基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置及法。裝置包括線掃描相機、轉(zhuǎn)盤電機、自旋電機、轉(zhuǎn)盤電機編碼器和自旋電機編碼器、PC主機以及PLC控制器，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉(zhuǎn)時，線掃描相機完成一幀圖像采集并發(fā)送至PC主機。方法，包括以下步驟：S1：啟動線掃描相機，設(shè)置參數(shù)；S2：啟動轉(zhuǎn)盤電機；S3：根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機編碼器發(fā)送的脈沖信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若結(jié)果為否，則繼續(xù)轉(zhuǎn)動，若結(jié)果為是，則發(fā)出自旋信號，控制被檢測物自轉(zhuǎn)，同時發(fā)出采集圖像信號；S4：采集的圖像發(fā)送給PC主機。該基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置及法具有成本低廉、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。
【專利說明】基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機器視覺技術(shù)，尤其涉及一種基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著機器視覺技術(shù)的發(fā)展，使用機器檢測代替人工檢測技術(shù)越來越成熟，不但解放了勞動力，提高了生產(chǎn)效率，檢測準確性也得到很大的提升。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，產(chǎn)品的外觀直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，對產(chǎn)品外觀檢測成為產(chǎn)品生產(chǎn)線上一個不可避免的重要環(huán)節(jié)。在進行產(chǎn)品外觀檢測時，目前相關(guān)設(shè)備上多使用面陣相機，在檢測圓形外側(cè)表面物時，通常是通過多組不同角度拍攝，而后將拍攝的圖像合并進行圖像處理，這種檢測方式在對圓柱狀物體(如瓶蓋等)檢測時，一般要拍攝多組圖像以得到全景圖，一種方法是固定面陣相機、轉(zhuǎn)動被檢測物，以從不同角度拍攝得到完整圖像，但面陣相機對運動物體拍攝難免有抖動，拍攝圖像質(zhì)量得不到保證，給后續(xù)的圖像處理造成嚴重影響，進而影響最后的結(jié)果判斷；另一種方式是固定多臺面陣相機從不同方位進行拍攝得到完整圖像，這樣就增加了設(shè)備復雜度，同時設(shè)備成本較高。而且，以上兩種方法要對不同相機拍攝的多個圖像或是同一相機拍攝的多個圖像進行合并處理，給后續(xù)的圖像處理帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、成本低廉、生產(chǎn)效率高的基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置及方法。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置，包括線掃描相機、用于驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)盤電機和若干用于驅(qū)動對應自旋裝置的自旋電機，還包括裝設(shè)于轉(zhuǎn)盤電機上的轉(zhuǎn)盤電機編碼器、裝設(shè)于自旋電機上的自旋電機編碼器、連接于線掃描相機數(shù)據(jù)輸出端的PC主機以及根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機編碼器發(fā)出的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度信號向到達拍攝工位的自旋電機編碼器發(fā)出自旋信號、同時向線掃描相機發(fā)出采集一幀圖像的信號的PLC控制器，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉(zhuǎn)時，線掃描相機完成一幀圖像采集并發(fā)送至PC主機。
[0005]作為上述技術(shù)方案的進一步改進:
所述線掃描相機配設(shè)有線光源。
[0006]一種基于上述圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟:
S1:啟動線掃描相機，設(shè)置線掃描相機運行參數(shù)；
52:啟動轉(zhuǎn)盤電機，轉(zhuǎn)盤電機編碼器將根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機轉(zhuǎn)動獲取的脈沖信號發(fā)送給PLC控制器；
53:PLC控制器根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機編碼器發(fā)送的脈沖信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)盤電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤電機編碼器繼續(xù)向PLC控制器發(fā)送脈沖信號，若判斷結(jié)果為是，則PLC控制器向到達拍攝工位的自旋電機編碼器發(fā)出自旋信號，控制自旋電機驅(qū)動自旋裝置帶動被檢測物自轉(zhuǎn)，同時向線掃描相機發(fā)出采集一幀圖像的信號；
S4:線掃描相機將采集的圖像發(fā)送給PC主機，由PC主機對圖像進行分析處理。
[0007]作為上述技術(shù)方案的進一步改進:
在進行步驟Si時，根據(jù)預定拍攝工位調(diào)節(jié)曝光時長、光圈和焦距，確保清晰成像。
