CN109201775A - 冲压零件缺陷在线视觉检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲压零件缺陷在线视觉检测装置及方法，装置包括机架、平移机构、视觉检测组件、承载组件、输送机构和定位机构；平移机构包括导轨和滑块，平移机构装配于机架的顶部；视觉检测组件装配于滑块上能够沿导轨往复运动；承载组件位于机架中部，位于视觉检测组件的下方；输送机构装配于机架下部、位于承载组件的下方；定位机构包括一对滚动定位销，定位机构装配于机架内、位于输送机构下，一对滚动定位销的顶端伸至输送机构上能够沿输送机构宽度方向往复运动实现检测后冲压零件的定位。加大了检测面积，提高了检测效果；并且将上料位置与卸料位置分离，便于流水线布置、加快了检测速度，便于移栽设备的布置、降低了对于场地的要求。

Description

冲压零件缺陷在线视觉检测装置及方法

技术领域

本发明属于视觉检测领域，尤其涉及一种冲压零件缺陷在线视觉检测装置及方法。

背景技术

现有的冲压零件检测单元主要包括机架、检测平台、视觉检测组件、升降机构和控制柜等，检测摄像头安装于升降机构上，升降机构由减速电机驱动实现升降动作。升降机构和视觉检测组件通过控制柜的控制和触发，实现移动和视觉检测功能。检测平台为固定式，不能对零件进行移动和定位，零件上下料都只能在检测平台处实现，导致机械手布置受到诸多限制，对设备场地有较高要求，引起整线布置困难；另外，由于上下料在同一位置，对场地有较高要求的同时也限制了整线的生产节拍。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种增加检测面积、提高检测速度、降低场地要求的冲压零件缺陷在线视觉检测装置及方法。

本发明提供的这种冲压零件缺陷在线视觉检测装置，它包括机架、平移机构、视觉检测组件、承载组件、输送机构和定位机构；平移机构包括导轨和滑块，平移机构装配于机架的顶部；视觉检测组件装配于滑块上能够沿导轨往复运动；承载组件位于机架中部，位于视觉检测组件的下方；输送机构装配于机架下部、位于承载组件的下方；定位机构包括一对滚动定位销，定位机构装配于机架内、位于输送机构下，一对滚动定位销的顶端伸至输送机构上能够沿输送机构宽度方向往复运动实现检测后冲压零件的定位。

所述机架为立式框架，所述平移机构装配于机架顶部，所述输送机构横向布置于机架底部、两端伸出机架外，所述承载组件装配于机架中部位于输送机构上，所述定位机构装配于输送机构内。

所述平移机构还包括伺服电机和丝杆，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杆相连，滑块通过螺母座装配于丝杆外，滑块底部设有用于装配视觉检测组件的安装架。

所述机架顶部设有用于放置线缆的拖链。

所述视觉检测组件包括照明灯箱和设置于照明灯箱上方的图像传感器，照明灯箱与滑块相连；图像传感器采集图像并传递至控制器进行计算完成检测。

所述承载组件有一对，关于机架长度方向中心面对称布置；承载组件包括连接杆、侧板、承载支架和翻转气缸，连接杆沿机架宽度方向布置、两端分别与机架相连，侧板有一对并列布置于连接杆上，侧板与机架之间的连接杆上设有限位套，承载支架套于连接杆上位于两侧板之间、能够绕连接杆旋转，翻转气缸的缸体与机架固接、活塞杆与承载支架的底面相连。

所述输送机构为带有动力的滚筒输送机，滚筒输送机位于所述视觉检测组件下的滚筒段外设有输送带。

所述定位机构包括底板、电机、丝杆和所述滚动定位销，电机布置于底板长度方向一端，丝杆通过联轴器连接于电机的输出端、沿底板长度方向布置，丝杆两端的螺纹旋向相反，滚动定位销通过螺母座分别装配于丝杆两端；定位机构通过底板装配于横架内位于所述输送机构下。

所述定位机构还包括滑轨和滑座；滑轨有两组、关于底板长度方向中心面对称布置，每组滑轨有两根、关于丝杆左右对称布置；滑座包括定位销板、滑动块和连板，连板与螺母座相连，定位销板装配于连板上、沿底板宽度方向布置，定位销板与所述滑轨之间通过滑动块相连；所述滚动定位销有多个，沿定位销板长度方向均布，各滚动定位销的顶端均自滚筒输送机相邻两滚筒之间伸出。

