CN106645175B - 铜片缺料自动化在线视觉检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，涉及汽车配件制造。用于解决现有的铜片依然是人工检测，不能效率的判定出待检测铜片长度、缺一个燕尾、两个燕尾及无燕尾判断，容易产生不良品。它包括上料装置、擒纵装置、分选装置；所述擒纵装置包括检测轨道、驱动电机、支撑板、控制板、控制轴、定位端子、平衡滚子和拍照机构，所述支撑板分别立于检测轨道两侧，所述控制轴两端贯穿支撑板，所述控制轴一端外接驱动电机，所述控制轴中部外套控制板，其贯穿控制板内部且通过平衡滚子连接，所述控制板下端设有至少2个定位端子。本技术方案效率相对于人工检测而言提高10倍，准确率相对于人工检测提高接近20个百分点，从原来的80％到99.99％。

Description

铜片缺料自动化在线视觉检测系统

技术领域

本发明涉及汽车配件制造，具体来说，是铜片缺料自动化在线视觉检测系统。

背景技术

中国汽车制造以及销售已经位居全球之首，但汽车配件制造业很多还是人工检测，品质不能完全保证，用户投诉率非常高。因此很多大型汽车换向器制造商也意识到了这个问题所在，已经开始把产线的人工检测转型升级为自动化视觉检测设备来检测，以提高效率，保证品质。面对这样的现实，研发一套完整的汽车换向器铜片缺料在线检测系统是势在必行。

专利文献104283085B(申请日:2014.10.29)公开了一种换向器，包括在换向器本体的外圆周均匀布设的换向铜片，所述换向铜片与换向器本体压注成型在一起，所述换向铜片设有片脚植入换向器本体内与换向器本体牢固结合，所述片脚的内侧表面沿换向铜片的高度方向设有若干加强脚，其特征在于：相邻换向铜片上的片脚上的加强脚之间在换向铜片的高度方向上相互错开互不干涉。

本发明专门针对径向尺寸较小、换向铜片片数较多并具有高速要求的换向器产品而设计，可加强换向铜片与换向器本体之间的结合强度，提高换向器产品的机械性能。

专利文献104283084B(申请日:2014.1.29)公开了新型换向器，包括在换向器本体的外圆周均匀布设的换向铜片，换向铜片设有片脚植入换向器本体内与换向器本体牢固结合，片脚由宽度较窄的肋板和宽度较宽的竖板组成，其特征在于：换向铜片分换向铜片A和换向铜片B两种类型，换向铜片A和换向铜片B在换向器本体的外圆周交错布设，换向铜片A的片脚的肋板在换向器径向方向上的长度尺寸较小，换向铜片B的片脚的肋板在换向器径向方向上的长度尺寸较大，换向铜片A的片脚的竖板和换向铜片B的片脚的竖板在换向器径向方向上的位置相互错开互不干涉。

本发明专门针对径向尺寸较小、换向铜片片数较多并具有高速要求的换向器产品而设计，可加强换向铜片与换向器本体之间的结合强度，提高换向器产品的机械性能。

但是上述技术方案所涉及的铜片依然是人工检测，不能效率的判定出待检测铜片长度、缺一个燕尾、两个燕尾及无燕尾判断，容易产生不良品。

发明内容

本发明目的是旨在提供了一种能效率的判定出待检测铜片长度、缺一个燕尾、两个燕尾及无燕尾判断，将不良品剔除的铜片缺料自动化在线视觉检测系统。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，包括上料装置、擒纵装置、分选装置。

所述擒纵装置包括检测轨道、驱动电机、支撑板、控制板、控制轴、定位端子、平衡滚子和拍照机构，所述支撑板分别立于检测轨道两侧，所述控制轴两端贯穿支撑板，所述控制轴一端外接驱动电机，所述控制轴中部外套控制板，其贯穿控制板内部且通过平衡滚子连接，所述控制板下端设有至少2个定位端子，所述拍照机构包括卧式相机、前立式相机、后立式相机、前立式相机支架、后立式相机支架和光电传感器，所述卧式相机位于检测轨道上铜片通过轨迹的侧面，所述前立式相机位于检测轨道上铜片通过轨迹的初始位置，且通过前立式相机支架固定，所述后立式相机位于检测轨道上铜片通过轨迹的末端位置，且通过后立式相机支架固定，所述检测轨道上设有第一通孔，所述检测轨道底部设有覆盖第一通孔的光电传感器。

