一种基于机器视觉的汽车制动盘检测装置及其检测方法与流程

1.本发明涉及汽车零部件检测领域，具体涉及一种基于机器视觉的汽车制动盘检测装置及其检测方法。


背景技术：

2.汽车制动器是汽车制动系统中起主要零部件之一，使整个制动系统主要工作部件，其在汽车行驶中为驾驶员起到安全保障的作用，直接导致对汽车制动器的加工精度要求较高，因此在汽车制动器加工完成后需要对其进行外形以及工作性能相关数据进行检测，从而保证其后续工作有效性。
3.传统刹车片分为鼓式以及盘式两种，其中，鼓式刹车片加工需要对其表面进行设计排布合适的散热孔，用于出去摩擦片与之之间的摩擦生热，会零部件进行保护作用，摩擦片在刹车工作中与刹车片表面密切接触并形成摩擦，而在散热孔加工过程中需要对其表面去毛刺去处理，以避免摩擦片在接触时受到损伤，从而在刹车片成品完成之后对其表面毛刺进行检测，实际生产中常采用肉眼大致观察，长时间工作容易疲劳并导致所检测到的数据准确率低。


技术实现要素：

4.发明目的：提供一种基于机器视觉的汽车制动盘检测装置及其检测方法，有效解决了现有技术存在的上述问题。
5.技术方案：一种基于机器视觉的汽车制动盘检测装置，包括检测装置以及升降机构两部分。
6.检测装置，包括机架，对称固定连接在所述机架两侧的视觉扫描装置，以及与升降机构对应并沿机架轴向位移的光源；升降机构，包括固定在工作台下方的转盘，沿所述转盘中部径向固定连接的滑轨，对称活动所述滑轨两侧并沿所述滑轨同向直线移动的主运动组件。视觉扫描装置争对刹车片的不同角度进行拍摄实现以不同检测方式对其相关数据进行检测，保证其加工精度，光源根据需要的检测数据沿机架预定方向移动，从而对刹车片表面形成不同的明暗程度，升降机构通过滑轨实现直线移动以与视觉扫描装置形成预定相对位置，并通过转盘带动其整体转动，实现其对刹车片不同方位的有效拍摄。实现对其平面度进行检测，同时升降机构位移至于刹车片相对位置，对其上表面以及厚度进行检测，上表面检测孔位置的毛刺情况，并对其厚度外观尺寸进一步检测以达到标准值。
7.在进一步实施例中，所述主运动组件包括与所述滑轨活动连接的滑块，固定在所述滑块另一侧的推动杆，沿所述推动杆中部轴向延伸固定连接的螺杆，以及沿所述螺杆轴向端部活动连接并相对运动的限位块，以及以预定距离与所述推动杆同步运动的主工作组件。当刹车片放置在主工作组件上时，与限位块固定连接的电机实现对整体主运动组件的升降运动，从而保证刹车片与视觉扫描装置的相对位置，电机启动带动螺杆沿限位块轴向
转动带动推动杆与之同步运动，滑块作为衔接件带动推动杆沿滑轨直线运动，控制推动杆的运动方向，从而实现推动杆端部的刹车片的升降运动，保证视觉扫描装置的工作有效性，同时与主工作组件配合使用对刹车片起到支撑作用，并对刹车片的轴向以及周向位移的稳定性实时监控，从而保证视觉扫描装置的准确性。
8.在进一步实施例中，所述主工作组件包括沿所述推动杆侧面预定距离固定连接的真空泵，以及与所述推动杆末端固定连接并与所述滑块同步同向直线运动的主工作件，形成真空泵伸缩量。刹车片放置在主工作件时，滑块沿滑轨移动带动主工作件对真空泵进行压缩，同时上方主工作件对刹车片实现吸附，当整体升降机构在转动过程中，真空泵内部容积变化转变为机构运动的稳定状态显示仪，从而放大整体装置的振动位移量，保证能够随时并且便于观察到机构的稳定性，在进一步实施例中，沿所述螺杆外端套接并分别与所述螺杆以及限位块端部活动连接有缓冲弹簧，所述限位块端面轴向延伸至于所述真空泵固定连接。螺杆沿限位块以及推动杆内部直线移动，缓冲弹簧对螺杆的位移以及刹车片放置在主工作上的冲击力有效缓冲，真空泵与缓冲弹簧同时使用有效保证升降位移过程中的稳定性，同时对刹车片进一步保护。
