刹车片外观缺陷多工位在线检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种在线检测装置及方法，涉及了一种刹车片外观缺陷多工位在线检测装置及方法，利用机器视觉技术来检测刹车片外观缺陷。
【背景技术】
[0002]刹车片是制动器衬片的俗称，是接触制动鼓(盘)的摩擦材料。当驾驶员有刹车行为时，刹车片受到压力，与制动鼓(盘)产生摩擦力，从而达到车辆减的目的。刹车片是车辆制动系统重要的安全件，其质量好坏直接影响车辆的制动性能，关系到车辆驾乘人员的生命财产安全。
[0003]在工业生产线上，为了满足生产速度和产品质量的双向要求，需要配合生产线上的各个流程做好外观、尺寸等性能指标的检测。对于刹车片这种缺陷种类繁多，缺陷不明显的对象来说，人工检测需通过手摸、目视、光照反射、光照投影等方法检测刹车片的表面缺陷。由于质检工人的视觉疲劳、情绪波动等因素使得传统方法便存在质量标准客观性较差且、检测速度慢、效率低，难以完成每分钟几十个的检测速度，并且检测结果受检测人员主管影响较大，同时针对刹车片这种检测项目较多的检测对象，传统的机器视觉检测只能检测某一类缺陷，而多工位检测系统设备成本高、效率低，所以，在刹车片生产行业急切需要一种多工位外观缺陷在线检测装置。
【发明内容】
[0004]为了解决【背景技术】中存在的问题，本发明的目的是提供了一种刹车片外观缺陷多工位在线检测装置及方法，可用于对生产线上的刹车片外观缺陷检测进行非接触无损在线检测。
[0005]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是:
[0006]—、一种刹车片外观缺陷多工位在线检测装置:
[0007]包括用于传输刹车片的传送带、直流电机及调速器和次品收料盒；直流电机及调速器与传送带一侧的主动轴连接驱动旋转而带动传送带运行，支架竖直固定安装在放置于地面的基座上，支架位于传送带侧方；传送带上沿传送方向依次设有第一工位、第二工位和第三工位，第一工位处的传送带上下带面之间安装有背光光源模块，第二工位处的传送带上方设有环形光源模块，第三工位处的传送带上方设有同轴光源模块，三个工位的正上方装有用采集刹车片图像的工业相机模块，工业相机模块、同轴光源模块、环形光源模块和背光光源模块均与支架固定链接；三个工位处的传送带上带面同一侧边沿均安装有用于推动不合格刹车片的气动推杆，光电开关安装在气动推杆顶部，气动推杆经电磁阀与空气压缩机连接，与气动推杆位置相对的传送带上带面另一侧边沿安装有用于容置不合格刹车片的次品收料盒。
[0008]所述的工业相机模块包括工业相机、快装板以及用于上下和水平调节工业相机高度的相机调节装置，工业相机朝向正下方，工业相机通过快装板安装在相机调节装置上，相机调节装置底座与滚珠丝杠滑台上的滑块固定连接；所述的背光光源模块包括背光光源和背光光源固定块，背光光源通过螺栓固定安装在背光光源固定块上，背光光源固定块通过连接块杆结构固定安装在支架上；所述的环形光源模块包括环形光源和环形光源固定块，环形光源通过螺栓固定安装在环形光源固定块上，环形光源固定块通过连接块杆结构固定安装在支架上；所述的同轴光源模块包括同轴光源和同轴光源固定块，同轴光源通过螺栓固定安装在同轴光源固定块上，同轴光源固定块通过连接块杆结构固定安装在支架上。
[0009]所述的环形光源照射到正下方的传送带上刹车片两端边缘，同轴光源能均匀照射整个刹车片及其附近周边区域。
[0010]所述的相机调节装置包括y向固定块、y向滑条、x向固定块和x向滑条，快装板与水平的X向滑条固定连接，X向滑条嵌入到X向固定块上水平的燕尾槽中形成左右滑动副，X向固定块与1向滑条固定连接，y向滑条与1向固定块上开有的燕尾槽配合相嵌形成上下滑动副，y向固定块与滑块固定连接，滑块螺纹套在水平安装的滚珠丝杠滑台的丝杆中，滚珠丝杠滑台的丝杆与步进电机输出轴连接驱动。滚珠丝杠滑台通过连接块杆结构固定安装在支架上。
[0011]还包括PLC控制器、继电器模块和计算机，直流电机及调速器、背光光源、环形光源和同轴光源均通过继电器模块与PLC控制器连接，电磁阀、光电开关均与PLC控制器连接，工业相机和PLC控制器与计算机连接。
[0012]所述的工业相机为工业级面阵cmos相机，PLC控制器与计算机通过串口连接通讯。
[0013]所述的传送带的带面采用透明材质。
[0014]所述相机调节装置中，y向固定块、X向固定块开有梯形槽，侧面有带齿轮的旋钮，y向滑条、X向滑条背面开有凹槽，y向滑条安装在y向固定块梯形槽内，χ向固定块通过螺栓固定在y向滑条上，χ向滑条安装在χ向固定块梯形槽内，可通过旋钮使y向滑条、χ向滑条在1、χ方向移动，y向固定块通过螺栓与滚珠丝杠滑台的滑块固定。
[0015]所述滚珠丝杠滑台通过两固定块、两连接块固定在横杆上。所述横杆通过固定块、连接杆固定在支架上。所述快装板通过螺栓与工业相机固定，所述工业相机通过快装板固定在相机调节装置上。通过调节所述相机调节装置使被检测刹车片在所述工业相机视野里占2/3-3/4。通过调节所述相机调节装置使工业相机与背光光源、环形光源、同轴光源光轴位于同一平面。
[0016]所述滚珠丝杠滑台左端安装有步进电机，所述步进电机通过电机控制器与电机驱动器、PLC控制器输出端连接。
[0017]所述次品收料盒中点与第二工位气动推杆中点对齐。
[0018]二、一种刹车片外观缺陷多工位在线检测方法:
[0019]1)采用上述装置，先对工业相机进行标定；
[0020]2)通过标定后的工业相机采集两张合格刹车片的正面图像进行处理后制作刹车片模板，合格刹车片的正面图像包括刹车片轮廓及两端边缘图像，刹车片模板用于后续步骤第一工位和第二工位检测刹车片外观缺陷时进行匹配；
[0021]3)刹车片放置于传送带上，通过直流电机带动沿传送带传输；
[0022]4)在第一工位、第二工位和第三工位进行检测；
[0023]5) PLC控制器5控制开启直流电机2，直流电机2带动传送带1上的刹车片传输完成各个工位的依次检测，实现缺陷多工位的在线检测。
[0024]在所述第一工位采用以下方式进行检测:当刹车片传输到第一工位的光电开关被检测到，PLC控制器控制直流电机停止转动，控制开启第一工位的背光光源，驱动步进电机带动滚珠丝杠滑台上的滑块使工业相机移动到至第一工位的正上方，触发工业相机采集刹车片轮廓图像并对采集到的轮廓图像进行处理后，获得刹车片轮廓是否完整的结果:若刹车片轮廓完整，则PLC控制器控制关闭背光光源并由传送带继续传输该刹车片至下一工位进行检测，否则PLC控制器控制第一工位的气动推杆推动刹车片进入次品收料盒，并返回步骤3)进行下一刹车片的检测。
[0025]在所述第二工位采用以下方式进行检测:当刹车片传输到第二工位的光电开关检测到，PLC控制器控制直流电机停止转动，控制开启第二工位的环形光源，驱动步进电机