CN108645861A - 一种治具及检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种治具，包括底座，底座的顶部上设有至少一组支撑结构，上述的支撑机构对型材起到支撑作用；任一组支撑结构包括第一凹陷区域、竖向凸起；相邻两个凸起之间形成第二凹陷区域；位于相邻的第一凹陷区域与第二凹陷区域之间的凸起适于供具有开口的型材套设；凹陷区域与竖向凸起对待测型材的侧壁面或开口部均进行限位，使待测型材处于限位位置时不会发生相对位移，型材在翻转前后沿其长度方向不会形成夹角，从而保证治具平稳检测具有开口的待测型材的不同表面，有助于提高后续处于检测区域时的检测效率。本发明还提供一种检测系统，包括上述的治具，以及至少一个检测单元，包括翻转机构以及图像采集机构。

Description

一种治具及检测系统

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，具体涉及一种治具及检测系统。

背景技术

通常在对型材表面的缺陷进行检测时，采用人工目测的方法进行检测，但型材各面的形状各异，对所有面的形状均需要进行检测；有些型材的长度较长，在进行翻转检测时，还需要人手动翻转型材从而对型材的不同表面进行检测。此种检测方式劳动强度大，浪费较多人力，同时人工目测检验容易导致检测者疲劳、导致检测效率低下等问题。

现有技术中，在自动化的检测中，常常采用CCD拍照摄像的方式进行检测待测件的表面缺陷检测，将待测件直接放置在检测装置中，通过将待测件通过流水线逐个进行检测，但是无法对待测件同时进行多个型材表面进行检测，尤其是关于较长的型材作为待测件进行检测时，需要多名工人共同手动翻转待检测件，使得CCD拍照机对待测件的多个表面进行检测，导致检测效率低。在检测过程中，由于型材的纵向截面形状不仅仅是方形，例如型材长宽比较高的细长工件，并且型材的纵向截面形状为具有开口的凹陷形状时，此时即使采用现有技术中的翻转结构对型材进行翻转时，使得的型材的不同表面朝向图像采集机构，来提高检测效率。

但是，由于待测较长的原因，当翻转机构对待测件进行翻转时，翻转后的待测件沿长度方向上与反转前的待测件沿长度方向上在水平面上极易具有夹角，导致部分待测件位于成像区域内，而另一部分待测件位于成像区域外，同时，CCD相机对型材的正对面沿特定方向滑移，CCD拍摄过程中将无法在成像区域内检测到位于检测区域外的待测件图像，导致检测准确度下降。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中型材检测装置对型材的不同表面进行检测时，检测精确度低的问题。

为此，本发明提供一种治具，包括，

底座，所述底座的顶部上设有至少一组支撑结构；任一组所述支撑结构包括依次设置的第一凹陷区域，和至少两个相邻设置的竖向凸起，相邻两个所述凸起之间形成第二凹陷区域；

位于相邻的所述第一凹陷区域与所述第二凹陷区域之间的凸起适于供具有开口的型材套设；相邻的所述第一凹陷区域和所述第二凹陷区域分别适于所述型材的开口所在的两个侧壁水平嵌装或竖向插入。

优选地，上述的治具，在所述型材的两个侧壁竖向高度不等时，所述第二凹陷区域或所述第一凹陷区域内还开设有竖向凹陷的让位区域；

待所述型材套设在所述凸起上时，所述让位区域适于型材的竖向高度长的所述侧壁嵌入。

进一步优选地，上述的治具，所述凸起突出设置在所述底座的顶部表面上，所述凸起的底部边缘与所述底座的顶部表面之间围成台阶面；

所述型材套设在所述凸起上时，所述型材的至少一侧壁的底部搭接在所述台阶面上。

进一步优选地，上述的治具，所述让位区域开设在所述台阶面上。

进一步优选地，上述的治具，所述凸起为至少三个，相邻两个所述凸起之间形成所述第二凹陷区域；所述第二凹陷区域内还开设有向下凹陷的所述第一凹陷区域。

一种检测系统，包括至少一个上述的治具；用于对所述型材的三个外表面进行检测的至少一个检测单元；

所述检测单元包括

翻转机构，设置在所述治具的下方，用于对放置在所述治具上的型材进行翻转，以使型材的待检测表面朝向上；

图像采集机构，设置在所述治具的上方，用于采集所述型材朝向上的表面的图像。

进一步优选地，上述的检测系统，所述检测单元还包括工作区域，和位于所述工作区域两侧的上料区域和出料区域；所述工作区域包括靠近所述上料区域一侧的检测区域，和远离所述上料区域一侧的非检测区域，所述图像采集机构和所述翻转机构分别设置在所述检测区域和所述非检测区域内。

进一步优选地，上述的检测系统，所述检测单元为少三个，三个所述检测单元分别对所述型材的三个表面进行检测；相邻两个所述检测单元中，前一个检测单元的出料区域与后一个检测单元的上料区域连通。

