[发明专利]基于机器视觉的玻璃灯杯检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉领域，特别涉及一种基于机器视觉的玻璃灯杯检测系统及方法。

背景技术

机器视觉技术被广泛的应用到各个技术领域。玻璃灯杯为LED灯杯的一种，将机器视觉应用到玻璃灯杯在线检测领域，存在的技术问题主要包括两方面，一方面是有些机械视觉系统设备复杂而且价格昂贵，另外一方面有些机械视觉系统工作效率低下并且质量达不到要求。玻璃灯杯需要检测的技术指标包括尺寸检测、灯杯外观缺陷、灯杯肩部缺陷，国内目前还没有该产品的机器视觉检测设备，其他方法检测时间长，检测正确率较低，无法替代人工检测。

发明内容

本发明提供了一种结构设计合理、成本低廉、可以同时对玻璃灯杯尺寸、外观缺陷、肩部缺陷在线或离线检测的玻璃灯杯检测系统和方法。

本发明提供的玻璃灯杯检测系统，包括光学室系统、传送带子系统、电气安装箱系统，其中光学室系统包括图像采集系统、光学室风路子系统、光学室气路子系统、温度采集子系统、灯杯抓取与工位转换系统、光学室旋转盘子系统；

电气安装箱系统根据强弱电隔离的原则分别提供不同的机箱安装槽位来满足系统需求，该部分可以根据实际的需求预留扩展,包括声光报警子系统、系统电源池系统、主控子系统、中央监控子系统；

主控子系统在本设备中主要指的是整个系统的中央控制CPU系统，可以是工业PC系统或嵌入式平台板，该主控子系统包括键盘以及LCD显示部分。该子系统可根据电磁隔离以及散热的需求，选择单独的机箱来安装并且机箱需要安装风扇。本子系统与本专利描述的多数子系统都有接口。嵌入式平台板包括DSP子系统、FPGA子系统、ARM子系统，FPGA子系统通过EMIF接口与ARM子系统互连，DSP子系统通过HPI接口与ARM子系统互连；所述嵌入式平台板还包括第一DDR2存储器、第二DDR2存储器、SRAM存储器，FPGA子系统与第一DDR2存储器和SRAM存储器互连；DSP子系统包括2片或2片以上DSP处理器、与FPGA互连的SRIO接口、两片DSP之间互连的SRIO接口、DDR2缓存控制器、EMAC控制模块、DMA直接内存存取模块，DDR2缓存控制器连接第二DDR2存储器，EMAC控制模块与千兆网PHY相连接，完成与工业相机的通讯。

声光报警子系统主要实现整个系统的分级报警功能，本子系统提供的报警手段为三色灯加蜂鸣器进行声光报警。

系统电源池系统主要用于采集系统中需要监控的各个子系统的各种状态信号。优选的是采用数字光电隔离采集板卡实现。

本发明的温度采集子系统主要包括两个子系统：嵌入式平台板自带温度采集子系统、光学室温度采集子系统。使用嵌入式平台板时，两个子系统统一在一处；使用工业PC系统时，需要单独光学室温度采集系统。本发明优选的是采用PC板卡直接采集模拟信号来进行温度计算，或者采用单独的温度计算子模块然后通过特定的(232或者485)接口发送数字信号到PC系统。

传送带子系统包括入料口灯杯传递子系统、出料口灯杯传递子系统，入料口灯杯传递子系统包括入料口光电传感器、入料口灯杯传递气缸子系统、入料口灯杯抓取机构，入料口灯杯抓取机构包括活动连接在一起的沿X轴运动的X轴直线滑台和沿Z轴运动的Z轴直线滑台，X轴直线滑台设置在Z轴直线滑台上方，机械手指安装在X轴直线滑台上。

传送带子系统作为一个独立运行的子系统不需要主控子系统进行特定的控制，本子系统包括电机控制、电源处理等独立的单元。本子系统可以单独手动开关调节速度平稳运行。但主控子系统可以通过特定的信号来控制本子系统的电源的开关。该子系统的主要功能是对灯杯的传送，该传送带子系统的运转速度需要可调。并且需要实现机械设计的通道旁路功能，实现对未检测灯杯的直接输出。

入料口灯杯传递气缸子系统主要实现的功能是对于入料口灯杯的阻拦，在正常场景下，该气缸处于关闭状态，所有灯杯都会在入口被阻塞直到被抓取到检测工位。但是在特定的场景下如设备调试、关机或者抓杯异常等场景下需要气缸打开旁路输出未检测灯杯。入料口灯杯传递气缸子系统对于气缸控制的方式是通过电磁阀的开闭实现对气路的通断推动气缸运行。

传送带作为一个独立的系统主要用于灯杯进入本设备与传递出本设备。入料口光电传感器用来判断在设备入料口出有无灯杯。

本发明的玻璃灯杯检测设备，图像采集系统包括光学室检测工位1图像采集系统、光学室检测工位2图像采集系统；光学室检测工位1图像采集系统采集玻璃灯杯的4个侧面和顶部图像，光学室检测工位2图像采集系统采集玻璃灯杯的颈部图像；