CN106679726A - 全方位视觉检测取像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全方位视觉检测取像装置,包括置于工作台面上的第一检测盘和第二检测盘,所述第一检测盘和第二检测盘均平行于工作平台旋转,所述第一检测盘上设置有尺寸取像机构,第二检测盘上设置有360°内外侧面取像机构,所述第一检测盘和第二检测盘上还均设置有表面取像机构和光纤感应器,所述尺寸取像机构,包括依次呈上下设置的尺寸取像相机和背光光源,尺寸取像相机和背光光源之间为第一检测盘;本发明能够对产品正反面、内外侧面和尺寸进行全方位的图像捕捉,有效地提高了产品检测速度和准确性。
Description
技术领域
本发明属于视觉检测技术领域,特别涉及一种全方位视觉检测取像装置。
背景技术
近些年,随着汽车、电子电器行业的不断发展,汽车零部件制造商或电子电器零部件制造商对产品质量控制方面所耗费的人力、物力越来越大。目前有许多汽车、电子电器零部件制造商采用人工来检测零件的合格状态,这样偶尔会出现不合格产品流出,从而造成很大的经济损失。
发明内容
为了解决现有技术中的问题,本发明提供了一种全方位视觉检测取像装置,能够对产品正反面、内外侧面和尺寸进行全方位的图像捕捉,提高产品检测速度和准确性。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
全方位视觉检测取像装置,包括置于工作台面上的第一检测盘和第二检测盘,所述第一检测盘和第二检测盘均平行于工作平台旋转,所述第一检测盘上设置有尺寸取像机构,第二检测盘上设置有360°内外侧面取像机构,所述第一检测盘和第二检测盘上还均设置有表面取像机构和光纤感应器,
所述尺寸取像机构,包括依次呈上下设置的尺寸取像相机和背光光源,尺寸取像相机和背光光源之间为第一检测盘,
所述表面取像机构,包括自下而上依次设置的表面取像下光源、表面取像上光源和焦距自动微调机构,焦距自动微调机构上连接有表面取像相机,所述表面取像下光源和表面取像上光源之间为第一检测盘或第二检测盘,表面取像下光源和表面取像上光源的光相向发射。
进一步的,所述360°内外侧面取像机构,包括自下而上依次设置有侧面取像下光源、第二检测盘、第一固定板、第二固定板、第三固定板和第四固定板,所述第一固定板下表面的外边缘均匀设置有若干个外侧面折射镜,所述第一固定板上表面的中间设置有向上突起的凸台,所述凸台的侧壁上设置有一圈侧面取像上光源,取像上光源下且沿凸台侧壁外一圈设置有若干个内侧面折射镜,位于第二固定板上表面的外边缘上设置有与若干个外侧面折射镜数量及位置相对应的内侧面相机,所述第二固定板的上表面中间连接有第三固定板,所述第三固定板上设置有与若干个内侧面折射镜数量及位置相对应的外侧面相机。
进一步的,所述外侧面折射镜、内侧面折射镜、外侧面相机、内侧面相机的数量均为6个,且外侧面折射镜均匀的分布于第二检测盘下表面的外边缘圆周上。
进一步的,所述第一固定板、第二固定板和第四固定板自上而下依次通过若干个固定丝杆相接,第二固定板与第四固定板之间、第三固定板和第四固定板之间均通过传动丝杆连接,所述传动丝杆的顶部分别连接有传动丝杆电机。
进一步的,所述传动丝杆电机安装于第四固定板的上表面。
进一步的,焦距自动微调机构,其特征在于:包括自上而下设置的焦距微调齿轮和倍率微调齿轮,所述焦距微调齿轮连接有焦距微型步进电机,所述焦距微调齿轮齿合焦距电机齿轮,所述焦距电机齿轮连接焦距电机位置感应器,所述倍率微调齿轮连接有倍率微型步进电机,所述倍率微调齿轮齿合有倍率电机齿轮,倍率电机齿轮连接倍率电机位置感应器,所述焦距微调齿轮和倍率微调齿轮之间设置有固定支架,固定支架上分别固定焦距微型步进电机、焦距电机位置感应器、倍率微型步进电机和倍率电机位置感应器,表面取像相机的镜头纵向贯穿焦距微调齿轮和倍率微调齿轮,所述焦距自动微调机构通过固定架连接于固定杆上。
进一步的,位于第一检测盘上的焦距自动微调机构中的焦距微型步进电机、焦距电机位置感应器、倍率微型步进电机和倍率电机位置感应器均连接第一PC机;位于第二检测盘上的焦距自动微调机构中的焦距微型步进电机、焦距电机位置感应器、倍率微型步进电机和倍率电机位置感应器均连接第二PC机。
