一种发动机缸体电子标签检测装置及方法与流程

1.本发明涉及一种发动机检测设备，具体涉及一种发动机缸体电子标签检测装置及方法。


背景技术：

2.电子标签是近几年发展起来的一项新技术，国内发动机缸体生产线逐渐向自动化、智能化靠拢，由此电子标签如二维码也引入了发动机缸体生产线，发动机盖缸体上的二维码一般通过激光扫描的方式打出来；二维码存储着发动机缸体的内部编号、生产日期和铸造地点等信息，该信息可用于缸体生产线的生产控制、信息追踪、质量检测等场景。但是现有识别发动机缸体二维码的技术存在以下问题：
3.1、发动机缸体是铝制压铸件，在采集的二维码图像高反光，严重影响后期特征提取和识别。
4.2、激光雕刻形成的二维码标签与发动机缸体表面的色差不明显，导致二维码图像采集效果不好。
5.3、不同类型的发动机缸体二维码的位置存在较大的差别，在切换不同的发动机缸体类型时，需要手动调整识别装置的空间位置。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发动机缸体电子标签检测装置，该检测装置能够适应不同类型发动机缸体上的二维码位置，并且能够解决铝制发动机缸体容易反光、激光雕刻的二维码色差不明显导致二维码检测失败的问题。
7.本发明的另一个目的在于提供一种利用上述检测装置检测发动机缸体电子标签的方法。
8.本发明解决上述技术问题的技术方案是：
9.一种发动机缸体电子标签检测装置，包括用于输送发动机缸体的输送模块、用于确定二维码的位置信息的位置检测模块、用于获取二维码信息的图像采集模块以及对二维码信息进行处理的处理模块，其中，所述位置检测模块、图像采集模块以及处理模块之间通讯连接；所述图像采集模块包括图像采集器以及用于驱动所述图像采集器运动的多自由度的驱动机构；所述处理模块包括反光处理模块、色差处理模块以及识别处理模块；所述输送模块包括输送轨道，在工作过程中，发动机缸体在输送轨道上移动。
10.上述发动机缸体电子标签检测装置的工作原理是：
11.首先，搬运机器人将发动机缸体搬运到输送模块上，输送模块启动，使得发动机缸体沿着输送轨道前进；接下来，发动机缸体在输送轨道运行来到位置检测模块所在的位置，位置检测模块开始对发动机缸体进行检测，从而判断待检测的发动机缸体型号、位置姿态，从而获取对应型号发动机缸体的二维码坐标位置；下一步，图像采集模块启动，对已经确定好位置的二维码进行信息采集，具体地工作过程如下，驱动机构根据二维码的位置信息，驱
动图像采集器运动到二维码的正前方，从而能够对精准地获取各种型号的发动机缸体的二维码信息；最后，处理模块对二维码信息进行分析处理，具体的处理过程如下：先是色差处理模块运行，结合图像处理软件，该模块提供一种微调角度多方位识别方法，即根据前一张采集的图像获取当中二维码的位姿情况、反光情况等图像信息，将图像信息数据传输到中央计算机进行计算分析得出最优机械手采集图像的位姿坐标，并将坐标信息传至机械手装置并再次进行采集图像，从而对二维码进行解码，解决反光问题；接着是色差处理模块运行，采用包括图像灰度化、像素点分析、二值化等预处理步骤，以提高图像对比度，解决激光雕刻的二维码色差不明显问题；然后是识别处理模块运行，从而实现自动检索二维码、定位二维码从而识别出二维码的功能。
12.本发明的一个优选方案，所述输送轨道包括多个输送辊筒、辊筒安装架以及用于驱动输送辊筒转动的动力机构，所述辊筒安装架包括两块侧板，多个输送辊筒的两端分别安装在侧板上；所述动力机构包括驱动电机以及传动机构，所述传动机构包括设置在驱动电机主轴上的主动齿轮、设置在输送辊筒上的从动链轮以及多条链条，主动链轮与从动链轮之间及从动链轮与从动链轮之间通过链条连接。
13.优选地，所述输送轨道上还设有与发动机缸体底部的导槽相匹配的导向杆，所述导向杆设置在输送轨道的中间位置，所述输送辊筒上对应导向杆的位置设有避空位。
