CN102680471A - 一种基于输送链条的机器视觉检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于输送链条的机器视觉检测装置，该机器视觉检测装置，包含链条、线扫描相机、光电对管、伺服电机和编码器，光电对管分别安装在链条的上方和下方相对应的位置，编码器安装在伺服电机的轴上，光电对管在链条的传动过程中产生方波信号，方波信号用于驱动伺服电机转动，伺服电机通过转动带动编码器产生信号，编码器产生的信号用于驱动线扫描相机对被检测产品采集图像。本发明相对于现有技术，链条在传动过程中使光电对管产生方波信号，利用该方波信号触动伺服电机转动，同时利用伺服电机转动使编码器产生触发信号触发线扫描相机采集图像，可以使线扫描相机采集图像的速度和印刷机的速度相匹配。

Description

一种基于输送链条的机器视觉检测装置及方法

技术领域

本发明涉及机器视觉检测领域，特别是涉及一种基于输送链条的机器视觉检测装置及方法。

背景技术

目前在印刷机上安装在线检测设备对印刷品进行在线检测，印刷品由叼牙叼住，待检测的印刷品在叼牙上跟随链条移动，线扫描相机安装在印刷机上对待检测印刷品进行拍照检测。为了使线扫描相机拍摄的速度和印刷机的机速相匹配，需要产生和印刷机速度匹配的触发脉冲信号。一般是采用安装在辊筒上的编码器产生的脉冲触发信号来触发线扫描相机采集图像，而在用叼牙叼住待检测产品的印刷机上，检测点一般会距离主动辊筒比较远，另外加上链条间隙等多种因素的影响，导致主动滚筒的速度和检测点处链条的速度有一定的差异，也就是说主动辊筒不能如实反应检测点的速度。因此，在驱动链条运动的主动辊筒上安装的编码器也不能如实反应检测点的速度，从而导致线扫描相机采集图像的速度和印刷机的速度不匹配的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种产生的脉冲触发信号能使线扫描相机采集图像的速度和印刷机的速度相匹配的基于输送链条的机器视觉检测装置和方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于输送链条的机器视觉检测装置的实施例。

该基于输送链条的机器视觉检测装置，包含输送被检测产品的链条，对被检测产品采集图像的线扫描相机，该机器视觉检测装置还包含光电对管、伺服电机和编码器，光电对管包含红外线发射管和红外线接收管两部分，分别安装在链条的上方和下方相对应的位置，编码器安装在伺服电机的轴上，光电对管在链条的传动过程中产生方波信号，方波信号用于驱动伺服电机转动，伺服电机通过转动带动编码器产生信号，编码器产生的信号用于驱动线扫描相机对被检测产品采集图像，伺服电机的参数为在一个方波信号周期内转动α弧度，

其中λ为线扫描相机采集图像的分辨率，p为链条的节距，K为编码器的分辨率。

进一步地，链条上安装有叼牙，通过叼牙输送被检测产品。

更进一步地，链条包含销轴和销轴之间上下的中空，链条的销轴对光电对管进行遮挡，使光电对管的两部分不能连通，链条的销轴之间上下的中空使光电对管的两部分连通。

更进一步地，机器视觉检测装置还包含吹风结构和吸风板，吹风结构设置于链条的上方，吸风板设置于靠近链条的下方，吹风结构将被检测产品吹至吸风板附近，吸风板将被检测产品吸住展平。吸风板包含一吸风口，通过吸风口吸住被检测产品，另外，吸风板靠近链条的一侧为弧形。

