CN108489993A - 一种工件外观视觉检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工件外观视觉检测设备，属于检测技术领域。它解决了现有工件外观视觉检测设备效率相对较低且不能对工件外观完整视觉检测等技术问题。本工件外观视觉检测设备包括检测台和检测座，检测台上设有用于输送工件的送料管，检测座上转动连接有第一定位辊和第二定位辊，第一定位辊上在圆周方向上分为下料段、滚件段和挡料段，在第一定位辊中的滚件段与第二定位辊相对时滚件段和第二定位辊之间可支撑工件，在第一定位辊中的下料段与第二定位辊相对时下料段和第二定位辊之间形成下料通道，滚件段和挡料段之间设有送料台阶。本发明具有能对工件外观完整视觉检测的优点。

Description

一种工件外观视觉检测设备

技术领域

本发明属于检测技术领域，涉及一种工件外观视觉检测设备。

背景技术

现有光纤等精密领域，需要将两根光钎精密对接，光纤连接器是把光纤的两个端面精密地对接起来，使发射光纤输出的光能量最大限度地相合到接收光纤中。光纤连接器内会使用到呈圆筒状或者圆锥状的工件，例如陶瓷套筒或者陶瓷插芯，陶瓷套筒或者陶瓷插芯是一种高精度特种陶瓷元件，其孔径、真圆度误差为0.001mm。所制成的连接器是可拆卸、分类的光纤活动连接器，使光通道的连接、转换调度更加灵活，可供光通系统的调试与维护。

在陶瓷套筒或者陶瓷插芯生产完成之后，需要对其外形进行视验，以判断该陶瓷套筒是否属于合格产品。陶瓷套筒或者陶瓷插芯外观检验包括陶瓷套筒或者陶瓷插芯的外周面和两端面，现有通常采用人工视验的方法对陶瓷套筒外观进行检验，以判断其外形是否存在破损、尺寸是否合格以及产品本身是否存在变形等。但人工检验效率较低，且容易出现漏检的情况。

为了解决上述问题，中国专利文献公开了陶瓷套筒视觉外观品检机【授权公告号CN206248569U】，包括设置有振动盘的工作台，工作台上设置有旋转放料机构及与其相对应的放料气缸，振动盘与旋转放料机构之间设置有送料滑道，该送来斗滑道的一端与振动盘相撞，另一端与旋转放料机构相对应；工作台上设置有与旋转放料机构对应的取像装置，所述工作台设置有与旋转放料机构上对应的分料机构。该专利中陶瓷套筒从送料滑道竖直进入旋转放料机构中并插接在插住上定位，由于陶瓷套筒为竖直立在置料座上的，也就是陶瓷套筒与置料座相对的端面是无法检测到的，因此无法对陶瓷套筒实现完整的检测；在完成检测后该专利需要通过放料气缸推动支撑推杆移动，使得通孔C移动到陶瓷套筒的正下方才能完成下料，同时上料时需要反向移动支撑推杆，整个下料上料工序是先后的顺序，在下料时需要等待回位后才能上料，需要的时间较长，导致单位时间内检测的陶瓷套筒数量相对较低；为了实现对陶瓷套筒周面的完整检测，该专利中在检测时没转动90°拍一次照片，分四次进行拍摄，再对拍摄的照片进行分析判断是否有问题，由于陶瓷套筒的周面为圆柱状的，采用上述方式拍摄的照片中有很大一部分周面是不正对摄像机，因此无法正对拍摄到周面，存在视觉偏差，导致检测的不精确性，目前市场上也没有在转动的同时测量工件外观的设备。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种工件外观视觉检测设备,本发明解决的技术问题是能高效、连续将工件精确输送至拍摄工位检测且检测时能对工件外观完整视觉检测。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种工件外观视觉检测设备，包括检测台和固定在检测台上的检测座，所述检测台上设有用于输送工件的送料管，其特征在于，所述检测座上水平转动连接有第一定位辊和第二定位辊，所述第一定位辊上在圆周方向上分为下料段、滚件段和挡料段，所述第二定位辊的周面为圆柱面，在所述第一定位辊中的滚件段与第二定位辊相对时所述滚件段和第二定位辊之间可支撑工件，在所述第一定位辊中的下料段与第二定位辊相对时所述下料段和第二定位辊之间形成可供工件自由掉落的下料通道，所述滚件段和挡料段之间设有送料台阶，所述送料管的出件端能正对送料台阶的上方，所述第二定位辊上靠近外端的周面上具有相对周面凸出调整条，在所述第二定位辊转动时调整条能调整位于滚件段与第二定位辊之间的工件在第二定位辊的轴线方向上的位置。