14.优选地，所述辊筒安装架还包括支撑架，所述支撑架包括支撑脚，所述侧板安装在支撑脚的顶部，所述支撑脚的底部设有用于安装地脚螺栓的安装孔。
15.本发明的一个优选方案，所述位置检测模块包括激光位移传感器以及用于安装所述激光位移传感器的固定架，所述固定架包括两根支撑杆以及横杆，所述两根支撑杆中，其中一根安装在其中一块侧板上，另一根安装在另一块侧板上；所述横杆设置在两根支撑杆的顶部，所述激光位移传感器设置在横杆上，且激光位移传感器的高度高于发动机缸体的顶部；所述激光传感器的发射端朝向输送轨道的方向设置。
16.本发明的一个优选方案，所述图像采集器包括相机以及光源，其中，所述相机为ccd相机，所述光源为同轴光源。
17.本发明的一个优选方案，所述驱动机构为机械手，所述机械手包括基座、腰转关节、肩转关节、肘转关节、腕转关节以及驱动架，其中，所述腰转关节的下端转动连接在所述基座上，所述肩转关节的下端转动连接在腰转关节的上端，所述肘转关节的下端转动连接在所述肩转关节的上端；所述腕转关节的下端转动连接在所述肘转关节的周转关节的上端；所述驱动架转动连接在腕转关节的上端；所述相机以及光源均安装在所述驱动架上。
18.优选地，所述驱动架包括相机安装板以及光源安装板，其中所述相机安装板的下端转动连接在所述腕关节的上端，所述光源安装板的一端安装在相机安装板的中部，另一端垂直往外延伸；所述相机安装在相机安装板上，所述光源安装在光源安装板上。
19.一种检测发动机缸体电子标签的方法，包括以下步骤：
20.(1)进行准备事宜，各模块就位且准备就绪，对机械手进行相机标定，输入不同型号发动机缸体对应的二维码坐标位置；
21.(2)搬运机器人将发动机缸体搬运到输送模块上；
22.(3)输送模块启动，开始输送发动机缸体；
23.(4)位置识别模块对经过的发动机缸体进行检测，判断出发动机缸体的型号、位置
姿态，从而获取对应型号发动机缸体的二维码坐标位置，并将二维码坐标位置信息传输到图像采集模块；
24.(5)图像采集模块获取二维码的坐标位置信息，机械手确定一个检测位姿，并驱动相机及光源到达该位姿，获取二维码的图像信息，并将二维码的图像信息传输到处理模块；
25.(6)处理模块启动，对二维码信息进行识别处理，如果处理失败，重复步骤(5)，如果处理成功，传送下一个发动机缸体继续进行识别。
26.优选地，在步骤(6)中，如果经过多次循环仍然识别不出二维码，则发出“二维码检测失败”信息，并通过传送模块将该发动机缸体输送到待处理区，等待人工识别和操作，实现在线实时的二维码刻印品质验证功能。
27.本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
28.1、本发明的发动机缸体电子标签检测装置，利用处理模块中的反光处理模块、色差处理模块，能够有效解决铝制发动机缸体二维码高反光、激光雕刻二维码色差不明显的问题，从而能够极大地提高二维码的识别效果，提高生产效率。
29.2、本发明的发动机缸体电子标签检测装置，通过位置检测模块及图像采集模块，利用具有多个自由度的驱动装置，使得图像采集器能够精准到二维码的正前方，能够适用于不同型号发动机缸体的二维码检测，在检测不同型号发动机缸体的二维码时，不需要人工用手去切换检测装置的位置，不仅自动化程度高，而且检测精度高，从而有效地提高了生产效率。
附图说明
30.图1本发明的发动机缸体电子标签检测装置的立体示意图。
31.图2为本发明的发动机缸体电子标签检测装置的左视图。
32.图3为本发明的一种检测发动机缸体电子标签的方法的流程图。
具体实施方式
33.下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
34.参见图1