9.在进一步实施例中，还包括沿所述滑轨末端预定距离并固定连接所述主运动组件的紧固组件。紧固组件根据刹车内部本生结构进行有效贴合，从而保证其有效夹持，紧固组件有刹车片中部沿周向延伸，在进一步实施例中，所述紧固组件包括，与所述滑块末端固定连接的过渡块，沿所述过渡块轴向固定转动连接的转轮，以及多个沿所述转轮周向转动预定角度圆周阵列形成的夹持区域。过渡块以“冂”字形连接在滑块侧端，保证滑轨与紧固组件工作互不干涉，有效实现紧固组件的顺利工作。转轮通过与装置外部的电机单独连接，与其他装置并联工作，从而在保证刹车片的稳定放置后，夹持区域沿刹车片内部通槽展开对其进行有效夹持工作，有效防止夹持区域对汽车内部周向对个方位的冲击力而导致从主工作件上掉落。
10.在进一步实施例中，所述夹持区域包括多个沿所述转轮径向延伸预定距离的推杆，以及沿所述推杆端部预定距离转动连接，并以预定方向连接相邻所述推杆的弹性件。刹车片中部设置为通孔，夹持区域有中部通孔向其周向通孔延伸，推杆作为推动弹性件的主运动件，实现弹性件沿推杆内部的伸缩，从而有效减小整体结构尺寸，保证其沿刹车片中部的轴向运动，单独的弹性件同时连接两个推动杆，从而当推动杆推动其以预定角度转动时，靠近弹性件另一端的转动部位有效保证弹性件与刹车片周向通孔的相对位置，从而有效提高夹持区域的夹持效率。弹性件采用橡胶材质与刹车片周向通孔相适应，从而有效提高夹持区域的适用性。
11.此外，本发明还提供了一种基于机器视觉的汽车制动盘检测装置的检测方法，包括如下步骤：s1、将刹车片传输至升降机构上方并且与光源相对；s2、夹持区域沿刹车片内部延伸实现夹持，升降机构带动刹车片位移预定位置；s3、视觉扫描装置对刹车片进行拍摄。
12.在进一步实施例中，所述升降机构带动刹车片位移，具体包括如下步骤：s201、升降机构带动刹车片位移至与视觉扫描装置平齐，
s202、升降机构带动刹车片以预定转速旋转预定周圈数；s203、位于刹车片两侧的视觉扫描装置对刹车片拍摄并进行图像处理，s204、升降机构带动刹车片位移至与视觉扫描装置交错，形成位置差；s205、重复上述步骤s202至s204，直至所有图片拍摄完毕。
13.在进一步实施例中，所述图像处理，包括如下步骤：s2031、对拍摄的图片与刹车片向对应的角度进行标记；s2032、对拍摄图片为平面矩形的图像进行边缘提取，并进行测量判断；s2033、拍摄边缘宽度进行测量，检测刹车片宽度方向的尺寸变化；s2034、对拍摄的上边缘进行放大，观察直与曲部位变化幅度，凸起部位则判定为毛刺未去除干净，进行返厂加工；s2035、对拍摄图片为扇形的图像进行二值化处理，并进行判断；s2036、根据图片形成的色彩变化，进行判别，颜色为暗淡色则为平面区域，颜色为暗黑则为凹面区域；s2037、根据平面凹陷程度，与预定值进行对比，判定其平面度是否合格。
