橡胶塞质量检测装置及检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种橡胶塞质量检测装置及检测方法，检测装置至少包括匀速旋转平台、检测位、定焦相机、光电开关、光源、工控机、显示装置和残次品处理装置；待检测橡胶塞由匀速旋转平台输送至检测位，在光电开关识别到待检测橡胶塞位于检测位时，即触发五部定焦相机对其进行多角度拍摄，后工控机对拍摄采集来的橡胶塞图像进行半径、圆度、飞边情况、厚度和杂质点数等项目的检测处理，并将检测结果进行数据统计、存储和显示传输；还对检测到的残次品进行剔出。实现全面自动质检，质量检测、结果显示、剔除处理均在一个检测装置中完成，精度高、速度快、高效而可靠，生产成本低、克服人工检测的诸多不足。
【专利说明】橡胶塞质量检测装置及检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种检测装置及检测方法，特别是涉及一种橡胶塞质量检测装置及检 测方法，具体是对特定形状医用橡胶塞进行关于其半径、圆度、飞边情况、厚度、杂质点等方 面的检测。
【背景技术】
[0002] 在特定形状医用橡胶塞的质量检测中，国内多数采用人工检测方法，其检测速度 和效果很大程度上取决于工人的熟练程度；这种传统的检测方式是人工测量和确认，其需 要耗费大量的人力、物力和时间，而且检测数据不够精准，显然很难满足大批量生产的要 求；因此，实现橡胶塞质量检测的自动化是迫切有益之举。
[0003] 虽然目前已有针对橡胶塞质量的自动检测装置，但是其存在结构复杂、装置庞大、 生产成本高、经济开支动辄几十万甚至上百万等缺陷。
【发明内容】
[0004] 本发明的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种橡胶塞质量检测装置 及检测方法，特别适用于对特定形状医用橡胶塞进行质量检测。
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供结构简单、拆装方便、质量可靠、生产成本低、 实用性强的橡胶塞质量检测装置，不仅实现橡胶塞的全面质检、检测精度高，而且实现检测 速度的快速有效、检测结果的可视化，同时可对合格品与不合格品进行分类，极具有产业上 的利用价值。
[0006] 本发明所要解决的又一技术问题是提供反应快速、顺畅有序、检测结果可靠的橡 胶塞质量检测方法，不仅可实现橡胶塞的多角度图像采集，对橡胶塞图像进行高效处理，而 且实现检测结果的数据统计和显示，以及快速启动残次品处理工序。
[0007] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0008] 本发明提供一种橡胶塞质量检测装置，至少包括：
[0009] 匀速旋转平台，用于输送待检测橡胶塞；
[0010] 检测位，为匀速旋转平台中用于为输送来的待检测橡胶塞提供检测的位置；
[0011] 定焦相机，用于对位于检测位的待检测橡胶塞进行拍摄；
[0012] 光电开关，固设在检测位一侧、用于触发定焦相机进行拍摄；
[0013] 光源，用于提供检测照明；
[0014] 工控机，用于对拍摄采集来的橡胶塞图像进行检测处理，并将检测结果进行数据 统计、存储和显示传输；
[0015] 显示装置，用于显示橡胶塞图像的检测结果；
[0016] 残次品处理装置，用于将橡胶塞残次品进行剔除；
[0017] 所述定焦相机包括上下两部相机和侧面三部相机；所述上下两部相机分布于检测 位上下方、采集获取待检测橡胶塞上下表面的圆面橡胶塞图像；所述侧面三部相机分布于 检测位侧面、采集获取待检测橡胶塞全部侧面的橡胶塞侧面图像；
[0018] 所述工控机的检测处理包括对待检测橡胶塞至少依次进行橡胶塞图像的半径测 量、圆度判定、飞边检测、厚度测量、杂质点检测。
[0019] 本发明的质量检测装置进一步设置为：所述匀速旋转平台设置为圆环结构，所述 侧面三部相机至少有一部可内嵌在圆环的内环空腔中。
[0020] 本发明的质量检测装置再进一步设置为：所述侧面三部相机以120°角围绕检测 位的待检测橡胶塞设置。
[0021] 本发明的质量检测装置再进一步设置为：所述残次品处理装置包括通过将不合格 品剔出匀速旋转平台的喷嘴。
