Способ контроля и коррекции ориентации деталей и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области машиностроения, в частности к контролю и коррекции ориентации малоразмерных деталей, имеющих форму прутка с плющением на одном конце, при их обработке. При перемещении освещаемой детали по наклонной плоскости транспортного лотка осуществляют ее видеосъемку. Изображение детали передают на компьютер и обрабатывают. Обработка включает сегментацию, параметризацию бинарного изображения, обнаружение детали и построение тестовых прямоугольников на концах выделенного сегмента изображения. На основе анализа тестовых прямоугольников принимают решение об ориентации детали. Устройство для реализации способа содержит наклонный транспортный лоток, видеокамеру, источник света, компьютер, исполнительный механизм, управляемую заслонку и поворотное устройство. Выход видеокамеры соединен со входом компьютера, подключенного к входу исполнительного механизма, который соединен с управляемой заслонкой, а лоток имеет ответвление на поворотное устройство. Обеспечивается формирование потока одинаково ориентированных деталей из потока, включающего как правильно ориентированные, так и неправильно ориентированные детали. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к автоматизации производства и может быть использовано для ориентации деталей, имеющих форму прутка с плющением на одном конце, в частности, при упаковке контакт-деталей герконов в контейнеры для термической обработки, а также при сборке герконов.

Известен способ [1] ориентации деталей в виде плоской пластины, имеющей форму равнобедренной трапеции, согласно которому детали транспортируют с помощью вращающегося наклонного диска. При транспортировании правильно ориентированная деталь под действием собственного веса попадает в отводящий лоток. Неправильно ориентированные детали опрокидываются и поступают в отводящий лоток в правильно ориентированном положении.

Однако этот способ ориентирован на детали в виде плоской пластины, имеющей форму равнобедренной трапеции и не может быть использован для малоразмерных деталей типа контакт-деталей герконов, имеющих форму прутка с плющением на одном из концов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ [2] ориентирования осесимметричных деталей типа колпачков крышек и пробок с глухим отверстием на одном из торцов, включающем перемещение детали по лотку и воздействие на нее струи сжатого воздуха. Согласно изобретению детали перемещают по наклонному лотку и осуществляют воздействие на них направленной под углом к стенке лотка струей с возможностью сбрасывания в вырез на дне лотка неверно ориентированных деталей -торцом с глухим отверстием к этой струе, а струей с противоположной стороны лотка и направленной под углом по направлению движения деталей - с возможностью продолжения движения по каналу верно ориентированных деталей - торцом с глухим отверстием к этой струе. Реализующее этот способ устройство содержит сопла для подачи воздуха, лоток для перемещения детали, снабжено дополнительным соплом. Лоток расположен наклонно с возможностью перемещения по нему деталей под действием силы тяжести и выполнен с вырезом в нижней части. Сопла установлены на стенках лотка, при этом одно из них установлено под углом к стенке лотка с возможностью обеспечения сбрасывания струей воздуха в вырез деталей, неверно ориентированных - по отношению к данному соплу глухим торцом, а второе сопло установлено с противоположной стороны под углом к стенке лотка по направлению движения с возможностью обеспечения продолжения движения верно ориентированных деталей.

Однако этот способ и реализующее его устройство ориентированы на осесимметричные детали типа колпачков крышек и пробок с глухим отверстием на одном из торцов и не может быть использован для деталей, не обладающих такими признаками, в частности, для малоразмерных контакт-деталей герконов, имеющих форму прутка с плющением на одном из концов.

Техническим результатом, достигаемым в результате применения предлагаемого изобретения, является формирования потока одинаково ориентированных деталей из потока, включающего как правильно ориентированные, так и неправильно ориентированные (развернутые на 180°) детали (фиг.1).

Технический результат достигается тем, что по предлагаемому способу контроля и коррекции ориентации деталей, включающему последовательную подачу деталей на наклонную плоскость транспортного лотка, выполняют видеосъемку очередной перемещающейся по наклонной плоскости детали и передачу изображения на компьютер для обработки, включающей в себя сегментацию, параметризацию бинарного изображения, обнаружение детали и построение тестовых прямоугольников на концах выделенного сегмента изображения, принятие решения об ориентации детали на основе анализа тестовых прямоугольников по правилу: если в первый по ходу перемещения детали тестовый прямоугольник попало больше точек, чем во второй, расположенный на другом конце изображения, то деталь ориентирована плющением вперед, иначе деталь ориентирована плющением назад, и разворот детали в случае ее неправильного положения.

Возможность применения разнообразных алгоритмов видеообработки, учитывающих особенности получаемых с видеокамеры изображений обеспечивает высокую надежность принимаемых решений и требуемое качество контроля и ориентирования деталей.

Сущность изобретения поясняется следующими чертежами.

На Фиг.1 показаны правильно ориентированные (а) и неправильно ориентированные (б) контакт-детали.

На Фиг.2 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ контроля и коррекции ориентации деталей.

Фиг.3 представляет поворотное устройство для разворота неверно ориентированных деталей.