采用上述技术方案的发明，当待检测铜片经过上料装置进入滑道，在擒纵装置的作用下次第滑落。当滑到采样位置时触发光电传感器，启动相机进行高速抓拍。布置三个相机，其中卧式相机从产品侧面拍摄，获取凸起部位的特征信息；另外前立式相机和后立式相机分别布置在检测轨道上铜片通过轨迹的两端，分别获取端面边缘位置信息，当然，实践中，为了能满足长度尺寸的大跨度变化，前立式相机和后立式相机能安装在精密数控位移装置上，实现相对位置的调节。

进一步限定，所述平衡滚子包括平衡滚子主轮、平衡滚子副轮和平衡滚子谐波发生器，所述控制轴外壁设有平衡滚子主轮，所述控制板内壁设有平衡滚子副轮。

本技术方案所涉及的平衡滚子的传动原理与常见谐波齿轮类似，控制轴外壁的平衡滚子主轮旋转时，平衡滚子谐波发生器在平衡滚子副轮内不断的旋转，迫使平衡滚子副轮不断产生挠性变形，平衡滚子副轮在变形的过程中逐渐接触或离开平衡滚子主轮。平衡滚子主轮和平衡滚子副轮的两轮轮齿在啮合和脱开两种状态不断的来回交替工作。

进一步限定，所述检测轨道上沿铜片通过轨迹设有至少2个导向滑轨，所述检测轨道上两个支撑板的中间设有垂直于导向滑轨的错位滑轨。

通过导向滑轨顺利的让待检测铜片进入下一个工作区域，独有的错位滑轨设计，实现次第滑落。当然需要说明的是，控制轴在错位滑轨内的左右滑动是通过时间继电器来完成的，根据传送的速度和拍照的时间，时间继电器一般控制在每隔2～3，控制控制轴左右交替。

进一步限定，所述前立式相机支架包括两个前立式相机竖向支架和前立式相机横向支架，所述前立式相机竖向支架分别对称设于铜片通过轨迹的左右侧，所述前立式相机横向支架两端分别连接前立式相机竖向支架；所述后立式相机支架包括两个后立式相机竖向支架和后立式相机横向支架，所述后立式相机竖向支架分别对称设于铜片通过轨迹的左右侧，所述后立式相机横向支架两端分别连接后立式相机竖向支架。

采用前立式相机竖向支架安装前立式相机，后立式相机竖向支架安装后立式相机，避免前立式相机和后立式相机干扰待检测铜片进入下一个工作区域，大幅度提高检测分辨率和精度。

优选的，所述前立式相机横向支架设有用于调节前立式相机拍摄角度的万向轴；所述后立式相机横向支架设有用于调节后立式相机拍摄角度的万向轴。

为了获取更高的精度，确保最佳的拍摄角度，采用能调节角度的万向轴。

进一步限定，所述上料装置包括上料底座，位于上料底座上的上料筒、集料盘、分拣结构和传输机构，所述上料筒内壁设有第一滑轨，所述集料盘外壁设有用于在第一滑轨内滑动的第一滑条，所述集料盘表面设有用于放置铜片的第一凹槽，所述上料筒顶部设有上料盖，所述分拣结构包括分拣圆盘和升降杆，所述升降杆下端铰接分拣圆盘，其上端连接上料盖，所述分拣圆盘表面设有第一通孔，所述第一通孔内设有收紧夹，所述分拣圆盘径向设有用于控制收紧夹张开和收紧的控制开关，所述上料盖底部设有转动盘，所述上料盖顶部设有传送带，所述上料盖边缘设有周转料口，所述转动盘上表面采用螺旋形的输送通道，所述输送通道一端连通进料口，所述输送通道另一端连通周转料口，所述传送带一端连通周转料口，另一端连通出料口。

首先，利用集料盘和分拣圆盘相互配合工作，把装入集料盘内的铜片通过分拣圆盘完成第一次的筛选，其次，利用上表面采用螺旋形的输送通道的转动盘的旋转，完成对铜片的第二次的筛选。

