南浩軒，林家春，周佳藝，岳會(huì)軍，石照耀

(北京工業(yè)大學(xué) 北京市精密測(cè)控技術(shù)與儀器工程技術(shù)研究中心，北京 100124)

0 引 言

注塑齒輪是近幾十年發(fā)展起來(lái)的具有質(zhì)輕、底噪、價(jià)廉等優(yōu)勢(shì)的新型非金屬齒輪[1]，其廣泛應(yīng)用于儀器儀表、兒童玩具、小型家電等領(lǐng)域[2]。塑料齒輪在注塑成型的生產(chǎn)過程中，常常會(huì)因模具受損、注塑工藝不良、原材料含雜質(zhì)等因素，導(dǎo)致成型齒輪出現(xiàn)黑點(diǎn)不良、齒上碰傷、齒上披鋒等外觀缺陷[3]，以及齒輪直徑、同軸度等不良的尺寸缺陷。這些缺陷會(huì)嚴(yán)重影響注塑齒輪的傳動(dòng)性能、傳動(dòng)效率以及它的服役壽命。

齒輪的傳統(tǒng)測(cè)量方法通常是利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、齒輪測(cè)量中心、齒輪嚙合儀等精密測(cè)量?jī)x器進(jìn)行接觸式測(cè)量，基于接觸式測(cè)量的方法屬于“串聯(lián)測(cè)量[4]”，被測(cè)對(duì)象一般是剛度較高的中模數(shù)金屬齒輪。小模數(shù)或微小模數(shù)齒輪因其齒槽間隙較小，測(cè)頭難以進(jìn)入齒槽進(jìn)行測(cè)量，通常不能采用接觸式測(cè)量[5]。然而注塑齒輪多為小模數(shù)或微小模數(shù)齒輪，同時(shí)其剛度小、易變形，因此傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法難以實(shí)現(xiàn)注塑齒輪的精確檢測(cè)。

目前，注塑齒輪的品質(zhì)判定基本還停留在人工肉眼檢測(cè)或人工借助半自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行抽檢，這種檢測(cè)方法效率極低、精度極差、漏檢率極高[6]。隨著精密注塑行業(yè)的飛速發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)化程度的日益提高，注塑齒輪快速且精確的品質(zhì)檢測(cè)及自動(dòng)篩選成為亟待解決的問題。

近些年來(lái)，機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)發(fā)展迅猛，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，作為一種高自動(dòng)化、高精度的先進(jìn)技術(shù)，有效克服了傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量的缺點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)非接觸、無(wú)損、快速的檢測(cè)[7-8]。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)注塑齒輪視覺測(cè)量的研究較多，但主要應(yīng)用于齒輪的離線檢測(cè)與分析，并且研究重點(diǎn)集中在數(shù)字圖像處理的算法上，實(shí)際工程應(yīng)用中的自動(dòng)化在線檢測(cè)鮮有研究。

鑒于以上問題，筆者設(shè)計(jì)與機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息交互的注塑齒輪自動(dòng)化在線檢測(cè)裝備，可與注塑齒輪生產(chǎn)線深度融合，實(shí)現(xiàn)齒輪生產(chǎn)、快速檢測(cè)、自動(dòng)分選的一體化，有效地提高注塑齒輪的檢測(cè)效率、檢測(cè)精度、以及注塑齒輪生產(chǎn)線的柔性和自動(dòng)化程度。

1 檢測(cè)要求及需求分析

筆者所檢測(cè)的對(duì)象為某齒輪公司生產(chǎn)的用于掃地機(jī)器人的注塑雙聯(lián)齒輪，原材料為POM100ST的超強(qiáng)韌性聚甲醛樹脂。該產(chǎn)品的生產(chǎn)周期為8 s/模，一模4個(gè)產(chǎn)品，相鄰產(chǎn)品的中心距為70 mm。

注塑雙聯(lián)齒輪基本參數(shù)如表1所示。

表1 注塑雙聯(lián)齒輪基本參數(shù)

