CN106925528A - 用于柱状产品的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于柱状产品的检测装置，包括上料机构、视觉检测机构和分流机构，视觉检测机构包括透明板、控制装置和相机组件，透明板与上料机构的出料口对接，透明板按照预设的角度向下倾斜，用于使柱状产品以自转的方式在透明板上移动，相机组件用于采集柱状产品的表面图像；分流机构包括吹气装置、合格品收集装置和废品收集装置，吹气装置设置在透明板的下方，用于产生脉冲气流将废品吹入废品收集装置。本发明提供了一种使用方便、精度高、速度快、运行稳定且结构简单的检测装置。

Description

用于柱状产品的检测装置

技术领域

本发明涉及检测设备领域，具体而言，涉及用于柱状产品的检测装置。

背景技术

螺栓、螺钉等柱状产品是常见的紧固件和连接件，被广泛应用于各种机械、电子产品中。为了保证产品质量，需要对柱状产品进行质量检测。传统的检测方式是人工检测，由于柱状产品生产线的效率高，人工检测速度慢，严重限制了柱状产品的产量。因此，有些厂家对产品进行抽检，抽检的方式不可避免的会使不合格品流入市场。

随着机器视觉技术的发展进步，视觉检测被引用到柱状产品的质量检测。以螺钉为例，目前市面上的螺钉类零件检测机器的典型结构是，待检零件从送料器流到转动盘的小槽中，随着转动盘的旋转，一个相机拍摄检测零件的顶部尺寸和外表质量，另一个相机检测零件直径和长度尺寸，废品进入废品集料口，合格品则由下料刮板刮落在合格品集料口。

这种带槽转动盘的检测机，有以下主要缺点：1)使用不方便，每一台检测机只能检测同样大小的零件，如果零件大小有变，就要更换转动盘和送料器的轨道，这是很麻烦的事情；2)精度不高，由于零件是靠大头悬挂在转动盘的槽口处，零件在槽内是自由摆动的，有一定间隙，所以，在拍摄检测直径和长度、螺距的时候，会由于零件和相机镜头之间的距离误差而影响测量精度，特别是有些螺丝零件的大头下面相对于螺丝轴线不垂直，影响更加明显；3)速度慢，零件容易卡在进入转动盘处而停机，由于零件是逐个进入转动盘槽的，有时候会因为转动盘和震动轨道配合不好而卡料，即零件没有完全进入转动盘槽而导致转动盘卡死，而且这样的结构，难以实现高速运转；4)结构复杂，成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了用于柱状产品的检测装置。具体地，其技术方案如下：

用于柱状产品的检测装置，包括上料机构、视觉检测机构和分流机构，所述视觉检测机构包括透明板、控制装置和相机组件，所述透明板与所述上料机构的出料口对接，所述透明板按照预设的角度向下倾斜，用于使所述柱状产品以自转的方式在所述透明板上移动，所述相机组件用于采集所述柱状产品的表面图像，所述控制装置用于判断所述柱状产品的质量并控制所述上料机构、所述相机组件和所述分流机构的运行；所述分流机构包括吹气装置、合格品收集装置和废品收集装置，所述吹气装置设置在所述透明板的下方，用于产生脉冲气流将废品吹入所述废品收集装置。

作为对技术方案的改进，所述相机组件包括正向检测相机，所述正向检测相机位于所述透明板的上方，用于检测所述柱状产品的柱面质量。

作为对技术方案的改进，所述相机组件包括还包括第一侧向检测相机，所述第一侧向检测相机设置在所述透明板的一侧，用于检测所述柱状产品的其中一个端部的质量。

作为对技术方案的改进，所述相机组件包括还包括第二侧向检测相机，所述第二侧向检测相机设置在所述透明板的一侧，用于检测所述柱状产品的另一个端部的质量。

作为对技术方案的改进，所述透明板的背部设置有背光源。

作为对技术方案的改进，所述透明板的材质为玻璃。

作为对技术方案的改进，所述上料机构为震动上料器，所述震动上料器的出料口与所述透明板的顶部对接，用于将所述柱状产品排序送到所述透明板上。

作为对技术方案的改进，所述震动上料器的出料口与所述透明板的顶部之间设置有过渡板，所述过渡板的上表面为圆弧状。

作为对技术方案的改进，所述柱状产品包括头部和杆部，所述头部的直径大于所述杆部的直径；所述透明板从所述上料机构的出料口向下方倾斜，且所述透明板从一个侧面向另一个侧面倾斜，用于使所述柱状产品在所述透明板上自转时，所述头部挂在所述透明板的位置较高的一侧边缘。

作为对技术方案的改进，所述柱状产品为螺钉或螺栓。

本发明至少具有以下有益效果：

1)使用方便，一台检测装置能检测不同大小和长度的柱状产品，不需要做任何硬件调整和改变，只需要在控制装置上选择柱状产品大小和公差范围即可，因此，当需要检测不同类型的柱状产品，整个检测装置能够快速切换。

