申请/专利权人：西安火眼猴智能科技研究院有限公司

申请日：2018-11-12

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN109516067B

主分类号：B65G15/30

分类号：B65G15/30;B65G21/20;B65G47/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.04.19#实质审查的生效;2019.03.26#公开

摘要：本发明公开一种零部件检测系统及检测方法，其中检测系统包括传送装置、相机和图像处理设备，第一传送带上设有间隔相等的挡块，在第一传送带外侧固定设有传感器，传感器与控制挡板开合的控制机构和相机均通信连接，当每个挡块行进到其端面或顶点与第一进料斗出口的中心呈一条垂直线时，触发挡板开启，使第一进料斗中的零部件落下，传感器的信号同时触发相机拍照。经一定延时后挡板闭合。利用本发明的技术方案，零部件能很好的散落在第一传送带上，且能控制相机拍照的时机，确保零部件间无遮挡、堆放等现象，相机采集的图片中也没有挡块出现，实现不需人工干预的全自动检测。

主权项：1.一种零部件检测系统，包括部件通道和传送设备，所述部件通道位于所述传送设备上方，包括第一进料斗和设在第一进料斗底端的挡板，其特征在于：所述传送设备包括第一传送带，所述第一传送带上设有间隔相等的挡块，在所述第一传送带外侧固定设有传感器，所述传感器与控制所述挡板开合的控制机构通信连接，当每个所述挡块行进到其端面或顶点与所述第一进料斗出口的中心呈一条垂直线时，触发所述挡板开启，使所述第一进料斗中的零部件落下，经一定延时后挡板闭合；使零部件恰好落在挡块的端面或顶点上，由于反作用力而弹落到第一传送带上；所述挡块为椎体；该系统还包括相机和图像处理设备，所述相机位于所述第一传送带上方，沿第一传送带行进方向看，位置在所述部件通道之后，与所述传感器通信连接，所述传感器的触发信号同时触发所述相机对其下方两个挡块之间的区域进行拍照；所述图像处理设备与所述相机之间通信连接，用来对采集的图片进行处理，包括识别图片中的积木，根据积木大小、形状、颜色进行分类，统计每个类别的积木数量，以及检测成套积木的完整性。

