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專利名稱：直角式膨脹螺栓與螺絲自動裝配裝置及其缺陷檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種機器視覺檢測方法及裝置，具體涉及一種直角式膨脹螺栓與螺絲自動裝配裝置及其缺陷檢測方法。
背景技術：
目前直角式膨脹螺栓主要通過工人手工將螺絲擰入直角式膨脹螺栓的螺絲口，不僅速度慢、效率低，而且耗費大量的人力成本，這時就產生了自動化裝配技術，其技術主要特點是通過特殊的一些機械結構之間的相互配合來達到兩種不同零件在結構上的裝配，不僅大大提升了裝配的速度和效率，而且還可以節省大量的人力成本。而且，傳統的人工肉眼檢測表面缺陷的方法不僅效率低，難以實現在線檢測，而且評判標準不一，具有主觀因素，機器視覺方法是一種新型的檢測方法，已被廣泛應用于缺陷檢測行業，主要具有速度快、準確可靠等優點。缺陷檢測最經常采用的檢測算法就是模板匹配算法，提取表面某一特征，然后在圖像中進行搜索匹配，但是這種方法速度慢，尤其是存在多個匹配時。

發明內容
針對目前直角式膨脹螺栓生產行業存在的問題，本發明的目的在于提出一種直角式膨脹螺栓螺絲自動裝配裝置及其表面缺陷檢測方法，有效的解決了直角式膨脹螺栓生產效率低和缺陷檢測速度慢、穩定性差的問題。本發明采用的技術方案如下—、一種直角式膨脹螺栓與螺絲自動裝配裝置本發明包括計算機、PLC控制器、螺絲導軌、螺絲固定片、第一固定軸、螺絲傳送盤、 對射式光電傳感器、成品剔出機構、USB工業相機、環形LED光源、直角式膨脹螺栓側面固定盤、螺絲嵌入盤、固定螺絲、蓋盤、第二固定軸、直角式膨脹螺栓固定片、擋片、沖擊氣缸、吹氣口、一轉二接口、直角式膨脹螺栓導軌、電磁閥、氣源處理單元、氣源、工作臺、小齒輪、大齒輪、減速器和電機；電機與減速器相連，減速器與第二固定軸相連，蓋盤、螺絲嵌入盤、直角式膨脹螺栓側面固定盤和大齒輪按從上到下依次固定在第二固定軸上，蓋盤、螺絲嵌入盤、直角式膨脹螺栓側面固定盤位于工作臺上方，大齒輪位于工作臺下方，大齒輪和小齒輪相互嚙合，小齒輪和螺絲傳送盤從下到上安裝在第一固定軸上，螺絲固定片安裝在螺絲傳送盤的螺絲進料一側的邊緣，直角式膨脹螺栓固定片安裝在直角式膨脹螺栓進料與螺絲完成裝配一側的蓋盤一側的邊緣，成品剔出機構安裝在螺絲嵌入盤與直角式膨脹螺栓側面固定盤之間，擋片安裝于直角式膨脹螺栓進料口，氣源與氣源處理單元相連，氣源處理單元又同電磁閥相連，電磁閥通過三通接口分別與沖擊氣缸和吹氣口相連，沖擊氣缸安裝于直角式膨脹螺栓進料口末端，吹氣口安裝于直角式膨脹螺栓導軌上方，對射式光電傳感器安裝于直角式膨脹螺栓側面固定盤邊緣處，PLC控制器與電磁閥、對射式光電傳感器、LED環形光源、USB工業相機和計算機相連，同時USB工業相機與計算機的USB接口相連。
所述的蓋盤、螺絲嵌入盤和直角式膨脹螺栓側面固定盤通過圓周面上的固定螺絲連接，并通過調節固定螺絲，使蓋盤和螺絲嵌入盤按照螺絲進口一側向上與水平面成1 5°，直角式膨脹螺栓側面固定盤按照螺絲進口一側向下與水平面成1 5°。二、一種直角式膨脹螺栓缺陷檢測方法，該方法步驟如下1)人工預先采集一張直角式膨脹螺栓合格產品的圖像存入計算機中，設定圖像中產品的螺孔槽、正平面和凸起圓柱三個特征作為目標圖像PI、P2和P3，并設定每個圖像的閾值 T1、T2、T3 ；2)讀取在線采集的圖像，將該圖像中產品區域選定為ROI區域，將ROI區域中的圖像作為源圖像S;3)在源圖像S中開始搜索目標圖像Ρ1，計算閾值最小的區域，若閾值最小值高于閾值Tl，則進入步驟4)，若閾值最小值低于閾值Tl，則開始搜索目標圖像Ρ2，計算閾值最小的區域，若閾值最小值高于閾值Τ2，則進入步驟4)，若閾值最小值低于閾值Τ2，則開始搜索目標圖像Ρ3，計算閾值最小的區域，若閾值最小值高于閾值Τ3，則進入步驟4)，若閾值最小值低于閾值Τ3，檢測結束，認為該產品合格，進行下一圖像的檢測；4)產品不合格，給出報警信號。所述步驟3)的閾值Tl、閾值Τ2和閾值Τ3計算方法相同，用閾值T表示如下
權利要求