进一步限定，所述上料筒内部设有导向杆，所述导向杆上端连接上料盖，其下端贯穿分拣圆盘。

为了避免分拣圆盘发生偏移，不能准确把铜片送到擒纵装置，增设导向杆。

进一步限定，所述分选装置包括周转平台，所述周转平台底部设有不良品收集箱，所述周转平台表面设有连通不良品收集箱的第一翻盖。

铜片通过拍照机构分析后，不良品会通过第一翻盖进入不良品收集箱，合格产品会顺利进入下一个工作区域。

进一步限定，所述周转平台远离检测轨道端设有分选挡板，所述分选挡板接触铜片部位设有传送滚轴。

进一步限定，所述传送滚轴包括第一传送滚轴和第二传送滚轴，所述第一传送滚轴顺时针运动，所述第二传送滚轴逆时针运动。

第一传送滚轴顺时针运动，合格铜片会进入左边的输送带，第二传送滚轴逆时针运动，合格铜片会进入右边的输送带，完成双输送带同时工作，提高工作效率，且避免单个输送带损坏，造成停工。

本发明相比现有技术，效率相对于人工检测而言提高10倍，准确率相对于人工检测提高接近20个百分点，从原来的80％到99.99％。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明铜片缺料自动化在线视觉检测系统立体图；

图2为本发明铜片缺料自动化在线视觉检测系统正视图；

图3为图2中A-A剖面视图；

图4为本发明铜片缺料自动化在线视觉检测系统俯视图；

图5为图4中A的局部放大图；

主要元件符号说明如下：

上料装置1，擒纵装置2，分选装置3，检测轨道4，支撑板5，控制板6，控制轴7，定位端子8，平衡滚子9，拍照机构10，卧式相机11，前立式相机12，后立式相机13，前立式相机支架14，前立式相机竖向支架14a，前立式相机横向支架14b，后立式相机支架15，后立式相机竖向支架15a，后立式相机横向支架15b，光电传感器16，平衡滚子主轮17、平衡滚子副轮18，导向滑轨19，错位滑轨20，上料底座21，上料筒22，集料盘23，分拣结构24，传输机构25，第一滑轨26，第一滑条27，第一凹槽28，上料盖29，分拣圆盘30，升降杆31，第一通孔32，收紧夹33，转动盘34，传送带35，周转料口36，输送通道37，进料口38，出料口39，导向杆40，周转平台41，不良品收集箱42，第一翻盖43，分选挡板44，传送滚轴45，第一传送滚轴46，第二传送滚轴47，铜片48。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一

如图1，图2，图3、图4、图5所示，一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，包括上料装置1、擒纵装置2、分选装置3。

擒纵装置1包括检测轨道4、驱动电机(图示未画出)、支撑板5、控制板6、控制轴7、定位端子8、平衡滚子9和拍照机构10，支撑板5分别立于检测轨道4两侧，控制轴7两端贯穿支撑板5，控制轴7一端外接驱动电机，控制轴7中部外套控制板6，其贯穿控制板6内部且通过平衡滚子9连接，控制板6下端设有3个定位端子8，拍照机构10包括卧式相机11、前立式相机12、后立式相机13、前立式相机支架14、后立式相机支架15和光电传感器16，卧式相机11位于检测轨道4上铜片48通过轨迹的侧面，前立式相机12位于检测轨道上铜片48通过轨迹的初始位置，且通过前立式相机支架14固定，后立式相机13位于检测轨道4上铜片48通过轨迹的末端位置，且通过后立式相机支架15固定，检测轨道4上设有第一通孔，检测轨道4底部设有覆盖第一通孔的光电传感器16。

平衡滚子9包括平衡滚子主轮17、平衡滚子副轮18和平衡滚子谐波发生器(图示未画出)，控制轴7外壁设有平衡滚子主轮17，控制板6内壁设有平衡滚子副轮18。

检测轨道4上沿铜片48通过轨迹设有2个导向滑轨19，检测轨道4上两个支撑板5的中间设有垂直于导向滑轨19的错位滑轨20。

前立式相机支架14包括两个前立式相机竖向支架14a和前立式相机横向支架14b，前立式相机竖向支架14a分别对称设于铜片48通过轨迹的左右侧，前立式相机横向支架14b两端分别连接前立式相机竖向支架14a；后立式相机支架15包括两个后立式相机竖向支架15a和后立式相机横向支架15b，后立式相机竖向支架15a分别对称设于铜片48通过轨迹的左右侧，后立式相机横向支架15b两端分别连接后立式相机竖向支架15a。