检测台上还设有振动盘，送料管与振动盘连通，送料管内的工件通过吹气的方式输送出送料管的出件端；检测台上位于下料通道的正下方设有下料管，通过下料管完成下料；第一定位辊和第二定位辊可分别通过电机带动转动，或者第一定位辊和第二定位辊之间通过传动机构连接并通过同一电机带动转动，根据实际情况具体选择；检测台上设有三台视觉检测仪，在检测台上还设有能提供光源的照明设备，视觉检测仪能对位于滚件段和第二定位辊之间的工件进行拍摄并分析，视觉检测仪包括工业摄像机、处理器及显示仪组成，为现有能购买到的设备，在本案中不做具体介绍；本案中涉及到的线路问题、电机型号选择问题均为常规手段，不做具体介绍。

具体工作原理如下：工件通过振动盘依次输送进入送料管，位于送料管内的工件通过吹气的方式逐个输送向送料管的出件端，在上料时，第一定位辊位于初始位置，此时送料台阶位于送料管的出件端的下方，工件从送料管的出件端滑出后刚好滑至送料台阶上；接着进行送料，第一定位辊向第二定位辊一侧转动，位于送料台阶上的工件被转动输送向第二定位辊一侧，当送料台阶转动至第一定位辊的最高处时工件会沿着滚件段滚至滚件段和第二定位辊之间，此时工件被输送至拍摄工位；为了对工件的周面进行完整的拍摄，接着进行滚料，即第一定位辊反向回位，在回位过程中工件会在滚件段的带动下原地滚动，滚动过程中工业摄像机能对工件的整个周面完整的进行拍摄并判断是否有瑕疵，拍摄过程中工件的周面每一部分都会正对工业摄像机，因此能实现对工件周面的完整精确检测，在此过程中第二定位辊也转动，调整条与工件的外端抵靠，随着第二定位辊的转动调整条能将工件向内推使得工件位于工业摄像机的最佳拍摄位置，保证工业摄像机拍摄清晰，能清楚分辨出工件上的瑕疵，保证检测的准确；检测完成后实现进行下料，第一定位辊继续转动至下料段与第二定位辊正对的位置，由于下料段与第二定位辊之间的间距大于工件的之间，因此工件会通过下料通道掉落至下料管；如上往复循环检测，实现对圆柱状或者圆筒状或者圆锥状工件的自动检测。