1.1 檢測(cè)要求

本著提高注塑產(chǎn)品檢測(cè)效率、減少人為檢驗(yàn)的出錯(cuò)率，以提高產(chǎn)品最終出廠合格率的目的，該裝備需與注塑齒輪生產(chǎn)線相融合，并且在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)完成上一模全部產(chǎn)品的檢驗(yàn)判定，實(shí)現(xiàn)良品和不良品自動(dòng)區(qū)分的同時(shí)，統(tǒng)計(jì)良品和不良品的個(gè)數(shù)；當(dāng)不良率或連續(xù)不合格數(shù)達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，檢測(cè)裝備可自動(dòng)報(bào)警，以便現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員跟進(jìn)改善模具或注塑生產(chǎn)工藝。

所需檢測(cè)項(xiàng)目分為注塑齒輪外觀不良(如：黑點(diǎn)不良、齒上碰傷、齒上氣泡、中孔披鋒)和尺寸不良(如：大齒直徑、小齒直徑、中孔直徑)；產(chǎn)品出廠不良率目標(biāo)值：20 PPM(即100萬(wàn)個(gè)產(chǎn)品中不合格產(chǎn)品小于等于20個(gè))。

1.2 需求分析

具體的需求如下：

(1)因注塑齒輪的生產(chǎn)節(jié)拍為8 s/模，一模4個(gè)產(chǎn)品，因此檢測(cè)效率應(yīng)保證在2 s/個(gè)以內(nèi)，以避免產(chǎn)品堆積；

(2)為較全面的獲取齒輪品質(zhì)信息，需對(duì)注塑齒輪上、下表面以及齒厚方向圖像進(jìn)行采集；

(3)為達(dá)到無(wú)需人工干預(yù)而剔除不合格產(chǎn)品的目的，檢測(cè)裝備應(yīng)具備注塑齒輪良、次品的自動(dòng)分選功能；

(4)為避免因模具受損或注塑生產(chǎn)工藝不良等導(dǎo)致的無(wú)效生產(chǎn)，檢測(cè)裝備應(yīng)具備數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及報(bào)警功能。

2 檢測(cè)裝備工作原理及構(gòu)成

2.1 工作流程

檢測(cè)裝備工作原理如圖1所示。

圖1 檢測(cè)裝備工作原理

具體工作流程如下：

(1)檢測(cè)開始后，生產(chǎn)線機(jī)械手將注塑機(jī)模具中冷卻成型的塑料齒輪取出放置在傳送帶上，傳送帶將注塑齒輪通過導(dǎo)向桿輸送至檢測(cè)裝備玻璃轉(zhuǎn)盤上；(2)PLC控制伺服電機(jī)帶動(dòng)玻璃轉(zhuǎn)盤逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，玻璃轉(zhuǎn)盤將待檢齒輪輸送至檢測(cè)裝備各工位；(3)待檢齒輪首先通過定位機(jī)構(gòu)，此時(shí)完成待檢齒輪的徑向限位，使其能夠順利進(jìn)入相機(jī)視場(chǎng)；(4)定位機(jī)構(gòu)對(duì)待檢齒輪徑向位置完成約束后經(jīng)過光纖傳感器，光纖傳感器發(fā)出觸發(fā)信號(hào)，此時(shí)PLC記錄待檢齒輪位置信息，實(shí)現(xiàn)待檢齒輪的位置捕捉；(5)之后PLC分別觸發(fā)視覺檢測(cè)工位的相機(jī)采集齒輪圖像；(6)上位機(jī)檢測(cè)軟件讀取相機(jī)緩存中的圖像進(jìn)行處理分析，實(shí)現(xiàn)齒輪尺寸的測(cè)量和外觀缺陷的檢測(cè)；(7)之后上位機(jī)將注塑齒輪品質(zhì)信息(OK/NG)的信號(hào)通過IO卡傳輸至PLC；PLC根據(jù)注塑齒輪檢測(cè)結(jié)果信號(hào)，通過控制電磁閥開關(guān)，進(jìn)而控制吹氣裝置氣流通斷，從而實(shí)現(xiàn)注塑齒輪良、次品的分選工作。

此外，每接收到一個(gè)OK/NG的信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，若連續(xù)不合格信號(hào)數(shù)或總的不合格率達(dá)到設(shè)定閾值，蜂鳴器報(bào)警。

