一種電連接器殼體機(jī)器視覺(jué)在線檢測(cè)系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電連接器殼體的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，特別涉及一種電連接器殼體機(jī)器視覺(jué) 在線檢測(cè)系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在各類電子系統(tǒng)中，電連接器在器件與器件、組件與組件、系統(tǒng)與系統(tǒng)之間進(jìn)行電 氣連接和信號(hào)傳遞，是構(gòu)成一個(gè)完整系統(tǒng)所必須的基礎(chǔ)元件。隨著航天工程、電子通信工程 的發(fā)展，電連接器作為傳遞電信號(hào)和電能的基礎(chǔ)元件，在系統(tǒng)中的運(yùn)用越來(lái)越廣。目前，我 國(guó)電連接器的生產(chǎn)能力很強(qiáng)，2010年我囯電連接器產(chǎn)值達(dá)82. 5億美元，已躍居為世界第二 位。但由于我國(guó)電連接器行業(yè)在質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、可靠性篩選試驗(yàn)方法、關(guān)鍵零件原材料和關(guān) 鍵零件加工工藝等共性技術(shù)基礎(chǔ)研宄方面十分薄弱，自動(dòng)化質(zhì)量檢驗(yàn)手段和儀器更是遠(yuǎn)遠(yuǎn) 落后于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，導(dǎo)致相同型譜的國(guó)產(chǎn)電連接器與國(guó)外著名品牌相比，在質(zhì)量和可 靠性方面仍存在一定差距。
[0003] 在眾多影響我國(guó)高端電連接器殼體產(chǎn)品質(zhì)量的因素中，其外觀幾何及形位尺寸的 檢驗(yàn)占重要地位。外觀尺寸檢驗(yàn)是電連接器封裝殼體質(zhì)量一致性檢驗(yàn)時(shí)必須對(duì)交貨產(chǎn)品 100%逐個(gè)進(jìn)行的首檢項(xiàng)目，也是確保其它交收試驗(yàn)項(xiàng)目和周期試驗(yàn)項(xiàng)目合格的基礎(chǔ)。目 前，由于其尺寸復(fù)雜性，我國(guó)對(duì)電連接器封裝殼體外觀尺寸的測(cè)量，仍大多使用傳統(tǒng)的游標(biāo) 卡尺、萬(wàn)能工具顯微鏡、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等離線測(cè)量的方法，效率低，無(wú)法適應(yīng)近年來(lái)飛速發(fā) 展的行業(yè)需求。
[0004] 機(jī)器視覺(jué)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新的測(cè)量手段，近年來(lái)獲得了飛速發(fā)展，并逐 漸被應(yīng)用到各種工業(yè)生產(chǎn)中。采用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方法可大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化 程度，且機(jī)器視覺(jué)易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)。近年來(lái)，隨著機(jī) 器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展及其在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的日益擴(kuò)展，尤其是隨著小型化、高密度連接器 及其組件的出現(xiàn)和應(yīng)用，一些用于IT行業(yè)微電子檢測(cè)的機(jī)器視覺(jué)檢驗(yàn)系統(tǒng)技術(shù)，現(xiàn)正在國(guó) 內(nèi)部分連接器組件生產(chǎn)流水線的在線工藝篩選中被逐步使用。例如有的汽車線束生產(chǎn)廠己 采用自動(dòng)光學(xué)圖像識(shí)別系統(tǒng)，識(shí)別裝配線束的端子型號(hào)、位置和線纜的顏色是否準(zhǔn)確。
[0005] 然而，盡管近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研宄工作者已就機(jī)器視覺(jué)在電連接器產(chǎn)品檢測(cè)中的應(yīng)用 作了相關(guān)研宄，但主要集中于對(duì)電連接器組件外觀形貌缺陷的識(shí)別，而對(duì)其形位尺寸的高 精度測(cè)量，則多為離線測(cè)量，尚未見(jiàn)用于生產(chǎn)線上的實(shí)時(shí)在線測(cè)量，而成熟的用于電連接器 殼體機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)產(chǎn)品也鮮有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)電連接器殼體實(shí)時(shí)在線檢測(cè)的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng) 及方法。
