本发明涉及多个橡胶圈检测，特别涉及一橡胶圈视觉检测系统及其应用，其中利用一橡胶圈检测设备可以全自动和百分之百检测所述多个橡胶圈，并透过一橡胶圈检测方法可以减少人力成本和人工检测误差。
背景技术：
橡胶圈是密封圈的一种，其中应用广泛且需求量大，主要用于各种机械、家用电器、汽车零件、机车零件、电子产品、医疗用品、玩具、运动器材、气动元件、卫浴设备、生活用品或及其他工业产品。值得一提的是，常见的所述橡胶圈的外形结构形成一种圆环形状，且进一步的说，是一种环状的弹性体，其断面为圆形，故又可称为O形环(又可称为：O型圈、O环、O型环)，因为价格便宜，制造简单，功能可靠，并且安装要求简单，O形环是最常见的密封用机械设计。特别地，一般O形环可用于静态的应用中，也可以用在多个部件之间有相对运动的动态应用中，例如旋转泵的轴和液压缸活塞。不管是静态或是动态的应用，一般的结构设计是将所述O形环固定在一凹槽中，组装过程中会被两个或两个以上的组件压缩，因此产生密封的接口。这样所述橡胶圈(O型圈)在规定的压力、温度以及不同的液体和气体介质中，于静止或运动状态下起密封作用。其中在所述橡胶圈(O型圈)运用时，尺寸偏大或偏小都可能造成密封性不良。因此，所述橡胶圈(O型圈)的外形尺寸是所述橡胶圈(O型圈)密封性能的关键因数。
然而，现今社会日新月异的进步、产业结构的改变，并且随着劳动力成本的不断提高，制造类型的企业将面临逐渐增加的人力成本压力，同时，依靠着人工作业的低端生产模式，在各个行业中越来越没有竞争优势。因此，对于所述橡胶圈(O型圈)的制程中，特别需要人工作业的工序为检测工序，由于科技产业的进步，各行各业中对于使用所述橡胶圈(O型圈)的精度要求也逐渐的升高。一般而言，对于所述橡胶圈(O型圈)的内径和线径，精度要求达到0.01mm。因为对于所述橡胶圈(O型圈)的尺寸检测要求高精度，因此，一般在人工检测所 述橡胶圈(O型圈)时，需要借助于二次元测量仪或三次元测量仪。这样除了检测速度慢之外，还无法进行大量的批量检测只能用于小批量的抽检，所以存在漏检的可能性。而且，由于利用人工进行检测，所以可能会因为每个人操作仪器的方式和方法都不一样，所以依据不同的人员测量出来的数据差距较大。另外，由于人员利用仪器测量的方法是无法保证百分之百的测量，并且人工测量误差相对而言较大大是无法满足产品品质的要求。
因此，如何有效精准并且降低人工成本的提升检测所述橡胶圈(O型圈)的工序，是对于现今所述橡胶圈(O型圈)制程中所需着墨的重点。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一橡胶圈视觉检测系统，以用于全自动的百分之百检测多个橡胶圈，并提升所述橡胶圈检测工序的生产效率，且减少人工检测的误差。
本发明的主要目的在于提供一橡胶圈检测设备，其可全自动进行所述多个橡胶圈的检测和合格判定，故可减少所述检测工序的人员，并减少人工操作发生的问题。
本发明的主要目的在于提供一橡胶圈检测设备，其包括一震动装置和一轨道，这样所述震动装置用于容纳待检测的所述多个橡胶圈，并透过震动的原理将所述多个橡胶圈逐一地震至所述轨道，且透过所述轨道输送所述橡胶圈，使得所述橡胶圈检测工序可以达到无人工拿取。
本发明的主要目的在于提供一橡胶圈检测设备，其包括一视觉单元位于一检测载物台上方，以用于拍摄取得所述橡胶圈的一图像数据，并可进一步地透过所述图像数据获得一外圆边缘和一内圆边缘，并且根据所述外圆边缘和内圆边缘拟合成圆形并获得一内径尺寸ID，一外径尺寸OD和一线径尺寸CS。因此，可以与一橡胶圈的一预设公差范围进行比较判断所述橡胶圈是否合格。
为了达到以上目的，本发明提供一橡胶圈视觉检测系统，以用于全自动检测多个橡胶圈，包括：