进一步优选地，上述的检测系统，任一所述检测单元还包括分别设置在所述上料区域、工作区域及出料区域内的第一输送机构、第二输送机构及第三输送机构；

所述第二输送机构的两端与所述第一输送机构和第三输送机构连通。

进一步优选地，上述的检测系统，任一所述检测单元还包括

相对可滑动地设置在所述工作区域内并位于所述图像采集机构下方的至少两个第一调节组件，两个所述第一调节组件由所述上料区域朝向所述出料区域延伸，二者之间形成供所述型材穿过的调整区域；

在所述型材位于所述调整区域时，所述第一调节组件用于调整所有所述型材的端面平齐。

进一步优选地，上述的检测系统，任一所述第一调节组件包括固定在所述工作区域上并沿水平方向伸缩的气缸，及竖向固定在所述气缸的伸缩轴上的调节板，所述调节板的侧壁面能抵压在所有所述型材的一端面上。

进一步优选地，上述的检测系统，所述图像采集机构通过第二滑动机构可滑动设置在所述检测区域的上方；

所述图像采集机构包括竖向设置在所述第二滑动机构上的固定板；安装在所述固定板上的第二调节组件；安装在所述第二调节组件上的相机，所述相机的镜头朝向下；所述第二调节组件用于调整所述相机在竖向高度的位置。

进一步优选地，上述的检测系统，所述第二调节组件包括

竖向可滑动设置在所述固定板上的调节块；穿设在所述调节块上的螺杆，所述相机固定在所述螺杆上；及待所述相机调整到所需高度时，用于将所述螺杆锁定在所述调节块上的锁定件。

本发明提供的技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的治具，包括底座，所述底座的顶部上设有至少一组支撑结构；任一组所述支撑结构包括依次设置的第一凹陷区域，和至少两个相邻设置的竖向凸起；相邻两个所述凸起之间形成第二凹陷区域；位于相邻的所述第一凹陷区域与第二凹陷区域之间的凸起适于供具有开口的型材套设；相邻的所述第一凹陷区域和第二凹陷区域分别适于所述型材的开口所在的两个侧壁水平嵌装或竖向插入。

此结构的治具，在检测过程中，第一凹陷区域、竖向凸起及第二凹陷区域分别对型材在治具的放置过程中起到限位作用，使待测型材在检测过程中均处于限位位置，不会发生相对位移，型材在翻转前和翻转后沿其长度方向，不会形成夹角，使得翻转前和翻转后的型材的待检测表面均处于图像采集机构的检测区域内，从而保证治具平稳检测具有开口的待测型材的不同表面，有助于提高后续处于检测区域时的检测效率。

此外，通过判断型材表面处于第一凹陷区域、竖向凸起或是第二凹陷区域，方便操作人员在型材未进入检测区域前，即可监测到型材是否处于相应检测位置，从而减少漏检等现象的出现，进一步提高检测的准确率。

2.本发明提供的治具，在所述型材的两个侧壁竖向高度不等时，所述第二凹陷区域或所述第一凹陷区域内还开设有竖向凹陷的让位区域；待所述型材套设在所述凸起上时，所述让位区域适于型材的竖向高度长的所述侧壁嵌入。

此结构的治具，其中让位区域的设置，为侧壁高度不等的型材提供了放置的限位空间，使得型材在视觉检测过程中，待测面正对图像采集机构从而沿垂直方向对待测面进行拍照，从而避免当型材的开口方向朝向下设置时，由于型材侧壁高度不等引起其处于不平稳的状态，进一步提高检测精度。

3.本发明提供的治具，所述凸起为至少三个，相邻两个所述凸起之间形成所述第二凹陷区域；所述第二凹陷区域内还开设有向下凹陷的所述第一凹陷区域。此结构的治具，针对治具上放置多个待检测型材时，第一凹陷区域与第二凹陷区域重叠设置，从而有效地节约了所需的放置空间。

4.本发明提供的检测系统，包括至少一个治具；用于对所述型材的三个外表面进行检测的至少一个检测单元；所述检测单元包括翻转机构，设置在所述治具的下方，用于对放置在所述治具上的型材进行翻转，以使型材的待检测表面朝向上；图像采集机构，设置在所述治具的上方，用于采集所述型材朝向上的表面的图像。。

此结构的检测系统，翻转机构与图像采集机构依次设置，分别对治具上的型材进行翻转和视觉检测，任意过程中均采用上述的治具时，型材设置在治具上，进一步保证翻转和视觉检测过程中检测的精准度，同时可以有效防止漏检，提高检测的准确率；同时，将检测系统区分为翻转机构、图像采集机构、第二滑动机构、第一调节组件等多个模块，模块化设计使设备复杂性大大降低，同时多个模块可以同时执行，缩短检测系统检测时间，当模块中任一结构发生损坏时，仅需更换或者维护相应模块对应的机构即可，从而方便调试与维护。

