CN107024479A - 一种波峰焊在线检测机及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种波峰焊在线检测机及其检测方法，检测机包括脚垫、底架、轨道架、输送装置、相机组件和工控电脑，输送装置包括输送轨道，设置在输送轨道下方的光源以及步进电机；相机组件安装在保护罩，保护罩与横梁活动连接，横梁与支撑梁活动连接；轨道架上还安装有电控板和防尘罩。该检测机的检测方法，包括如下步骤：开机接通电源，打开检测软件；程序发出接收待测工件的信号，生产线控制系统接收信号并开始输送待测工件；检测机的输送轨道接收待测工件，停止输送，光源打开，光源亮度和相机组件位置调整；相机组件拍照，检测软件识别图像，标识缺陷并记录；输送导轨将合格品输送至下道生产工序，不合格品转入下道修正工序；完成一次检测。
Description
技术领域
本发明涉及焊接检测技术领域，特别是涉及一种波峰焊在线检测机及其检测方法。
背景技术
在现有技术中，自动光学检查(Automated Optical Inspection，简称AOI)，为高速高精度光学影像检测系统，运用机器视觉做为检测标准技术，作为改良传统上以人力使用光学仪器进行检测的缺点，应用层面广泛。自动光学检查是工业制程中常见的代表性手法，利用光学仪器取得成品的表面状态，再以电脑影像处理技术来检出异物或图案异常等瑕疵，因为是非接触式检查，所以可在中间工程检查半成品。
传统的AOI检测机，结构复杂，安装不方便，不能够柔性连接介入现有生产线中，需要人工卸下冶具和翻板或者新增设备来完成上述动作，增加了改造成本，此外，相机的位置调节困难，增加调试时间，对此，设计人员进行了相应的改进。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种波峰焊在线检测机及其检测方法，改进其不合理的结构，整体设备调节性能好，可以柔性连接接入现有生产线中，改造成本低，检测效果好，减小人工检测的劳动强度，生产效益提高。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种波峰焊在线检测机及其检测方法，包括脚垫、底架和安装在底架上的轨道架，安装在轨道架上的输送装置、光源、相机组件和工控电脑，所述的输送装置包括输送轨道，设置在输送轨道下方的光源以及步进电机，输送轨道连接丝杆模组；所述的相机组件安装在保护罩中，保护罩与横梁连接，横梁固定在支撑梁上；所述的轨道架上还安装有电控板和防尘罩。
所述的保护罩通过拖链与横梁活动连接，所述横梁通过拖链与支撑梁活动连接。
所述的横梁和支撑梁上均设有伺服电机。
所述的电控板上顺序安装有运动控制卡、光源调压板、步进电机驱动器和伺服电机驱动器。
所述的轨道架上还安装有与工控电脑相连接的调压过滤阀、直流电源、滤波器、漏电开关和UPS不间断电源。
所述的光源为铂镁光源，相机组件为折射相机组件。
一种利用检测机进行在线检测的方法，包括如下步骤：
开机接通电源，打开检测软件；
自动测试程序工作，发出接收待测工件的信号，生产线控制系统接收信号并开始输送待测工件；
检测机的输送轨道接收待测工件，生产线控制系统停止输送，光源打开，光源亮度调节，相机组件位置调整；
相机组件对待测工件整体拍照，检测软件计算识别图像，标识缺陷并记录，不合格品通过信号上传至生产线控制系统；
输送导轨将待测工件的合格品输送至下道生产工序，其中不合格品被生产控制系统转入下道修正工序；
完成一次检测，自动测试程序再发出接收待测工件的信号，生产线控制系统接收信号并开始输送待测工件。
所述的电源接通，工控电脑连接的外部显示屏、鼠标、键盘和打印机开始工作。
所述的光源通过光源调压板调节亮度，所述的相机组件通过伺服电机驱动拖链运动来调整位移。
所述的生产线控制系统将接收的不合格产品转送至修正工序进行修正，修正结束后输送至检测机再次检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以减小人为误差，检测匹配效率高，提高了产品的生产效率和产能。
1、相机组件设置在检测机的底部，相机组件的移动机构的重心降低，提高了运动的平稳性，相机放置在底部直接拍摄，与现有的AOI不同，不用卸下治具与翻板，直接与波峰焊后的接驳台对接，无需再安排人员或新增设备进行翻板；
