汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，所述汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置包括一處理裝置、至少一臺取像裝置；所述取像裝置與處理裝置相連；所述處理裝置包括視覺檢測模塊；所述取像裝置用于采集汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的圖像；所述視覺檢測模塊用于提取取像裝置采集的圖像中的特征集合，并將所述特征集合與防錯測量的參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相似度對比用以判斷汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程中的裝配是否合格，并將所述裝配是否合格的結(jié)果反饋給汽車伺服電機(jī)的自動化流水線控制系統(tǒng)。本實用新型能夠方便在生產(chǎn)過程中的每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)構(gòu)建防差錯與測量，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效益。
【專利說明】汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及生產(chǎn)過程防錯領(lǐng)域，特別涉及一種汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車空調(diào)伺服電機(jī)產(chǎn)品由塑料殼體、微電機(jī)、塑料齒輪組及位置傳感器(碳膜電位器)等元件組成。汽車空調(diào)伺服電機(jī)通過電機(jī)加電旋轉(zhuǎn)帶動減速齒輪組并帶動位置傳感器，位置傳感器反饋電壓信號給控制單元(即汽車空調(diào)電子控制單元ECU)確認(rèn)是否已經(jīng)到達(dá)位置而斷電，實現(xiàn)閉環(huán)控制的一個角度輸出的器件，經(jīng)常用于汽車空調(diào)風(fēng)門位置的開度大小的執(zhí)行驅(qū)動。
[0003]帶有汽車空調(diào)伺服電機(jī)的車載電動空調(diào)和車載自動空調(diào)系統(tǒng)已成為滿足駕乘舒適性的標(biāo)準(zhǔn)配置。每臺自動空調(diào)系統(tǒng)會用3到4個不同種類的汽車空調(diào)伺服電機(jī)。由于每個整車廠和汽車空調(diào)系統(tǒng)集成商對汽車空調(diào)伺服電機(jī)的要求大同小異，而又不能夠標(biāo)準(zhǔn)化為統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，所以導(dǎo)致伺服電機(jī)的內(nèi)部組成零件和殼體品種繁多且相似，這給汽車空調(diào)伺服電機(jī)的生產(chǎn)過程的防錯帶來較大難度。
[0004]傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式在生產(chǎn)裝配過程中靠人工肉眼檢查或利用機(jī)械防錯工裝進(jìn)行過程的防錯檢測。人工肉眼檢查方法，由于人的主觀性影響，不符合檢測的客觀性原則，容易受人的情緒及疲勞的影響而出現(xiàn)漏判錯判。機(jī)械防錯工裝必須針對每個類型的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計制作，不僅成本高，周期長，而且由于空調(diào)伺服電機(jī)的零件部分存在重疊關(guān)系，部分生產(chǎn)過程難以實現(xiàn)甚至無法實現(xiàn)機(jī)械工裝的防錯。
實用新型內(nèi)容
[0005]為解決以上汽車空調(diào)伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防差錯能力不足的問題，有必要提供一種基于機(jī)器視覺測量的非接觸式的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置。
[0006]一種汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，所述汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置包括至少一臺用于采集汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的圖像的取像裝置、一處理裝置；
[0007]所述處理裝置包括一用于提取取像裝置采集的圖像中的特征集合，并根據(jù)特征集合判斷汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程中的裝配是否合格的視覺檢測模塊；
[0008]所述取像裝置與處理裝置電連接。
[0009]本實用新型提供的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，通過取像裝置獲取的汽車伺服電機(jī)實際生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的特征集合，通過視覺檢測模塊判定裝配過程是否合格，該裝置可以單獨或嵌入自動或半自動化流水線使用，可以方便在生產(chǎn)過程中的每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)構(gòu)建防差錯與測量，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型實施方式提供的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實用新型實施方式提供的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置運行的流程圖；
[0012]圖3是圖2中步驟SI的子流程圖；
[0013]圖4是圖3中步驟S12的子流程圖；
[0014]圖5是圖2中步驟S2的子流程圖；
[0015]圖6是本實用新型實施例中殼體組件的圖像輪廓線的示意圖；
[0016]圖7是本實用新型實施例中殼體組件的各個齒輪的形狀、位置以及組裝關(guān)系的示意圖。

【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型實施例提供一種汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，所述汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置包括一處理裝置10、至少一臺取像裝置20。所述取像裝置20可以是USB2.0工業(yè)相機(jī)；所述取像裝置20與處理裝置10通過處理裝置10上的USB端口 12相連。所述處理裝置10包括視覺檢測模塊11。視覺檢測模塊11可以是特定硬件功能電路。
