一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统及方法，系统包括上料装置、传送装置、图像获取装置和控制及图像处理模块；上料装置与传送装置的入口对接且均安装在机架上，上料装置用于将待检测物传送到传送装置；所述的传送装置用于将待检测物送到检测位；上料装置和传送装置的动作均受控于所述的控制及图像处理模块；机架上设有图像获取装置；图像获取装置用于获取位于检测位的被检测物的图像并将图像传输到控制及图像处理模块中进行图像处理以判断对应的待检测物是否存在缺陷。该系统结构紧凑，功能丰富，能检测处物品存在的多种缺陷，构思巧妙，易于在高速检测线上实施。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统及方法。
技术介绍
在工业化的生产线上，常常需要对物品进行基于图像的检测，这些物品为透明或不透明圆筒状、圆柱状对象，如输液瓶、安瓿瓶、矿泉水瓶、车灯玻壳等。检测时，首先需要设计上料装置有序地将物品传送到传送机构；然后，需要由传送机构将物品送至检测位，在检测位，由于需要对物品进行全方位的检测，则需要控制物品进行自旋，在此基础上，获取物品端部和侧部的图像，最后基于图像进行检测。物品常见的外观缺陷是气线、脏污斑点、端面裂纹等外观缺陷，还存在尺寸不符要求的缺陷。而现有技术中，并不存在这样一个整体的解决方案，因此，有必要设计一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统及方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统及方法，该系统结构紧凑，功能丰富，能检测处物品存在的多种缺陷，构思巧妙，易于在高速检测线上实施。专利技术的技术解决方案如下：一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统包括上料装置、传送装置、图像获取装置和控制及图像处理模块；上料装置与传送装置的入口对接且均安装在机架上，上料装置用于将待检测物传送到传送装置；所述的传送装置用于将待检测物送到检测位；上料装置和传送装置的动作均受控于所述的控制及图像处理模块；机架上设有图像获取装置；图像获取装置用于获取位于检测位的被检测物的图像并将图像传输到控制及图像处理模块中进行图像处理以判断对应的待检测物是否存在缺陷。进一步，缺陷检测系统还包括出料装置。出料装置与传输装置的出口对接；若存在缺陷，则控制出料装置的剔除模块剔除缺陷物品，否则让不存在缺陷的待检测物品直接输出。所述的传送装置采用链式传送机构，链式传送机构包括链条(62)、链条驱动轮(61)、轮轴和传送辊(63)；链条驱动轮通过轮轴安装在机架上；链条为2根，2根链条之间设置有多个所述的传送辊，传送辊的设置方向与链条的移动方向垂直，相邻的2个传送辊之间能容纳一个待传送的待检测物，链条驱动轮为至少两组；每组链条驱动轮为2个；2条链条张设在所述的链条驱动轮上，链条驱动轮驱动2根链条从而带动传送辊循环移动以传送待检测物。链条驱动轮为4组，4组链条驱动轮支撑2根链条及传送辊形成呈方形循环的传送机构。机架上设置有2块相互平行的挡板，2块挡板均为竖直方向布置；挡板的延伸方向为待检测物的传送方向；2块挡板位于链式传送机构的上方，2块挡板形成一个便于待检测物向前传送的通道；链式传送机构中还设有多根压条；压条设置在顶部的链条的上方，用于约束顶部的链条在传送时在水平方向上保持平直。待检测物的传送装置还包括用于驱动待检测物自旋的自旋驱动机构，自旋驱动机构包括设置在每一个传送辊上的滚轮(64)和用于驱动滚轮的带式驱动机构；所述的带式驱动机构包括支座(73)、电机(71)、传动皮带(72)、主动带轮(74)、从动带轮(76)和滚轮驱动皮带(75)；支座安装在机架上，或支座为机架的一部分；电机安装在支座或机架上；主动带轮和从动带轮通过转轴和轴承安装在机架或支座上；电机通过传动皮带驱动主动带轮旋转；主动带轮与从动带轮上张设有滚轮驱动皮带；滚轮驱动皮带与滚轮接触，电机旋转时，滚轮驱动皮带通过摩擦力带动滚轮旋转实现待检测物的自旋。采用自旋驱动机构实现筒状或柱状物品的自旋；以便筒状或柱状物上方的摄像头获取筒状或柱状物品侧部外壁的图像。