專利名稱：一種在線視覺檢測系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明行業(yè)自動繃絲機領(lǐng)域，特別是一種用于對芯柱進行自動識別及分離正品和廢品的在線視覺檢測系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在照明行業(yè)自動繃絲機生產(chǎn)線上，由于受機器本身的局限性、原材料和現(xiàn)場突發(fā)不可預(yù)計事件等情況，從而會出現(xiàn)芯柱雙燈絲、多導(dǎo)絲、導(dǎo)絲彎曲、汞帶缺失、汞帶變形及電子粉涂覆不良等各種廢品，這時就需要將廢品與正品進行分離。而現(xiàn)有技術(shù)中通常采用直接接入低電壓和人工手篩的方法，通過肉眼識別，將廢品從正品中篩選出來。直接接入低電壓的方法僅能判斷燈絲的通斷，有極大地缺陷性；而由于人工識別能力有限，因此廢品芯柱漏檢率很高，很難做到實時準(zhǔn)確的對生產(chǎn)線上的廢品進行篩檢，嚴重影響到下道工序及整個產(chǎn)品線的合格率和材料利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺點，提出一種能夠快速將芯柱正品和廢品分離出的在線視覺檢測系統(tǒng)和方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種在線視覺檢測系統(tǒng)，用于對繃絲機上的芯柱進行正品與廢品分離，其特征在于:包括人機操作界面、位置傳感器、圖像采集及檢測裝置、主控裝置和廢品收集裝置，所述人機操作界面與主控裝置相連用于提供操作命令的輸入界面，所述位置傳感器設(shè)置于繃絲機上用于檢測目標(biāo)芯柱所在的任意位置并發(fā)出觸發(fā)信號，所述圖像采集及檢測裝置與所述主控裝置相連用于根據(jù)主控裝置的檢測命令進行圖像采集和分析處理從而得到檢測結(jié)果，主控裝置與位置傳感器和廢品收集裝置相連用于根據(jù)位置傳感器的觸發(fā)信號發(fā)送檢測命令以及根據(jù)檢測結(jié)果控制廢品收集裝置動作。進一步的，所述主控裝置采用可編程控制器且包括有網(wǎng)絡(luò)通信模塊、輸入輸出模塊和中央處理模塊，中央處理模塊與網(wǎng)絡(luò)通信模塊和輸入輸出模塊相連，該輸入輸出模塊與所述位置傳感器、所述圖像采集及檢測裝置和所述廢品收集裝置相連，該網(wǎng)絡(luò)通信模塊與所述人機操作界面相連。進一步的，所述圖像采集及檢測裝置還包括有網(wǎng)絡(luò)通信接口，該網(wǎng)絡(luò)通信接口與所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊相連。進一步的，還包括有監(jiān)視器，該監(jiān)視器與所述圖像采集及檢測裝置相連用于顯示采集到的實時圖像。進一步的，還包括有補光裝置，該補光裝置設(shè)置于所述圖像采集及檢測裝置與繃絲機之間用于提高芯柱的成像效果。進一步的，所述廢品收集裝置包括有廢品推出部件和廢品收集槽，該廢品推出部件與所述主控裝置相連。
進一步的，所述圖像采集及檢測裝置采用工業(yè)相機。一種在線視覺檢測方法，用于對繃絲機上的芯柱進行正品與廢品分離，其特征在于:包括如下步驟I)采集芯柱的圖像；2)對圖像進行分析處理，檢測芯柱是否合格，若合格，則重復(fù)步驟I);若不合格，則進入步驟3)；3)將不合格的芯柱棄掉，對下一芯柱，重復(fù)步驟I)。進一步的，在步驟2)中，判斷芯柱是否合格包括通過圖形計數(shù)工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱是否有汞帶且汞帶形狀是否正常，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。進一步的，在步驟2)中，判斷芯柱是否合格包括通過二值化工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱上的燈絲電子粉涂覆是否正常，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。進一步的，在步驟2)中，通過平均灰度工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱的燈絲安裝是否正常，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。進一步的，在步驟2)中，通過區(qū)域工具對圖像檢測分析處理來檢測芯柱的各導(dǎo)絲之間的距離是否合適，以及導(dǎo)絲在芯柱是的長度是否合適，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。