CN110044912A - 一种小口径密闭容器内壁表面缺陷检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明所述的一种小口径密闭容器内壁表面缺陷检测系统，包括装夹机构、运动机构、图像采集机构、数据处理和显示装置。在装夹机构和运动机构的作用下，小口径密闭容器绕中心轴旋转并可同时沿中心轴移动，图像采集机构对小口径密闭容器内部进行全景成像，成像后数据经数据处理装置传给显示装置，显示装置会在显示器上显示小口径密闭容器全景图像并标记出缺陷位置以供后续工艺流程参考。此发明对小口径密闭容器内壁外观进行自动检测，检测精度高、速度快。克服了人工目测方式的精度低，效率低、检测质量不稳定的缺点。

Description

一种小口径密闭容器内壁表面缺陷检测装置
技术领域
本发明涉及到视觉检测技术，具体是一种应用于检测小口径密闭容器内壁表面缺陷的装置。
背景技术
目前检测小口径密闭容器内壁表面质量多采用人工目测方式。一方面由于小口径密闭容器内部光线差、表面缺陷多样，长时间肉眼检测会产生视觉疲劳、精神疲劳，另一方面检测标准主要以检测者经验为主，所以检测精度因个体原因容易出现较大波动产生检测质量差别，导致检测质量不稳定。因此目前急需一种非接触式，高精度、高效率和高稳定性的小口径容器内壁表面缺陷检测方案。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种应用于小口径密闭容器内壁表面缺陷的视觉检测系统，利用工业相机在机械构件的辅助下深入小口径密闭容器内部进行图像采集，并对缺陷位置进行自动标记，用以检测小口径密闭容器内壁表面质量。
技术方案：本发明的小口径密闭容器内壁表面缺陷的视觉检测系统，由装夹机构（1）、运动机构（2）、图像采集机构（3）、数据处理和显示装置构成。
装夹机构（1）用于将小口径密闭容器装夹固定和使小口径密闭容器绕中心轴做旋转运动；
运动机构（2）用于使小口径密闭容器沿中心轴移动；
图像采集装置（3）用于对小口径密闭容器进行内壁全景成像；
数据处理和显示装置用于对采集的图像进行数据分析并将处理结果显示在显示屏上；
装夹机构中夹爪（6）在电动推杆（4）的推动下将小口径密闭容器进行夹紧，在确认夹紧后电动滚子（8）工作下使小口径密闭容器围绕中心轴做旋转运动，同时运动机构（2）在步进电机（22）的推动下推动着副基座（21）上的小口径密闭容器沿中心轴移动。图像采集机构（3）进入小口径密闭容器内部进行小口径密闭容器内壁的全景成像，成像后数据经数据处理装置传给显示装置，显示装置会在显示器上显示小口径密闭容器全景图像并标记出缺陷位置以供后续工艺流程参考。
所述装夹机构（1）由夹爪（6）、支架滑块（7）、导轨（9）和电动推杆（4）组成。电动推杆（4）推动支架滑块（7）在导轨（9）上沿小口径密闭容器径向运动来推动夹爪（6）夹紧或松开小口径密闭容器。夹爪（6）上的电动滚子（8）驱动小口径密闭容器绕中心轴做旋转运动。
所述的装夹机构中夹爪（6）由一对小夹爪中间固定5个电动滚子（8）组成，其中电动滚子（8）由步进电机和橡胶外圈组成，夹爪通过滑动副间隙配合安装在支架滑块（7）上。夹爪（6）为模块化设计，可以根据不同要求装夹多种尺寸的容器，以适应检测工作的多样性。
所述装夹机构（1）中支架滑动副由支架滑块（7）通过间隙配合安装在一对导轨（9）上，导轨通过六角螺栓固定在副基座（21）上。
所述装夹机构（1）中电动推杆（4）由伺服电机（11）经过涡轮蜗杆减速器（10），配合丝杠螺母把伺服电机（11）的旋转运动转变成直线运动。视觉控制系统通过控制伺服电机的电脉冲信号达到多台电动推杆（4）的同步前进或后退。电动推杆（4）由于综合传动效率低，在将小口径密闭容器夹紧后可以实现自锁。
所述运动机构（2）中视觉检测系统控制输出相同的电脉冲信号控制两侧步进电机（22）实现同步运动。在步进电机(22)的工作下，通过带传动装置（5）带动安装在副基座（21）上的齿轮（23）旋转运动而带动副基座上的小口径密闭容器沿中心轴移动。
所述运动机构中带传动装置一个小带轮（19）、两个大带轮（20）和四条同步带（18）组成。副基座（21）上的步进电机（22）通过带动四条同步带（18）来带动副基座（21）上同侧的两个齿轮（23）做同步旋转运动。
所述图像采集机构（3）在工业镜头（16）进入小口径密闭容器内部时工业相机（15）会启动，在环形光源（17）的辅助下进行小口径密闭容器内壁成像，然后通过信息成像装置形成全景图像。在图像采集完成后工业相机（15）前部的传感器发出信号，控制系统使副基座（21）上的步进电机（22）反转使小口径密闭容器快速后退。
图像采集机构（3）中信息成像装置在工业相机拍照完成后将拍摄照片拼接成二维全景图像并将缺陷部位进行标识，以供下一步工艺流程参考。
有益效果：本发明装夹机构和运动机构的紧密配合下实现小口径密闭容器的旋转和前进。工业相机（15）在环形光源（17）的辅助下进行小口径密闭容器内壁全景成像。此发明对小口径密闭容器内壁外观进行自动检测，检测精度高、速度快。克服了人工检测的精度低，效率低、检测质量不稳定的缺点。此检测系统也适用于其他小口径容器内壁检测，具有极高的可推广性。
附图说明：
图1所示为本发明的总装配图；
图2所示为本发明装夹机构；
图3所示为本发明电动推杆装置；
图4所示为本发明运动机构；
图5所示为本发明图像采集机构;
图6所示为本发明成像装置；
图中：1.装夹机构，2.运动机构，3.图像采集机构，4.电动推杆，5.带传动装置，6.夹爪，7.电动滚子，8.支架滑块，9.导轨，10.涡轮蜗杆减速器，11.伺服电机，12.成像装置，13.支架，14.基座，15.工业镜头，16.工业镜头，17.环形光源，18.同步带，19.小带轮，20.大带轮，21.副基座，22.步进电机，23齿轮。
具体实施方案：
在小口径密闭容器制作完成后由吊装机构吊装到检测区域，确认无误后开启电动推杆（4）在电动推杆（4）的推动下将小口径密闭容器夹紧，夹紧后夹爪（6）上的传感器会发出信号，这时由伺服电机驱动的电动滚子（8）启动进而推动小口径密闭容器进行旋转运动，在确认无误后，运动机构（2）在步进电机（22）的驱动下通过同步带（18）带动副基座（21）进行直线运动进而带动小口径密闭容器进行直线运动，当小口径密闭容器接近图像采集机构（3）时传感器发出信号，工业相机（15）会在环形光源（17）的辅助下进行小口径密闭容器内壁全景成像，当检测完成后工业镜头（16）上的传感器会发出信号，运动机构（2）中的步进电机（22）进行反转，快速将图像采集机构退出，此时数据处理装置将图像采集机构传出的数据进行处理，显示装置会在显示器上显示小口径密闭容器全景图像，并标记出缺陷位置以供后续工艺流程参考。

