CN110479623B - 一种转盘式视觉检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转盘式视觉检测系统及其检测方法，通过间断式旋转转盘衔接前端来料，并在相应工位上完成称重和视觉检测，最终再转移到皮带输送线体上，完成视觉检测操作。转盘通过与产品输送线体和视觉输送线体衔接，使得被测件物料依次进入转盘上对应的工位，由转盘间断式旋转相应角度从而对物料的上表面先行检测，并对前端来料间断式放行，进入视觉输送线体对其侧面进行视觉检测，上述操作能够有效控制检测节奏，每检测一个便放行一个，避免了漏检、错检的问题出现。且本发明将原本流水线的长度转变为转盘的周长，有效减小了流水线的占地空间。

Description

一种转盘式视觉检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测设备，具体涉及一种转盘式视觉检测系统及其检测方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展，大规模工业化生产已成为常态，随之带来的问题就是如何对生产出来的工件检测，既要提高检测准确率，也不能拖慢流水线化生产的效率。在众多检测技术中，机器视觉检测技术具有很大优势，它只需一组图像即可对复杂工件的轮廓信息和表面状态进行分析处理，提高了检测效率，也具备较高的检测准确率。

在现有的视觉检测设备中，通常是在流水线旁增加一组或多组工业相机对其拍照扫描，常见的是饮料厂家检测饮料液面高度等。这种流水线需要较长的占地空间，且全程流水线不间断工作，容易造成漏检。

发明内容

发明目的：提供一种转盘式视觉检测系统及其检测方法，通过间断式旋转转盘衔接前端来料，并在相应工位上完成称重和视觉检测，从而解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种转盘式视觉检测系统，包括传输组件、转盘组件、视觉检测组件三部分。

其中，传输组件，包括底座支架，以及分别置于所述底座支架两侧的产品输送线体和视觉输送线体；

转盘组件，包括转动设置在所述底座支架上的转盘，以及设置在所述转盘下部的称重盘，所述产品输送线体和视觉输送线体的一端分别接入所述转盘；

视觉检测组件，包括安装在所述底座支架上、且镜头竖直朝下的上部检测相机，安装在所述底座支架上、且位于所述上部检测相机一侧的背光源，以及安装在所述底座支架上、且位于所述视觉输送线体两侧的至少三个侧部检测相机。

在进一步的实施例中，所述转盘的中心处设有转轴，所述底座支架的预定位置处安装有防爆电机，所述防爆电机的输出端连接有减速机，所述减速机的输出端与所述转盘的转轴通过联轴器连接，所述转盘的圆周阵列有多个工件定位槽，所述工件定位槽依次由小直径槽、中直径槽、大直径槽三种尺寸构成一组，相邻两组的工件定位槽中小直径槽和大直径槽首尾相连。防爆电机用于为转盘提供转动力，且兼具防爆功能。所述防爆电机自带编码器，利用编码器将电机的运行状态实时传送给电机控制器，实现电机的调速、启停、以及对转动角度的精准控制。工件定位槽的尺寸与实际物料的尺寸匹配，实际物料为起爆具，该起爆具为圆柱体状，根据不同规格的起爆具可选不同规格的工件定位槽。

在进一步的实施例中，所述产品输送线体的宽度与所述视觉输送线体的宽度之比为（3~5）：（1~2），所述产品输送线体的宽度和视觉输送线体的预定段设有引料道，所述产品输送线体的中心线穿过所述转盘的圆心，所述视觉输送线体的中心线偏于所述产品输送线体的中心线预定距离。产品输送线体作为物料的进料口，宽度预留较大，以便于汇聚更多物料，视觉输送线体作为物料的出料口，宽度预留够物料排成一列，以便于依次下料。引料道用于引导物料依次排成一列进入转盘，通过将产品输送线体的中心线穿过转盘的圆心，依靠引料道将起爆具引导至对应的工件定位槽内，以进行下一步工序。通过将视觉输送线体的中心线偏于产品输送线体的中心线预定距离，当物料需要从转盘流出时，由于转盘的转动能够给物料一个沿视觉输送线体的中心线的速度分量，从而便于视觉输送线体上的引料道将物料导出。

