一种智能橡胶圈检测设备的制作方法

本发明涉及橡胶圈检测技术领域，更具体地说，涉及一种智能橡胶圈检测设备。

背景技术：

橡胶密封圈是由一个或几个零件组成的环形罩，固定在轴承的一个套圈或垫圈上并与另一套圈或垫圈接触或形成窄的迷宫间隙，防止润滑油漏出及外物侵入。

橡胶密封圈是一种重要的工业产品，是多个行业的基础零部件，橡胶密封圈具备防水、防油、减震和密封等优异且重要的功能，橡胶密封圈的质量好坏直接决定产品的性能和使用寿命，甚至人身财产安全，橡胶圈包含很多种类，按类状份，包括o型密封圈、y型密封圈、z型密封圈、孔用yx型密封圈等，其中o型密封圈最为常见，用途最为广泛，它几何形状简单，生产方便、成本低廉。

由于生产技术水平的限制，橡胶圈不可避免的会存在一些缺陷，例如尺寸不一、切割不平、表面破损、凹槽等，这些缺陷会影响到橡胶圈的密封性能，同时也会造成安全问题，甚至会给用户和企业带来巨大的经济损失，因此橡胶圈在出厂前都需要进行专门的检测，只有检测合格才能出厂进入市场，但是现有的橡胶圈检测方式大多为人工检测，不仅检测效率低下，人力成本高昂，且检测精度不高，存在误检和漏检的情况，引入了人为误差，检测数据稳定性较差。

技术实现要素：

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种智能橡胶圈检测设备，它可以实现引入机器视觉系统对o型橡胶圈进行智能化系统检测，检测方式全面，可以同时检测橡胶圈的尺寸和表面质量缺陷，显著调高检测效率和精度，人为误差几乎可以忽略不计，检测数据稳定性高，避免出现误检和漏检的情况。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种智能橡胶圈检测设备，包括检测系统和设备平台，所述检测系统包括光源模块、机械传动模块、图像采集模块和计算机，所述机械传动模块包括第一伺服电机、第二伺服电机和步进电机，所述设备平台包括第一支架，且第一支架与第一伺服电机连接，所述第一伺服电机的输出端连接有联轴器，所述联轴器连接有第一丝杆，所述第一丝杆上螺纹连接有第一滑块，所述第一支架内端固定连接有第一光滑导轨，所述第一滑块上开凿有与第一光滑导轨相匹配的第一滑孔，且第一滑块与第一光滑导轨之间滑动连接，所述第一滑块上端固定连接有第一连接块，所述第一连接块上端固定连接有底板，所述底板上端固定连接有第二连接块，所述第二伺服电机的输出端连接有第二丝杆，所述第二丝杆上螺纹连接有第二滑块，所述底板内端固定连接有第二光滑导轨，且第二光滑导轨与第一光滑导轨之间相互垂直，所述第二滑块开凿有与第二光滑导轨相匹配的第二滑孔，且第二滑块与第二光滑导轨之间滑动连接，所述底板上端固定连接有第二支架，且第二支架与第二伺服电机连接，所述步进电机的输出端连接有旋转传动轴，且旋转传动轴位于第二支架内，所述第二支架上端固定连接有安装板，且安装板与步进电机连接，所述安装板上端固定连接有光源固定板，所述光源固定板上端连接有环形led光源，所述环形led光源上端连接有玻璃载物台，且玻璃载物台下端与旋转传动轴之间固定连接，所述玻璃载物台上端固定连接有限位环，可以实现引入机器视觉系统对o型橡胶圈进行智能化系统检测，检测方式全面，可以同时检测橡胶圈的尺寸和表面质量缺陷，显著调高检测效率和精度，人为误差几乎可以忽略不计，检测数据稳定性高，避免出现误检和漏检的情况。

进一步的，所述光源模块包括pc机、max232、单片机、比较器cd4585、led驱动电路和led光源，所述led光源包括面光源和自制光源，通过程序自动化控制led光源的强弱，面光源用于检测橡胶圈的尺寸缺陷，自制光源用于检测橡胶圈表面质量缺陷。

