一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置及方法
【专利摘要】一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置及方法，该装置包括转盘、转盘停止挡板位置检测器、灯位固定钳、基座支架、视频图像采集设备、图像处理子系统和液晶显示屏，其中转盘定时定距离的传送待检测灯泡，转盘停止挡板位置检测器为转盘旋转固定距离提供判断，灯位固定钳为灯泡固定方位和距离，视频图像采集设备完成俯视图和右侧视面的图像数据采集、发送，图像处理子系统运用特定的检测算法对实时图像进行处理判断，液晶显示器完成结果的显示。本发明公开的检测装置解决了人工肉眼判别中人工成本高，人工易疲劳，检测成功率低的问题，使得检测工作能够24小时运行，降低了工厂人力成本，同时提高了检测效率和准确率。
【专利说明】一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊锡触点检测领域，具体涉及一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]白炽灯流水生产线技术在我国已经投入工厂运行了近30年，技术实现多为机械装置，缺乏新时代的信息技术的融合。在白炽灯的生产后续工序中，有一道工序对灯泡头的外漏导丝剪切并焊锡密封。机械的流水线缺少及时的产品合格检测，导丝剪切完全凭借机械装置的精确性。然而随着灯泡流水线的老化，机器的精确性下降，则随之出现导丝剪切不合格问题。目前，对于白炽灯头的焊锡触点检测是依靠人工进行肉眼判别，并根据灯头导丝有无外漏而进行挑选。人工检测持续时间短，整体检测识别效率低下，挑选次品不够及时。且需要额外的工位进行检测，增加了工厂管理成本。同时，工作单调重复，肉眼易疲劳，人工检测持续专注性差，很大程度上影响检测效果。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置。
[0004]本发明的另一目的在于，提供一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置的检测方法。
[0005]为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，包括用于定时定距离传送待检测灯泡的转盘、用于为转盘旋转固定距离提供判断的转盘停止挡板位置检测器、用于完成灯泡头的图像数据采集和发送的视频图像采集设备、用于完成实时图像处理的图像处理子系统、用于提供处理过程中图像处理的中间结果显示以及最后处理结果显示的显示器以及用于固定视频图像采集设备和转盘停止挡板位置检测器的基座支架；所述的转盘上均匀设置了多个灯位固定钳，并在每个灯位固定钳下方设置了一个转盘停止挡板，灯位固定钳和转盘停止挡板的中心线重合，从而能够根据转盘停止挡板的位置来判别灯位固定钳的位置。
[0007]优选的，所述的基座支架为活动支架，并且分别安装上部活动分支部件、中间活动分支部件以及下部活动分支部件；其中上部活动分支部件及中间活动分支部件各分别安装一个视频图像采集设备，上部活动分支部件将视频图像采集设备固定安装在灯泡头的正上方，用于摄取灯泡头的俯视图；中间分支部件将视频图像采集设备固定安装在灯泡头的正右方，用于摄取灯泡头的右视图，在同一个平面内，两个视频图像采集设备成90°直角夹角的形式安装；所述转盘停止挡板位置检测器与基座支架的下部活动分支部件连接。
[0008]优选的，所述的基座支架是中空的，采用RCA接口的信号传输线从中穿过，信号传输线用于视频图像采集设备和图像处理子系统之间的信号传送。
[0009]优选的，所述视频图像采集设备包括:用于为视频图像采集设备提供环形光源支持的辅助光源，用于防止视频图像采集设备光源弥散的灯罩以及用于摄取图像的摄像头；所述辅助光源和摄像头设置在灯罩内，所述摄像头设置在辅助光源的中心位置。
