基于视觉检测的激光超声波清洗方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于视觉检测的激光超声波清洗方法及装置，属于汽车零件清洗技术领域，包括外壳、运动单元、超声波清洗单元、激光清洗单元和视觉检测单元；运动单元包括转盘和电机，转盘在电机的带动下能够沿着升降杆上下移动；超声波清洗单元能够对连杆进行超声波清洗；激光清洗单元能够对连杆进行激光清洗；视觉检测单元包括计算机、检测相机和光源，采用图像增强算法处理初始图像，提高图像的质量，解决因光照不足导致图像失真的问题；然后通过杂质定位确定杂质位置，边缘检测找出杂质图像边缘点，边缘提取将边缘点整合成形状尺寸，轮廓拟合确定杂质面积，利用质量转换公式得出杂质质量，从而判断清洗结果是否符合清洗标准。从而判断清洗结果是否符合清洗标准。从而判断清洗结果是否符合清洗标准。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉检测的激光超声波清洗方法及装置


[0001]本专利技术属于汽车零件清洗
，尤其涉及基于视觉检测的激光超声波清洗方法及装置。

技术介绍

[0002]连杆作为汽车发动机的重要零部件，工作过程中承受着很高的周期性载荷，其受力非常复杂，因此对连杆的生产加工要求很高。发动机连杆在进行一系列的机加工过程中，工件表面及缝隙处留有大量的残余金属碎屑、防锈油污垢及纤维颗粒。如果连杆清洗不达标，不仅容易划伤连杆精度要求极高的大小头孔内表面，还会阻碍连杆工作时的热量传递，严重影响连杆与发动机及曲轴装配后的工作性能。故出厂前须对连杆进行一系列的清洗，其清洁度作为连杆成品质量好坏的重要指标。
[0003]现有的连杆清洗设备，没有对衬套缝隙着重清洗，很难将衬套缝隙中的杂质清理干净，如今人们对清洁度的要求有了进一步的提高，对衬套缝隙中的杂质清洗要求也会更严格；很多企业采用手动清洗连杆衬套，耗费大量时间，效率不高，而且长期与清洗液接触对身体不好，危害工人健康。
[0004]激光清洗是目前较为成熟的一种清洗方式，具有高效、精确、环保的特点，在除锈、金属着色等领域已有应用。其原理是利用高能激光经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，照射在清洗件表面，聚焦激光在焦点附近通过热辐射和热传导产生的上千度高温，在清洗件表面产生振动、热膨胀、熔化和汽化等一系列复杂的物理化学变化来去除附着在清洗件表面的杂质。当前，随着高功率、高重复频率、窄脉冲宽度的激光器迅速发展，将高能激光引入清洗领域，使得高效、环保的激光清洗成为了发展方向。r/>[0005]超声波清洗技术是利用超声波在液体中的空化作用、加速作用及直进流作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。超声波由于频率高、波长短，因而传播的方向性好、穿透能力强，因此清洗速度快，清洗效果好。同时它节省溶剂、热能、工作场地和人工，也无须人手接触清洗液，绿色安全。
[0006]目前清洗设备难以实现对清洗结果的自动化检测，严重影响了清洗效率和清洗质量。检测结果多为抽检，用特定的化学试剂将连杆表面杂质清洗出来进行称重，这种检测方式偶然性比较大，难以实现准确的判断，而且用化学试剂浸过的连杆将无法继续使用。近年来机器视觉检测技术快速发展，该检测技术具有效率高、稳定性强、准确性高等众多优点，广泛应用于缺陷检测，位置识别和质量评价等领域。通过相机采集清洗表面图像，并利用图像处理技术获取清洗表面信息，相比于其他检测方法更加真实可靠，但是由于视觉检测单元的光照不均，导致采集图像质量偏低，所以视觉检测结果的准确度并不高。
[0007]中国专利技术专利CN114653672A公布了一种基于激光空化作用的发动机连杆循环清洗装置及方法，包括清洗槽、清洗液循环机构、激光激化机构、视觉检测机构以及计算机，所述激光激化单元设置于清洗槽上部，且所述激光激化单元向清洗槽的清洗液发出激光，通过激光空化气泡技术，将激光束施加于清洗液中，使清洗液中出现气泡，产生空化现象，通
过利用空化气泡在连杆衬套缝隙中破裂产生冲击力，使夹杂在衬套缝隙中的金属杂质产生松动，进而金属杂质脱落，达到清洗目的；并利用计算机结合视觉检测单元，对清洗液中激光空泡的运动形态以及破灭时与连杆的距离进行图像获取分析，实现对激光空化清洗连杆进行全过程监测，保证清洗质量和效率。该设计中的视觉检测单元只是对空化作用中的气泡进行监测，但它并不能对清洗后的连杆进行检测，无法完成对连杆清洗效果的检测。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供了基于视觉检测的激光超声波清洗方法及装置，本专利技术要解决的技术问题是如何准确检测连杆的清洗效果和提高对连杆的清洗质量。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术提供了基于视觉检测的激光超声波清洗装置，包括外壳、运动单元、超声波清洗单元、激光清洗单元和视觉检测单元；
