十字型鑰匙齒形尺寸的檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種十字型鑰匙齒形尺寸的檢測(cè)裝置。背光源放置在U形載物臺(tái)上，固定板豎直固定在載物臺(tái)側(cè)面，固定板中心安置有90度旋轉(zhuǎn)氣缸，十字形鑰匙的柄部固定在夾具上，氣泵與PLC通過電磁閥與90度旋轉(zhuǎn)氣缸相連；CCD相機(jī)位于待檢測(cè)十字形鑰匙齒形部分的上方，相機(jī)經(jīng)圖像采集卡與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連，顯示器與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連，PLC與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連。本發(fā)明用背光源照射將鑰匙齒形輪廓清晰呈現(xiàn)在相機(jī)視野范圍之內(nèi)，運(yùn)用圖像處理去除圖像干擾，定位齒形圖像邊界，計(jì)算出齒形對(duì)邊距離。90度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑰匙齒形全方位的圖像采集，根據(jù)圖像采樣點(diǎn)的間距和設(shè)定的閾值判定產(chǎn)品是否合格，解決了傳統(tǒng)檢測(cè)方式不能實(shí)時(shí)在線檢測(cè)的問題。
【專利說明】十字型鑰匙齒形尺寸的檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器視覺在線檢測(cè)裝置，具體涉及一種十字型鑰匙齒形尺寸的檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]十字鑰匙是日常生活中常用的一種鑰匙類型，配合十字鎖芯，多使用于防盜門上，由于其特殊的齒形結(jié)構(gòu)，在同軸四個(gè)相差90度的方向上均有一個(gè)齒形，使得人工檢測(cè)其齒形質(zhì)量存在很多的問題:人工成本高，效率低，長(zhǎng)時(shí)間工作由于人眼疲勞不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤檢和漏檢，人工抽檢難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)。
[0003]機(jī)器視覺是一種新型的檢測(cè)方法，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于尺寸測(cè)量、角度測(cè)量、缺陷檢測(cè)等領(lǐng)域，具有速度快精度高等優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種十字型鑰匙齒形尺寸的檢測(cè)裝置，有效的解決十字型鑰匙齒形尺寸檢測(cè)中人工成本高，檢測(cè)速度慢，自動(dòng)化程度低等問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明包括U形載物臺(tái)、背光源、背光源電源適配器、背光源位置固定軸、固定板、90度旋轉(zhuǎn)氣缸、鉗形夾具、氣泵、PLC, CXD相機(jī)、支撐架、圖像采集卡、顯示器和計(jì)算機(jī)主機(jī)。
[0006]背光源水平放置在U形載物臺(tái)兩側(cè)端面上，由四個(gè)背光源位置固定軸固定，背光源與背光源電源適配器相連；固定板豎直固定在載物臺(tái)的一側(cè)，在固定板中心向內(nèi)水平安置一個(gè)能90度旋轉(zhuǎn)氣缸，待檢測(cè)十字形鑰匙的柄部固定在90度旋轉(zhuǎn)氣缸端部的鉗形夾具中，鉗形夾具與90度旋轉(zhuǎn)氣缸的旋轉(zhuǎn)軸相接，鉗形夾具位于背光源的上方，氣泵與90度旋轉(zhuǎn)氣缸的進(jìn)氣口連接，PLC通過電磁閥與90度旋轉(zhuǎn)氣缸的活塞相連；支撐架豎直設(shè)置在載物臺(tái)的另一側(cè)底座上，CCD相機(jī)安裝在支撐架上面，CCD相機(jī)位于待檢測(cè)十字形鑰匙齒形部分的上方，C⑶相機(jī)經(jīng)圖像采集卡與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連，顯示器與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連，PLC與計(jì)算機(jī)主機(jī)相連。
