专利名称：硬币模具表面质量检测的系统及方法
技术领域：
本发明涉及造币技术领域，应用图像比对法检验造币模具的质量，是ー种硬币模具表面质量检测的系统及方法。
背景技术：
现有技术对于硬币模具表面质量的检测都是以人工检验为主，很容易出现漏检的质量风险，从而最終影响到成品质量的一致性。存在的问题是由于人工检测的方法存在着劳动强度量大、检测效率低，尤其是模具表面的图纹特征，其測量与评定的难度大、检测过程中易受人为因素的影响，导致评定标准一致性差，难以满足现代造币产业对于模具质量检测的要求。国内外目前虽然有不少技术涉及硬币表面质量的检测，但均没有涉及到硬币模具表面质量的检测。因此开发硬币模具表面质量检测系统具有新颖性和实用性。在生产过程中可更好地确保硬币模具质量的稳定性、提高模具检验的自动化程度和降低对操作人 员的依赖性，保证成品质量的一致性。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的ー种硬币模具表面质量检测系统及方法，其适用于流通币模具、金银币模具及金银币表面质量的自动检测，具有易于捕捉缺陷特征、图像采集精准、图像比对处理快速准确的优点，有效降低了误废率，提高了生产效率，減少了人为差错，有利于模具质量的一致性控制。实现本发明目的的具体技术方案是
ー种硬币模具表面质量检测系统，其特点是该系统包括检测仪、相机、数显千分表及计算机，所述检测仪由壳体、模具エ位、相机支架、光源支架及微调机构组成，壳体底部设有水平的模具轨道及竖直的导向杆，侧壁上设有竖直的相机支架轨道及光源軌道，模具エ位底部设有模具滑槽，相机支架为箱形件，其上设有相机滑槽、微调螺母及相机座，光源支架为矩形或圆形环状体，其上设有光源滑槽或导孔，微调机构上设有螺杆；所述模具エ位经模具滑槽与壳体的模具轨道滑配，相机支架经相机滑槽与壳体的相机支架轨道滑配，光源支架经光源滑槽与壳体的光源轨道滑配，或经导孔与壳体的导向杆滑配，微调机构的螺杆与相机支架的微调螺母啮合；所述相机设于相机支架的相机座上，计算机经传输线与相机连接，数显千分表经传输线与计算机连接；所述的微调机构的螺杆两端设有轴座，所述轴座为两件，且分布固定于壳体的侧壁上；所述的光源支架上设有环形光源、条形光源或环形光源与条形光源的组合光源；
ー种使用上述系统实施硬币模具表面质量检测的方法，该方法包括以下具体步骤
O图像检测
a)、准备工作确定欲检测模具，并给计算机内存入欲检测模具的标准图像；
b)、配置光源根据欲检测模具的形位特征匹配对应的灯光支架；
C)、安装欲检测模具移动模具エ位，使其从壳体的模具轨道内滑出，将欲检测模具置于模具エ位中，反向移动模具エ位，使欲检测模具进入检测位置；
d)、调整相机通过微调机构，确定相机与欲检测模具间的拍摄距离，并调整相机的焦
距；
e)、调整光源支架按照模具表面的图纹特征，安装匹配的光源支架，并使其在壳体的光源轨道上或在壳体的导向杆上滑动，确定光源支架的最佳位置；
f)、采集图像启动计算机，相机工作，采集图像，改变光源支架上的环形光源、条形光源或环形光源与条形光源的组合光源，分别获取多幅不同图纹特征的图像； g)、图像处理相机将采集的图像信息输送到计算机，经图像处理器处理后与标准图像进行比对及信息处理；
h)、计算结果计算机输出结果，合格或不合格，合格，进行下一幅图像处理，不合格人エ复检；复检合格进入下一幅图像处理，不合格，欲检测模具报废；
2)几何尺寸检测
将欲检测模具移至数显千分表的測量台上，检测模具边高、图纹高度、平行度、弧度，计算机输出检测結果。本发明适用于流通币模具、金银币模具及金银币表面质量的自动检测，分为图像检测及几何尺寸检测，具有易于捕捉缺陷特征、图像采集精准、图像比对处理快速准确的优点，有效降低了误废率，提高了生产效率，減少了人为差错，利于模具质量的一致性控制。
图I为本发明系统结构示意 图2为本发明检测仪及相机的结构示意 图3为发明光源支架的光源照射示意 图4为本发明方法流程 图5及图6为本发明检测状态示意图。