进一步的,所述表面取像上光源和焦距自动微调机构均固定于位于第一检测盘或第二检测盘圆心上的固定杆上。
进一步的,所述第一检测盘和第二检测盘均是材质为玻璃的圆盘,且圆盘底部均连接有旋转电机,所述旋转电机安装于工作平台底部。
进一步的,位于第一检测盘顶部的表面取像相机和尺寸取像相机通过接线或无线模块与第一PC机通信,位于第二检测盘顶部的表面取像相机和外侧面相机和内侧面相机通过接线或无线模块与第二PC机通信。
进一步的,所述第一检测盘和第二检测盘通过产品翻面机构相接。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明中全自动视觉检测装置采用自动上料机构自动分刷出单排单列产品上料至第一检测盘对产品逐一检测,对产品的正面(上表面)进行取像、对产品的尺寸进行取像,然后经过产品翻面机构,将产品进行翻面后,将其输送第二检测盘上,对产品的发面(下表面)进行取像,同时采用360°内外侧面取像机构对产品的侧立面周边进行取像检测,取像均在PC机上显示,便于操作人员进行人工筛查,本发明能够对产品正反面、内外侧面和尺寸进行全方位的图像捕捉,有效地提高了产品检测速度和准确性。
附图说明
图1是本发明中全自动视觉检测装置的俯视图;
图2是本发明中全自动视觉检测装置的结构示意图;
图3是本发明中全自动视觉检测装置的立体结构图;
图4是本发明中自动上料机构的仰视图;
图5是本发明中自动上料机构的俯视图;
图6是本发明中自动上料机构的结构示意图;
图7是本发明中产品翻面机构的结构示意图;
图8是本发明中360°内外侧面取像机构的结构示意图;
图9是本发明中尺寸取像机构的结构示意图;
图10是本发明中表面取像机构的结构示意图;
图11是本发明中焦距自动微调机构的结构示意图;
图12是本发明中排料机构的结构示意图;
其中:100-自动上料机构,101-送料输送带,102-余料回收输送带,103-产品平铺电刷,104-合流导向板,105-手动丝杆,106-产品定位导轮,107-数字尺,108-限料吹气针,109-产品防粘板架,110-电刷电机,111-导轮旋转电机,112-余料回收输送带电机,113-送料输送带电机,
200-第一检测盘,300-第二检测盘,
400-产品翻面机构,401-辅传送带,402-主传送带,403-气动敲击锤,404-翻转滚筒轮,405-产品助送导向轮,406-产品助送导向板,407-主输送带电机,408-产品助送导向轮电机,409-上升部,410-水平部,411-定位导轮,
500-360°内外侧面取像机构,501-侧面取像下光源,502-第一固定板,503-第二固定板,504-第三固定板,505-第四固定板,506-外侧面折射镜,507-凸台,508-侧面取像上光源,509-内侧面折射镜,510-外侧面相机,511-内侧面相机,512-固定丝杆,513-传动丝杆,514-传动丝杆电机,
600-尺寸取像机构,601-背光光源,602-尺寸取像相机,603-调节板,604-固定连杆,
700-表面取像机构,701-表面取像下光源,702-表面取像上光源,703-焦距自动微调机构,704-表面取像相机,705-固定杆,706-焦距微调齿轮,707-倍率微调齿轮,708-焦距微型步进电机,709-焦距电机位置感应器,710-倍率微型步进电机,711-倍率电机位置感应器,712-固定支架,713-固定架,714-焦距电机齿轮,715-倍率电机齿轮,
800-排料机构,801-吹气针位置调节架,802-气针,803-电磁阀,804-排料口,805-光纤感应器,