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图2，本发明的一种发动机缸体电子标签检测装置，包括用于输送发动机缸体的输送模块1、用于确定二维码的位置信息的位置检测模块2、用于获取二维码信息的图像采集模块3以及对二维码信息进行处理的处理模块，其中，所述位置检测模块2、图像采集模块3以及处理模块之间通讯连接；所述图像采集模块3包括图像采集器以及用于驱动所述图像采集器运动的多自由度的驱动机构；所述处理模块包括反光处理模块、色差处理模块以及识别处理模块；所述输送模块1包括输送轨道4，在工作过程中，发动机缸体在输送轨道4上移动。
35.参见图1
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图2，所述输送轨道4包括多个输送辊筒5、辊筒安装架以及用于驱动输送辊筒5转动的动力机构，所述辊筒安装架包括两块侧板6，多个输送辊筒5的两端分别安装在侧板6上；所述动力机构包括驱动电机以及传动机构，所述传动机构包括设置在驱动电机主轴上的主动齿轮、设置在输送辊筒5上的从动链轮以及多条链条，主动链轮与从动链轮之间及从动链轮与从动链轮之间通过链条连接。设置上述输送轨道4，在驱动电机转动后，驱动
电机转轴使得主动链轮转动，由于主动链轮与从动链轮以及从动链轮与从动链轮之间通过链条连接，因此在主动链轮的带动下，每一个输送辊筒5转动，从而使得放置在输送轨道4上的发动机缸体移动，实现输送的功能。
36.参见图1
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图2，所述输送轨道4上还设有与发动机缸体底部的导槽相匹配的导向杆7，所述导向杆7设置在输送轨道4的中间位置，所述输送辊筒5上对应导向杆7的位置设有避空位。设置上述导向杆7，发动机缸体在输送轨道4上移动时，由于发动机缸体的导槽与导向杆7相匹配，因此发动机缸体在输送轨道4上能够顺着导向杆7运行，防止发动机缸体在输送轨道4上偏离位置。
37.参见图1
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图2，所述辊筒安装架还包括支撑架，所述支撑架包括支撑脚8，所述侧板6安装在支撑脚8的顶部，所述支撑脚8的底部设有用于安装地脚螺栓的安装孔。设置上述辊筒安装架，支撑脚8的底部通过地脚螺栓锁紧在工作场地的地板上，从而将地脚固定在地板上；支撑脚8设置在侧板6的下方，对侧板6起到支撑固定作用。
38.参见图1
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图2，所述位置检测模块2包括激光位移传感器9以及用于安装所述激光位移传感器9的固定架，所述固定架包括两根支撑杆10以及横杆11，所述两根支撑杆10中，其中一根安装在其中一块侧板6上，另一根安装在另一块侧板6上；所述横杆11设置在两根支撑杆10的顶部，所述激光位移传感器9设置在横杆11上，且激光位移传感器9的高度高于发动机缸体的顶部；所述激光传感器的发射端朝向输送轨道4的方向设置。设置上述位置检测模块2，等待检测二维码的发动机缸体首先经过位置检测模块2，激光位移传感器9的高度高于发动机缸体的顶部，这样所有待检测的发动机缸体从激光位移传感器9的下方经过，由于激光位移传感器9的发射方向朝向输送轨道4的方向设置，因此在发动机缸体从下方经过时，激光位移传感器9判断出发动机缸体的位姿数据、型号数据，从而获得对应型号二维码的坐标位置信息。
39.参见图1
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图2，所述图像采集器包括相机以及光源，其中，所述相机为ccd相机12，所述光源为同轴光源13。设置上述图像采集器，其中同轴光源13使得铝制发动机缸体的表面反光和ccd相机12在同一轴线上，能够有效消除图像重影，有效解决铝制品表面反光的问题。
40.参见图1