在进一步的实施例中，所述引料道包括焊接在所述产品输送线体和视觉输送线体侧壁处的竖梁，设置在所述竖梁一端的螺纹孔，内嵌在所述螺纹孔内的自锁螺纹套，与所述竖梁螺纹连接的横梁，以及螺纹锁紧在所述横梁一端的导料板，平行设置的导料板之间构成导料区域，所述导料区域的宽度与物料的宽度相匹配。横梁与竖梁之间通过自锁螺纹连接，通过控制旋入深度改变导料板的间距，以匹配不同规格的起爆具。

在进一步的实施例中，所述导料区域的宽度与物料的宽度之比为（1.4~1.7）：（1~1.2）。该比例用于保证物料顺利排成一排依次通过导料区域，而不会出现并排通过的现象，且预留预定空间用于给物料自行调整，避免物料与导料板靠得太紧而发生摩擦。

在进一步的实施例中，所述侧部检测相机互呈120度夹角，所述侧部检测相机的中轴线延长后相交于所述视觉输送线体的中心线上。侧部检测相机互呈120度夹角用于实现360度全方位拍摄检测，不存在视线盲区，能够全方位检测起爆具侧面。

在进一步的实施例中，一种转盘式视觉检测系统还包括物料引导剔除组件，所述物料引导剔除组件包括固定在所述产品输送线体的起始点处的整合机，固定在所述产品输送线体一侧、且位于所述整合机和转盘之间的至少两个挡片机构，以及固定在所述视觉输送线体一侧的侧推机构。整合机用于将放置在产品输送线体上的多个起爆具整合为一列排布。挡片机构用于对起爆具进行阻挡，使其能够按序进入检测工位。

在进一步的实施例中，所述整合机包括两瓣与物料等高的凸台，所述整合机的截面呈漏斗状，所述凸台的一端与所述引料道的一端接合，接合处倒圆角；所述挡片机构包括固定在所述产品输送线体一侧的双出杆气缸，以及焊接固定在所述双出杆气缸的活塞杆处的挡片；所述侧推机构包括通过延长板固定在所述视觉输送线体一侧的双轴气缸，以及固定在所述双轴气缸的活塞杆处的侧推板，所述侧推板的截面呈L形，所述侧推机构的对面设有废料回收盒。依靠双出杆气缸推出挡片对起爆具进行阻挡，依靠双轴气缸推出侧推版对检测不合格的起爆具推入废料回收盒中。

一种转盘式视觉检测系统的检测方法，包括以下步骤：

S1、将被测起爆具放置在产品输送线体的起始位置、位于整合机的一侧；

S2、产品输送线体启动，带动被测起爆具朝向转盘方向移动；

S3、被测起爆具经过整合机整合，由原先的多列整合成单列，依次进入引料道；

S4、挡片机构工作，利用双出杆气缸推出挡片，阻挡被测起爆具，等待进入转盘，产品输送线体随即停止；

S5、挡片机构收回挡片，转盘转动至预设位置，此时与被测起爆具尺寸匹配的工件定位槽正对于产品输送线体的中心线；

S6、转盘转动至预设位置后，产品输送线体随即启动，输送被测起爆具进入转盘的工件定位槽；

S7、被测起爆具由工件定位槽定位完毕后，位于转盘下部的称重盘对起爆具称重，并将称重结构发送至服务器；转盘转动，带动被测起爆具转动至上部检测相机的正下方，随即停止；

