金属片是否安装在正确位置进行自动检测的方法。
背景技术：
自毁式注射器包括针头、外套、活塞及推杆，推杆四边自中部至活塞是连续的锯齿形台阶，推杆与外套之间有带弹性的Y形的带刺金属片，带刺金属片两端有一定的弯曲度， 可以卡在推杆上，装在推杆与外套之间的上端。当注射完毕时，带刺金属片会被推杆上连续的锯齿形台阶带到外套的底部，使推杆不能再拉出来，当将推杆往后拉时，带刺金属片将会刺到外套上，破坏外套的完整性，使注射器失去再利用的价值。在流水作业的自毁式注射器装配车间现场，需要对自毁式注射器的带刺金属片是否安装在推杆正确位置进行在线检测。带刺金属片安装在推杆上的哪个锯齿形台阶上，决定了自毁式注射器最大可注射液体的量。现有技术中，对自毁式注射器的带刺金属片位置的在线检测依靠人工进行检测，在自毁式注射器生产机旁设约80人进行自毁式注射器部件位置的检测和处理，根据检测结果将产品分为合格品(如带刺金属片位置正确)和不合格品(如带刺金属片位置不正确)。不合格品直接作为废品剔除。人工检测存在的缺点主要有生产车间现场通风差，工人检测工作环境恶劣，无法直接使用目测(需用专用手持式放大镜)，劳动强度大；正常人眼在不间断观测运动物体 30min左右，即会眼花、眼胀等不适，检测人员无法长时间不间断工作，无法保证产品出厂合格率；自毁式注射器部件位置检测是带精度的检测，人眼无法准确判断，误差大，出错机会很多，无法保证检测质量；专业人员检测自毁式注射器的速度最高为0.5个/s，对生产速率有极大限制。发明的内容
针对现有技术对自毁式注射器部件位置的在线检测依靠人工进行检测，工人容易产生视觉疲劳，劳动强度大，无法保证产品合格率以及检测质量，监测速度低等问题，本发明提供一种机器视觉系统对自毁式注射器部件位置的自动检测方法，其大大降低工人的检测劳动强度，检测精度高、速度快，可以有效保证出厂产品的合格率。本发明的技术方案如下
一种机器视觉系统对自毁式注射器部件位置的自动检测方法，包括以下步骤
(1)将安装有带刺金属片的自毁式注射器推杆固定在工装条夹具上，使工装条夹具在线运行，将拍摄相机固定在在线运行的工装条夹具一侧；根据待检测自毁式注射器推杆的尺寸大小及带刺金属片朝向，选择镜头的焦距，调整拍摄相机的拍摄角度、放大倍数、拍摄距离、光圈大小、曝光时间，以便获取清晰的拍摄图像；
(2)将带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置设为检测参量，并根据用户要求设置所述检测参量的检测精度以及设定值；(3)计算机取得相机与生产进程同步的触发与控制信号，由外部触发与控制信号启动所述相机实时拍摄在线运行自毁式注射器推杆的图像，并将拍摄的图像传输至计算机供检测；
(4)计算机通过图像算法处理，提取自毁式注射器推杆的图像；
(5)计算机对所述带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置进行计算；计算该带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的距离，该距离值即是所述带刺金属片的安装位置；
(6)通过计算出的距离值判断该产品是属于合格品、还是废品，通过外部触发与控制信号将废品从指定的出料口进行剔除。其进一步的技术方案为对所述第(6)步，具体按下述步骤进行切口平整的判断和分检
(7)判断所述带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的距离是否与设定值相等，如与设定值相等则转向第(8)步，若与设定值不相等则转向第(9)步；
(8)作为合格品进行分拣；
(9)直接作为废品剔除。以及，其进一步的技术方案为对所述第(6)步，当检测到产品为废品时，计算机将通过人机界面进行图像提示，并启动报警装置。本发明的有益技术效果是