具体实施例方式參阅图I、图2，本发明包括检测仪I、相机2、数显千分表3及计算机4，所述检测仪I由壳体11、模具エ位12、相机支架13、光源支架14及微调机构15组成，壳体11底部设有水平的模具轨道111及竖直的导向杆114，侧壁上设有竖直的相机支架轨道112及光源轨道115，模具エ位12底部设有模具滑槽121，相机支架13为箱形件，其上设有相机滑槽131、微调螺母134及相机座132，光源支架14为矩形或圆形环状体，其上设有光源滑槽141或导孔142，微调机构15上设有螺杆151 ;所述模具エ位12经模具滑槽121与壳体11的模具轨道111滑配，相机支架13经相机滑槽131与壳体11的相机支架轨道112滑配，光源支架14经光源滑槽141与壳体11的光源轨道115滑配，或经导孔142与壳体11的导向杆114滑配，微调机构15的螺杆151与相机支架13的微调螺母134啮合；所述相机2设于相机支架13的相机座132上，计算机4经传输线与相机2连接，数显千分表3经传输线与计算机4连接；所述的微调机构15的螺杆151两端设有轴座152，所述轴座152为两件，且分布固定于壳体11的侧壁上；所述的光源支架14上设有环形光源143、条形光源144或环形光源与条形光源的组合光源。
使用上述系统实施硬币模具表面质量检测的方法包括以下具体步骤
O图像检测
a)、准备工作确定欲检测模具，并给计算机4内存入欲检测模具的标准图像； b)、配置光源根据欲检测模具的形位特征匹配对应的光源支架14；
C)、安装欲检测模具移动模具エ位12，使其从壳体11的模具轨道111内滑出，将欲检测模具置于模具エ位12中，反向移动模具エ位12，使欲检测模具进入检测位置；
d)、调整相机通过微调机构15，确定相机2与欲检测模具间的拍摄距离，并调整相机2的焦距；
e)、调整光源支架按照模具表面的图纹特征，安装匹配的光源支架14，并使其在壳体11的光源轨道115上或在壳体11的导向杆114上滑动，确定光源支架14的最佳位置；
f)、采集图像启动计算机，相机2工作，采集图像，改变光源支架14上的环形光源143、条形光源144或环形光源与条形光源的组合光源，分别获取多幅不同图纹特征的图像；
g)、图像处理相机2将采集的图像信息输送到计算机4，经图像处理器处理后与标准图像进行比对及信息处理；
h)、计算结果计算机4输出结果，合格或不合格，合格，进行下一幅图像处理，不合格人工复检；复检合格进入下一幅图像处理，不合格，欲检测模具报废；
2)几何尺寸检测
将欲检测模具移至数显千分表3的測量台上，检测模具边高、图纹高度、平行度、弧度，并计算机4输出检测結果。
实施例以流通币模具的检测为例 O图像检测
a)、准备工作确定欲检测的流通币模具，并给计算机4内存入欲检测模具的多幅标准图像；
b)、配置光源根据欲检测流通币模具的形位特征匹配对应的光源支架14；
C)、安装欲检测模具移动模具エ位12，使其从壳体11的模具轨道111内滑出，将欲检测流通币模具的正面置于模具エ位12中，反向移动模具エ位12，使之欲检测流通币模具进入检测位置；
d)、调整相机调整微调机构15的螺杆151，通过螺杆151与微调螺母134的啮合，带动相机支架13在壳体11的相机支架轨道112上滑动，初步确定相机2与欲检测流通币模具间的拍摄距离，再调整相机2，使相机2与流通币模具的焦距对准；
e)、调整光源支架按照流通币模具表面的图纹特征，安装环形光源143、条形光源144及组合光源的光源支架14，并使环形光源143、组合光源在壳体11的导向杆114上滑动，条形光源144在壳体11的光源轨道115上滑动，依据流通币模具表面不同的图纹特征，分别配置不同光源的光源支架14的最佳位置；
f)、采集图像采集模具表面的防伪特征图像，开启条形光源144及组合光源，调整光源支架14的最佳位置；启动计算机，相机2工作，分别采集隐形雕刻图像、精细图纹图像及微缩文字图像，获取多幅不同的防伪特征图像；
g)、图像处理相机2将采集的防伪特征图像信息输送到计算机4，经图像处理器处理后与标准图像逐一进行比对及信息处理；
h)、计算结果计算机4输出结果，合格或不合格，合格，进行下一幅图像处理，不合格人工复检；复检合格进入下一幅图像处理，不合格，欲检测模具报废；
2)几何尺寸检测
将欲检测流通币模具移至数显千分表3的测量台上，点击对应技术参数的测量按钮，即可进行检测流通币模具边高、图纹高度、平行度及弧度数值，数值通过数据线传输到计算机4，并由计算机4输出检测结果，实现检测报表的自动填报。将欲检测流通币模具的反面置于模具工位12中，重复步骤I)图像检测及2)几何尺寸检测，实施对流通币模具的反面检测。 调整步骤f)，即可采集模具表面缺陷特征图像，开启环形光源143及组合光源，调整光源支架14的最佳位置；启动计算机，相机2工作，分别采集流通币模具的表面白雾、表面划伤及图纹匹配图像，获取多幅不同的缺陷特征图像，如图5及图6，图中A为缺陷、B为合格。本发明还可实施对金银币模具的检测及金银币产品的检测。