进一步的，所述图像采集模块包括ccd相机和镜头，所述ccd相机为mv-em200c黑白面扫描相机，所述mv-em200c黑白面扫描相机的最高分辨率为1600*1200，黑白相机采集的数据量较彩色图片少很多，便于后续计算机对图片的后续处理，采集视场不变的情况下，分辨率越高，辨别图片明暗细节能力也越高，远远满足视觉检测系统的检测精度要求。

进一步的，所述镜头采用固定焦距镜头，所述固定焦距镜头的型号为aft-0614mp，且焦距为6mm，方便聚集光线，控制视场大小，提高视觉系统的整体性能。

进一步的，所述第一伺服电机和第二伺服电机的型号均为rgh22x型，且精度可达0.001mm，所述步进电机为两项式，且步进角为1.8度，精度为0.03度，精度极高，检测过程不易出错，不易出现漏检的情况。

进一步的，所述图像采集模块和计算机之间连接有gige以太网，用于将图像采集模块采集到的图像数据实时快速的传输至计算机进行图像处理和分析。

进一步的，所述ccd相机连接有数据采集板卡，所述数据采集板卡的型号为pci1711，用于实时采集ccd相机采集到的数据。

进一步的，所述机械传动模块还包括运动控制板卡，且运动控制板卡的型号为mpc08，所述运动控制板卡与第一伺服电机、第二伺服电机、步进电机连接，智能化控制第一伺服电机、第二伺服电机和步进电机的运动，控制精度较高。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案可以实现引入机器视觉系统对o型橡胶圈进行智能化系统检测，检测方式全面，可以同时检测橡胶圈的尺寸和表面质量缺陷，显著调高检测效率和精度，人为误差几乎可以忽略不计，检测数据稳定性高，避免出现误检和漏检的情况。

（2）突破之前传统的人工检测或半机械化检测，可以实现接近百分之九十九的检测准确度，且检测速度快，降低人工成本的同时，显著提高出厂橡胶圈的合格率。

附图说明

图1为本发明机械传动模块的结构示意图；

图2为本发明的功能模块图；

图3为本发明的检测方案图；

图4为本发明光源模块的结构示意图；

图5为本发明图像采集模块的成像示意图。

图中标号说明：

001检测系统、002光源模块、003机械传动模块、004图像采集模块、005计算机、1第一支架、2第一伺服电机、3联轴器、4第一滑块、5第一光滑导轨、6第一连接块、7底板、8第二连接块、9第二滑块、10第二光滑导轨、11第二丝杆、12第二伺服电机、13第二支架、14步进电机、15安装板、16光源固定板、17环形led光源、18玻璃载物台、19第一丝杆、20限位环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-5，一种智能橡胶圈检测设备，包括检测系统001和设备平台，检测系统001包括光源模块002、机械传动模块003、图像采集模块004和计算机005，机械传动模块003包括第一伺服电机2、第二伺服电机12和步进电机14，第一伺服电机2和第二伺服电机12是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标的任意变化的自动控制系统，第一伺服电机2和第二伺服电机12主要利用脉冲定位、控制速度，精度非常高，步进电机14是将电脉冲信号转变成角位移或线位移的开环控制元步进电机件，步进电机14旋转的角度正比于脉冲数，精度高，有优秀的启停和反转响应，设备平台包括第一支架1，且第一支架1与第一伺服电机2连接，第一伺服电机2的输出端连接有联轴器3，联轴器3连接有第一丝杆19，第一丝杆19上螺纹连接有第一滑块4，第一支架1内端固定连接有第一光滑导轨5，第一滑块4上开凿有与第一光滑导轨5相匹配的第一滑孔，且第一滑块4与第一光滑导轨5之间滑动连接，第一滑块4上端固定连接有第一连接块6，第一连接块6上端固定连接有底板7，底板7上端固定连接有第二连接块8，第二伺服电机12的输出端连接有第二丝杆11，第二丝杆11上螺纹连接有第二滑块9，底板7内端固定连接有第二光滑导轨10，且第二光滑导轨10与第一光滑导轨5之间相互垂直，第二滑块9开凿有与第二光滑导轨10相匹配的第二滑孔，且第二滑块9与第二光滑导轨10之间滑动连接，底板7上端固定连接有第二支架13，且第二支架13与第二伺服电机12连接，步进电机14的输出端连接有旋转传动轴，且旋转传动轴位于第二支架13内，第二支架13上端固定连接有安装板15，且安装板15与步进电机14连接，安装板15上端固定连接有光源固定板16，光源固定板16上端连接有环形led光源17，环形led光源17上端连接有玻璃载物台18，且玻璃载物台18下端与旋转传动轴之间固定连接，玻璃载物台18上端固定连接有限位环20，用于定位待检测的橡胶圈。