在滚料检测时第一定位辊在复位，当检测完成后复位完成，下料段与第二定位辊正对且送料管的出件端能正对送料台阶的上方，能同步实现下料和上料，因此提升了检测的整体效率，能在单位时间内检测的工件数量进一步提升；在检测时工件是水平位于滚件段和第二定位辊之间的，工件的两端均没有遮挡，因此只需将两台工业摄像机分别放置在工件的两端相对位置即能对工件的两端进行拍摄，同时另一工业摄像机位于工件上方，工件在检测时无遮挡，因此能实现对工件的两端面及周面完整视觉检测。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述调整条呈长条形，所述调整条沿着第二定位辊的圆周方向布置，所述调整条朝向检测座的侧面为调整面，所述调节面与第二定位辊的外端面之间的间距自调整条的一端向另一端逐渐减小。在调整工件位置时，调整面与第二定位辊的外端面间距较小的一端与工件的外端相对，第二定位辊转动时调整面会与工件的外端抵靠并推动工件向第二定位辊的内端移动，从而实现对工件位置的调整，在拍摄时使得工件处于最佳拍摄位置，从而保证将有缺陷的工件筛选出来。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述第二定位辊的外端面开设有固定卡槽，所述固定卡槽至少有一端为贯通端，所述固定卡槽内卡设有卡接块，所述卡接块的厚度自一侧向另一侧逐渐减小，所述卡接块的一端穿出固定卡槽的贯通端，所述卡接块穿出贯通端的一端形成上述调节条，所述卡接块的另一端位于固定卡槽内。卡接块与第二定位辊之间为可拆连接，通过调节条通过卡接块穿出贯通端的一端形成，在安装时能方便的将卡接块安装至固定卡槽上，在加工上能方便的在第二定位辊的外端面开槽且卡接块的制造也较方便，因而能用较低成本得到具有调节条的第二定位辊，节约了成本；同时由于卡接块为单独生产，调节面的设置直接由卡接块得到，因此能通过更换卡接块来改变调节面的结构，能在检测不同长度的工件时适配不同的卡接块，保证工件在拍摄时均位于最佳拍摄位置，从而保证将有缺陷的工件筛选出来。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述挡料段能与送料管的出件端正对。在工件被输送至拍摄工位的过程中，挡料段能与送料管的出件端正对，挡料段能阻挡位于送料管的出件端内的工件。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述第一定位辊的外端面上具有呈圆弧形的退回挡条，所述退回挡条与挡料段对齐且能与送料管的出件端正对，所述退回挡条的厚度自靠近送料台阶的一端向另一端逐渐增厚。在上料时出料的工件被输送到送料台阶上，下一个出料的工件会探出送料管的出件端，通过退回挡条能将弹出的送料管平滑的推回送料管的出件端内。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述送料台阶的台阶面内凹形成定位凹槽。内凹的定位凹槽能在上料时能更稳定的将工件定位在送料台阶上。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述检测座上位于第一定位辊远离第二定位辊的一侧固定有挡块，所述挡块朝向第一定位辊的一侧具有内凹的限位面，所述限位面为圆弧面，所述限位面与滚件段共圆心。在上料时挡块能保证每个工件均能准确的定位至送料台阶上，且在上料的初始阶段工件被限位面阻挡，避免工件过早脱离送料台阶，保证工件能平稳的上料。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述挡块上插接有挡条，所述挡条穿过挡块的一端位于送检通道的内侧，所述挡料段的内端开设有让位缺口，所述挡条的下端与让位缺口相对。挡条能在上料时位于送料台阶的内端，工件滑入送料台阶后会抵靠在挡条上，实现工件在送料台阶长度方向上的定位。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述下料段为平面，所述下料段中任意位置与第一定位辊的轴线之间的距离均小于滚件段的半径。该结构能在下料段转动至与第二定位辊相对时保证工件能从下料通道掉落完成下料。

在上述的工件外观视觉检测设备中，所述检测座上具有下凹的让位通道，所述让位通道与第一定位辊和第二定位辊之间的空间正对。让位通道能使得对工件端面拍摄的工业摄像机能正对工件的端面。

与现有技术相比，本工件外观视觉检测设备能自动完成工件的上料、检测滚动定位和下料的过程，且上料位置能使得工业摄像机拍摄清晰，在工件滚动过程中对整个周面进行拍摄并判断是否有瑕疵，具有对工件检测全面且精确的优点，另外还具有不管工件大小均能进行高精度转动测试的优点。

附图说明

图1是本工件外观视觉检测设备的立体结构示意图。

图2是图1中A部的放大结构示意图。

图3是第一定位辊和第二定位辊在上料和下料时的状态图。

图4是第一定位辊和第二定位辊在送料时的状态图。

图5是第一定位辊和第二定位辊在滚料时的状态图。

图6是第一定位辊的正视结构示意图。

图7是第一定位辊的立体结构示意图。

图8是第二定位辊的立体结构示意图。

图9是第二定位辊的正视结构示意图。

图中，1、检测台；11、送料管；12、振动盘；13、下料管；14、照明设备；15、工业摄像机；2、检测座；21、让位通道；3、第一定位辊；31、下料段；31a、下料通道；32、滚件段；33、挡料段；331、退回挡条；332、让位缺口；34、送料台阶；35、定位凹槽；4、第二定位辊；41、固定卡槽；42、卡接块；43、调整条；44、调整面；5、挡块；51、限位面；52、挡条。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，工件外观视觉检测设备包括检测台1和固定在检测台1上的检测座2，检测台1上设有用于输送工件的送料管11，检测座2上水平转动连接有第一定位辊3和第二定位辊4，检测座2上具有下凹的让位通道21，让位通道21与第一定位辊3和第二定位辊4之间的空间正对。检测台1上还设有振动盘12，送料管11与振动盘12连通，送料管11内的工件通过吹气的方式输送出送料管11的出件端；检测台1上位于下料通道31a的正下方设有下料管13，通过下料管13完成下料；第一定位辊3和第二定位辊4之间通过传动机构连接并通过同一电机带动转动，传动机构为同步带传动；检测台1上设有三台视觉检测仪，在检测台1上还设有能提供光源的照明设备14，视觉检测仪能对位于滚件段32和第二定位辊4之间的工件进行拍摄并分析，视觉检测仪包括工业摄像机15、处理器及显示仪组成，为现有能购买到的设备，在本案中不做具体介绍；三个工业摄像机15其中一个位于第一定位辊3和第二定位辊4的正上方，另外两个分别位于第一定位辊3和第二定位辊4的前后两端。