[0022] 本发明橡胶塞质量检测装置的工作原理为：待检测橡胶塞由匀速旋转平台输送至 检测位，在光电开关识别到待检测橡胶塞位于检测位时，即触发五部定焦相机对其进行多 角度拍摄，然后工控机对拍摄采集来的橡胶塞图像进行半径、圆度、飞边情况、厚度、杂质点 数等项目的检测处理，并将检测结果进行数据统计、存储和显示传输；还对检测到的残次品 进行剔除。
[0023] 本发明还提供一种橡胶塞质量检测方法，至少包括步骤有橡胶塞图像采集、橡胶 塞图像处理、检测结果数据统计和显示、残次品处理工序；
[0024] 所述橡胶塞图像处理依次包括以下步骤：
[0025] 步骤1:根据采集到的橡胶塞上下表面即圆形的圆面橡胶塞图像进行半径测量；
[0026] 所述半径测量包括步骤有：
[0027] 步骤1-1 :将圆面橡胶塞图像采用灰度图像阈值法进行二值化；
[0028] 步骤1-2 :把圆面橡胶塞图像作为前景从灰度值较低的背景中分割出来；
[0029] 步骤1-3 :使用灰度重心法确定圆面橡胶塞图像的形心一；
[0030] 步骤1-4 :使用canny边缘检测算法获得圆面橡胶塞图像轮廓；
[0031] 步骤1-5 :通过计算得到圆面橡胶塞图像轮廓上的半径采样点到形心一之间的平 均距离R作为橡胶塞半径，
【权利要求】
1. 一种橡胶塞质量检测装置，其特征在于：至少包括， 匀速旋转平台，用于输送待检测橡胶塞； 检测位，为匀速旋转平台中用于为输送来的待检测橡胶塞提供检测的位置； 定焦相机，用于对位于检测位的待检测橡胶塞进行拍摄； 光电开关，固设在检测位一侧、用于触发定焦相机进行拍摄； 光源，用于提供检测照明； 工控机，用于对拍摄采集来的橡胶塞图像进行检测处理，并将检测结果进行数据统计、 存储和显示传输； 显示装置，用于显示橡胶塞图像的检测结果； 残次品处理装置，用于将橡胶塞残次品进行剔除； 所述定焦相机包括上下两部相机和侧面三部相机；所述上下两部相机分布于检测位上 下方、采集获取待检测橡胶塞上下表面的圆面橡胶塞图像；所述侧面三部相机分布于检测 位侧面、采集获取待检测橡胶塞全部侧面的橡胶塞侧面图像； 所述工控机的检测处理包括对待检测橡胶塞至少依次进行橡胶塞图像的半径测量、圆 度判定、飞边检测、厚度测量、杂质点检测。
2. 根据权利要求1所述的橡胶塞质量检测装置，其特征在于：所述匀速旋转平台设置 为圆环结构，所述侧面三部相机至少有一部可内嵌在圆环的内环空腔中。
3. 根据权利要求1所述的橡胶塞质量检测装置，其特征在于：所述侧面三部相机以 120°角围绕检测位的待检测橡胶塞设置。
4. 根据权利要求1所述的橡胶塞质量检测装置，其特征在于：所述残次品处理装置包 括通过将不合格品剔出匀速旋转平台的喷嘴。
5. -种橡胶塞质量检测方法，其特征在于：至少包括步骤有橡胶塞图像采集、橡胶塞 图像处理、检测结果数据统计和显示、残次品处理工序； 所述橡胶塞图像处理依次包括以下步骤： 步骤1:根据采集到的橡胶塞上下表面即圆形的圆面橡胶塞图像进行半径测量； 所述半径测量包括步骤有： 步骤1-1 :将圆面橡胶塞图像采用灰度图像阈值法进行二值化； 步骤1-2 :把圆面橡胶塞图像作为前景从灰度值较低的背景中分割出来； 步骤1-3 :使用灰度重心法确定圆面橡胶塞图像的形心一； 步骤1-4 :使用canny边缘检测算法获得圆面橡胶塞图像轮廓； 步骤1-5 :通过计算得到圆面橡胶塞图像轮廓上的半径采样点到形心一之间的平均距 离R作为橡胶塞半径，
其中，/?,,.=Spx-?)2 +U.-凡)2为半径采样点到形心一距离，即为采样点半 径值；Sp为圆面橡胶塞图像轮廓的像素点所代表的实际物体尺寸，Xi、Yi为采样点坐标， XO、YO为形心一坐标； 步骤1-6 :通过与事先设定的半径阈值RO做比对，判断半径是否达标； 步骤1-7 :如果判断半径达标，则进入步骤2 ;如果判断半径不达标，则产生半径残次品 处理信号，进入残次品处理工序； 步骤2:根据采集到的橡胶塞上下表面即圆形的圆面橡胶塞图像进行圆度判定； 所述圆度判定包括步骤有： 步骤2-1 :将步骤1半径测量所得的橡胶塞半径R作为样本均值，求取圆面橡胶塞图像 轮廓上的半径采样点集到形心一之间距离的方差
