CN115096820A - 汽车轮毂外观缺陷检测设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

汽车轮毂外观缺陷检测设备及检测方法

技术领域

本发明涉及检测设备领域，具体涉及汽车外观缺陷检测设备及检测方法。

背景技术

汽车轮毂是汽车行走系统的主要部件，目前市场是轮毂的主流材质是铝合金，铝合金轮毂的制造方法有三种，重力铸造、锻造、低压精密铸造，目前采用最多的是重力铸造，重力铸造法是利用重力把铝合金熔液浇注到模具内，成型后经车床处理打磨，即可完成生产，制造过程较简单，不需要精密的铸造工艺，成本低且生产效率高，但是容易出现砂眼、密度不均匀，表面光滑度不够等问题，同时，由于铝制品硬度较低，在加工过程中，容易出现磕碰和划痕等，所以轮毂在出厂前，都需要进行质检，以剔除不合格的轮毂，现有的轮毂质检主要由人工完成，工人对轮毂外观进行检查，挑选出不符合要求的轮毂，但是人工检测效率较低，同时对细小和轻微的磕碰等无法清晰观察，容易造成漏检。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车轮毂外观缺陷检测设备，以解决目前汽车轮毂外观之间效率低，容易造成漏检的问题，同时还提供一种汽车轮毂外观缺陷检测方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

汽车轮毂外观缺陷检测设备，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。

进一步优选，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。

进一步优选，所述轮毂卡接座两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紧爪连接，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。

进一步优选，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。

进一步优选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。

汽车轮毂外观缺陷检测方法，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。

进一步优选，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。

进一步优选，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γ_H和γ_L过渡；D0表示截止频率，μ、ν分别表示频谱图上的横纵坐标。

进一步优选，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。

进一步优选，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。

本发明的有益效果：

本发明的汽车轮毂外观缺陷检测设备，采用模块化设计，包括轮毂正面检测工位、轮毂背面检测工位和螺栓孔检测工位，能够快速对轮毂正面、背面和螺孔进行图像采集和检测。通过同步带对轮毂进行输送，能够在输送轮毂时对轮毂进行保护，同时也降低了轮毂输送时的噪声。通过轮毂对中单元，对轮毂进行准确对中，轮毂对中单元中设置的多个夹爪能够同步对轮毂进行对中和放开，实现轮毂的准确对中，便于进行轮毂表面的图像采集。通过协作机器人带动图像采集模块，协作机器人具有高度的自由度，采图定位更加方便，能够获取任意位置，任意角度的拍摄图片，重复定位精度高，通过算法可以实现自动变焦。通过夹爪机构和夹爪升降机构，能够将轮毂进行拉升，便于背面图像采集模块对轮毂的背面进行图像采集。

附图说明

图1是轮毂的结构示意图；

图2本发明汽车轮毂外观缺陷检测设备的结构示意图；

图3本发明中轮毂背面检测工位的结构示意图；

图4本发明中螺栓孔检测工位的结构示意图；

图5是发明中轮毂正面检测工位的结构示意图；

图6是本发明中轮毂定位机构的结构示意图；

图7是图6另一角度的结构示意图；

图8是本发明中轮毂旋转单元的结构示意图；

图9是图8另一角度的结构示意图。

图中各标记对应的名称：

1、机架，2、轮毂输送单元，21、底板，22、同步带，23、辊轴，24、辊轴驱动电机，3、轮毂正面检测工位，31、轮毂正面图像采集机构，311、第一协作机器人，312、正面图像采集模块，3121、相机，3122、环形光源，4、轮毂背面检测工位，41、轮毂背面图像采集机构，411、第一安装柱，412、背面图像采集模块，5、螺栓孔检测工位，51、螺栓孔图形采集机构，511、第二协作机器人，512、螺栓孔图像采集模块，6、轮毂定位机构，61、轮毂对中单元，611、支撑板，612、对中夹爪，613、第一导轨，614、驱动同步带，615、同步带电机，616、第一换向轮，617、第二换向轮，618、驱动轮，62、轮毂旋转单元，621、轮毂卡接座，622、旋转电机，623、转盘，63、支撑板升降装置，7、轮毂拉升机构，71、夹爪机构，711、夹爪安装板，712、夹爪气缸，713、抓取夹爪，72、夹爪升降机构，8、轮毂卡紧机构，81、卡紧爪，82、伸缩气缸，83、第二导轨，84、避让槽，9、轮毂侧面检测机构，91、第二安装柱，92、侧面图像采集模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的实施例1：