S8、上部检测相机启动，对被测起爆具的顶盖部分拍摄扫描，并将扫描数据发送至服务器分析处理；

S9、上部检测相机扫描2~4秒完毕，转盘转动一个工位，此时被上部检测相机扫描后的起爆具衔接在视觉输送线体的入料口，下一个被检测起爆具进入转盘；

S10、视觉输送线体带动被上部检测相机扫描后的起爆具继续前进，经过侧部检测相机，由互呈120度夹角的侧部检测相机对其侧部扫描，并将扫描后的数据发送至服务器分析处理；

S11、视觉输送线体带动被完整扫描过的起爆具继续前进，侧推机构根据服务器判定的数据选择是否剔除不合格的起爆具；若判定为当前起爆具检测不合格，则双轴气缸推动侧推板，将不合格的起爆具推到剔除至废料回收盒；若判定为当前起爆具各项数据合格，则视觉输送线体继续工作，带动合格的起爆具进入打包工位。

有益效果：本发明涉及一种转盘式视觉检测系统及其检测方法，通过间断式旋转转盘衔接前端来料，并在相应工位上完成称重和视觉检测，最终再转移到皮带输送线体上，完成视觉检测操作。转盘通过与产品输送线体和视觉输送线体衔接，使得被测件物料依次进入转盘上对应的工位，由转盘间断式旋转相应角度从而对物料的上表面先行检测，并对前端来料间断式放行，进入视觉输送线体对其侧面进行视觉检测，上述操作能够有效控制检测节奏，每检测一个便放行一个，避免了漏检、错检的问题出现。且本发明将原本流水线的长度转变为转盘的周长，有效减小了流水线的占地空间。

附图说明

图1为本发明的整体结构图。

图2为本发明中产品输送线体的结构示意图。

图3为本发明中产品输送线体的结构示意图。

图4为本发明中转盘组件的结构示意图。

图5为本发明的局部拆解示意图。

图6为本发明中产品输送线体、产品输送线体、转盘组件的衔接图。

图中各附图标记为：底座支架1、延长板2、视觉输送线体3、侧推机构4、废料回收盒5、侧部检测相机6、背光源7、上部检测相机8、转盘组件9、转盘901、工件定位槽902、小直径槽902a、中直径槽902b、大直径槽902c、防爆电机903、减速机904、转轴905、称重盘906、引料道10、横梁1001、竖梁1002、导料板1003、整合机11、凸台1101、产品输送线体12、起爆具13、挡片机构14。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

