一种发动机缸盖正反面全方位AI视觉检测机构及方法与流程

本发明涉及发动机零部件视觉检测设备，特别涉及一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测机构及方法。

背景技术：

1、发动机缸盖是内燃机的核心精密零部件，其外观质量直接影响发动机的装配精度、密封性及运行稳定性。缸盖在生产加工过程中，极易产生表面划痕、气孔、毛刺、边角缺料、平面变形等外观缺陷，若缺陷缸盖流入装配工序，会严重影响发动机产品质量，甚至引发安全故障。

2、目前行业内针对发动机缸盖的外观检测，大多采用人工目视抽检或固定式视觉设备定点检测的方式。人工检测依赖操作人员经验，存在检测标准不统一、漏检、误检率高、检测效率低下的问题，无法适配大批量工业化生产需求；而传统固定式视觉检测设备，相机位置固定，仅能采集缸盖局部区域图像，存在大量检测盲区，无法完成缸盖正反面全方位检测，且无法根据缸盖摆放偏差自适应调整检测路径，检测精度和适配性较差。

3、现有技术中暂无能够实现发动机缸盖自动定位、自适应轨迹规划、正反面全自动翻转、全方位环绕拍照及ai智能一体化检测的专用设备，因此，亟需设计一种高效、精准、无盲区的发动机缸盖正反面ai视觉检测系统，以解决现有技术的缺陷。

技术实现思路

1、为此，需要提供一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测机构及方法，解决现有缸盖外观检测存在盲区、自动化程度低、检测精度差、效率低的问题，实现发动机缸盖正反面无死角、标准化、智能化批量检测。

2、为实现上述目的，发明人提供了一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测机构，包括：上料输送机构、上料视觉检测机械手、工件翻转机构、出料输送机构、出料视觉检测机械手和ai智能检测控制系统；

3、所述上料输送机构和出料输送机构的上方分别设有3d定位相机，所述3d定位相机与ai智能检测控制系统电性连接，用于识别缸盖位置并传输数据，ai智能检测控制系统自动对应生成上料视觉检测机械手和出料视觉检测机械手的运动轨迹；

4、所述上料视觉检测机械手顶部设有2d拍摄相机，所述2d拍摄相机用于沿轨迹环绕采集缸盖正面图像；

5、所述工件翻转机构衔接上料输送机构和出料输送机构，工件翻转机构用于夹紧缸盖并180°翻转换面，出料输送机构承接翻面缸盖，所述出料视觉检测机械手采集缸盖底面图像；

6、所述ai智能检测控制系统内置缸盖标准和缺陷数据库，接收正反面图像后，经ai算法比对研判外观缺陷，自动生成检测报告。

7、作为本发明的一种优选方式，所述上料输送机构和出料输送机构分别采用皮带输送线。

8、作为本发明的一种优选方式，所述工件翻转机构设有弹性夹紧组件与翻转驱动组件。

9、作为本发明的一种优选方式，所述上料视觉检测机械手和出料视觉检测机械手分别采用多轴联动机械手。

10、为实现上述目的，发明人还提供了一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测方法，包括步骤：

11、s1，待检测的发动机缸盖放置于上料输送机构上，将缸盖输送至正面检测工位；

12、s2，上料端3d定位相机实时拍摄检测工位的缸盖工件，采集缸盖实时位置数据，并将数据实时传输至ai智能检测控制系统，ai智能检测控制系统通过内置轨迹规划算法，结合缸盖外形尺寸参数，自动生成适配当前缸盖位置的上料视觉检测机械手环绕运动轨迹，并将轨迹程序下发至上料视觉检测机械手；

13、s3，上料视觉检测机械手接收轨迹指令后启动运行，带动2d拍摄相机沿预设轨迹做环绕运动，对缸盖正面进行连续拍照，采集完整正面外观图像，并将图像数据上传至ai智能检测控制系统；

14、s4，正面图像采集完成后，上料输送机构将缸盖输送至工件翻转机构，工件翻转机构对缸盖进行180°翻转，翻转完成后，将缸盖移送至出料输送机构；

15、s5，出料输送机构将翻转后的缸盖输送至底面检测工位，出料端3d定位相机实时拍摄检测工位的缸盖工件，采集翻转后缸盖实时位置数据，ai智能检测控制系统生成出料视觉检测机械手的运动轨迹，出料视觉检测机械手带动2d拍摄相机做环绕运动，对缸盖底面进行连续拍照，采集完整底面外观图像，并将图像数据上传至ai智能检测控制系统；