本实施例中的汽车轮毂外观缺陷检测设备，是通过三个连续的工位，通过相机采集轮毂正面、背面和螺栓孔的图像，根据采集到的图像分析判断轮毂表面是否存在缺陷，从而代替人工检测，提高检测效率和精确度。

本实施例中，如图1所示，定义轮毂的A面为正面，B面为背面，以便于后续的描述。

具体地，图2所示，汽车轮毂外观缺陷检测设备，包括轮毂传动机构，轮毂传动机构用于接驳其他工序传送过来的需要检测的轮毂，本实施例中，轮毂传送机构包括机架1和轮毂输送单元2，轮毂输送单元2间隔设置在机架1上，通过轮毂输送单元2将轮毂连续传送，在机架1上设置有轮毂正面检测工位3，用于检测轮毂的正面，轮毂背面检测工位4，用于检测轮毂的背面，螺栓孔检测工位5，用于检测轮毂的螺栓孔内的情况。本实施例中，在轮毂正面检测工位3、轮毂背面检测工位4和螺栓孔检测工位5下方均设有轮毂定位机构6，通过轮毂定位机构6将输送过来的轮毂进行精确定位，便于进行图像采集。在轮毂正面检测工位3上方设有轮毂正面图像采集机构31，螺栓孔检测工位5上方设有螺栓孔图形采集机构51，在轮毂背面检测工位4上设有轮毂拉升机构7和轮毂背面图像采集机构41。

通过以上设置，轮毂经轮毂输送单元2的传动，能够依次进行轮毂正面的图像采集、轮毂背面的图像采集和螺栓孔的图像采集，图像采集后，经过利用深度神经网络算法对采集到的图像进行分析，从而判断轮毂表面是否有缺陷。

本实施例中，如图5所示，轮毂输送单元2包括底板21、同步带22和辊轴23，底板21设置在机架1上，起到支撑辊轴23的作用，辊轴23安装在底板21的两端，本实施例中，底板21设置有两个，两个底板21平行间隔设置，同步带22绕设在底板21两端的辊轴上，辊轴连接有辊轴驱动电机24，通过辊轴驱动电机24驱动辊轴23转动，进而使得同步带22移动，轮毂放置在同步带22上，随同步带22的移动而移动。

采用同步带22输送轮毂，能够有效避免检测设备对轮毂的意外损伤，同时减小设备噪声。

如图6－图9所示，轮毂定位机构6包括轮毂对中单元61和轮毂旋转单元62，轮毂对中单元61用于将轮毂精确调整到位，轮毂旋转单元62用于驱动轮毂转动以便于图像采集，本实施例中，轮毂对中单元61包括支撑板611、对中夹爪612和夹爪驱动装置，支撑板611设置在底板21下方，对中夹爪612滑动安装在支撑板611上，本实施例中，对中夹爪612设有四个，各对中夹爪612以支撑板611中心为圆心圆周阵列设置，夹爪驱动装置用于驱动各对中夹爪612同时伸缩，以夹紧和松开轮毂，在支撑板611下方设有支撑板升降装置63，用于驱动支撑板611升降。

实际使用时，当轮毂经同步带22输送至轮毂正面检测工位3时，支撑板611升降装置驱动支撑板611上升，然后夹爪驱动装置驱动四个对中夹爪612同时移动，将轮毂夹住，调整轮毂的位置，便于后续的图像采集。

如图8所示，轮毂旋转单元62包括轮毂卡接座621、旋转电机622和转盘623，轮毂卡接座621设置在两个底板21之间，下端与转盘623连接，上端用于承接轮毂，旋转电机622安装在支撑板611上，并与转盘623传动连接，通过旋转电机622带动轮毂卡接旋转，便于调整轮毂的位置。

本实施例中，旋转电机622采用伺服电机，并带有编码器。

如图5所示，轮毂正面图像采集机构31包括协作机器人和正面图像采集模块312，协作机器人记为第一协作机器人311，第一协作机器人311设置在机架1上，位于轮毂卡接座621上方，正面图像采集模块312安装在第一协作机器人311上，第一协作机器人311用于驱动正面图像采集模块312移动以采集轮毂正面的图像。