[0018]所述取像裝置20可以為多臺(比如4臺)，用于采集汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的圖像。
[0019]所述視覺檢測模塊11用于提取取像裝置20采集的圖像中的特征集合，并將所述特征集合與通過采集汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程正確裝配前、后的半成品的圖像中的特征集合建立的防錯測量的參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相似度對比用以判斷汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程中的裝配是否合格，并將所述裝配是否合格的結(jié)果反饋給汽車伺服電機(jī)的自動化流水線控制系統(tǒng)30?？蛇x地，處理裝置10通過處理裝置10上的第二端口(C0M(串口)端口 13)將所述裝配是否合格的結(jié)果反饋給汽車伺服電機(jī)的自動化流水線控制系統(tǒng)30。COM(串口)端口 13作為汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置與自動化流水線控制系統(tǒng)30的指令傳遞的通信通道。
[0020]當(dāng)自動化流水線控制系統(tǒng)30中的流水線控制器31給出一個開始測量信號時，取像裝置20通過處理裝置10的第一端口(USB端口 12)將圖片信號發(fā)送給處理裝置10，并通過視覺檢測模塊11對圖像進(jìn)行處理，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號，調(diào)用視覺檢測模塊11的相關(guān)硬件電路，對這些信號進(jìn)行各種運算來抽取目標(biāo)的特征，如面積、數(shù)量、位置、長度，再根據(jù)預(yù)設(shè)的允許度和參照標(biāo)準(zhǔn)輸出結(jié)果，比如可以包括尺寸、角度、個數(shù)、合格/不合格、有/無等，以實現(xiàn)汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測的功能。還可以通過處理裝置10的COM(串口)端口 13將測量結(jié)果反饋給自動化流水線控制系統(tǒng)30處置。取像裝置20可以使USB免驅(qū)動工業(yè)相機(jī)，也可以是其他具有類似功能的圖像獲取裝置。
[0021]可選地，在本實用新型所述的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置中，所述處理裝置10還包括一用于顯示汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程中的裝配是否合格結(jié)果的顯示器14 ；
[0022]所述顯示器14與所述視覺檢測模塊電連接。
[0023]本實用新型實施例提供的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測運行原理圖，包括如下步驟:
[0024]S1、建立防錯測量的參照標(biāo)準(zhǔn)。
[0025]可選地,如圖3所示,所述步驟SI包括如下子步驟:
[0026]S11、取像裝置20采集汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程正確裝配前、后的半成品的圖像作為參考圖像；取像裝置20將獲取的參考圖像發(fā)送給處理裝置10。
[0027]可選地，取像裝置20通過USB端口 12將圖像發(fā)送給處理裝置10。
[0028]S12、處理裝置10調(diào)用視覺檢測模塊11獲取參考圖像中的零件的形狀、相對位置、裝配關(guān)系的特征集合，將參考圖像中的特征集合作為防錯測量的參照標(biāo)準(zhǔn)存儲在處理裝置10中。
[0029]可選地，如圖4所示，所述步驟S12包括如下子步驟:
[0030]S121、將參考圖像轉(zhuǎn)換成灰度圖像，并對灰度圖像進(jìn)行二值化處理得到二值圖像，提取而知圖像的輪廓線。
[0031]如圖6所示，本步驟中，可以通視覺檢測模塊11將參考圖像(采集的參考圖像為彩色圖像)轉(zhuǎn)換成灰度圖像，然后對灰度圖像進(jìn)行二值化處理后得到二值圖像，提取圖像輪廓線。
[0032]S122、查找殼體組件5的特征邊AB與殼體特征圓，建立以殼體特征圓的圓心O為坐標(biāo)原點，平行于特征邊為X軸方向，垂直于X軸為Y軸方向的平面坐標(biāo)系。
[0033]如圖6所示,在本步驟中，建立坐標(biāo)系是通過函數(shù)(Locate Features)在殼體組件上，查找殼體組件的特征邊AB與殼體特征圓0，并建立以殼體特征圓的圓心O為坐標(biāo)原點，平行于特征邊AB方向為X軸方向，X軸方向逆時針旋轉(zhuǎn)90°為Y軸方向的產(chǎn)品平面坐標(biāo)系X-Y。
[0034]S123、獲取殼體組件5上零件的形狀、相對位置、裝配關(guān)系的特征集合，并設(shè)置容差值，將參考圖像中的特征集合以及容差值作為防錯測量的參照標(biāo)準(zhǔn)存儲在處理裝置10中。
[0035]如圖7所示，在本步驟中，以坐標(biāo)系為參考位置，對齒輪1、2、3、4所在的坐標(biāo)軸位置，利用函數(shù)(Locate Features)進(jìn)行齒根圓直徑撲捉測量，所測量得到的值，包括齒根圓直徑和齒輪圓心坐標(biāo)軸值，即為本工序齒輪及齒輪組裝正確性的參考圖像中的特征集合。如圖7所述，齒輪I的直徑為33.95mm，坐標(biāo)為(-1.00，0.10);齒輪2的直徑為24.39mm，坐標(biāo)為(21.32,6.98);齒輪3的直徑為18.66mm，坐標(biāo)為(39.03，6.98);齒輪4的直徑為20.86mm,坐標(biāo)為(43.20，-9.00)。
[0036]并根據(jù)汽車伺服電機(jī)中齒輪的工藝參數(shù)設(shè)置各個齒輪的齒根圓直徑和齒輪圓心坐標(biāo)軸值容差值。容差值可以自主設(shè)定，容差值越小，檢測越精確。
[0037]對于其它工序的檢測，如:殼體組件上的卡扣凸臺、安裝孔等重要特征部位的缺失與存在性，同樣，可通過在相應(yīng)的圖片焦點位置上，通過處理函數(shù)(Locate Features)的模塊工具查找或測量，根據(jù)其零件或部件外形特征，建立該工序檢測項目的特征參數(shù)集合，并設(shè)置容差值。對于參考圖像中的特征集合中標(biāo)準(zhǔn)特征參數(shù)的提取，設(shè)置的參數(shù)越充分，防差錯能力就越強(qiáng)。