一橡胶圈检测设备，其包括位于一检测载物台上方的一视觉单元，连接于一震动装置和一待测台之间的一轨道，设置于所述检测载物台周围的一排料装置，连接所述视觉单元的一单片机，以及在所述待测台附近的一汽缸，其中所述震动 装置容纳待检测的所述多个橡胶圈并运转时，所述轨道将所述橡胶圈一个接一个的输送至所述待测台后，透过所述汽缸将所述橡胶圈推至所述检测载物台，接着透过视觉单元取得所述橡胶圈的一图像数据并比较判断后将其判定视觉检测结果送至所述单片机，最后所述单片机控制所述排料装置自动的收集已检测的所述橡胶圈以完成检测。
根据本发明的一个实施例，所述橡胶圈检测设备包括一光纤传感应器，其安装于所述待测台附近，以用判断所述橡胶圈的检测是否结束。
根据本发明的一个实施例，所述震动装置包括位于一震动主体上方的一震动盘，其用于容纳待检测的所述多个橡胶圈，其中所述轨道位于所述震动装置的所述震动盘和所述待测台之间。
根据本发明的一个实施例，所述震动盘包括从一震盘底盘向上延伸的一震盘围墙，以及位于所述震盘围墙的一震盘开口。
根据本发明的一个实施例，所述轨道包括贯穿一轨道本体的一输料通道，和分别位于所述输料通道两端的一进料口和一出料口，其中所述光纤传感应器位于所述轨道的所述出料口对面。
根据本发明的一个实施例，所述轨道包括贯穿一轨道本体的一输料通道，和分别位于所述输料通道两端的一进料口和一出料口，其中所述进料口设置连接于所述震盘开口，所述出料口设置于所述待测台附近。
根据本发明的一个实施例，所述轨道包括一挡板，其位于所述进料口的上方，以用于避免待检测的所述橡胶圈被震出所述震动盘。
根据本发明的一个实施例，所述轨道包括一轨道导槽，其在所述轨道本体上形成从所述进料口到所述出料口的一开口。
根据本发明的一个实施例，所述轨道包括最少一轨道支撑件，其连接于所述轨道本体和所述震动盘之间，以用于支撑固定所述轨道。
根据本发明的一个实施例，所述检测载物台包括一载物台主体和一玻璃平台，其中所述玻璃平台的上表面和所述载物台主体的上表面为同一水平面。
根据本发明的一个实施例，所述视觉单元包括一镜头单元，其连接于一相机单元，并且设置于所述玻璃平台的上方，以用于取得位于所述玻璃平台上的所述橡胶圈的所述图像数据。
根据本发明的一个实施例，所述图像数据进行边缘确定后可得知所述外圆边 缘和所述内圆边缘，并且根据所述外圆边缘拟合成一外圆圆形和根据内圆边缘拟合成一内圆圆形，其中所述内径尺寸ID为所述内圆圆形的直径，所述外径尺寸OD为所述外圆圆形的直径，所述线径尺寸CS为所述外径尺寸OD和所述内径尺寸ID之间的距离。
根据本发明的一个实施例，所述排料装置包括一合格排料气嘴，一合格收料盒，一不合格排料气嘴，以及一不合格收料盒，其中所述合格排料气嘴和所述合格收料盒分别位于所述检测载物台的两相对侧边，所述不合格排料气嘴和所述不合格收料盒则位于所述检测载物台的另两相对侧边，其中由所述单片机控制所述合格排料气嘴和所述不合格排料气嘴，并根据所述视觉检测结果将合格的所述橡胶圈由所述合格排料气嘴吹入所述合格收料盒，将不合格的所述橡胶圈由所述不合格排料气嘴吹入所述不合格收料盒。
根据本发明的一个实施例，所述相机单元为一高像素相机。
根据本发明的一个实施例，所述镜头单元为一远心镜头。
根据本发明的另外一方面，本发明还提供一橡胶圈视觉检测系统的一橡胶圈检测方法，包括如下步骤：
(S01)调节一背光源的一光源和一相机单元的一曝光时间和增益；
(S02)用一标定板标定所述相机单元的畸变和像素尺寸与实际尺寸的比例系数；
(S03)设置所述橡胶圈的一内径和一线径的公差范围；
(S04)开启一橡胶圈检测设备并且透过一震动装置上料；
(S05)由一汽缸自动地将所述橡胶圈(O型圈)推入一检测区域；
(S06)透过所述相机单元进行拍摄所述橡胶圈；
(S07)定位所述橡胶圈并取得所述橡胶圈的拟合圆，一内径尺寸和一线径尺寸；
(S08)将所述内径尺寸和所述线径尺寸与一预设的公差范围进行比较判断所述橡胶圈(O型圈)是否合格；
(S09)将判定所述橡胶圈是否合格的一视觉检测结果发送至一单片机；
