(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210812582.8 (22)申请日 2022.07.11 (71)申请人 郑州图铭智能科技有限公司 地址 450000 河南省郑州市郑东 新区中道 东路6号智慧岛大厦4层C -4-024-1 (72)发明人 轩波　 (74)专利代理 机构 郑州汇诚众远专利代理事务 所(普通合伙) 4121 1 专利代理师 栗星 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/88(2006.01) G01N 21/95(2006.01) (54)发明名称 汽车轮毂外观缺陷检测设备及检测方法 (57)摘要 本发明涉及一种汽车轮毂外观缺陷检测设 备及检测方法， 设备包括轮毂传送机构， 轮毂传 送机构包括机架和轮毂输送单元， 轮毂输送单元 间隔设置在机架上， 轮毂输送单元包括底板、 同 步带和辊轴， 辊轴转动安装在底板的两端， 同步 带绕设在底板两端的辊轴上， 辊轴连接有辊轴驱 动电机， 机架上设置有轮毂正面检测工位、 轮毂 背面检测工位和螺栓孔检测工位， 轮毂正面检测 工位、 轮毂背面检测工位和螺栓孔检测工位下方 设置有轮毂定位机构， 轮毂正面检测工位上方设 有轮毂正面图像采集机构， 螺栓孔检测工位上方 设有螺栓孔图像采集机构， 轮毂背面检测工位设 有轮毂拉升机构和轮毂背面图像采集机构。 本发 明采用模块化设计， 能够实现轮毂表 面缺陷的快 速准确检测。 权利要求书2页 说明书7页 附图9页 CN 115096820 A 2022.09.23 CN 115096820 A 1.汽车轮毂外观缺陷检测设备， 其特征在于： 包括轮毂传送机构， 所述轮毂传送机构包 括机架和轮毂输送单元， 所述轮毂输送单元间隔设置在所述机架上， 所述轮毂输送单元包 括底板、 同步带和辊轴， 所述底板设置在所述机架上， 所述辊轴转动安装在所述底板的两 端， 所述同步带绕设在所述底板两端的所述辊轴上， 用于转运轮毂， 所述辊轴连接有辊轴驱 动电机； 所述机架上设置有轮毂正面检测工位、 轮毂背面检测工位和螺栓孔检测工位， 所述 轮毂正面检测工位、 轮毂背面检测工位和螺栓孔检测工位下方均设置有轮毂定位机构， 所 述轮毂正面检测工位上方设有轮毂正面图像采集机构， 所述螺栓孔检测工位上方设有螺栓 孔图像采集机构， 所述轮毂背面检测工位设有轮毂拉升 机构和轮毂背面图像采集机构； 所述轮毂定位机构包括轮毂对中单元和轮毂旋转单元， 所述轮毂对中单元包括支撑 板、 对中夹爪和夹爪驱动装置， 所述支撑板 设置在所述底板下方， 所述对中夹爪滑动安装在 所述支撑板上， 其中， 所述对中夹爪设有多个， 各所述对中夹爪以所述支撑板中心 为圆心圆 周阵列设置在所述支撑板上， 所述夹爪驱动装置用于驱动各所述对中夹爪同时伸缩， 以夹 紧和松开轮毂； 所述支撑板下方设有支撑板升降装置， 用于驱动所述支撑板升降； 所述轮毂 旋转单元包括轮毂卡接座、 旋转电机和转盘， 所述轮毂卡接座设置在两个所述底板之 间， 下 端与所述 转盘连接， 所述旋转电机安装在所述支撑 板上， 并与所述 转盘传动连接； 所述轮毂正面图像采集机构包括第 一协作机器人和正面图像采集模块， 所述第 一协作 机器人设置在所述机架上， 位于所述轮毂卡接座上方， 所述正面图像采集模块安装在所述 第一协作机器人上， 所述第一协作机器人用于驱动所述正面图像采集模块移动以采集轮毂 正面的图像； 所述螺栓孔图像采集机构包括第 二协作机器人和螺栓孔图像采集模块， 所述第 二协作 机器人设置在所述机架上， 位于所述轮毂卡接座上方， 所述螺栓孔图像采集模块安装在所 述第二协作机器人上， 所述第二协作机器人用于驱动所述螺栓孔图像采集模块移动以采集 螺栓孔的图像； 所述轮毂拉升机构包括夹爪机构和夹爪升降机构， 所述夹爪升降机构设置在所述机架 上端， 所述夹爪机构设在所述夹爪升降机构下端， 所述夹爪升降机构用于驱动所述夹爪机 构升降， 所述夹爪机构用于抓取和放下轮毂； 所述轮毂背面图像采集机构包括第 一安装柱和背面图像采集模块， 所述第 一安装柱设 置在所述机架上， 位于所述底板一侧， 所述背面图像采集模块滑动安装在所述第一安装柱 上。 