14.有益效果：本发明涉及一种基于机器视觉的汽车制动盘检测装置及其检测方法，通过由两端对称设置的视觉扫描装置对刹车片进行不同方位的拍摄，从而实现根据所需要的相关数据进行拍摄，对相对应拍摄位置所拍摄图片进行相应的图片处理，从而有效保证对种数据检测，在检测过程中，升降机构采用缓冲机构以及真空结构双重组合实现对刹车片的稳定位移，有效保证数据的准确性，其中，真空结构对刹车片表面进行紧密吸附实现固定并对其工作表面有效保护，防止磨损影响工作效果，沿真空泵中部固定设置的紧固组件沿刹车片内部延伸并紧密贴合，与真空泵同时配合使用有效保证整体装置转动过程中的稳定性。
附图说明
15.图1为本发明的整体结构示意图。
16.图2为本发明中主要工作机构的结构示意图。
17.图3为本发明中紧固组件的结构示意图。
18.图中各附图标记为：光源1、视觉扫描装置2、机架3、工作台4、升降机构5、滑块501、推动杆502、螺杆503、限位块504、真空泵505、主工作件506、缓冲弹簧507、滑轨508、转盘509、过渡块601、转轮602、推杆603、弹性件604、电机7。
具体实施方式
19.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
20.如图1至图3所示，本发明公开了一种基于机器视觉的汽车制动盘检测装置及其检测方法，包括，检测装置以及升降机构5两部分。
21.其中，检测装置，包括机架3，对称固定连接在所述机架3两侧的视觉扫描装置2，以
及与升降机构5对应并沿机架3轴向位移的光源1；升降机构5，包括固定在工作台4下方的转盘509，沿所述转盘509中部径向固定连接的滑轨508，对称活动所述滑轨508两侧并沿所述滑轨508同向直线移动的主运动组件。传统汽车刹车片其表面需要进行多个孔位加工以保证其在工作过程中进行有效散热，同时与刹车片相啮合的刹车皮沿其表面进行摩擦产生阻力从而达到制动效果，孔在刹车片表面的光滑度直接影响刹车皮的质量，传统孔加工经过打磨以消除其毛刺，但以现有技术的加工方式，无法保证其表面完全光滑，从而在刹车盘转动时对刹车进行划伤损坏。同时汽车的制动系统与驾驶员的生命安全息息相关，对其工作前的精确检测极具必要性，传统检测往往会忽略毛刺带来的危害，仅仅对其平面度进行检测，并且传统刹车片在进行表面圆跳动检测时，采用磁力千分表进行检测，在其检测过程中，千分表的指针只能指向一个点，通过转动刹车片形成一周，从而得到检测数据，而刹车片实现刹车是通过面接触所形成的摩擦阻力，仅通过对其一周进行检测，其数据并不准确，并且传统磁力千分表只能对其进行点接触，所测得的数据具有局限性。本发明中视觉扫描装置2争对刹车片的不同角度进行拍摄实现以不同检测方式对其相关数据进行检测，保证其加工精度，光源1根据需要的检测数据沿机架3预定方向移动，从而对刹车片表面形成不同的明暗程度，升降机构5通过滑轨508实现直线移动以与视觉扫描装置2形成预定相对位置，并通过转盘509带动其整体转动，实现其对刹车片不同方位的有效拍摄。通过视觉扫描装置2对所拍摄的图片针对其形成的明暗区域进行图片处理，放大其凹凸面变化，从而实现对其平面度进行检测，平面度仅仅决定了刹车片传动的稳定性，以及其与刹车皮所接触面的变化对制动效果的影响，同时升降机构5位移至于刹车片相对位置，对其上表面以及厚度进行检测，上表面检测孔位置的毛刺情况，并对其厚度外观尺寸进一步检测以达到标准值。
