模具内镶块水道接头摄像设备及基于机器视觉的质量检测设备制造技术

本发明专利技术公开了一种模具内镶块水道接头摄像设备及基于机器视觉的质量检测设备。一种检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备，包括与水道形状匹配的支座以及摄像装置，所述支座前端设计为锥面以方便固定于钻孔进行图像采集，摄像装置采用CCD相机设置于支座前端锥面的顶部，在所述锥面的前端安装有一可调节亮度的微型环状光源。一种基于机器视觉检测模具内镶块水道接头质量的设备，利用所述微型摄像设备进行钻孔接头处的图像采集，通过工控机运行模具内镶块水道接头质量检测软件实现模具内镶块水道接头质量检测。检测出存在误差的水管接头，并准确定位故障区域并判别故障类型，指出问题的原因。指出问题的原因。指出问题的原因。

【技术实现步骤摘要】
模具内镶块水道接头摄像设备及基于机器视觉的质量检测设备


[0001]本专利技术涉及一种模具内镶块水道接头质量检测设备，尤其是涉及一种基于机器视觉的水道接头质量检测设备及一种检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备。

技术介绍

[0002]模具内部冷却水道是热冲压模具散热的重要部分，在模具工作镶块内部通过深孔钻加工了多条冷却水管，形成冷却水路。对应复杂型面，为了靠近型面，一条水管/水路可能由2到3个直水管构成，水管之间相互连接，有多个水管接头，如图3所示。模具镶块内冷却水管都是采用深孔钻加工的，钻的孔底部锥形，如图4所示。但在加工过程中，由于加工尺寸偏差，可能会导致水道接头部位对接不好，造成连通面积过小甚至不过水。如图5所示，两条水管的中心线在一个平面，由于加工深度不够，导致接头部位没形成通孔或者通孔面积小。这种情况下，在孔内看过去，可以看到流体面积很小。如图8所示，为由于加工中心线角度偏差导致的接头部位误差，出现这种情况的误差，流通面积也会明显减少。这会导致模具在使用过程中出现局部过热，出现问题零件，导致模具返修。热冲压模具在使用一段时间后，内部水管也可能存在水垢或铁锈，导致水管内部堵塞或接通面积减少，这都会导致模具局部散热能力变差，导致问题产品出现，增加模具调试任务。
[0003]在模具定时检修时检查水管接头连通面积可有效避免上述问题的出现。中国技术专利(授权公告号为CN209894421U)公开了一种压铸模类冷却水管检测装置，授权公告号为212180206U的中国技术公开了一种用以模具冷却水道的检测设备。上述检测装置或设备旨在进行整体水道的漏水检测，简单且效率较高，但并未针对逐个钻孔的加工质量及各个接口的接通面积进行检测，存在无法准确定位故障区域及故障类型的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术不足，提出一种检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备，并基于上述，提出一种基于机器视觉检测模具内镶块水道接头加工质量的设备。
[0005]本专利技术采用的技术方案：
[0006]一种检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备，包括支座(3)以及摄像装置(6)，所述支座(3)为和水道形状匹配的圆柱体结构，其前端设计为锥面(4)以方便固定于钻孔进行图像采集，所述摄像装置采用CCD相机，所述CCD相机的镜头(6)设置于支座前端锥面的顶部，在所述锥面的前部靠近镜头(6)位置安装有一可调节亮度的微型环状光源(5)，所述支座后部有图像信号传输线以及为光源和相机供电的电源线。
[0007]所述支座为可调直径的圆桶状结构，以适应不同钻孔直径检测时的固定和CCD相机位置的矫正。
[0008]一种基于机器视觉检测模具内镶块水道接头质量的设备，包括如前所述的微型摄像设备以及可运行模具内镶块水道接头质量检测软件的工控机，利用所述微型摄像设备固
定于钻孔进行图像采集，通过工控机运行所述模具内镶块水道接头质量检测软件实现模具内镶块水道接头质量检测，所述工控机基于机器视觉信息进行模具内镶块冷却水道接头质量检测的步骤如下：
[0009]S1,使用图像采集设备完成水道接头部位形状的图像采集；
[0010]S2,对步骤S1获取的图像使用图像预处理方法消除噪点，获得清晰图像；
[0011]S3,对步骤S2获得的清晰图像进行分析，利用图像边缘检测与霍夫变换提取水道接头形状及相关几何特征，得出水道接头的截面形状；
[0012]S4,根据水道接头的截面形状，计算出接头的流通面积；
[0013]S5,对于水道接通面积小的接头，根据孔边缘形状，分析其产生偏差的原因。
[0014]所述的模具内镶块水道接头质量检测软件，包括图像采集模块、图像预处理模块、图像边缘检测与形状提取模块、水管接头面积计算模块、接头质量判别模块；其中，
[0015]图像采集模块通过相应接口与协议负责CCD相机与工控机的通讯，从CCD相机采集水道接头部位的图像信息至工控机，并将光源调节指令与图像采集指令发送至相机；