步骤2-2 :通过与事先设定的方差阈值DO做比对，确定半径值波动的情况，从而判断圆 度是否达标； 步骤2-3 :如果判断圆度达标，则进入步骤3 ;如果判断圆度不达标，则产生圆度残次品 处理信号，进入残次品处理工序； 步骤3:根据采集到的橡胶塞上下表面即圆形的圆面橡胶塞图像进行飞边检测； 所述飞边检测具体是，在所测量的Ri中寻找最大值点，再结合最大值点周围数个半径 采样点的Ri值与人为设定的半径阈值RO做比较，判断是否有飞边情况；如果判断没有飞边 情况，则进入步骤4;如果判断有飞边情况，则产生飞边残次品处理信号，进入残次品处理 工序； 步骤4:根据采集到的橡胶塞侧面即长方形的橡胶塞侧面图像进行厚度测量； 所述厚度测量包括步骤有： 步骤4-1 :将橡胶塞侧面图像使用灰度重心法提取出橡胶塞侧面图像的形心二； 步骤4-2 :以形心二为中心，取包含橡胶塞侧面图像中上边缘和下边缘在内的一块采 样图像； 步骤4-3 :使用canny边缘检测算法提取橡胶塞侧面图像的上边缘和下边缘；在下边缘 上选取下边缘采样点，取下边缘为横坐标，以横坐标不变、纵坐标垂直向上的方式对应获得 上边缘点，并统计所得的上下边缘采样点对之间的平均距离HO作为初始橡胶塞厚度值； 步骤4-4 :使用canny边缘检测算法提取橡胶塞侧面图像的左边缘和右边缘；在左边缘 上选取右边缘采样点，取左边缘为横坐标，以横坐标不变、纵坐标垂直向上的方式对应获得 右边缘点，并统计所得的左右边缘采样点对之间的平均距离d0作为橡胶塞侧面图像中橡 胶塞的直径； 2R 步骤4-5 :再使用计算式# = ^一X 计算出橡胶塞厚度H，这样可以消除橡胶塞前 ?〇 后摆动对厚度测量结果带来的呈比例的缩放变换； 步骤4-6 :通过与事先设定的厚度阈值H'做比对，判断厚度是否达标； 步骤4-7 :如果判断厚度达标，则进入步骤5 ;如果判断厚度不达标，则产生厚度残次品 处理信号，进入残次品处理工序； 步骤5:根据采集到的橡胶塞图像进行杂质点检测； 所述杂质点检测包括步骤有： 步骤5-1 :对圆面橡胶塞图像以形心一为中心，取半径最小允许值为半径r做圆形采 样；对橡胶塞侧面图像则以形心二为中心，以厚度最小允许值为高度h，以直径最小允许值 为长度1做矩形采样； 步骤5-2 :用灰度阈值法、将采样出的圆面橡胶塞图像或橡胶塞侧面图像中、颜色灰度 值与合格橡胶塞灰度值偏差较大的色块筛选出来，并统计异常像素点数目； 步骤5-3:将超出上限要求的异常像素点即视为杂质点，有杂质点即判断杂质点不达 标，则产生杂质点残次品处理信号，进入残次品处理工序。
6. 根据权利要求5所述的橡胶塞质量检测方法，其特征在于：所述橡胶塞图像采集具 体是使用光电开关触发定焦相机对位于检测位的橡胶塞进行逐个拍摄；所述定焦相机包括 均安装于匀速旋转平台固定位置的上下两部相机和侧面三部相机； 所述上下两部相机用于对橡胶塞上下表面进行圆面橡胶塞图像的采集； 所述侧面三部相机用于对橡胶塞全部侧面进行橡胶塞侧面图像的采集。
7. 根据权利要求5所述的橡胶塞质量检测方法，其特征在于：所述检测结果数据统计 和显示包括检测结果产生后，将检测结果显示在MFC界面上，同时显示出与检测结果对应 的橡胶塞图像；所述检测结果为合格PASS或不合格NG。
8. 根据权利要求5所述的橡胶塞质量检测方法，其特征在于：所述残次品处理工序是 通过喷嘴将不合格品从不合格品所在的匀速旋转平台剔出，所述不合格品包括半径不达 标、圆度不达标、飞边不达标、厚度不达标、杂质点不达标的橡胶塞。
9. 根据权利要求5所述的橡胶塞质量检测方法，其特征在于：还包括检测光源判断步 骤，所述检测光源判断步骤具体是初始开机时在光源下对橡胶塞标准件进行橡胶塞图像的 采集，以橡胶塞标准件图像的灰度值情况来判断检测光源是否正常工作。
10. 根据权利要求5所述的橡胶塞质量检测方法，其特征在于：所述步骤5-2中的颜色 灰度值与合格橡胶塞灰度值偏差较大包括偏差过高或偏差过低。
【文档编号】G01B11/00GK104315977SQ201410632213
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】徐贵力, 张超, 程月华 申请人:南京航空航天大学