5.本发明提供的检测系统，所述检测单元还包括工作区域，和位于所述工作区域两侧的上料区域和出料区域；所述工作区域包括靠近所述上料区域一侧的检测区域，和远离所述上料区域一侧的非检测区域，所述图像采集机构和所述翻转机构分别设置在所述检测区域和所述非检测区域内。所述检测单元为少三个，三个所述检测单元分别对所述型材的三个表面进行检测；相邻两个所述检测单元中，前一个检测单元的出料区域与后一个检测单元的上料区域连通。

此结构的检测系统，通过相邻的出料区域与在后的上料区域进行连通，使得整个检测系统中型材呈S形的传输方式，依次对型材的三个外表面进行检测，S形的传输流水线保证检测系统整体结构的紧凑性，从而减少空间的占用，进一步保证检测过程的流畅性。

6.本发明提供的检测系统，所述检测系统还包括，相对可滑动地设置在所述工作区域内并位于所述图像采集机构下方的至少两个第一调节组件，两个所述第一调节组件由所述上料区域朝向所述出料区域延伸，二者之间形成供所述型材穿过的调整区域；在所述型材位于所述调整区域时，所述第一调节组件用于调整所有所述型材的端面平齐任一所述第一调节组件包括固定在所述工作区域上并沿水平方向伸缩的气缸，及竖向固定在所述气缸的伸缩轴上的调节板，所述调节板的侧壁面能抵压在所有所述型材的一端面上。

此结构的检测系统，通过设置第一调节组件，针对细长型型材进行检测拍照时，通过保证细长工件的两端平齐，从而保证型材整齐排列在治具中，并通过调整区域进入到检测区域中，进一步保证后续检测过程精准进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为实施例1中所提供的治具的结构示意图；

图2为图1中圈A的治具的局部放大结构示意图；

图3a为实施例1中所提供的治具与型材第二侧壁检测时的放大结构示意图；

图3b为实施例1中所提供的治具与型材第三壁面检测时的放大结构示意图；

图3c为实施例1中所提供的治具与型材第一侧壁检测时的放大结构示意图；

图4为实施例2中所提供的检测系统的工作流向图

图5为实施例2中所提供的检测系统结构示意图；

图6为实施例2中所提供的检测系统另一视角结构示意图；

图7为实施例2中所提供的翻转机构结构示意图；

图8为实施例2中所提供的图像采集机构的结构示意图；

图9为实施例2中所提供的第二滑动机构的结构示意图；

图10为实施例2中所提供的第一调节组件的结构示意图；

图11为实施例2中所提供的阻挡限位机构的结构示意图；

图12为实施例2中检测系统工作流程图；

附图标记说明：

1-治具；11-底座；121-第一凹陷区域；122-第二凹陷区域；123-凸起；124-让位区域；125-台阶面；

2-翻转机构；211-单轴驱动器；212-滑台气缸；213-顶升气缸；214-第一安装板；215-第二安装板；216-第三安装板；22-夹持翻转气缸；221-夹持头；

3-图像采集机构；31-固定板；3211-第一调节块；3212-第二调节块；3213-过渡板；322-螺杆；323-锁定件；324-标识器；33-相机；34-面光源；35-面光源安装板；

4-检测台；41-阻挡限位机构；411-滚轮杠杆；

51-第一输送机构；52-第二输送机构；53-第三输送机构；54第一输送线；55-第二输送线；

6-第二滑动机构；61-直线导轨；62-安装架；

7-第一调节组件；71-调节板；711-水平部；712-竖直部；72-夹持板支架；

81-第一检测单元；82-第二检测单元；83-第三检测单元；

91-第一侧壁；92-第二侧壁；93第三侧壁。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种治具1，如图1至图3c所示，治具1包括底座11，底座11的顶部上设有四组支撑结构；每组支撑结构包括依次设置的第一凹陷区域121，以及两个相邻设置的竖向凸起123；相邻两个凸起123之间形成第二凹陷区域122；位于相邻的第一凹陷区域121与第二凹陷区域122之间的凸起123适于供具有开口的型材套设；相邻的第一凹陷区域121和第二凹陷区域122分别适于型材的开口所在的两个侧壁水平嵌装或竖向插入。

此结构的治具1，当对具有开口的型材的表面进行检测时，例如：如图3a所示，先将型材的第一侧壁91水平嵌装在第一凹陷区域121内，型材的开口朝向左侧，对型材的第二侧壁92外表面进行检测，第一凹陷区域121对型材起到限位作用；待第二侧壁92检测完后，将型材旋转90度，型材的开口套设在竖向凸起123上，如图3b所示，第一侧壁91和第二侧壁92分别沿竖向插入第一凹陷区域121和第二凹陷区域122内，对型材上与开口相对的第三侧壁93进行检测，竖向凸起123对型材起到限位作用；待第三侧壁93检测完后，将型材再旋转90度，使得型材的第二侧壁92水平嵌入第二凹陷区域122内，如图3c所示，第一侧壁91的外表面处于水平，对第一侧壁91的外表面进行检测，第二凹陷区域122对型材起到限位作用，以完成对型材的三个表面进行检测。