前立式相机横向支架14a设有用于调节前立式相机12拍摄角度的万向轴；后立式相机横向支架15a设有用于调节后立式相机13拍摄角度的万向轴。

实施例二

如图1，图2，图3、图4、图5所示，一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，包括上料装置1、擒纵装置2、分选装置3。

擒纵装置1包括检测轨道4、驱动电机(图示未画出)、支撑板5、控制板6、控制轴7、定位端子8、平衡滚子9和拍照机构10，支撑板5分别立于检测轨道4两侧，控制轴7两端贯穿支撑板5，控制轴7一端外接驱动电机，控制轴7中部外套控制板6，其贯穿控制板6内部且通过平衡滚子9连接，控制板6下端设有3个定位端子8，拍照机构10包括卧式相机11、前立式相机12、后立式相机13、前立式相机支架14、后立式相机支架15和光电传感器16，卧式相机11位于检测轨道4上铜片48通过轨迹的侧面，前立式相机12位于检测轨道上铜片48通过轨迹的初始位置，且通过前立式相机支架14固定，后立式相机13位于检测轨道4上铜片48通过轨迹的末端位置，且通过后立式相机支架15固定，检测轨道4上设有第一通孔，检测轨道4底部设有覆盖第一通孔的光电传感器16。

平衡滚子9包括平衡滚子主轮17、平衡滚子副轮18和平衡滚子谐波发生器(图示未画出)，控制轴7外壁设有平衡滚子主轮17，控制板6内壁设有平衡滚子副轮18。

检测轨道4上沿铜片48通过轨迹设有2个导向滑轨19，检测轨道4上两个支撑板5的中间设有垂直于导向滑轨19的错位滑轨20。

前立式相机支架14包括两个前立式相机竖向支架14a和前立式相机横向支架14b，前立式相机竖向支架14a分别对称设于铜片48通过轨迹的左右侧，前立式相机横向支架14b两端分别连接前立式相机竖向支架14a；后立式相机支架15包括两个后立式相机竖向支架15a和后立式相机横向支架15b，后立式相机竖向支架15a分别对称设于铜片48通过轨迹的左右侧，后立式相机横向支架15b两端分别连接后立式相机竖向支架15a。

前立式相机横向支架14a设有用于调节前立式相机12拍摄角度的万向轴；后立式相机横向支架15a设有用于调节后立式相机13拍摄角度的万向轴。

上料装置1包括上料底座21，位于上料底座21上的上料筒22、集料盘23、分拣结构24和传输机构25，上料筒22内壁设有第一滑轨26，集料盘23外壁设有用于在第一滑轨26内滑动的第一滑条27，集料盘23表面设有用于放置铜片48第一凹槽28，上料筒22顶部设有上料盖29，分拣结构24包括分拣圆盘30和升降杆31，升降杆31下端铰接分拣圆盘30，其上端连接上料盖29，分拣圆盘30表面设有第一通孔32，第一通孔32内设有收紧夹33，分拣圆盘30径向设有用于控制收紧夹33张开和收紧的控制开关，上料盖29底部设有转动盘34，上料盖29顶部设有传送带35，上料盖29边缘设有周转料口36，转动盘34上表面采用螺旋形的输送通道37，输送通道37一端连通进料口38，输送通道37另一端连通周转料口36，传送带35一端连通周转料口36，另一端连通出料口39。

上料筒22内部设有导向杆40，导向杆40上端连接上料盖29，其下端贯穿分拣圆盘30。

分选装置3包括周转平台41，周转平台41底部设有不良品收集箱42，周转平台41表面设有连通不良品收集箱42的第一翻盖43。

周转平台41远离检测轨道4端设有分选挡板44，分选挡板44接触铜片48部位设有传送滚轴45。

传送滚轴45包括第一传送滚轴46和第二传送滚轴47，第一传送滚轴46顺时针运动，第二传送滚轴47逆时针运动。

实施例一和实施例二的区别在于，相对实施例一来说，实施例二中，一方面，利用集料盘和分拣圆盘相互配合工作，把装入集料盘内的铜片通过分拣圆盘完成第一次的筛选，利用上表面采用螺旋形的输送通道的转动盘的旋转，完成对铜片的第二次的筛选。另一方面，铜片通过拍照机构分析后，不良品会通过第一翻盖进入不良品收集箱，合格产品会顺利进入下一个工作区域。