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。

如图1至图6所示，本发明公开了一种转盘式视觉检测系统及其检测方法。其中，一种转盘式视觉检测系统包括传输组件、转盘组件9、视觉检测组件、以及物料引导剔除组件。

所述传输组件包括底座支架1、产品输送线体12、视觉输送线体3，所述底座支架1安置在基面上，所述产品输送线体12和视觉输送线体3分别置于所述底座支架1的两侧，所述产品输送线体12的宽度与所述视觉输送线体3的宽度之比为（3~5）：（1~2），优选为3：1。所述产品输送线体12的宽度和视觉输送线体3的预定段设有引料道10，所述产品输送线体12的中心线穿过所述转盘901的圆心，所述视觉输送线体3的中心线偏于所述产品输送线体12的中心线预定距离。所述产品输送线体12和视觉输送线体3的结构相同，包括多个并列固定在基面上的H形支撑架，架设固定在所述H形支撑架上的横架，分别通过轴承座转动设置在所述横架首尾两端的主动辊和从动辊，套设在所述主动辊和从动辊上的传输皮带，固定在所述H形支撑架上、且位于所述主动辊下方的减速电机，与所述主动辊同轴安装的输入链轮，与所述减速电机的输出端同轴安装的输出链轮，以及啮合套设在所述输入链轮和输出链轮上的传动链。入料线体和出料线体分别用于入料和出料，利用减速电机的动力驱动主动辊转动，进而带动绕设在主动辊上的皮带工作。所述引料道10包括竖梁1002、横梁1001、导料板1003，所述竖梁1002焊接在所述产品输送线体12和视觉输送线体3的侧壁处，所述竖梁1002的一端设有螺纹孔，所述螺纹孔内嵌有自锁螺纹套，所述横梁1001与竖梁1002之间通过螺纹连接，所述导料板1003锁紧在所述横梁1001的一端，平行设置的导料板1003之间构成导料区域，所述导料区域的宽度与物料的宽度之比为（1.4~1.7）：（1~1.2），优选为1.4：1，该比例用于保证物料顺利排成一排依次通过导料区域，而不会出现并排通过的现象，且预留预定空间用于给物料自行调整，避免物料与导料板1003靠得太紧而发生摩擦，所述导料区域的宽度与物料的宽度相匹配。横梁1001与竖梁1002之间通过自锁螺纹连接，通过控制旋入深度改变导料板1003的间距，以匹配不同规格的起爆具13。产品输送线体12作为物料的进料口，宽度预留较大，以便于汇聚更多物料，视觉输送线体3作为物料的出料口，宽度预留够物料排成一列，以便于依次下料。引料道10用于引导物料依次排成一列进入转盘901，通过将产品输送线体12的中心线穿过转盘901的圆心，依靠引料道10将起爆具13引导至对应的工件定位槽902内，以进行下一步工序。通过将视觉输送线体3的中心线偏于产品输送线体12的中心线预定距离，当物料需要从转盘901流出时，由于转盘901的转动能够给物料一个沿视觉输送线体3的中心线的速度分量，从而便于视觉输送线体3上的引料道10将物料导出。所述转盘组件9包括转盘901、称重盘906，所述转盘901转动设置在所述底座支架1上，所述称重盘906设置在所述转盘901的下部，所述称重盘906的直径与所述转盘901的直径相同，且所述称重盘906和转盘901同心安装，所述转盘901的中心处设有转轴905，所述底座支架1的预定位置处安装有防爆电机903，所述防爆电机903的输出端连接有减速机904，所述减速机904的输出端与所述转盘901的转轴905通过联轴器连接，所述转盘901的圆周阵列有多个工件定位槽902，所述工件定位槽902依次由小直径槽902a、中直径槽902b、大直径槽902c三种尺寸构成一组，相邻两组的工件定位槽902中小直径槽902a和大直径槽902c首尾相连。防爆电机903用于为转盘901提供转动力，且兼具防爆功能。所述防爆电机903自带编码器，利用编码器将电机的运行状态实时传送给电机控制器，实现电机的调速、启停、以及对转动角度的精准控制。工件定位槽902的尺寸与实际物料的尺寸匹配，实际物料为起爆具13，该起爆具13为圆柱体状，根据不同规格的起爆具13可选不同规格的工件定位槽902。所述视觉检测组件包括上部检测相机8、背光源7、侧部检测相机6，所述上部检测相机8安装在所述底座支架1上、且镜头竖直朝下，所述背光源7安装在所述底座支架1上、且位于所述上部检测相机8的一侧，所述侧部检测相机6为至少三个，并安装在所述底座支架1上、且位于所述视觉输送线体3的两侧，所述侧部检测相机6互呈120度夹角，侧部检测相机6互呈120度夹角用于实现360度全方位拍摄检测，不存在视线盲区，能够全方位检测起爆具13侧面，所述侧部检测相机6的中轴线延长后相交于所述视觉输送线体3的中心线上。所述物料引导剔除组件包括整合机11、挡片机构14、侧推机构4，所述整合机11固定在所述产品输送线体12的起始点处，所述挡片机构14固定在所述产品输送线体12的一侧、且位于所述整合机11和转盘901之间，所述侧推机构4固定在所述视觉输送线体3的一侧。所述整合机11包括两瓣与物料等高的凸台1101，所述整合机11的截面呈漏斗状，所述凸台1101的一端与所述引料道10的一端接合，接合处倒圆角；所述挡片机构14包括固定在所述产品输送线体12一侧的双出杆气缸，以及焊接固定在所述双出杆气缸的活塞杆处的挡片；所述侧推机构4包括通过延长板2固定在所述视觉输送线体3一侧的双轴气缸，以及固定在所述双轴气缸的活塞杆处的侧推板，所述侧推板的截面呈L形，所述侧推机构4的对面设有废料回收盒5。