2)精度高，由于柱状产品在检测直径和长度、螺距等尺寸的时候，几乎是躺在透明板上，柱状产品到相机镜头的距离是固定的，不会有误差，而且，柱状产品滚过高速拍照的相机视窗，相当如自转拍照检测，实现了过去昂贵的自转拍照检测。

3)速度快，当柱状产品在透明板上以自转的方式移动时，在重力加速度的作用下，柱状产品能够快速移动，可以充分利用机器视觉的快速检测特点，实现大批量柱状产品的快速质量检测。

4)运行稳定，由于没有转动盘等运动零部件，不会因为转动盘和上料机构轨道配合不好而卡料，即不会出现零件没有完全进入转动盘的卡槽而导致转动盘卡死，容易实现极速运转。

5)结构简单，成本低，维护容易。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中检测装置的整体示意图；

图2是本发明实施例中检测装置的局部示意图。

主要元件符号说明：

1-合格品收集装置的出口，2-合格品收集装置的入口，3-吹气装置，4-第二侧向检测相机，5-透明板，6-正向检测相机，7-柱状产品，8-震动上料器，9-第一侧向检测相机，10-背光源，11-废品收集装置的入口，12-废品收集装置的出口。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“A或/和B中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“A或B”或“A或/和B中的至少一个”可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例

请参阅图1，本实施例提供了用于柱状产品7的检测装置，包括上料机构、视觉检测机构和分流机构。该检测装置用于柱状产品7的质量检测，具体而言，用于检测柱状产品7的杆部的长度、外径和有无伤痕、毛刺等，以及头部高度、直径及头部裂纹、变形，头部凹槽形状、深度及异物，螺纹部分的长度、外径、内径及螺距，尾部的尖点和断尾等。

在本实施例中，视觉检测机构包括透明板5、控制装置和相机组件。透明板5与上料机构的出料口对接，透明板5按照预设的角度向下倾斜，用于使柱状产品7以自转的方式在透明板5上移动，相机组件用于采集柱状产品7的表面图像。控制装置用于判断柱状产品7的质量并控制上料机构、相机组件和分流机构的运行。

在本实施例中，预设的角度是指预先设定的透明板5的倾斜角度，使柱状产品7在初始速度和重力加速度的共同作用下，快速沿透明板5向下滚动。当需要柱状产品7离开透明板5的时间更短时，可以使透明板5具有较大的预设角度，当需要柱状产品7离开透明板5的时间更长时，可以使透明板5具有较小的预设角度。

分流机构包括吹气装置3、合格品收集装置和废品收集装置，吹气装置3设置在透明板5的下方，用于产生脉冲气流将废品吹入废品收集装置。

具体地，合格品收集装置和废品收集装置为料箱、管道、料斗等。合格品收集装置的入口2设置在透明板5的正下方，废品收集装置的入口11设置在透明板5的侧下方。当柱状产品7为合格品时，其能够自然掉落到合格品收集装置的入口2，当柱状产品7为废品时，控制装置能够启动吹气装置3产生高压脉冲气流将其吹入废品收集装置的入口11。

本实施中，检测装置的检测原理如下：

当柱状产品7以自转的方式在透明板5上移动时，相机组件能够按照预设的频率采集柱状产品7的多个表面的图像，随后将图像传输给控制装置，在控制装置中经过滤波、降噪、二值化等处理后，进而可以利用图像识别技术分析柱状产品7的质量是否合格。

在现有的带有转动盘(通常是分度盘)的视觉检测机构中，由于零件是靠大头悬挂在转动盘的槽口处，零件在槽内是自由摆动的，有一定间隙，尤其是头部的下表面上的毛刺未清洗时，摆动情况更明显。所以，在拍摄检测直径和长度、螺距的时候，会由于零件和相机镜头之间的距离会产生变化，根据相机成像原理，零件和相机镜头之间的距离的误差会严重影响测量精度。

而在本实施例中，在检测直径和长度、螺距等尺寸的时候，由于柱状产品7几乎是躺在透明板5上，柱状产品7到相机镜头的距离是固定的，不会有误差，提高了检测精度。而且，由于不再需要将柱状产品7送入转动盘上与柱状产品7匹配的卡槽内，一台检测装置能检测不同大小和长度的柱状产品，不需要做任何硬件调整和改变，只需要在控制装置上选择零件大小和公差范围即可，因此，当需要检测不同类型的柱状产品7，整个检测装置能够快速切换。

而且，在本实施例中，当柱状产品7在透明板5上以自转的方式移动时，柱状产品7在滚到透明板5上时本身具有一初始速度，在重力加速度的作用下，柱状产品7能够快速移动，可以充分发挥机器视觉的快速检测特点，实现大批量柱状产品7的快速质量检测。

而且，在本实施例中，由于没有转动盘等运动零部件，不会因为转动盘和上料机构轨道配合不好而卡料，即不会出现零件没有完全进入转动盘的卡槽而导致转动盘卡死，容易实现极速运转。

而且，在本实施例中，由于没有转动盘等运动零部件，使得整个检测装置的结构简单，成本低，维护容易。

优选地，本实施例中的相机组件采用CCD(电荷耦合器件，charge coupleddevice)相机。CCD相机具有成本合理、体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性，而且可采用USB接口与控制装置通信，操作容易。