進一步的，在步驟I)中，將采集到的實時芯柱圖像通過監(jiān)視器進行顯示。由上述對本發(fā)明的描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種視覺在線檢測系統(tǒng)和方法具有如下有益效果:一、本發(fā)明的在線視覺檢測系統(tǒng)的通過可編程控制器接收來自工業(yè)相機的信號，可以實時檢測自動繃絲機生產(chǎn)線上是否出現(xiàn)芯柱廢品，當(dāng)檢測到雙燈絲、多導(dǎo)絲、導(dǎo)絲彎曲、汞帶缺失、汞帶變形及電子粉涂覆不良等各種廢品時，通過廢品收集裝置將芯柱的廢品棄出生產(chǎn)線，實現(xiàn)了正品和廢品的分離。整個過程無需在繃絲生產(chǎn)線上進行手工篩選，實現(xiàn)了全自動、實時檢測，提高廢品檢測的實時性的同時，大大降低了繃絲機芯柱廢品漏檢率和檢錯率。二、本發(fā)明在線視覺檢測系統(tǒng)的可編程控制器接收由工業(yè)相機傳輸?shù)男盘?，并實時的統(tǒng)計廢品的數(shù)量。當(dāng)連續(xù)的廢品超過允許的數(shù)量，立即由系統(tǒng)報警器進行報警或停機，提醒機臺操作員進行及時處理，降低了廢品的重復(fù)率。系統(tǒng)還設(shè)定了收集的總廢品超過一定數(shù)量，進行報警，提醒機臺操作員及時跟蹤、分析、調(diào)整機器的狀態(tài)。三、本發(fā)明在工業(yè)相機和被檢芯柱中間，靠近被檢芯柱位置設(shè)有光源，確保工業(yè)相機所獲得的圖像具有較高的清晰度和辨識度。且由于是正面補光，被檢芯柱電子粉的涂覆情況在工業(yè)相機的成像中表現(xiàn)明顯，有利于對電子粉涂覆不合格品做出正確的分析判斷。四、本發(fā)明中在人機界面制作有更換各種規(guī)格的界面。在生產(chǎn)線生產(chǎn)不同規(guī)格的產(chǎn)品時，通過人機界面和可編程控制器通訊，由可編程控制器調(diào)用工業(yè)相機中所制作的各種規(guī)格的特征數(shù)據(jù)庫，及時、迅速的實現(xiàn)不同規(guī)格之間切換，并使得相機的操控性變得簡單方便。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的廢品推出示意圖。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的描述。參照圖1、圖2，一種在線視覺檢測系統(tǒng)，用于對繃絲機I上的芯柱2進行正品與廢品分離，包括人機操作界面3、位置傳感器4、圖像采集及檢測裝置5、主控裝置6和廢品收集裝置7。人機操作界面3與主控裝置6相連用于提供操作命令的輸入界面，包括有更換各種規(guī)格的界面，通過網(wǎng)絡(luò)連接到主控裝置6，在需要更換規(guī)格時，通過人機界面進行操作，迅速切換。位置傳感器4設(shè)置于繃絲機I上用于檢測目標(biāo)芯柱2所在的任意位置，根據(jù)實際需求設(shè)定并發(fā)出靈活的觸發(fā)信號給主控裝置。圖像采集及檢測裝置5與主控裝置6相連用于根據(jù)主控裝置6的檢測命令對芯柱進行實時圖像，并對采集的圖像進行判斷芯柱是否存在雙燈絲、多導(dǎo)絲、導(dǎo)絲彎曲、汞帶缺失、汞帶變形及電子粉涂覆不良現(xiàn)象，從而得到檢測結(jié)果。圖像采集及檢測裝置5包括設(shè)定的各種規(guī)格的特征數(shù)據(jù)庫，與人機操作界面的規(guī)格相對應(yīng)，以方便更換規(guī)格時調(diào)用。主控裝置與位置傳感器4和廢品收集裝置7相連用于根據(jù)位置傳感器4的觸發(fā)信號發(fā)送檢測命令，以及根據(jù)圖像采集及檢測裝置5的檢測結(jié)果控制廢品收集裝置動作，廢品收集裝置7包括有廢品推出部件10和廢品收集槽11，該廢品推出部件10與主控裝置6相連，當(dāng)檢測結(jié)果為當(dāng)前芯柱為廢品時，控制廢品推出部件10動作將該芯柱推出至廢品收集槽11，從而完成廢品的分尚。主控裝置6采用可編程控制器，包括有網(wǎng)絡(luò)通信模塊、輸入輸出模塊和中央處理模塊，中央處理模塊與網(wǎng)絡(luò)通信模塊和輸入輸出模塊相連，該輸入輸出模塊與位置傳感器