全文数据：零部件检测系统及检测方法技术领域本发明涉及自动检测领域，尤其是一种零部件检测系统及检测方法。背景技术在零件分类、检测领域，虽然有利用机器视觉技术进行识别、分拣的应用，但由于零部件之间容易有遮挡、堆叠等现象，使得图片中的零部件在图像处理过程中不容易被计算机识别，导致判断错误，准确率不高。在零部件传送过程中，还需要人工干预，将有遮挡、堆叠情况的零部件手动分开，这种半自动的检测系统和方法虽解决了部分问题，提高了生产效率，但仍然没有彻底的解放劳动力，零部件检测的准确率和效率都有待进一步提高。发明内容为了解决上述问题，本发明提供一种零部件检测系统，整个过程实现全自动，不需人工辅助摆放零部件，检测结果正确率高，也提高了效率。一种零部件检测系统，包括部件通道和传送设备，所述部件通道位于所述传送设备上方，包括第一进料斗和设在第一进料斗底端的挡板，所述传送设备包括第一传送带，所述第一传送带上设有间隔相等的挡块，在所述第一传送带外侧固定设有传感器，所述传感器与控制所述挡板开合的控制机构通信连接，当每个所述挡块行进到其端面或顶点与所述第一进料斗出口的中心呈一条垂直线时，触发所述挡板开启，使所述第一进料斗中的零部件落下，经一定延时后挡板闭合；该系统还包括相机和图像处理设备，所述相机位于所述第一传送带上方，沿第一传送带行进方向看，位置在所述部件通道之后，与所述传感器通信连接，所述传感器的触发信号同时触发所述相机对其下方两个挡块之间的区域进行拍照；所述图像处理设备与所述相机之间通信连接。在第一传送带上设置挡块，通过精确控制，使零部件恰好落在挡块的端面或顶点上，由于反作用力而弹落到第一传送带上，因为第一传送带在运行中，下落的零部件不会落在挡块的同一位置，因此可以保证弹落到第一传送带的不同方向和位置，不会出现堆放、叠放的现象。所述挡块为椎体。常用的有圆锥体、三角锥等，只要其顶部不是平面，使零部件不能停留在椎体上即可。进一步的，该系统还包括输出设备，将所述图像处理设备对图像进行处理的结果输出。输出设备可以是显示屏。进一步，该系统还包括同步控制器，其信号输入端连接着所述传感器，信号输出端与所述挡板的控制机构和所述相机的拍照开关同时相连。同步控制器的作用在于使传感器发送来的触发信号同步触发挡板开合和相机拍照。进一步的，所述第一传送带两侧设有防护边带，用于防止第一传送带上的零部件散落到传送带外。进一步的，在所述第一进料斗上方设有初级分离设备，包括第二传送带和位于其上方的第二进料斗；所述第二传送带行进方向与所述第一传送带相同，其行进速度比所述第一传送带慢。增设一级分离设备，可以使第一进料斗中的零部件下落速度更为可控，确保散落在第一传送带上的零部件位置分散。进一步，所述第二进料斗的下方出口和第二传送带之间设有分离轮，包括若干叶片，随着所述分离轮的转动，零部件落于各个叶片上。利用本发明的技术方案，零部件能很好的散落在第一传送带上，且能控制相机拍照的时机，确保零部件间无遮挡、堆放等现象，相机采集的图片中也没有挡块出现，实现不需人工干预的全自动检测。本发明还提供一种零部件检测方法，包括以下步骤：S1、随着第一传送带的行进，当传感器感应到有三角挡块的端面或顶点与位于第一传送带上方的第一进料斗出口的中心呈一条垂直线时，发出第一控制信号，触发所述第一进料斗底端的挡板打开，使所述第一进料斗中的零部件落下，零部件接触到所述三角挡块后被弹开，最后落到所述第一传送带上，经一定延时后所述挡板闭合；所述传感器同时向位于所述第一传送带上方、所述第一进料斗之后的相机发出第二控制信号，控制所述相机拍照，拍照范围为所述相机下方的两个三角挡块之间的区域；S2、所述相机采集的图片被发送到图像处理设备，所述图像处理设备对图片中的零部件进行识别、分类和统计；S3、重复S1～S2，使所述第一进料斗中的零部件全部落到所述第一传送带上，且被采集图像，对图像识别、统计完毕。进一步的，每两个所述三角挡块之间的零部件两两之间有间隙，所述间隙大小需满足条件：所述间隙在图片中成像不低于一个完整像素。进一步的，S3后还包括步骤S4、位于所述图像处理设备之后的输出设备，将分类和统计结果输出。本发明的检测方法基于上述检测系统，实现零部件自动检测，包括机器识别、分类、统计以及结果输出，精确度高，大大节省了人工成本。附图说明图1为本发明零部件自动检测系统一实施例的结构示意图；图2为本发明零部件自动检测系统另一实施例的结构示意图；图3为本发明零部件检测方法的流程图；附图标记说明：11—第一进料斗、12—挡板、13—第一传送带、14—三角挡块、15—传感器、16—电机、17—回收箱、21—第二进料斗、22—斜面、23—第二传送带、24—分离轮、2—相机、3—图像处理设备。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1一种零部件检测系统，如图1所示，本实施例中零部件以积木为例，一套积木有各种颜色、形状、大小，需要识别每个积木并根据这些条件分类统计。该系统包括部件通道、传送设备、图像采集设备和图像处理设备，其中部件通道为第一进料斗11，底端有可以开合的挡板12，传送设备在第一进料斗11下方，为第一传送带13，由电机16驱动，第一传送带13上设有间隔相等的挡块，本实施例中为三角挡块14。第一传送带13外侧位于第一进料斗11的中心线的位置设有一个传感器15，用来感知三角挡块14与第一进料斗11的中心垂直线的关系，通常采用激光传感器。传感器15与挡板12和相机2通信连接，可以通过信号线连接，也可以通过无线方式连接，以将触发信号发送给控制挡板12开合的控制机构和相机2。当传感器15检测到当前三角挡块14的顶点与第一进料斗11出料口的中心呈一条垂直线，至少是当前三角挡块14的端面位于第一进料斗11出料口的中心垂直线上时，传感器15产生触发信号并传送给挡板12的控制机构，控制机构即开启挡板12，使第一进料斗11中的积木落下。传感器15同时也向相机2发出触发信号，触发相机2拍照，照片随即被发送到图像处理设备3。在一些具体实施方式中，由于相机等图像采集设备具有一定存储空间，照片可暂时存储在相机2内部的存储卡上，待收到命令后再发送到图像处理设备3；还可以另外设置存储器，将图片暂存到存储器上，同样等待操作命令，再进行下一步处理，在积木数量多、处理器运算能力不够或网络传输速度受限时可采用这种结构。