(S10)所述单片机根据所述视觉结果处理所述橡胶圈，其中判定合格则进行步骤(S11)，其中判定不合格则进行步骤(S12)；
(S11)由一排料装置的一合格排料气嘴将合格判定的所述橡胶圈吹入所述排 料装置的一合格收料盒；以及
(S12)由所述排料装置的一不合格排料气嘴将不合格判定的所述橡胶圈吹入所述排料装置的一不合格收料盒。
根据本发明的一个实施例，在步骤(S09)后，确认所述震动装置的一震动盘是否还有待检测的所述橡胶圈，如果还有所述橡胶圈则重复进行步骤(S04)透过所述震动装置上料至步骤(S12)，直至所述震动盘内没有待检测的所述橡胶圈。
根据本发明的一个实施例，其中是透过设置于一轨道的一出料口对面的一光纤传感应器判断检测是否结束。
附图说明
图1是根据本发明的一个优选实施例的一橡胶圈视觉检测系统的一橡胶圈检测设备的透视图。
图2是根据本发明的一个优选实施例的一橡胶圈视觉检测系统的一橡胶圈检测设备不同视角的透视图。
图3是根据本发明的一个优选实施例的一橡胶圈视觉检测系统的一橡胶圈检测设备的俯视图。
图4是根据本发明的一个优选实施例的一橡胶圈视觉检测系统的一橡胶圈检测设备的侧视图。
图5是根据本发明的一个优选实施例的一橡胶圈视觉检测系统的一图像数据示意图。
图6是根据本发明的一个优选实施例的一橡胶圈视觉检测系统的一橡胶圈检测方法的流程图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
如图1至图6所示，是根据本发明一实施例的一橡胶圈视觉检测系统，以用于全自动的百分之百检测多个橡胶圈并且减少人工检测的误差。特别地，所述橡 胶圈检测系统是利用一橡胶圈检测设备进行所述多个橡胶圈的检测，并且确保可以百分之百的全检所述多个橡胶圈，并且节约人工检测成本。值得一提的是，所述橡胶圈一般又可称为O形环，其外形为一圆环形状且截面积为圆形。
根据本发明优选实施例，所述橡胶圈检测设备包括一震动装置10，一轨道20，一待测台30，一汽缸40，一检测载物台50，一视觉单元60，一光纤传感应器70，一单片机80，一排料装置90。所述震动装置10用于容纳待检测的所述多个橡胶圈。所述轨道20位于所述震动装置10和所述待测台30之间，这样所述多个橡胶圈经由所述震动装置10逐一地将所述橡胶圈震移至所述轨道20时，所述轨道可用于输送所述橡胶圈至所述待测台30。所述待测台30位于所述汽缸40和所述检测载物台50之间，这样当待检测的所述橡胶圈被所述轨道20输送至所述待测台30时，所述汽缸40则将待检测的所述橡胶圈推至所述检测载物台50的一检测位置。所述视觉单元60装置于所述检测载物台50的上方，这样当待检测的所述橡胶圈被所述汽缸40推至所述检测载物台50，透过所述视觉单元60取得待检测的所述橡胶圈的一图像数据，其中待检测的所述橡胶圈由所述汽缸40自动推入所述检测位置，其检测位置的变化比较大，因此需对所述图像数据进行边缘确定以得知一外圆边缘和一内圆边缘，并且根据所述外圆边缘和内圆边缘拟合成圆形并获得一内径尺寸ID，一外径尺寸OD和一线径尺寸CS，其中将所述尺寸与一预设公差范围进行比较判断所述橡胶圈是否合格。另外，所述光纤传感应器70安装于所述待测台30附近，以用于侦测所述轨道20是否还有输送所述橡胶圈至所述待测台30。所述单片机80连接于所述视觉单元60，这样当所述橡胶圈的所述图像数据通过所述视觉单元60取得后，可直接地传输至所述单片机80，进一步地通过所述单片机80处理检测结果。所述排料装置90位于所述检测载物台50周围，这样当所述单片机80进行判断后，将由所述排料装置90自动的收集已检测的所述橡胶圈，以完成检测。