4、圖像采集及檢測裝置5和廢品收集裝置7相連，該網(wǎng)絡(luò)通信模塊與人機操作界面3相連。對應(yīng)的，圖像采集及檢測裝置5還包括有網(wǎng)絡(luò)通信接口，該網(wǎng)絡(luò)通信接口與網(wǎng)絡(luò)通信模塊相連通訊用于更換規(guī)格。另外，主控裝置6還能實時的統(tǒng)計廢品的數(shù)量。當(dāng)連續(xù)的廢品超過允許的數(shù)量，立即由系統(tǒng)報警器進行報警或停機，提醒機臺操作員進行及時處理，降低了廢品的重復(fù)率。 本發(fā)明還包括有監(jiān)視器8，該監(jiān)視器8通過同軸電纜與圖像采集及檢測裝置5相連用于顯示采集到的實時圖像，直觀的放大圖像有利于現(xiàn)場工作人員進行觀察。本發(fā)明還包括有補光裝置9，該補光裝置9設(shè)置于圖像采集及檢測裝置5與繃絲機I之間用于提高芯柱的成像效果，由于是正面補光，被檢芯柱電子粉的涂覆情況成像效果明顯，有利于對電子粉涂覆不合格品左側(cè)正確的分析判斷。在實際應(yīng)用中，本發(fā)明的圖像采集及檢測裝置5可采用工業(yè)相機。工作過程如下:當(dāng)所工業(yè)相機檢測到自動繃絲機I上的被檢芯柱2是廢品時，傳輸檢測結(jié)果信號至可編程控制器，再由可編程控制器在合適的時間段通過輸入輸出模塊將棄料信號發(fā)給廢品收集裝置7的廢品推出部件10，控制其將檢測到的廢品推出來棄料，并收集至廢品收集槽11中收集槽收集；若工業(yè)相機2檢測到芯柱為正品時，將自動的進入到下一工序，最終完成正品和廢品的分離。另外，本發(fā)明還提出一種在線視覺檢測方法，用于對繃絲機上的芯柱進行正品與廢品分離，包括如下步驟I)采集芯柱的圖像。2)對圖像進行分析處理，檢測芯柱是否合格，若合格，則重復(fù)步驟I);若不合格，則進入步驟3)。3)將不合格的芯柱棄掉，對下一芯柱，重復(fù)步驟I)。在步驟2)中，判斷芯柱是否合格包括通過圖形計數(shù)工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱是否有汞帶且汞帶形狀是否正常，即對現(xiàn)有合格產(chǎn)品圖像的圖形進行分析、記錄并執(zhí)行相應(yīng)的計數(shù)，工業(yè)相機工作時采集到的圖像中的對應(yīng)圖形及數(shù)量將會和已知的進行比較，確定成像物體是否是合適的形狀及數(shù)量。若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。在步驟2)中，判斷芯柱是否合格包括通過二值化工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱上的燈絲電子粉涂覆是否正常，包括將大于某個臨界灰度值的像素灰度設(shè)為灰度極大值，把小于這個值的像素灰度設(shè)為灰度極小值，從而實現(xiàn)二值化。對圖像中燈絲的明亮的部分分別用固定閾值算法和自適應(yīng)閾值算法。若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。在步驟2)中，通過平均灰度工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱的燈絲安裝是否正常，即對圖像中的燈絲部分從最暗的黑色到最亮的白色的平均灰度進行分析處理，并以限制明亮和黑暗的像素值。若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。在步驟2)中，通過區(qū)域工具即對圖像中的第一、二導(dǎo)絲之間各取一個點；或第一、三導(dǎo)絲之間各取一個點以測量點對點之間的絕對值的形式，對圖像檢測分析處理來檢測芯柱的各導(dǎo)絲之間的距離是否合適，以及導(dǎo)絲在芯柱是的長度是否合適，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。在步驟I)中，將采集到的實時芯柱圖像通過監(jiān)視器進行顯示。上述僅為本發(fā)明的一個具體實施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權(quán)利要求
1.一種在線視覺檢測系統(tǒng)，用于對繃絲機上的芯柱進行正品與廢品分離，其特征在于:包括人機操作界面、位置傳感器、圖像采集及檢測裝置、主控裝置和廢品收集裝置，所述人機操作界面與主控裝置相連用于提供操作命令的輸入界面，所述位置傳感器設(shè)置于繃絲機上用于檢測目標(biāo)芯柱所在的任意位置并發(fā)出觸發(fā)信號，所述圖像采集及檢測裝置與所述主控裝置相連用于根據(jù)主控裝置的檢測命令進行圖像采集和分析處理從而得到檢測結(jié)果，主控裝置與位置傳感器和廢品收集裝置相連用于根據(jù)位置傳感器的觸發(fā)信號發(fā)送檢測命令以及根據(jù)檢測結(jié)果控制廢品收集裝置動作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述主控裝置采用可編程控制器且包括有網(wǎng)絡(luò)通信模塊、輸入輸出模塊和中央處理模塊，中央處理模塊與網(wǎng)絡(luò)通信模塊和輸入輸出模塊相連，該輸入輸出模塊與所述位置傳感器、所述圖像采集及檢測裝置和所述廢品收集裝置相連，該網(wǎng)絡(luò)通信模塊與所述人機操作界面相連。
