一种成型产品在线质量检测方法与流程

本发明涉及一种塑料成型产品在线质量检测方法，属于塑料加工工业技术领域。

背景技术：

目前大多数塑料胶件加工制造行业的质量检测还停留在人工检测阶段，对颜色的检测是通过人眼观察胶件颜色，然后和标准比色卡进行对比，从而判断颜色是否合格。对外形的检测主要是通过游标卡尺对胶件进行测量，然后与标准件尺寸进行对比，看胶件尺寸是否在允许误差内，从而判断外形是否合格。对接插件匹配度的检测是通过手工去和标准件进行接插测试，凭借经验来判断接插件是否合格。对于胶件局部出现缺胶、多胶、披锋等问题，则更要通过肉眼鉴别。以上检测方法都存在以下几个问题：检测是否合格基本靠质检员的主观判断和经验来完成，没有具体的数字量化对比，存在较大的误差，产品的质量也因此得不到保证。并且，在数量巨大的情况下，目前的人工检测方法只能进行抽样检测，无法做到每一个胶件都进行检测，也不能够实时传递检测信息。再者，人工检测长时间工作容易出现视觉疲劳、工作懈怠等人为因素，会造成质量检测的误差进一步扩大。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种成型产品在线质量检测方法，此方法可以在现有的工控系统基础上进行改进，引入智能化分析，自动的完成质量检测以及虚拟入库。

按照本发明提供的技术方案，所述的成型产品在线质量检测方法包括以下步骤：

步骤1、将注塑机根据模具生产出的塑料胶件，通过传送带送至振动盘中，通过控制振动盘将胶件按照设定频率逐个送往机械手所处的传送带，调试好的机械手从传送带的设定位置夹取待检测胶件；

步骤2、机械手逐个抓取胶件至检测黑箱中设定的图像采集区域，并按设定角度摆放胶件，通过补光灯和图像采集装置对胶件进行外形和颜色信息的采集；

步骤3、机械手将待检测胶件水平翻转180°，再次采集胶件外形、颜色信息；

步骤4、将采集到的外形、颜色信息与数据库中标准件的相关信息进行对比，如果合格，则进行下一道检验工序，如果不合格，机械手将不合格胶件放置到胶件回收框中，并转步骤2；

步骤5、对于外形和颜色检验合格的胶件，机械手将控制该胶件和标准件进行接插件匹配度检测，利用接插过程中阻尼变化引起的电流大小变化来判断接插件匹配度是否合格；如果检测合格，则判断此胶件为良品，并将检测信息传送至控制模块，机械手将胶件放置到良品框中；如果检测不合格，则判断此胶件为不良品，机械手将其放置到胶件回收框中，并转步骤2。

具体的，所述图像采集装置拍下胶件翻转前和翻转后的照片，然后进行图像识别，提取出待检测胶件的外形和颜色特征，并传送至控制模块与数据库中标准件的外形和颜色特征进行对比，如果误差在良品规定的范围内，则判定待检测胶件的外形和颜色检验合格。

具体的，所述接插件匹配度检测的方法为：在标准件上安装高精度压力传感器，输出信号为电流，当待测胶件与标准件进行接插测试时，两者之间的阻尼会引起压力传感器输出电流的变化，计算实测电流与标准件之间接插时记录的标准电流的差值，判断该差值是否在允许的范围内来判断是否合格。

具体的，可在标准件不同位置上安装多个高精度压力传感器，测试时分别产生的电流之和为实测电流Ic，而标准件之间接插时多个高精度压力传感器产生的电流之和为标准电流Ib，计算实测电流和标准电流的差值来判断误差电流是否在允许的范围内，如下式所示：

(Ib-δ)＜Ic＜(Ib+δ)

其中δ为一给定的正数，它的值根据不同胶件的接插件规格要求来确定；如果实测电流Ic处于这个误差范围内，则判定匹配度检测合格。

具体的，所述补光灯采用LED阵列光源。

本发明的优点是：针对塑料成型产品的出现缺胶、多胶、披锋等情况，自动监视并分类流出机台生产的良品和不良品，并且能够将数据及时送入控制系统进行统计，快速完成系统虚拟入库。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是一种在线质量检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述的一种成型产品在线质量检测方法总体流程如下：

步骤1、将注塑机根据模具生产出的塑料胶件，通过传送带送至振动盘中，通过控制振动盘将胶件按照设定频率逐个送往机械手所处的传送带，调试好的机械手从传送带的设定位置夹取待检测胶件；

步骤2、机械手逐个抓取胶件至检测黑箱中设定的图像采集区域，并按设定角度摆放胶件，通过补光灯和图像采集装置对胶件进行外形和颜色信息的采集；

步骤3、机械手将待检测胶件水平翻转180°，再次采集胶件外形、颜色信息；

步骤4、将采集到的外形、颜色信息与数据库中标准件的相关信息进行对比，如果合格，则进行下一道检验工序，如果不合格，机械手将不合格胶件放置到胶件回收框中，并转步骤2；