[0010]优选的，所述辅助光源由多个子光源组成，多个子光源以摄像头为中心呈内外两层分布，内层的子光源两两相间隔固定60°的圆周角均匀排列；外层的子光源两两相间隔30°的圆周角均匀分布；内层子光源每隔两个外层子光源灯分布于外层子光源中间。
[0011]优选的，所述的转盘停止挡板位置检测器采用霍尔传感器，所述的转盘停止挡板采用金属材质的材料，通过调节基座支架的下部活动分支部件将霍尔传感器固定安装在距离转盘停止挡板正前方。
[0012]优选的，所述的图像处理子系统采用DM6446芯片为核心搭建，信号通过视频图像采集设备采集并通过RCA接口线将信号传送到图像处理子系统中处理，数据在处理之前，通过TVP5150数字解码芯片进行数字图像解码，解码后数据传送至DM6446芯片进行处理，处理结果通过复合视频信号线传送至显示器进行显示。
[0013]为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案:
[0014]一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置的检测方法，包括下述步骤:
[0015]S1、在转盘的边缘侧以相同的圆周角均匀等间隔的设置多个灯位固定钳，将经过后期剪切导丝工序后的白炽灯灯泡头固定在所述的灯位固定钳上，同时在每个灯位固定钳下方设置了一个转盘停止挡板，灯位固定钳和转盘停止挡板的中心线重合，从而能够根据转盘停止挡板的位置来判别灯位固定钳的位置，在设定的时间间隔中，转盘通过齿轮的带动，灯泡以固定的距离挪到下一个位置，实现灯泡处理的批量化处理；
[0016]S2、分别通过两个视频图像采集设备摄取灯泡的俯视图和右侧视图，在同一个平面内，两个视频图像采集设备成90°直角夹角的形式安装；
[0017]S3、通过转盘停止挡板位置检测器来检测灯位固定钳的位置，转盘转动过程中，转盘停止挡板位置检测器检测电感的变化，转盘停止挡板位置检测器的输出电平由高电平转为低电平，则表示转盘旋转到了一个灯位固定钳的位置，此时转盘停止，转盘延时启动继电器开始倒数计时，倒计时结束后，转盘重新启动旋转，转盘停止挡板位置检测器检测到电感的变化，由低电平重新转为高电平，为检测下一个灯位固定钳做准备；
[0018]S4、在转盘的延时启动继电器开始倒数计的同时，视频图像采集设备分别拍取灯泡的俯视图和右侧面视图，通过内部的电路将采集的模拟视频信号转换为数字的视频复合信号，在将采集的视频复合信号经过采样、量化和模数转换工作后通过RCA接口的信号传输线传送至图像处理子系统，所述的RCA接口的信号传输线设置在中空的基座支架中；
[0019]S5、将通过RCA接口的信号传输线传送至图像处理子系统的视频数据首先通过TVP5150数字解码芯片进行数字图像解码，然后将解码后数据传送至DM6446芯片进行处理，DM6446芯片内部ARM核负责整个系统的资源管理和处理任务的管理，DM6446芯片内部DSP核通过加载特别开发的负责图像数据快速处理工作的图像处理和检测算法，通过该特定的检测算法对图像进行计算，判断合格与否，并将处理结果显示在液晶显示器上，同时将处理结果以信号形式发送至下一个装置，对灯泡进行分流。
[0020]优选的，所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置的检测方法，所述的负责图像数据快速处理工作的图像处理和检测算法包括下列步骤:
[0021]S91、从视频图像采集设备采集的视频图像中剪切出感兴趣图像的子区域；
[0022]S92、提取子区域图像轮廓，将灯泡头和转盘从黑色背景分离出来；[0023]S93、增加转盘中灯泡头焊丝与转盘的对比度；
[0024]S94、进行全局阈值化，将阈值化后的图像进行二值反转，判断白色像素点的面积，如果大于全局阀值，则视为不合格，小于全局阀值，则视为合格。