本发明还提供了一种冲压零件缺陷在线视觉检测方法，该方法利用上述装置进行检测，包括以下步骤：

1)、将待检测零件置于承载支架上；

2)、控制平移机构的滑块沿导轨运动，视觉检测组件随之共同运动完成待检测零件的图像数据采集，并将采集的数据传输至控制单元计算分析；

3)、零件数据采集完成后控制翻转气缸动作，将零件卸至输送机构上；

4)、输送机构将零件输送至转运位置；

5)、控制定位机构的滚动定位销运动实现零件定位，以便于转运。

本发明在使用时，首先将待检测零件置于承载支架上，然后控制平移机构的滑块沿导轨运动，视觉检测组件随之共同运动完成待检测零件的图像数据采集，并将采集的数据传输至控制单元计算分析；接着由零件数据采集完成后控制翻转气缸动作，将零件卸至输送机构上；输送机构将零件输送至转运位置；最后控制定位机构的滚动定位销运动实现零件定位，以便于转运。通过视觉检测组件的水平移动加大了检测面积，提高了检测效果；并且将上料位置与卸料位置分离，便于流水线布置、加快了检测速度，便于移栽设备的布置、降低了对于场地的要求，并且能够适用于不同产品的检测，提高了检测范围。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例的轴测图示意图。

图2为本优选实施例中平移机构的轴测放大示意图。

图3为本优选实施例中定位机构的轴测放大示意图。

图示序号：

1—机架，11—立柱，12—横梁，13—顶板，14—连接梁；

2—承载组件，21—连接杆，22—侧板，23—承载支架，24—翻转气缸，25—限位套；

3—平移机构，31—电机，32—丝杆，33—导轨，34—滑块，35—安装架，36—拖链；

4—检测组件，41—照明灯箱，42—图像传感器；

5—滚筒输送机，51—滚筒，52—输送带；

6—定位机构，61—底板，62—电机，63—定位丝杆，64—滚动定位销，65—滑轨，66—滑座、661—定位销板、662—滑动块、663—连板。

具体实施方式

如图1所示，本实施提供的这种冲压零件缺陷在线视觉检测装置，包括机架1、承载组件2、平移机构3、视觉检测组件4、输送机构5和定位机构6。

其中机架1为型材装配而成的矩型框架，包括立柱11和横梁12，机架的顶面设有用于安装平移机构2的顶板13，其侧面的中部设有连接梁14用于安装承载组件2。

承载组件2包括连接杆21、侧板22、承载支架23和翻转气缸24，连接杆沿机架宽度方向布置、两端分别与机架的立柱11相连，侧板有一对并列布置于连接杆上，侧板与机架之间的连接杆上设有限位套25，承载支架套于连接杆上位于两侧板之间、能够绕连接杆旋转，翻转气缸的缸体与机架的连接梁14相连、活塞杆与承载支架的底面相连，在实际使用时可根据不同零件的需要更换不同的承载支架，提高适用范围；而承载组件有一对，关于机架长度方向中心面对称布置，承载支架为上料位置，在使用时将待检测零件置于该处通过平移机构3带动视觉检测组件4水平移动完成图像的采集和传输。

如图1、图2所示，平移机构3包括伺服电机31、丝杆32、导轨33、滑块34和安装架35，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杆相连，滑块通过螺母座36装配于丝杆外，安装架35设置于滑块下用于装配视觉检测组件4，同时为了便于各类线缆的有序放置，防止平移机构的动作导致线缆受损，在顶板13上还设有拖链36；使用时伺服电机驱动丝杆转动，螺母座将丝杆的转动转化为滑块沿导轨的平移运动，带动安装架和视觉检测组件4水平运动。

视觉检测组件4包括照明灯箱41和设置于照明灯箱上方的图像传感器42，照明灯箱41与安装架35可拆卸连接为一体，使用时通过安装架的运动带动整个视觉检测组件水平往返移动，在移动过程中由图像传感器42完成整个待检测零件的图像采集，并将采集的图像传递至控制器进行计算完成检测；检测完成后控制翻转气缸24下行，使承载支架向下转动将零件卸载至输送机构5上。

输送机构5为带有动力的滚筒输送机，滚筒输送机的运输方向与机架的横梁垂直，其宽度匹配于机架横梁的长度，并在滚筒输送机位于视觉检测组件下方的滚筒51外设有输送带52，以便于各类型号零件的输送转运；零件输送至机架外的滚筒后由定位机构6实现零件的移动定位以便于后续转移。

如图1、图3所示，定位机构6包括底板61、电机62、定位丝杆63、滚动定位销64、滑轨65和滑座66；电机布置于底板长度方向一端，丝杆通过联轴器连接于电机的输出端、沿底板长度方向布置，丝杆两端的螺纹旋向相反，滚动定位销通过螺母座分别装配于丝杆两端；同时，为了提高运动的稳定性，将滑轨设计有两组、关于底板长度方向中心面对称布置，每组滑轨有两根、关于丝杆左右对称布置；将滑动座66设计为包括定位销板661、滑动块662和连板663，连板与螺母座相连，定位销板装配于连板上、沿底板宽度方向布置，定位销板与滑轨之间通过滑动块相连；滚动定位销有多个，沿定位销板长度方向均布，各滚动定位销的顶端均自滚筒输送机相邻两滚筒之间伸出；使用时通过电机带动丝杆转动，由于丝杆两端的螺纹旋向相反，通过配套的螺母座使滑座66带动滚动定位销64同步运动完成检测后零件的定位。