基于上述技术方案，本发明具体的工作过程如下：将被测起爆具13放置在产品输送线体12的起始位置、位于整合机11的一侧；产品输送线体12启动，带动被测起爆具13朝向转盘901方向移动；被测起爆具13经过整合机11整合，由原先的多列整合成单列，依次进入引料道10；挡片机构14工作，利用双出杆气缸推出挡片，阻挡被测起爆具13，等待进入转盘901，产品输送线体12随即停止；挡片机构14收回挡片，转盘901转动至预设位置，此时与被测起爆具13尺寸匹配的工件定位槽902正对于产品输送线体12的中心线；转盘901转动至预设位置后，产品输送线体12随即启动，输送被测起爆具13进入转盘901的工件定位槽902；被测起爆具13由工件定位槽902定位完毕后，位于转盘901下部的称重盘906对起爆具13称重，并将称重结构发送至服务器；转盘901转动，带动被测起爆具13转动至上部检测相机8的正下方，随即停止；上部检测相机8启动，对被测起爆具13的顶盖部分拍摄扫描，并将扫描数据发送至服务器分析处理；上部检测相机8扫描2~4秒完毕，转盘901转动一个工位，此时被上部检测相机8扫描后的起爆具13衔接在视觉输送线体3的入料口，下一个被检测起爆具13进入转盘901；视觉输送线体3带动被上部检测相机8扫描后的起爆具13继续前进，经过侧部检测相机6，由互呈120度夹角的侧部检测相机6对其侧部扫描，并将扫描后的数据发送至服务器分析处理；视觉输送线体3带动被完整扫描过的起爆具13继续前进，侧推机构4根据服务器判定的数据选择是否剔除不合格的起爆具13；若判定为当前起爆具13检测不合格，则双轴气缸推动侧推板，将不合格的起爆具13推到剔除至废料回收盒5；若判定为当前起爆具13各项数据合格，则视觉输送线体3继续工作，带动合格的起爆具13进入打包工位。对于视觉检测相机，工作过程如下：起爆具通过相机拍照位置时，光电感应开关会给视觉系统信号，相机拍摄对应位置的图片，经过视觉系统计算，判断产品是否合格。每种起爆具规格的检测位置通过调节相机镜头与起爆具中心的相对位置，来保证相机拍摄的图像清晰。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (5)

1.一种转盘式视觉检测系统，其特征是包括：

传输组件，包括底座支架，以及分别置于所述底座支架两侧的产品输送线体和视觉输送线体；所述产品输送线体的宽度与所述视觉输送线体的宽度之比为（3~5）：（1~2），所述产品输送线体和视觉输送线体的预定段设有引料道；

转盘组件，包括转动设置在所述底座支架上的转盘，以及设置在所述转盘下部的称重盘，所述产品输送线体和视觉输送线体的一端分别接入所述转盘；

所述产品输送线体的中心线穿过所述转盘的圆心，所述视觉输送线体的中心线偏于所述产品输送线体的中心线预定距离；

所述引料道包括焊接在所述产品输送线体和视觉输送线体侧壁处的竖梁，设置在所述竖梁一端的螺纹孔，内嵌在所述螺纹孔内的自锁螺纹套，与所述竖梁螺纹连接的横梁，以及螺纹锁紧在所述横梁一端的导料板，平行设置的导料板之间构成导料区域，所述导料区域的宽度与物料的宽度相匹配；所述导料区域的宽度与物料的宽度之比为（1.4~1.7）：（1~1.2）；

