CN104406516A - 工件异形尺寸检测装置 - Google Patents

Abstract

一种工件异形尺寸检测装置包括机架组件、夹具组件、图像撷取组件、下料组件及控制系统。夹具组件包括夹具主体，图像撷取组件包括相机，下料组件包括吸盘。将待检测的工件夹持于夹具主体上，通过相机获取工件的图像信息，然后吸盘吸取经过相机获取图像信息后的工件，并将该工件移动至指定位置；相机获取的图像信息传递至控制系统，控制系统处理分析该图像信息，即可得到待检测工件的异形尺寸，实现了微小、异形工件的异形尺寸的高效率高精度自动化检测，降低了人工成本，品质得到保证，产品报废率降低。

Description

工件异形尺寸检测装置

技术领域

本发明涉及工件尺寸检测设备技术领域，特别是涉及一种工件异形尺寸检测装置。

背景技术

在机械制造行业中，尤其是电子产品及配件的生产过程中，需要对工件特别是微小工件、异形工件的异形尺寸进行检测。传统做法是采用人工检测方式，例如采用肉眼观察、规尺测量或者用OMM、OEM等专用测量仪器的方式。

但是上述的人工检测方式效率低、精确度低、结果数据一致性差，有些微小的异形工件无法人工测量，对检测人员的素质要求也较高，人为因素造成的误差较大，甚至无法得到产品的真实测量值，检测的过程中还可能使产品刮伤、变形、扭曲等，容易致使产品报废。

随着各行业的迅速发展，质量控制越显突出，而且面对人工成本的不断不提高，对微小工件、异形工件的异形尺寸检测实现高效率、高精度的快速的自动化检测成为必要。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可以实现对工件的异形尺寸化检测的工件异形尺寸检测装置。

一种工件异形尺寸检测装置，包括：

机架组件；

夹具组件，设置于所述机架组件上，所述夹具组件包括夹具主体，所述夹具主体用于固定待检测的工件；

图像撷取组件，设置于所述机架组件上，所述图像撷取组件包括相机，所述相机用于获取固定在所述夹具主体上的工件的图像信息；

下料组件，设置于所述机架组件上，所述下料组件包括吸盘，所述吸盘用于吸取经过所述相机获取图像信息后的工件；及

控制系统，控制所述相机获取固定在所述夹具主体上的工件的图像信息，处理分析所述图像信息，即可得到待检测工件的异形尺寸，控制所述吸盘吸取经过所述相机获取图像信息后的工件。

在其中一个实施例中，所述夹具组件还包括驱动马达及转盘，所述夹具主体的数量为多个，多个所述夹具主体均匀分布于所述转盘上，所述驱动马达驱动所述转盘转动。

在其中一个实施例中，所述夹具组件还包括支撑架、推料板及推料气缸，所述支撑架的一端固定于所述机架组件上，另一端悬空于所述转盘上方，所述推料气缸设置于所述支撑架的悬空端，所述推料板设置于所述推料气缸的活塞杆端，所述夹具主体上还设置有顶料块，所述推料板可抵在所述顶料块上并推动所述顶料块运动。

在其中一个实施例中，所述图像撷取组件还包括电动平台及光源，所述光源用于为所述相机提供照明，所述电动平台可驱动所述相机往复移动。

在其中一个实施例中，所述下料组件还包括X工作平台、Y工作平台及吸盘气缸，所述吸盘气缸用于驱动所述吸盘升降移动，所述吸盘可沿所述X工作平台移动，所述吸盘可沿所述Y工作平台移动。

在其中一个实施例中，还包括叠盘组件，所述叠盘组件包括升降平台、料框、料盘、料盘支撑架、料盘夹爪及料盘气缸，所述升降平台设置于所述机架组件上，所述升降平台可驱使所述料框作升降运动，所述料盘夹爪设置于所述机架组件上，所述料盘设置于所述料盘支撑架上，所述料盘的一端可卡接于所述料盘夹爪上，所述料盘气缸可推动所述料盘移动以存入所述料框内。