[0008]在進行步驟SI時，確定掃 描精度λ，計算行頻f和每幀掃描行數(shù)H，f=ν/ λ ,Η=ν*?/λ，其中V為圓柱狀物體表面線速度，t為自旋周期，根據(jù)計算結(jié)果設(shè)置線掃描相機運行參數(shù)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明的基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置，只需布置一臺線掃描相機即可實現(xiàn)對圓柱狀物體側(cè)表面的全面檢測，可減少設(shè)備占用空間，降低設(shè)備成本；通過對內(nèi)部信號和外部信號的控制，線掃描相機將圓柱狀物體側(cè)表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質(zhì)量提高，圖像數(shù)量減少，可加快圖像的傳輸速度與后續(xù)的圖像處理速度；并且只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發(fā)線掃描相機拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機的使用效率；方便布線，降低了設(shè)備的復雜度。
[0010]本發(fā)明的檢測方法，控制流程簡單，便于控制系統(tǒng)布線，并且實現(xiàn)了一臺線掃描相機對圓柱狀物體側(cè)表面的全面檢測，可減少設(shè)備占用空間，降低設(shè)備成本；每個圓柱狀物體側(cè)表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質(zhì)量提高，圖像數(shù)量減少，可加快圖像的傳輸速度與后續(xù)的圖像處理速度，檢測效率高；只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發(fā)線掃描相機拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機的使用效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置的布置示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明基于圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置的檢測方法的流程圖。
[0014]圖4是本發(fā)明方法實施例對瓶蓋進行檢測實驗得到的矩形照片。
[0015]圖中各標號表不:
1、轉(zhuǎn)盤電機；11、轉(zhuǎn)盤電機編碼器；2、自旋電機；21、自旋電機編碼器；3、線掃描相機；31、線光源;4、PLC控制器;5、PC主機。
【具體實施方式】
[0016]圖1至圖2示出了本發(fā)明的一種基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置實施例，該圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置包括線掃描相機3、用于驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)盤電機I和若干用于驅(qū)動對應自旋裝置的自旋電機2，還包括裝設(shè)于轉(zhuǎn)盤電機I上的轉(zhuǎn)盤電機編碼器11、裝設(shè)于自旋電機2上的自旋電機編碼器21、連接于線掃描相機3數(shù)據(jù)輸出端的PC主機5以及根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機編碼器11發(fā)出的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度信號向到達拍攝工位的自旋電機編碼器21發(fā)出自旋信號、同時向線掃描相機3發(fā)出采集一幀圖像的信號的PLC控制器4，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉(zhuǎn)時，線掃描相機3完成一幀圖像采集并發(fā)送至PC主機5。本發(fā)明的基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置，只需布置一臺線掃描相機3即可實現(xiàn)對圓柱狀物體側(cè)表面的全面檢測，可減少設(shè)備占用空間，降低設(shè)備成本；通過對內(nèi)部信號和外部信號的控制，線掃描相機3將圓柱狀物體側(cè)表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質(zhì)量提高，圖像數(shù)量減少，可加快圖像的傳輸速度與后續(xù)的圖像處理速度；并且只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發(fā)線掃描相機3拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機3的使用效率；方便布線，降低了設(shè)備的復雜度。本實施例中，線掃描相機3配設(shè)有線光源31，可提高成像質(zhì)量。
[0017]本發(fā)明的一種圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置的檢測方法實施例，圖3為其流程圖，該檢測方法包括以下步驟:
51:啟動線掃描相機3，設(shè)置線掃描相機3運行參數(shù)；
52:啟動轉(zhuǎn)盤電機1，轉(zhuǎn)盤電機編碼器11將根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機I轉(zhuǎn)動獲取的脈沖信號發(fā)送給PLC控制器4 ；
53=PLC控制器4根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機編碼器11發(fā)送的脈沖信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)盤電機I繼續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤電機編碼器11繼續(xù)向PLC控制器4發(fā)送脈沖信號，若判斷結(jié)果為是，則PLC控制器4向到達拍攝工位的自旋電機編碼器21發(fā)出自旋信號，控制自旋電機2驅(qū)動自旋裝置帶動被檢測物自轉(zhuǎn)，同時向線掃描相機3發(fā)出采集一中貞圖像的信號；