Устройство, реализующее предлагаемый способ контроля и коррекции ориентации деталей включает в себя транспортный лоток 1 для перемещения деталей 8, источник света 2, видеокамеру 3, компьютер 4, исполнительный механизм 5, управляемую заслонку 6, поворотное устройство 7. Выход видеокамеры 3 соединен со входом компьютера 4, подключенного своим выходом ко входу исполнительного механизма 5, выход которого соединен с управляемой заслонкой 6, расположенной на транспортном лотке 1, который имеет ответвление на поворотное устройство 7, соединенное своим выходом с конечной частью транспортного лотка 1. Контролируемые детали 8 освещаются источником света 2 в поле зрения видеокамеры 3.

Работа устройства протекает следующим образом.

Контролируемые детали 8 последовательно подаются на освещаемую от источника света 2 наклонную плоскость лотка 1, по которому скользят вниз в поле зрения видеокамеры 3. Получаемое видеокамерой изображение обрабатывается с помощью компьютера 4. Обработка включает в себя сегментацию, параметризацию бинарного изображения, обнаружение детали и построение тестовых прямоугольников на концах выделенного сегмента изображения, принятие решения об ориентации детали на основе анализа тестовых прямоугольников по правилу: если в первый по ходу перемещения детали тестовый прямоугольник попало больше точек изображения детали, чем во второй, расположенный на другом конце изображения, то деталь ориентирована плющением вперед, иначе деталь ориентирована плющением назад. В случае правильного положения деталь поступает через открытую заслонку 6 по лотку 1 на выход устройства. В противном случае компьютер 4 формирует сигнал, по которому исполнительный механизм 5, в качестве которого может быть использовано тяговое электромеханическое реле, переводит заслонку 6 в положение, перекрывающее лоток 1, направляя деталь через отводящую часть лотка на поворотное устройство 7, переворачивающее деталь на 180° по отношению к направлению ее движения. С выхода поворотного устройства 7 деталь поступает в нижнюю часть лотка 1 и далее на выход устройства.

Поворотное устройство 7, представленное на фиг.3, работает следующим образом.

Обратно-ориентированная по отношению к направлению движения деталь 8 разгоняется под действием своего веса через вертикальную часть 9 трубчатого лотка и попадает в его криволинейную часть 10, обеспечивающую изменение положения детали в пространстве. Из криволинейной части 10 лотка деталь в измененном положении попадает в наклонную часть 11 трубчатого лотка и скользит по нему под действием собственного веса в измененном на обратное по отношению к направлению движения положении.

Предлагаемый способ и устройство для его реализации, по сравнению с прототипом, обеспечивает:

- эффективный контроль положения малоразмерных деталей, имеющих форму прутка с плющением на одном конце, что обеспечивается за счет эффективного видео-контроля положения деталей с помощью технического зрения,

- надежную коррекцию положения контролируемой детали, обеспечиваемую с помощью простого в реализации поворотного устройства.

1. Способ формирования потока одинаково ориентированных деталей в форме сплющенных на одном из концов осесимметричных прутков, включающий последовательное перемещение деталей по наклонной плоскости транспортного лотка, контроль ориентации деталей и ее коррекцию, отличающийся тем, что с помощью видеокамеры осуществляют видеосъемку перемещающейся по лотку освещаемой детали, а контроль ориентации детали осуществляют путем передачи ее изображения на компьютер, обработки изображения, включающей сегментацию, параметризацию бинарного изображения и построение тестовых прямоугольников на концах выделенного сегмента изображения, при этом при большем числе точек изображения в первом по ходу перемещения детали тестовом прямоугольнике, чем во втором тестовом прямоугольнике, расположенном на другом конце изображения, делают вывод, что деталь ориентирована сплющенной частью вперед, а при меньшем числе точек изображения в первом по ходу перемещения деталей тестовом прямоугольнике, чем во втором тестовом прямоугольнике, делают вывод, что деталь ориентирована сплющенной частью назад, а коррекцию ориентации осуществляют путем разворота детали на 180°.

2. Устройство для формирования потока одинаково ориентированных деталей в форме сплющенных на одном из концов осесимметричных прутков, содержащее транспортный лоток с наклонной плоскостью, средства контроля ориентации деталей и средства ее коррекции, отличающееся тем, что оно снабжено компьютером, средства контроля выполнены в виде видеокамеры, снабженной источником света для освещения участка лотка, находящегося в поле зрения видеокамеры, а средства коррекции ориентации деталей выполнены в виде поворотного устройства и управляемой заслонки с исполнительным механизмом, расположенной на транспортном лотке, имеющем ответвление на поворотное устройство, соединенное своим выходом с конечной частью транспортного лотка, при этом выход видеокамеры соединен со входом компьютера, подключенного своим выходом ко входу исполнительного механизма, выход которого соединен с управляемой заслонкой.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поворотное устройство выполнено в виде трубчатого лотка, состоящего из вертикальной, криволинейной и наклонной частей, причем вертикальная часть соединена с криволинейной частью, которая соединена с наклонной частью, обеспечивающей обратное направление движения детали.