步骤5、对于外形和颜色检验合格的胶件，机械手将控制该胶件和标准件进行接插件匹配度检测，利用接插过程中阻尼变化引起的电流大小变化来判断接插件匹配度是否合格；如果检测合格，则判断此胶件为良品，并将检测信息传送至控制模块，机械手将胶件放置到良品框中；如果检测不合格，则判断此胶件为不良品，机械手将其放置到胶件回收框中，并转步骤2。

本发明可以在现有的工控系统上进行改进，在传送带、机械手的控制系统基础上增加图像采集、图像识别装置以及胶件图像数据库以及胶件参数数据库。

本发明需要建立胶件多角度图像数据库，可以由MES(制造企业生产过程执行管理系统)提供。还需要使用胶件图像识别软件，进行实物和标准图像的对比，做出产品缺胶、多胶等分析；以及数据采集软件，将良品和不良品信息送入MES数据库。

如图2所示，搭建了一个成型产品在线质量检测装置，包括：注塑机1、振动盘2、机械手A(抓取待测胶件9)3、机械手B(抓取标准件10)4、位于检测黑箱5中的LED阵列光源6(补光灯)、图像采集装置7，右侧表示控制模块8整体，可以包括FPGA、CPU、DSP、MES服务器等，根据现场检测需要而设计。装置实现的主要功能有：塑料胶件外形检测、产品颜色检测、接插件匹配度检测。

机械手工作流程：

1、胶件抓取。通过各个电机相互配合，机械手A3可以从与振动盘2相连的传送带上夹取待检测胶件9。

2、胶件放置在图像采集处。夹取胶件9后，机械手A3将胶件9送至图像采集区域。

3、翻转胶件。图像采集过程中，通过机械手A3将胶件9翻转，实现对胶件形状和颜色信息的全方位采集。

4、推送至接插件处，检测匹配度。控制机械手A3和机械手B4进行胶件匹配度测试，根据待检测胶件9与标准件10接插过程中不同阻尼引起的电流变化来判断是否合格。

5、合格品放回至传送带，不合格品放回胶件回收筐。

图像采集装置拍下胶件翻转前和翻转后的照片，然后进行图像识别，提取出待检测胶件的外形和颜色特征，并传送至控制模块与数据库中标准件的外形和颜色特征进行对比，如果误差在良品规定的范围内，则判定待检测胶件的外形和颜色检验合格。

其中胶件的摆放位置和角度是有规定的，在图像采集区域上设有限位件或者支撑件，使得胶件必须按照规定位置和角度摆放，这样图像采集装置拍下的胶件照片为特定视图面，极大的便于图像处理软件处理识别，提高识别效率。

所述接插件匹配度检测的方法具体为：在标准件上安装高精度压力传感器，输出信号为电流，当待测胶件与标准件接插测试时，两者之间的阻尼会引起压力传感器输出电流的变化，计算实测电流与标准件之间接插时的标准电流的差值，判断该差值是否在允许的范围内来判断是否合格。

实施例中，在标准件不同位置上安装多个高精度压力传感器，测试时分别产生的电流之和为实测电流Ic，而标准件之间接插时多个高精度压力传感器产生的电流之和为标准电流Ib，计算实测电流和标准电流的差值来判断误差电流是否在允许的范围内。比如在标准件上设置4个压力传感器，四个传感器实测电流为Ic1，Ic2，Ic3和Ic4，四个传感器标准电流为Ib1，Ib2，Ib3和Ib4。

则实测电流Ic＝Ic1+Ic2+Ic3+Ic4

标准电流Ib＝Ib1+Ib2+Ib3+Ib4

通过计算实测电流和标准电流的差值来判断误差电流是否在允许的范围内，如下式所示：

(Ib-δ)＜Ic＜(Ib+δ)

其中δ为一给定的小正数，它的值根据不同胶件的接插件规格要求来确定，从而界定了一个电流的标准范围。如果实测电流Ic处于这个标准范围内，则说明匹配度检测合格。机械手在移动过程中，实测电流大于标准范围，说明产品外形过大或内径过小，实测电流小于标准范围，说明产品外形过小或内径过大。

本发明的机械手驱动模块可以采用现有的电机驱动器和控制器，也可以将控制器功能整合进我们新增在控制模块中的处理器，省略原先的控制器。

MES服务器模块可以提供标准图片库功能，同时接受其他处理器处理的产品外形检测状态、产品颜色检测状态；还可以提供机器动作口令、接收接插件匹配度检测结果。这样动态检测机台生产的良品和不良品，且将数据及时送入系统进行统计，快速完成系统虚拟入库。

可以看到，本发明能够充分利用企业现有的软硬件设施，加入小成本的图像采集和图像处理分析装置，很好的控制了升级改造的成本。标准件的制作也并不复杂，非常适合中小型企业使用。