一种发动机气门的机器视觉在线检测系统和方法与流程

文档序号:12548724阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种发动机气门的机器视觉在线检测系统,其特征在于,包括输送部分、传感定位部分、视觉检测部分和控制系统;

所述输送部分包括人工上料机构(1)、产品错位机构(4)、夹取旋转机构(8)、产品夹取与排出机构(14)和滚珠丝杠运动平台(20);所述人工上料机构(1)与所述产品错位机构(4)相连;所述产品错位机构(4)包括气缸和承载台,所述承载台设有上料位A和旋转位B;所述气缸固定安装在承载台,通过所述气缸将所述承载台上的发动机气门从A推向B;所述夹取旋转机构(8)包括气动夹爪和90度旋转气缸,所述气动夹爪和90度旋转气缸集成一体,通过气动控制夹取旋转机构(8)实现90度旋转和夹爪动作;所述滚珠丝杠运动平台(20)包括伺服电机(5)、联轴器(6)、减速电机(7)、滚珠丝杠和移动平台;所述伺服电机(5)通过联轴器(6)与减速电机(7)连接,所述减速电机(7)输出端与滚珠丝杠连接;所述滚珠丝杠上安装有移动平台;所述夹取旋转机构(8)固定安装在所述移动平台上;所述滚珠丝杠运动平台(20)放置在所述承载台的旋转位B的一侧,通过所述夹取旋转机构(8)装夹旋转位B处的发动机气门;所述产品夹取与排出机构(14)包括机械手臂和旋转台,所述机械手臂放置在旋转台上,所述旋转台固定在所述滚珠丝杠运动平台(20)输送方向的末端;

所述传感定位部分包括上料位光电感应器(2)、旋转位电感应器(3)、排出位光电感应器(13)和若干检测传感器;所述上料位光电感应器(2)固定在所述承载台上料位A处,用来检测所述承载台上料位A处是否有发动机气门;所述旋转位电感应器(3)固定在所述承载台旋转位B,用来检测所述承载台旋转位B是否有发动机气门;若干所述检测传感器固定在所述滚珠丝杠运动平台(20)一侧,用来检测发动机气门在所述滚珠丝杠运动平台(20)的位置;所述排出位光电感应器(13)固定在所述滚珠丝杠运动平台(20)输送方向的末端,用于触发所述产品夹取与排出机构(14)夹取发动机气门;

所述视觉检测部分包括若干工业相机和计算机,若干所述工业相机固定在相机支架(19)上,所述相机支架(19)安装在所述滚珠丝杠运动平台(20)一侧,且使得若干所述工业相机与若干所述检测传感器面对面;所述计算机与若干工业相机连接,用于图像采集、图像预处理、零件几何特征提取和计算;

所述控制系统与所述输送部分、所述传感定位部分和所述计算机连接,用以控制所述输送部分、所述传感定位部分和所述视觉检测部分的动作。

2.根据权利要求1所述发动机气门的机器视觉在线检测系统,其特征在于,所述视觉检测部分还包括若干光源,若干个所述光源安装在若干所述工业相机上,且一一对应。

3.根据权利要求1所述发动机气门的机器视觉在线检测系统,其特征在于,所述工业相机数量为4个,分别为第一工业相机(15)、第二工业相机(16)、第三工业相机(17)和第四工业相机(18);所述第一工业相机(15)采集发动机气门小端面图像;所述第二工业相机(16)采集发动机气门整体图像;所述第三工业相机(17)采集发动机气门头图像;所述第四工业相机(18)采集发动机气门杆图像。

4.根据权利要求1所述发动机气门的机器视觉在线检测系统,其特征在于,所述检测传感器的数量为4个,分别是第一光电感应器(9)、第二光电感应器(10)、第三光电感应器(11)和第四光电感应器(12)。

5.一种发动机气门的机器视觉在线检测方法,其特征在于,包括下面步骤:

S01:对若干相机进行标定获取内外参数,校正镜头畸变;

S02:利用标定块确定物理尺寸和像素间的换算关系,以及确定空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像对应点之间的相互关系;

S03:发动机气门由人工上料,到达承载台的上料位A,当上料位光电感应器(2)感应到信号,控制系统控制产品错位机构(4)将所述承载台上的发动机气门从上料位A推向旋转位B;

S04:旋转位电感应器(3)感应到旋转位B的发动机气门,控制系统控制夹取旋转机构(8)夹取发动机气门;

S05:控制系统控制所述滚珠丝杠运动平台(20)运动,发动机气门依次通过若干检测传感器,并触发若干工业相机拍照;通过所述计算机图像采集、图像预处理、零件几何特征提取判断发动机气门是否合格;

S06:当排出位光电感应器(13)感应到发动机气门,控制系统控制所述滚珠丝杠运动平台(20)停止运动,并控制所述产品夹取与排出机构(14)夹取零件;当S05步骤判断发动机气门合格,则控制系统控制所述产品夹取与排出机构(14)将发动机气门放置合格区;当当S05步骤判断发动机气门不合格,则控制系统控制所述产品夹取与排出机构(14)将发动机气门放置不合格区。

6.根据权利要求5所述的发动机气门的机器视觉在线检测方法,其特征在于,所述S05包括如下步骤:

S05.1:控制系统控制所述滚珠丝杠运动平台(20)运动,当夹取旋转机构(8)夹持发动机气门到达第一个检测工位时,第一光电感应器(9)感应到来料后,控制第一工业相机(15)进行发动机气门小端面图像的采集;对采集的图像校正,并灰度处理提取特征参数,建立判别函数,判断发动机气门小端面是否合格;

S05.2:当发动机气门小端面判断不合格,则控制系统控制所述滚珠丝杠运动平台(20)直接运动至排出位光电感应器(13)位置,转到S06步骤;

S05.3:当发动机气门小端面判断合格,且第二光电感应器(10)感应来料后,控制系统控制所述夹取旋转机构的90度旋转气缸顺时针旋转90度,并控制第二工业相机(16)延时5秒进行发动机气门整体图像的采集;对采集的发动机气门整体尺寸图像进行去噪、二值化和形态学处理等图像处理,对处理后的图像特征选取,利用标定块确定物理尺寸和像素尺寸的换算关系,得出测量尺寸,将测量得出的数据与预先设定值作对比,判断发动机气门整体尺寸是否合格;

S05.4:当发动机气门整体尺寸判断不合格,则控制系统控制所述滚珠丝杠运动平台(20)直接运动至排出位光电感应器(13)位置,转到S06步骤;

S05.5:当发动机气门整体尺寸判断合格,且第三光电感应器(11)感应来料后,控制系统控制第三工业相机(17)延时2秒进行发动机气门头图像的采集;采集的发动机气门头尺寸图像进行去噪、二值化和形态学处理等图像处理,对处理后的图像特征选取,利用标定块确定物理尺寸和像素尺寸的换算关系,得出测量尺寸,将测量得出的数据与预先设定值作对比,判断发动机气门头尺寸是否合格;

S05.6:当发动机气门头尺寸判断不合格,则控制系统控制所述滚珠丝杠运动平台(20)直接运动至排出位光电感应器(13)位置,转到S06步骤;

S05.7:当发动机气门头尺寸判断合格,且当第四光电感应器(12)感应来料后,控制系统控制第四工业相机(18)延时1秒进行发动机气门杆图像的采集;对采集的发动机气门杆尺寸图像进行去噪、二值化和形态学处理等图像处理,对处理后的图像特征选取,利用标定块确定物理尺寸和像素尺寸的换算关系,得出测量尺寸,将测量得出的数据与预先设定值作对比,判断发动机气门杆尺寸是否合格。

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