积木落到三角挡块14上被弹到或顺挡块斜面滑到第一传送带13上，经一定延时后，挡板12闭合，等待下一次触发。延时时间可根据第一传送带13的运行速度设定，最长不超过出料口的中心从当前三角挡块14的顶点到完全位于该三角挡块14之外的时间，可选范围优选0,5s]。当下一个三角挡块14的顶点与出料口的中心呈一条垂直线时，再次触发挡板12开启，积木下落被弹到或从斜面滑到第一传送带13上，挡板12开启的同时相机2自动拍照。经相同的延时时间后挡板12闭合。如此循环，直到第一进料斗11中的积木全部落到第一传送带13上并被相机2采集图像完毕。通常在第一传送带13末端设有回收箱17，用于盛放传送完毕的积木。沿着第一传送带13行进方向，相机2位于第一进料斗11后方的某个位置，调整相机2的高度，使其视场正好位于两个三角挡块14之间，用支撑架固定。这样当传感器15的触发信号到来时，相机2对正下方的每两个三角挡块14之间的区域拍照，所采集的图像中只有积木，而不出现三角挡块14。图像处理设备3跟相机2通过通信网络或有线连接，用来对采集的图片进行处理，包括识别图片中的积木，根据积木大小、形状、颜色进行分类，统计每个类别的积木数量，以及检测成套积木的完整性等。图像处理设备3可以是处理器、本地服务器、云服务器等等。在一些实施方式中，第一传送带13两侧设有防护边带18，防止积木弹落到第一传送带13之外。实施例2与实施例1的区别在于，在第一进料斗11上方还包括初级分离、传送设备，其包括第二传送带23和上方的第二进料斗21，如图3所示。第二传送带23运行的方向与第一传送带13相同，但运行速度比第一传送带13慢。经过两级分离、传送，使积木在第一传送带13上分离的效果更好。在一些实施方式中，第二进料斗21的底部设计成斜面22，有利于积木自行滑落，滑落过程也得到缓冲，斜面22与水平方向的夹角范围在10°～60°为宜。必要时，还可在第二进料斗21上设置震动设备，进一步协助积木滑落。本实施例工作过程如下：启动两条传送带电机，将积木放进第二进料斗21，接着落到第二传送带23上，随着传送带行进到末端，下落到第一进料斗11中。当传感器15检测到当前三角挡块14的顶点与第一进料斗11出料口的中心呈一条垂直线，至少是当前三角挡块14的端面位于第一进料斗11出料口的中心垂直线上时，传感器15产生触发信号并传送给挡板12的控制机构，控制机构即开启挡板12，使第一进料斗11中的积木落下。传感器15同时也向相机2发出触发信号，触发相机2拍照，照片随即被发送到图像处理设备3。在一些具体实施方式中，由于相机等图像采集设备具有一定存储空间，照片可暂时存储在相机2内部的存储卡上，待收到命令后再发送到图像处理设备3；还可以另外设置存储器，将图片暂存到存储器上，同样等待操作命令，再进行下一步处理，在积木数量多、处理器运算能力不够或网络传输速度受限时可采用这种结构。积木落到三角挡块14上被弹到或顺挡块斜面滑到第一传送带13上，经一定延时后，挡板12闭合，等待下一次触发。延时时间可根据第一传送带13的运行速度设定，最长不超过出料口的中心从当前三角挡块14的顶点到完全位于该三角挡块14之外的时间，可选范围优选0,5s]。当下一个三角挡块14的顶点与出料口的中心呈一条垂直线时，再次触发挡板12开启，积木下落被弹到或从斜面滑到第一传送带13上，挡板12开启的同时相机2自动拍照。经相同的延时时间后挡板12闭合。如此循环，直到第一进料斗11中的积木全部落到第一传送带13上并被相机2采集图像完毕。第二传送带23上也可像第一传送带13一样，设置三角挡块和防护边带，三角挡块用于弹开落下的积木，防护边带用于防止积木落到第二传送带23以外。在一些实施方式中，第二进料斗21的下方出口和第二传送带23之间设有分离轮24，分离轮24与第二传送带23固定在同一个支架上，分离轮24上设有若干叶片，呈放射状。随着分离轮24的转动，积木落于各个叶片上，再落到第二传送带23上。通过增设分离轮24，进一步使积木下落和传送的频率得到控制。以上两个实施例中均可包含同步控制器，其信号输入端连接着传感器15，信号输出端与挡板12的控制机构和相机2的拍照开关同时相连。同步控制器使得传感器15发出的两路触发信号同步。实施例3一种利用实施例1自动检测零部件的方法，流程如图3所示。启动第一传送带13电机，随着第一传送带13的行进，当传感器15感应到有三角挡块14的端面或顶点与位于第一传送带13上方的第一进料斗11出口的中心呈一条垂直线时，发出控制信号，第一控制信号触发第一进料斗11底端的挡板12打开，使第一进料斗11中的积木落下，积木接触到三角挡块14后被弹开，最后落到第一传送带13上；传感器15发出的第二控制信号触发相机2拍照，拍照范围为相机2下方的两个三角挡块14之间的区域；经一定延时后挡板12闭合，等待传感器15的下一次触发；而相机2采集的图片被发送到图像处理设备3，图像处理设备3对图片中的积木进行识别、分类和统计；如此当第一进料斗11中的积木全部落到第一传送带13上，被采集图像，且被图像处理设备3进行识别、统计完毕后，检测过程结束。如果使用实施例2的两级分离传送装置，检测方法与上述过程并无区别，只是第一传送带13上的积木更分散。实施例4与实施例3的区别在于：在图像处理设备3之后还有输出设备，将积木分类和统计结果输出。可以是显示屏和或语音输出装置。用户将输出结果与检测的成套积木的规格做比较，即可直接得出该套积木是否完整的结论，如不完整，所缺失积木的规格也可清楚的了解。需要说明的是，在实施例3和实施例4的技术方案中，为了使积木在图像中容易被计算机准确识别，落在第一传送带13上的积木两两之间的间隙需要满足以下条件：间隙在图片中成像不低于一个完整像素。而本系统的结构设计，如三角挡块14、两级分离传送装置，均是使积木之间不堆积，更分散，从而保证达到上述条件，使积木能被图像处理设备3更快更准确的识别和判断。本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