901-第一PC机,902-第二PC机。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-3所示,全自动视觉检测装置,包括一个工作平台,还包括置于工作平台上的自动上料机构100、第一检测盘200、第二检测盘300、产品翻面机构400,所述第一检测盘200上设置有光纤感应器805、排料机构800、尺寸取像机构600和表面取像机构700,第二检测盘400上设置有光纤感应器805、排料机构800、360°内外侧面取像机构500和表面取像机构700,自动上料机构100位于第一检测盘200的一侧,第一检测盘200的另一侧为第二检测盘300,产品翻面机构400垂直于自动上料机构100设置,且位于第一检测盘200和第二检测盘300的一侧,并连通第一检测盘200和第二检测盘300,第一检测盘200上的产品经过产品翻面机构400翻面后运输至第二检测盘300。
所述第一检测盘200和第二检测盘300均是材质为玻璃的圆盘,且圆盘底部均连接有旋转电机,所述旋转电机安装于工作平台底部。
如图4-6所示,自动上料机构100,包括送料输送带101、余料回收输送带102、产品平铺电刷103、合流导向板104、产品定位导轮106,所述送料输送带101的运输末端通过产品定位导轮106与第一检测盘200相接,所述送料输送带101上沿其运输方向依次设置有产品平铺电刷103、合流导向板104和产品定位导轮106,所述产品平铺电刷104与合流导向板106之间的送料输送带101的侧边连接余料回收输送带102。
所述合流导向板104和产品平铺电刷103上均设置有手动丝杆105和数字尺107,根据待测产品的大小尺寸和数字尺上显示的尺寸,通过调节手动丝杆105来调节合流导向板104的前后位置及产品平铺电刷103距离送料输送带101的距离。
所述合流导向板104上与产品定位导轮106相邻的一边设置有两个限料吹气针108。
一个限料吹气针108的安装方向沿着送料输送带101的运输方向,另一个限料吹气针108的安装方向垂直于送料输送带101的运输方向,且指向送料输送带101。
所述送料输送带101与第一检测盘200的相接处设置有用于安装产品防粘板的产品防粘板架109。
所述产品定位导轮106连接有导轮旋转电机111,余料回收输送带102连接有余料回收输送带电机112,送料输送带101链接有送料输送带电机113,产品平铺电刷103连接有电刷电机110。
所述送料输送带101与余料回收输送带102相互平行,且运输方向相反。
所述余料回收输送带102运输末端连接提升机的一端,提升机(未画出)的另一端位于送料输送带101的运输始端的上方,提升机为现有技术,根据本发明使用时的需要,自行将提升机的一端安装至余料回收输送带102运输末端,另一端置于送料输送带101的运输始端的上方即可。
所述第一检测盘200是材质为玻璃的圆盘。
如图7所示,产品翻面机构400,包括依次呈上下设置且运动方向相反的辅传送带401和主传送带402,所述辅传送带401的底部安装有气动敲击锤403,气动敲击锤403用于定时或不定时的敲击辅传送带401的底面,以免产品在运送过程中粘连在辅传送带401上,所述辅传送带401的运输始端连接有第一检测盘200,所述主传送带402的运输末端连接有第二检测盘300,所述辅传送带401的运输末端通过翻转滚筒轮404连接主传送带402的运输始端,辅输送带401送入产品至翻转滚筒轮404处翻转,翻转后的产品掉落到主输送带402上送到第二检测盘300,所述辅传送带401上与第一检测盘200的相接处分别设置有产品助送导向轮405和产品助送导向板406。
所述主输送带402连接有主输送带电机407,产品助送导向轮405连接有产品助送导向轮电机408。
所述主输送带402通过翻转滚筒轮404与辅输送带401相接,所述翻转滚筒轮402外设置有履带,履带的一端与主输送带402相贴合,履带的另一端与辅输送带401贴合。所述翻转滚筒轮402包括4根辊,4根辊外包裹有履带,形成一个环形履带,产品通过主输送带402运输至履带时,跟随履带向下运动进行翻转,最终产品随履带至辅输送带401,主输送带电机407带动主输送带402运动,主输送带402通过履带带动辅输送带401运动。
所述产品助送导向板406的一端连接于辅输送带401的侧壁上,产品助送导向板406的另一端置于第一检测盘200上表面上。
所述产品助送导向板406与辅输送带401的运输方向之间的夹角为30-45°。
所述第一检测盘200和第二检测盘300均是材质为玻璃的圆盘。
