CN104142344A - 一种机器视觉检测系统 - Google Patents

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CN104142344A CN201410347550.0A CN201410347550A CN104142344A CN 104142344 A CN104142344 A CN 104142344A CN 201410347550 A CN201410347550 A CN 201410347550A CN 104142344 A CN104142344 A CN 104142344A
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王咏真
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重庆颖泉标准件有限公司
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Abstract

本发明公开了一种机器视觉检测系统,机台(5)顶部的一端安装振动盘(14),机台(5)顶部的另一端设置分度转盘,在振动盘(14)与分度转盘之间设有输送零件的导轨(11),该导轨(11)进口端高出口端低倾斜设置,所述固定输送轨(11a)和可调输送轨(11b)的出口端均向上弯折,形成有水平段(11c),且导轨(11)出口端的侧边设有吹气装置(15)。本发明能有效防止待检零件脱落,通过三个CCD摄像头从不同角度拍摄零件图片,可自动完成标准紧固件的输送、检测,可用于检测各种标准紧固件,并能适应不同规格的待检零件,通用性好,自动化程度高,不但有效减少了设备投入,而且极大地提高了检测效率。

Description

一种机器视觉检测系统
技术领域
[0001] 本发明属于检测装置技术领域,具体地说,特别涉及一种机器视觉检测系统。
背景技术
[0002] 近年来,国外在利用机器视觉技术进行品质检测方面做了大量研究,并获得了许 多重要成果。视觉检测具有非接触、速度快、精度高、抗干扰能力强等优点,在现代制造业中 有着重要的应用前景,目前在机械加工精度检测、工件尺寸测量、产品检测等领域中正得到 越来越广泛的应用,视觉检测技术为解决在线测量问题提供了一种理想的手段。20世纪80 年代美国国家标准局在调查的基础上曾作过预测:今后工业检测工作的80%将由视觉检 测技术完成。
[0003] 标准紧固件作为基础零件在汽车工业、机械制造业、建筑业、电子工业等国民经济 的许多行业都有着广泛的应用。标准紧固件的在线或最终质量检测直接影响着标准紧固件 的质量和企业成本的控制。以六角螺栓为例,六角螺栓作为一种最常见连接紧固件,其制造 流程为:拉丝、冷镦、搓丝、热处理、镀锌或发黑等。拉丝是通过冷拔拉丝把钢厂生产的线材 的直径控制到规定尺寸,并保证线材表面的光滑;冷镦是通过模具把拉丝后的线材冷镦成 型为光杆螺栓;搓丝是通过自动搓丝机在光杆螺栓的螺杆部分加工螺纹;热处理是通过回 火等形式消除冷加工应力,保证螺栓的强度和韧性;镀锌或发黑是为了防生锈,增强螺栓的 抗腐蚀能力。每个生产环节都有相应的检测措施,以保证该环节的正确性。从质量控制的 角度来看,对螺栓的检测尤为重要。
[0004] 长期以来,六角螺栓的检测主要依靠人工的方式,即操作人员不时地用测量工具 测量螺栓的外形尺寸,这种人工检测方法不但浪费了大量的时间和人力,而且精度差,漏 检、误检的概率也很高,大大降低了企业的工作效率并增加了企业的劳务成本。
[0005] 目前已有个别企业开发出基于视觉的检测装置,其中,零件分度转盘是该检测装 置中的重要组成部分,待检零件达到零件分度转盘,然后由检测机构检测后分成合格品与 不合格品。经分析与实际调研发现,现有检测装置仍有如下不足:
[0006] 第一,检测机构能检测的功能较少,适应范围窄。如螺纹检测只能检测有无攻牙、 长度是否够等基本检测,不能对螺纹螺距、牙形是否合格检测,且检测准确度不高,检测后 仍有较高的瑕疵品。
[0007] 第二,一种检测装置只能对一种零件进行检测,标准紧固件企业一般生产多种零 件,如螺丝、螺帽、螺栓等,若都应用自动检测装置,必须购买多套不同的检测装置检测,企 业生产投入增加。
[0008] 第三,一种标准紧固件零件有多种规格,如公称直径不同的螺丝,其大小相差较 大,如Ml. 4、M4、M8、M10、M12、M20等螺丝。现有检测装置的检测盘需对每个规格的零件对 应制作一个检测盘,将测不同规格零件时对应更换检测盘,这样就造成检测装置成本增加、 检测效率不1¾等问题。
[0009] 第四,现有检测装置只是检测出瑕疵品,检测合格的零件还需1-2名工人进行分 袋包装,企业的工作效率和劳务成本问题没有彻底解决。
发明内容
[0010] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种通用性好、能有效防止被检零件发生脱 落的机器视觉检测系统。
[0011] 本发明的技术方案如下:一种机器视觉检测系统,在所述机台(5)顶部的一端安 装振动盘(14),机台(5)顶部的另一端设置分度转盘,该分度转盘由机台(5)上安装的步进 电机(10)带动旋转,在所述分度转盘边缘的上方设有第一 (XD摄像头¢),该第一 C⑶摄像 头(6)的镜头朝下,在分度转盘的旁边设置第二CCD摄像头(7)和第三CCD摄像头(8),所 述第二(XD摄像头(7)靠近第三(XD摄像头(8),第二(XD摄像头(7)及第三(XD摄像头 (8)的镜头均朝向分度转盘;在所述分度转盘的外围半环绕有防脱落挡板(9),该防脱落挡 板(9)为圆弧形,防脱落挡板(9)的两端及靠近中部的位置通过支架固定在机台(5)上;
[0012] 在所述振动盘(14)与分度转盘之间设有输送零件的导轨(11),该导轨(11)进口 端高出口端低倾斜设置,导轨(11)的进口端与振动盘(14)上的出件口相接,导轨(11)的 出口端靠近所述分度转盘,所述导轨(11)由并排布置的固定输送轨(11a)和可调输送轨 (11b)构成,所述固定输送轨(11a)通过第一支撑架(12)支撑在机台(5)上,可调输送轨 (llb) 通过第二支撑架(13)支撑在机台(5)上,第二支撑架(13)的底部通过螺栓与机台 (5)相固定,且第二支撑架(13)底部供螺栓通过的孔为条形孔;
[0013] 所述固定输送轨(11a)和可调输送轨(11b)的出口端均向上弯折,形成有水平段 (llc) ,且导轨(11)出口端的侧边设有吹气装置(15),所述吹气装置(115)上接有能够将零 件从导轨(11)吹向分度转盘的吹气管。
[0014] 采用以上技术方案,机台作为工作平台,便于检测装置的各部分布置。振动盘用于 盛装待检标准紧固件,振动盘工作时,在自身振动作用下,使标准紧固件一个一个地通过出 件口进入导轨。机台上的导轨用于待检标准紧固件输送,导轨倾斜设置,有利于待检标准紧 固件自动向分度转盘滑移;导轨由并排布置的固定输送轨和可调输送轨构成,并通过支撑 架支撑于机台上,一方面结构简单,易于加工制作,导轨在机台上安装牢靠,另一方面,通过 松开第二支撑架底部的螺栓可以移动可调输送轨,以改变可调输送轨与固定输送轨之间的 距离,从而适应不同批次待检零件大小不一的需要,调节既方便又快捷。导轨的出口端设有 水平段,使待检标准紧固件在此等待,当分度转盘转动到位时,由吹气装置通过吹气管向最 靠近分度转盘的一个待检标准紧固件吹气,使该待检标准紧固件进入分度转盘定位。
[0015] 在分度转盘的外围半环绕有圆弧形的防脱落挡板,在步进电机带动分度转盘旋转 的过程中,能有效防止被检零件从分度转盘的卡口中脱落出来,从而确保了检测过程能顺 利完成,检测后的零件能够正常向分包机构输送;防脱落挡板的两端及靠近中部的位置通 过支架支撑,稳定性及牢固性好,防脱落挡板不会发生晃动。