54:線掃描相機3將采集的圖像發(fā)送給PC主機5，由PC主機5對圖像進行分析處理。 [0018]本發(fā)明的檢測方法，控制流程簡單，便于控制系統(tǒng)布線，并且實現(xiàn)了一臺線掃描相機3對圓柱狀物體側(cè)表面的全面檢測，可減少設(shè)備占用空間，降低設(shè)備成本；每個圓柱狀物體側(cè)表面掃描展開成一幅完整的矩形圖像，圖像質(zhì)量提高，圖像數(shù)量減少，可加快圖像的傳輸速度與后續(xù)的圖像處理速度，檢測效率高；只有當被檢測物到達檢測工位時才觸發(fā)線掃描相機3拍照，可避免幀浪費，提高線掃描相機3的使用效率。
[0019]本實施例中，在進行步驟SI時，根據(jù)預定拍攝工位調(diào)節(jié)曝光時長、光圈和焦距，確保清晰成像。
[0020]本實施例中，在進行步驟SI時，確定掃描精度λ，計算行頻f和每幀掃描行數(shù)H，f=v/X，Η=ν*?/λ，其中V為圓柱狀物體表面線速度，t為自旋周期，根據(jù)計算結(jié)果設(shè)置線掃描相機3運行參數(shù)。
[0021]本實施例使用GigE線掃描相機(分辨率:512像素，最高行頻80k/s，像素尺寸14um*14um)對瓶蓋進行檢測實驗,每幀掃描行數(shù)H的單位為h,瓶蓋直徑為d,單位為mm,圓柱狀物體表面線速度V的單位為mm/s，行頻f的單位為h/s,掃描精度λ的單位為mm/h。
[0022]取λ =0.06mm/h, d=30mm, v=2400r/min=40r/s,則瓶蓋周長為 s= π *d=94.2mm，v=40r/s =40*94.2mm/s= 3768mm/s, t=l/40=0.025 s, f=v/ λ =3768/0.06=62800 h/s, H=v*t/λ =1570h。根據(jù)計算結(jié)果設(shè)置線掃描相機3運行參數(shù)，最終在掃描完一個瓶蓋后得到如圖4所示的完整、清晰的矩形照片，該照片可清楚的反映瓶蓋圓周表面的情況，便于準確作出是否合格的判斷。圖4清楚的反映出了該瓶蓋所存在的缺陷。
[0023]雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置，包括線掃描相機(3)、用于驅(qū)動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)盤電機(I)和若干用于驅(qū)動對應自旋裝置的自旋電機(2)，其特征在于:還包括裝設(shè)于轉(zhuǎn)盤電機(I)上的轉(zhuǎn)盤電機編碼器(11)、裝設(shè)于自旋電機(2)上的自旋電機編碼器(21)、連接于線掃描相機(3)數(shù)據(jù)輸出端的PC主機(5)以及根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機編碼器(11)發(fā)出的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)角度信號向到達拍攝工位的自旋電機編碼器(21)發(fā)出自旋信號、同時向線掃描相機(3)發(fā)出采集一幀圖像的信號的PLC控制器(4)，當拍攝工位的自旋裝置完成一周旋轉(zhuǎn)時，線掃描相機(3)完成一幀圖像采集并發(fā)送至PC主機(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于轉(zhuǎn)盤式流水線的圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置，其特征在于:所述線掃描相機(3)配設(shè)有線光源(31)。
3.一種基于如權(quán)利要求1或2所述圓柱狀物體側(cè)表面檢測裝置的檢測方法，其特征在于:包括以下步驟: 51:啟動線掃描相機(3)，設(shè)置線掃描相機(3)運行參數(shù)； 52:啟動轉(zhuǎn)盤電機(1)，轉(zhuǎn)盤電機編碼器(11)將根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機(I)轉(zhuǎn)動獲取的脈沖信號發(fā)送給PLC控制器(4)； 53=PLC控制器(4)根據(jù)轉(zhuǎn)盤電機編碼器(11)發(fā)送的脈沖信號判斷被檢測物是否到達檢測工位，若判斷結(jié)果為否，則轉(zhuǎn)盤電機(I)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤電機編碼器(11)繼續(xù)向PLC控制器(4)發(fā)送脈沖信號，若判斷結(jié)果為是，則PLC控制器(4)向到達拍攝工位的自旋電機編碼器(21)發(fā)出自旋信號，控制自旋電機(2 )驅(qū)動自旋裝置帶動被檢測物自轉(zhuǎn)，同時向線掃描相機(3)發(fā)出采集一幀圖像的信號； S4:線掃描相機(3)將采集的圖像發(fā)送給PC主機(5)，由PC主機(5)對圖像進行分析處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于:在進行步驟SI時，根據(jù)預定拍攝工位調(diào)節(jié)曝光時長、光圈和焦距，確保清晰成像。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測方法，其特征在于:在進行步驟SI時，確定掃描精度λ，計算行頻f和每幀掃描行數(shù)H，f=v/ λ，H=v*t/ λ，其中v為圓柱狀物體表面線速度，t為自旋周期，根據(jù)計算結(jié)果設(shè)置線掃描相機(3)運行參數(shù)。
【文檔編號】G01N21/89GK104007122SQ201410180054
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】鄒偉明, 余再歡, 李波, 李姝潔 申請人:楚天科技股份有限公司