[0025]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0026]1、本发明可以利用此装置代替人工工作，降低工厂生产成本，释放多余的生产力。在检测装置供电稳定的情况下，能实现24小时连续不间断的工作，有效的进行全天候的检测进而提高了检测的合格率。及时对检测的次品进行再加工，节省产品生产原材料，有效的提闻广品的整体合格率。
[0027]2、本发明公开的视频图像采集设备采用环形光源，解决被照物体由于单一光源而表面反光严重的情况，同时减少单一光源产生的噪声现象，高度保持了源图像的信息，为后续的处理提供保证。
[0028]3、本发明的检测装置拆装方便，有利于检测系统的维护的修理。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1是本发明焊锡触点检测装置的整体结构图；
[0030]图2是本发明焊锡触点检测装置中焊锡触点检测摄像头的结构图；
[0031]图中，附图标记为:1-视频图像米集设备，2_基座支架,3_显不屏,4_转盘停止挡板，5-转盘，6-灯位固定钳，7-转盘停止挡板位置检测器，8-图像处理子系统，9-辅助光源，10-灯罩，11-摄像头。
【具体实施方式】
[0032]下面结合实施例及附图1和附图2对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0033]实施例
[0034]如图1所示，一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，包括转盘5、灯位固定钳6、转盘停止挡板位置检测器7、基座支架2、视频图像采集设备1、图像处理子系统8和显示屏3。
[0035]基座支架2为活动支架，并且分别安装上部活动分支部件、中间活动分支部件以及下部活动分支部件，可以根据现场环境方便的进行调整，并在理想的位置可以锁住。支架上的上部及中间分支部件分别安装两个视频图像采集设备1，其中视频图像采集设备I包括辅助光源9、灯罩10以及摄像头11，在同一个平面内，两个摄像头成90 °直角夹角的形式安装。基座支架2的下部分支部件安装有转盘停止挡板位置检测器7，转盘停止挡板位置检测器7采用霍尔传感器，用于检测灯位固定钳6的位置，调节霍尔传感器与挡板的距离，通常调节安装霍尔传感器在距离转盘停止挡板4的I厘米正前方的位置，使得感应距离在霍尔传感器的有效范围。基座支架2是中空的，信号传输线从中穿过，信号传输线用于视频图像采集设备I和图像处理子系统8之间的信号传送。
[0036]其中转盘5为图像识别检测系统提供旋转的流水线，在转盘5的边缘侧布置了 12个灯位固定钳6，并在每个灯位固定钳6下方设置了一个转盘停止挡板4，灯位固定钳6和转盘停止挡板4的中心线重合，从而能够根据转盘停止挡板4的位置来判别灯位固定钳6的位置。灯位固定钳6伸出一个黑色的拍照背景挡板，这样每副摄取的图像，其背景变为黑色，有利于图像的后续分割处理。在固定的时间间隔中，通过齿轮的带动，灯泡以固定的距离挪到下一个位置，实现灯泡处理的批量化处理。
[0037]转盘停止挡板位置检测器7采用霍尔传感器，转盘停止挡板4采用金属材质，在短距离能够引起霍尔传感器的电平变化。转盘转动过程中，霍尔传感器检测电感的变化，当霍尔传感器的输出电平由高电平转为低电平，则表示转盘旋转到了一个灯位固定钳6的位置，此时转盘停止，转盘延时启动继电器开始两秒倒数计时，同时摄像头拍取灯泡的俯视图和右侧面视图。两秒过后，转盘重新启动旋转，霍尔传感器检测到电感的变化，由低电平重新转为高电平，为检测下一个灯位固定钳6做准备。
