CN104984920A - 全自动仿生视觉外观检测设备及检测方法 - Google Patents

全自动仿生视觉外观检测设备及检测方法 Download PDF

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姜伟清
张学武
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姜伟清
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Abstract

本发明涉及一种全自动仿生视觉外观检测设备及检测方法。它解决了现有技术检测效率低等问题。本设备包括设备主体,在设备主体上设有倾斜设置的检测轨道,该检测轨道的上端为进料端,下端为出料端,在检测轨道上设有从检测轨道的进料端至检测轨道的出料端依次设置且能将所述的检测轨道分隔成待检测区间、在检测区间和分选区间的待检测升降挡板、在检测升降挡板与分选升降挡板,在检测区间上方设有成像采集装置,在分选区间上方设有能将不合格工件移送至分选区间外的分选剔料机构,所述的成像采集装置、升降驱动装置和分选剔料机构分别与仿生影像分析控制系统相连。本方法包括:A、进料;B、检测;C、分选。本发明的优点在于:检测效率高。

Description

全自动仿生视觉外观检测设备及检测方法
技术领域
[0001] 本发明属于检测设备技术领域,尤其是涉及一种全自动仿生视觉外观检测设备及检测方法。
背景技术
[0002]目前,在机械制造领域中,为了能确保产品的出厂质量,一般企业多会对出厂的产品进行质量的抽检,抽检的方式一般为人为抽检。这种方式在一定程度上能满足产品出厂的质量要求,但是,对于大批量且要求全检的产品(例如:销轴类零件)进行质量检测时,不但需要较大的劳动力投入,而且质检的质量较差,效率低且准确性差,无法满足企业的生产制造要求。例如,中国专利文献公开了一种用于汽车零部件活塞的检测设备[申请号:201220581053.3],依次设有上料装置、测量装置、传递装置、识别装置和分离装置,所述测量装置包括测量台、LED光源、测量相机和测量升降气缸;所述识别装置包括识别台、正面光源、识别相机和直流电机;所述活塞检测设备还包括图形处理器和主控器,图形处理器和主控器连接,所述图形处理器内设有千兆网卡;所述测量相机与千兆网卡和主控器连接,所述识别相机与千兆网卡和主控器连接。用数字成像系统对物体的尺寸和外观进行检测,精度由机器的硬件水平决定,千兆网卡利于图像的即时传输与处理,加快了检测速度,可利用该设备对汽车零部件领域的活塞做缺陷和尺寸检查,分选出完好的活塞和不合格的有缺陷的活塞。
[0003] 上述的方案虽然具有以上的多个优点,但是,这种方案却至少存在以下缺陷:外观检测效率低且准确性差,无法满足企业的生产要求。
发明内容
[0004] 本发明的目的是针对上述问题,提供一种检测效率高且能提高准确性的全自动仿生视觉外观检测设备。
[0005] 本发明的另外一个目的是针对上述问题,提供一种方法简单且能提高检测效率和准确性的全自动仿生视觉外观检测方法。
[0006] 为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:本全自动仿生视觉外观检测设备包括设备主体,在设备主体上设有倾斜设置的检测轨道,该检测轨道的上端为进料端,下端为出料端,在检测轨道上设有从检测轨道的进料端至检测轨道的出料端依次设置且能将所述的检测轨道分隔成待检测区间、在检测区间和分选区间的待检测升降挡板、在检测升降挡板与分选升降挡板,所述的待检测升降挡板、在检测升降挡板与分选升降挡板各自与升降驱动装置相连,所述的在检测区间上方设有用于采集排列在在检测区间内的工件外观的成像采集装置,在分选区间上方设有能将不合格工件移送至分选区间外的分选剔料机构,所述的成像采集装置、升降驱动装置和分选剔料机构分别与仿生影像分析控制系统相连。
[0007] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的设备主体上设有位于检测轨道一侧的安装支架,所述的成像采集装置设置在安装支架远离设备主体的一端且位于在检测区间的上方。
[0008] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的分选剔料机构包括能与气源相连的分选吸嘴,所述的分选吸嘴通过剔料驱动结构设置在安装支架上。