Claims (4)

1.一种应用于检测小口径密闭容器内壁表面缺陷的视觉检测装置，其特征在于，包括装夹机构（1）、运动机构（2）、图像采集机构（3）、数据处理和显示装置，其中：
所述装夹机构（1）用于将小口径密闭容器装夹固定和使小口径密闭容器绕中心轴做旋转运动；
所述运动机构（2）用于使小口径密闭容器沿中心轴移动；
所述图像采集装置（3）用于对小口径密闭容器进行内壁全景成像；
装夹机构（1）在电动推杆（4）的推动下将小口径密闭容器夹紧，在电动滚子（8）的工作下和运动机构（2）工作下小口径密闭容器绕中心轴做旋转运动并可同时沿中心轴移动，此时图像采集机构（3）会对小口径密闭容器内部进行全景成像，成像后数据经数据处理装置传给显示装置，显示装置会在显示器上显示小口径密闭容器全景图像并标记出缺陷位置以供后续工艺流程参考。
2.根据权利要求书1所述的小口径密闭容器内壁表面缺陷检测装置，其特征在于所述的装夹机构（1）包括夹爪（6）、电动滚子（8）、支架滑块（7）、导轨（9）。
3.根据权利要求书1所述的小口径密闭容器内壁表面缺陷检测装置，其特征在于所述的运动机构（2）包括小带轮（19）、大带轮（20）、同步带（18）、齿轮（23）、导向直齿条、副基座（21）。
4.根据权利要求书1所述的小口径密闭容器内壁表面缺陷检测装置，其特征在于所述的图像采集机构（3）包括工业相机（15）、环形光源（17）、工业镜头（16）、支架（13）、基座（14）。
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