[0038]图像处理子系统8为灯泡焊锡触点检测装置提供信号处理和图像计算功能，其主要是以DM6446芯片为核心而搭建的数字处理系统。信号通过视频图像采集设备I采集，通过标准视频输入(RCA)接口线将信号输入。信号通过TVP5150数字解码芯片进行数字图像解码，解码后数据传送至DM6446芯片进行处理。芯片内部ARM核负责整个系统的资源管理和处理任务的管理。内部DSP核通过加载特别开发的图像处理算法，负责图像数据的快速处理工作。处理好的图像数据通过视频信号线传送至液晶显示器。芯片内部两个核分别处理各自事务，协同合作，处理结果实时快速。
[0039]显示器3为灯泡头焊锡触点合格率检测装置提供结果显示、中间处理结果展示，为用户和开发者提供观察功能。其输入信号为视频图形阵列VGA格式或者复合视频信号格式。
[0040]在白炽灯后期工序剪切导丝后，固定在基座支架2上的视频图像采集设备1，摄取灯泡头的俯视图和右侧面图，做好采样、量化和模数转换工作。采集的视频复合信号通过RCA插头线传送至图像处理子系统8，图像处理子系统8通过特定的检测算法对图像进行计算，判断合格与否，并将处理结果显示在液晶显示器上，同时将处理结果以信号形式发送至下一个装置，对灯泡进行分流。
[0041]如图2所示，一种用于灯泡头焊锡触点合格率检测装置的视频图像采集设备，包括辅助光源9、灯罩10以及摄像头11。
[0042]辅助光源9用于为视频图像采集设备提供环形光源支持，采用普通LED小灯泡环形相间隔排成两环。内环由6个小灯泡成规则排列而成，以摄像头的中心为标准，两两相间隔固定60度的圆周角而排列而成。外环由12个小灯泡排列而成，也以摄像头的中心为标准两两相隔固定30度的圆周角排列而成。同时内外环的灯泡成交叉排列效果，内环小灯泡每隔两个外环灯泡分布于外环的灯泡中间。采用这样光源布局克服单一光源产生的光照不均和反光的现象，有利减少了单一光源产生的噪声。
[0043]灯罩10用于防止视频图像采集设备光源的弥散，灯罩表面采用黑色可以有效吸收外界光源，防止外界光线的干扰。
[0044]摄像头11位于视频图像采集设备的中心，为一般的工业摄像头，采用220v市电提供电源。输出为亮度和色度混合在一起的复合视频信号。通过RCA接口信号线传送至图像处理子系统8。两个摄像头互成90°的位置分别摄取俯视图和右侧面图。摄像头距离灯泡的距离可以通过基座支架的活动关节进行调节，并根据给定的固定距离实行调焦。
[0045]本实施例的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置的检测方法，包括下述步骤:
[0046]S1、在转盘5的边缘侧以相同的圆周角均匀等间隔的设置多个灯位固定钳6，将经过后期剪切导丝工序后的白炽灯灯泡头固定在所述的灯位固定钳6上，同时在每个灯位固定钳6下方设置了一个转盘停止挡板4，灯位固定钳6和转盘停止挡板4的中心线重合，从而能够根据转盘停止挡板4的位置来判别灯位固定钳6的位置，在设定的时间间隔中，转盘5通过齿轮的带动，灯泡以固定的距离挪到下一个位置，实现灯泡处理的批量化处理；
[0047]S2、分别通过两个视频图像采集设备摄取灯泡的俯视图和右侧视图，在同一个平面内，两个视频图像采集设备成90°直角夹角的形式安装；
[0048]S3、通过转盘停止挡板位置检测器来检测灯位固定钳的位置，转盘5转动过程中，转盘停止挡板位置检测器检测电感的变化，转盘停止挡板位置检测器的输出电平由高电平转为低电平，则表示转盘旋转到了一个灯位固定钳6的位置，此时转盘停止，转盘延时启动继电器开始倒数计时，倒计时结束后，转盘重新启动旋转，转盘停止挡板位置检测器检测到电感的变化，由低电平重新转为高电平，为检测下一个灯位固定钳6做准备；
[0049]S4、在转盘5的延时启动继电器开始倒数计的同时，视频图像采集设备I分别拍取灯泡的俯视图和右侧面视图，在将采集的视频复合信号经过采样、量化和模数转换工作后通过RCA接口的信号传输线传送至图像处理子系统8，所述的RCA接口的信号传输线设置在中空的基座支架2中；