本发明还提供了一种基于输送链条的机器视觉检测方法的实施例。该机器视觉检测方法包含如下步骤：

(1)在链条的上方和下方相对应的位置安装光电对管；

(2)通过链条的传动带动被检测产品的输送；

(3)链条在传动过程中通过对光电对管的遮挡和连通使光电对管产生方波信号；

(4)方波信号驱动伺服电机转动，调整伺服电机控制器的参数，使伺服电机在一个方波信号周期内转动α弧度，

其中λ为线扫描相机采集图像的分辨率，p为链条的节距，K为编码器的分辨率；

(5)在伺服电机的轴上安装编码器；

(6)伺服电机通过转动带动编码器产生信号；

(7)编码器产生的信号驱动线扫描相机对被检测产品采集图像。

进一步地，伺服电机的参数由如下步骤确定：

(1)确定线扫描相机采集图像的分辨率λ；

(2)根据链条的节距p，计算一个方波信号驱动伺服电机转动使编码器产生的脉冲信号n，

(3)根据编码器的分辨率K，确定一个方波信号需要驱动伺服电机转动的角度α，

本发明相对于现有技术，在链条的上方和下方相对应位置安装光电对管，配合在伺服电机上安装的编码器，链条在传动过程中使光电对管产生方波信号，利用该方波信号触动伺服电机转动，同时利用伺服电机转动使编码器产生触发信号触发线扫描相机采集图像，因为在线扫描相机拍摄点处的链条的移动速度可近似为产品的移动速度，且链条距离拍摄点越近，链条间隙的影响越小。因此可以使线扫描相机采集图像的速度和印刷机的速度相匹配。

附图说明

图1是一种基于输送链条的机器视觉检测装置的实施例的结构示意图。

图2是光电对管安装在链条的上方和下方相对应位置的俯视图。

图3是光电对管产生的方波信号示意图。

图4是一种基于输送链条的机器视觉检测方法的实施例的流程图。

附图中的数字标记分别是：

1：被检测产品；

2：链条；

3：光电对管；

4：伺服电机；

5：线扫描相机

6：吹风结构；

7：光源；

8：叼牙；

9：吸风板；

10：吸风口；

11：编码器；

31：销轴之间上下的中空；

32：销轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，为一种基于输送链条的机器视觉检测装置的实施例的结构示意图。该基于输送链条的机器视觉检测装置，包含链条2，链条2上安装有叼牙8，被检测产品1由链条2的叼牙8叼住，链条2通过传动输送被检测产品1。结合图2所示，光电对管3包含了一个红外线发射管和一个红外线接收管，这两部分分别安装在链条2的上方和下方相对应位置，即二者位置相对，但不与链条2相接触，其中红外线发射管可以安装在链条2的上方，也可以安装在链条2的下方，对光电对管3的功能没有影响，若红外线发射管安装在链条2的上方，那红外线接收管即安装在链条2与红外线发射管正对位置的下方。其中链条2包含多个链条单元，针对各种类型的链条，根据链条的特性，不论是滚子链，还是套筒链，每个链条单元都有销轴32和销轴之间上下的中空31。

该基于输送链条的机器视觉检测装置还包含了伺服电机4、编码器11以及对被检测产品1采集图像的线扫描相机5，其中编码器11安装在伺服电机4的轴上。

整个工作过程为：链条2在传动的过程中，由于链条2的销轴32对光电对管3进行遮挡，使光电对管3的两部分，即红外线发射管和红外线接收管不能连通，链条单元的销轴之间上下的中空31使光电对管3的两部分，即红外线发射管和红外线接收管连通，通过这种变化产生了如图3所示的方波信号。光电对管3在链条2的传动过程中产生的方波信号驱动伺服电机4转动，伺服电机4通过转动带动编码器11产生脉冲触发信号，编码器11产生的脉冲触发信号用于驱动线扫描相机5对被检测产品1采集图像。为了使线扫描相机5采集图像的速度和印刷机的速度相匹配，需要调整伺服电机4的控制器的参数，调整伺服电机4的参数为在一个方波信号周期内转动α弧度，

其中λ为线扫描相机5采集图像的分辨率，p为链条2的节距(节距是指销轴2中心到相邻的另一销轴2中心之间的距离)，K为编码器11的分辨率。

另外，为了使被检测产品1输送的效果更好，该机器视觉检测装置还可以包含吹风结构6和吸风板9，吹风结构6设置于链条2的上方，不与链条2相接触，吸风板9包含了吸风口10，吸风板9设置于靠近链条2的下方，且吸风板9靠近链条2的一侧为弧形，当叼牙8带动被检测产品1经过时，吹风结构6将被检测产品1吹至吸风板9附近，吸风板9利用吸风口10将被检测产品1吸住展平，使线扫描相机5能顺利采集图像。

