精沖零部件缺陷智能在線檢測方法、系統及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及精沖零部件檢測領域，尤其涉及一種精沖零部件缺陷智能在線檢測方法、系統及裝置。
【背景技術】
[0002]近幾年來，隨著精沖技術的發展，在機械、汽車、電子、航空航天等領域得到了廣泛的應用。尤其是在汽車領域，一輛橋車上精沖零件就高達200到300個，特別是汽車上一些關鍵的部件比如無級變速器，它包括的精沖零件就有30多個。精沖零件能在汽車行業上得到廣泛應用，得益于它能降低生產成品、節約能耗、提高效率等優點。
[0003]如今隨著計算機互聯網技術的不斷發展，智能化生產的概念得到了廣泛的普及。精沖零部件在生產過程中，難免會出現不合格的產品。精沖零件斷面特征主要包括塌角、光亮帶、撕裂帶和毛刺。對于理想的精沖零件，希望能獲得100%光亮帶，但是實際生產中很難達到全光亮帶，斷面上容易產生撕裂帶，但是只要撕裂帶控制在一定的比例一下，則也認為是合格產品。以前都是通過工人憑借人眼來觀察判斷零部件表面是否有缺陷，但僅憑肉眼檢測難免會有很多不足之處，比如人眼觀察判斷錯誤率很高，對于細小的缺陷不容易檢測出來，在一些有危險的生產環境下不能憑肉眼觀測。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中現在精沖零件中出現的表面缺陷無法進行高效自動識別的缺陷，提供一種可以代替人眼觀察的精沖零部件缺陷智能在線檢測方法、系統及裝置。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]提供一種精沖零部件缺陷智能在線檢測方法，包括以下步驟:
[0007]S1、將待檢測的精沖零部件放置在傳送帶上，當精沖零部件到達相機拍攝區域時，觸發光電開關，啟動相機進行拍照；
[0008]S2、對零部件圖像進行預處理，對預處理后的圖像利用數學形態學邊緣檢測方法進行像素級邊緣檢測，檢測出零部件的表面輪廓，并初步判斷該零部件是否存在缺陷，若否，則刪除該零部件圖像，若是，則將該零部件圖像轉移給圖像緩沖區；
[0009]S3、將圖像緩存區的圖像提取出來進行后處理并判斷，若無缺陷則直接刪除，若有缺陷則算出缺陷的大小、面積和相應的位置，并算出缺陷撕裂帶的最大高度，若缺陷撕裂帶的最大高度超過預設值，則認為該零部件有缺陷，否則認為該零部件合格。
[0010]本發明所述的方法中，步驟S2中對零部件圖像進行預處理具體為:
[0011]將彩色的零部件圖像轉換成黑白照片，之后對轉化后的黑白照片進行標定，再使用圖像分割技術提取照片中有零部件的部分，再進行中值濾波，去除照片中的噪聲點，
[0012]本發明所述的方法中，該方法還包括步驟:
[0013]S4、若該零部件有缺陷，則將不合格的零部件數據進行保存，存入數據庫以便進行后續研究，若無缺陷則直接刪除照片。
[0014]本發明所述的方法中，步驟S2中數學形態學邊緣檢測方法具體是使用Sobel算子，該算子使用兩組3X3矩陣，分別為橫向和縱向，與預處理后零部件圖像做卷積積分，再進行濾波操作。
[0015]本發明所述的方法中，步驟S3具體為:
[0016]使用閾值法對圖像緩存區的圖像進行二值化，經中值濾波后，進行數學形態學運算提取邊緣；
[0017]對提取的邊緣進行粒子分析，濾除低于閾值的粒子，若有大于閾值的粒子則判定為缺陷；根據粒子分析的結果計算缺陷大小、面積和相應的位置；
[0018]若存在缺陷撕裂帶，則提取出缺陷撕裂帶的最大高度與零件高度對比，若缺陷撕裂帶的最大高度占零件高度的百分比不超過預設值時，則認為零件是合格的，否則，認定零件不合格。
[0019]本發明所述的方法中，步驟SI中，當精沖零部件到達相機拍攝區域時，光電開關輸出模擬信號，計算機接收到該模擬信號時會觸發相機進行拍照。
[0020]本發明還提供了一種精沖零部件缺陷智能在線檢測處理系統，包括:
[0021]預處理單元，用于對零部件圖像進行預處理；
[0022]邊緣檢測單元，用于對預處理后的圖像利用數學形態學邊緣檢測方法進行像素級邊緣檢測，檢測出零部件的表面輪廓；
[0023]初步判斷單元，用于根據檢測出零部件的表面輪廓初步判斷該零部件是否存在缺陷，若否，則刪除該零部件圖像，若是，則將該零部件圖像轉移給圖像緩沖區；
[0024]后處理單元，用于將圖像緩存區的圖像提取出來進行后處理；
[0025]最終判斷單元，用于根據后處理的結果進行判斷，若無缺陷則直接刪除，若有缺陷則算出缺陷的大小、面積和相應的位置，并算出缺陷撕裂帶的最大高度，若缺陷撕裂帶的最大高度超過預設值，則認為該零部件有缺陷，否則認為該零部件合格。
[0026]本發明所述的系統中，該系統還包括:
[0027]數據存儲單元，用于若該零部件有缺陷，則將不合格的零部件數據進行保存，存入數據庫以便進行后續研究，若無缺陷則直接刪除照片。
[0028]本發明所述的系統中，邊緣檢測單元中數學形態學邊緣檢測具體是使用Sobel算子，該算子使用兩組3X3矩陣，分別為橫向和縱向，與預處理后零部件圖像做卷積積分，再進行濾波操作。
[0029]本發明還提供了一種精沖零部件缺陷智能在線檢測裝置，包括:
[0030]傳送帶，用于放置將待檢測的精沖零部件；
[0031]光源，用于為工業相機提供恒定的光照條件。
[0032]工業相機，用于拍攝待檢測的精沖零部件照片。
[0033]光電觸發開關，與工業相機連接，用于當精沖零部件傳來時，觸發工業相機進行拍昭.