所述主输送带402包括上升部409和水平部410,水平部410连接第二检测盘300,水平部410通过定位导轮411与第二检测盘300相接,定位导向轮411还连接有电机。
产品检测完正面以后,经过产品翻面机构400翻转至另一面,将背面朝上进行检测,翻面机构400由两个输送带(主输送带402和辅输送带401)构成,主输送带电机407带动主输送带402,主输送带402在翻转滚筒轮404处与辅输送带401贴合,贴合后主输送带402通过摩擦带动辅输送带401前进。产品经过产品助送导向轮405进入辅输送带401,经过两条输送带摩擦产品翻转一个面后会落在主输送带402上,最后通过主输送带402输送至下一个检测盘进行反面的检测,在辅输送带401底部有气动敲击锤403,按一定频率敲击输送带防止产品粘在辅输送带401上。
所述360°内外侧面取像机构500、尺寸取像机构600、表面取像机构700、第一PC机901、第二PC机902均通过固定板或固定杆等支架及固定结构固定于工作平台上或固定连接于其他部件之上。
如图8所示,360°内外侧面取像机构500,自下而上依次设置有侧面取像下光源501、第二检测盘300、第一固定板502、第二固定板503、第三固定板504和第四固定板505,所述第一固定板502下表面的外边缘均匀设置有若干个外侧面折射镜506,所述第一固定板502上表面的中间设置有向上突起的凸台507,所述凸台507的侧壁上设置有一圈侧面取像上光源508,取像上光源508下且沿凸台507侧壁外一圈设置有若干个内侧面折射镜509,位于第二固定板503上表面的外边缘上设置有与若干个外侧面折射镜506数量及位置相对应的内侧面相机511,所述第二固定板503的上表面中间连接有第三固定板504,所述第三固定板503上设置有与若干个内侧面折射镜509数量及位置相对应的外侧面相机510。待测产品自第二检测盘300与第一固定板502之间穿过,光纤感应器805感应到产品后,外侧面相机510和内侧面相机511通过内侧面折射镜509和外侧面折射镜506对产品进行360°的画面捕捉。
所述侧面取像下光源507和侧面取像上光源508均垂直向上发射光源。
所述外侧面折射镜506与第一固定板502的下表面呈30-70°夹角,所述内侧面折射镜509与第一固定板502的上表面呈30-70°夹角,所述外侧面相机510通过内侧面折射镜509捕捉产品内侧面画面;内侧面相机511通过外侧面折射镜506捕捉产品外侧面画面。
所述第二检测盘300、第一固定板502和第二固定板503的材质均为透明玻璃。
所述第一固定板502、第二固定板503和第四固定板505自上而下依次通过若干个固定丝杆512相接,第二固定板503与第四固定板505之间、第三固定板504和第四固定板505之间均通过传动丝杆513连接,所述传动丝杆513的顶部分别连接有传动丝杆电机514。
所述侧面取像下光源501通过支架固定于工作平台上,第四固定板505上安装有固定顶板,该固定顶板可以安装于工作平台上方的工作顶架上。
所述传动丝杆电机514安装于第四固定板505的上表面。
所述外侧面折射镜506、内侧面折射镜509、外侧面相机510、内侧面相机511的数量均为6个,且外侧面折射镜506均匀的分布于第二检测盘300下表面的外边缘圆周上。
所述凸台507的直径小于第一固定板502的直径,所述第三固定板504的直径小于第二固定板503的直径。
所述外侧面相机510和内侧面相机511通过接线或无线模块与第二PC机902通信。
如图9所示,尺寸取像机构600,包括自下而上依次设置的背光光源601、第一检测盘200和尺寸取像相机602,所述尺寸取像相机602的顶部通过调节板603连接固定连杆604,固定连杆604连接于第一检测盘200圆心上的固定杆705上,固定杆705的底部固定于工作平台上。光纤感应器805感应到产品后,尺寸取像相机602对产品进行图像捕捉,并将图像传递至第一PC机。
所述尺寸取像相机602通过接线或无线模块与第一PC机901通信。
