CN106767423A - 自动视觉检测仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动视觉检测仪。本发明的技术方案是：包括机架，机架包括载物平台，载物平台上设置有图像采集系统以及料件抓取系统，载物平台的一侧设置有工控系统以及计算机，图像采集系统包括设置在载物平台上的摄像机组以及背光源组，摄像机组包括高像素黑白像机、高像素彩色相机以及激光相机；料件抓取系统包括设置在机架上部的六轴机械手，六轴机械手能够抓取料件进行高速全视角旋转并快速调整物距、景深以供图像采集系统清晰成像，计算机接收摄像机组传输的图片进行处理并输出判断信息，并根据判断信息控制精密六轴机械手进行良品以及不良品的操作。本发明提供的方案能够节省成本，提高检测效率。

Description

自动视觉检测仪
技术领域
本发明涉及视觉检测技术领域，特别涉及一种自动视觉检测仪。
背景技术
现有精密零部件的机器视觉检测，主要分为两种：一种是平面（即2D）检测，采用相机固定产品平面流动一次只能拍摄产品固定面的几张照片，通过对指定区域进行特征比对，从而达到二到三个尺寸或外观的检测，另一种是激光扫描方式（即3D）对被测物体进行整体建模成像可以检测的尺寸会多一些，但检测时间会比较长，一个复杂程序中等的产品建模时间会在5分钟以上，同时也只能检测扫描面的尺寸且对外观无法判断。而现实精密零部件在工作生产中需要管控的尺寸和外观非常多，以一个普通的手机及电脑中联接屏幕用的FPC连接器而言，需要测量的尺寸就超过500个，外观点20个，现有的机器视觉检测设备是远远无法满足的。因此不得不大量依赖人工检测，效率低且成本高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的主要目的在于提供一种能够降低多工站成本、提高测量效率且适用性广的自动视觉检测仪。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种自动视觉检测仪，包括机架，所述机架包括载物平台，所述载物平台上设置有图像采集系统以及料件抓取系统，所述载物平台的一侧设置有工控系统以及计算机，所述图像采集系统包括设置在载物平台上的摄像机组以及背光源组，所述摄像机组包括高像素黑白像机、高像素彩色相机以及激光相机；所述料件抓取系统包括设置在机架上部的六轴机械手，所述六轴机械手下方设置有用于放置料件的载具，所述六轴机械手能够抓取料件进行高速全视角旋转并快速调整物距、景深以供图像采集系统清晰成像，所述计算机接收摄像机组传输的图片进行处理并输出判断信息，并根据判断信息控制精密六轴机械手进行良品以及不良品的操作。
优选的，所述六轴机械手正下方设置有拍摄点，所述高像素黑白像机、高像素彩色相机以及激光相机的镜头均朝向拍摄点设置。
优选的，所述载物平台上还设置有背光源组，所述背光源组包括同轴光源、背光源、环形光源、底面光源、条形光源以及方形倾斜光源。
优选的，所述高像素黑白像机以及高像素彩色相机设置在可调节底座上。
优选的，所述机架上设置有用于成像的显示器。
本发明相对于现有技术具有如下优点，因是采用与基准视频进行全视角全像素比对，不像传统机器视觉需要针对每一款产品单独编写程序并更换不同的相机、光源配置。一台自动视觉检测仪可以适用尺寸范围内的所有产品的检测。更换被测产品时也不需要重新配置背光源组及对应测量软件，大大节省了时间以及费用，提高了设备使用率。并且六轴机械手正下方设置有拍摄点，高像素黑白像机、高像素彩色相机以及激光相机的镜头均朝向拍摄点设置。六轴机械手抓取料件后在拍摄点处进行快速旋转并快速调整物距、景深以供对应的相机拍摄，清晰成像，这样设置能够缩短机械手的运动行程，提高拍摄效率。摄像机组包括高像素黑白像机、高像素彩色相机以及激光相机，高像素黑白相机用于测量除与色差相关的外观面，以及除纵深相关的尺寸面，高像素彩色相机用于测量有关色差的外观面，如镀层脱落、塑胶异色等，激光相机用于测量产品纵深尺寸，如孔位深度、PIN针高度等。因此，可以根据产品的特性选择不同的相机进行图像采集，来提高系统的运行速度和效率。
附图说明
图1为本发明的一种自动视觉检测仪的结构示意图一（省略外壳）；
图2为本发明的一种自动视觉检测仪的结构示意图二（省略外壳）。
图3为本发明的一种自动视觉检测仪的结构示意图三（省略外壳）
图中：1、机架；2、载物平台；3、高像素黑白相机；4、高像素彩色相机；5、激光相机；6、六轴机械手；8、背光源；9、环形光源；10、底面光源；11、条形光源；13、底座；14、滑槽；15、显示器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种自动视觉检测仪，包括机架1，所述机架1包括载物平台2，所述载物平台2上设置有图像采集系统以及料件抓取系统，所述载物平台2的一侧设置有工控系统以及计算机，所述图像采集系统包括设置在载物平台2上的摄像机组以及背光源组，所述摄像机组包括高像素黑白相机3、高像素彩色相机4以及激光相机5；所述料件抓取系统包括设置在机架1上部的六轴机械手6，所述六轴机械手6下方设置有用于放置料件的载具，所述六轴机械手6能够抓取料件进行高速全视角旋转并快速调整物距、景深以供图像采集系统清晰成像，所述计算机接收摄像机组传输的图片进行处理并输出判断信息，并根据判断信息控制精密六轴机械手6进行良品以及不良品的操作。