上料装置包括上料台和上料机构；所述的上料机构包括直振底座、上料通道、挡料气缸、转盘和推料机构；上料通道为用于单个检测对象(如玻壳)依序前进的通道；上料通道设置在直振底座上，直振底座安装在上料台上；所述的挡料气缸位于上料通道的出口端；挡料气缸用于阻挡或放行通过所述上料通道的检测对象；转盘和推料机构均设置在机架上，转盘的边缘处设有周向的弧形通道，弧形通道的弧线段相对转盘圆心的圆心角为90°；弧形通道的入口与上料通道的出口端对接；弧形通道的出口处设有推料机构，推料机构用于将从弧形通道输出的检测对象推到检测设备上。所述的推料机构为推料气缸。上料通道为二合一通道，具有两个入料通道和一个出口，2个入料通道均与出口接通，每一个入料通道上均设有阻挡气缸。推料机构中还设有旋转气缸，用于将反序的检测对象旋转为正序；在挡料气缸处设有检测对象方向检测装置。所述的上料机构为2套，每套上料机构的上料通道均设置在上料台上。上料装置还包括用于控制上料动作的PLC和用于检测检测对象是否到达预定位置的光纤检测装置；PLC通过控制阻挡气缸控制2个入料通道轮流将检测对象从上料通道的出口端输出到弧形通道，检测对象在弧形通道中沿着转盘旋转90°后输出到推料机构中，最后由推料机构将检测对象推送到检测设备上。图像获取装置包括检测对象传送机构、光源组和相机组；控制及图像处理模块中具有控制模块；控制模块用于开启或关闭光源组和相机组，控制模块还用于控制检测对象传送机构的运行；检测对象传送机构用于将检测对象传送到检测工位；所述的相机组包括设置在检测对象传送机构顶部的顶部相机和设置在检测对象传送机构侧部的侧部相机；检测对象的长度方向与传送机构的传送方向垂直，顶部相机用于获取检测对象侧部的图像；侧部相机用于获取检测对象端部的图像；所述的光源组包括环形同轴光源、LED侧面背光源和LED底部背光源，环形同轴光源用于照亮位于检测工位的前端，为侧部相机提供前景光；LED侧面背光源位于检测工位的后端，为侧部相机提供背景光；LED底部背光源位于检测工位的底部，为顶部相机提供背光；在控制模块的控制下：(1)当只有LED底部背光源开启时，控制模块再通过自旋驱动机构驱动位于检测工位的检测对象自旋，顶部相机获取该检测对象的多张侧部图像；(2)当只有LED侧部背光源开启时，侧部相机获取检测工位上检测对象的端面暗图；(3)当只有环形同轴光源开启时，侧部相机获取检测工位上检测对象的端面亮图。机架还设置三棱反射镜，三棱反射镜位于侧部相机和环形同轴光源之间，侧部相机的光轴为竖直方向。顶部相机采用双边远心镜头，侧部相机的采用焦距为35mm的镜头，顶部相机和侧部相机均采用千兆以太网CCD相机。一种基于机器视觉的物品缺陷检测方法，采用前述的基于机器视觉的物品缺陷检测系统传送待测物、获取图像以及基于图像处理进行缺陷检测；包括以下步骤：步骤一：上料以及传送步骤；将待测物通过上料装置传送到传送装置上，再经过传送装置传送到检测位；步骤二：图像获取步骤；图像获取装置在待测物到达检测位后，通过顶部相机拍摄待测物的侧部图像，通过侧部电机拍摄待测物的端部图像；步骤三：图像检测步骤；针对所述的侧部图像和端部图像进行图像处理，包括侧部图像检测步骤以测量待测物的尺寸，还包括端面缺陷检测步骤用于检测待测物的端面是否存在裂纹。所述上料的控制方法包括如下步骤：步骤1：检测对象从两个入料通道进入后，由直振底座驱动检测对象在2个两个入料通道中前进；步骤2：PLC控制2个入料通道轮流将检测对象从上料通道的出口端输出；并在出口端检测检测对象的方向；步骤3：PLC通过控制挡料气缸控制检测对象进入到弧形通道中；检测对象在弧形通道中沿着转盘旋转90°后进入推送机构；步骤4：若当前的检测对象状态为反序，则PLC控制旋转气缸将反序的检测对象旋转180°变为正序后输出；若当前的检测对象状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统，其特征在于，包括上料装置、传送装置、图像获取装置和控制及图像处理模块；上料装置与传送装置的入口对接且均安装在机架上，上料装置用于将待检测物传送到传送装置；所述的传送装置用于将待检测物送到检测位；上料装置和传送装置的动作均受控于所述的控制及图像处理模块；机架上设有图像获取装置；图像获取装置用于获取位于检测位的被检测物的图像并将图像传输到控制及图像处理模块中进行图像处理以判断对应的待检测物是否存在缺陷。