[0016] 分度转盘旋转的过程中,将定位其上的待检标准紧固件沿圆周方向输送,待检标 准紧固件依次通过视觉传感器检测工位,由三个C⑶摄像头拍摄零件图片,由于这三个(XD 摄像头布置在分度转盘的不同方位,因而能对待检零件从不同角度进行拍照,从而形成全 面、准确、清晰的零件图片,然后将这些零件图片传送到视觉检测识别软件系统进行分析判 断零件是否合格,待检零件旋转至分离工位时,在分离拨叉的阻挡下,零件与分度转盘分 离,落入滑道,滑道末端的零件分拣快门根据视觉检测识别软件系统的判别结果,将零件分 为合格品与瑕疵品,瑕疵品落入瑕疵品箱内,合格品进入零件分包机构,依据事先设置好的 每包数量规格,自动包装好合格品,然后分袋进入合格品箱内。
[0017] 所述分度转盘由动盘(1)和定盘(2)组成,动盘(1)和定盘(2)为直径相等的圆 盘结构,动盘(1)位于定盘(2)的正上方,两者相贴合固定,在所述动盘(1)的边缘开设有 按圆周均匀分布的第一缺口(la),两相邻第一缺口(la)之间形成第一凸片(lb),定盘(2) 的边缘开设有按圆周均匀分布的第二缺口(2a),两相邻第二缺口(2a)之间形成第二凸片 (2b),所述第二缺口(2a)与第一缺口(la)--对应,且第二缺口(2a)与第一缺口(la)部 分重叠,形成卡口(3),在每块第二凸片(2b)的顶部均设置有垫块(4),该垫块(4)按圆周 均匀分布,所述垫块(4)位于第一缺口(la)中,并紧挨对应的卡口(3),垫块(4)的顶面与 第一凸片(lb)的顶面平齐。
[0018] 以上结构组成分度转盘的动盘和定盘造型简单,加工制作容易,成本低;并且动盘 与定盘结合紧密,连接牢靠,在步进电机带动下运转的同步性及平稳性好。动盘上的第一缺 口与定盘上的第二缺口部分重叠,形成卡口,该卡口可用于定位各种标准紧固件,如螺丝、 螺帽、螺栓等,通用性好,企业采用一套检测装置即可检测各种标准紧固件,由此大大降低 了企业的设备投入。在定位标准紧固件的时候,垫块和动盘第一凸片共同支撑标准紧固件, 由于垫块的顶面与动盘第一凸片的顶面平齐,这样能确保标准紧固件平稳地定位在对应的 卡口中,有效避免了歪斜或脱落现象的发生。
[0019] 为了方便取材,降低成本,确保防零件脱落的效果,所述防脱落挡板(9)由透明有 机玻璃制成,防脱落挡板(9)各部分与分度转盘之间的距离相等。
[0020] 在所述防脱落挡板(9)上对应第二(XD摄像头(7)和第三(XD摄像头(8)的位置 开有一个矩形缺口(9a),该缺口(9a)靠近防脱落挡板(9)的中部。以上结构使第二、第三 CCD摄像头通过缺口能够直接拍摄零件图片,从而确保了拍摄的清晰度及检测结果的准确 性。
[0021] 为了确保待检零件能顺利卡入至对应的卡口中,并在卡口中可靠定位,所述卡口 (3)从外向内宽度逐渐减小。
[0022] 为了确保动盘的结构强度,所述动盘(1)顶面的中部一体形成有上小下大的台阶 状凸台。
[0023] 为了确保定盘的结构强度,所述定盘(2)底面的中部一体形成有上大下小的锥 台。
[0024] 所述动盘(1)与定盘(2)之间通过两颗按圆周均匀分布的紧固螺栓连接,动盘(1) 上供紧固螺栓穿过的孔为圆弧形条孔(1C),该条孔(lc)的圆心在动盘(1)的轴心线上。以 上结构动盘与定盘之间连接牢固、可靠,拆装既简单又便捷。由于动盘上供紧固螺栓穿过的 孔为圆弧形条孔,当松开紧固螺栓的时候,可以转动动盘,以改变各卡口的大小,从而适应 不同外径尺寸的零件检测,这样检测不同规格零件时无需更换分度转盘,在节约生产成本 的同时,大大提1¾ 了检测效率。
[0025] 为了简化结构,便于加工制作,确保垫块与定盘之间连接的牢靠性,所述垫块(4) 为长方块,并通过焊接与定盘(2)相固定。
[0026] 有益效果:本发明通过三个C⑶摄像头从不同角度拍摄零件图片,可自动完成标 准紧固件的输送、检测,可用于检测各种标准紧固件,在有效防止待检零件脱落的同时,能 适应不同规格的待检零件,通用性好,自动化程度高,不但有效减少了设备投入,而且极大 地提高了检测效率。