2、输送导轨机构，普通的待测工件输送是由皮带或链条输送的，为了底部在线检测AOI的检测要求，普通的输送方式不能满足其设备要求，改进设计了一种待测工件输送方式，利用摩擦方式，使待测工件与滚动轮之间产生摩擦力带动并前进，不会妨碍相机镜头的拍摄，还可以平稳的输送到拍摄点，保证在测试过程中待测工件不偏移；
3、调宽机构，为了适应不同宽度的待测工件，使其具有通用性，增加了调宽机构(包含了丝杆模组)自动调节输送轨道的宽度，采用步进电机驱动；
4、相机组件移动机构，提供相机镜头组件拍摄时精确的拍摄点，考虑到现场的环境会对XY轴移动机构的精度产生影响，相机组件的位置都是密封并由PC机通过运动控制卡与伺服系统控制进行调整。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的左视图；
图3为本发明的立体图；
图4为本发明的爆炸示意图；
图5为图1中相机组件XY轴调整装置的结构示意图；
图6为图5的爆炸示意图。
附图中的标记为：1.脚垫；2.底架；3.轨道架；4.工控电脑；5.防尘罩；6.光源；7.固定支架；8.输送轨道；9.待测工件；10.步进电机驱动器；11.伺服电机驱动器；12.光源调压板；13.电控板；14.运动控制卡；15.相机组件；16.保护罩；17.调压过滤阀；18.直流电源；19.滤波器；20.漏电开关；21.UPS不间断电源；22.步进电机；23.拖链；24.支撑梁；25.横梁；26.伺服电机；27.丝杆模组。
具体实施方式
下面结合实施例参照附图进行详细说明，以便对本发明的技术特征及优点进行更深入的诠释。
如图1-6所示，本发明的一种波峰焊在线检测机及其检测方法，包括脚垫1、底架2和安装在底架2上的轨道架3，安装在轨道架3上的输送装置、光源6、相机组件15和工控电脑4，所述的光源6为铂镁光源6，相机组件15为折射相机组件15；所述的输送装置包括输送轨道8，设置在输送轨道8下方的光源6以及步进电机22，，输送轨道8连接丝杆模组27；所述的相机组件15安装在保护罩16中，保护罩16与横梁25连接，横梁25固定在支撑梁24上，进一步的，所述的保护罩16通过拖链23与横梁25活动连接，所述横梁25通过拖链23与支撑梁24活动连接，横梁25和支撑梁24上均设有伺服电机26；所述的轨道架3上还安装有电控板13和防尘罩5；所述的电控板13上顺序安装有运动控制卡14、光源调压板12、步进电机驱动器10和伺服电机驱动器11；所述的轨道架3上还安装有与工控电脑4相连接的调压过滤阀17、直流电源18、滤波器19、漏电开关20和UPS不间断电源21，这些电气元件保证设备正常运行且不断电。
如图1-4所示，底架2和轨道架3为铝合金型材拼接而成，组合安装方便，相机组件15设置在轨道架3的底部，重心降低，稳定性提高，相机组件15上部设有光源6，下部设有防尘罩5进行保护。输送轨道8中设有齿轮啮合，齿轮由步进电机22驱动，齿轮与滚动轮连接，相对设置的输送轨道8中的滚动轮将待测工件9夹紧而不落下，待测工件9的输送则是利用了滚动轮与待测工件9的摩擦力，此外输送轨道8通过固定支架7安装在丝杆模组27上，丝杆模组27由步进电机22驱动丝杆转动，从而使丝杆模组27上的输送轨道8发生平移，进而可以调节相对设置的输送轨道8间距，满足不同宽度的待测工件9的夹持要求，整个装置柔性好，调节方便。
基于目前的检测机结构特点及检测需求，将相机组件15倒置，但受生产线高度的影响，焦距的长度超出了生产线的高度，因而利用反光片折射原理，在相机组件15中增加反光片，使得相机与被测物呈现90°夹角，解决了受生产线高度影响的问题；三色光源6中间的相机成像孔在拍摄时会出现中间光学死角，普遍的方式是三色光源6上增加同轴光，或在镜头上增加同轴光，但整体设计是利用折射原理设计的，为了满足需求，同时节约成本，在这里我们利用了分光片与红色平板光源6解决中间死角问题；相机镜头可以根据FOV的大小前后进行调节；各色光源6可根据成像的效果分别进行调节，保证成像的一致性。
如图5-6所示，相机组件15位置的调整机构，提供相机组件15拍摄时精确的拍摄点，考虑到现场的环境会对相机组件15在XY轴移动距离的精度产生影响，所有工作模组都是密封的，由PC机通过运动控制卡14与伺服系统控制，进行有效配合工作，伺服电机26在伺服电机驱动器11的作用下，通过支撑梁24上的拖链23可以调整横梁25的位移，即相机组件15的X轴移动距离，此外，通过横梁25上的拖链23可以直接调整相机组件15在Y轴方向上的移动距离。最后，还可以采用气缸控制待测工件9的停靠位置，使其停靠位置的统一，有利于提高检测的准确率。