[0007] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的：
[0008] 一種電連接器殼體機(jī)器視覺(jué)在線檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳送部分、調(diào)整定位部分和視覺(jué) 檢測(cè)部分，所述傳送部分為生產(chǎn)線和生產(chǎn)線固定工作臺(tái)，所述生產(chǎn)線固定工作臺(tái)位于生產(chǎn) 線下方；所述調(diào)整定位部分用于調(diào)整零件位置，包括多對(duì)凸輪副，所述多對(duì)凸輪副分別位于 所述生產(chǎn)線兩側(cè)上方，但不接觸所述生產(chǎn)線；所述視覺(jué)檢測(cè)部分包括工業(yè)相機(jī)、光電傳感器 和計(jì)算機(jī)，所述工業(yè)相機(jī)用于零件圖像采集，位于所述生產(chǎn)線上方，所述光電傳感器用于確 定工業(yè)相機(jī)的拍攝時(shí)間，安裝在所述生產(chǎn)線兩側(cè)，所述工業(yè)相機(jī)和所述光電傳感器通過(guò)數(shù) 據(jù)線與所述計(jì)算機(jī)相連，所述計(jì)算機(jī)用于圖像采集、圖像預(yù)處理、邊緣檢測(cè)和零件幾何特征 提取、標(biāo)定、尺寸測(cè)量和缺陷檢測(cè)以及零件合格與否的判斷。所述傳送部分帶動(dòng)被測(cè)零件 向前運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入調(diào)整定位部分；所述第一凸輪副做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，漸進(jìn)地調(diào)整被測(cè)零件的姿 位，經(jīng)過(guò)姿位調(diào)整的被測(cè)零件在生產(chǎn)線帶動(dòng)下經(jīng)過(guò)所述光電傳感器時(shí)，由所述光電傳感器 檢測(cè)到其位置，并給系統(tǒng)一個(gè)反饋信號(hào)，通知視覺(jué)檢測(cè)部分準(zhǔn)備拍攝；所述被測(cè)零件進(jìn)入工 業(yè)相機(jī)視場(chǎng)后，工業(yè)相機(jī)拍攝其圖像，經(jīng)圖像處理后實(shí)現(xiàn)待測(cè)尺寸的測(cè)量。所述的電連接器 殼體機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)可安裝在移動(dòng)工作臺(tái)上，進(jìn)行快速在線測(cè)量。
[0009] 進(jìn)一步的，所述調(diào)整定位部分還包括凸輪副支架，所述凸輪副支架安裝在所述生 產(chǎn)線固定工作臺(tái)上，所述多對(duì)凸輪副固定在所述凸輪副支架上。
[0010] 進(jìn)一步的，所述視覺(jué)檢測(cè)部分還包括所述相機(jī)支架，安裝在所述生產(chǎn)線固定工作 臺(tái)上，所述工業(yè)相機(jī)安裝在所述相機(jī)支架上。
[0011] 進(jìn)一步的，所述凸輪副支架上安裝凸輪的地方均開(kāi)有滑動(dòng)槽。使所有凸輪的橫向 位置可調(diào)。
[0012] 進(jìn)一步的，所述凸輪副的輪廓采用余弦曲線。以適當(dāng)減少其與被測(cè)零件的剛性沖 擊及其柔性沖擊。
[0013] 進(jìn)一步的，所述多對(duì)凸輪副包括第一對(duì)凸輪副、第二對(duì)凸輪副、第三對(duì)凸輪副和第 四對(duì)凸輪副，按照零件移動(dòng)的方向安裝在所述凸輪副支架上，所述各對(duì)凸輪副之間的間距 依次遞減，所述第一對(duì)凸輪副的間距最大，其間距小于所述生產(chǎn)線寬度，所述第四對(duì)凸輪副 的間距最小且等于被測(cè)零件的寬度。各對(duì)凸輪副之間的間距依次遞減，第一隊(duì)凸輪副的間 距最大，其間距與工作臺(tái)寬度相當(dāng)，以保證生產(chǎn)線上任何位置的被測(cè)零件能進(jìn)入凸輪副進(jìn) 行姿位調(diào)整；第四對(duì)凸輪副的間距最小且約等于被測(cè)零件的寬度。使被測(cè)零件經(jīng)過(guò)凸輪副 后，位于生產(chǎn)線中間且與生產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)方向平行。
[0014] 進(jìn)一步的，所述工業(yè)相機(jī)有三臺(tái)，分別為第一工業(yè)相機(jī)、第二工業(yè)相機(jī)、第三工業(yè) 相機(jī)。所述相機(jī)支架上開(kāi)有一條安裝槽，可以根據(jù)被測(cè)件的具體尺寸大小確定相機(jī)的安裝 位置和數(shù)量。當(dāng)被測(cè)零件的橫向尺寸較小，在工業(yè)相機(jī)的視場(chǎng)范圍內(nèi)且能保證測(cè)量精度時(shí)， 只需使用一臺(tái)工業(yè)相機(jī)，安裝于安裝槽中部；當(dāng)被測(cè)零件的橫向尺寸較大而超出相機(jī)視場(chǎng) 范圍時(shí)，可分別將兩相機(jī)安裝于安裝槽兩端，實(shí)現(xiàn)被測(cè)零件左右尺寸的分別測(cè)量。