[0034]精沖零部件缺陷智能在線檢測處理系統，該系統為上述實施例的任一項所述的系統。
[0035]本發明產生的有益效果是:本發明利用計算機模擬人眼的視覺功能，從精沖零件圖像中提取信息，進行分析和處理，最后得出結論和信息。本發明可取代傳統的依靠人的視覺功能的檢測精沖零部件的方法，提高生產效率，可以在一些危險環境下工作，檢測精度高，機器視覺易于實現信息集成，是計算機集成制造的基礎。
【附圖說明】
[0036]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
[0037]圖1是本發明實施例精沖零部件缺陷智能在線檢測裝置結構示意圖；
[0038]圖2是本發明實施例精沖零部件缺陷智能在線檢測處理系統的結構示意圖；
[0039]圖3是本發明精沖零部件缺陷智能在線檢測方法流程圖；
[0040]圖4是標定后提取圖像感興趣區域；
[0041]圖5是預處理階段輪廓提取圖；
[0042]圖6是數學形態學邊緣檢測提取精沖零部件輪廓；
[0043]圖7是圖像后處理中進行粒子分析的示意圖。
【具體實施方式】
[0044]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0045]本發明通過對精沖零件拍照，提取零件表面信息，替代了傳統的靠人的視覺來檢測零件表面缺陷，大大提高了生產效率和生產線的自動化程度，另外此套視覺在線檢測系統易于實現信息化集成，便于進行數據處理，是計算機集成制造的基礎。
[0046](I)如圖1所示，整套在線檢測裝置包括以下幾個設備:
[0047]傳送帶，用于放置將待檢測的精沖零部件；
[0048]光源:為相機提供恒定的光照條件。
[0049]工業相機:包括CXD傳感器和鏡頭，功能是拍攝精沖零部件照片。其中鏡頭主要用于調整合適的鏡頭參數如焦距、光圈系數、最大相對孔徑等。
[0050]光電開關:光電開關的主要作用是當精沖零部件傳來時，觸發相機進行拍照。
[0051]精沖零部件缺陷智能在線檢測處理系統:用來完成圖像的采集、圖像的處理和分析以及結果的保存。在下面實施例中會詳細描述。該檢測處理系統可通過計算機軟件來實現。
[0052](2)裝置的技術要求
[0053]本裝置可針對許多常見的精沖零件，比如汽車變速箱撥叉、法蘭盤等。此外，整套裝置需滿足工業上連續生產的要求，保證在生產過程中不出錯，保證裝置的流暢運行。
[0054]其中，如圖2所示，上述實施例中的精沖零部件缺陷智能在線檢測處理系統具體包括:
[0055]預處理單元，用于對零部件圖像進行預處理；
[0056]邊緣檢測單元，用于對預處理后的圖像利用數學形態學邊緣檢測方法進行像素級邊緣檢測，檢測出零部件的表面輪廓；
[0057]初步判斷單元，用于根據檢測出零部件的表面輪廓初步判斷該零部件是否存在缺陷，若否，則刪除該零部件圖像，若是，則將該零部件圖像轉移給圖像緩沖區；
[0058]后處理單元，用于將圖像緩存區的圖像提取出來進行后處理；
[0059]最終判斷單元，用于根據后處理的結果進行判斷，若無缺陷則直接刪除，若有缺陷則算出缺陷的大小、面積和相應的位置，并算出缺陷撕裂帶的最大高度，若缺陷撕裂帶的最大高度超過預設值，則認為該零部件有缺陷，否則認為該零部件合格。
[0060]該系統還包括數據存儲單元，用于若該零部件有缺陷，則將不合格的零部件數據進行保存，存入數據庫以便進行后續研究，若無缺陷則直接刪除照片。
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