一种可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测装置及方法与流程

本发明涉及机器视觉检测技术领域，具体涉及一种可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测装置及方法。

背景技术：

机器视觉是利用机器代替人眼进行测量和判断，其中机器视觉系统是通过机器视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用图像处理系统，从而得到被摄目标的形态信息，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号。图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标特征，进而根据判别的结果来控制现场设备动作。

现有技术中，为了简化连杆裂解槽加工步骤和提高加工效率，出现了直立式激光加工裂解槽方法。在直立式激光竖直加工裂解槽加工过程中，连杆毛坯放置在转盘上并安装夹持到位，激光头在竖直方向向下运动到合适位置后，激光头发出激光对连杆的大头孔进行加工出第一条连杆裂解槽，然后激光头复位，对称设置的驱动缸回拉顶块，以使得转盘解除锁定。伺服电机驱动转盘旋转180°，对称设置的驱动缸重新推出顶块对转盘进行锁定，激光头再次竖直向下运动到合适位置并发出激光加工出第二条连杆裂解槽，然后激光头再复位，驱动缸解锁转盘后，伺服电机驱动转盘旋转180°进行复位，转盘顶面的夹持装置对连杆的夹持松开，从而完成切割动作。

上述直立式激光加工裂解槽加工技术中，转盘在第一条连杆裂解槽加工完毕并进行旋转后，如果转盘的水平中心线在旋转前后发生不一致或者前后位置存在较大偏差时，将直接导致后续连杆裂解槽加工产生较大误差，并且对后续工序加工造成严重影响，因此需要进行相应调整，以保证连杆裂解槽加工精度。

技术实现要素：

本发明目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测装置，能使连杆加工夹具自动快速准确定位，从而保证连杆裂解槽加工精度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测装置，包括基座、转盘、伺服电机、光源、光源控制器、工业相机、下位机和计算机；转盘用于固定连杆加工夹具，伺服电机固定在基座上，转盘固定在伺服电机的输出轴上；光源和工业相机设在转盘的一侧，工业相机用于获取位于转盘上的连杆加工夹具的影像；工业相机和下位机分别与计算机电连接，下位机的输出端分别与伺服电机和光源控制器电连接。

由上可知，本发明工作原理如下：通过工业相机获取位于转盘上的连杆加工夹具的影像，转盘在旋转之前，计算机控制工业相机拍摄旋转前转盘中心轴的初始位置图像，并将拍摄到的初始位置图像发送到计算机内，取一轴线作为旋转前转盘中心轴，并且该旋转前转盘中心轴需与连杆长度方向的对称中心轴线重合或平行；当转盘被伺服电机驱动而进行旋转180°后，计算机再控制工业相机拍摄转盘旋转后的位置图像，并将拍摄到的转盘旋转后位置图像发送至计算机内；转盘在旋转之前，计算机通过图像采集卡采集到旋转前转盘中心轴的位置图像，通过设置于计算机内的图像处理软件得到旋转前转盘中心轴的灰度信息，然后经过计算机内的处理器程序算法进行滤波处理，通过阈值处理识别得到旋转前转盘中心轴的位置信息；转盘在旋转后，同理，得到旋转后转盘中心轴的位置信息，最后将旋转前转盘中心轴像素图像和旋转后转盘中心轴像素图像进行比对，得到旋转前转盘中心轴和旋转后转盘中心轴的夹角θ，然后计算机根据夹角θ通过下位机控制伺服电机进行旋转，以使得转盘的旋转前转盘中心轴与旋转后位置图像中的旋转后转盘中心轴再次重合。

综上可知，本发明通过工业相机获取位于转盘上的连杆加工夹具的影像，自动检测转盘在旋转前后之间的旋转角度差，从而对转盘的旋转角度进行调整，保证，保证旋转盘的旋转角度精准控制，使得对称裂解槽加工位置偏差可控，避免产生较大对称裂解槽位置偏差，可有效解决旋转盘定位不准确的问题。

作为本发明的一种改进，所述工业相机上设有用于调整焦距的镜头。

进一步地，所述光源和工业相机分别固定在一支撑架上。

作为本发明的一种改进，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与转盘固定连接。

进一步地，所述下位机为plc或单片机。

一种可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测方法，包括以下步骤：

预先调整所述光源向转盘及位于转盘上的连杆加工夹具发出照射光；

计算机控制工业相机拍摄旋转前转盘中心轴的初始位置图像；

转盘旋转180°后，所述计算机控制所述工业相机拍摄转盘中心轴的旋转后位置图像；

所述计算机对比分析初始位置图像与旋转后位置图像的转盘中心轴偏移角度，并通过所述下位机向所述伺服电机发出工作信号，以使设置于转盘下方的伺服电机相应正转或反转，以使旋转后位置图像的转盘中心轴与初始位置图像的转盘中心轴重合。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明通过工业相机获取位于转盘上的连杆加工夹具的影像，自动检测转盘在旋转前后之间的旋转角度差，从而对转盘的旋转角度进行调整，保证，保证旋转盘的旋转角度精准控制，使得对称裂解槽加工位置偏差可控，避免产生较大对称裂解槽位置偏差，可有效解决旋转盘定位不准确的问题。

附图说明

图1为本发明可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测装置的示意图；

图2为本发明检测情况的原理示意图。

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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

实施例

请参考图1和图2，一种可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测装置，包括基座10、转盘20、伺服电机30、光源40、光源控制器50、工业相机60、下位机70和计算机80；转盘20用于固定连杆加工夹具21，伺服电机30固定在基座10上，转盘20固定在伺服电机30的输出轴上；光源40和工业相机60设在转盘20的一侧，工业相机60用于获取位于转盘20上的连杆加工夹具21的影像；工业相机60和下位机70分别与计算机80电连接，下位机70的输出端分别与伺服电机30和光源控制器50电连接。

