一种工业加工零件自动缺陷识别系统的制作方法
【专利摘要】一种工业加工零件自动缺陷识别系统，包括通用端、专用端及集中监控端，集中监控端对通用端及专用端的数据进行汇总和分析，通用端包括通用参数或算法相关的光学系统和机械系统，该光学系统和机械系统具有通用性，该光学系统是针对特定处理算法的光学照明和图像采集系统，该机械系统是针对特定参数的机械系统；专用端包括零件缺陷特定的光学系统和机械系统，专用端光学系统是针对特定的零件和零件缺陷调教的光学照明和图像采集系统，专用端机械系统是针对特定的零件和零件缺陷设计的机械系统。本发明通过自动化的识别和判定零件是否有缺陷，完成零件生产线的自动筛选，减少零件生产线的人工干预，提高零件批次的质量并降低成本。
【专利说明】-种工业加工零件自动缺陷识别系统 【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及一种工业零部件加工领域，更具体的说，涉及一种工业加工零件自动 缺陷识别系统。 【背景技术】
[0002] 目前，国内零件加工能够基本保证加工工序的自动化，但是对于加工过程中出现 的零件缺陷，即不合格零件，还是大量依赖于人工筛选。这种方式的弊病主要有：需要非常 多的人力。随着国内人力成本的逐步上升，零件的成本也会随之增加；人工筛选的主观性 强。具有较高的漏检率；缺乏缺陷数据支持，零件加工企业不方便回溯分析缺陷产生的原 因。
【发明内容】
[0003] 本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种工业加工零件自动缺陷识 别系统，该系统应用于零件加工领域，通过自动化的识别和判定零件是否有缺陷，完成零件 生产线的自动筛选，从而能够减少零件生产线的人工干预，提高零件批次的质量并降低成 本。同时，能够将系统检查的实时数据和历史信息分析汇总后为企业分析缺陷原因提供帮 助。
[0004] 为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
[0005] -种工业加工零件自动缺陷识别系统，包括通用端、专用端及集中监控端，所述通 用端采集和控制非特定零件的通用缺陷数据，所述专用端采集和控制特定零件的现场缺陷 数据，所述集中监控端对通用端及专用端的数据进行汇总和分析，所述通用端包括若干通 用参数或算法相关的光学系统和机械系统，通用端光学系统和机械系统具有通用性，能够 处理不同的零件，通用端光学系统是针对特定处理算法的光学照明和图像采集系统，通用 端机械系统是针对特定参数的机械系统；所述专用端包括零件缺陷特定的光学系统和机械 系统，专用端光学系统是针对特定的零件和零件缺陷调教的光学照明和图像采集系统，专 用端机械系统是针对特定的零件和零件缺陷设计的机械系统。
[0006] 所述通用端包括通用采集端和通用数据处理控制端，所述通用采集端用于采集供 通用数据处理控制端使用的零件现场数据，所述通用数据处理控制端控制所述通用采集端 的光学系统进行零件现场图像数据捕获，然后通过机器视觉和图像处理算法识别零件的一 些通用缺陷。
[0007] 所述通用数据处理控制端通过连接Ethernet的PC机实现。
[0008] 所述专用端包括专用采集端和专用数据处理控制端，所述专用采集端用于采集供 专用数据处理控制端使用的零件现场数据，所述专用数据处理控制端采用零件形态参数相 关的机器视觉和图像处理算法进行零件缺陷的识别。
[0009] 所述专用数据处理控制端通过连接Ethernet的PC机实现。
[0010] 所述集中控制端也通过连接Ethernet的PC机实现。
[0011] 所述通用端的工作流程包括：
[〇〇12] 光学系统驱动：提供访问和控制光学系统的操作接口；
[0013] 机械系统驱动：提供访问和控制机械系统的操作接口；
[0014] 零件参数录入：接收零件和缺陷通用参数录入的模块；
[0015] 机器视觉算法库：根据零件和缺陷参数对光学系统拍摄图像进行缺陷判别的算法 库；
[0016] 远程控制命令处理：接收和处理集中监控端的远程命令；
[0017] 本地数据处理和统计：对缺陷检测实时系统进行的重要数据和信息进行处理和归 档；
[0018] 本地显示界面：提供用户友好的操作界面和状态显示界面。
[0019] 所述专用端的工作流程包括：
[〇〇2〇] 光学系统驱动：提供访问和控制光学系统的操作接口；
[〇〇21] 机械系统驱动：提供访问和控制机械系统的操作接口；