在本实施例中，相机组件包括正向检测相机6，正向检测相机6位于透明板5的上方，用于检测柱状产品7的柱面质量。具体地，对于有杆部和头部的柱状产品而言，柱面质量包括杆部和头部的侧面质量，例如杆部和头部的长度，杆部直径，螺纹的螺距、杆部和头部的侧面有无伤痕等。

优选地，相机组件还包括第一侧向检测相机9，第一侧向检测相机9设置在透明板5的一侧，用于检测柱状产品7的其中一个端部的质量。

优选地，相机组件还包括第二侧向检测相机4，第二侧向检测相机4设置在透明板5的一侧，用于检测柱状产品7的另一个端部的质量。

在本实施例中，通过设置第一侧向检测相机9和/或第二侧向检测相机4，能够采集柱状产品7的端部图像，使得控制装置对图像进行处理、分析后能够判断柱状产品7端部的质量。例如，头部直径及头部裂纹、变形，头部凹槽形状、深度及异物，以及尾部的尖点和断尾等。

优选地，透明板5的背部设置有背光源10。通过在透明板5的背部设置背光源10，相机组件采集的柱状产品7的图像是暗影，其对比度高、噪声少，能够减小控制装置在进行图像处理的时的难度，并提高检测精度。

优选地，透明板5的材质为玻璃。

优选地，上料机构为震动上料器8。震动上料器8的出料口与透明板5的顶部对接，用于将柱状产品7排序送到透明板5上。通过设置震动上料器8，大量待检测的柱状产品7可以无序的进入震动上料器8，在震动上料器8中经过一系列的震动矫正后，最后从震动上料器8的出料口有序排队移动到透明板5。

优选地，如图2所示，震动上料器8的出料口与透明板5的顶部之间设置有过渡板，过渡板的上表面为圆弧状。通过设置圆弧状的过渡板，柱状产品7能够平稳的从震动上料器8的出料口进入透明板5。

优选地，柱状产品7包括头部和杆部，头部的直径大于杆部的直径。透明板5从上料机构的出料口向下方倾斜，且透明板5从一个侧面向另一个侧面倾斜，用于使柱状产品7在透明板5上自转时，头部挂在透明板5的位置较高的一侧边缘。

优选地，柱状产品7为螺钉或螺栓。

优选地，如图1所示，检测装置包括一机架，该机架的上表面为检测台，相机组件、上料机构和透明板5等通过立柱、支架等安装在检测台的上表面。合格品收集装置的入口2和废品收集装置的入口11设置在检测台的上表面，合格品收集装置的出口1和废品收集装置的出口12从检测台的侧面伸出。

优选地，合格品收集装置和废品收集装置中设置有缓冲垫。

在本实施例中，相机组件、上料机构、透明板5、合格品收集装置、废品收集装置与机架之间，以及各机构内部结构之间的安装，可以采用可拆卸方式，以方便对部件的更换。可拆卸的方式，可以是紧固件、滑接件、卡接件。此处，紧固件可列举出法兰件、螺接件等。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.用于柱状产品的检测装置，其特征在于，包括上料机构、视觉检测机构和分流机构，所述视觉检测机构包括透明板、控制装置和相机组件，所述透明板与所述上料机构的出料口对接，所述透明板按照预设的角度向下倾斜，用于使所述柱状产品以自转的方式在所述透明板上移动，所述相机组件用于采集所述柱状产品的表面图像，所述控制装置用于判断所述柱状产品的质量并控制所述上料机构、所述相机组件和所述分流机构的运行；所述分流机构包括吹气装置、合格品收集装置和废品收集装置，所述吹气装置设置在所述透明板的下方，用于产生脉冲气流将废品吹入所述废品收集装置。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述相机组件包括正向检测相机，所述正向检测相机位于所述透明板的上方，用于检测所述柱状产品的柱面质量。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，所述相机组件包括还包括第一侧向检测相机，所述第一侧向检测相机设置在所述透明板的一侧，用于检测所述柱状产品的其中一个端部的质量。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述相机组件包括还包括第二侧向检测相机，所述第二侧向检测相机设置在所述透明板的一侧，用于检测所述柱状产品的另一个端部的质量。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述透明板的背部设置有背光源。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述透明板的材质为玻璃。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述上料机构为震动上料器，所述震动上料器的出料口与所述透明板的顶部对接，用于将所述柱状产品排序送到所述透明板上。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于，所述震动上料器的出料口与所述透明板的顶部之间设置有过渡板，所述过渡板的上表面为圆弧状。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的检测装置，其特征在于，所述柱状产品包括头部和杆部，所述头部的直径大于所述杆部的直径；所述透明板从所述上料机构的出料口向下方倾斜，且所述透明板从一个侧面向另一个侧面倾斜，用于使所述柱状产品在所述透明板上自转时，所述头部挂在所述透明板的位置较高的一侧边缘。

10.根据权利要求9所述的检测装置，其特征在于，所述柱状产品为螺钉、螺栓或大头销。