具体算法如下：第一用数字图像处理算法设置要检测区域，第二，对图像用数字图像位置补正算法进行位置补正，确保位置准确；第三，用连通性算法，二值化算法，物体创建算法，边缘物体移除算法，边缘物体插入算法，轮廓提取算法，边缘模糊算法，能效率的判定出待检测铜片长度、缺一个燕尾、两个燕尾及无燕尾判断，将不良品剔除。

以上对本发明提供的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。

Claims (10)

1.一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，包括上料装置、擒纵装置、分选装置，其特征在于：

所述擒纵装置包括检测轨道、驱动电机、支撑板、控制板、控制轴、定位端子、平衡滚子和拍照机构，所述支撑板分别立于检测轨道两侧，所述控制轴两端贯穿支撑板，所述控制轴一端外接驱动电机，所述控制轴中部外套控制板，其贯穿控制板内部且通过平衡滚子连接，所述控制板下端设有至少2个定位端子，所述拍照机构包括卧式相机、前立式相机、后立式相机、前立式相机支架、后立式相机支架和光电传感器，所述卧式相机位于检测轨道上铜片通过轨迹的侧面，所述前立式相机位于检测轨道上铜片通过轨迹的初始位置，且通过前立式相机支架固定，所述后立式相机位于检测轨道上铜片通过轨迹的末端位置，且通过后立式相机支架固定，所述检测轨道上设有第一通孔，所述检测轨道底部设有覆盖第一通孔的光电传感器。

2.根据权利要求1所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述平衡滚子包括平衡滚子主轮、平衡滚子副轮和平衡滚子谐波发生器，所述控制轴外壁设有平衡滚子主轮，所述控制板内壁设有平衡滚子副轮。

3.根据权利要求2所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述检测轨道上沿铜片通过轨迹设有至少2个导向滑轨，所述检测轨道上两个支撑板的中间设有垂直于导向滑轨的错位滑轨。

4.根据权利要求3所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述前立式相机支架包括两个前立式相机竖向支架和前立式相机横向支架，所述前立式相机竖向支架分别对称设于铜片通过轨迹的左右侧，所述前立式相机横向支架两端分别连接前立式相机竖向支架；所述后立式相机支架包括两个后立式相机竖向支架和后立式相机横向支架，所述后立式相机竖向支架分别对称设于铜片通过轨迹的左右侧，所述后立式相机横向支架两端分别连接后立式相机竖向支架。

5.根据权利要求4所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述前立式相机横向支架设有用于调节前立式相机拍摄角度的万向轴；所述后立式相机横向支架设有用于调节后立式相机拍摄角度的万向轴。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述上料装置包括上料底座，位于上料底座上的上料筒、集料盘、分拣结构和传输机构，所述上料筒内壁设有第一滑轨，所述集料盘外壁设有用于在第一滑轨内滑动的第一滑条，所述集料盘表面设有用于放置铜片的第一凹槽，所述上料筒顶部设有上料盖，所述分拣结构包括分拣圆盘和升降杆，所述升降杆下端铰接分拣圆盘，其上端连接上料盖，所述分拣圆盘表面设有第一通孔，所述第一通孔内设有收紧夹，所述分拣圆盘径向设有用于控制收紧夹张开和收紧的控制开关，所述上料盖底部设有转动盘，所述上料盖顶部设有传送带，所述上料盖边缘设有周转料口，所述转动盘上表面采用螺旋形的输送通道，所述输送通道一端连通进料口，所述输送通道另一端连通周转料口，所述传送带一端连通周转料口，另一端连通出料口。

7.根据权利要求6所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述上料筒内部设有导向杆，所述导向杆上端连接上料盖，其下端贯穿分拣圆盘。

8.根据权利要求7所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述分选装置包括周转平台，所述周转平台底部设有不良品收集箱，所述周转平台表面设有连通不良品收集箱的第一翻盖。

9.根据权利要求8所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述周转平台远离检测轨道端设有分选挡板，所述分选挡板接触铜片部位设有传送滚轴。

10.根据权利要求9所述的一种铜片缺料自动化在线视觉检测系统，其特征在于：所述传送滚轴包括第一传送滚轴和第二传送滚轴，所述第一传送滚轴顺时针运动，所述第二传送滚轴逆时针运动。