在其中一个实施例中，所述控制系统包括：

接收模块，接收从所述相机传递的图像信息；

分析处理模块，分析处理接收的图像信息，并得出分析结果；

输出模块，输出分析结果。

在其中一个实施例中，所述控制系统还包括存储模块，所述存储模块用于存储分析结果。

在其中一个实施例中，所述机架组件包括上罩组件及机柜，所述上罩组件罩设于所述机柜上，所述上罩组件上间隔设置有显示器及指示灯，所述机柜上间隔设置有门体、启动按钮及键盘。

在其中一个实施例中，所述机柜的底部设置有滑轮。

上述工件异形尺寸检测装置至少包括以下优点：

检测时，将待检测的工件夹持于夹具主体上，通过相机获取工件的图像信息，然后吸盘吸取经过相机获取图像信息后的工件，并将该工件移动至指定位置；相机获取的图像信息传递至控制系统，控制系统处理分析该图像信息，即可得到待检测工件的异形尺寸，实现了微小、异形工件的异形尺寸的高效率高精度自动化检测，降低了人工成本，品质得到保证，产品报废率降低。

附图说明

图1为一实施方式中工件异形尺寸检测装置的结构示意图；

图2为图1中的局部示意图；

图3为图1中夹具组件的结构示意图；

图4为图3中夹具主体的结构示意图；

图5为图1中图像撷取组件的结构示意图；

图6为一实施方式中控制系统的模块示意图；

图7为图1中下料组件的结构示意图；

图8为图1中叠盘组件的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，为一实施方式中工件异形尺寸检测装置10的结构示意图。该工件异形尺寸检测装置10主要用于电子产品、精密仪器的微小零部件、异形工件的批量检测，检测微小工件、异形工件的异形尺寸，例如检测内侧面、椭圆形、斜面的倒角、同心度及直径等尺寸。该工件异形尺寸检测装置10包括机架组件100、夹具组件200、图像撷取组件300、下料组件400、控制系统500及叠盘组件600。

机架组件100包括上罩组件110及机柜120，上罩组件110罩设于机柜120上。上罩组件110上间隔设置有显示器111及指示灯112。显示器111用于显示控制系统500输出的分析结果。指示灯112设置有多个，包括依次排列分布的电源指示灯、电脑指示灯、照明指示灯及急停指示灯等。还可以在上罩组件110上设置USB接口。机柜120上间隔设置有门体121、启动按钮122及键盘123。按动启动按钮122，即可开启该工件异形尺寸检测装置10。机柜120的底部还设置有滑轮124，便于移动。

请一并参阅图3及图4，夹具组件200设置于机架组件100上，具体地，设置于机柜120上。夹具组件200主要用于夹持待检测的工件，夹具组件200包括夹具主体210、驱动马达220、转盘230、支撑架240、推料板250及推料气缸260。具体地，待检测的工件夹持于夹具主体210上，夹具主体210上还设置有顶料块211，顶料块211使工件更牢固的夹持在夹具主体210上，顶料块211在外力的作用下可沿着夹具主体210作升降运动。每一夹具主体210上可以同时夹持5个工件，5个工件间隔夹持在夹具主体210上，每一工件对应夹具主体210上的一夹持位。当然，每一夹具主体210上还可以夹持其它数目的工件，例如3、4或者更多个。

夹具主体210设置于转盘230上，具体地，夹具主体210的数量可以为多个，多个夹具主体210均匀分布在转盘230上，例如可以位于转盘230的边缘上。转盘230的底部设置有驱动马达220，驱动马达220可以驱动转盘230转动。驱动马达220可以为DD(direct driver，直驱)电机，具有低能耗、高效率、噪音小、故障率低的优点。