1.一種直角式膨脹螺栓螺絲自動裝配裝置，其特征在于包括計算機(1)、PLC控制器O)、螺絲導軌(3)、螺絲固定片G)、第一固定軸(5)、螺絲傳送盤(6)、對射式光電傳感器(7)、成品剔出機構(8)、USB工業相機(9)、環形LED光源(10)、直角式膨脹螺栓側面固定盤(11)、螺絲嵌入盤(12)、固定螺絲(13)、蓋盤(14)、第二固定軸(15)、直角式膨脹螺栓固定片(16)、擋片(17)、沖擊氣缸(18)、吹氣口(19)、三通接口(20)、直角式膨脹螺栓導軌(21)、電磁閥(22)、氣源處理單元(23)、氣源(24)、工作臺(25)、小齒輪(沈)、大齒輪(27)、 減速器08)和電機09)；電機09)與減速器08)相連，減速器08)與第二固定軸(15) 相連，蓋盤(14)、螺絲嵌入盤(12)、直角式膨脹螺栓側面固定盤(11)和大齒輪(XT)按從上到下依次固定在第二固定軸(1 上，蓋盤(14)、螺絲嵌入盤(12)、直角式膨脹螺栓側面固定盤(11)位于工作臺上方，大齒輪(XT)位于工作臺05)下方，大齒輪(XT)和小齒輪 (26)相互嚙合，小齒輪06)和螺絲傳送盤(6)從下到上安裝在第一固定軸( 上，螺絲固定片(4)安裝在螺絲傳送盤(6)的螺絲進料一側的邊緣，直角式膨脹螺栓固定片(16)安裝在直角式膨脹螺栓進料與螺絲完成裝配一側的蓋盤(14) 一側的邊緣，成品剔出機構(8)安裝在螺絲嵌入盤(1 與直角式膨脹螺栓側面固定盤(11)之間，擋片(17)安裝于直角式膨脹螺栓進料口，氣源04)與氣源處理單元相連，氣源處理單元又同電磁閥02) 相連，電磁閥0 通過三通接口 00)分別與沖擊氣缸(18)和吹氣口(19)相連，沖擊氣缸 (18)安裝于直角式膨脹螺栓進料口末端，吹氣口(19)安裝于直角式膨脹螺栓導軌上方，對射式光電傳感器(7)安裝于直角式膨脹螺栓側面固定盤(11)邊緣處，控制器( 與電磁閥(22)、對射式光電傳感器(7)、LED環形光源(10)、USB工業相機(9)和計算機(1)相連，同時USB工業相機(9)與計算機⑴的USB接口相連。
2.根據權利要求1所述的一種直角式膨脹螺栓螺絲自動裝配裝置，其特征在于所述的蓋盤(14)、螺絲嵌入盤(1 和直角式膨脹螺栓側面固定盤(11)通過圓周面上的固定螺絲(1 連接，并通過調節固定螺絲(13)，使蓋盤(14)和螺絲嵌入盤(1 按照螺絲進口一側向上與水平面成1 5°，直角式膨脹螺栓側面固定盤(11)按照螺絲進口一側向下與水平面成1 5°。
3.用于權利要求1所述裝置的一種直角式膨脹螺栓缺陷檢測方法，其特征在于，該方法步驟如下1)人工預先采集一張直角式膨脹螺栓合格產品的圖像存入計算機中，設定圖像中產品的螺孔槽(31)、正平面(32)和凸起圓柱(33)三個特征作為目標圖像P1、P2和P3，并設定每個圖像的閾值T1、T2、T3 ；2)讀取在線采集的圖像，將該圖像中產品區域選定為ROI區域，將ROI區域中的圖像作為源圖像S;3)在源圖像S中開始搜索目標圖像Ρ1，計算閾值最小的區域，若閾值最小值高于閾值 Tl，則進入步驟4)，若閾值最小值低于閾值Tl，則開始搜索目標圖像Ρ2，計算閾值最小的區域，若閾值最小值高于閾值Τ2，則進入步驟4)，若閾值最小值低于閾值Τ2，則開始搜索目標圖像Ρ3，計算閾值最小的區域，若閾值最小值高于閾值Τ3，則進入步驟4)，若閾值最小值低于閾值Τ3，檢測結束，認為該產品合格，進行下一圖像的檢測；4)產品不合格，給出報警信號。
4.根據權利要求2所述的一種直角式膨脹螺栓表面缺陷檢測方法，其特征在于，所述步驟幻的閾值Tl、閾值T2和閾值T3計算方法相同，用閾值T表示如下
全文摘要
本發明公開了一種直角式膨脹螺栓螺絲自動裝配裝置及其缺陷檢測方法。蓋盤、螺絲嵌入盤、直角式膨脹螺栓側面固定盤自上而下安裝在固定軸上隨著電機轉動，通過調節固定螺絲使蓋盤、螺絲嵌入盤、直角式膨脹螺栓側面固定盤與水平面成一角度，從而在轉動過程中螺絲會緩慢向下進入直角式膨脹螺栓螺孔完成裝配。本發明進料后采用特殊機構以及對射式光電傳感器與電磁閥的配合，使螺絲進入嵌入盤正好在直角式膨脹螺栓螺孔上方，而且蓋盤和螺絲嵌入盤與水平面是成一角度，在逆時針轉動過程中，螺絲進入直角式膨脹螺栓螺孔不會瞬間產生過大的力而損壞直角式膨脹螺栓，而且，本發明將基于灰度變化強度作為模板匹配時的閾值，提升了三次匹配的速度。
文檔編號G01N21/88GK102513819SQ20111043243
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者俞甫, 唐杰, 孫堅, 徐紅偉, 朱少誠, 鐘紹俊, 陳樂 申請人:中國計量學院