[0022] 机器视觉算法库：根据零件和缺陷参数对光学系统拍摄图像进行缺陷判别的算法 库；
[0023] 远程控制命令处理：接收和处理集中监控端的远程命令；
[0024] 本地数据处理和统计：对缺陷检测实时系统进行的重要数据和信息进行处理和归 档；
[0025] 本地显示界面：提供用户友好的操作界面和状态显示界面。
[0026] 所述集中监控端主要通过下列方式实现：数据库方式实现历史数据的归档；图形 显示方式实现远程监控。
[0027] 本发明所提供的用于工业加工零件自动缺陷识别的系统，应用于零件加工领域， 通过自动化的识别和判定零件是否有缺陷，完成零件生产线的自动筛选，从而能够减少零 件生产线的人工干预，提高零件批次的质量并降低成本。同时，能够将系统检查的实时数据 和历史信息分析汇总后为企业分析缺陷原因提供帮助。本发明系统能够满足：漏检（缺陷 零件被误认为合格零件）率为〇%;错检（合格零件被误认为错误零件）率小于1〇%;零件 检测速率高于人工检测速率5倍以上。 【专利附图】
【附图说明】
[0028] 图1是本发明所提供的系统结构组成框图；
[0029] 图2是图1中通用端工作流程图；
[0030] 图3是图1的通用数据处理控制端的基本架构图。 【具体实施方式】
[0031] 以下通过具体实施例结合说明书附图对本发明技术方案做进一步详细的说明。
[0032] 图1所示，本发明所提供的工业加工零件自动缺陷识别系统，主要包含：
[0033] 通用数据处理控制端：该部分不针对特定的零件。它控制通用采集端的光学系 统进行零件现场图像数据捕获，然后通过机器视觉和图像处理算法识别零件的一些通用缺 陷，例如：尺寸，重量，厚度等。通用采集端的算法具有零件的普适性，它能够接收通用参数 的录入，例如：零件3D图纸信息，然后自动调整算法参数。
[〇〇34] 通用采集端：该部分不针对特定的零件。它主要用于采集供通用数据处理控制端 使用的零件现场数据。它由若干通用参数或算法相关的光学系统和机械系统组成。其中：
[0035] 光学系统：针对特定处理算法的光学照明和图像采集系统。
[0036] 机械系统：针对特定参数的机械系统。能够辅助完成零件传送，定标和筛选等工 作。
[〇〇37] 专用数据处理控制端：该部分针对特定的零件。采用零件形态参数相关的机器视 觉和图像处理算法进行零件缺陷的识别。
[0038] 专用采集端：该部分针对特定的零件。它主要用于采集供专用数据处理控制端使 用的零件现场数据。它由零件缺陷特定的光学系统和机械系统组成。其中
[0039] 光学系统：针对特定的零件和零件缺陷调教的光学照明和图像采集系统。
[0040] 机械系统：针对特定的零件和零件缺陷设计的机械系统。能够辅助完成零件传送， 定标和筛选等工作。
[0041] 集中监控端：将多个通用或专用数据处理控制端的处理数据进行汇总分析，并提 供有价值的数据信息供企业进行决策。
[0042] 通用端
[0043] 通用端包括上述的通用采集端和通用数据处理控制端。实现形式上，通用采集端 使用调配的光学拍照系统和定制的机械系统；通用数据处理控制端通过连接Ethernet的 PC机实现。
[0044] 通用端的光学系统和机械系统具有通用性，可以处理不同的零件。通用端的系统 工作流程如图2所示。
[0045] 通用数据处理控制端的基本架构如图3所示：
[0046] 它主要包括：
[0047] ?光学系统驱动：提供访问和控制光学系统的操作接口；
[〇〇48] ?机械系统驱动：提供访问和控制机械系统的操作接口；
[〇〇49] ?零件参数录入：接收零件和缺陷通用参数录入的模块；
[0050] ?机器视觉算法库：根据零件和缺陷参数对光学系统拍摄图像进行缺陷判别的算 法库；
[0051] ?远程控制命令处理：接收和处理集中监控端的远程命令；
[0052] ?本地数据处理和统计：对缺陷检测实时系统进行的重要数据和信息进行处理和 归档，
[0053] ?本地显示界面：提供用户友好的操作界面和状态显示界面。
[0054] 专用端
[0055] 专用端包括专用采集端和专用数据处理控制端。实现形式上，专用采集端使用调 配的光学拍照系统和定制的机械系统；专用数据处理控制端通过连接Ethernet的PC机实 现。
[0056] 专用端与通用端的区别仅在于：
[0057] 针对特定的零件和特定的缺陷构建的光学系统和机械系统；
