一種批量生產條帶的自動檢測方法
2023-05-25 19:42:46
一種批量生產條帶的自動檢測方法
【專利摘要】本發明公開了一種批量生產條帶的自動檢測方法，主要採用成相設備快速成像技術來實現，即採用兩套高、低不同精度的標準條帶圖像數據與條帶在線初略檢測和詳細檢測相結合的二步式進行，即初略檢測階段通過二維成像技術檢測所有條帶的主要外形特徵和零件的裂紋及毛刺，詳細檢測階段按照抽樣比例（比如1條/分鐘）選取檢測的條帶，通過形成局部的三維重建模型，與標準條帶圖像數據進行比對，通過三維尺寸、形位公差等多方面的檢測，快速發現缺陷產品。整個檢測在線上進行，兩個階段協同工作，在任何一個階段出現尺寸超差的產品，將進行報警處理。本發明可以減輕檢測人員的工作量、提高檢測效率和檢測精度。
【專利說明】一種批量生產條帶的自動檢測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於自動檢測方法，具體涉及一種批量生產條帶的自動檢測方法。
【背景技術】
[0002]圖2所示條帶的生產是通過高速級進模完成，衝裁效率為20?30條/分鐘，該條帶主要特點為材料價格昂貴、檢測尺寸特徵多、細小特徵比較多，尺寸精度不高、表面質量要求高、零件的厚度較薄、加工的數量大。採用傳統的測量方式工作量非常大，需花費大量的人力物力，如果在衝刺過程中出現異常，傳統的檢測方法將導致批量的廢品和次品，導致費用的大量增加。所以採用一個好的檢測方法對該條帶進行檢測是必要且必須的環節，通過檢測可以檢查出零部件加工時是否有缺陷，
目前生產過程中的檢測方法有兩種:1、檢測人員依靠傳統的檢測儀器和設備按照檢測規範進行檢測；2、檢測人員採用專用的CCD (電荷耦合器件)檢測儀器進行檢測。所有的檢測都在線下進行，勞動強度大，人為影響檢測數據的概率大大增加。由於不能進行在線檢測，如果零件衝刺時出現問題，將會導致大量的不合格品出現，所以在條帶批量生產過程中設置一個在線全檢裝置是十分必要的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是針對現有技術存在的技術問題，提供一種可以減輕檢測人員的工作量、提高檢測效率和檢測精度的批量生產條帶的自動檢測方法。
[0004]實現本發明目的採用的技術方案如下:
本發明提供的批量生產條帶的自動檢測方法，按以下步驟進行:
步驟1、預先將兩套高、低不同精度的標準條帶圖像數據存儲到計算機處理系統；
步驟2、在檢測工位通過機械裝置使條帶逐個找正定位；
步驟3、利用設置在檢測工位處條帶上下方的成相設備對條帶逐個進行拍攝採集圖像數據，將條帶的圖像數據逐個與所述計算機處理系統中低精度標準條帶圖像數據進行比較；同時每隔一定數量對條帶進行抽樣，將抽樣條帶的圖像數據另與所述計算機處理系統中的高精度標準條帶圖像數據進行比較；
步驟4、經比較後，如果條帶的圖像數據與所述計算機處理系統中高、低精度標準條帶圖像數據均符合公差要求，則判定條帶合格；如果條帶的圖像數據與所述計算機處理系統中高、低精度標準條帶圖像數據中的任意一項不符合公差要求，則判定條帶不合格；
步驟5、一旦出現不合格條帶，由所述計算機處理系統啟動報警裝置報警，以便及時發現並處理不合格條帶。
[0005]所述步驟I中的高精度的標準條帶圖像數據為局部特徵三維立體圖像數據(包括形位公差)；低精度標準條帶圖像數據為二維平面圖像數據。