支撑架240的一端固定于机架组件100上，具体地，固定于机柜120上，支撑架240的另一端悬空于转盘230上方。推料气缸260设置于支撑架240的悬空端，推料板250设置于推料气缸260的活塞杆端，所以推料板250可以随着推料气缸260的活塞杆的伸出和缩入而作升降运动。推料板250位于顶料块211的下方，当推料板250上升运动时，推料板250可以推动顶料块211作上升运动，从而顶出工件，方便下一工序对工件作用。

请一并参阅图5，图像撷取组件300设置于机架组件100上，具体地，设置于机柜120上。图像撷取组件300包括相机310、电动平台320及光源330。光源330能够为相机310提供照明，在外界光线不好的时候，保证相机310照相的质量。相机310可以为CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)相机。相机310用于对固定于夹具主体210上的待检测的工件进行拍照，以获取该工件的图像信息。电动平台320设置于机柜120上，用于驱动相机310沿X轴轴向运动。因为每一夹具主体210上固定有5个工件，电动平台320驱动相机310移动，逐一对每一工件进行拍照，获取每一工件的图像信息。

请一并参阅图6，下料组件400设置于机架组件100上，具体地，位于机柜120上。下料组件400包括X工作平台410、Y工作平台420、吸盘气缸430及吸盘440。吸盘440可以为真空吸盘，吸盘440固定于吸盘气缸430的活塞杆端，吸盘440用于吸取已经经过相机310获取图像信息后的工件。吸盘440可以随着吸盘气缸430的活塞杆端的伸出和缩入而上下移动，然后X工作平台410和Y工作平台420可以分别驱使吸盘440沿X轴和Y轴移动。

请一并参阅图7，控制系统500用于控制整个操作过程。具体地，控制系统500可以为工控机。控制系统500可以控制相机310获取固定在夹具主体210上的工件的图像信息，并对获取的图像信息进行处理分析，输出分析结果即可得到待检测工件的异形尺寸，然后控制吸盘吸取经过相机310获取图像信息后的工件。

具体地，控制系统500包括接收模块510、分析处理模块520、输出模块530及存储模块540。接收模块510用于接收从相机310传递的图像信息；分析处理模块520用于分析处理接收的图像信息，并得出分析结果；输出模块530用于输出分析结果。存储模块510用于所述存储模块用于存储分析结果。输出模块530可以将分析结果通过显示器111等用户友好界面或者报告输出等多种方式输出，例如以微软办公软件中电子表格文件“.CSV”的形式保存数据，因此该数据格式可执行编辑或打印。如若需要长期保存，可以下载或上传到服务器中进行保存。

请一并参阅图8，叠盘组件600包括升降平台610、料框620、料盘630、料盘支撑架640、料盘夹爪650及料盘气缸660。升降平台610设置于机架组件100上，具体地，设置于机柜120上，升降平台610可驱使料框620作升降运动。料框620用于存储料盘630，料框620上具有多层存储栏，每一层可以容纳两个料盘630。料盘夹爪650设置于机架组件100上，具体地，位于机柜120上。料盘630设置于料盘支撑架640上，料盘支撑架640设置于机柜120上。料盘630的一端可卡接于料盘夹爪650上，料盘630的另一端正对料框620的存储栏，料盘气缸660可推动料盘630移动以存入料框620内。