檢測(cè)裝備工作循環(huán)圖如圖2所示。

圖2 檢測(cè)裝備工作循環(huán)圖上半部分—工作機(jī)構(gòu)的循環(huán)圖；下半部分—控制元件的動(dòng)作循環(huán)圖；T1，T2—良、次品在整個(gè)檢測(cè)過程所用時(shí)長(zhǎng)

2.2 檢測(cè)裝備構(gòu)成

筆者設(shè)計(jì)的注塑齒輪自動(dòng)化在線檢測(cè)裝備集機(jī)械及控制系統(tǒng)于一體，用以配合上位機(jī)視覺檢測(cè)軟件，實(shí)現(xiàn)注塑齒輪的自動(dòng)檢測(cè)及分選。

檢測(cè)系統(tǒng)工位組成如圖3所示。

圖3 檢測(cè)系統(tǒng)工位組成

由圖3可知：檢測(cè)系統(tǒng)工位主要包含上料機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、分選機(jī)構(gòu)等。

控制系統(tǒng)以PLC為主控單元，上位機(jī)檢測(cè)軟件與PLC控制系統(tǒng)通過IO卡進(jìn)行通訊，檢測(cè)軟件與PLC共同組成精密測(cè)控系統(tǒng)。

精密機(jī)械結(jié)構(gòu)保證了轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)及注塑齒輪的運(yùn)動(dòng)精度，控制系統(tǒng)保證了被測(cè)齒輪圖像自動(dòng)采集以及精確分選[9]。機(jī)械與控制系統(tǒng)協(xié)作為視覺檢測(cè)系統(tǒng)提供了測(cè)量基礎(chǔ)，有效保證了測(cè)量精度和檢測(cè)效率。檢測(cè)裝備主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

表2 主要技術(shù)指標(biāo)

3 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為解決注塑齒輪檢測(cè)效率低、檢測(cè)精度低、自動(dòng)化程度低等問題，筆者通過調(diào)研注塑齒輪生產(chǎn)線的現(xiàn)場(chǎng)情況，設(shè)計(jì)了自動(dòng)化在線檢測(cè)裝備的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)。該機(jī)械結(jié)構(gòu)考慮了注塑生產(chǎn)線的約束條件，分析了注塑齒輪檢測(cè)要求，在滿足注塑齒輪生產(chǎn)節(jié)拍的前提下，綜合了精度、壽命、可靠性、性價(jià)比等因素[10]，并與視覺檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了交互。

該檢測(cè)裝備采用立式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要由機(jī)架、定位機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤組件、檢測(cè)機(jī)構(gòu)、下料機(jī)構(gòu)、玻璃盤清洗機(jī)構(gòu)以及電控柜組成。

檢測(cè)裝備主體結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 檢測(cè)裝備主體結(jié)構(gòu)

3.1 轉(zhuǎn)盤組件

如圖1所示，玻璃轉(zhuǎn)盤四周需分布上料工位、2個(gè)定位機(jī)構(gòu)、傳感器工位、3個(gè)檢測(cè)工位、4個(gè)收料工位，分別約占玻璃轉(zhuǎn)盤弧長(zhǎng)250 mm、200 mm、100 mm、600 mm、300 mm。玻璃轉(zhuǎn)盤周長(zhǎng)應(yīng)大于這幾段弧長(zhǎng)總和，因此，得到公式為：

C=πd>L總=1 450 mm

(1)

式中：C—玻璃轉(zhuǎn)盤周長(zhǎng)；d—轉(zhuǎn)盤直徑；L總—各工位所占弧長(zhǎng)總和。

計(jì)算可得C=1 450 mm，C>L總，玻璃轉(zhuǎn)盤直徑大于461.5 mm，故將檢測(cè)裝備玻璃轉(zhuǎn)盤直徑定于500 mm。

假設(shè)待測(cè)齒輪進(jìn)入玻璃轉(zhuǎn)盤后，位于玻璃轉(zhuǎn)盤上半徑為230 mm的圓上，兩個(gè)相鄰齒輪的直線距離為70 mm，可知相鄰兩齒輪之間弧長(zhǎng)為:

L=2πr/180

(2)

式中：L—相鄰兩齒輪間弧長(zhǎng)；r—齒輪所在圓的半徑。

根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍2 s/個(gè)，可得每分鐘需檢測(cè)30個(gè)產(chǎn)品，故玻璃轉(zhuǎn)盤上齒輪所在圓應(yīng)轉(zhuǎn)弧長(zhǎng)為:

L1=30L

(3)

式中：L—每分鐘齒輪所在圓應(yīng)轉(zhuǎn)弧長(zhǎng)。

因此轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為:

n=L1/2πr

(4)

式中：n—玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速。

計(jì)算可得n=1.459 r/min。為適應(yīng)生產(chǎn)節(jié)拍，保證檢測(cè)時(shí)產(chǎn)品不出現(xiàn)堆積，玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速應(yīng)大于n，因此該裝備玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速設(shè)定為1.8 r/min。

檢測(cè)裝備內(nèi)部關(guān)鍵結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 檢測(cè)裝備內(nèi)部關(guān)鍵結(jié)構(gòu)

圖5中，轉(zhuǎn)盤組件由伺服電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、軸系、玻璃轉(zhuǎn)盤共同組成，其為檢測(cè)裝備運(yùn)動(dòng)的核心；上料工位、定位機(jī)構(gòu)、檢測(cè)工位、分選工位以及玻璃盤清洗機(jī)構(gòu)以轉(zhuǎn)盤組件為中心，分別分布于其四周。

采用轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可縮減檢測(cè)裝備整體占地面積，并且能夠有效縮短各工序之間轉(zhuǎn)換時(shí)間，提高自動(dòng)化檢測(cè)的效率。伺服電機(jī)位于轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)最底部，作為整個(gè)轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出，可驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；為保證轉(zhuǎn)盤低速、平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)輸出端與減速比為10:1的減速器相連；減速器輸出端與膜片式高扭矩聯(lián)軸器固定連接，該聯(lián)軸器具有零回轉(zhuǎn)空隙的特點(diǎn)，可確保精確捕捉注塑齒輪在玻璃轉(zhuǎn)盤上的位置；軸系采用成對(duì)角接觸球軸承“背對(duì)背”式安裝，可同時(shí)承受軸向和徑向載荷；透明玻璃轉(zhuǎn)盤材質(zhì)為浮法玻璃，其具有透明度高、易切割、平面度好等特點(diǎn)[11]，可實(shí)現(xiàn)注塑齒輪無(wú)需翻面的情況下完成其上下表面圖像的采集工作。

3.2 檢測(cè)工位

視覺系統(tǒng)是注塑齒輪檢測(cè)的關(guān)鍵部分，而視覺系統(tǒng)的核心主要由工業(yè)相機(jī)、鏡頭以及光源組成[12]。相機(jī)最佳的工作距離和光源最合適的光照強(qiáng)度決定所采集待測(cè)工件圖像的質(zhì)量，圖像質(zhì)量越高，冗余信息越少，越便于上位機(jī)算法的判斷識(shí)別[13]。優(yōu)良的安裝方式可為操作帶來(lái)便捷，有助于相機(jī)和光源的調(diào)節(jié)工作。

筆者所設(shè)計(jì)的檢測(cè)裝備視覺系統(tǒng)中，相機(jī)和光源固定于高精密的移動(dòng)平臺(tái)上，其刻度精度為1 mm，完全滿足視覺系統(tǒng)的微調(diào)需求。

為盡可能全面地獲得齒輪信息，筆者所設(shè)計(jì)的檢測(cè)裝備共分布了3個(gè)檢測(cè)工位(如圖5所示)，分別用于獲取注塑齒輪下表面、上表面以及齒厚方向的品質(zhì)信息。