该机器视觉检测装置还包含光源7进行照明。

如图4所示，为一种基于输送链条的机器视觉检测方法的实施例的流程图。

S1、在链条2的上方和下方相对应的位置分别安装光电对管3的两部分，红外线发射管和红外线接收管；

S2、通过链条2的传动带动被检测产品1的输送；

S3、链条2在传动过程中对光电对管3的遮挡和连通使光电对管3产生方波信号；

S4、方波信号驱动伺服电机4转动，调整伺服电机4控制器的参数，使伺服电机4在一个方波信号周期内转动α弧度，

其中λ为线扫描相机5采集图像的分辨率，p为链条2的节距，K为编码器11的分辨率；

S5、在伺服电机4的轴上安装编码器11；

S6、伺服电机4通过转动带动编码器11产生脉冲触发信号；

S7、编码器11产生的信号驱动线扫描相机5对被检测产品1采集图像。

步骤S4中伺服电机4的参数由如下步骤确定：

(1)确定线扫描相机5采集图像的分辨率λ；

(2)根据链条2的节距p，计算一个方波信号驱动伺服电机转动使编码器11产生的脉冲信号n，

(3)根据编码器11的分辨率K，确定一个方波信号需要驱动伺服电机转动的角度α，

将

代入，可知

以上介绍了一种基于输送链条的机器视觉检测装置和方法。但本发明并不限定于以上实施例，任何未脱离本发明技术方案，即仅仅对其进行本领域普通技术人员所知悉的改进或变更，均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于输送链条的机器视觉检测装置，包含输送被检测产品的链条，对被检测产品采集图像的线扫描相机，其特征在于，所述机器视觉检测装置还包含光电对管、伺服电机和编码器，所述光电对管包含红外线发射管和红外线接收管两部分，分别安装在链条的上方和下方相对应的位置，所述编码器安装在伺服电机的轴上，所述光电对管在链条的传动过程中产生方波信号，所述方波信号用于驱动伺服电机转动，所述伺服电机通过转动带动编码器产生信号，所述编码器产生的信号用于驱动线扫描相机对被检测产品采集图像，所述伺服电机的参数为在一个方波信号周期内转动α弧度，

其中λ为线扫描相机采集图像的分辨率，p为链条的节距，K为编码器的分辨率。

2.如权利要求1所述的基于输送链条的机器视觉检测装置，其特征在于：所述链条上安装有叼牙，通过所述叼牙输送被检测产品。

3.如权利要求2所述的基于输送链条的机器视觉检测装置，其特征在于：所述链条包含销轴和销轴之间上下的中空，所述链条的销轴对光电对管进行遮挡，使光电对管的两部分不能连通，所述链条的销轴之间上下的中空使光电对管的两部分连通。

4.如权利要求3所述的基于输送链条的机器视觉检测装置，其特征在于：所述机器视觉检测装置还包含吹风结构和吸风板。

5.如权利要求4所述的基于输送链条的机器视觉检测装置，其特征在于：所述吹风结构设置于链条的上方，所述吸风板设置于靠近链条的下方，所述吹风结构将被检测产品吹至吸风板附近，所述吸风板将被检测产品吸住展平。

6.如权利要求5所述的基于输送链条的机器视觉检测装置，其特征在于：所述吸风板包含一吸风口，通过吸风口吸住被检测产品。

7.如权利要求6所述的基于输送链条的机器视觉检测装置，其特征在于：所述吸风板靠近链条的一侧为弧形。

8.一种如权利要求1所述的基于输送链条的机器视觉检测方法，其特征在于，所述机器视觉检测方法包含如下步骤：

在链条的上方和下方相对应的位置安装光电对管；

通过链条的传动带动被检测产品的输送；

链条在传动过程中通过对光电对管的遮挡和连通使光电对管产生方波信号；

方波信号驱动伺服电机转动，调整伺服电机控制器的参数，使伺服电机在一个方波信号周期内转动α弧度，

其中λ为线扫描相机采集图像的分辨率，p为链条的节距，K为编码器的分辨率；

在伺服电机的轴上安装编码器；

伺服电机通过转动带动编码器产生信号；

编码器产生的信号驱动线扫描相机对被检测产品采集图像。

9.如权利要求8所述的基于输送链条的机器视觉检测方法，其特征在于，所述伺服电机的参数由如下步骤确定：

确定线扫描相机采集图像的分辨率λ；

根据链条的节距p，计算一个方波信号驱动伺服电机转动使编码器产生的脉冲信号n，

根据编码器的分辨率K，确定一个方波信号需要驱动伺服电机转动的角度α， $\mathrm{\α}=\frac{n}{K}=\frac{p}{\mathrm{\λK}}.$

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