在检测过程中，第一凹陷区域121、竖向凸起123及第二凹陷区域122分别对型材在治具1的放置过程中起到限位作用，使待测型材在检测过程中均处于限位位置，不会发生相对位移，型材在翻转前和翻转后沿其长度方向，不会形成夹角，使得翻转前和翻转后的型材的待检测表面均处于图像采集机构的检测区域内，从而保证治具1平稳地支撑具有开口的待测型材的不同表面，有助于提高后续处于检测区域时的检测效率。

此外，通过判断型材表面处于第一凹陷区域121、竖向凸起123或第二凹陷区域122，方便操作人员在型材未进入检测区域前，即可监测到型材是否处于相应检测位置，从而减少漏检等现象的出现，进一步提高检测的准确率。

具体而言，本实施例的型材的两个侧壁竖向高度不等，如图3a至图3c所示，即第一侧壁91和第二侧壁92高度不等，第一侧壁91相较于第二侧壁92的长度更短，第二凹陷区域122内还开设有竖向凹陷的让位区域124；待型材套设在凸起123上时，让位区域124适于竖向高度长的侧壁嵌入。让位区域124的设置，为侧壁高度不等的型材提供了放置的限位空间，使得型材在视觉检测过程中，待测面呈水平面，并正对图像采集机构，使得图像采集机构沿垂直方向对待测面进行拍照，从而避免当型材的开口方向朝向下设置时，具体在本实施例中，在检测第三侧壁93时，由于型材侧壁高度不等引起待检测面呈倾斜面的不平稳状态，进一步提高检测精度。

进一步地，如图2所示，凸起123突出设置在底座11的顶部表面上，凸起123的底部边缘与底座11的顶部表面之间围成台阶面125；型材套设在凸起123上时，型材的侧壁的底部搭接在台阶面125上，上述的让位区域124开设在台阶面125上，从而不影响型材从套设在竖向凸起123的位置，翻转到型材的一个侧壁面水平嵌入第二凹陷区域122内的动作进行，使得治具1的结构紧凑，也便于型材在治具上的翻转动作的进行。第一凹陷区域121开设在底座11的顶部表面上。

如图2所示，每组支撑结构包括三个凸起123，相邻两个凸起123之间形成第二凹陷区域122；第二凹陷区域122内还开设有向下凹陷的第一凹陷区域121，位于最末端的第二凹陷区域122内不设置第一凹陷区域121。针对治具1上放置多个待检测型材时，第一凹陷区域121与第二凹陷区域122重叠设置，从而有效地节约了所需的放置空间。

作为治具1的第一个可替换实施方式，治具1中可以不设置让位区域124，为满足两个侧壁竖向高度不等的型材进行放置，可以在第一凹陷区域121内增设限位凸起，限位凸起设置在台阶面125向上延伸的凸起，限位凸起设置在第一凹陷区域121一侧的台阶面125上，方便型材开口朝下放置时，较短的侧壁面本实施例中的第一侧壁91可以抵靠在限位凸起的侧壁面之上，通过竖向凸起123与限位凸起可以对型材进行限位，从而同样满足型材放置时处于平稳状态。

作为治具1的第二个可替换实施方式，在第二凹陷区域122内还可以不设置第一凹陷区域121，第一凹陷区域121和第二凹陷区域122不重叠设置，分别设置在底座上。

实施例2

本实施例提供一种检测系统，如图4至图12所示，包括：三个检测单元，用于分别对型材的三个外表面进行检测，例如待检测型材的三个待检测表面分别为：第一侧壁91、第二侧壁92、第三侧壁93。为便于表述将三个检测单元分别命名为第一检测单元81、第二检测单元82、第三检测单元83。

如图4所示，每个检测单元均包括工作区域、上料区域、出料区域、翻转机构及拍照机构。其中，上料区域和出料区域分别置于工作区域的两侧。工作区域包括靠近上料区域一侧的检测区域，用以对型材进行视觉检测；和远离上料区域一侧的非工作区域。拍照机构和翻转机构分别设置在检测区域和非检测区域内。相邻两个检测单元之间，前一个检测单元的出料区域与后一个检测单元的上料区域相互连通，使得整个检测系统中型材呈S形的传输方式，依次对型材的三个外表面进行检测，如图4中箭头所指示的方向。S形的传输流水线保证检测系统整体结构的紧凑性，从而减少空间的占用。

如图4、图5和图6所示，每个检测单元中还包括第一输送机构51、第二输送机构52、第三输送机构53、以及实施例1中的至少一个治具1，例如，以下为一个治具1为例来说明。第一输送机构51、第二输送机构52、第三输送机构53分别对应设置在上料区域、工作区域及出料区域内；治具1首先放置在第一检测单元的第一输送机构51上，型材安装在治具1上，通过第一输送机构51将治具1和型材整体输送给工作区域内的第二输送机构52，在第二输送机构52的输送下，治具1和型材先被输送至图像采集机构下方，型材的一个朝向上的一个表面被图像采集机构检测，待检测完后，将治具1和型材输送至非工作区域内，通过翻转机构在治具1上对型材进行翻转，例如旋转90度，使得型材的另一个表面朝上；之后第二输送机构52将治具1和型材输送给出料区域的第三输送机构53，完成在第一个检测单元内对型材的一个表面的检测过程。