本发明采用机器视觉系统对自毁式注射器部件位置进行自动在线检测，取代人工检测，用户可自动进行检测精度的调节。具有对产品检测合格品、废品这两类产品的记录、分类、统计、存储、查询功能。并通过友好人机界面在图像中提示不合格品情况，并给予声、光报警提示，大大降低工人的检测劳动强度。人工检测速度一般为0. 5个/s，而机器视觉系统检测速度可达3、个/s，机器视觉系统的产品检测速度是人工的6、倍，极大提高了生产效率。人工检测由于环境和生理的原因，无法M小时不间断进行产品质量检测，而采用机器视觉系统检测则使其成为可能。设备的生产时间可最大限度地延长，提高了设备的利用率。人为检测由于通风差、视觉易疲劳，很难连续跟踪产品质量。数值化检测靠人工很难保证，非正常次品率一般在8 10%左右，造成了生产资源和生产成本的极大浪费；机器视觉系统的检测尺寸精度高，从而大大提高产品合格率以及检测质量。
图1是带刺金属片位置正确的自毁式注射器推杆图像。图2是带刺金属片位置不正确的自毁式注射器推杆图像。图3是本发明的工艺步骤图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
做进一步说明。图1、图2是从自毁式注射器推杆侧面拍摄并经过处理后的实际图像。在图1、图2中，四周空白部分为自毁式注射器推杆图像经过去噪软件处理后的透明空间，所示线条为自毁式注射器推杆处理后的轮廓图像。
实施例1，对合格产品的检测
如图1所示的自毁式注射器推杆图像，其中部安装有带刺金属片。将Basler ACA640-100GM型工业相机固定在自毁式注射器的侧方，相机距自毁式注射器侧面的距离约为20mm，使用施耐得50倍放大变焦变倍镜头，焦距调至16mm，光圈调到最大值，曝光时间调为0. 41ms。检测精度设置为0. 5mm,设定合格品的带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的正常距离为11.5um。采用专用白色LED碗光源，从相机的同侧方进行照射(正光)，并使用半封闭遮挡金属框体来屏蔽外界杂光的影响，以便比较稳定地取得视觉图像，体现自毁式注射器切口的明显特征。本项目的LED碗光源使用CCS公司的机器视觉专用光源(也可使用其他公司的LED碗光源)，以便能比较稳定地拍摄到清晰的图像，并显示于计算机的屏幕。采用生产线上的工装条夹具(针排)与皮带传输系统进行自毁式注射器推杆输送，保证自毁式注射器推杆按一定的方向和速度，稳定地进入检测装置。计算机根据不同生产厂商所生产设备的不同控制系统，取得相机与生产进程同步的触发与控制信号，启动所述工业相机拍摄在线运行的自毁式注射器推杆的图像，并将获取的自毁式注射器推杆图像，贮存于计算机中。计算机对所拍摄的图像通过边缘提取、平滑去噪、二值化处理、傅利叶变换等算法进行图像处理，使图像更清晰，更符合自毁式注射器推杆的真实情况。上述图像处理过程中所采用的算法均为现有技术中的常规算法。计算机对所述带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置进行计算；计算该带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的距离(图1中距离h)，该距离值即是所述带刺金属片的安装位置。如检测出的h=ll. 5mm，与设定的合格值相等，则该产品为合格品。计算机对该类合格品进行记录、分类、统计入库。实施例2，对合格产品的检测
如图2所示的自毁式注射器推杆图像，其中部安装有带刺金属片。将Basler ACA640-100GM型工业相机固定在自毁式注射器的侧方，相机距自毁式注射器侧面的距离约为20mm，使用施耐得50倍放大变焦变倍镜头，焦距调至16mm，光圈调到最大值，曝光时间调为0. 41ms。检测精度设置为0. 5mm,设定合格品的带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的正常距离为11.5um。采用专用白色LED碗光源，从相机的同侧方进行照射(正光)，并使用半封闭遮挡金属框体来屏蔽外界杂光的影响，以便比较稳定地取得视觉图像，体现自毁式注射器切口的明显特征。本项目的LED碗光源使用CCS公司的机器视觉专用光源(也可使用其他公司的LED碗光源)，以便能比较稳定地拍摄到清晰的图像，并显示于计算机的屏幕。采用生产线上的工装条夹具(针排)与皮带传输系统进行自毁式注射器推杆输送，保证自毁式注射器推杆按一定的方向和速度，稳定地进入检测装置。计算机根据不同生产厂商所生产设备的不同控制系统，取得相机与生产进程同步的触发与控制信号，启动所述工业相机拍摄在线运行的自毁式注射器推杆的图像，并将获取的自毁式注射器推杆图像，贮存于计算机中。计算机对所拍摄的图像通过边缘提取、平滑去噪、二值化处理、傅利叶变换等算法进行图像处理，使图像更清晰，更符合自毁式注射器推杆的真实情况。上述图像处理过程中所采用的算法均为现有技术中的常规算法。