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的物品缺陷检测系统，其特征在于，包括上料装置、传送装置、图像获取装置和控制及图像处理模块；上料装置与传送装置的入口对接且均安装在机架上，上料装置用于将待检测物传送到传送装置；所述的传送装置用于将待检测物送到检测位；上料装置和传送装置的动作均受控于所述的控制及图像处理模块；机架上设有图像获取装置；图像获取装置用于获取位于检测位的被检测物的图像并将图像传输到控制及图像处理模块中进行图像处理以判断对应的待检测物是否存在缺陷。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的物品缺陷检测系统，其特征在于，所述的传送装置采用链式传送机构，链式传送机构包括链条(62)、链条驱动轮(61)、轮轴和传送辊(63)；链条驱动轮通过轮轴安装在机架上；链条为2根，2根链条之间设置有多个所述的传送辊，传送辊的设置方向与链条的移动方向垂直，相邻的2个传送辊之间能容纳一个待传送的待检测物，链条驱动轮为至少两组；每组链条驱动轮为2个；2条链条张设在所述的链条驱动轮上，链条驱动轮驱动2根链条从而带动传送辊循环移动以传送待检测物。3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的物品缺陷检测系统，其特征在于，链条驱动轮为4组，4组链条驱动轮支撑2根链条及传送辊形成呈方形循环的传送机构。4.根据权利要求2所述的基于机器视觉的物品缺陷检测系统，其特征在于，机架上设置有2块相互平行的挡板，2块挡板均为竖直方向布置；挡板的延伸方向为待检测物的传送方向；2块挡板位于链式传送机构的上方，2块挡板形成一个便于待检测物向前传送的通道；链式传送机构中还设有多根压条；压条设置在顶部的链条的上方，用于约束顶部的链条在传送时在水平方向上保持平直。5.根据权利要求2所述的待检测物的传送装置，其特征在于，待检测物的传送装置还包括用于驱动待检测物自旋的自旋驱动机构，自旋驱动机构包括设置在每一个传送辊上的滚轮(64)和用于驱动滚轮的带式驱动机构；所述的带式驱动机构包括支座(73)、电机(71)、传动皮带(72)、主动带轮(74)、从动带轮(76)和滚轮驱动皮带(75)；支座安装在机架上，或支座为机架的一部分；电机安装在支座或机架上；主动带轮和从动带轮通过转轴和轴承安装在机架或支座上；电机通过传动皮带驱动主动带轮旋转；主动带轮与从动带轮上张设有滚轮驱动皮带；滚轮驱动皮带与滚轮接触，电机旋转时，滚轮驱动皮带通过摩擦力带动滚轮旋转实现待检测物的自旋。6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的物品缺陷检测系统，其特征在于，上料装置包括上料台和上料机构；所述的上料机构包括直振底座、上料通道、挡料气缸、转盘和推料机构；上料通道为用于单个检测对象依序前进的通道；上料通道设置在直振底座上，直振底座安装在上料台上；所述的挡料气缸位于上料通道的出口端；挡料气缸用于阻挡或放行通过所述上料通道的检测对象；转盘和推料机构均设置在机架上，转盘的边缘处设有周向的弧形通道，弧形通道的弧线段相对转盘圆心的圆心角为90°；弧形通道的入口与上料通道的出口端对接；弧形通道的出口处设有推料机构，推料机构用于将从弧形通道输出的检测对象推到检测设备上。7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的物品缺陷检测系统，其特征在于，图像获取装置包括检测对象传送机构、光源组和相机组；控制及图像处理模块中具有控制模块；控制模块用于开启或关闭光源组和相机组，控制模块还用于控制检测对象传送机构的运行；检测对象传送机构用于将检测对象传送到检测工位；所述的相机组包括设置在检测对象传送机构顶部的顶部相机和设置在检测对象传送机构侧部的侧部相机；检测对象的长度方向与传送机构的传送方向垂直，顶部相机用于获取检测对象侧部的图像；侧部相机用于获取检测对象端部的图像；所述的光源组包括环形同轴光源、LED侧面背光源和LED底部背光源，环形同轴光源用于照亮...

【专利技术属性】
技术研发人员：余洪山，孙炜，段峰，彭博，夏长德，蔺薛菲，劳永革，李铁芳，杨振耕，王耀南，
申请(专利权)人：余洪山，
类型：发明
国别省市：湖南;43