如4图所示，上述的三个检测单元并列设置，在三个检测单元的两侧设置有第一输送线54和第二输送线55，上述的第一检测单元81的第一输送机构51设置在第一输送线54上，第三输送机构53设置在第二输送线55上。第二检测单元82的上料区域的第一输送机构51设置在第二输送线55上，第三输送机构53设置在第一输送线54上。第三检测单元83的上料区域的第一输送机构51设置在第一输送线54上，第三输送机构53设置在第二输送线55上。

待治具1和型材处在第一检测单元81的出料区域的第三输送机构53上时，在第二输送线55的输送下，将型材和治具1输送至第二检测单元82的上料区域内的第一输送机构51，在第二检测单元82内，由上料区域到检测区域进行检测，之后在非检测区域内进行翻转，再输送至出料区域内，完成在第二检测单元对型材的另一个表面检测过程；以此类推，在第三检测单元83内完成对型材的检测，需要说明的是，第三检测单元83无需设置翻转机构，检测完型材的第三个表面后，直接输送至出料区域，从而使得型材呈S方向在检测系统内移动，如图4中箭头所指示的方向。

如图5和图6所示，上述的每个检测单元包括检测台4，上述的工作区域和非工作区域设置在检测台4上，上料区域和出料区域分别位于检测台4的两侧。

如图4至图6所示，本实施例中，第一输送机构51、第二输送机构52和第三输送机构53均通过皮带轮带传动的方式承载治具1和型材依次传递，第二输送机构52的皮带轮与检测台4之间通过支撑架加以支撑抬高，从而保证皮带运动与检测台4之间互不影响，进一步保证检测系统的正常工作。例如，第二输送机构52的皮带的长度方向上最多可同时容纳两个治具1并排放置，两个治具1其一在检测区域进行检测，其一在非检测区域，提高了检测系统的检测效率。第一输送线54和第二输送线55也为皮带传送装置。

当然地，各输送机构上可以放置治具1的数量与皮带的长度相关，皮带越长，并排可放置的治具1也就越多，具体放置的数量根据实际使用需求加以更改，从而实现连续地对多个治具上的型材进行不断地检测，使得整个检测系统形成连续检测工作线。

如图5和图7所示，上述的翻转机构2包括设置在检测台4上的驱动机构；和一个夹持翻转气缸22。其中，驱动机构沿X轴、Y轴及Z轴方向上运动；夹持翻转气缸22固定在驱动机构上，夹持翻转气缸22具两个相对设置的夹持头221，两个夹持头221之间形成夹持型材的夹持空间。

最佳地，在本实施例中，如图7所示，驱动机构包括单轴驱动器211、第一安装板214、滑台气缸212、第二安装板215、顶升气缸213、第三安装板216。单轴驱动器211设置在检测台4上，第一安装板214固定在单轴驱动器211的驱动轴上，单轴驱动器211驱动第一安装板沿X轴向滑移；滑台气缸212固定在第一安装板214的顶部上，第二安装板215固定在滑台气缸的伸缩轴上，滑台气缸212驱动第二安装板215沿Y轴方向滑动；顶升气缸213固定在第二安装板的顶部上，第三安装板216固定在顶升气缸231上的伸缩轴上，顶升气缸213驱动第三安装板沿Z轴做升降运动，夹持翻转气缸22固定在第三安装板216的顶部表面上，两个夹持头形成的夹持空间朝向上料区域一侧，从而实现驱动机构驱动翻转气缸在X轴、Y轴、Z轴上运动，以实现翻转功能。

如图7所示，具体翻转操作的过程为：

例如，如图3a中当检测完第二侧壁92后，需要对第三侧壁93进行检测时，首先驱动机构在X轴、Y轴及Z轴方向运动，使得夹持翻转夹持翻转气缸22的两个夹持头221靠近第三侧壁93，并且两个夹持头221夹持住第三侧壁93的内外表面；

然后在顶升气缸213带动下，将型材沿Z轴方向上顶升抬起，同时，在夹持翻转气缸22的作用下，并翻转型材，例如夹持翻转气缸22转动90度，其后，通过驱动单轴驱动器211，行进预先设定好相应的步距角，沿X轴方向调整型材的放落位置，使得凹陷区域或竖向凸起123的限位位置的中心线与型材的中心线相平齐，此时，通过顶升气缸213沿Z轴方向下落，并将型材放置在凹陷区域或套设在竖向凸起123上；

最后，夹持翻转气缸22的夹持头221解除对型材的夹持，驱动滑台气缸212沿远离型材方向运动，从而最终完成对型材的单次翻转动作。

通过上述多组电机和气缸的配合驱动作用下，保证设置在第三安装板216之上的夹持翻转气缸22可以运动到指定位置对型材进行翻转并可以放置到相应指定位置，保证翻转机构到位可靠性。

