专利名称：机器视觉系统对微型马达合格性的自动检测方法
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，尤其涉及在微型马达生产现场，利用机器视觉系统对微型马达的合格性进行在线检测的方法。
背景技术：
微型马达的背面设有两个安装脚，正面开设有三个通孔。安装脚的两侧设置有总共4个标记位置，生产时需要在其中一个与顺时针数起的最后一个通孔相对应的标记位置打上标记，若标记的位置错误，则会对后续的装配产生影响。
因此，在流水作业的微型马达生产车间现场，需要对微型马达标记位置的合格性进行在线检测。现有技术中，对微型马达标记位置合格性的在线检测依靠人工进行检测，在微型马达生产机旁设约80人进行微型马达标记位置的目测和判断处理，根据检测结果将产品分为合格品(如标记的位置正确)和不合格品(如标记的位置错误)。不合格品直接作为废品易丨J除。
人工检测存在的缺点主要有生产车间现场灰尘多、噪声大，工人检测工作环境恶劣；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；微型马达合格性检测是带精度的检测，人眼很难准确判断，误差大，出错机会很多，无法保证检测质量；专业人员观测微型马达合格性的速度最高为0. 5个/s，对生产效率有极大限制。
发明的内容针对现有技术对微型马达合格性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，检测速度低等问题，本发明提供一种机器视觉系统对微型马达合格性的自动检测方法，其能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微型马达合格性的自动检测方法，包括以下步骤(1)将微型马达横向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两侧；根据待检测微型马达的尺寸大小，调整拍摄相机的光圈大小、 曝光时间，以便获取清晰的拍摄图像；(2)将微型马达两端的图像是否对应设为检测参量，并根据用户要求设置所述检测参量的检测精度以及合格范围；(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微型马达两端的图像，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，提取微型马达两端的图像；(5)计算机对所述微型马达两端的图像进行计算与比较；在微型马达一端图像的标记与转轴之间连线，并在微型马达另一端图像的顺时针数起的最后一个通孔与转轴之间连线，将微型马达两端的两幅图像重合，计算上述两条线段之间的夹角度数；(6)通过计算出的夹角度数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合格性的判断和分检(7)判断夹角度数值是否在合格范围e17 士 1度，如在合格范围则转向第(8)步，若不在上述合格范围则转向第(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微型马达合格性进行在线检测，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。检测正确率靠人工很难保证，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角度精度最高为0. 1度，精度可每0. 01度为一个梯度进行调整，设置为0. 1、 0. 2,0. 3,0. 4,0. 5度等几个精度等级，从而大大提高产品合格率以及检测质量。
图1是微型马达背面的图像。
图2是微型马达正面的图像。
图3是所提取的两线段重合的图像。
图4是本发明的工艺步骤图。
具体实施方式
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是从微型马达的两端面拍摄并经过处理后的实际图像。
在图1、图2中，四周空白部分为微型马达两端面图像经过去噪软件处理后的透明空间，所示线条为微型马达两端面处理后的轮廓图像。
将Basler ACA640-100GM型工业相机固定在微型马达检测用皮带传输系统的两侧，相机距微型马达侧面的距离约为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. 1度，设定合格品的微型马达的两端所提取的两直线的夹角度数值e 5士 1度。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，体现微型马达两端面的明显特征。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。将微型马达横卧在工装条夹具上，采用生产线上的皮带传输系统进行微型马达的输送，保证微型马达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微型马达的两个端面的图像，并将获取的微型马达两个端面的图像，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，更符合微型马达两个端面的真实情况。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。
计算机对所述微型马达两端的图像进行计算与比较。一方面，在图1的微型马达背面图像的标记与中心转轴之间连线，获取线段a ；另一方面，在图2的微型马达正面图像的相邻的三个通孔之中的顺时针数起的最后一个通孔与中心转轴之间连线，获取线段b。然后将图1和图2重合，得到图3，略去重合图中的其余部分，只保留线段a线段b，计算直线 a直线b之间夹角A的度数。
如计算出图3中角A的度数为17. 0度，在合格范围5士 1度之内，表明标记位置正确，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；如计算出图3中角 A的度数为163. 0度，在合格范围5士 1度之外，表明标记位置错误(即错误标记到了正确位置与圆心相对应的那个位置上)，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4。
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微型马达合格性的自动检测方法，其特征在于包括以下步骤(1)将微型马达横向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两侧；根据待检测微型马达的尺寸大小，调整拍摄相机的光圈大小、 曝光时间，以便获取清晰的拍摄图像；(2)将微型马达两端的图像是否对应设为检测参量，并根据用户要求设置所述检测参量的检测精度以及合格范围；(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微型马达两端的图像，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，提取微型马达两端的图像；(5)计算机对所述微型马达两端的图像进行计算与比较；在微型马达一端图像的标记与转轴之间连线，并在微型马达另一端图像的顺时针数起的最后一个通孔与转轴之间连线，将微型马达两端的两幅图像重合，计算上述两条线段之间的夹角度数；(6)通过计算出的夹角度数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微型马达合格性的自动检测方法，其特征在于对所述第(6)步，具体按下述步骤进行合格性的判断和分检(7)判断夹角度数值是否在合格范围e17士 1度，如在合格范围则转向第(8)步，若不在上述合格范围则转向第(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微型马达合格性的自动检测方法，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，并启动报目衣且。
全文摘要
本发明提供一种机器视觉系统对微型马达合格性的自动检测方法，根据待检测微型马达产品的尺寸大小，调整拍摄相机的光圈大小、曝光时间；将微型马达合格性设为检测参量，并根据用户要求设置所述检测参量的检测精度；由外部触发与控制信号启动所述相机实时拍摄在线运行微型马达两端面的图像，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，提取微型马达两端面的两条直线，将图像重合计算所述两条直线之间的夹角度数，通过计算出的夹角度数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。本发明对微型马达合格性的检测精度高、速度快，可以有效保证产品的合格率。
文档编号G01B11/00GK102494608SQ201110359099
公开日2012年6月13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