请参阅图3，光源模块002包括pc机、max232、单片机、比较器cd4585、led驱动电路和led光源，led光源包括面光源和自制光源，自制光源是基于pwn脉冲的数字均匀可调光源，led光源具有体积小、稳定性高的优点，可通过组合排列的方式提高亮度的均匀性，进而提高图像的均匀性，通过程序自动化控制led光源的强弱，面光源用于检测橡胶圈的尺寸缺陷，自制光源用于检测橡胶圈表面质量缺陷。

图像采集模块004包括ccd相机和镜头，ccd相机为mv-em200c黑白面扫描相机，mv-em200c黑白面扫描相机的最高分辨率为1600*1200，黑白相机采集的数据量较彩色图片少很多，便于后续计算机005对图片的后续处理，采集视场不变的情况下，分辨率越高，辨别图片明暗细节能力也越高，远远满足视觉检测系统的检测精度要求，镜头采用固定焦距镜头，固定焦距镜头的型号为aft-0614mp，且焦距为6mm，方便聚集光线，控制视场大小，提高视觉系统的整体性能。

第一伺服电机2和第二伺服电机12的型号均为rgh22x型，且精度可达0.001mm，步进电机14为两项式，且步进角为1.8度，精度为0.03度，精度极高，检测过程不易出错，不易出现漏检的情况。

请参阅图3，图像采集模块004和计算机005之间连接有gige以太网，用于将图像采集模块004采集到的图像数据实时快速的传输至计算机005进行图像处理和分析。

ccd相机连接有数据采集板卡，数据采集板卡的型号为pci1711，用于实时采集ccd相机采集到的数据。

机械传动模块003还包括运动控制板卡，且运动控制板卡的型号为mpc08，运动控制板卡与第一伺服电机2、第二伺服电机12、步进电机14连接，智能化控制第一伺服电机2、第二伺服电机12和步进电机14的运动，控制精度较高。

使用时，技术人员将待检测橡胶圈置于第二丝杆11上，第一伺服电机2启动后通过联轴器3带动第一丝杆19旋转，使第一滑块4沿着第一光滑导轨5做直线运动，第二伺服电机12启动通过带动第二丝杆11转动，使得第二滑块9沿着第二光滑导轨10做直线运动，进而通过第二连接块8带动第二支架13同步移动，步进电机14启动带动旋转传动轴转动，进而带动玻璃载物台18转动，实现水平面上的双向移动和旋转，在水平面上的双向移动用于检测橡胶圈的尺寸缺陷，旋转运动用于全面检测橡胶圈的表面质量缺陷。

在对橡胶圈的尺寸测量过程中，利用ccd相机采集到6幅边缘图像，通过光栅尺记录对应的6组位置坐标，再进行图像预处理、图像阈值分割、边缘提取，然后通过对边缘坐标进行计算，最后利用最小二乘法拟合圆，对半径进行计算，并将计算结果与设定半径进行比较，判断是否合格。

在对橡胶圈的表面质量检测过程中，采用ccd相机固定的方式，待测橡胶圈旋转的方式采集全部图像，每次采集的图像圆心角为30度，单侧面360度旋转采集12幅图像，然后分别处理每一幅图像，只要一幅图像出现缺陷即可判定该橡胶圈不合格，图像处理过程依次为图像滤波除噪、图像分割、形态学处理、缺陷标记、缺陷识别，可以实现引入机器视觉系统对o型橡胶圈进行智能化系统检测，检测方式全面，可以同时检测橡胶圈的尺寸和表面质量缺陷，显著调高检测效率和精度，人为误差几乎可以忽略不计，检测数据稳定性高，避免出现误检和漏检的情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。