如图2至图9所示，第一定位辊3上在圆周方向上分为下料段31、滚件段32和挡料段33，第二定位辊4的周面为圆柱面，在第一定位辊3中的滚件段32与第二定位辊4相对时滚件段32和第二定位辊4之间可支撑工件，在第一定位辊3中的下料段31与第二定位辊4相对时下料段31和第二定位辊4之间形成可供工件自由掉落的下料通道31a，滚件段32和挡料段33之间设有送料台阶34，送料台阶34的台阶面内凹形成定位凹槽35，送料管11的出件端能正对送料台阶34的上方，下料段31为平面，下料段31中任意位置与第一定位辊3的轴线之间的距离均小于滚件段32的半径。

第二定位辊4上靠近外端的周面上具有相对周面凸出调整条43，在第二定位辊4转动时调整条43能调整位于滚件段32与第二定位辊4之间的工件在第二定位辊4的轴线方向上的位置。调整条43呈长条形，调整条43沿着第二定位辊4的圆周方向布置，调整条43朝向检测座2的侧面为调整面44，调节面与第二定位辊4的外端面之间的间距自调整条43的一端向另一端逐渐减小。第二定位辊4的外端面开设有固定卡槽41，固定卡槽41至少有一端为贯通端，固定卡槽41内卡设有卡接块42，卡接块42的厚度自一侧向另一侧逐渐减小，卡接块42的一端穿出固定卡槽41的贯通端，卡接块42穿出贯通端的一端形成上述调节条，卡接块42的另一端位于固定卡槽41内。本实施例中卡接块42的截面呈三角形，固定卡槽41的两端均为贯通端，卡接块42的端面与第二定位辊4的外周面匹配，卡接块42的一端面与第二定位辊4的外周面位于同一圆柱面上，卡接块42的另一端穿出固定卡槽41形成上述调节条。

在调整工件位置时，调整面44与第二定位辊4的外端面间距较小的一端与工件的外端相对，第二定位辊4转动时调整面44会与工件的外端抵靠并推动工件向第二定位辊4的内端移动，从而实现对工件位置的调整，在拍摄时使得工件处于最佳拍摄位置，从而保证将有缺陷的工件筛选出来。

挡料段33能与送料管11的出件端正对，第一定位辊3的外端面上具有呈圆弧形的退回挡条331，退回挡条331与挡料段33对齐且能与送料管11的出件端正对，退回挡条331的厚度自靠近送料台阶34的一端向另一端逐渐增厚。在上料时出料的工件被输送到送料台阶34上，下一个出料的工件会探出送料管11的出件端，通过退回挡条331能将弹出的送料管11平滑的推回送料管11的出件端内。

检测座2上位于第一定位辊3远离第二定位辊4的一侧固定有挡块5，挡块5朝向第一定位辊3的一侧具有内凹的限位面51，限位面51为圆弧面，限位面51与滚件段32共圆心。挡块5上插接有挡条52，挡条穿过挡块5的一端位于送检通道的内侧，挡料段33的内端开设有让位缺口332，挡条的下端与让位缺口332相对。在上料时挡块5能保证每个工件均能准确的定位至送料台阶34上，且在上料的初始阶段工件被限位面51阻挡，挡条能在上料时位于送料台阶34的内端，工件滑入送料台阶34后会抵靠在挡条上，实现工件在送料台阶34长度方向上的定位。