[0007]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明將機(jī)器視覺技術(shù)應(yīng)用到十字型鑰匙齒形尺寸檢測(cè)中，用背光源照射將鑰匙齒形輪廓清晰呈現(xiàn)在相機(jī)視野范圍之內(nèi)，運(yùn)用圖像處理技術(shù)去除圖像干擾，精確定位齒形圖像邊界，計(jì)算出齒形對(duì)邊距離。針對(duì)十字型鑰匙的特殊齒形結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了 90度旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鑰匙齒形全方位的圖像采集，根據(jù)圖像采樣點(diǎn)的間距和設(shè)定的閾值判定產(chǎn)品是否合格，解決了傳統(tǒng)檢測(cè)方式不能實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，精度低的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖2是圖1中90度旋轉(zhuǎn)氣缸和鉗形夾具的局部放大圖。
[0010]圖3是一種十字型鑰匙的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖4是本發(fā)明檢測(cè)方法的流程圖。
[0012]圖中:1、U形載物臺(tái)，2、背光源，3、背光源電源適配器，4、背光源位置固定軸，5、固定板，6、90度旋轉(zhuǎn)氣缸，7、鉗形夾具，8、氣泵，9、PLC，10、CCD相機(jī)，11、支撐架，12、圖像采集卡，13、顯示器，14、計(jì)算機(jī)主機(jī)。
[0013]【具體實(shí)施方式】:
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明包括U形載物臺(tái)1、背光源2、背光源電源適配器3、背光源位置固定軸4、固定板5、90度旋轉(zhuǎn)氣缸6、鉗形夾具7、氣泵8、PLC 9、C⑶相機(jī)10、支撐架11、圖像采集卡12、顯示器13和計(jì)算機(jī)主機(jī)14。
[0015]背光源2水平放置在U形載物臺(tái)I兩側(cè)端面上，由四個(gè)背光源位置固定軸4固定，背光源2與背光源電源適配器3相連；固定板5豎直固定在載物臺(tái)I的一側(cè)，在固定板5中心向內(nèi)水平安置一個(gè)能90度旋轉(zhuǎn)氣缸6，待檢測(cè)十字形鑰匙的柄部固定在90度旋轉(zhuǎn)氣缸6端部的鉗形夾具7中，鉗形夾具7與90度旋轉(zhuǎn)氣缸6的旋轉(zhuǎn)軸相接，鉗形夾具7位于背光源2的上方，氣泵8與90度旋轉(zhuǎn)氣缸6的進(jìn)氣口連接，PLC 9通過電磁閥與90度旋轉(zhuǎn)氣缸6的活塞相連。
[0016]支撐架11豎直設(shè)置在載物臺(tái)I的另一側(cè)底座上，CXD相機(jī)10安裝在支撐架11上面，C⑶相機(jī)10位于待檢測(cè)十字形鑰匙齒形部分的上方，C⑶相機(jī)10經(jīng)相匹配的圖像采集卡與計(jì)算機(jī)主機(jī)14相連，顯示器13與計(jì)算機(jī)主機(jī)14相連，PLC 9與計(jì)算機(jī)主機(jī)14相連。
[0017]以上器件根據(jù)設(shè)計(jì)需要，均可在市場(chǎng)上選購(gòu)得到。
[0018]如圖2所示，當(dāng)90度旋轉(zhuǎn)氣缸接收到PLC 9發(fā)送的控制信號(hào)，90度旋轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，即鉗形夾具7也同時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，實(shí)現(xiàn)在檢測(cè)過程中對(duì)十字型鑰匙齒形全方位的圖像采集。
[0019]如圖3所示，是一種十字型鑰匙的結(jié)構(gòu)示意圖，鑰匙在同軸的四個(gè)方向上均有齒形，且每個(gè)齒形之間角度為90度。
[0020]如圖4所示，本發(fā)明的工作過程如下:
1)把CCD相機(jī)垂直向下照射在標(biāo)準(zhǔn)尺寸的十字型鑰匙的齒形部分，打開背光源電源，調(diào)整背光源亮度，并調(diào)節(jié)CXD相機(jī)的焦距和光圈，使得十字型鑰匙齒形輪廓清晰顯示在CXD相機(jī)的拍攝視野之內(nèi)；