如图7所示，在第三安装板216上对称设有两个夹持翻转气缸22，两个夹持翻转气缸22的中心距离为：治具1上相邻的两个支撑结构对应位置之间的距离，两个夹持翻转气缸22的设置，用于分别对两个型材进行夹持翻转工作，便于同时对同批次的型材进行同步翻转，从而节约翻转型材所需要的时间，进一步提高检测系统的检测效率。两个夹持翻转气缸22对称设置，保证翻转过程中，翻转机构2的整体结构稳定性，从而提高机构的使用寿命。

如图5和图8所示，本实施例提供的图像采集机构3，包括：固定板31、第二调节组件和相机33。其中，固定板31竖向设置在第二滑动机构6上，第二滑动机构6设置在检测台4上；第二调节组件可移动地安装在固定板31上；相机33安装在第二调节组件上，相机33镜头朝向下对待测型材进行拍摄。

具体而言，在本实施例中，如图8和图9所示，第二滑动机构6为桁架，桁架上沿型材的长度方向平行设置两个直线导轨61，两个直线导轨61之间设置安装架62，安装架62垂直于两个直线导轨61设置，同时，安装架62在直线导轨61的驱动下沿型材长度方向滑移，因而相机33间接设置在安装架62上，可对型材长度方向上多个检测点拍照从而进行视觉捕捉检测。

本实施例中，安装架62上设置四个相机33，当治具1移动到位后，每个相机对同一支撑结构上的三个型材进行拍摄成像，从而形成大视野视觉系统，同时检测多根型材的表面，极大地提高了检测的效率。

优选地，第二调节组件包括调节块、设置在调节块上的螺杆322以及锁定件。其中，如图8所示，调节块包括竖直方向上平行设置的第一调节块3211和第二调节块3212；第二调节块3212竖向安装在固定板31上，第一调节块3211通过螺杆322固定在第二调节块3212上。具体地，第二调节块3212的顶部表面上设置有向外水平伸出的过渡板3213；第二调节块3212的顶部高于第一调节块3211的顶部，螺杆322竖向穿设在过渡板3213上开设的第一通孔内，第二调节块3212固定在螺杆322的底部上，锁定件323优选为螺母，螺母套设并锁紧在螺杆322上，螺母的底部抵接在过渡板3213的顶部表面上。相机33安装在第一调节块3211上。

当需要对相机33在竖向高度的位置进行微调时，可以先松开螺杆322上的螺母，移动螺杆322在过渡板3213上的高度，之后待高度调整到位后，再用螺母将螺杆322锁紧，实现对相机33在固定板31上的高度位置的微调功能。

同时，为调整第二调节块3212在固定板31上的位置高度，固定板31上开设沿竖向不同高度分布的多个安装通孔，第二调节块3212通过紧固件固定在固定板31上的安装通孔上；当需要改变第二调节块3212在固定板31上的高度时，松开紧固件，将第二调节块3212移动到更高位置的安装通孔处或者更低位置的安装通孔处，再通过紧固件将第二调节块3212固定在固定板31上，从而实现对第二调节块3212及第一调节块3211、相机33整体在固定板31上的高度，实现对相机33的高度位置的粗调功能。

上述的粗调和微调功能，均可以改变相机33的镜头与待检测型材之间的距离，实现对相机33的焦距的调整。例如，当相机33得到较为清晰的图像时，通过微调实现对相机33焦距的精确定位，得到最为清晰的图像时，旋紧固定锁定件323，实现对竖直方向上的高度位置进行定位，至此调节完毕，进行后续操作。

如图9所示，图像采集机构3还包括与第二滑动机构的安装架62连接的面光源安装板35，面光源安装板35上安装有面光源34，在视觉检测过程中，进一步为大视野成像系统中相机33拍照提供充足的光源。

如图8所示，上述的图像采集机构3还包括沿竖向可滑动设置在固定板31上的标识器324，标识器324设置在固定板31的下部，位于相机的下方，并且标识器324和相机33位于固定板31的两侧，标识器324用于检测到型材不合适时，在该型材表面上标记预设的标识。标识器324的设置，方便使用者在所有型材全部检测完成后，挑出检测过程中不合格的型材，从而对不合格的型材与合格型材进行区分，进一步保证视觉检测结果的准确性；或者当检测到型材的表面合格时，标记上标识，来区分型材的合格与否。

如图10所示，上述的检测系统还包括相对可滑动地设置在工作区域内并位于图像采集机构3下方的两个第一调节组件7，两个第一调节组件7由上料区域朝向出料区域延伸，二者之间形成供型材穿过的调整区域；在型材位于调整区域时，第一调节组件7用于调整所有型材的端面平齐。

具体而言，第一调节组件7包括固定在工作区域上并沿水平方向伸缩的气缸，及竖向固定在气缸的伸缩轴上的调节板71，调节板7截面形状为L形，L形状中的竖直部712的壁面能抵压在所有型材的一端面上；水平部711安装在该伸缩气缸的伸缩轴上，气缸通过夹持板支架72固在检测台4上。