22.所述主运动组件包括与所述滑轨508活动连接的滑块501，固定在所述滑块501另一侧的推动杆502，沿所述推动杆502中部轴向延伸固定连接的螺杆503，以及沿所述螺杆503轴向端部活动连接并相对运动的限位块504，以及以预定距离与所述推动杆502同步运动的主工作组件。当刹车片放置在主工作组件上时，与限位块504固定连接的电机7实现对整体主运动组件的升降运动，从而保证刹车片与视觉扫描装置2的相对位置，电机7启动带动螺杆503沿限位块504轴向转动带动推动杆502与之同步运动，滑块501作为衔接件带动推动杆502沿滑轨508直线运动，控制推动杆502的运动方向，从而实现推动杆502端部的刹车片的升降运动，保证视觉扫描装置2的工作有效性，同时与主工作组件配合使用对刹车片起到支撑作用，并对刹车片的轴向以及周向位移的稳定性实时监控，从而保证视觉扫描装置2的准确性。
23.刹车片周向转动时，其稳定性直接决定了视觉检测装置拍摄到的图像的准确性，传统升降装置在进行工作时无法直观对其传动过程中的稳定性进行判断，只能在其工件加工完成后所产生的表面效果进行判断，所述主工作组件包括沿所述推动杆502侧面预定距离固定连接的真空泵505，以及与所述推动杆502末端固定连接并与所述滑块501同步同向直线运动的主工作件506，形成真空泵505伸缩量。传统汽车刹车片检测装置在其工作时，通常采用转动工件的方式对其表面进行检测，如此无法准确保证期在转动过程中的稳定性，稍有晃动对其检测出来的数值具有一定的误差，从而需要反复确认，增加了工作工序。刹车片结构外形为圆状，通过其在转动过程中依靠轴向的刹车片放置在主工作件506时，滑块
501沿滑轨508移动带动主工作件506对真空泵505进行压缩，真空泵505与主工作件506固定连接的伸缩杆沿下方推动空气，真空泵505上方抽离空气并同时上方主工作件506对刹车片实现吸附，有效保证刹车表面不被磨损的情况下，当整体升降机构5在转动过程中，真空泵505内部容积变化转变为机构运动的稳定状态显示仪，从而放大整体装置的振动位移量，保证能够随时并且便于观察到机构的稳定性，刹车片沿轴向升降过程中时，汽车刹车盘在空中晃动，对检测数据的准确性具有一定影响，沿所述螺杆503外端套接并分别与所述螺杆503以及限位块504端部活动连接有缓冲弹簧507，所述限位块504端面轴向延伸至于所述真空泵505固定连接。螺杆503沿限位块504以及推动杆502内部直线移动，缓冲弹簧507对螺杆503的位移以及刹车片放置在主工作上的冲击力有效缓冲，刹车片在进行放置时，其本身重量相较于整体装置具体一定的冲击力，同时在其升降过程中，螺杆503转动其螺纹齿沿限位件以及推动杆502内的内壁发生轻微碰撞，真空泵505虽然对其进行吸附，但在吸附带动刹车片位移时，刹车片中部收到螺纹齿的碰撞容易导致真空泵505与刹车片接触面出现缝隙，从而使刹车片脱落，真空泵505与缓冲弹簧507同时使用对其中部以及外端部分别缓冲，有效保证升降位移过程中的稳定性，同时对刹车片进一步保护。
24.对于刹车片沿周向转动过程中同样也要保证其稳定性，由于汽车刹车片其本身结构松散，内部中空，尽量为散热提供空间，通过对其内部沿周向进行有效夹持，有效防止刹车片在周向转动过程中发生周向窜动，所以本发明中同时还包括沿所述滑轨508末端预定距离并固定连接所述主运动组件的紧固组件。紧固组件根据刹车内部本生结构进行有效贴合，从而保证其有效夹持，紧固组件由刹车片中部沿周向延伸，实现夹持效果。