如图10所示,表面取像机构700,包括自下而上依次设置的表面取像下光源701、表面取像上光源702和焦距自动微调机构703,焦距自动微调机构703上连接有表面取像相机704,所述表面取像下光源701和表面取像上光源702之间为第一检测盘200或第二检测盘300,表面取像下光源701和表面取像上光源702的光相向发射。光纤感应器805感应到产品后,焦距自动微调机构703对焦,表面取像相机704捕捉产品表面图像,并将图像传递至相应的PC机。
所述表面取像上光源702和焦距自动微调机构703均固定于位于第一检测盘200或第二检测盘300圆心上的固定杆705上,固定杆705的底部固定于工作平台上。
位于第一检测盘200顶部的表面取像相机704通过接线或无线模块与第一PC机901通信;位于第二检测盘300顶部的表面取像相机704通过接线或无线模块与第二PC机902通信。
如图11所示,焦距自动微调机构703,包括自上而下设置的焦距微调齿轮706和倍率微调齿轮707,所述焦距微调齿轮706连接有焦距微型步进电机708,所述焦距微调齿轮706齿合焦距电机齿轮714,所述焦距电机齿轮714连接焦距电机位置感应器709,所述倍率微调齿轮707连接有倍率微型步进电机710,所述倍率微调齿轮707齿合有倍率电机齿轮715,倍率电机齿轮715连接倍率电机位置感应器711,所述焦距微调齿轮706和倍率微调齿轮707之间设置有固定支架712,固定支架712上分别固定焦距微型步进电机708、焦距电机位置感应器709、倍率微型步进电机710和倍率电机位置感应器711,表面取像相机704的镜头纵向贯穿焦距微调齿轮706和倍率微调齿轮707,所述焦距自动微调机构703通过固定架713连接于固定杆705上。
位于第一检测盘200上的焦距自动微调机构703中的焦距微型步进电机708、焦距电机位置感应器709、倍率微型步进电机710和倍率电机位置感应器711均连接第一PC机901;位于第二检测盘300上的焦距自动微调机构703中的焦距微型步进电机708、焦距电机位置感应器709、倍率微型步进电机710和倍率电机位置感应器711均连接第二PC机902。
如图12所示,第一检测盘200和第二检测盘300上均设置有排料机构800,每个排料机构800包括自第一检测盘200或第二检测盘300圆心至圆周设置的两个吹气针位置调节架801,每个吹气针位置调节架801上均安装有一个气针802和一个电磁阀803,所述第一检测盘200和第二检测盘300的外圆周上还设置有排料口804。所述第一检测盘200和第二检测盘300上的排料口804相匹配。
第一检测盘200和第二检测盘300上均设置有光纤感应器805,所述光纤感应器805用于感应待测产品是否到位,待测产品到位时,光纤感应器805感应后,将信号传递至第一PC机901或第二PC机902,由第一PC机901或第二PC机902启动相应的检测盘上的相机进行取像。
全自动视觉检测装置采用自动上料机构100自动分刷出单排单列产品上料至第一检测盘200对产品逐一检测,对产品的正面(上表面)进行取像、对产品的尺寸进行取像,然后经过产品翻面机构400,将产品进行翻面后,将其输送第二检测盘300上,对产品的发面(下表面)进行取像,同时采用360°内外侧面取像机构对产品的侧立面周边进行取像检测,取像均在PC机上显示,便于操作人员进行人工筛查或者通过图像比对器对所得图像进行对比,本发明能够对产品正反面、内外侧面和尺寸进行全方位的图像捕捉,有效地提高了产品检测速度和准确性。优选地,用于全方位立体的检测圆环形状、圆柱形状的产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.全方位视觉检测取像装置,其特征在于:包括置于工作台面上的第一检测盘和第二检测盘,所述第一检测盘和第二检测盘均平行于工作平台旋转,所述第一检测盘上设置有尺寸取像机构,第二检测盘上设置有360°内外侧面取像机构,所述第一检测盘和第二检测盘上还均设置有表面取像机构和光纤感应器,
所述尺寸取像机构,包括依次呈上下设置的尺寸取像相机和背光光源,尺寸取像相机和背光光源之间为第一检测盘,