附图说明
[0027] 图1为本发明的俯视图。
[0028] 图2为本发明的主视图。
[0029] 图3为导轨的结构示意图。
[0030] 图4为图3的俯视图。
[0031] 图5为分度转盘的立体图。
[0032] 图6为分度转盘的主视图。
[0033] 图7为动盘的结构示意图。
[0034] 图8为定盘的结构示意图。
具体实施方式
[0035] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
[0036] 如图1、图2、图5、图6、图7、图8所示,在机台5顶部的一端安装振动盘10,该振 动盘14由振动电机驱动。机台5顶部的另一端设置分度转盘,分度转盘布置在机台5上, 由动盘1和定盘2组成。所述动盘1和定盘2为直径相等的圆盘结构,动盘1位于定盘2 的正上方。所述动盘1顶面的中部一体形成有上小下大的台阶状凸台,定盘2底面的中部 一体形成有上大下小的锥台,动盘1的底面与定盘2的顶面相贴合,动盘1与定盘2之间通 过两颗按圆周均匀分布的紧固螺栓连接,动盘1上供紧固螺栓穿过的孔为圆弧形条孔lc, 该条孔lc的圆心在动盘1的轴心线上。在所述定盘2的下方设有步进电机10,该步进电 机10安装于机台5的顶部。步进电机10的输出轴坚直向上,并与定盘2及动盘1的中心 相连接,当步进电机10运转的时候,能够带动整个分度转盘一起转动。
[0037] 如图5、图7、图8所示,在动盘1的边缘开设有按圆周均匀分布的第一缺口 la,第 一缺口 la的数目根据实际需要确定,两相邻第一缺口 la之间形成第一凸片lb。在定盘2 的边缘开设有按圆周均匀分布的第二缺口 2a,两相邻第二缺口 2a之间形成第二凸片2b,所 述第二缺口 2a与第一缺口 la--对应,且第二缺口 2a与第一缺口 la部分重叠,形成卡口 3,该卡口 3从外向内宽度逐渐减小。在每块第二凸片2b的顶部均设置有垫块4,该垫块4 为长方块,垫块4按圆周均匀分布,并通过焊接与定盘2相固定。各垫块4位于第一缺口 la 中,并紧挨对应的卡口 3,垫块4的顶面与第一凸片lb的顶面平齐。
[0038] 如图1、图2所示,在分度转盘的外围半环绕有防脱落挡板9,该防脱落挡板9为圆 弧形,并优选由透明有机玻璃制成,且防脱落挡板9各部分与分度转盘之间的距离相等。在 所述防脱落挡板9靠近中部的位置开有一个矩形缺口 9a,防脱落挡板9的首尾两端及靠近 中部的位置通过支架固定在机台5上。
[0039] 如图1、图2所示,在分度转盘边缘的上方设有第一 (XD摄像头6,该第一 C⑶摄像 头6的镜头朝下,且第一 (XD摄像头6靠近防脱落挡板9的首端。在分度转盘的旁边设置 第二(XD摄像头7和第三(XD摄像头8,所述第二(XD摄像头7靠近第三(XD摄像头8,第 二(XD摄像头7和第三(XD摄像头8位于对应缺口 9a的位置。所述第二(XD摄像头7与 第三(XD摄像头8之间具有30°左右的夹角,且第二(XD摄像头7及第三(XD摄像头8的 镜头均朝向分度转盘。以上第一 C⑶摄像头6、第二(XD摄像头7和第三(XD摄像头8各自 通过对应的支架支撑在机台5上。
[0040] 如图1、图2、图3、图4所不,在振动盘14与分度转盘之间设有输送零件的导轨11, 该导轨11进口端高出口端低倾斜设置,导轨11的进口端与振动盘14上的出件口相接,导 轨11的出口端靠近所述分度转盘。导轨11由并排布置的固定输送轨1 la和可调输送轨1 lb 构成,固定输送轨11a与可调输送轨lib之间形成轨槽,固定输送轨11a和可调输送轨lib 的出口端均向上弯折,形成有水平段11c。所述固定输送轨11a通过两个第一支撑架12支 撑在机台5上,可调输送轨1 lb通过两个第二支撑架13支撑在机台5上,第二支撑架13的 底部通过螺栓与机台5相固定,且第二支撑架13底部供螺栓通过的孔为条形孔。当松开第 二支撑架13底部的螺栓时,可调节可调输送轨lib与固定输送轨11a之间的距离,以改变 导轨11中间轨槽的宽度,调节到位后,重新拧紧螺栓即可。在所述导轨11出口端的侧边设 有吹气装置15,吹气装置15上接有吹气管,该吹气管能够将零件从导轨11吹向分度转盘。