4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 控制系統(tǒng)硬件

該檢測(cè)裝備所配套的控制系統(tǒng)硬件主要由PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、光纖傳感器、電磁閥、IO卡、啟停按鈕、設(shè)備運(yùn)行指示燈以及人機(jī)界面等組成。所選用PLC具有24個(gè)輸入接口和24個(gè)輸出接口，完全滿足本裝備控制系統(tǒng)接口需求。伺服驅(qū)動(dòng)器具有速度波動(dòng)小、可靠性好、調(diào)速范圍大等優(yōu)勢(shì)，用于控制交流伺服電機(jī)帶動(dòng)玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。高靈敏度、低響應(yīng)時(shí)間的對(duì)射式光纖傳感器，用于感應(yīng)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的位置捕捉，并發(fā)出信號(hào)觸發(fā)后續(xù)工位動(dòng)作。二位五通電磁閥用于控制氣流通斷，實(shí)現(xiàn)注塑齒輪良、次品的分選工作，同時(shí)可通過控制氣缸中氣流通斷實(shí)現(xiàn)玻璃盤清洗裝置在直線導(dǎo)軌上滑動(dòng)進(jìn)行清洗工作。

上位機(jī)視覺檢測(cè)軟件通過IO卡將注塑齒輪品質(zhì)信息的信號(hào)發(fā)送至PLC，PLC根據(jù)該信號(hào)控制電磁閥開關(guān)，完成分選工作。

4.2 控制系統(tǒng)軟件

PLC編程軟件中，梯形圖具有直觀、易懂、實(shí)用等特點(diǎn)，在PLC編程開發(fā)中得到廣泛應(yīng)用[14]。本文所設(shè)計(jì)的裝備的控制系統(tǒng)軟件以三菱GX Developer為開發(fā)平臺(tái)，涵蓋控制系統(tǒng)所有硬件端口信號(hào)，合理分配PLC輸入、輸出接口，巧妙運(yùn)用邏輯關(guān)系和順序控制，編寫控制系統(tǒng)梯形圖程序，通過聯(lián)合調(diào)試與優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)注塑齒輪自動(dòng)上料、精確定位、圖像自動(dòng)采集、良次品自動(dòng)分選等功能。

控制系統(tǒng)流程圖如圖6所示。

圖6 控制系統(tǒng)流程圖

由圖6中可以看出控制系統(tǒng)的大致流程為：

(1)檢測(cè)裝備打開后進(jìn)行初始化；

(2)判斷是否有料，若長(zhǎng)時(shí)間無(wú)料，蜂鳴器報(bào)警，若有料光纖傳感器捕捉齒輪位置信息；

(3)設(shè)置延時(shí)，觸發(fā)相機(jī)進(jìn)行圖像采集；

(4)上位機(jī)檢測(cè)軟件讀取相機(jī)緩存中圖片，處理分析后，通過IO卡將注塑齒輪品質(zhì)信息發(fā)送至PLC；

(5)控制系統(tǒng)根據(jù)齒輪OK/NG信號(hào)，控制電磁閥開關(guān)，實(shí)現(xiàn)注塑齒輪良、次品分選工作；

(6)對(duì)連續(xù)不合格數(shù)以及總體不合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，若超出設(shè)定閾值，蜂鳴器報(bào)警，檢測(cè)結(jié)束。

5 測(cè)量實(shí)驗(yàn)

在注塑齒輪生產(chǎn)線上，筆者將檢測(cè)裝備與視覺檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試，并進(jìn)行轉(zhuǎn)速對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響實(shí)驗(yàn)、玻璃轉(zhuǎn)盤端跳影響實(shí)驗(yàn)、分選準(zhǔn)確率實(shí)驗(yàn)，以此驗(yàn)證檢測(cè)裝備和系統(tǒng)功能是否滿足設(shè)計(jì)要求。

5.1 轉(zhuǎn)速影響實(shí)驗(yàn)

當(dāng)玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速大于7.2 r/min時(shí)，待測(cè)齒輪與圖3中的定位機(jī)構(gòu)產(chǎn)生較大碰撞，定位精度較差，故本檢測(cè)裝備玻璃轉(zhuǎn)盤最大轉(zhuǎn)速為7.2 r/min。該實(shí)驗(yàn)選擇在玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為1.5 r/min～7.2 r/min內(nèi)進(jìn)行，在該轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，相機(jī)所采集圖像清晰、冗余信息少，視覺檢測(cè)算法可進(jìn)行快速、有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與分析。