[0009] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的设备主体上设有用于储存工件的料斗,在料斗和检测轨道进料端之间设有能将储存在料斗内的工件移送至检测轨道上且工件能在重力作用下从检测轨道的进料端进入检测轨道并逐个排列在待检测区间内的进料机构。
[0010] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的进料机构包括固定在设备主体上的进料支架,在料斗的一侧设有出料嘴,在出料嘴和检测轨道的进料端之间设有输送带,所述的输送带与能驱动输送带转动的进料驱动器相连,在进料支架上设有能在竖直方向摆动且能将储存在料斗内的工件移送至出料嘴上的上料手臂,在料斗底部设有供所述的上料手臂进入的通孔,所述的上料手臂与能驱动上料手臂在竖直方向摆动的摆动驱动器相连。
[0011] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的进料支架上设有位于输送带上方的进料断续检测装置,所述的进料支架上还设有与所述的进料断续检测装置相连的补料机构。
[0012] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的检测轨道进料端设有计数检测装置;在检测轨道2的两侧分别设有检测限位挡板。
[0013] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的检测轨道出料端铰接有具有出料通道的出料架,在检测轨道上设有能驱动所述的出料架在竖直方向摆动的卸料驱动器,在检测轨道的出料端和出料架之间设有出料传输带和能驱动出料传输带转动的出料驱动电机。
[0014] 在上述的全自动仿生视觉外观检测设备中,所述的仿生影像分析控制系统包括仿生影像分析单元和连接在仿生影像分析单元上的执行控制单元,仿生影像分析单元能对成像采集装置采集的影像资料进行分析并将判断结果以模拟信号方式输出,执行控制单元接收模拟信号并对模拟信号进行处理,然后以执行信号输出。
[0015] 为了达到上述的发明目的,本全自动仿生视觉外观检测方法包括如下步骤:
[0016] A、进料:通过上料手臂将储存在料斗内的工件移送至出料嘴上,然后通过输送带将出料嘴上的工件移送至检测轨道的进料端,所述的检测轨道倾斜设置且检测轨道的上端为进料端,下端为出料端;
[0017] B、检测:待检测升降挡板被升起,工件在重力的作用下逐一排列在由待检测升降挡板将检测轨道分隔成的待检测区间内,当待检测区间内的工件数量达到设定个数时,待检测升降挡板被回移从而使工件进入并逐一排列在由在检测升降挡板将检测轨道分隔成的在检测区间内,通过成像采集装置对各个工件进行外观信息采集,即,采集工件的影像资料,然后将影像资料传输至仿生影像分析单元中,仿生影像分析单元对成像采集装置采集的影像资料进行分析并将判断结果以模拟信号方式输出,然后执行控制单元接收模拟信号并对模拟信号进行处理,然后以执行信号输出;
[0018] C、分选:当仿生影像分析单元分析的判断结果为不合格工件时,在检测升降挡板回移至设定的放行位置,工件在重力的作用下逐一排列在分选区间内,通过分选吸嘴将不合格的工件已送至分选区间外;
[0019] 当仿生影像分析单元分析的判断结果为合格工件时,在检测升降挡板回移至设定的放行位置,工件直接向下移动并从出料架的出料通道出料口输出。
[0020]与现有的技术相比,本发明的优点在于:1、设计更合理,检测效率高且准确性高,实用性强。2、结构简单且易于制造,使用寿命长。3、降低了劳动强度和符合当前社会技术的发展趋势。4、方法简单且易于操控,提高了检测效率和检测结果的准确性。
附图说明
[0021] 图1为本发明提供的立体结构示意图。
[0022] 图2为本发明提供的结构示意图。
[0023] 图3为图2的左视结构示意图。
[0024] 图4为本发明提供的控制系统框架图。
[0025] 图5为图3中的A处放大结构示意图。
[0026] 图6为图2的后视结构示意图。
[0027] 图7为图2的右视结构示意图。
[0028] 图中,设备主体1、料斗11、控制箱12、工作状态显示灯12a、控制按钮12b、立柱13、接料架14、合格品接料箱15、安装支架16、不合格接料箱17、检测轨道2、待检测升降挡板21、在检测升降挡板22、分选升降挡板23、升降驱动装置24、计数检测装置25、检测限位挡板26、成像采集装置3、分选剔料机构4、分选吸嘴41、横移剔料气缸42、纵移剔料气缸43、仿生影像分析控制系统5、仿生影像分析单元51、执行控制单元52、进料机构6、进料支架61、出料嘴62、输送带63、进料驱动器64、上料手臂65、进料断续检测装置66、补料机构67、补料机械爪67a、补料驱动器67b、出料架7、出料通道71、卸料驱动器72、出料驱动电机73、待检测区间a、在检测区间b、分选区间C、工件d。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