2.根据权利要求1所述的汽车轮毂外观缺陷检测设备， 其特征在于： 所述对中夹爪设有 四个， 在所述支撑板上设有与各所述对中夹爪对应的第一导轨， 各所述对中夹爪通过第一 导轨滑动安装在所述支撑板上， 所述夹爪驱动装置包括驱动同步带和同步带电机， 在所述 底板上转动设有第一换向轮和第二换向轮， 各所述对中夹爪一侧设有两个第一换向轮， 在 支撑板中间位置设有四个第二换向轮， 同步带依次绕过所述第一换向轮和所述第二换向轮 形成十字形闭环， 各所述夹爪与所述驱动同步带固定连接， 所述驱动同步带 的移动用于驱 动各所述对中夹爪沿所述第一导轨方向同时同向移动， 以夹紧或者松开轮毂； 所述同步带 电机安装在所述支撑板上， 所述同步带电机的输出轴 上设有驱动轮， 所述驱动轮与其中一 个所述第二换向轮传动连接， 所述同步带电机的转动用于驱动所述同步带移动。 3.根据权利要求1所述的汽车轮毂外观缺陷检测设备， 其特征在于： 所述轮毂卡接座两权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115096820 A 2侧均设有轮毂卡紧机构， 所述轮毂卡紧机构包括卡紧爪和伸缩气缸， 所述卡紧爪滑动安装 在所述卡接座上， 所述伸缩气缸与所述卡接爪连接， 用于驱动所述卡紧爪卡紧或者远离位 于所述轮毂卡接座上的轮毂。 4.根据权利要求3所述的汽车轮毂外观缺陷检测设备， 其特征在于： 所述轮毂卡接座下 侧面设有第二导轨， 所述第二导轨上滑动安装有滑块， 所述卡紧爪与所述滑块连接， 所述轮 毂卡接座上设有用于供 所述卡接爪移动的避让槽 。 5.根据权利要求1所述的汽车轮毂外观缺陷检测设备， 其特征在于： 所述夹爪机构包括 夹爪安装板和夹爪气缸， 所述夹爪气缸设有三个， 各所述夹爪气缸周向设置在所述夹爪安 装板上， 所述夹爪气缸 的活塞杆上连接有抓取夹爪， 所述夹爪气缸用于驱动所述抓取夹爪 夹紧或者放开轮毂； 所述夹爪升降机构包括升降气缸， 所述升降气缸上端固定在所述机架 顶部， 下端与所述夹爪安装板连接， 用于驱动所述夹爪安装板 升降。 6.使用如权利要求1所述的汽车轮毂外观缺陷检测设备的汽车轮毂外观缺陷检测方 法， 其特征在于： 包括以下步骤， 1)通过图像采集模块分块拍摄采集轮毂表面图像； 2)利用滤波器对轮毂表面图像数据进行 预处理， 获取滤波后的图片； 3)利用已训练优化的表面缺陷检测模型对图像 中的小的、 特征相对固定的缺陷进行识 别和分类； 利用具备先验知识的图像检测算法对图像中的大 的、 特征随机性较高且出现几 率较小的缺陷进行识别和分类。 7.根据权利要求6所述的汽车轮毂外观缺陷检测方法， 其特征在于： 在步骤1)中， 所述 图像采集模块包括相 机， 通过协作机器人固定相机， 带动相 机到对应拍摄点采集轮毂表面 图像， 在协作机器人带动相机运动到预设拍照位姿时， 轮毂卡接座开始旋转一周， 旋转过程 中通过编码器触发相 机拍照， 每个位姿可以完整拍摄到整个轮毂 的目标区域； 所述相 机为 黑白相机 。 8.根据权利要求6所述的汽车轮毂外观缺陷检测方法， 其特征在于： 在步骤2)中， 采用 空间域均值滤波以降低图像中的噪声， 以进行空间域增强， 滤波器表示 为： 其中a,b为滤波 核纵坐标和横坐标 上下界； 采用用于频率域抑制低频信 息的高通滤波器进行频率域增强， 预处理过程采用的滤波 器表示为： 其中， 常数c被引入用来控制滤波器函数斜面的锐化， 它 在γH和γL过渡； D0表示截止频 率， μ、 ν 分别表示频谱图上的横纵坐标。 9.根据权利要求8所述的汽车轮毂外观缺陷检测方法， 其特征在于： 所述图像采集模块 还包括环形光源， 所述环形光源设置在所述相机前端。 10.根据权利要求9所述的汽车轮毂外观缺陷检测方法， 其特征在于： 所述机架外围设 有挡板， 使 得机架内形成拍照室， 所述拍照室的顶部和两个侧面均设有 可调亮度面光源， 用 于在拍照室内形成均匀的打光环境。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115096820 A 3