具体工作原理如下：工件通过振动盘12依次输送进入送料管11，位于送料管11内的工件通过吹气的方式逐个输送向送料管11的出件端，在上料时，第一定位辊3位于初始位置，此时送料台阶34位于送料管11的出件端的下方，工件从送料管11的出件端滑出后刚好滑至送料台阶34上；接着进行送料，第一定位辊3向第二定位辊4一侧转动，位于送料台阶34上的工件被转动输送向第二定位辊4一侧，当送料台阶34转动至第一定位辊3的最高处时工件会沿着滚件段32滚至滚件段32和第二定位辊4之间，此时工件被输送至拍摄工位；为了对工件的周面进行完整的拍摄，接着进行滚料，即第一定位辊3反向回位，在回位过程中工件会在滚件段32的带动下原地滚动，滚动过程中工业摄像机15能对工件的整个周面完整的进行拍摄，实现对工件周面的完成检测，在此过程中第二定位辊4也转动，调整条43与工件的外端抵靠，随着第二定位辊4的转动调整条43能将工件向内推使得工件位于工业摄像机15的最佳拍摄位置，保证工业摄像机15拍摄清晰，能清楚分辨出工件上的瑕疵，保证检测的准确；检测完成后实现进行下料，第一定位辊3继续转动至下料段31与第二定位辊4正对的位置，由于下料段31与第二定位辊4之间的间距大于工件的之间，因此工件会通过下料通道31a掉落至下料管13；如上往复循环检测，实现对圆柱状或者圆筒状或者圆锥状工件的自动检测。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：第二定位辊与调整条为一体结构。带有调整条的第二定位辊通过铸造或者机床精加工制成。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种工件外观视觉检测设备，包括检测台(1)和固定在检测台(1)上的检测座(2)，所述检测台(1)上设有用于输送工件的送料管(11)，其特征在于，所述检测座(2)上水平转动连接有第一定位辊(3)和第二定位辊(4)，所述第一定位辊(3)上在圆周方向上分为下料段(31)、滚件段(32)和挡料段(33)，所述第二定位辊(4)的周面为圆柱面，在所述第一定位辊(3)中的滚件段(32)与第二定位辊(4)相对时所述滚件段(32)和第二定位辊(4)之间可支撑工件，在所述第一定位辊(3)中的下料段(31)与第二定位辊(4)相对时所述下料段(31)和第二定位辊(4)之间形成可供工件自由掉落的下料通道(31a)，所述滚件段(32)和挡料段(33)之间设有送料台阶(34)，所述送料管(11)的出件端能正对送料台阶(34)的上方，所述第二定位辊(4)上靠近外端的周面上具有相对周面凸出调整条(43)，在所述第二定位辊(4)转动时调整条(43)能调整位于滚件段(32)与第二定位辊(4)之间的工件在第二定位辊(4)的轴线方向上的位置。

2.根据权利要求1所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述调整条(43)呈长条形，所述调整条(43)沿着第二定位辊(4)的圆周方向布置，所述调整条(43)朝向检测座(2)的侧面为调整面(44)，所述调节面与第二定位辊(4)的外端面之间的间距自调整条(43)的一端向另一端逐渐减小。

3.根据权利要求1或2所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述第二定位辊(4)的外端面开设有固定卡槽(41)，所述固定卡槽(41)至少有一端为贯通端，所述固定卡槽(41)内卡设有卡接块(42)，所述卡接块(42)的厚度自一侧向另一侧逐渐减小，所述卡接块(42)的一端穿出固定卡槽(41)的贯通端，所述卡接块(42)穿出贯通端的一端形成上述调节条，所述卡接块(42)的另一端位于固定卡槽(41)内。

4.根据权利要求1所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述挡料段(33)能与送料管(11)的出件端正对。

5.根据权利要求4所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述第一定位辊(3)的外端面上具有呈圆弧形的退回挡条(331)，所述退回挡条(331)与挡料段(33)对齐且能与送料管(11)的出件端正对，所述退回挡条(331)的厚度自靠近送料台阶(34)的一端向另一端逐渐增厚。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述送料台阶(34)的台阶面内凹形成定位凹槽(35)。

7.根据权利要求1所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述检测座(2)上位于第一定位辊(3)远离第二定位辊(4)的一侧固定有挡块(5)，所述挡块(5)朝向第一定位辊(3)的一侧具有内凹的限位面(51)，所述限位面(51)为圆弧面，所述限位面(51)与滚件段(32)共圆心。

8.根据权利要求7所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述挡块(5)上插接有挡条(52)，所述挡条穿过挡块(5)的一端位于送检通道的内侧，所述挡料段(33)的内端开设有让位缺口(332)，所述挡条的下端与让位缺口(332)相对。

9.根据权利要求1所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述下料段(31)为平面，所述下料段(31)中任意位置与第一定位辊(3)的轴线之间的距离均小于滚件段(32)的半径。

10.根据权利要求1所述的工件外观视觉检测设备，其特征在于，所述检测座(2)上具有下凹的让位通道(21)，所述让位通道(21)与第一定位辊(3)和第二定位辊(4)之间的空间正对。