专利名称：一种钢球智能自动计数装置及其自动计数方法
技术领域：
本发明涉及钢球制造的技术领域，具体为一种钢球智能自动计数装置及其自动计数方法。
背景技术：
国内外钢球生产厂家目前对小球(Φ IOmm以下)的计数方法是称重法，即用天平称量钢球的重量来确定钢球的数量。由于钢球表面涂有防锈油以及人为读数的误差，所以该方法的计数误差率大约为千分之三，造成了不必要的浪费，用该方法计数效率低并且耗费大量的人力。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种钢球智能自动计数装置及其自动计数方法，可以精确地对钢球进行计数，降低了钢球的计数误差，减少了不必要的材料和人力的浪费，提
高了生产效率。其技术方案是这样的:一种钢球智能自动计数装置，其包括计数盘，其特征在于:所述计数盘上设置有工业照相机，所述工业照相机连接计算机控制系统，所述计算机控制系统对工业照相机采集的所述计数盘上的钢球进行计数处理。其进一步特征在于:所述计数盘入口处设置有钢球自动补偿装置；所述计数盘入口处设置有上料辊和补偿辊，所述上料辊和所述补偿辊分别连接步进电机，所述上料辊外周布置有上料槽，所述补偿辊外周布置有储料单孔，所述储料单孔只能储存一只钢球。本发明还提供了一种钢球智能自动计数方法，其特征在于:包括如下步骤，
1、同规格钢球进入计数盘；
2、工业相机拍摄计数盘中钢球的图像；
3、然后由计算机对拍摄计数盘中钢球的图像进行处理，计算出计数盘中钢球的数量。其进一步特征在于:确定包括计数盘中全部钢球图像的有效区域，有效区域外的图像全部替换成黑色；对钢球的图像进行二值化处理，利用钢球比计数盘亮(计数盘为黑色)的特性，即钢球和计数盘有较大的灰度差，设置一个二值化灰度阈值，将灰度值大于等于阈值的像素点灰度值替换为255 (白)，灰度值小于阈值的像素点的灰度值替换为O (黑)，选择一个合适的二值化灰度阈值可以确保二值化后每个钢球形成的白色区域不相连接，针对二值化的后图像中钢球图像的白色区进行计数，设置一个合适的白色区域像素大小的阈值，当一个白色区域的像素个数大于等于该阈值时确定这是一个钢球形成的图像，即确定为一个钢球，当一个白色区域的像素个数小于该阈值时认为这是干扰形成的图像，即不是钢球，被确定的钢球图像的总数就是盘中钢球的数量；同规格钢球通过上料辊进入计数盘中，通过计算机系统处理后，计算出计数盘中钢球的数量，通过上料辊补料进行钢球预计数，再通过补偿辊单个补料，保证了计数盘中所需数量的精确计数。本发明的上述结构中，计数盘上设置有工业照相机，工业照相机连接计算机控制系统，计算机控制系统对工业照相机采集的所述计数盘上的钢球进行计数处理，可以精确地对钢球进行计数，降低了钢球的计数误差，减少了不必要的材料和人力的浪费，提高了生
产效率。
图1为本发明一种钢球智能自动计数装置的结构示意图。
具体实施例方式见图1所示，一种钢球智能自动计数装置，其包括计数盘1，计数盘I上设置有工业照相机2，工业照相机2连接计算机控制系统3，计算机控制系统3对工业照相机采集的计数盘I上的钢球进行计数处理。 计数盘I入口处设置有上料辊4和补偿辊5，上料辊4和补偿辊5分别连接步进电机6-1、6-2，上料辊4外周布置有上料槽7 ;补偿辊5外周布置有储料单孔8，储料单孔8只能储存一只钢球，上述装置组成了一种补偿装置，其实现有技术中还有其他方式的补偿装置，只要达到保证钢球的精确计数，满足数量固定的钢球的分装要求，都是本发明的保护范围。设置上料辊4和补偿辊5的目是保证钢球的精确计数，其精确计数方法如下:
1、例如要精确计数4000粒钢球，假定上料辊的每个料槽最多可盛装50粒，上料辊共有周向等分的20个料槽，上料辊每转一圈最多1000粒，则驱动步进电机6-1转动4圈。由于上料辊每个料槽不一定盛满50粒，所以计数盘中的钢球应该小于等于4000粒；
2、通过计算机图像处理计数，计算出此时计数盘中的钢球数。如果4000减去盘中钢球数大于等于50，则用该差值除以50，得到一个数值。对该数值舍去小数点取整，然后驱动步进电机I转动取整数值的槽数；
3、对技数盘再次计数，如果差值仍然大于等于50，则重复步骤2；
4、如果差值小于50，则控制步进电机6-2驱动补偿辊进行单补偿，补偿球数即为差值。补偿棍由周向等分的储料单孔8构成,每步只能进一个球；
5、由于补偿辊的进球率不一定达到100%，所以补偿之后重新计数，不到4000粒则重复步骤4，直到数目达到4000粒为止。通过上述补偿装置，可以把钢球分装到一个具体的数量，满足了钢球的分装要求，避免了在钢球分装过程中产生的数量误差。本发明还提供了一种钢球智能自动计数方法，包括如下步骤，
1、同规格钢球进入计数盘，钢球的排列方式不限，可以是任意排列。但必须保证计数盘中是一层钢球(在高度方向上不可以重叠)。工业相机拍摄计数盘中钢球的图像，然后由计算机对图像进行处理；