[0050]S5、将通过RCA接口的信号传输线传送至图像处理子系统8的视频数据首先通过TVP5150数字解码芯片进行数字图像解码，然后将解码后数据传送至DM6446芯片进行处理，DM6446芯片内部ARM核负责整个系统的资源管理和处理任务的管理，DM6446芯片内部DSP核通过加载特别开发的负责图像数据快速处理工作的图像处理和检测算法，通过该特定的检测算法对图像进行计算，判断合格与否，并将处理结果显示在液晶显示器3上，同时将处理结果以信号形式发送至下一个装置，对灯泡进行分流。在上述的步骤S5中，所述的负责图像数据快速处理工作的图像处理和检测算法包括下列步骤:
[0051]首先，从视频图像采集设备采集的视频图像中剪切出感兴趣图像的子区域，经过剪切后处理对象则缩减为这个小区域，而处理结果却不会影响；
[0052]然后，提取子区域图像轮廓，将灯泡头和转盘从黑色背景分离出来；
[0053]接着，增加转盘中灯泡头焊丝与转盘的对比度；
[0054]最后，进行全局阈值化，将阈值化后的图像进行二值反转，判断白色像素点的面积，如果大于全局阀值，则视为不合格，小于全局阀值，则视为合格。
[0055]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，其特征在于:包括用于定时定距离传送待检测灯泡的转盘(5)、用于为转盘旋转固定距离提供判断的转盘停止挡板位置检测器(7)、用于完成灯泡头的图像数据采集和发送的视频图像采集设备(I)、用于完成实时图像处理的图像处理子系统(8)、用于提供处理过程中图像处理的中间结果显示以及最后处理结果显示的显示器(3)以及用于固定视频图像采集设备(I)和转盘停止挡板位置检测器(7)的基座支架(2);所述的转盘(5)上等间隔设置了多个灯位固定钳(6)，并在每个灯位固定钳(6)下方设置了一个转盘停止挡板(4)，灯位固定钳(6)和转盘停止挡板(4)的中心线重合，从而能够根据转盘停止挡板(4)的位置来判别灯位固定钳(6)的位置。
2.根据权利要求1所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，其特征在于:所述的基座支架(2)为活动支架，并且分别安装上部活动分支部件、中间活动分支部件以及下部活动分支部件；其中上部活动分支部件及中间活动分支部件各分别安装一个视频图像采集设备(I )，上部活动分支部件将视频图像采集设备固定安装在灯泡头的正上方，用于摄取灯泡头的俯视图；中间分支部件将视频图像采集设备固定安装在灯泡头的正右方，用于摄取灯泡头的右视图，在同一个平面内，两个视频图像采集设备成90°直角夹角的形式安装；所述转盘停止挡板位置检测器(7)与基座支架(2)的下部活动分支部件连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，其特征在于:所述的基座支架(2)是中空的，采用RCA接口的信号传输线从中穿过，信号传输线用于视频图像采集设备(I)和图像处理子系统(8 )之间的信号传送。
4.根据权利要求1所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，其特征在于:所述视频图像采集设备(I)包括用于为视频图像采集设备提供环形光源支持的辅助光源，用于防止视频图像采集设备光源弥散的灯罩以及用于摄取图像的摄像头；所述辅助光源和摄像头设置在灯罩内，所述摄像头设置在辅助光源的中心位置。
5.根据权利要求4所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，其特征在于:所述辅助光源由多个子光源组成，多个子光源以摄像头为中心呈内外两层分布，内层的子光源两两相间隔固定60°的圆周角均匀排列；外层的子光源两两相间隔30°的圆周角均匀分布；内层子光源每隔两个外层子光源灯分布于外层子光源中间。