权利要求
1.ー种硬币模具表面质量检测系统，其特征在于该系统包括检测仪(I)、相机(2)、数显千分表(3)及计算机(4)，所述检测仪(I)由壳体(11)、模具エ位(12)、相机支架(13)、光源支架(14)及微调机构(15)组成，其壳体(11)底部设有水平的模具轨道(111)及竖直的导向杆(114)，侧壁上设有竖直的相机支架轨道(112)及光源轨道(115)，模具エ位(12)底部设有模具滑槽(121 )，相机支架(13)为箱形件，其上设有相机滑槽(131 )、微调螺母(134)及相机座(132)，光源支架(14)为矩形或圆形环状体，其上设有光源滑槽(141)或导孔(142)，微调机构(15)上设有螺杆(151);所述模具エ位(12)经模具滑槽(121)与壳体(11)的模具轨道(111)滑配，相机支架(13)经相机滑槽(131)与壳体(11)的相机支架轨道(112)滑配，光源支架(14)经光源滑槽(141)与壳体(11)的光源轨道(115 )滑配，或者经导孔(142 )与壳体(11)的导向杆(114)滑配，微调机构(15)的螺杆(151)与相机支架(13)的微调螺母(134)啮合；所述相机(2)设于相机支架(13)的相机座(132)上，计算机(4)经传输线与相机(2)连接，数显千分表(3)经传输线与计算机(4)连接。
2.根据权利要求I所述的硬币模具表面质量检测系统，其特征在于微调机构(15)的螺杆(151)两端设有轴座(152)，所述轴座(152)为两件，且固定于壳体(11)的侧壁上。
3.根据权利要求I所述的硬币模具表面质量检测系统，其特征在于光源支架(14)上设有环形光源(143)、条形光源(144)或环形光源与条形光源的组合光源。
4.ー种使用权利要求I所述系统实施硬币模具表面质量检测的方法，其特征在于该方法包括以下具体步骤 O图像检测 a)、准备工作确定欲检测模具，并给计算机(4)内存入欲检测模具的标准图像； b)、配置光源根据欲检测模具的形位特征匹配对应的光源支架(14)； C)、安装欲检测模具移动模具エ位(12)，使其从壳体(11)的模具轨道(111)内滑出，将欲检测模具置于模具エ位(12)中，反向移动模具エ位(12)，使欲检测模具进入检测位置； d)、调整相机通过微调机构(15)，确定相机(2)与欲检测模具间的拍摄距离，并调整相机(2)的焦距； e)、调整光源支架按照模具表面的图纹特征，安装匹配的光源支架(14)，并使其在壳体(11)的光源轨道(115)上或在壳体(11)的导向杆(114)上滑动，确定光源支架(14)的最佳位置； f)、采集图像启动计算机，相机(2)工作，采集图像，改变光源支架(14)上的环形光源(143)、条形光源(144)或环形光源与条形光源的组合光源，分别获取多幅不同图纹特征的图像； g)、图像处理相机(2)将采集的图像信息输送到计算机(4)，经图像处理器处理后与标准图像进行比对及信息处理； h)、计算結果计算机(4)输出结果，合格或不合格，合格，进行下一幅图像处理，不合格人工复检；复检合格进入下一幅图像处理，不合格，欲检测模具报废； 2)几何尺寸检测 将欲检测模具移至数显千分表(3)的測量台上，检测模具边高、图纹高度、平行度、弧度，并计算机(4)输出检测結果。
全文摘要
本发明公开了一种硬币模具表面质量检测系统及方法，其系统包括检测仪、相机、数显千分表及计算机；一种使用所述系统实施硬币模具表面质量检测的方法。本发明适用于流通币模具、金银币模具及金银币表面质量的自动检测，分为图像检测及几何尺寸检测，具有易于捕捉缺陷特征、图像采集精准、图像比对处理快速准确的优点，有效降低了误废率，提高了生产效率，减少了人为差错，利于模具质量的一致性控制。
文档编号G01N21/88GK102866160SQ20121031180
公开日2013年1月9日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者吴琳琳, 宋金华, 李文军, 邵丽健, 张敏, 周洪国, 戴锦明, 吴福熔 申请人:上海造币有限公司, 中国印钞造币总公司