[0006]所述步驟3中，先用雷射器向條帶投射雷射標記(如柵格或十字線)，以便成相設備在近距離拍攝時對焦和採集圖像數據。[0007]本發明方法與現有檢測方法的不同之處主要在於:現有的檢測主要借用檢測儀器進行手工檢測，檢測的結果與檢測人員的素質、熟練程度、檢測方法和儀器的精度有關，在單個零件的特徵很多的情況下，生產效率很低，出錯率很高。而本發明基於該條帶的結構及加工特點，在高速衝刺的過程中檢測主要採用成相設備如CCD快速成像技術來實現。考慮到該條帶的衝刺為高速衝刺，整體檢測設計思路採用兩套高、低不同精度的標準條帶圖像數據與在線初略檢測和詳細檢測相結合的二步式進行，即初略檢測階段通過二維成像技術檢測所有條帶的主要外形特徵和零件的裂紋及毛刺，詳細檢測階段按照抽樣比例(比如I條/分鐘)選取檢測的條帶，通過形成局部的三維重建模型，與標準條帶圖像數據進行比對，通過三維尺寸、形位公差等多方面的檢測，快速發現缺陷產品。整個檢測在線上進行，兩個階段協同工作，在任何一個階段出現尺寸超差的產品，將進行報警處理。
[0008]採用本發明能提高條帶檢測的工作效率和檢測質量。所有的檢測有系統自動完成，人工參與過程少，檢測精度由設備保證。一個檢測人員可以同時負責多臺設備的檢測工作。
[0009]採用本發明能保證條帶衝刺時能及時發現不合格產品的出現，將衝刺時條帶報廢帶來的成本消減到最低。
[0010]下面結合附圖進一步說明本發明的技術方案。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是採用本發明方法的在線檢測工作檯示意圖。
[0012]圖2是採用本發明方法檢測的條帶示意圖。
【具體實施方式】
[0013]本實施例的自動檢測過程為利用CCD (圖像傳感器)快速成像技術對條帶產品(參見圖2)進行在線的初略檢測和詳細檢測。
[0014]檢測系統主要包括:計算機處理系統，用來存儲標準條帶圖像數據和接收計算檢測數據，將檢測數據與標準條帶圖像數據進行比較並報警輸出；上下攝像機及驅動機構二套，主要用來對放置在在線檢測工作檯的條帶進行掃描；在線檢測工作檯，主要用來保證條帶檢測時對條帶進行找正和定位。
[0015]圖1為在線檢測工作檯示意圖。主要包括機架1、上下攝像機5、9、上下雷射器6、
10、玻璃板7、夾持器3、夾持器4和定位銷8等，還包括與上下攝像機5、9連接的計算機處理系統。機架I工作面由一個斜面11組成，斜面11的角度保證條帶在正常情況下可自由的下滑，斜面11上有滑道2，滑道2寬度比條帶稍寬，滑道2的中間部分鑲嵌有一塊透明玻璃7，玻璃7的下端裝有可上下移動的定位銷8，滑道2上位於玻璃7上端的側面設有夾持器3，位於玻璃7的側面設有夾持器4，夾持器3和夾持器4工作時分別壓緊一個條帶，玻璃7的上方和下方各設置一個攝像機5、9，攝像機5、9可通過移動裝置(沒畫出)在玻璃上方移動攝像，玻璃7的上下方還分別設有雷射器6、10。
[0016]自動生產線上批量生產條帶的自動檢測方法如下:
一、預先將一套低精度的二維標準條帶圖像數據和一套高精度的三維標準條帶圖像數據存儲到計算機處理系統；高精度的標準條帶圖像數據為局部特徵三維立體圖像數據(包括形位公差)；低精度標準條帶圖像數據為二維平面圖像數據。
[0017]二、將在線檢測工作檯作為檢測工位，通過夾持器1、夾持器2和定位銷8使條帶逐個找正和定位。
[0018]由於高速衝刺屬於連續作業，頻率高、速度快，檢測時基準的查找和定位顯得非常重要。在線檢測工作檯找正和定位過程主要通過夾持器3、夾持器4和定位銷8相互配合來完成。
[0019]夾持器1、夾持器2和定位銷8的動作通過PLC控制氣動或電動來實現。如圖1所示，條帶衝刺完成後按順序進入在線檢測工作檯順著滑道2往下滑，當第一個條帶滑到定位銷8時停住，此時，夾持器3和夾持器4同時工作，將第一個條帶和後面的第二個條帶分別壓緊在滑道2的一邊，完成第一個條帶的找正和定位。
[0020]拍攝完成後，首先將定位銷8下落，而後鬆開夾持器4，被檢測的第一個條帶順滑道2下滑離開在線檢測工作檯，過了定位銷8後，定位銷8上升，夾持器3鬆開，後面的第二個條帶往下滑到定位銷8位於玻璃7之上，再後面的第三個條帶跟隨第二個條帶一起下滑，這時兩個夾持器3、4同時工作，將兩個條帶同時夾緊。