取一個(gè)尺寸正常的注塑齒輪，放置在檢測(cè)裝備玻璃轉(zhuǎn)盤上，改變玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)速度，其他條件均不變，然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

在每種轉(zhuǎn)速下，連續(xù)進(jìn)行10次測(cè)量，取平均值，注塑齒輪上、下表面大齒輪齒頂圓直徑da在不同轉(zhuǎn)速下檢測(cè)結(jié)果如圖7所示。

圖7 不同轉(zhuǎn)速下檢測(cè)結(jié)果

由圖7中可知：在該轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)，注塑齒輪大齒齒頂圓直徑檢測(cè)結(jié)果的極差為0.004 2 mm，尺寸檢測(cè)精度要求為0.03 mm。因此可知，在成像清晰的前提下，玻璃轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速對(duì)檢測(cè)結(jié)果無(wú)影響。

5.2 端跳影響實(shí)驗(yàn)

利用千分表測(cè)量得到透明玻璃轉(zhuǎn)盤端面跳動(dòng)為0.066 mm，找出玻璃轉(zhuǎn)盤最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，并將同一齒輪分別放置于這兩個(gè)位置，在其他條件均不改變的情況下進(jìn)行檢測(cè)，尺寸檢測(cè)結(jié)果極差僅為0.002 mm。

因視覺檢測(cè)系統(tǒng)所選用的鏡頭為低畸變的雙遠(yuǎn)心鏡頭，景深范圍6 mm，在其景深范圍內(nèi)，圖像放大率不變，而玻璃轉(zhuǎn)盤端跳僅為0.066 mm，遠(yuǎn)小于鏡頭景深范圍。因此可知，玻璃轉(zhuǎn)盤端面跳動(dòng)對(duì)尺寸檢測(cè)結(jié)果無(wú)影響。

5.3 分選準(zhǔn)確率實(shí)驗(yàn)

在PLC程序中，增加對(duì)上位機(jī)所發(fā)送的OK/NG信號(hào)次數(shù)統(tǒng)計(jì)功能，之后取注塑齒輪200個(gè)，使用該裝備依次進(jìn)行檢測(cè)；檢測(cè)結(jié)束后，提取PLC中統(tǒng)計(jì)結(jié)果，其中，OK信號(hào)數(shù)194個(gè)，NG信號(hào)數(shù)6個(gè)；檢查良品收料盒共194個(gè)產(chǎn)品，不良品收料盒共6個(gè)產(chǎn)品；之后利用人工對(duì)良、次品料盒中的產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)檢。

注塑齒輪檢測(cè)結(jié)果如表3所示。

表3 注塑齒輪檢測(cè)結(jié)果

由表3可知：該裝備根據(jù)視覺檢測(cè)結(jié)果能夠正確對(duì)良、次品進(jìn)行分選，其準(zhǔn)確率可達(dá)到100%。同時(shí)也可以證明，下料機(jī)構(gòu)對(duì)已檢齒輪不會(huì)帶來(lái)二次碰傷等問題。

6 結(jié)束語(yǔ)

筆者通過分析注塑齒輪自動(dòng)化檢測(cè)要求，在考慮與視覺檢測(cè)系統(tǒng)交互的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了注塑齒輪自動(dòng)化在線檢測(cè)裝備。

該檢測(cè)裝備玻璃轉(zhuǎn)盤速度可調(diào)，在滿足生產(chǎn)節(jié)拍、不出現(xiàn)產(chǎn)品堆積的情況下，轉(zhuǎn)速可調(diào)整到成像最佳狀態(tài)，便于視覺檢測(cè)算法的處理；采用透明玻璃盤裝置，無(wú)需對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行翻面便可獲得其上下表面信息；該裝備對(duì)產(chǎn)品的定位精度可達(dá)1 mm，可有效確保相機(jī)采集完整的齒輪圖像信息；氣動(dòng)分選裝置能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的對(duì)良、次品進(jìn)行分選，可滿足工業(yè)生產(chǎn)中大批量產(chǎn)品的自動(dòng)化在線檢測(cè)及分選。