[0058] 针对特定的零件实现的图像处理和机器视觉算法。算法没有通用性的约束；
[0059] 因为只针对特定零件和特定缺陷，不需要输入零件参数。
[0060] 集中监控端
[0061] 集中控制端也通过连接Ethernet的PC机实现。主要通过下列方式实现：
[〇〇62] 数据库方式实现历史数据的归档；图形显示方式实现远程监控。
[0063] 本发明系统能够?两足的功能见表1 :
[0064] 表 1
【权利要求】
1. 一种工业加工零件自动缺陷识别系统，包括通用端、专用端及集中监控端，所述通用 端采集和控制非特定零件的通用缺陷数据，所述专用端采集和控制特定零件的现场缺陷数 据，所述集中监控端对通用端及专用端的数据进行汇总和分析，其特征在于，所述通用端包 括若干通用参数或算法相关的光学系统和机械系统，通用端光学系统和机械系统具有通用 性，能够处理不同的零件，通用端光学系统是针对特定处理算法的光学照明和图像采集系 统，通用端机械系统是针对特定参数的机械系统；所述专用端包括零件缺陷特定的光学系 统和机械系统，专用端光学系统是针对特定的零件和零件缺陷调教的光学照明和图像采集 系统，专用端机械系统是针对特定的零件和零件缺陷设计的机械系统。
2. 根据权利要求1所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述通用端 包括通用采集端和通用数据处理控制端，所述通用采集端用于采集供通用数据处理控制端 使用的零件现场数据，所述通用数据处理控制端控制所述通用采集端的光学系统进行零件 现场图像数据捕获，然后通过机器视觉和图像处理算法识别零件的一些通用缺陷。
3. 根据权利要求2所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述通用数 据处理控制端通过连接Ethernet的PC机实现。
4. 根据权利要求1所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述专用端 包括专用采集端和专用数据处理控制端，所述专用采集端用于采集供专用数据处理控制端 使用的零件现场数据，所述专用数据处理控制端采用零件形态参数相关的机器视觉和图像 处理算法进行零件缺陷的识别。
5. 根据权利要求4所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述专用数 据处理控制端通过连接Ethernet的PC机实现。
6. 根据权利要求1所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述集中控 制端也通过连接Ethernet的PC机实现。
7. 根据权利要求2所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述通用端 的工作流程包括： 光学系统驱动：提供访问和控制光学系统的操作接口； 机械系统驱动：提供访问和控制机械系统的操作接口； 零件参数录入：接收零件和缺陷通用参数录入的模块； 机器视觉算法库：根据零件和缺陷参数对光学系统拍摄图像进行缺陷判别的算法库； 远程控制命令处理：接收和处理集中监控端的远程命令； 本地数据处理和统计：对缺陷检测实时系统进行的重要数据和信息进行处理和归档； 本地显示界面：提供用户友好的操作界面和状态显示界面。
8. 根据权利要求4所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述专用端 的工作流程包括： 光学系统驱动：提供访问和控制光学系统的操作接口； 机械系统驱动：提供访问和控制机械系统的操作接口； 机器视觉算法库：根据零件和缺陷参数对光学系统拍摄图像进行缺陷判别的算法库； 远程控制命令处理：接收和处理集中监控端的远程命令； 本地数据处理和统计：对缺陷检测实时系统进行的重要数据和信息进行处理和归档； 本地显示界面：提供用户友好的操作界面和状态显示界面。
9.根据权利要求1所述的工业加工零件自动缺陷识别系统，其特征在于，所述集中监 控端主要通过下列方式实现：数据库方式实现历史数据的归档；图形显示方式实现远程监 控。
【文档编号】G01N21/88GK104048968SQ201410245503
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】雍雯, 孔吉, 林志松 申请人:上海美迪索科电子科技有限公司