[0010]运动单元包括转盘、升降杆和电机，电机连接在外壳的顶部，升降杆与电机的输出轴连接，升降杆设置在外壳的内部，转盘的中部与升降杆连接，转盘在电机的带动下能够沿着升降杆上下移动；
[0011]超声波清洗单元包括换能器，换能器与外壳的下部连接，超声波清洗单元能够对连杆进行超声波清洗；
[0012]激光清洗单元包括激光器，激光器与外壳的上部连接，激光清洗单元能够对连杆进行激光清洗；
[0013]视觉检测单元包括计算机、检测相机和光源，检测相机与外壳的内壁连接，检测相机的下端连接有光源，检测相机与计算机电连接，计算机能够接收检测相机传输的图像，视觉检测单元能够对连杆的清洗效果进行检测。
[0014]进一步的，运动单元还包括卡块，卡块的一端与升降杆连接，卡块的另一端与转盘连接。
[0015]进一步的，所述换能器的数量为四个，四个换能器对称设置在外壳的两侧。
[0016]进一步的，激光清洗单元还包括铰环，激光器通过铰环与外壳连接。
[0017]进一步的，外壳上开设有出入口，工作人员通过出入口进行连杆换面和更换连杆。
[0018]基于视觉检测的激光超声波连杆方法，包括如下步骤：
[0019]步骤S1：将连杆放置在运动单元上，进行超声波清洗；
[0020]步骤S2:运动单元上升到设定位置，连杆在激光器的作用下，进行激光清洗；
[0021]步骤S3:运动单元转动，经过激光清洗后的连杆旋转到检测相机的下方时，检测相机对清洗后的连杆进行图像采集，再将采集到的初始图像传输给计算机，计算机依次进行图像预处理、杂质定位、边缘处理和质量转换，最后输出检测结果。
[0022]进一步的，步骤S3中的图像预处理包括如下步骤：
[0023]步骤P1:首先将初始图像从RGB空间转换到HSV色彩空间中，将三个分量中的色调H、饱和度S和亮度V分开，针对亮度V进行处理；
[0024]步骤P2:提取光照分量I,生成二维伽马函数；
[0025]步骤P3:再利用二维伽马函数曲线对提取的光照分量I进行处理校正；
[0026]步骤P4:然后将校正后的光照分量I与初始图像中的色调H和饱和度S重新组合成
图像，再将重新合成的图像从HSV空间转换到RGB空间，从而实现了初始图像的增强处理。
[0027]进一步的，所述步骤P2采用多尺度MSR算法提取光照分量I。
[0028]进一步的，步骤S3中的杂质定位是基于高斯金字塔的NCC算法进行的。
[0029]进一步的，步骤S3中的边缘处理包括边缘检测、边缘提取和轮廓拟合；经过杂质定位后的图像进行边缘检测，找出图像中杂质的边缘点，然后进行边缘提取，确定图像中杂质的形状尺寸，最后进行轮廓模拟，确定图像中杂质的面积。
[0030]进一步的，边缘检测采用自适应Canny算法。
[0031]进一步的，边缘提取采用连通区域标记法。
[0032]进一步的，轮廓拟合采用最小二乘法，从而实现杂质区域的提取和杂质区域的占比面积的计算，实现在机大面积检测和质量评价。
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉检测的激光超声波清洗装置，其特征在于，包括外壳、运动单元、超声波清洗单元、激光清洗单元和视觉检测单元；运动单元包括转盘、升降杆和电机，电机连接在外壳的顶部，升降杆与电机的输出轴连接，升降杆设置在外壳的内部，转盘的中部与升降杆连接，转盘在电机的带动下能够沿着升降杆上下移动；超声波清洗单元包括换能器，换能器与外壳的下部连接，超声波清洗单元能够对连杆进行超声波清洗；激光清洗单元包括激光器，激光器与外壳的上部连接，激光清洗单元能够对连杆进行激光清洗；视觉检测单元包括计算机、检测相机和光源，检测相机与外壳的内壁连接，检测相机的下端连接有光源，检测相机与计算机电连接，计算机能够接收检测相机传输的图像，视觉检测单元能够对连杆的清洗效果进行检测。2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的激光超声波清洗装置，其特征在于，所述换能器的数量为四个，四个换能器对称设置在外壳的两侧。3.根据权利要求1所述的基于视觉检测的激光超声波清洗装置，其特征在于，激光清洗单元还包括铰环，激光器通过铰环与外壳连接。4.根据权利要求1所述的基于视觉检测的激光超声波清洗装置，其特征在于，运动单元还包括卡块，卡块的一端与升降杆连接，卡块的另一端与转盘连接。5.一种基于视觉检测的激光超声波清洗方法，用于权利要求1
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4任一项所述的基于视觉检测的激光超声波连杆清洗装置，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：将连杆放置在运动单元上，进行超声波清洗；步骤S2:运动单元上升到设定位置，连杆在激光器的作用下，进行激光清...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冠，陈国华，诸杰煜，苏泽彬，李通，陈梓煜，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：