[0030] 如图1-3所示,本全自动仿生视觉外观检测设备包括设备主体1,在设备主体I上设有倾斜设置的检测轨道2,该检测轨道2的上端为进料端,下端为出料端,在检测轨道2的两侧分别设有检测限位挡板26。检测限位挡板26与检测轨道2之间形成工件经过的通道。
[0031] 如图3、5、7所示,在设备主体I上设有用于储存工件d的料斗11,在料斗11和检测轨道2进料端之间设有能将储存在料斗11内的工件d移送至检测轨道2上且工件d能在重力作用下从检测轨道2的进料端进入检测轨道2并逐个排列在待检测区间a内的进料机构6。具体地,该进料机构6包括固定在设备主体I上的进料支架61,在料斗11的一侧设有出料嘴62,在出料嘴62和检测轨道2的进料端之间设有输送带63,所述的输送带63与能驱动输送带63转动的进料驱动器64相连,进料驱动器64包括步进电机。在进料支架61上设有能在竖直方向摆动且能将储存在料斗11内的工件d移送至出料嘴62上的上料手臂65,在料斗11底部设有供所述的上料手臂65进入的通孔11a,所述的上料手臂65与能驱动上料手臂65在竖直方向摆动的摆动驱动器相连。摆动驱动器包括气缸或者油缸。上料手臂65包括摆动杆,在摆动杆上设有扇形进料板,进料时,扇形进料板的上侧边将工件承托并移送至出料嘴62上。
[0032] 优化方案,如图2、6、7所示,在进料支架61上设有位于输送带63上方的进料断续检测装置66,进料断续检测装置66为传感器,所述的进料支架61上还设有与所述的进料断续检测装置66相连的补料机构67,补料机构67包括设置在进料支架61上的补料机械爪67a,补料机械爪67a与能驱动补料机械爪67a取得工件和释放工件的补料驱动器67b相连。补料驱动器67b为气缸或者有油缸。
[0033] 检测轨道2进料端设有计数检测装置25,在检测轨道2上设有从检测轨道2的进料端至检测轨道2的出料端依次设置且能将所述的检测轨道2分隔成待检测区间a、在检测区间b和分选区间c的待检测升降挡板21、在检测升降挡板22与分选升降挡板23,所述的待检测升降挡板21、在检测升降挡板22与分选升降挡板23各自与升降驱动装置24相连,升降驱动装置24为气缸或者油缸。计数检测装置25为计数传感器,通过计数检测装置25统计进入至待检测区间a内的工件数量。
[0034] 如图1所示,在在检测区间b上方设有用于采集排列在在检测区间b内的工件d外观的成像采集装置3,成像采集装置3为仿生摄像机,在分选区间c上方设有能将不合格工件d移送至分选区间c外的分选剔料机构4,如图1和图5所示,该分选剔料机构4包括能与气源相连的分选吸嘴41。本实施例的成像采集装置3、升降驱动装置24和分选剔料机构4分别与仿生影像分析控制系统5相连。如图4所示,本实施例的仿生影像分析控制系统5包括仿生影像分析单元51和连接在仿生影像分析单元51上的执行控制单元52,仿生影像分析单元51能对成像采集装置3采集的影像资料进行分析并将判断结果以模拟信号方式输出,执行控制单元52接收模拟信号并对模拟信号进行处理,然后以执行信号输出。
[0035] 在本实施例中,如图1-3所示,当仿生影像分析单元51分析的判断结果为不合格工件d时,在检测升降挡板22回移至设定的放行位置,工件d在重力的作用下逐一排列在分选区间c内,通过分选吸嘴41将不合格的工件d已送至分选区间c外,即不合格工件落入至不合格接料箱17中;当仿生影像分析单元51分析的判断结果为合格工件d时,在检测升降挡板22回移至设定的放行位置,工件直接向下移动并从出料架7的出料通道71出料口输出并掉落至设备主体I上的接料机构上。接料机构包括设置在设备主体I上的接料架14,在接料架14上设有合格品接料箱15。
[0036] 优化方案,在设备主体I上通过若干立柱13连接有控制箱12,在控制箱12上设有若干工作状态显示灯12a和若干控制按钮12b,所述的仿生影像分析控制系统5设置在控制箱12上。
[0037] 另外,在设备主体I上设有位于检测轨道2 —侧的安装支架16,安装支架16呈柱状且倾斜设置,安装支架16与检测轨道2相互垂直,所述的成像采集装置3设置在安装支架16远离设备主体I的一端且位于在检测区间b的上方。如图1和图5所示,分选吸嘴41通过剔料驱动结构设置在安装支架16上。剔料驱动结构包括设置在安装支架16上的横移剔料气缸42,在横移剔料气缸42上连接有纵移剔料气缸43,分选吸嘴41设置在纵移剔料气缸43上,通过横移剔料气缸42和纵移剔料气缸43的协同作用将不合格工件移送至分选区间外的不合格接料箱17中。