16、s6，ai智能检测控制系统接收缸盖正反面全部采集图像，先对图像进行预处理操作，再通过深度学习算法提取图像外观特征，将实测特征与数据库中预设的合格标准数据、各类缺陷样本数据进行逐一比对，精准识别缸盖是否存在缺陷情况，然后自动统计检测数据，生成标准化检测报告。

17、作为本发明的一种优选方式，步骤s2和步骤s5中，3d定位相机实时拍摄检测工位的缸盖工件，采集缸盖实时位置数据包括以下步骤：

18、m1：3d定位相机采集缸盖六维偏移数据；

19、m2：点云预处理计算缸盖偏移量；

20、m3：调取缸盖标准拍照点位；

21、m4：坐标补偿得到适配现场缸盖的目标点位；

22、m5：多目标寻优生成无碰撞、最短平滑环绕空间轨迹；

23、m6：运动学逆解转换为机械手关节运动程序；

24、m7：碰撞仿真校验；

25、m8：工业总线下发程序至机械手控制柜，机械手联动运行。

26、作为本发明的一种优选方式，步骤s2和步骤s5中，所述缸盖实时位置数据包括缸盖的三维坐标和摆放姿态。

27、作为本发明的一种优选方式，步骤s6中，所述预处理操作包括：降噪、矫正和尺寸归一化处理。

28、作为本发明的一种优选方式，步骤s6中，所述缺陷情况包括：缺陷类型、缺陷位置和/或缺陷尺寸。

29、作为本发明的一种优选方式，步骤s6中，所述标准化检测报告包括：缸盖信息、检测项目、缺陷判定结果和检测标准。

30、区别于现有技术，上述技术方案所达到的有益效果有：

31、（1）本机构及方法采用3d定位相机配合ai轨迹规划技术，可根据缸盖实时摆放位置自适应生成机械手运动路径，解决了传统设备固定检测路径适配性差、缸盖偏移易导致漏检的问题，检测精准度大幅提升；

32、（2）本机构及方法通过中段180°翻转机构配合上下双工位环绕拍照检测，实现发动机缸盖正反面360°无盲区全方位检测，彻底消除传统定点检测的盲区缺陷，全覆盖保障缸盖外观质量检测完整性；

33、（3）本机构及方法全程实现自动化上料、定位、拍照、翻转、检测、报告生成一体化作业，无需人工干预，极大提升检测效率，适配工业化大批量缸盖生产检测需求。

34、（4）本机构及方法依托预设缺陷数据库和ai智能比对算法，检测标准统一、客观，彻底解决人工检测主观误差大、漏检误检率高的问题，检测结果精准可靠，可有效把控产品质量，实现发动机缸盖正反面无死角、标准化、智能化批量检测、自动生成检测报告。

1.一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测机构，其特征在于，包括：上料输送机构、上料视觉检测机械手、工件翻转机构、出料输送机构、出料视觉检测机械手和ai智能检测控制系统；

2.根据权利要求1所述的发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测机构，其特征在于：所述上料输送机构和出料输送机构分别采用皮带输送线。

3.根据权利要求1所述的发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测机构，其特征在于：所述工件翻转机构设有弹性夹紧组件与翻转驱动组件。

4.根据权利要求1所述的发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测机构，其特征在于：所述上料视觉检测机械手和出料视觉检测机械手分别采用多轴联动机械手。

5.一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测方法，其特征在于，包括步骤：

6.根据权利要求5所述的一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测方法，其特征在于：步骤s2和步骤s5中，3d定位相机实时拍摄检测工位的缸盖工件，采集缸盖实时位置数据包括以下步骤：

7.根据权利要求5所述的一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测方法，其特征在于：步骤s2和步骤s5中，所述缸盖实时位置数据包括缸盖的三维坐标和摆放姿态。

8.根据权利要求5所述的一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测方法，其特征在于，步骤s6中，所述预处理操作包括：降噪、矫正和尺寸归一化处理。

9.根据权利要求5所述的一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测方法，其特征在于，步骤s6中，所述缺陷情况包括：缺陷类型、缺陷位置和/或缺陷尺寸。

10.根据权利要求5所述的一种发动机缸盖正反面全方位ai视觉检测方法，其特征在于，步骤s6中，所述标准化检测报告包括：缸盖信息、检测项目、缺陷判定结果和检测标准。