[发明专利]一种车身控制器接插件pin针正位度检测方法

摘要

本发明公开了一种pin针正位度自动检测方法，具体涉及一种车身控制器接插件pin针正位度自动检测系统。检测系统包括图像采集单元、运动控制单元、伺服电机单元、上位机处理单元及辅助设备，根据产品接插件的分布特点设计A、B、C三个区由3个相机分区检测的方式。系统开启后，运动控制单元驱动被测产品至检测工位后触发拍照信号，由图像采集单元采集图片送交上位机处理并记录处理数据，由图像处理算法检测接插件的pin针正位度，显示检测结果并给出完成信号，之后运动控制单元驱动被测产品至下一个接插件工位。本发明能实现车身控制器接插件pin针正位度的快速、准确、自动检测。

主权项

一种车身控制器接插件pin针正位度检测方法，其特征在于，用于车身控制器接插件pin针正位度的检测装置包括图像采集单元、运动控制单元、伺服电机单元、上位机处理单元以及辅助设备；图像采集单元由3个黑白工业相机、1个百万像素定焦镜头、2个远心镜头、1个红色同轴LED光源、2个红色环形LED光源及图像采集卡构成，百万像素定焦镜头安装在黑白工业相机1上，2个远心镜头分别安装在黑白工业相机2和黑白工业相机3上，红色同轴LED光源安装在黑白工业相机1镜头正下方，距离接插件检测面50mm，2个红色环形LED光源分别安装在黑白工业相机2和黑白工业相机3镜头正下方，距离接插件检测面65mm；运动控制单元由电机控制器、触摸屏、profibus总线模块以及西门子PLC构成，伺服电机单元由伺服电机、编码器构成，上位机处理单元由工业控制机构成；黑白工业相机通过GIGE以太网通讯连接安装在工业控制机PCI插槽中的图像采集卡，工业控制机和PLC通过西门子OPC通讯连接，PLC、电机控制器和伺服电机通过profibus总线模块连接，编码器安装在伺服电机上，PLC与触摸屏通过RS485通讯连接；辅助设备包括托盘、导轨、支架，导轨安装在支架上，托盘放置在导轨上，伺服电机带动托盘运载被测产品依次通过6个检测位置对6个接插件的pin针正位度进行检测；首先在PLC(16)中设定6个检测工位的坐标，在上位机(17)中设定当前批次车身控制器的工艺参数，然后启动检测；开始检测时，待测产品(11)由人工放置在托盘(10)上，PLC(16)通过电机控制器(14)驱动伺服电机(13)运载被测产品(11)至A区域第一个接插件PWR2检测工位，到位后PLC(16)通过OPC通讯发出到位信号，上位机(17)触发黑白工业相机1拍照，获得图片后图像处理由以下5个步骤完成：(1)校准与标定采集到的图像，选用网格大小为1mm*1mm的棋盘格标定板，采用非线性校正模式，校正透视畸变、径向畸变及平面线性畸变；(2)采用VisionPro视觉软件开发包中的CogPMAlignTool函数离线训练用于产品粗定位的图像特征，并通过特征匹配算法找到该图像特征得到匹配到的图像特征的坐标和角度，根据该图像特征与拟合圆搜索区域的坐标对应关系计算出拟合圆搜索区域的位置信息；(3)在相应的拟合圆搜索区域采用最小二乘法拟合接插件两边定位插销圆孔得到圆心a和b，以a和b连线的中点为原点，a和b的连线为y轴，方向向右，x轴垂直于y轴，方向向下，建立检测坐标系O′；(4)对图像进行膨胀处理，结构元素选用3*3大小的方形结构元，结构元的原点设在结构元中心，这步操作用于处理pin针因氧化导致的亮斑断裂现象；(5)检测接插件中每个pin针的亮斑图像得到亮斑质心的图像坐标P(vp,hp)，并通过公式将图像坐标P(vp,hp)转换到检测坐标系O′下的坐标P(xp,yp)，式中为检测坐标系相对于图像坐标系的旋转角度，vo和ho为检测坐标系原点相对于图像坐标系原点的偏移大小；计算检测到的pin针坐标与标准模板坐标的欧氏距离判断产品是否合格，上位机(17)实时显示检测结果，将检测数据生成报表记录在上位机(17)中并给出检测完成信号到PLC(16)，PLC(16)通过电机控制器(14)驱动伺服电机(13)运载被测产品(11)至下一个接插件检测工位，即B区域第一个接插件COC检测工位；接下来依次检测B区域第二个接插件MR2、C区域第一个接插件RBA1以及C区域第二个接插件PWR1，直到C区域最后一个接插件MR1检测完成，此时伺服电机(13)驱动托盘(10)回到原点，准备下一个工件检测。