[0038] 还有,在检测轨道2出料端铰接有具有出料通道71的出料架7,在检测轨道2上设有能驱动所述的出料架7在竖直方向摆动的卸料驱动器72,卸料驱动器72为气缸或者油缸,在检测轨道2的出料端和出料架7之间设有出料传输带和能驱动出料传输带转动的出料驱动电机73。
[0039] 如图1-7所示,
[0040] 本全自动仿生视觉外观检测方法包括如下步骤:
[0041] A、进料:通过上料手臂65将储存在料斗11内的工件d移送至出料嘴62上,然后通过输送带63将出料嘴62上的工件d移送至检测轨道2的进料端,所述的检测轨道2倾斜设置且检测轨道2的上端为进料端,下端为出料端;
[0042] B、检测:待检测升降挡板21被升起,工件d在重力的作用下逐一排列在由待检测升降挡板21将检测轨道2分隔成的待检测区间a内,当待检测区间a内的工件d数量达到设定个数时,待检测升降挡板21被回移从而使工件d进入并逐一排列在由在检测升降挡板22将检测轨道2分隔成的在检测区间b内,通过成像采集装置3对各个工件d进行外观信息采集,即,采集工件的影像资料,然后将影像资料传输至仿生影像分析单元51中,仿生影像分析单元51对成像采集装置3采集的影像资料进行分析并将判断结果以模拟信号方式输出,然后执行控制单元52接收模拟信号并对模拟信号进行处理,然后以执行信号输出;
[0043] C、分选:当仿生影像分析单元51分析的判断结果为不合格工件d时,在检测升降挡板22回移至设定的放行位置,工件d在重力的作用下逐一排列在分选区间c内,通过分选吸嘴41将不合格的工件d已送至分选区间c外;
[0044] 当仿生影像分析单元51分析的判断结果为合格工件d时,在检测升降挡板22回移至设定的放行位置,工件直接向下移动并从出料架7的出料通道71出料口输出。
[0045] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0046] 尽管本文较多地使用了设备主体1、料斗11、控制箱12、工作状态显示灯12a、控制按钮12b、立柱13、接料架14、合格品接料箱15、安装支架16、不合格接料箱17、检测轨道2、待检测升降挡板21、在检测升降挡板22、分选升降挡板23、升降驱动装置24、计数检测装置25、检测限位挡板26、成像采集装置3、分选剔料机构4、分选吸嘴41、横移剔料气缸42、纵移剔料气缸43、仿生影像分析控制系统5、仿生影像分析单元51、执行控制单元52、进料机构6、进料支架61、出料嘴62、输送带63、进料驱动器64、上料手臂65、进料断续检测装置66、补料机构67、补料机械爪67a、补料驱动器67b、出料架7、出料通道71、卸料驱动器72、出料驱动电机73、待检测区间a、在检测区间b、分选区间C、工件d等术语,但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质;把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1.一种全自动仿生视觉外观检测设备,包括设备主体(I ),其特征在于,所述的设备主体(I)上设有倾斜设置的检测轨道(2),该检测轨道(2)的上端为进料端,下端为出料端,在检测轨道(2)上设有从检测轨道(2)的进料端至检测轨道(2)的出料端依次设置且能将所述的检测轨道(2)分隔成待检测区间(a)、在检测区间(b)和分选区间(c)的待检测升降挡板(21)、在检测升降挡板(22)与分选升降挡板(23),所述的待检测升降挡板(21)、在检测升降挡板(22)与分选升降挡板(23)各自与升降驱动装置(24)相连,所述的在检测区间(b)上方设有用于采集排列在在检测区间(b)内的工件(d)外观的成像采集装置(3),在分选区间(c)上方设有能将不合格工件(d)移送至分选区间(c)外的分选剔料机构(4),所述的成像采集装置(3)、升降驱动装置(24)和分选剔料机构(4)分别与仿生影像分析控制系统(5)相连。
2.根据权利要求1所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的设备主体(I)上设有位于检测轨道(2) —侧的安装支架(16),所述的成像采集装置(3)设置在安装支架(16)远离设备主体(I)的一端且位于在检测区间(b)的上方。
3.根据权利要求2所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的分选剔料机构(4)包括能与气源相连的分选吸嘴(41 ),所述的分选吸嘴(41)通过剔料驱动结构设置在安装支架(16)上。