[0016]所述图像预处理模块将采集图像进行灰度处理、高斯滤波处理、二值化处理、形态学处理，以获得特征清晰、噪声低的图像；
[0017]所述图像边缘检测与形状提取模块，使用Canny算子进行边缘检测，用霍夫变换提取钻孔轮廓形状，并通过轮廓形状的中心点位置拟合钻孔的中心线，之后计算钻孔顶部至底部的图形放缩比例，根据物体成像的映射规律算得不同位置的单个像素所对应的实际面积大小；
[0018]所述水管接头面积计算模块根据前述提取信息依据获得的形状特征使用图形成像的原理和比例关系计算出钻孔接头处的面积，并将中心线与实际中心线偏移的角位移算得，同时通过放缩比将钻孔的深度求得；
[0019]所述接头质量判别模块根据图像孔的边缘，分析出两管接头的半径、中心位置，从而给出导致镶块内部水道接头面积小可能的原因，给出钻孔可能存在的问题。
[0020]所述的基于机器视觉检测模具内镶块水道接头质量的设备，所述接头质量判别模块根据孔边缘的形状分布，初步分析产生偏差的原因；把水管接头偏差原因分为深度方面的误差以及中心线角度方面的误差，具体分解成绕x轴误差，绕y轴误差，绕z轴误差。
[0021]所述的基于机器视觉检测模具内镶块水道接头质量的设备，对于不同截面形状的类型，根据图像的边缘线特征把所有可能训练成一个数据库模型；获取图像后，通过图像与数据库模型的比对，分析误差原因。
[0022]专利技术有益效果：
[0023]1、本专利技术检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备，包括一带有锥孔外形的微型摄像机，微型摄像设备前端呈锥面，方便固定于钻孔进行图像采集，所述微型摄像设备前端安装有一微型环状光源，其可调节亮度以提供适当光照，提高不同规格钻孔的成像质量。摄像机后部接有专用的图像信号传输线以及为光源和相机供电的电源线。通过图像信号传输线将信号输送至电脑/工控机/手持终端。
[0024]2、本专利技术检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备，后端安装一可调直径的圆桶状支座以适应不同钻孔直径检测时的固定和相机位置的矫正，所述微型摄像设备采用CCD相机，以提高静态检测精度，控制成本。本专利技术还可进一步配置为：将所述微型摄像设备
集成至一手持终端内，便于人员操作，提高人机友好性。
[0025]3、本专利技术基于机器视觉检测模具内镶块水道接头质量的设备，利用所述微型摄像设备固定于钻孔进行图像采集，通过所述模具内镶块水道接头质量检测软件在工控机的运行实现模具内镶块水道接头加工质量的检测，通过采集水道接头图像，经预处理后根据图像中的亮度分布判断水道接通与否，以及接通面积的大小，发现存在问题的水管接头，并给出初步的诊断结果，同时根据图像边缘形状，分析误差来源。此外，在模具维护阶段还可对问题水道区域进行针对性的逐孔检测及时发现水管堵塞情况。
[0026]4、本专利技术基于机器视觉检测模具内镶块水道接头质量的设备，在热冲压模具水道加工时可以准确的判定镶块内部水道接头的加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备，包括支座(3)以及摄像装置，其特征在于：所述支座(3)为和水道形状匹配的圆柱体结构，其前端设计为锥面(4)以方便固定于钻孔进行图像采集，所述摄像装置采用CCD相机，所述CCD相机的镜头(6)设置于支座前端锥面的顶部，在所述锥面的前部靠近镜头(6)位置安装有一可调节亮度的微型环状光源(5)，所述支座后部有图像信号传输线以及为光源和相机供电的电源线。2.根据权利要求1所述的检测模具内镶块水道接头质量的微型摄像设备，其特征在于：所述支座为可调直径的圆桶状结构，以适应不同钻孔直径检测时的固定和相机位置的矫正。3.一种基于机器视觉检测模具内镶块水道接头质量的设备，包括如权利要求1所述的微型摄像设备以及可运行模具内镶块水道接头质量检测软件的工控机，利用所述微型摄像设备固定于钻孔进行图像采集，通过所述模具内镶块水道接头质量检测软件在工控机的运行实现模具内镶块水道接头质量检测，其特征在于：所述模具内镶块水道接头质量检测软件包括图像采集模块、图像预处理模块、图像边缘检测与形状提取模块、水管接头面积计算模块、接头质量判别模块；其中，图像采集模块通过相应接口与协议负责CCD相机与工控机的通讯，从CCD相机采集水道接头部位的图像信息至工控机，并将光源调节指令与图像采集指令发送至相机；所述图像预处理模块将采集图像进行灰度处理、高斯滤波处理、二值化处理、形态学处理，以获得特征清晰、噪声低的图像；所述图像边缘检测与形状提取模块，使用Canny算子进行边缘检测，用霍夫变换提取钻孔轮廓形状，并通过轮廓形状的中心点位置拟合钻孔的中心线，之后计算钻孔顶部至底部的图形放缩比例，根据物体成像的映射规律算得不同位置的单个像素所对应的实际面积大小；所述水管接头面积计算模块根据前述提取信息依据获得的形状特征使用图形成像的原理和...

【专利技术属性】
技术研发人员：但谧吟，
申请(专利权)人：重庆大江至信模具工业有限公司，
类型：发明
国别省市：