本实施例中，正面图像采集模块312包括相机3121和环形光源3122，环形光源3122设置在相机3121前端，同时相机3121采用黑白相机。

如图3所示，螺栓孔图像采集机构包括协作机器人和螺栓孔图像采集模块512，协作机器人记为第二协作机器人511，第二协作机器人511设置在机架1上，位于轮毂卡接座621上方，螺栓孔图像采集模块512安装在第二协作机器人511上，第二协作机器人511能够驱动螺栓孔图像采集模块512移动以采集螺栓孔内的图像。

本实施例中，螺栓孔图像采集模块512采用微型针孔图像采集系统，可深入螺栓孔内采集螺栓孔壁的图像。

如图3所示，轮毂拉升机构7包括夹爪机构71和夹爪升降机构72，夹爪升降机构72设置在机架1上端，夹爪机构71设置在夹爪升降机构72下端，夹爪升降机构72能够驱动夹爪机构71升降，夹爪机构71能够抓取和放下轮毂。

轮毂背面图像采集机构41包括第一安装柱411和背面图像采集模块412，第一安装柱411设在机架1上，位于底板21一侧，背面图像采集模块412滑动安装在第一安装柱411上。

本实施例中，背面图像采集模块412采用超广角视觉采集系统，单次可获取轮毂背面所有图像信息，在进行轮毂背面图像采集时，预先调整好背面图像采集模块412的位置，当通过夹爪机构71夹取轮毂上升后，背面图像采集模块412即可获取到轮毂背面的图像信息。

本实施例中，图7所示，在支撑板611上设有与各对中夹爪612对应的导轨，记为第一导轨613，各对中夹爪612通过第一导轨613滑动安装在支撑板611上，夹爪驱动装置包括驱动同步带614和同步带电机615，在底板21上转动设置有第一换向轮616和第二换向轮617，各对中夹爪612一侧设有两个第一换向轮616，在支撑板611的中间位置设有四个第二换向轮617，同步带依次绕过所有的第一换向轮616和第二换向轮617后，形成十字形闭环，同时，对中夹爪612与驱动同步带614固定连接，当驱动同步带614移动时，能够带动夹爪沿第一导轨613滑动，同时能够带动四个对中夹爪612沿同一方向移动，以夹紧或者松开轮毂。同步带电机615安装在支撑板611上，同步带电机615的输出轴上设有驱动轮618，驱动轮与其中一个第二换向轮617传动连接，同步带电机615的转动为驱动同步带614的移动提供动力。

本实施例中，为确保轮毂旋转时的稳定，在轮毂卡接座621的两侧均设有轮毂卡紧机构8，用于在四个对中夹爪612将轮毂对中后对轮毂进行卡紧，

如图9所示，轮毂卡紧机构8包括卡紧爪81和伸缩气缸82，卡紧爪81滑动安装在轮毂卡接座621上，伸缩气缸82与卡接爪连接，伸缩气缸82能够驱动卡紧爪81卡紧或者远离位于轮毂卡接座621上的轮毂。

具体地，轮毂卡接座621下侧面设有导轨，记为第二导轨83，第二导轨83上滑动安装有滑块，卡紧爪81与滑块连接，轮毂卡接座621上设有供卡接爪移动的避让槽84，当四个对中夹爪612将轮毂调整到位后，伸缩气缸82启动，两个卡紧爪81相对移动，将轮毂卡接固定，避免轮毂在转动时产生位移有影响图像采集。

本实施例中，夹爪机构71包括夹爪安装板711和夹爪气缸712，夹爪气缸712设有三个，各夹爪气缸712周向设置在夹爪安装板711上，夹爪气缸712的活塞杆上连接有抓取夹爪713，夹爪气缸712能够驱动夹爪气缸712夹紧和放开轮毂，夹爪升降机构72包括升降气缸，升降气缸上端固定在机架1顶部，下端与夹爪安装板711连接，能够驱动加装安装板升降。