上述工件异形尺寸检测装置10的具体工作过程及优点如以下所示：

将工件夹持于夹具主体210后，控制系统500控制驱动马达220驱动转盘230转动。当夹持有待检测的工件的夹具主体210与相机310正对着时，控制系统500控制相机310对待检测的工件获取图像信息。相机310获取的图像信息传递至控制系统500，控制系统500处理分析该图像信息，并输出分析结果即可得到待检测工件的异形尺寸。控制电动平台320驱动相机310移动以逐一对工件获取图像信息，必要时控制光源330开启以得到质量更高的图像信息。夹具主体210上所有的工件的图像信息都获取后，控制系统500控制驱动马达220转动，以使转盘230转动。当夹具主体210正对料盘630时，控制系统500控制推料气缸260动作，使其活塞杆端缩入，带动推料板250上升以使顶料块211上升，顶出已经经过相机310获取图像信息的工件。控制系统500控制X工作平台410、Y工作平台420及吸盘气缸430动作，使吸盘440吸取该工件，并将该工件放置于料盘630上。直至料盘630上放满工件，控制系统500控制料盘气缸660动作，驱使料盘630与料盘夹爪650分离，存入料框620内。当料框620的一层都存满料盘630后，控制系统500控制升降平台610运动，以使料框620的另一层存储栏正对着料盘630。循环上述工作过程，即可批量对微小工件、异形工件的异形尺寸进行检测。实现了微小、异形工件的异形尺寸的高效率高精度自动化检测，降低了人工成本，品质得到保证，产品报废率降低。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种工件异形尺寸检测装置，其特征在于，包括：

机架组件；

夹具组件，设置于所述机架组件上，所述夹具组件包括夹具主体，所述夹具主体用于固定待检测的工件；

图像撷取组件，设置于所述机架组件上，所述图像撷取组件包括相机，所述相机用于获取固定在所述夹具主体上的工件的图像信息；

下料组件，设置于所述机架组件上，所述下料组件包括吸盘，所述吸盘用于吸取经过所述相机获取图像信息后的工件；及

控制系统，控制所述相机获取固定在所述夹具主体上的工件的图像信息，处理分析所述图像信息，即可得到待检测工件的异形尺寸，控制所述吸盘吸取经过所述相机获取图像信息后的工件。

2.根据权利要求1所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述夹具组件还包括驱动马达及转盘，所述夹具主体的数量为多个，多个所述夹具主体均匀分布于所述转盘上，所述驱动马达驱动所述转盘转动。

3.根据权利要求2所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述夹具组件还包括支撑架、推料板及推料气缸，所述支撑架的一端固定于所述机架组件上，另一端悬空于所述转盘上方，所述推料气缸设置于所述支撑架的悬空端，所述推料板设置于所述推料气缸的活塞杆端，所述夹具主体上还设置有顶料块，所述推料板可抵在所述顶料块上并推动所述顶料块运动。

4.根据权利要求1所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述图像撷取组件还包括电动平台及光源，所述光源用于为所述相机提供照明，所述电动平台可驱动所述相机往复移动。

5.根据权利要求1所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述下料组件还包括X工作平台、Y工作平台及吸盘气缸，所述吸盘气缸用于驱动所述吸盘升降移动，所述吸盘可沿所述X工作平台移动，所述吸盘可沿所述Y工作平台移动。

6.根据权利要求1所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，还包括叠盘组件，所述叠盘组件包括升降平台、料框、料盘、料盘支撑架、料盘夹爪及料盘气缸，所述升降平台设置于所述机架组件上，所述升降平台可驱使所述料框作升降运动，所述料盘夹爪设置于所述机架组件上，所述料盘设置于所述料盘支撑架上，所述料盘的一端可卡接于所述料盘夹爪上，所述料盘气缸可推动所述料盘移动以存入所述料框内。

7.根据权利要求1所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述控制系统包括：

接收模块，接收从所述相机传递的图像信息；

分析处理模块，分析处理接收的图像信息，并得出分析结果；

输出模块，输出分析结果。

8.根据权利要求7所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述控制系统还包括存储模块，所述存储模块用于存储分析结果。

9.根据权利要求1所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述机架组件包括上罩组件及机柜，所述上罩组件罩设于所述机柜上，所述上罩组件上间隔设置有显示器及指示灯，所述机柜上间隔设置有门体、启动按钮及键盘。

10.根据权利要求9所述的工件异形尺寸检测装置，其特征在于，所述机柜的底部设置有滑轮。