运用上述装置进行冲压零件缺陷在线视觉检测时，需要进行以下步骤：

1)、将待检测零件置于承载组件的承载支架上；

2)、控制平移机构工作，启动伺服电机，伺服电机带动丝杆转动，螺母座将丝杆的转动转化为滑块、安装架的平移运动，视觉检测组件开始移动，同时控制照明灯箱接通，由图像传感器完成零件的图像数据采集并就采集的数据传递至控制单元进行计算、检测；

3)、零件数据采集完成后控制翻转气缸动作，使承载支架绕连接杆转动将经过检测后的零件滚筒输送机的皮带上；

4)、零件在输送机构上移动至指定位置时，输送机构停止运转，此时控制定位机构工作，此时电机带动丝杆转动，由于丝杆两端的螺纹旋向相反，通过配套的螺母座使滑座带动滚动定位销同步运动完成检测后零件的定位，以便于后续转运。

本实施例中通过平移机构带动视觉检测组件移动，加大了检测面积，减少了上料时摄像头、灯箱等与上料机械手干涉的可能性，使得上料机械手的布置更加灵活；还将上料位置与卸料位置分离，便于移载机械手布置，降低了场地要求，加快了检测节拍；在使用时只需针对不同零件更换不同承载支架即可，具有良好的适应性，保证了同一设备的一专多能，同一台设备可实现多台设备的功能，节约了设备搬运、更换时间，降低了用户的使用成本。

Claims (10)

1.一种冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：它包括机架、平移机构、视觉检测组件、承载组件、输送机构和定位机构；

平移机构包括导轨和滑块，平移机构装配于机架的顶部；

视觉检测组件装配于滑块上能够沿导轨往复运动；

承载组件位于机架中部，位于视觉检测组件的下方；

输送机构装配于机架下部、位于承载组件的下方；

定位机构包括一对滚动定位销，定位机构装配于机架内、位于输送机构下，一对滚动定位销的顶端伸至输送机构上能够沿输送机构宽度方向往复运动实现检测后冲压零件的定位。

2.如权利要求1所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述机架为立式框架，所述平移机构装配于机架顶部，所述输送机构横向布置于机架底部、两端伸出机架外，所述承载组件装配于机架中部位于输送机构上，所述定位机构装配于输送机构内。

3.如权利要求2所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述平移机构还包括伺服电机和丝杆，伺服电机的输出轴通过联轴器与丝杆相连，滑块通过螺母座装配于丝杆外，滑块底部设有用于装配视觉检测组件的安装架。

4.如权利要求1或3所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述机架顶部设有用于放置线缆的拖链。

5.如权利要求3所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述视觉检测组件包括照明灯箱和设置于照明灯箱上方的图像传感器，照明灯箱与滑块相连；图像传感器采集图像并传递至控制器进行计算完成检测。

6.如权利要求2所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述承载组件有一对，关于机架长度方向中心面对称布置；承载组件包括连接杆、侧板、承载支架和翻转气缸，连接杆沿机架宽度方向布置、两端分别与机架相连，侧板有一对并列布置于连接杆上，侧板与机架之间的连接杆上设有限位套，承载支架套于连接杆上位于两侧板之间、能够绕连接杆旋转，翻转气缸的缸体与机架固接、活塞杆与承载支架的底面相连。

7.如权利要求2所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述输送机构为带有动力的滚筒输送机，滚筒输送机位于所述视觉检测组件下的滚筒段外设有输送带。

8.如权利要求7所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述定位机构包括底板、电机、丝杆和所述滚动定位销，电机布置于底板长度方向一端，丝杆通过联轴器连接于电机的输出端、沿底板长度方向布置，丝杆两端的螺纹旋向相反，滚动定位销通过螺母座分别装配于丝杆两端；定位机构通过底板装配于横架内位于所述输送机构下。

9.如权利要求8所述的冲压零件缺陷在线视觉检测装置，其特征在于：所述定位机构还包括滑轨和滑座；滑轨有两组、关于底板长度方向中心面对称布置，每组滑轨有两根、关于丝杆左右对称布置；滑座包括定位销板、滑动块和连板，连板与螺母座相连，定位销板装配于连板上、沿底板宽度方向布置，定位销板与所述滑轨之间通过滑动块相连；所述滚动定位销有多个，沿定位销板长度方向均布，各滚动定位销的顶端均自滚筒输送机相邻两滚筒之间伸出。

10.一种冲压零件缺陷在线视觉检测方法，其特征在于，该方法利用权利要求1所述装置进行检测，包括以下步骤：

1)、将待检测零件置于承载支架上；

2)、控制平移机构的滑块沿导轨运动，视觉检测组件随之共同运动完成待检测零件的图像数据采集，并将采集的数据传输至控制单元计算分析；

3)、零件数据采集完成后控制翻转气缸动作，将零件卸至输送机构上；

4)、输送机构将零件输送至转运位置；

5)、控制定位机构的滚动定位销运动实现零件定位，以便于转运。