本实施例中，在轮毂正面检测工位3上还设有轮毂侧面检测机构9，轮毂侧面检测机构9包括第二安装柱91和侧面图像采集模块92，第二安装柱91安装在机架1上，位于底板21一侧，侧面图像采集模块92滑动安装在第二安装柱91上。

本实施例中，侧面图像采集模块92采用与正面图像采集模块312相同的结构，在轮毂转动时，对轮毂的侧面进行图像采集。

使用本发明进行汽车轮毂外观缺陷检测时，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。

在步骤1)中进行轮毂表面图像采集时，通过协作机器人驱动相机到达对应拍摄点采集轮毂表面图像，在协作机器人带动相机到预设拍照位姿时，轮毂卡接座经旋转电机驱动进行旋转，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，同时，相机采用黑白相机，在机架的外围设有挡板，使得机架内形成封闭的空间，形成了拍照室，拍照室的顶部和两个侧面均设有可调节亮度的面光源，用于在拍照室内形成均匀的打光环境。

本实施例中，针对现有人工质检的效率和准确率低下等问题，利用深度神经网络强大的学习表征能力来作为轮毂表面缺陷检测的预测模型，针对小的、特征较为固定的缺陷效果良好，鲁棒性强，降低轮毂缺陷检测误差，提升检测准确度，且对环境光照要求宽松。

针对大的、特征随机性较强且出现概率较小的缺陷，由于特征随机性大、样本量小的原因，深度神经网络无法在较短时间内训练优化到可用程度，利用大缺陷在图像中的先验特征，通过传统算法对缺陷进行检测、分类、以弥补深度学习方法的不足。

本实施例中，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。

同时，在步骤2)中，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γ_H和γ_L过渡；D0表示截止频率，μ、ν分别表示频谱图上的横纵坐标。

本实施例中，由于轮毂表面的沙眼、划痕等缺陷区域较小，若采用传统的拍摄方式，获取整个轮毂的表面图像，其成像效果无法展示出沙眼、划痕等缺陷的细节特征。同时针对轮毂具备的圆形对称的特点，本实施例采用多姿态多次拍照的方式，每个姿态对应于不同的目标区域，将整个轮毂分块处理，通过将轮毂旋转一周完整地拍摄到整个轮毂目标区域，在相同的图像分辨率下，增大缺陷区域在整张图像的占比。为了保证拍摄一致性，通过四个对中夹爪对轮毂进行对中，确保轮毂重复定心精度符合算法要求。

工作原理：

轮毂经同步带22先传送至轮毂正面检测工位3，传送到位后，支撑板升降装置63驱动支撑板611上升，然后同步带电机615动作，与四个对中夹爪612连接的驱动同步带614开始移动，驱动对中夹爪612共同移动，将轮毂进行对中，轮毂对中后，四个对中夹爪612退回，伸缩气缸82驱动卡紧爪81移动，将轮毂夹紧，随后，第一协作机器人311带动正面图像采集模块312运动至预设位置，随后旋转电机622驱动轮毂卡接座621转动，进而驱动轮毂转动，在轮毂转动过程中，正面图像采集模块312采集轮毂正面图像，同时，侧面图像采集模块92采集轮毂侧面图像，将图片送到上位机，上位机对轮毂图片进行分析，将分析后的结果传输给控制系统，控制系统根据程序设定的标准，将轮毂进行判断是否合格，如果合格则轮毂流转到下一工位，如果不合格则将轮毂推出到返工输送线。

正面检测合格的轮毂被传送至轮毂背面检测工位4，传动到位后，升降气缸驱动夹爪安装板711下移，下移到位后，夹爪气缸712驱动抓取夹爪713夹取轮毂，将轮毂提成一定高度，设置在第一安装柱411上的背面图像采集模块412对轮毂背面进行拍照，获取到轮毂背面的图像信息，进而判断轮毂背面是否合格。

然后轮毂继续被传送至螺栓孔检测工位5上，通过第二协作机器人511驱动螺栓孔图像采集模块512，对螺栓孔内的图像进行采集，进而判断轮毂背面是否合格。

本发明结构合理，采用模块化设计，能够实现轮毂表面缺陷的快速准确检测。

在其他实施例中，对中夹爪612设置有两个。

在其他实施例中，对中夹爪612设有三个。

在其他实施例中，对中夹爪612设置有四个以上。

Claims (10)

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γ_H和γ_L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。

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