[发明专利]内螺纹攻丝情况自动检测与分拣系统及方法

说明书

本发明公开了一种内螺纹攻丝情况自动检测与分拣系统及方法，包括工件输送线、光电传感器、环形光源、光源控制器、工业相机、工控机、多轴机器人；所述工件输送线包括检测工位和下料工位，所述环形光源与光源控制器相连；所述工业相机其外触发接口与光电传感器输出相连，触发图像的采集，并通过相机接口传输至工控机；光电传感器与工业相机和光源控制器相连；所述工控机与工业相机、多自由度机器人控制器相连，接收工业相机的数字图像信息，将位置信息转换至多自由度机器人运动的物理坐标传送至多自由度机器人控制器进行分拣；本发明采用机器视觉技术实现了对工件内螺纹攻丝情况的实时快速检测，大幅提高了内螺纹攻丝情况的检测效率和自动化程度。

技术领域

本发明专利属于内螺纹攻丝情况自动检测技术领域，具体涉及一种采用机器视觉技术与多自由度机器人相结合的内螺纹攻丝情况自动检测及分拣装置及方法。

背景技术

螺纹工件是工业生产及生活中最重要的紧固连接和传动组件，螺纹联接应用广泛，而对于内螺纹检测而言，目前生产企业大多采用人工目测的方法完成，人工检测很大程度上易受主观因素、个体差异等因素影响，由于工件产量较大，该方法不仅要求工人进行高强度的劳动，且缺陷漏检的产品会带来安全隐患，因此，对工件内螺纹攻丝情况的高效、准确智能化检测是实现自动化生产的基础保证。

经检索，专利CN106226316、CN202823923U及CN107289847公开了基于机器视觉的螺纹自动检测系统，但其设计均针对于外螺纹检测方面；而在内螺纹检测方面，专利CN106644447通过检测旋转部件的扭力、行程、时间等各项参数以实现内螺纹攻丝情况的检测，专利CN204115651提出了一种用于汽车轮毂的气动内螺纹检测装置，所述专利以机械力传感方法反馈当前螺纹攻丝情况，该方法的实施首先要求对螺纹孔的精确定位，无法满足螺纹孔多变的情况；专利CN201610236353提出了气体介质激光多普勒式内螺纹检测器，该方法检测装置结构复杂、成本较高，很难实现大范围的推广。

发明内容

1、本发明的目的

针对现有内螺纹攻丝情况自动检测装置的上述不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种采用机器视觉技术与多自由度机器人相结合的内螺纹攻丝情况自动检测及分拣装置及方法。

2、本发明的所采用的技术方案

本发明公开了一种内螺纹攻丝情况自动检测与分拣系统，包括工件输送线、光电传感器、环形光源、光源控制器、工业相机、工控机、多自由度机器人；

所述工件输送线包括检测工位和下料工位；

所述环形光源与光源控制器相连，其直径大于螺纹的直径，安装在检测工位检测线支架上，用明场正面低角度照明，使螺孔通孔区域形成暗场，而内螺纹内壁特征被增强；

光电传感器安装在检测工位上，与工业相机和光源控制器相连，其位置位于环形光源与工件输送运行方向垂直的直径上，在螺纹到达所述环形光源的直径位置瞬间触发工业相机拍摄，触发环形光源启动，并通过电位器将环形光源亮度调节至合适的强度；

所述工业相机具有一定倾斜角度的固定于检测线支架，其视野中心与环形光源中心同心，环形光源覆盖被检工件整体，获得完整的螺孔和螺纹成像特征；其外触发接口与光电传感器输出端相连，触发图像的采集，并通过相机接口传输至工控机；

更进一步，所述工业相机将数字图像传输至工控机，工控机自动检测与分拣包括平均平滑、图像预分割、螺孔区域提取、螺纹区域提取、特征提取与计算、分类器设计与训练、工件的智能分拣：

所述平均平滑是指所采集内螺纹图像采用3*3的平均模板进行平均平滑的相关滤波处理，用于滤除图像中内螺纹工件表面的噪声点；

所述图像预分割采用单阈值分割方法将待检螺孔区域与背景区域进行分割，并采用八邻域连通区域提取，通过计算各个连通区域的圆度、面积和半径，根据特征筛选，实现螺孔区域的预分割；