计算机对所述带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置进行计算；计算该带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的距离(图2中距离h)，该距离值即是所述带刺金属片的安装位置。如检测出的h=16. 5mm，与设定的合格值不相等，则该产品为不合格品。计算机通过友好人机界面在图像中提示不合格品情况，并给予声、光报警提示，对该类不合格品进行记录、分类、统计入库。以上所有实施例中使用的图像采集设备(相机、照射光源、电源、图像采集卡等)及存贮设备(硬盘、光盘、软盘等)、图像处理设备(图像处理器的硬件及软件)、图像显示设备 (硬件及软件)、报警装置以及上述各部分的控制系统(硬件及软件)皆采用已有技术设计制作或直接采用相关市售产品。以上所述的本发明的工艺步骤示于图3。最后需要注意的是，以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种机器视觉系统对自毁式注射器部件位置的自动检测方法，其特征在于包括以下步骤(1)将安装有带刺金属片的自毁式注射器推杆固定在工装条夹具上，使工装条夹具在线运行，将拍摄相机固定在在线运行的工装条夹具一侧；根据待检测自毁式注射器推杆的尺寸大小及带刺金属片朝向，选择镜头的焦距，调整拍摄相机的拍摄角度、放大倍数、拍摄距离、光圈大小、曝光时间，以便获取清晰的拍摄图像；(2)将带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置设为检测参量，并根据用户要求设置所述检测参量的检测精度以及设定值；(3)计算机取得相机与生产进程同步的触发与控制信号，由外部触发与控制信号启动所述相机实时拍摄在线运行自毁式注射器推杆的图像，并将拍摄的图像传输至计算机供检测；(4)计算机通过图像算法处理，提取自毁式注射器推杆的图像；(5)计算机对所述带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置进行计算；计算该带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的距离，该距离值即是所述带刺金属片的安装位置；(6)通过计算出的距离值判断该产品是属于合格品、还是废品，通过外部触发与控制信号将废品从指定的出料口进行剔除。
2.根据权利要求1所述机器视觉系统对自毁式注射器部件位置的自动检测方法，其特征在于对所述第(6)步，具体按下述步骤进行切口平整的判断和分检(7)判断所述带刺金属片距离自毁式注射器推杆下端的距离是否与设定值相等，如与设定值相等则转向第(8)步，若与设定值不相等则转向第(9)步；(8)作为合格品进行分拣；(9)直接作为废品剔除。
3.根据权利要求1所述机器视觉系统对自毁式注射器部件位置的自动检测方法，其特征在于对所述第(6)步，当检测到产品为废品时，计算机将通过人机界面进行图像提示，并启动报警装置。
全文摘要
本发明提供一种机器视觉系统对自毁式注射器部件位置的自动检测方法，将带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置设为检测参量，根据用户要求设置不同检测参量的检测精度以及设定值，由外部触发与控制信号启动相机实时拍摄在线运行自毁式注射器推杆的图像，并将拍摄的图像传输至计算机供检测，计算机通过图像算法处理，提取自毁式注射器推杆的图像，并对所述带刺金属片在自毁式注射器推杆中的安装位置进行计算，通过计算出的距离值判断该产品是属于合格品、还是废品，通过外部触发与控制信号将废品从指定出料口进行剔除。本发明对自毁式注射器部件位置的检测精度高、速度快，可以有效保证产品的合格率。
文档编号G01B11/02GK102507593SQ20111035908
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者董仲伟 申请人:无锡众望四维科技有限公司