4.根据权利要求1或2或3所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的设备主体(I)上设有用于储存工件(d)的料斗(11),在料斗(11)和检测轨道(2)进料端之间设有能将储存在料斗(11)内的工件(d)移送至检测轨道(2 )上且工件(d)能在重力作用下从检测轨道(2)的进料端进入检测轨道(2)并逐个排列在待检测区间(a)内的进料机构(6)0
5.根据权利要求4所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的进料机构(6 )包括固定在设备主体(I)上的进料支架(61),在料斗(11)的一侧设有出料嘴(62 ),在出料嘴(62)和检测轨道(2)的进料端之间设有输送带(63),所述的输送带(63)与能驱动输送带(63)转动的进料驱动器(64)相连,在进料支架(61)上设有能在竖直方向摆动且能将储存在料斗(11)内的工件(d)移送至出料嘴(62 )上的上料手臂(65 ),在料斗(11)底部设有供所述的上料手臂(65)进入的通孔(11a),所述的上料手臂(65)与能驱动上料手臂(65)在竖直方向摆动的摆动驱动器相连。
6.根据权利要求5所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的进料支架(61)上设有位于输送带(63)上方的进料断续检测装置(66),所述的进料支架(61)上还设有与所述的进料断续检测装置(66 )相连的补料机构(67 )。
7.根据权利要求1或2或3所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的检测轨道(2)进料端设有计数检测装置(25);在检测轨道(2)的两侧分别设有检测限位挡板(26)ο
8.根据权利要求1或2或3所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的检测轨道(2)出料端铰接有具有出料通道(71)的出料架(7),在检测轨道(2)上设有能驱动所述的出料架(7)在竖直方向摆动的卸料驱动器(72),在检测轨道(2)的出料端和出料架(7 )之间设有出料传输带和能驱动出料传输带转动的出料驱动电机(73 )。
9.根据权利要求1或2或3所述的全自动仿生视觉外观检测设备,其特征在于,所述的仿生影像分析控制系统(5)包括仿生影像分析单元(51)和连接在仿生影像分析单元(51)上的执行控制单元(52),仿生影像分析单元(51)能对成像采集装置(3)采集的影像资料进行分析并将判断结果以模拟信号方式输出,执行控制单元(52)接收模拟信号并对模拟信号进行处理,然后以执行信号输出。
10.一种基于权利要求1-9任意一项所述的全自动仿生视觉外观检测设备的全自动仿生视觉外观检测方法,其特征在于,本方法包括如下步骤: A、进料:通过上料手臂(65 )将储存在料斗(11)内的工件(d)移送至出料嘴(62 )上,然后通过输送带(63)将出料嘴(62)上的工件(d)移送至检测轨道(2)的进料端,所述的检测轨道(2)倾斜设置且检测轨道(2)的上端为进料端,下端为出料端; B、检测:待检测升降挡板(21)被升起,工件(d)在重力的作用下逐一排列在由待检测升降挡板(21)将检测轨道(2)分隔成的待检测区间(a)内,当待检测区间(a)内的工件(d)数量达到设定个数时,待检测升降挡板(21)被回移从而使工件(d)进入并逐一排列在由在检测升降挡板(22)将检测轨道(2)分隔成的在检测区间(b)内,通过成像采集装置(3)对各个工件(d)进行外观信息采集,即,采集工件的影像资料,然后将影像资料传输至仿生影像分析单元(51)中,仿生影像分析单元(51)对成像采集装置(3 )采集的影像资料进行分析并将判断结果以模拟信号方式输出,然后执行控制单元(52)接收模拟信号并对模拟信号进行处理,然后以执行信号输出; C、分选:当仿生影像分析单元(51)分析的判断结果为不合格工件(d)时,在检测升降挡板(22)回移至设定的放行位置,工件(d)在重力的作用下逐一排列在分选区间(c)内,通过分选吸嘴(41)将不合格的工件(d)已送至分选区间(c)外; 当仿生影像分析单元(51)分析的判断结果为合格工件(d)时,在检测升降挡板(22)回移至设定的放行位置,工件直接向下移动并从出料架(7)的出料通道(71)出料口输出。
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