所述表面取像机构,包括自下而上依次设置的表面取像下光源、表面取像上光源和焦距自动微调机构,焦距自动微调机构上连接有表面取像相机,所述表面取像下光源和表面取像上光源之间为第一检测盘或第二检测盘,表面取像下光源和表面取像上光源的光相向发射。
2.根据权利要求1所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:所述360°内外侧面取像机构,包括自下而上依次设置有侧面取像下光源、第二检测盘、第一固定板、第二固定板、第三固定板和第四固定板,所述第一固定板下表面的外边缘均匀设置有若干个外侧面折射镜,所述第一固定板上表面的中间设置有向上突起的凸台,所述凸台的侧壁上设置有一圈侧面取像上光源,取像上光源下且沿凸台侧壁外一圈设置有若干个内侧面折射镜,位于第二固定板上表面的外边缘上设置有与若干个外侧面折射镜数量及位置相对应的内侧面相机,所述第二固定板的上表面中间连接有第三固定板,所述第三固定板上设置有与若干个内侧面折射镜数量及位置相对应的外侧面相机。
3.根据权利要求2所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:所述外侧面折射镜、内侧面折射镜、外侧面相机、内侧面相机的数量均为6个,且外侧面折射镜均匀的分布于第二检测盘下表面的外边缘圆周上。
4.根据权利要求2所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:所述第一固定板、第二固定板和第四固定板自上而下依次通过若干个固定丝杆相接,第二固定板与第四固定板之间、第三固定板和第四固定板之间均通过传动丝杆连接,所述传动丝杆的顶部分别连接有传动丝杆电机,所述传动丝杆电机安装于第四固定板的上表面。
5.根据权利要求1所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:焦距自动微调机构包括自上而下设置的焦距微调齿轮和倍率微调齿轮,所述焦距微调齿轮连接有焦距微型步进电机,所述焦距微调齿轮齿合焦距电机齿轮,所述焦距电机齿轮连接焦距电机位置感应器,所述倍率微调齿轮连接有倍率微型步进电机,所述倍率微调齿轮齿合有倍率电机齿轮,倍率电机齿轮连接倍率电机位置感应器,所述焦距微调齿轮和倍率微调齿轮之间设置有固定支架,固定支架上分别固定焦距微型步进电机、焦距电机位置感应器、倍率微型步进电机和倍率电机位置感应器,表面取像相机的镜头纵向贯穿焦距微调齿轮和倍率微调齿轮,所述焦距自动微调机构通过固定架连接于固定杆上。
6.根据权利要求5所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:位于第一检测盘上的焦距自动微调机构中的焦距微型步进电机、焦距电机位置感应器、倍率微型步进电机和倍率电机位置感应器均连接第一PC机;位于第二检测盘上的焦距自动微调机构中的焦距微型步进电机、焦距电机位置感应器、倍率微型步进电机和倍率电机位置感应器均连接第二PC机。
7.根据权利要求6所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:所述表面取像上光源和焦距自动微调机构均固定于位于第一检测盘或第二检测盘圆心上的固定杆上。
8.根据权利要求1所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:所述第一检测盘和第二检测盘均是材质为玻璃的圆盘,且圆盘底部均连接有旋转电机,所述旋转电机安装于工作平台底部。
9.根据权利要求2所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:位于第一检测盘顶部的表面取像相机和尺寸取像相机通过接线或无线模块与第一PC机通信,位于第二检测盘顶部的表面取像相机和外侧面相机和内侧面相机通过接线或无线模块与第二PC机通信。
10.根据权利要求1所述的全方位视觉检测取像装置,其特征在于:所述第一检测盘和第二检测盘通过产品翻面机构相接。
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