2)對(duì)CCD相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定；
3)讀取相機(jī)在線采集到的圖像，在計(jì)算機(jī)顯示器上觀察圖像，將圖像中十字型鑰匙齒形部分的區(qū)域選定為ROI區(qū)域，將此ROI區(qū)域的圖像作為標(biāo)準(zhǔn)圖像I1 ；
4)通過計(jì)算機(jī)控制PLC觸發(fā)90度旋轉(zhuǎn)氣缸，在90旋轉(zhuǎn)氣缸的帶動(dòng)下，十字型鑰匙轉(zhuǎn)動(dòng)90度，再次將圖像中十字型鑰匙齒形部分的區(qū)域選定為ROI區(qū)域，將此ROI區(qū)域的圖像作為標(biāo)準(zhǔn)圖像I2 ;
5)對(duì)獲取的圖像I1、圖像I2進(jìn)行圖像預(yù)處理，經(jīng)過圖像二值化，中值濾波，圖像銳化，圖像分割后，提取出十字型鑰匙齒形輪廓的邊緣特征，在齒形上邊緣處設(shè)置間距為d的采樣點(diǎn)η個(gè)，計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)到齒形下邊緣的垂直距離，在圖像I1、圖像I2中分別可得到η個(gè)采樣點(diǎn)垂直邊距，圖像I1中記為X1, X2? χ3?…χη，圖像中記為yi，y2，y3,…乂。，并設(shè)定閾值為z ；
6)采集待測(cè)十字型鑰匙齒形輪廓圖像，選定ROI區(qū)域，選定過程同標(biāo)準(zhǔn)十字型鑰匙，旋轉(zhuǎn)前圖像記為圖像S1，旋轉(zhuǎn)90度后的圖像記為圖像S2 ；
7)對(duì)所得圖像S1、圖像S2進(jìn)行圖像預(yù)處理，處理過程同標(biāo)準(zhǔn)十字型鑰匙，處理完成后，圖像S1中的采樣點(diǎn)記為Ct1, a 2, Ct3,…αη，圖像S2中的采樣點(diǎn)記為β1; β2, β3,…βη;
8)將各采樣點(diǎn)逐一比較，圖像I1與圖像S1比較，圖像I2與圖像S2比較，判斷各采樣點(diǎn)的間距值是否在設(shè)定的閾值范圍之內(nèi)
9)如各采樣點(diǎn)對(duì)比結(jié)果均在設(shè)定閾值范圍內(nèi)，則判定待檢測(cè)十字型鑰匙合格；
10)否則判定為不合格，并標(biāo)記顯示出超過閾值范圍的齒形邊緣采樣點(diǎn)。
[0021]以上所述實(shí)施方式適用于不同尺寸的十字型鑰匙齒形尺寸檢測(cè)，提高了檢測(cè)精度和速度。`
【權(quán)利要求】
1.一種十字形鑰匙齒形尺寸的檢測(cè)裝置，其特征在于:包括U形載物臺(tái)(I)、背光源(2)、背光源電源適配器(3)、背光源位置固定軸(4)、固定板(5)、90度旋轉(zhuǎn)氣缸(6)、鉗形夾具(7)、氣泵(8)、PLC (9)、CCD相機(jī)(10)、支撐架(11)、圖像采集卡(12)、顯示器(13)和計(jì)算機(jī)主機(jī)(14);背光源(2)水平放置在U形載物臺(tái)(I)兩側(cè)端面上，由四個(gè)背光源位置固定軸(4)固定，背光源(2)與背光源電源適配器(3)相連；固定板(5)豎直固定在載物臺(tái)(I)的一側(cè)，在固定板(5)中心向內(nèi)水平安置一個(gè)能90度旋轉(zhuǎn)氣缸(6)，待檢測(cè)十字形鑰匙的柄部固定在90度旋轉(zhuǎn)氣缸(6 )端部的鉗形夾具(7 )中，鉗形夾具(7 )與90度旋轉(zhuǎn)氣缸(6 )的旋轉(zhuǎn)軸相接，鉗形夾具(7)位于背光源(2)的上方，氣泵(8)與90度旋轉(zhuǎn)氣缸(6)的進(jìn)氣口連接，PLC (9)通過電磁閥與90度旋轉(zhuǎn)氣缸(6)的活塞相連；支撐架(11)豎直設(shè)置在載物臺(tái)(I)的另一側(cè)底座上，C⑶相機(jī)(10)安裝在支撐架(11)上面，C⑶相機(jī)(10)位于待檢測(cè)十字形鑰匙齒形部分的上方，CXD相機(jī)(10)經(jīng)圖像采集卡與計(jì)算機(jī)主機(jī)(14)相連，顯示器(13)與計(jì)算機(jī)主機(jī)(14)相連，PLC (9)與計(jì)算機(jī)主機(jī)(14)相連。
【文檔編號(hào)】G01B11/24GK103822584SQ201410091433
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】孫堅(jiān), 沈鵬程, 鐘少俊, 徐紅偉, 張海波, 朱少誠(chéng) 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院