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图2，所述驱动机构为机械手，所述机械手包括基座14、腰转关节15、肩转关节16、肘转关节17、腕转关节18以及驱动架，其中，所述腰转关节15的下端转动连接在所述基座14上，所述肩转关节16的下端转动连接在腰转关节15的上端，所述肘转关节17的下端转动连接在所述肩转关节16的上端；所述腕转关节18的下端转动连接在所述肘转关节17的周转关节的上端；所述驱动架转动连接在腕转关节18的上端；所述相机以及光源均安装在所述驱动架上。设置上述结构的驱动机构，机械手具有六个自由度，从而能够实现全方位角度拍摄需求，在位置检测模块2确定好二维码的位置坐标后，通过机械手驱动相机及光源精准到达二维码的正前方，从而自动快速获取二维码信息，机械手代替了人工操作，工作效率更高，检测效果更好。
41.参见图1
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图2，所述驱动架包括相机安装板19以及光源安装板20，其中所述相机安装板19的下端转动连接在所述腕关节的上端，所述光源安装板20的一端安装在相机安装板19的中部，另一端垂直往外延伸；所述相机安装在相机安装板19上，所述光源安装在光源安装板20上。
42.参见图1
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图2，上述发动机缸体电子标签检测装置的工作原理是：
43.首先，搬运机器人将发动机缸体搬运到输送模块1上，输送模块1启动，使得发动机缸体沿着输送轨道4前进；接下来，发动机缸体在输送轨道4运行来到位置检测模块2所在的位置，位置检测模块2开始对发动机缸体进行检测，从而判断待检测的发动机缸体型号、位置姿态，从而获取对应型号发动机缸体的二维码坐标位置；下一步，图像采集模块3启动，对已经确定好位置的二维码进行信息采集，具体地工作过程如下，驱动机构根据二维码的位置信息，驱动图像采集器运动到二维码的正前方，从而能够对精准地获取各种型号的发动机缸体的二维码信息；最后，处理模块对二维码信息进行分析处理，具体的处理过程如下：先是色差处理模块运行，结合图像处理软件，该模块提供一种微调角度多方位识别方法，即根据前一张采集的图像获取当中二维码的位姿情况、反光情况等图像信息，将图像信息数据传输到中央计算机进行计算分析得出最优机械手采集图像的位姿坐标，并将坐标信息传至机械手装置并再次进行采集图像，从而对二维码进行解码，解决反光问题；接着是色差处理模块运行，采用包括图像灰度化、像素点分析、二值化等预处理步骤，以提高图像对比度，解决激光雕刻的二维码色差不明显问题；然后是识别处理模块运行，从而实现自动检索二维码、定位二维码从而识别出二维码的功能。
44.参见图3，一种检测发动机缸体电子标签的方法，包括以下步骤：
45.(1)进行准备事宜，各模块就位且准备就绪，对机械手进行相机标定，输入不同型号发动机缸体对应的二维码坐标位置；
46.(2)搬运机器人将发动机缸体搬运到输送模块上；
47.(3)输送模块启动，开始输送发动机缸体；
48.(4)位置识别模块对经过的发动机缸体进行检测，判断出发动机缸体的型号、位置姿态，从而获取对应型号发动机缸体的二维码坐标位置，并将二维码坐标位置信息传输到图像采集模块；
49.(5)图像采集模块获取二维码的坐标位置信息，机械手确定一个检测位姿，并驱动相机及光源到达该位姿，获取二维码的图像信息，并将二维码的图像信息传输到处理模块；
50.(6)处理模块启动，对二维码信息进行识别处理，如果处理失败，重复步骤(5)，如果处理成功，传送下一个发动机缸体继续进行识别。
51.参见图3，在步骤(6)中，如果经过多次循环仍然识别不出二维码，则发出“二维码检测失败”信息，并通过传送模块将该发动机缸体输送到待处理区，等待人工识别和操作，实现在线实时的二维码刻印品质验证功能。
52.上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。