25.刹车片内部以扇形沿周向延伸形成通孔，传统紧固组件无法与其内部相匹配，所述紧固组件包括，与所述滑块501末端固定连接的过渡块601，沿所述过渡块601轴向固定转动连接的转轮602，以及多个沿所述转轮602周向转动预定角度圆周阵列形成的夹持区域。两侧滑块501沿滑轨508直线运动时对中部的紧固组件容易发生撞击，从而导致夹持失败，过渡块601以“冂”字形连接在滑块501侧端，保证滑轨508与紧固组件工作互不干涉，有效实现紧固组件的顺利工作。转轮602通过与装置外部的电机7单独连接，与其他装置并联工作，从而在保证刹车片的稳定放置后，夹持区域沿刹车片内部通槽展开对其进行有效夹持工作，有效防止夹持区域对汽车内部周向对个方位的冲击力而导致从主工作件506上掉落。
26.所述夹持区域包括多个沿所述转轮602径向延伸预定距离的推杆603，以及沿所述推杆603端部预定距离转动连接，并以预定方向连接相邻所述推杆603的弹性件604。刹车片中部设置为通孔，夹持区域有中部通孔向其周向通孔延伸，推杆603作为推动弹性件604的主运动件，实现弹性件604沿推杆603内部的伸缩，从而有效减小整体结构尺寸，保证其沿刹车片中部的轴向运动，单独的弹性件604同时连接两个推动杆502，从而当推动杆502推动其以预定角度转动时，靠近弹性件604另一端的转动部位有效保证弹性件604与刹车片周向通孔的相对位置，从而有效提高夹持区域的夹持效率。弹性件604采用橡胶材质推杆603推动其沿刹车片周向通孔位移时，受通孔宽度以及直线度的限制，与刹车片周向通孔相适应，从而有效提高夹持区域的适用性。
27.通过上述技术方案，本发明具体的工作过程如下：将刹车片传输至升降机构5上方并且与光源1相对，在确定好需要检测的项目数据方向后，调节光源1投射到刹车片表面的
相对位置，夹持区域沿刹车片内部延伸实现夹持，齿轮转动带动推杆603转动并推动弹性件604由刹车片内部向外侧边缘延伸，弹性件604与其内部紧密贴合形成卡扣。同时真空泵505受刹车片的压缩，改变其内部容积变化并转变为整体装置运动的稳定状态显示仪，工人读取其数值为整体装置的振动位移量，升降机构5带动刹车片位移预定位置，电机7带动整体装置转动预定角度，视觉扫描装置2对刹车片进行拍摄，根据不同的数据检测，扫描拍摄分为两种情况，升降机构5带动刹车片位移至与视觉扫描装置2平齐，带动刹车片以预定转速旋转预定周圈数；位于刹车片两侧的视觉扫描装置2对刹车片拍摄并进行图像处理，对拍摄的图片与刹车片向对应的角度进行标记；对拍摄图片为平面矩形的图像进行边缘提取，并进行测量判断；拍摄边缘宽度进行测量，检测刹车片宽度方向的尺寸变化；对拍摄的上边缘进行放大，观察直与曲部位变化幅度，凸起部位则判定为毛刺未去除干净，进行返厂加工；升降机构5带动刹车片位移至与视觉扫描装置2交错，形成位置差；位于刹车片两侧的视觉扫描装置2对刹车片拍摄并进行图像处理，对拍摄的图片与刹车片向对应的角度进行标记；光源1于刹车片表面形成不同明暗程度，对拍摄图片为扇形的图像进行二值化处理，并进行判断；对于平滑表面其所形成的的亮度在进行二值化处理变为白色，凹凸不平的位置变为黑色，形成鲜明对比根据图片形成的色彩变化，进行判别，颜色为暗淡色则为平面区域，颜色为暗黑则为凹面区域；根据平面凹凸程度，与预定值进行对比，判定其平面度是否合格，以预定值作为凹凸曲线的中间线，形成上下公差域，从而在预定公差范围内则该平面度合格，否则不合格。
28.如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。