权利要求：1.一种零部件检测系统，包括部件通道和传送设备，所述部件通道位于所述传送设备上方，包括第一进料斗和设在第一进料斗底端的挡板，其特征在于：所述传送设备包括第一传送带，所述第一传送带上设有间隔相等的挡块，在所述第一传送带外侧固定设有传感器，所述传感器与控制所述挡板开合的控制机构通信连接，当每个所述挡块行进到其端面或顶点与所述第一进料斗出口的中心呈一条垂直线时，触发所述挡板开启，使所述第一进料斗中的零部件落下，经一定延时后挡板闭合；该系统还包括相机和图像处理设备，所述相机位于所述第一传送带上方，沿第一传送带行进方向看，位置在所述部件通道之后，与所述传感器通信连接，所述传感器的触发信号同时触发所述相机对其下方两个挡块之间的区域进行拍照；所述图像处理设备与所述相机之间通信连接。2.根据权利要求1所述的零部件检测系统，其特征在于：所述挡块为椎体。3.根据权利要求1所述的零部件检测系统，其特征在于：该系统还包括输出设备，将所述图像处理设备对图像进行处理的结果输出。4.根据权利要求1所述的零部件检测系统，其特征在于：该系统还包括同步控制器，其信号输入端连接着所述传感器，信号输出端与所述挡板的控制机构和所述相机的拍照开关同时相连。5.根据权利要求1所述的零部件检测系统，其特征在于：所述第一传送带两侧设有防护边带，用于防止第一传送带上的零部件散落到传送带外。6.根据权利要求1所述的零部件检测系统，其特征在于：在所述第一进料斗上方设有初级分离设备，包括第二传送带和位于其上方的第二进料斗；所述第二传送带行进方向与所述第一传送带相同，其行进速度比所述第一传送带慢。7.根据权利要求6所述的零部件检测系统，其特征在于：所述第二进料斗的下方出口和第二传送带之间设有分离轮，包括若干叶片，随着所述分离轮的转动，零部件落于各个叶片上。8.利用权利要求1～7任一项对零部件检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、随着第一传送带的行进，当传感器感应到有三角挡块的端面或顶点与位于第一传送带上方的第一进料斗出口的中心呈一条垂直线时，发出第一控制信号，触发所述第一进料斗底端的挡板打开，使所述第一进料斗中的零部件落下，零部件接触到所述三角挡块后被弹开，最后落到所述第一传送带上，经一定延时后所述挡板闭合；所述传感器同时向位于所述第一传送带上方、所述第一进料斗之后的相机发出第二控制信号，控制所述相机拍照，拍照范围为所述相机下方的两个三角挡块之间的区域；S2、所述相机采集的图片被发送到图像处理设备，所述图像处理设备对图片中的零部件进行识别、分类和统计；S3、重复S1～S2，使所述第一进料斗中的零部件全部落到所述第一传送带上，且被采集图像，对图像识别、统计完毕。9.根据权利要求8所述的零部件检测方法，其特征在于：每两个所述三角挡块之间的零部件两两之间有间隙，所述间隙大小需满足条件：所述间隙在图片中成像不低于一个完整像素。10.根据权利要求8所述的零部件检测方法，其特征在于：S3后还包括步骤S4、位于所述图像处理设备之后的输出设备，将分类和统计结果输出。

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