[0038]S2、獲取汽車伺服電機(jī)實際生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的特征集合。
[0039]可選地，如圖5所示，所述步驟S2包括如下子步驟:
[0040]S21、取像裝置20采集汽車伺服電機(jī)實際生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的圖像；取像裝置20將獲取的圖像發(fā)送給處理裝置10。
[0041]S22、處理裝置10調(diào)用視覺檢測模塊11獲取圖像中的零件的形狀、相對位置、裝配關(guān)系的特征集合。
[0042]比如在裝配過程中，將本工序組裝后的半產(chǎn)品，通過程序控制，獲取過程中的產(chǎn)品圖像，執(zhí)行本實施例的步驟，提取各個齒輪及齒輪組裝的齒根圓直徑和齒輪圓心坐標(biāo)軸值。
[0043]S3、將S2中的特征集合與防錯測量的參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相似度對比。如果相似度大于容差值，判定該裝配過程不合格，并報錯；如果相似度小于容差值，判定該裝配過程合格，并將裝配過程是否合格的結(jié)果反饋給汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)的自動化流水線控制系統(tǒng)30。
[0044]可選地，處理裝置10通過C0M(串口)13將裝配過程是否合格的結(jié)果反饋給汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)的自動化流水線控制系統(tǒng)30。
[0045]將裝配過程中提取各個齒輪及齒輪組裝的齒根圓直徑和齒輪圓心坐標(biāo)軸值與齒輪及齒輪組裝正確性的參考圖像中的特征集合的齒根圓直徑和齒輪圓心坐標(biāo)軸值比較，如所測得齒輪數(shù)據(jù)不在設(shè)置的容差值范圍內(nèi)，說明齒輪漏裝或混裝了其它齒輪，將結(jié)果顯示，并反饋給防差錯端口處置；如在設(shè)置的容差值范圍內(nèi)，說明組裝的齒輪正確，并將結(jié)果顯示，程序進(jìn)入下一等待檢測。
[0046]可選地，本實用新型實施例提供的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測方法還可以包括如下步驟:
[0047]S4、根據(jù)裝配過程是否合格的結(jié)果，控制汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)是否進(jìn)入下一裝配過程。
[0048]本實用新型提供的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，通過將獲取的汽車伺服電機(jī)實際生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的特征集合與防錯測量的參照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相似度對比來判定裝配過程是否合格，該系統(tǒng)可以單獨或嵌入自動或半自動化流水線使用，可以方便在生產(chǎn)過程中的每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)構(gòu)建防差錯與測量，提高了產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)效益。
[0049]結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機(jī)儲存器、內(nèi)存、只讀存儲器、電可編程ROM、電可檫除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)所公知的任意其他形式的存儲介質(zhì)中。
[0050]可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本實用新型的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，其特征在于，所述汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置包括至少一臺用于采集汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程裝配前、后的半成品的圖像的取像裝置、一處理裝置； 所述處理裝置包括一用于提取取像裝置采集的圖像中的特征集合，并根據(jù)特征集合判斷汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程中的裝配是否合格的視覺檢測模塊； 所述取像裝置與處理裝置電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，其特征在于，所述取像裝置為USB工業(yè)相機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，其特征在于，所述USB工業(yè)相機(jī)為USB2.0免驅(qū)動工業(yè)相機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，其特征在于，所述處理裝置還包括第一端口、第二端口 ； 所述第一端口用于連接所述處理裝置與取像裝置，所述第二端口用于提供外部自動化流水線控制系統(tǒng)與處理裝置的連接接口。
5.如權(quán)利要求4所述的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，其特征在于，所述第一端口為USB接口。
6.如權(quán)利要求4所述的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，其特征在于，所述第二端口為串口端口。
7.如權(quán)利要求1所述的汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程防錯檢測裝置，其特征在于，所述處理裝置還包括一用于顯示汽車伺服電機(jī)生產(chǎn)過程中的裝配是否合格結(jié)果的顯示器； 所述顯示器與所述視覺檢測模塊電連接。
【文檔編號】G01N21/84GK204228616SQ201420506997
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】楊俊華, 李鄂勝, 張勇 申請人:湖北開特汽車電子電器系統(tǒng)股份有限公司