一种利用检测机进行在线检测的方法，包括如下步骤：开机接通电源，打开检测软件；自动测试程序工作，发出接收待测工件9的信号，生产线控制系统接收信号并开始输送待测工件9；检测机的输送轨道8接收待测工件9，生产线控制系统停止输送，光源6打开，光源6亮度调节，相机组件15位置调整；相机组件15对待测工件9整体拍照，检测软件计算识别图像，标识缺陷并记录，不合格品通过信号上传至生产线控制系统；输送轨道8将待测工件9的合格品输送至下道生产工序，其中不合格品被生产控制系统转入下道修正工序；
完成一次检测，自动测试程序再发出接收待测工件9的信号，生产线控制系统接收信号并开始输送待测工件9。
进一步的，所述的电源接通，工控电脑4连接的外部显示屏、鼠标、键盘和打印机开始工作，打开检测软件或者打印输出检测结果报告。所述的光源6通过光源调压板12调节亮度，所述的相机组件15通过伺服电机26驱动拖链23运动来调整位移。所述的生产线控制系统将接收的不合格产品转送至修正工序进行修正，修正结束后输送至检测机再次检测。
通过以上实施例中的技术方案对本发明进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例为本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种波峰焊在线检测机，其特征在于，包括脚垫(1)、底架(2)和安装在底架(2)上的轨道架(3)，安装在轨道架(3)上的输送装置、光源(6)、相机组件(15)和工控电脑(4)，所述的输送装置包括输送轨道(8)，设置在输送轨道(8)下方的光源(6)以及步进电机(22)，输送轨道(8)连接丝杆模组(27)；所述的相机组件(15)安装在保护罩(16)中，保护罩(16)与横梁(25)连接，横梁(25)固定在支撑梁(24)上；所述的轨道架(3)上还安装有电控板(13)和防尘罩(5)。
2.根据权利要求1所述的波峰焊在线检测机，其特征在于，所述的保护罩(16)通过拖链(23)与横梁(25)活动连接，所述横梁(25)通过拖链(23)与支撑梁(24)活动连接。
3.根据权利要求2所述的波峰焊在线检测机，其特征在于，所述的横梁(25)和支撑梁(24)上均设有伺服电机(26)。
4.根据权利要求1所述的波峰焊在线检测机，其特征在于，所述的电控板(13)上顺序安装有运动控制卡(14)、光源调压板(12)、步进电机驱动器(10)和伺服电机驱动器(11)。
5.根据权利要求1所述的波峰焊在线检测机，其特征在于，所述的轨道架(3)上还安装有与工控电脑(4)相连接的调压过滤阀(17)、直流电源(18)、滤波器(19)、漏电开关(20)和UPS不间断电源(21)。
6.根据权利要求1所述的，其特征在于，所述的光源(6)为铂镁光源(6)，相机组件(15)为折射相机组件(15)。
7.一种利用权利要求1-6任一所述的检测机进行在线检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：
开机接通电源，打开检测软件；
自动测试程序工作，发出接收待测工件(9)的信号，生产线控制系统接收信号并开始输送待测工件(9)；
检测机的输送轨道(8)接收待测工件(9)，生产线控制系统停止输送，光源(6)打开，光源(6)亮度调节，相机组件(15)位置调整；
相机组件(15)对待测工件(9)整体拍照，检测软件计算识别图像，标识缺陷并记录，不合格品通过信号上传至生产线控制系统；
输送导轨将待测工件(9)的合格品输送至下道生产工序，其中不合格品被生产控制系统转入下道修正工序；
完成一次检测，自动测试程序再发出接收待测工件(9)的信号，生产线控制系统接收信号并开始输送待测工件(9)。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述的电源接通，工控电脑(4)连接的外部显示屏、鼠标、键盘和打印机开始工作。
9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述的光源(6)通过光源调压板(12)调节亮度，所述的相机组件(15)通过伺服电机(26)驱动拖链(23)运动来调整位移。
10.根据权利要求8或9所述的检测方法，其特征在于，所述的生产线控制系统将接收的不合格产品转送至修正工序进行修正，修正结束后输送至检测机再次检测。
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