6.根据权利要求2所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，其特征在于:所述的转盘停止挡板位置检测器(7)采用霍尔传感器，所述的转盘停止挡板(4)采用金属材质的材料，通过调苄基座支架(2)的下部活动分支部件将霍尔传感器固定安装在距离转盘停止挡板(4)正前方。
7.根据权利要求1所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置，其特征在于:所述的图像处理子系统(8)采用DM6446芯片为核心搭建，信号通过视频图像采集设备(I)采集并通过RCA接口线将信号传送到图像处理子系统(8)中处理，数据在处理之前，通过TVP5150数字解码芯片进行数字图像解码，解码后数据传送至DM6446芯片进行处理，处理结果通过复合视频信号线传送至显示器(3)进行显示。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置的检测方法，其特征在于，包括下述步骤: S1、在转盘(5)的边缘侧以相同的圆周角均匀等间隔的设置多个灯位固定钳(6)，将经过后期剪切导丝工序后的白炽灯灯泡头固定在所述的灯位固定钳(6)上，同时在每个灯位固定钳(6)下方设置了一个转盘停止挡板(4)，灯位固定钳(6)和转盘停止挡板(4)的中心线重合，从而能够根据转盘停止挡板(4)的位置来判别灯位固定钳(6)的位置，在设定的时间间隔中，转盘(5)通过齿轮的带动，灯泡以固定的距离挪到下一个位置，实现灯泡处理的批量化处理； S2、分别通过两个视频图像采集设备摄取灯泡的俯视图和右侧视图，在同一个平面内，两个视频图像采集设备成90°直角夹角的形式安装； S3、通过转盘停止挡板位置检测器来检测灯位固定钳的位置，转盘(5)转动过程中，转盘停止挡板位置检测器检测电感的变化，转盘停止挡板位置检测器的输出电平由高电平转为低电平，则表示转盘旋转到了一个灯位固定钳(6)的位置，此时转盘停止，转盘延时启动继电器开始倒数计时，倒计时结束后，转盘重新启动旋转，转盘停止挡板位置检测器检测到电感的变化，由低电平重新转为高电平，为检测下一个灯位固定钳(6)做准备； S4、在转盘(5)的延时启动继电器开始倒数计的同时，视频图像采集设备(I)分别拍取灯泡的俯视图和右侧面视图，通过内部的电路将采集的模拟视频信号转换为数字的视频复合信号，通过RCA接口的信号传输线传送至图像处理子系统(8)，所述的RCA接口的信号传输线设置在中空的基座支架(2)中； S5、将通过RCA接口的信号传输线传送至图像处理子系统(8)的视频数据首先通过TVP5150数字解码芯片进行数字图像解码，然后将解码后数据传送至DM6446芯片进行处理，DM6446芯片内部ARM核负责整个系统的资源管理和处理任务的管理，DM6446芯片内部DSP核通过加载特别开发的负责图像数据快速处理工作的图像处理和检测算法，通过该特定的检测算法对图像进行计算，判断合格与否；并将处理结果显示在液晶显示器(3)上，同时将处理结果以信号形式发送至下一个装置，对灯泡进行分流。
9.根据权利要求8中所述的一种灯泡头焊锡触点合格率检测装置的检测方法，其特征在于，所述的负责图像数据快速处理工作的图像处理和检测算法包括下列步骤: S91、从视频图像采集设备采集的视频图像中剪切出感兴趣图像的子区域； S92、提取子区域图像轮廓，将灯泡头和转盘从黑色背景分离出来； S93、增加转盘中灯泡头焊丝与转盘的对比度； S94、进行全局阈值化，将阈值化后的图像进行二值反转，判断白色像素点的面积，如果大于全局阀值，则视为不合格，小于全局阀值，则视为合格。
【文档编号】G01B11/28GK103913459SQ201410083590
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】田联房, 邓亚平, 肖志远, 杜启亮, 秦传波 申请人:华南理工大学