根据本发明优选实施例，所述震动装置10包括一震动主体11和一震动盘12，所述震动盘12位于所述震动主体11的上方，并用于容纳待检测的所述多个橡胶圈。所述轨道20位于所述震动装置10的所述震动盘12和所述待测台30之间，这样当所述震动装置10的所述震动主体11运转时，所述多个橡胶圈将由所述震动装置10的所述震动盘逐一地将所述橡胶圈震移至所述轨道20，并且通过所述轨道20输送所述橡胶圈至所述待测台30。另外，值得一提的是，所述震动盘12 包括从一震盘底盘121向上延伸的一震盘围墙122，以及位于所述震盘围墙122的一震盘开口123，其中所述震盘围墙122用以确保所述多个橡胶圈不会在所述震动主体11运转时从所述震动盘12脱落，而所述震盘开口123则是确保待检测的所述多个橡胶圈透过所述震动主体11运转时，可以从所述震盘开口123被震离所述震动盘12。因此，可以理解的，所述轨道20应位于所述震动盘12的所述震动开口123和所述待测台30之间，以用以输送所述橡胶圈。
根据本发明优选实施例，所述轨道20包括一进料口21，一出料口22，一输料通道23，以及一轨道本体24。所述进料口21安置于所述震动盘12的所述震动开口123。所述输料通道23位于所述轨道本体24内部，并且连通于所述进料口21和所述出料口23之间。所述出料口22位于所述待测台30附近。这样当所述震动装置10的所述震动主体11运转时，待检测的所述多个橡胶圈会逐一地从所述震动盘12的所述震动开口123进入所述进料口21，再通过所述输料通道23将所述橡胶圈送至位于所述出料口22附近的所述待测台30。值得一提的是，所述光纤传感应器70设置于所述轨道20的所述出料口22的对面，以用于判断是否还有待检测的所述橡胶圈将经由所述轨道20输送至所述待测台30，其中透过一预设时间的控制来进行判断，也是就说如果经过所述的预设时间内都没有所述橡胶圈从所述轨道20输送到所述待测台30，那么则表示所述震动装置10的所述震动盘12已经没有待检测的所述橡胶圈了。
另外，所述轨道20进一步地包括一挡板25，其位于所述进料口21的上方，以用于避免待检测的所述橡胶圈在被震进所述进料口21时，不小心地被震出所述轨道20或所述震动盘12。所述轨道20进一步的包括一轨道导槽26位于所述进料口21和所述出料口23之间。特别地是，所述轨道导槽26在所述轨道本体24上形成从所述进料口21到所述出料口22的一开口，这样可以很容易的查看到在所述输料通道23内的所述橡胶圈，同时如果所述橡胶圈卡在所述输料通道时，可以透过所述轨道导槽26调整所述橡胶圈的位置。另外，所述轨道20进一步地包括最少一轨道支撑件27，其连接于所述轨道本体24和所述震动盘12之间，以用于支撑固定所述轨道20。
根据本发明优选实施例，所述检测载物台50包括一载物台主体51和一玻璃平台52。所述玻璃平台52位于所述载物台主体51中间。特别的是，所述玻璃平台52的上表面和所述载物台主体51的上表面为同一水平面，以便待检测的所 述橡胶圈可以透过所述汽缸40容易地被推至所述玻璃平台52上。另外，所述检测载物台50进一步地包括一背光源，其位于所述玻璃平台52下方，以用于提供检测所述橡胶圈的一光源。
根据本发明优选实施例，所述视觉单元60包括一相机单元61和一镜头单元62。所述镜头单元62连接于所述相机单元61，并且位于所述玻璃平台52的上方，以用于取得位于所述玻璃平台52上的所述橡胶圈的所述图像数据。值得一提的是，可以透过所述背光源调节的所述光源，并调节所述相机单元61的曝光时间和增益，使得取得的所述图像数据的成像清晰。特别的是，如图5所示，所述图像数据进行边缘确定后可得知所述外圆边缘和所述内圆边缘，并且根据所述外圆边缘拟合成一外圆圆形和根据内圆边缘拟合成一内圆圆形，其中所述内径尺寸ID为所述内圆圆形的直径，所述外径尺寸OD为所述外圆圆形的直径，所述线径尺寸CS为所述外径尺寸OD和所述内径尺寸ID之间的距离。特别地，所述线径尺寸CS亦可以解释为所述外径尺寸OD减去所述内径尺寸ID后除以2，或者是所述外圆圆形的半径OR减去所述内圆圆形的半径IR。其用数学方程式说明即为：