Claims (9)

1. 一种机器视觉检测系统,其特征在于:在所述机台(5)顶部的一端安装振动盘(14), 机台(5)顶部的另一端设置分度转盘,该分度转盘由机台(5)上安装的步进电机(10)带动 旋转,在所述分度转盘边缘的上方设有第一 (XD摄像头¢),该第一 (XD摄像头¢)的镜头 朝下,在分度转盘的旁边设置第二C⑶摄像头(7)和第三(XD摄像头(8),所述第二C⑶摄 像头(7)靠近第三(XD摄像头(8),第二(XD摄像头(7)及第三(XD摄像头(8)的镜头均 朝向分度转盘;在所述分度转盘的外围半环绕有防脱落挡板(9),该防脱落挡板(9)为圆弧 形,防脱落挡板(9)的两端及靠近中部的位置通过支架固定在机台(5)上; 在所述振动盘(14)与分度转盘之间设有输送零件的导轨(11),该导轨(11)进口端高 出口端低倾斜设置,导轨(11)的进口端与振动盘(14)上的出件口相接,导轨(11)的出口 端靠近所述分度转盘,所述导轨(11)由并排布置的固定输送轨(11a)和可调输送轨(11b) 构成,所述固定输送轨(11a)通过第一支撑架(12)支撑在机台(5)上,可调输送轨(11b) 通过第二支撑架(13)支撑在机台(5)上,第二支撑架(13)的底部通过螺栓与机台(5)相 固定,且第二支撑架(13)底部供螺栓通过的孔为条形孔; 所述固定输送轨(11a)和可调输送轨(11b)的出口端均向上弯折,形成有水平段 (11c),且导轨(11)出口端的侧边设有吹气装置(15),所述吹气装置(115)上接有能够将零 件从导轨(11)吹向分度转盘的吹气管。
2. 根据权利要求1所述的机器视觉检测系统,其特征在于:所述分度转盘由动盘(1) 和定盘(2)组成,动盘(1)和定盘(2)为直径相等的圆盘结构,动盘(1)位于定盘(2)的正 上方,两者相贴合固定,在所述动盘(1)的边缘开设有按圆周均匀分布的第一缺口(la),两 相邻第一缺口(la)之间形成第一凸片(lb),定盘(2)的边缘开设有按圆周均匀分布的第二 缺口(2a),两相邻第二缺口(2a)之间形成第二凸片(2b),所述第二缺口(2a)与第一缺口 (la) 一一对应,且第二缺口(2a)与第一缺口(la)部分重叠,形成卡口(3),在每块第二凸 片(2b)的顶部均设置有垫块(4),该垫块(4)按圆周均匀分布,所述垫块(4)位于第一缺口 (la)中,并紧挨对应的卡口(3),垫块(4)的顶面与第一凸片(lb)的顶面平齐。
3. 根据权利要求1所述的机器视觉检测系统,其特征在于:所述防脱落挡板(9)由透 明有机玻璃制成,防脱落挡板(9)各部分与分度转盘之间的距离相等。
4. 根据权利要求1或2或3所述的机器视觉检测系统,其特征在于:在所述防脱落挡 板(9)上对应第二(XD摄像头(7)和第三(XD摄像头(8)的位置开有一个矩形缺口(9a), 该缺口(9a)靠近防脱落挡板(9)的中部。
5. 根据权利要求2所述的机器视觉检测系统,其特征在于:所述卡口(3)从外向内宽 度逐渐减小。
6. 根据权利要求5所述的机器视觉检测系统,其特征在于:所述动盘(1)顶面的中部 一体形成有上小下大的台阶状凸台。
7. 根据权利要求6所述的机器视觉检测系统,其特征在于:所述定盘(2)底面的中部 一体形成有上大下小的锥台。
8. 根据权利要求2所述的机器视觉检测系统,其特征在于:所述动盘(1)与定盘(2)之 间通过两颗按圆周均匀分布的紧固螺栓连接,动盘(1)上供紧固螺栓穿过的孔为圆弧形条 孔(lc),该条孔(lc)的圆心在动盘⑴的轴心线上。
9. 根据权利要求2所述的机器视觉检测系统,其特征在于:所述垫块(4)为长方块,并 通过焊接与定盘(2)相固定。
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