2、工业相机拍摄计数盘中钢球的图像；
3、然后由计算机对拍摄的计数盘中钢球的图像进行处理，计算出计数盘中钢球的数量，确定包括计数盘中全部钢球图像的有效区域，有效区外的图像全部替换成黑色；对钢球的图像进行二值化处理。利用钢球比计数盘亮(计数盘为黑色)的特性，即钢球和计数盘有较大的灰度差，设置一个二值化灰度阈值，将灰度值大于等于阈值的像素点灰度值替换为255 (白)，灰度值小于阈值的像素点的灰度值替换为O (黑)。选择一个合适的二值化灰度阈值可以确保二值化后每个钢球形成的白色区域不相连接。针对二值化的后图像中钢球图像的白色区进行计数。设置一个合适的白色区域像素大小的阈值。当一个白色区域的像素个数大于等于该阈值时确定这是一个钢球形成的图像，即确定为一个钢球；当一个白色区域的像素个数小于该阈值时认为这是干扰形成的图像，即不是钢球。这样，被确定的钢球图像的总数就是盘中钢球的数量。本实施例中采用了钢球的计数盘，当然也可以采用钢球在运输过程中的运输装置中的确定一个指定区域，通过工业照相机对为通过指定区域进行拍摄，对拍摄的计数盘中钢球的图像进行处理，计算出计数盘中钢球的数量，都是本发明的保护范围。本实施例中上料辊共有周向等分的20个料槽，当然也可以根据钢球的规格和需要计数的钢球数量，采用不同直径的和其他数量的料槽，只要能达到钢球的预计数功能，确定进料数量的目的，都是本发明的保护范围。本发明中的计算机处理系统是通常的处理方法，本发明的技术创新之处在于:
1、用工业相机拍摄钢球的图像然后用计算机图像处理的方法实现钢球的自动计数；
2、该计数系统能够实现对钢球的自动精确计数，准确度可以达到100%；
3、利用上料辊的预计数功能以及补偿辊的补偿功能，与计算机图像处理计数相结合，实现给定数目钢球的精确计数(例如4000粒)；
4、该计数系统也可以用于其他类似产品的计数。
权利要求
1.一种钢球智能自动计数装置，其包括计数盘，其特征在于:所述计数盘上设置有工业照相机，所述工业照相机连接计算机控制系统，所述计算机控制系统对工业照相机采集的所述计数盘上的钢球进行计数处理。
2.根据权利要求1所述的一种钢球智能自动计数装置，其特征在于:所述计数盘入口处设置有钢球自动补偿装置。
3.根据权利要求2所述的一种钢球智能自动计数装置，其特征在于:所述计数盘入口处设置有上料辊和补偿辊，所述上料辊和所述补偿辊分别连接步进电机，所述上料辊外周布置有上料槽，所述补偿辊外周布置有储料单孔，所述储料单孔只能储存一只钢球。
4.一种钢球智能自动计数方法，其特征在于:包括如下步骤， (1)、同规格钢球进入计数盘； (2)、工业相机拍摄计数盘中钢球的图像； (3)、然后由计算机对拍摄计数盘中钢球的图像进行处理，计算出计数盘中钢球的数量。
5.根据权利要求4所述的一种钢球智能自动计数方法，其特征在于:确定包括计数盘中全部钢球图像的有效区域，有效区域外的图像全部替换成黑色。
6.根据权利要求5所述的一种钢球智能自动计数方法，其特征在于:对钢球的图像进行二值化处理，利用钢球比计数盘亮(计数盘为黑色)的特性，即钢球和计数盘有较大的灰度差，设置一个二值化灰度阈值，将灰度值大于等于阈值的像素点灰度值替换为255 (白)，灰度值小于阈值的像素点的灰度值替换为O (黑)，选择一个合适的二值化灰度阈值可以确保二值化后每个钢球形成的白色区域不相连接，针对二值化的后图像中钢球图像的白色区进行计数，设置一个合适的白色区域像素大小的阈值，当一个白色区域的像素个数大于等于该阈值时确定这是一个钢球形成的图像，即确定为一个钢球，当一个白色区域的像素个数小于该阈值时认为这是干扰形成的图像，即不是钢球，被确定的钢球图像的总数就是盘中钢球的数量。
7.根据权利要求4-6任何所述的一种钢球智能自动计数方法，其特征在于:同规格钢球通过上料辊进入计数盘中，通过计算机系统处理后，计算出计数盘中钢球的数量，通过上料辊补料进行钢球预计数，再通过补偿辊单个补料，保证了计数盘中所需数量的精确计数。
全文摘要
本发明提供了一种钢球智能自动计数装置，可以精确地对钢球进行计数，降低了钢球的计数误差，减少了不必要的材料和人力的浪费，提高了生产效率，其包括计数盘，其特征在于所述计数盘上设置有工业照相机，所述工业照相机连接计算机控制系统，所述计算机控制系统对工业照相机采集的所述计数盘上的钢球进行计数处理，本发明同时还提供了采用钢球智能自动计数装置进行的一种钢球智能自动计数方法。
文档编号G06M15/00GK103164740SQ20131006685
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者李彦清, 马国伟, 赵建平, 任涛, 王浩君, 李特 申请人:无锡市飞云球业有限公司