具体夹持调整操作的过程为：

在本实施例中，当装载型材的治具1进入到检测区域时，首先，第一调节组件7中的伸缩气缸驱动调节板71的竖直部712朝向靠近型材的端面方向运动；然后，当两侧的竖直部712均抵靠在型材的两侧端面时，将所有位于调整区域内的型材的端面对齐，之后伸缩气缸驱动调节板71朝向远离型材端面的方向运动，至此完成对型材端面对齐的调整，达到规整型材的目的，保证了细长型材平齐地排列在治具1中，进一步保证后续检测过程的精准进行。

如图11所示，上述的检测系统还包括设置在工作区域上，位于检测区域和非检测区域之间，以及非检测区域和出料区域之间分别设置有阻挡限位机构41，当治具1运动到位于图像采集机构或翻转机构的相应的动作位置时，阻挡限位机构41对型材起到阻止其继续运动的作用，从而使型材精确停止在指定的预设位置。例如，阻挡限位机构41为阻挡气缸，具体可采用管轮杠杆411型阻挡气缸，当对治具1进行位置限定时，管轮杠杆411对治具1的底座11的侧壁面进行限位锁定。

如图12所示，本实施例中检测系统的检测过程为：

S1：将放置在上料区域的第一输送机构51的治具1沿输送方向输送到第二输送机构52上；

S2：治具1进入到检测区域中，图像采集机构3对正对的型材的朝向上的表面进行拍摄检测，并判断是否出现不合格型材；

如果检测到型材表面为无不合格型材时，则执行步骤S3；

如果检测到型材表面为不合格型材时，则采用标识器对不合格型材的该表面进行打标记，并执行步骤S3。

S3：判断是否完成对所有型材的表面进行检测；

如果已完成对所有型材表面进行检测，则执行步骤S4；

如果未完成对所有型材表面进行检测，则执行步骤S5；

S4：将治具1从第二输送机构52输送到下料区域的第三输送机构53上，并将治具1和型材从第三输送机构53中取出；

S5：治具1进入非检测区域的翻转机构2中，对治具1中型材夹持并翻转；

S6：传送装置将治具1自第二输送机构52输送至下料区域的第三输送机构53上，沿第一输送线54或第二输送线55将治具1输送至相邻检测单元的上料区域的第一输送机构51上，并返回执行步骤S1。

本实施例提供的检测系统，翻转机构2与图像采集机构3依次设置，分别对治具1上的型材进行翻转和视觉检测，任意过程中均采用上述的治具1时，型材设置在治具1上，进一步保证翻转和视觉检测过程中检测的精准度，同时可以有效防止漏检，提高检测的准确率；同时，将检测系统区分为翻转机构2、图像采集机构3、第二滑动机构6、第一调节组件7等多个模块，模块化设计使设备复杂性大大降低，同时多个模块可以同时执行，缩短检测系统检测时间，当模块中任一结构发生损坏时，仅需更换或者维护相应模块对应的机构即可，从而方便调试与维护。

实施例3

本实施例提供的检测系统，其与实施例2中提供的检测系统相比，存在的区别之处在于，

翻转机构2中，在第三安装板216上设置的夹持翻转气缸22的个数可以为四个，从而对应每组支撑结构上同一位置的型材同时进行翻转，节约检测时间。

当然，本实施例中夹持翻转气缸22的个数设置为十二个时，则可以省略设置单轴驱动器211以及第一安装板214，仅通过滑台气缸212以及抬升气缸对型材进行翻转即可。当然夹持翻转气缸22的设置个数与每组治具1的放置个数对应即可。

实施例4

本实施例提供的检测系统其与实施例2至实施例3中任一个实施例提供的检测系统相比，存在的区别之处在于，

图像采集机构3中设置的标识器324的设置位置变化，本实施例中，在检测区域外增加设置提取机械手，将视觉检测过程中不合格的型材从治具1中提取，标识器324设置在机械手上。本实施例中，当出现不合格的型材时，提取机械手将型材放置在不合格型材区域，并对该型材进行打标标记，从而检测过程中同时打标占用的时间，同时，方便同时对不合格型材进行区分，减少所有检测结束后，人工对不合格型材和合格型材进行区分造成的资源浪费。

实施例5

本实施例提供的检测系统，其与实施例2至实施例4中任一个实施例提供的检测系统相比，存在的区别之处在于，

图像采集机构3无需设置第二调节块3212、第一调节块3211，直接通过设置竖直方向上移动的滑动气缸来驱动相机33调节焦距，只要保证视觉检测中输出的照片图像的清晰度即可。

实施例6

本实施例提供的检测系统，其与实施例2至实施例5中任一个实施例提供的检测系统相比，存在的区别之处在于，

无需两侧均设置第一调节组件7，可以仅通过设置单边伸缩气缸，型材的另一侧设置定位基准板，定位基准板固定设置在检测台4上，当型材运动到检测区域，推动型材沿型材治具1的限位槽移动，直至型材靠近定位基准板一侧抵靠在其上，此时，完成第一调节组件7对型材的夹持规整。