请参考图2，由上可知，本发明工作原理如下：通过工业相机60获取位于转盘20上的连杆加工夹具21的影像，转盘20在旋转之前，计算机80控制工业相机60拍摄旋转前转盘中心轴22的初始位置图像，并将拍摄到的初始位置图像发送到计算机80内，取一轴线作为旋转前转盘中心轴22，并且该旋转前转盘中心轴22需与连杆长度方向的对称中心轴线重合或平行；当转盘21被伺服电机30驱动而进行旋转180°后，计算机80再控制工业相机60拍摄转盘旋转后的位置图像，并将拍摄到的转盘旋转后位置图像发送至计算机内；转盘在旋转之前，计算机80通过图像采集卡采集到旋转前转盘中心轴22的位置图像，通过设置于计算机80内的图像处理软件得到旋转前转盘中心轴22的灰度信息，然后经过计算机80内的处理器程序算法进行滤波处理，通过阈值处理识别得到旋转前转盘中心轴22的位置信息；转盘在旋转后，同理，得到旋转后转盘中心轴23的位置信息，最后将旋转前转盘中心轴22像素图像和旋转后转盘中心轴23像素图像进行比对，得到旋转前转盘中心轴22和旋转后转盘中心轴23的夹角θ，然后计算机80根据夹角θ通过下位机70控制伺服电机30进行旋转，以使得转盘20的旋转前转盘中心轴22与旋转后位置图像中的旋转后转盘中心轴23再次重合。

综上可知，本发明通过工业相机获取位于转盘上的连杆加工夹具的影像，自动检测转盘在旋转前后之间的旋转角度差，从而对转盘的旋转角度进行调整，保证，保证旋转盘的旋转角度精准控制，使得对称裂解槽加工位置偏差可控，避免产生较大对称裂解槽位置偏差，可有效解决旋转盘定位不准确的问题。

在本实施例中，所述工业相机上设有用于调整焦距的镜头，通过镜头可以调整焦距，而获得更加清晰的位于转盘上的连杆加工夹具的影像。

在本实施例中，所述光源和工业相机分别固定在一支撑架上。

在本实施例中，所述伺服电机的输出轴通过联轴器与转盘固定连接。

在本实施例中，所述下位机为单片机，在本发明的其他实施例中，所述下位机为plc。

一种可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测方法，包括以下步骤：

预先调整所述光源向转盘及位于转盘上的连杆加工夹具发出照射光；

计算机控制工业相机拍摄旋转前转盘中心轴的初始位置图像；

转盘旋转180°后，所述计算机控制所述工业相机拍摄转盘中心轴的旋转后位置图像；

所述计算机对比分析初始位置图像与旋转后位置图像的转盘中心轴偏移角度，并通过所述下位机向所述伺服电机发出工作信号，以使设置于转盘下方的伺服电机相应正转或反转，以使旋转后位置图像的转盘中心轴与初始位置图像的转盘中心轴重合。

下面通过结合可自动校正的连杆加工夹具的视觉检测的工作原理进一步说明上述控制方法。

首先预先调整光源的照射方向，使得光源发出光线的方向朝向转盘，同时可以通过光源控制器调整光源发出光线亮度；然后调整镜头与转盘上的连杆加工夹具之间距离，使得光源发出并照射于转盘上的光线将转盘上的连杆加工夹具照亮且保证工业相机拍摄到的图像不会过于模糊。

转盘在旋转前，需要取一轴线作为旋转前转盘中心轴，并且该旋转前转盘中心轴需与连杆长度方向的对称中心轴线重合或平行，以避免后续视觉检测工序中出现原始定位误差。同时，转盘在旋转之前，计算机控制工业相机通过焦距合适的镜头拍摄旋转前转盘中心轴的初始位置图像，并将拍摄到的初始位置图像发送到计算机内。当转盘被伺服电机驱动而进行旋转180°后，计算机再控制工业相机通过焦距合适的镜头拍摄旋转前转盘中心轴的旋转后位置图像，即旋转后转盘中心轴的图像，并将拍摄到的旋转后位置图像发送至计算机内。计算机通过图像采集卡采集到旋转前转盘中心轴的位置图像，通过设置于计算机内的图像处理软件得到旋转前转盘中心轴的灰度信息，然后经过计算机内的处理器程序算法进行滤波处理，通过阈值处理识别得到旋转前转盘中心轴的位置信息。转盘在旋转后，同理，得到旋转后转盘中心轴的位置信息，最后将旋转前转盘中心轴像素图像和旋转后转盘中心轴像素图像进行比对，得到旋转前转盘中心轴和旋转后转盘中心轴的夹角θ。若初始位置图像中的旋转前转盘中心轴与旋转后位置图像中的旋转后转盘中心轴相互重合，计算机则不会向控制箱发出控制信号，转盘也不需要被伺服电机驱动旋转而进行角度调整。若初始位置图像中的旋转前转盘中心轴与旋转后位置图像中的旋转后转盘中心轴不重合，并且旋转后位置图像中的旋转后转盘中心轴与初始位置图像中的旋转前转盘中心轴之间夹角θ大于0°时，计算机通过控制器控制伺服电机进行旋转，以使得转盘进行逆时针方向旋转并最终使得初始位置图像的旋转前转盘中心轴与旋转后位置图像中的旋转后转盘中心轴再次重合。

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。