CS＝(OD-ID)/2
或者
CS＝OR-IR
根据本发明优选实施例，所述相机单元61可实施为一高像素相机，亦可实施为一工业像机。并且为消除检测时的透视误差，并保证测量精度，所述镜头单元62可实施为一远心镜头，其中所述远心镜头可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会变化，这对被测物不在同一物面上的情况是非常重要的应用。另外，所述远心镜头根据其独特的光学特性，像是高分辨率、超宽景深、超低畸变以及独有的平行光设计等，可以给所述橡胶圈检测设备带来质的飞跃。
根据本发明优选实施例，所述排料装置90包括一合格排料气嘴91，一合格收料盒92，一不合格排料气嘴93，以及一不合格收料盒94。所述合格排料气嘴91和所述合格收料盒92分别位于所述检测载物台50的两相对侧边。所述不合格排料气嘴93和所述不合格收料盒94则位于所述检测载物台50的另两相对侧边。换句话说，所述合格排料气嘴91搭配所述合格收料盒92进行收集检测判断后为合格的所述橡胶圈。所述不合格排料气嘴93则是搭配所述不合格收料盒94 进行收集检测判断后为不合格的所述橡胶圈。另外，值得一提的是，在检测判断所述橡胶圈是否合格后，将其视觉检测结果发送至所述单片机80，再透过所述单片机80根据所述视觉检测结果去控制所述排料装置90，最后将所述橡胶圈吸入对应的所述收料盒中。也就是说，由所述单片机80控制所述合格排料气嘴91和所述不合格排料气嘴93，并根据所述视觉检测结果将合格的所述橡胶圈由所述合格排料气嘴91吹入所述合格收料盒92，将不合格的所述橡胶圈由所述不合格排料气嘴93吹入所述不合格收料盒94，以完成检测所述橡胶圈的检测工序。
另外，如图6所示，本发明还提供一橡胶圈视觉检测系统的一橡胶圈检测方法，以用于自动地检测多个橡胶圈(又称O型圈)，其包括如下步骤：
(S01)调节一背光源的一光源和一相机单元61的一曝光时间和增益；
(S02)用一标定板标定所述相机单元61的畸变和像素尺寸与实际尺寸的比例系数；
(S03)设置所述橡胶圈的一内径和一线径的公差范围；
(S04)开启一橡胶圈检测设备并且透过一震动装置10上料；
(S05)由一汽缸40自动地将所述橡胶圈(O型圈)推入一检测区域；
(S06)透过所述相机单元61进行拍摄所述橡胶圈；
(S07)定位所述橡胶圈并取得所述橡胶圈的拟合圆，一内径尺寸和一线径尺寸；
(S08)将所述内径尺寸和所述线径尺寸与一预设的公差范围进行比较判断所述橡胶圈(O型圈)是否合格；
(S09)将判定所述橡胶圈是否合格的一视觉检测结果发送至一单片机80；
(S10)所述单片机80根据所述视觉结果处理所述橡胶圈，其中判定合格则进行步骤(S11)，其中判定不合格则进行步骤(S12)；
(S11)由一排料装置90的一合格排料气嘴91将合格判定的所述橡胶圈吹入所述排料装置90的一合格收料盒92；以及
(S12)由所述排料装置90的一不合格排料气嘴93将不合格判定的所述橡胶圈吹入所述排料装置90的一不合格收料盒94。
根据本发明优选实施例，在步骤(S09)后，需确认所述震动装置10的一震动盘12是否还有待检测的所述橡胶圈，如果还有所述橡胶圈则重复步骤(S04)透过所述震动装置10上料至步骤(S12)，直至所述震动盘12内没有待检测的所述橡 胶圈，即完成自动检测多个橡胶圈。值得一提的是，判断是否还有待检测的所述橡圈是透过设置于一轨道20的一出料口22对面的一光纤传感应器70，其中是经由一预设时间来进行判断，也就是当经过所述预设时间后，所述光纤传感应器70都没有感应到所述橡胶圈时，即表示所述震动装置10的所述震动盘12已经没有待检测的所述橡胶圈。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。