所述六轴机械手6正下方设置有拍摄点，所述高像素黑白相机3、高像素彩色相机4以及激光相机5的镜头均朝向拍摄点设置。参照图2，六轴机械手6抓取料件后在拍摄点处进行快速旋转并快速调整物距、景深以供对应的相机拍摄，清晰成像，这样设置能够缩短机械手的运动行程，提高拍摄效率。
其中摄像机组包括高像素黑白相机3、高像素彩色相机4以及激光相机5，高像素黑白相机3用于测量除与色差相关的外观面，以及除纵深相关的尺寸面，高像素彩色相机4用于测量有关色差的外观面，如镀层脱落、塑胶异色等，激光相机5用于测量产品纵深尺寸，如孔位深度、PIN针高度等。因此，可以根据产品的特性选择不同的相机进行图像采集，来提高系统的运行速度和效率。
优选的，所述载物平台2上还设置有背光源组，所述背光源组包括同轴光源、背光源8、环形光源9、底面光源10、条形光源11以及方形倾斜光源。
背光源8设置在靠近载物平台2一侧的支撑面上，为相机拍摄成像提供背光，同轴光源和方形倾斜光源设置在激光相机5内部，底面光源10和条形光源11设置在拍摄点下方的载物平台2上，环形光源9设置在高像素黑白相机3、高像素彩色相机4的镜头前并朝向拍摄点设置。
其中环形光源9又分为有角度环形光源9和无角度环形光源9，背光源组内安装有选择调节装置即光源控制器，根据产品不同材质、颜色、特征选择不同打光组合，以取得最佳打光效果，如检测一个接插件产品即连接器就需要同时用到：条形光源11+同轴光源来检测金属针的刮伤、背光源8来检测外形及针的尺寸、无角度环形光源9来检测塑胶本体的标示或印刷，四种光源的组合。要检测玻璃或触摸屏类产品就需要用到：有角度环形光源9检测边缘毛边、背光源8检测污点、同轴光源检测划伤这几种光源的组合，通过这样的不同光源组合可以覆盖99%的尺寸在100mm之内的精密零部件的打光要求，是一个通用光源组合。
优选的，所述高像素黑白相机3以及高像素彩色相机4设置在可调节底座13上。高像素黑白相机3以及高像素彩色相机4设置在可调节底座13上，如附图所示，底座13固定安装在载物平台2上，底座13包括滑槽14，高像素黑白相机3以及高像素彩色相机4通过螺栓固定在滑槽14内。
优选的，所述机架1上设置有用于成像的显示器15。
本发明的一种自动视觉检测仪，其工作流程为：工控系统根据进料点光纤信号给出六轴机械手6和组合光源的启动信号，根据产品不同材质、颜色、特征选择不同打光组合，以取得最佳打光效果。六轴机械手6运动的同时摄像机组根据信号进行同步拍摄，通过光纤将所拍摄图片传输给计算机，计算机通过高速采集卡接收图片并进行运算判断，并将判断结果输出给机械手进行不同的摆放。六轴机械手6吸取产品进行全视角旋转，并根据产品结构自动调整景深，以达到产品每个结构部分都可以让相机清晰取照，并将图片通过高速传输通道发送到计算机，计算机同时进行判断并将信息反馈到机械手以做良品和不良品的区分。
因是采用与基准视频进行全视角全像素比对，不像传统机器视觉需要针对每一款产品单独编写程序并更换不同的相机、光源配置。一台自动视觉检测仪可以适用尺寸范围内的所有产品的检测。更换被测产品时也不需要重新配置背光源组及对应测量软件，大大节省了时间以及费用，提高了设备使用率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。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前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自动视觉检测仪，其特征在于：包括机架，所述机架包括载物平台，所述载物平台上设置有图像采集系统以及料件抓取系统，所述载物平台的一侧设置有工控系统以及计算机，所述图像采集系统包括设置在载物平台上的摄像机组以及背光源组，所述摄像机组包括高像素黑白像机、高像素彩色相机以及激光相机；所述料件抓取系统包括设置在机架上部的六轴机械手，所述六轴机械手下方设置有用于放置料件的载具，所述六轴机械手能够抓取料件进行高速全视角旋转并快速调整物距、景深以供图像采集系统清晰成像，所述计算机接收摄像机组传输的图片进行处理并输出判断信息，并根据判断信息控制精密六轴机械手进行良品以及不良品的操作。
2.根据权利要求1所述的一种自动视觉检测仪，其特征在于：所述六轴机械手正下方设置有拍摄点，所述高像素黑白像机、高像素彩色相机以及激光相机的镜头均朝向拍摄点设置。
3.根据权利要求1所述的一种自动视觉检测仪，其特征在于：所述载物平台上还设置有背光源组，所述背光源组包括同轴光源、背光源、环形光源、底面光源、条形光源以及方形倾斜光源。
4.根据权利要求1所述的一种自动视觉检测仪，其特征在于：所述高像素黑白像机以及高像素彩色相机设置在可调节底座上。
5.根据权利要求1所述的一种自动视觉检测仪，其特征在于：所述机架上设置有用于成像的显示器。
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