[0021]三、先用雷射器6、10向位於玻璃7上的條帶投射雷射標記(如柵格或十字線)，以便攝像機在近距離拍攝時對焦，利用上下攝像機5、9對該位置的條帶逐個進行拍攝採集圖像數據，將這些條帶的圖像數據逐個與計算機處理系統中二維平面低精度標準條帶圖像數據進行比較；同時每隔一定數量(比如I條/分鐘)對所拍攝的條帶進行抽樣，將抽樣條帶的圖像數據另與所述計算機處理系統中的高精度三維立體標準條帶圖像數據進行比較。
[0022]拍攝時，上下攝像機5、9在驅動裝置(未畫出)驅動下按照預定的軌跡掃描拍攝，實時獲取不同位置和視角的視頻圖像。
[0023]上下攝像機5、9拍攝的條帶的圖像數據傳輸到計算機處理系統進行數據分析處理，主要包括兩個內容:粗略檢測即二維成像檢測和詳細檢測即局部三維成像檢測。
[0024]初略檢測流程是對所有條帶進行分析。首先對攝像機獲取的視頻圖像進行預處理，提取邊緣特徵(如條帶的的長、寬等)，並與二維平面低精度標準條帶圖像數據中的邊緣模板進行比較，根據相似度(如圖2中的細長槽特徵1、長槽特徵I1、凸起特徵III等)快速發現由於模板誤用或某個加工環節遺漏所導致的產品缺陷；然後改變成像解析度，對條帶正反兩面進行高解析度拍攝，分析其表面特徵，快速發現具有明顯裂痕、劃痕的缺陷產品。
[0025]詳細檢測是按照所選定比例(比如I條/分鐘)抽取條帶對條帶三維尺寸、形位公差進行檢測。根據上下攝像機的安裝結構和成像模型，建立雙路視頻圖像幀的粗略對應關係，在此基礎上利用基於局部特徵的配準方法，實現視頻圖像幀亞像素級別精確對應，然後建立掃描目標的深度圖，形成局部部位的三維重建模型(如圖2中長槽特徵II的尺寸A、B、C、D )，再與三維立體高精度標準條帶圖像數據進行比較。
[0026]四、經比較後，如果條帶的圖像數據與所述計算機處理系統中高、低精度標準條帶圖像數據均符合公差要求，則判定條帶合格；如果條帶的圖像數據與所述計算機處理系統中高、低精度標準條帶圖像數據中的任意一項不符合公差要求，則判定條帶不合格。
[0027]五、一旦出現不合格條帶，由所述計算機處理系統啟動報警裝置報警，以便及時發現並處理不合格條帶，將不合格條帶裝入廢品箱。
【權利要求】
1.一種批量生產條帶的自動檢測方法，其特徵是按以下步驟進行: 步驟1、預先將兩套高、低不同精度的標準條帶圖像數據存儲到計算機處理系統； 步驟2、在檢測工位通過機械裝置使條帶逐個找正定位； 步驟3、利用設置在檢測工位處條帶上下方的成相設備對條帶逐個進行拍攝採集圖像數據，將條帶的圖像數據逐個與所述計算機處理系統中低精度標準條帶圖像數據進行比較；同時每隔一定數量對條帶進行抽樣，將抽樣條帶的圖像數據另與所述計算機處理系統中的高精度標準條帶圖像數據進行比較； 步驟4、經比較後，如果條帶的圖像數據與所述計算機處理系統中高、低精度標準條帶圖像數據均符合公差要求，則判定條帶合格；如果條帶的圖像數據與所述計算機處理系統中高、低精度標準條帶圖像數據中的任意一項不符合公差要求，則判定條帶不合格； 步驟5、一旦出現不合格條帶，由所述計算機處理系統啟動報警裝置報警，以便及時發現並處理不合格條帶。
2.根據權利要求1所述的批量生產條帶的自動檢測方法，其特徵是所述步驟I中的高精度的標準條帶圖像數據為局部特徵三維立體圖像數據；低精度標準條帶圖像數據為二維平面圖像數據。
3.根據權利要求1或2所述的批量生產條帶的自動檢測方法，其特徵是所述步驟3中，先用雷射器向條帶投射雷射標記，以便成相設備在近距離拍攝時對焦和採集圖像數據。
【文檔編號】G01N21/89GK103674970SQ201310720578
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月24日 優先權日:2013年12月24日
【發明者】海爭平, 寧建華, 楊志紅, 宋建力, 毛建中, 徐華, 黃鵬, 廖向陽, 馬才伏 申請人:中核包頭核燃料元件股份有限公司, 湖南大學, 湖南交通職業技術學院