3.如權(quán)利要求2所述的一種在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集及檢測裝置還包括有網(wǎng)絡(luò)通信接口，該網(wǎng)絡(luò)通信接口與所述網(wǎng)絡(luò)通信模塊相連。
4.如權(quán)利要求1所述的一種在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于:還包括有監(jiān)視器，該監(jiān)視器與所述圖像采集及檢測裝置相連用于顯示采集到的實時圖像。
5.如權(quán)利要求1所述的一種在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于:還包括有補光裝置，該補光裝置設(shè)置于所述圖像采集及檢測裝置與繃絲機之間用于提高芯柱的成像效果。
6.如權(quán)利要求1所述的一種在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述廢品收集裝置包括有廢品推出部件和廢品收集槽，該廢品推出部件與所述主控裝置相連。
7.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種在線視覺檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集及檢測裝置采用工業(yè)相機。
8.—種在線視覺檢測方法，用于對繃絲機上的芯柱進行正品與廢品分離，其特征在于:包括如下步驟 1)采集芯柱的圖像； 2)對圖像進行分析處理，檢測芯柱是否合格，若合格，則對下一芯柱，重復(fù)步驟I);若不合格，則進入步驟3); 3)將不合格的芯柱棄掉，對下一芯柱，重復(fù)步驟I)。
9.如權(quán)利要求8所述的一種在線視覺檢測方法，其特征在于:在步驟2)中，判斷芯柱是否合格包括通過圖形計數(shù)工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱是否有汞帶且汞帶形狀是否正常，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。
10.如權(quán)利要求8所述的一種在線視覺檢測方法，其特征在于:在步驟2)中，判斷芯柱是否合格包括通過二值化工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱上的燈絲電子粉涂覆是否正常，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。
11.如權(quán)利要求8所述的一種在線視覺檢測方法，其特征在于:在步驟2)中，通過平均灰度工具對圖像進行分析處理來檢測芯柱的燈絲安裝是否正常，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。
12.如權(quán)利要求8所述的一種在線視覺檢測方法，其特征在于:在步驟2)中，通過區(qū)域工具對圖像檢測分析處理來檢測芯柱的各導(dǎo)絲之間的距離是否合適，以及導(dǎo)絲在芯柱是的長度是否合適，若正常，則對下一芯柱，進入步驟I);若不正常，則進入步驟3)。
13.如權(quán)利要求8所述的一種在線視覺檢測方法，其特征在于:在步驟I)中，將采集到的實時芯柱圖像通過監(jiān)視器進 行顯示。
全文摘要
一種在線視覺檢測系統(tǒng)，用于對繃絲機上的芯柱進行正品與廢品分離，包括人機操作界面、位置傳感器、圖像采集及檢測裝置、主控裝置和廢品收集裝置，所述人機操作界面與主控裝置相連，所述圖像采集及檢測裝置與所述主控裝置相連用于圖像采集和分析處理從而得到檢測結(jié)果，主控裝置與位置傳感器和廢品收集裝置相連用于根據(jù)位置傳感器的觸發(fā)信號發(fā)送檢測命令以及根據(jù)檢測結(jié)果控制廢品收集裝置動作。本發(fā)明通過廢品收集裝置將芯柱的廢品棄出生產(chǎn)線，實現(xiàn)了正品和廢品的分離。整個過程無需在繃絲生產(chǎn)線上進行手工篩選，實現(xiàn)了全自動、實時檢測，提高廢品檢測的實時性的同時，大大降低了繃絲機芯柱廢品漏檢率和檢錯率。
文檔編號B07C5/00GK103203325SQ201310072568
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者黃鴻亮, 陳曉斌, 郭峰 申請人:廈門通士達新科技有限公司