实施例7

本实施例提供的检测系统，其与实施例2至实施例6中任一个实施例提供的检测系统相比，存在的区别之处在于，

仅设置一个检测单元，具体实施过程中，无需设置第一输送线54和第二输送线55，设置一个第三输送线，第三输送线为环形输送线，用以将下料区域的第三输送机构53中的治具返回输送至该检测单元的第一输送机构51，从而保证检测系统的稳定进行。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于发明创造的保护范围之中。

Claims (13)

1.一种治具(1)，其特征在于，包括

底座(11)，所述底座(11)的顶部上设有至少一组支撑结构；任一组所述支撑结构包括依次设置的第一凹陷区域(121)，和至少两个相邻设置的竖向凸起(123)，相邻两个所述凸起(123)之间形成第二凹陷区域(122)；

位于相邻的所述第一凹陷区域(121)与所述第二凹陷区域(122)之间的凸起(123)适于供具有开口的型材套设；相邻的所述第一凹陷区域(121)和所述第二凹陷区域(122)分别适于所述型材的开口所在的两个侧壁水平嵌装或竖向插入。

2.根据权利要求1所述的治具(1)，其特征在于，在所述型材的两个侧壁竖向高度不等时，所述第二凹陷区域(122)或所述第一凹陷区域(121)内还开设有竖向凹陷的让位区域(124)；

待所述型材套设在所述凸起(123)上时，所述让位区域(124)适于型材的竖向高度长的所述侧壁嵌入。

3.根据权利要求2所述的治具(1)，其特征在于，所述凸起(123)突出设置在所述底座(11)的顶部表面上，所述凸起(123)的底部边缘与所述底座(11)的顶部表面之间围成台阶面(125)；

所述型材套设在所述凸起(123)上时，所述型材的至少一侧壁的底部搭接在所述台阶面(125)上。

4.根据权利要求3所述的治具，其特征在于，所述让位区域开设在所述台阶面(125)上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的治具(1)，其特征在于，所述凸起(123)为至少三个，相邻两个所述凸起(123)之间形成所述第二凹陷区域(122)；所述第二凹陷区域(122)内还开设有向下凹陷的所述第一凹陷区域(121)。

6.一种检测系统，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-5中任一项所述的治具；用于对所述型材的三个外表面进行检测的至少一个检测单元；

所述检测单元包括

翻转机构(2)，设置在所述治具(1)的下方，用于对放置在所述治具(1)上的型材进行翻转，以使型材的待检测表面朝向上；

图像采集机构(3)，设置在所述治具(1)的上方，用于采集所述型材朝向上的表面的图像。

7.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述检测单元还包括工作区域，和位于所述工作区域两侧的上料区域和出料区域；所述工作区域包括靠近所述上料区域一侧的检测区域，和远离所述上料区域一侧的非检测区域，所述图像采集机构(3)和所述翻转机构(2)分别设置在所述检测区域和所述非检测区域内。

8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述检测单元为少三个，三个所述检测单元分别对所述型材的三个表面进行检测；相邻两个所述检测单元中，前一个检测单元的出料区域与后一个检测单元的上料区域连通。

9.根据权利要求7或8所述的检测系统，其特征在于，任一所述检测单元还包括分别设置在所述上料区域、工作区域及出料区域内的第一输送机构(51)、第二输送机构(52)及第三输送机构(53)；

所述第二输送机构(52)的两端与所述第一输送机构(51)和第三输送机构(53)连通。

10.根据权利要求7-9中任一项所述的检测系统，其特征在于，任一所述检测单元还包括

相对可滑动地设置在所述工作区域内并位于所述图像采集机构(3)下方的至少两个第一调节组件(7)，两个所述第一调节组件(7)由所述上料区域朝向所述出料区域延伸，二者之间形成供所述型材穿过的调整区域；

在所述型材位于所述调整区域时，所述第一调节组件(7)用于调整所有所述型材的端面平齐。

11.根据权利要求10所述的检测系统，其特征在于，任一所述第一调节组件(7)包括固定在所述工作区域上并沿水平方向伸缩的气缸，及竖向固定在所述气缸的伸缩轴上的调节板(71)，所述调节板(71)的侧壁面能抵压在所有所述型材的一端面上。

12.根据权利要求6-11中任一项所述的检测系统，其特征在于，

所述图像采集机构(3)通过第二滑动机构(6)可滑动设置在所述检测区域的上方；

所述图像采集机构(3)包括竖向设置在所述第二滑动机构(6)上的固定板(31)；安装在所述固定板(31)上的第二调节组件；安装在所述第二调节组件上的相机(33)，所述相机(33)的镜头朝向下；所述第二调节组件用于调整所述相机(33)在竖向高度的位置。

13.根据权利要求12所述的检测系统，其特征在于，所述第二调节组件包括

竖向可滑动设置在所述固定板(31)上的调节块；穿设在所述调节块上的螺杆(322)，所述相机(33)固定在所述螺杆(322)上；及待所述相机(33)调整到所需高度时，用于将所述螺杆(33)锁定在所述调节块上的锁定件(323)。