[0015] 進(jìn)一步的，所述視覺(jué)檢測(cè)部分還包括光源，所述光源位于所述生產(chǎn)線的上方。使被 測(cè)零件更好地被所述工業(yè)相機(jī)拍攝。
[0016] 一種電連接器殼體機(jī)器視覺(jué)在線檢測(cè)方法，
[0017] 步驟1，通過(guò)所述工業(yè)相機(jī)進(jìn)行圖像采集；
[0018] 步驟2,對(duì)采集的圖像進(jìn)行去噪、邊緣銳化和形態(tài)學(xué)處理；
[0019] 步驟3,對(duì)預(yù)處理過(guò)的圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)和零件幾何特征，提取零件的輪廓邊緣和 零件表面的形貌特征；
[0020] 步驟4,校正鏡頭畸變、確定物理尺寸和像素間的換算關(guān)系，以及確定空間物體表 面某點(diǎn)的三維幾何位置與其在圖像中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的相互關(guān)系；
[0021] 步驟5,進(jìn)行尺寸測(cè)量和缺陷檢測(cè)；
[0022] 步驟6,根據(jù)尺寸精度要求和缺陷類型判斷零件是否合格。
[0023] 本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：
[0024] 1.采用機(jī)器視覺(jué)方法，可實(shí)現(xiàn)電連接器殼體的快速在線測(cè)量，彌補(bǔ)了現(xiàn)有人工測(cè) 量速度慢、效率低且受人為影響的不足。
[0025] 2.所設(shè)計(jì)的四對(duì)凸輪副可漸進(jìn)地調(diào)整被測(cè)電連接器殼體的姿位，使拍攝到的殼體 圖像保證居中且能保持姿位一致，減少了圖像處理的難度，提高了視覺(jué)檢測(cè)的精度。
[0026] 3.可滿足不同大小電連接器殼體的實(shí)時(shí)檢測(cè)。本發(fā)明所述的電連接器殼體機(jī)器視 覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，可操作性強(qiáng)、適用性好、工作效率高，特別適用于各類電連接器殼體快速在線 測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028] 圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意俯視圖。
[0029] 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)軟件運(yùn)行流程圖。
[0030] 其中：1-生產(chǎn)線，2-被測(cè)零件，3-工業(yè)相機(jī)，31-第一工業(yè)相機(jī)，32-第二工業(yè)相 機(jī)，33-第三工業(yè)相機(jī)，4-光源，5-地面，61-第一對(duì)凸輪副，71-第二對(duì)凸輪副，81-第三對(duì) 凸輪副，91-第四對(duì)凸輪副，10-光電傳感器，11-生產(chǎn)線固定工作臺(tái)，12-相機(jī)支架，13-凸輪 副支架。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0032] 一種電連接器殼體機(jī)器視覺(jué)在線檢測(cè)系統(tǒng)，包括傳送部分、調(diào)整定位部分和視覺(jué) 檢測(cè)部分，所述傳送部分為生產(chǎn)線1和生產(chǎn)線固定工作臺(tái)11，所述生產(chǎn)線固定工作臺(tái)11位 于生產(chǎn)線1下方；所述調(diào)整定位部分包括第一對(duì)凸輪副61、第二對(duì)凸輪副71、第三對(duì)凸輪副 81、第四對(duì)凸輪副91、凸輪副支架13,所述凸輪副支架13安裝在所述生產(chǎn)線固定工作臺(tái)11 上，所述第一對(duì)凸輪副61固定在所述凸輪副支架13上，所述第一對(duì)凸輪副61包括兩個(gè)凸 輪副分別位于生產(chǎn)線1兩側(cè)，平躺靠近但不接觸所述生產(chǎn)線1，所述第一對(duì)凸輪副61的凸 輪副的所述凸輪副支架13上安裝凸輪的地方均開(kāi)有滑動(dòng)槽，所述第一對(duì)凸輪副61、第二對(duì) 凸輪副71、第三對(duì)凸輪副81、第四對(duì)凸輪副91按照零件移動(dòng)的方向安裝在所述凸輪副支架 13上，所述各對(duì)凸輪副之間的間距依次遞減，所述第一對(duì)凸輪副61的間距最大，其間距小 于所述生產(chǎn)線1寬度，所述第四對(duì)凸輪副91的間距最小且等于被測(cè)零件的寬度，所述所有 凸輪副的輪廓采用