所述转盘的中心处设有转轴，所述底座支架的预定位置处安装有防爆电机，所述防爆电机的输出端连接有减速机，所述减速机的输出端与所述转盘的转轴通过联轴器连接，所述转盘的圆周阵列有多个工件定位槽，所述工件定位槽依次由小直径槽、中直径槽、大直径槽三种尺寸构成一组，相邻两组的工件定位槽中小直径槽和大直径槽首尾相连；

视觉检测组件，包括安装在所述底座支架上、且镜头竖直朝下的上部检测相机，安装在所述底座支架上、且位于所述上部检测相机一侧的背光源，以及安装在所述底座支架上、且位于所述视觉输送线体两侧的至少三个侧部检测相机。

2.根据权利要求1所述的一种转盘式视觉检测系统，其特征在于：所述侧部检测相机互呈120度夹角，所述侧部检测相机的中轴线延长后相交于所述视觉输送线体的中心线上。

3.根据权利要求2所述的一种转盘式视觉检测系统，其特征是还包括物料引导剔除组件，所述物料引导剔除组件包括固定在所述产品输送线体的起始点处的整合机，固定在所述产品输送线体一侧、且位于所述整合机和转盘之间的至少两个挡片机构，以及固定在所述视觉输送线体一侧的侧推机构。

4.根据权利要求3所述的一种转盘式视觉检测系统，其特征在于：所述整合机包括两瓣与物料等高的凸台，所述整合机的截面呈漏斗状，所述凸台的一端与所述引料道的一端接合，接合处倒圆角；所述挡片机构包括固定在所述产品输送线体一侧的双出杆气缸，以及焊接固定在所述双出杆气缸的活塞杆处的挡片；所述侧推机构包括通过延长板固定在所述视觉输送线体一侧的双轴气缸，以及固定在所述双轴气缸的活塞杆处的侧推板，所述侧推板的截面呈L形，所述侧推机构的对面设有废料回收盒。

5.根据权利要求4所述的一种转盘式视觉检测系统的检测方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、将被测起爆具放置在产品输送线体的起始位置、位于整合机的一侧；

S2、产品输送线体启动，带动被测起爆具朝向转盘方向移动；

S3、被测起爆具经过整合机整合，由原先的多列整合成单列，依次进入引料道；

S4、挡片机构工作，利用双出杆气缸推出挡片，阻挡被测起爆具，等待进入转盘，产品输送线体随即停止；

S5、挡片机构收回挡片，转盘转动至预设位置，此时与被测起爆具尺寸匹配的工件定位槽正对于产品输送线体的中心线；

S6、转盘转动至预设位置后，产品输送线体随即启动，输送被测起爆具进入转盘的工件定位槽；

S7、被测起爆具由工件定位槽定位完毕后，位于转盘下部的称重盘对起爆具称重，并将称重结构发送至服务器；转盘转动，带动被测起爆具转动至上部检测相机的正下方，随即停止；

S8、上部检测相机启动，对被测起爆具的顶盖部分拍摄扫描，并将扫描数据发送至服务器分析处理；

S9、上部检测相机扫描2~4秒，转盘转动一个工位，此时被上部检测相机扫描后的起爆具衔接在视觉输送线体的入料口，下一个被检测起爆具进入转盘；

S10、视觉输送线体带动被上部检测相机扫描后的起爆具继续前进，经过侧部检测相机，由互呈120度夹角的侧部检测相机对其侧部扫描，并将扫描后的数据发送至服务器分析处理；

S11、视觉输送线体带动被完整扫描过的起爆具继续前进，侧推机构根据服务器判定的数据选择是否剔除不合格的起爆具；若判定为当前起爆具检测不合格，则双轴气缸推动侧推板，将不合格的起爆具推到剔除至废料回收盒；若判定为当前起爆具各项数据合格，则视觉输送线体继续工作，带动合格的起爆具进入打包工位。

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