CN111069078B - 一种多功能视觉检测平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于视觉的工件尺寸和缺陷检测的智能设备技术领域，尤其涉及一种多功能视觉检测平台，工作台上设有尺寸检测区和外观缺陷检测区，尺寸检测区和外观缺陷检测区之间设有第一料区；尺寸检测区上设有尺寸检测台，尺寸检测区上设有尺寸检测输送机器人；尺寸检测台周边设有固定有线扫描激光位移传感器和尺寸检测视觉模组的桁架；外观缺陷检测区内设有第二料区，外观缺陷检测区上设有外观缺陷检测台组件，外观缺陷检测区上设有外观缺陷检测输送机器人；外观缺陷检测台组件周边设有外观检测视觉模组。本发明能够实现规则工件的尺寸和缺陷检测，特别是军工类产品和3C类精密产品，通过多功能视觉检测平面可以一次检测完，提供检测效率和质量。

Description

一种多功能视觉检测平台
技术领域
本发明涉及基于视觉的工件尺寸和缺陷检测的智能设备技术领域，尤其涉及一种多功能视觉检测平台。
背景技术
工件尺寸和缺陷检查是每个公司都要进行的一道工序，特别是产品尺寸和表面要求较高的军工企业和3C企业；传统的检测手段是工人拿着检测器具对工件进行检测，存在着人为主观性以及工作量大等问题；目前市面上出现了一些基于智能相机的检测平台，可以定点检测工件尺寸和缺陷，但是没有办法检测厚度，且无整套解决方案，对于3C行业的一些产品要求检测速度快、检测角度多变的要求就不是很适用；因此就迫切需要一种既能检测工件尺寸和缺陷还能检测工件厚度尺寸的多功能检测设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能视觉检测平台，能快速有效地对工件的尺寸和外观缺陷进行检测。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多功能视觉检测平台，包括工作台和进料平台，所述进料平台设在所述工作台旁；所述工作台上设有尺寸检测区和外观缺陷检测区，所述尺寸检测区靠近所述进料平台，所述尺寸检测区和所述外观缺陷检测区之间设有第一料区，所述第一料区上设有用于放置经尺寸检测合格的工件的第一合格料盒和用于放置经尺寸检测不合格的工件的第一废料盒；
所述尺寸检测区上设有用于放置待检测尺寸的工件的尺寸检测台，所述尺寸检测区上设有用于将所述进料平台上的工件输送至尺寸检测台以及将经尺寸检测后的工件输送至第一料区的尺寸检测输送机器人；所述尺寸检测台周边设有固定有线扫描激光位移传感器和尺寸检测视觉模组的桁架，所述桁架通过用于带动所述桁架在X轴、Y轴以及X轴方向上移动的三轴滑台固定设在所述尺寸检测区上；
所述外观缺陷检测区内设有第二料区，所述第二料区上设有用于放置经外观缺陷合格的工件的第二合格料盒以及用于放置经外观缺陷不合格的工件的第二废料盒，所述外观缺陷检测区上设有用于放置待检测外观缺陷的工件的外观缺陷检测台组件，所述外观缺陷检测区上设有用于将所述第一合格料盒内的工件输送至所述外观缺陷检测台组件上以及将经过外观缺陷检测后的工件输送至第二料区的外观缺陷检测输送机器人；所述外观缺陷检测台组件周边设有用于检测工件外观的外观检测视觉模组。
本发明的有益效果是：本发明能够实现规则工件的尺寸和缺陷检测，特别是军工类产品和3C类精密产品，通过多功能视觉检测平面可以一次检测完，提供检测效率和质量。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述三轴滑台包括水平固定在所述尺寸检测区上的X轴模组，所述X轴模组上设有在所述X轴模组的带动下沿所述X轴模组的长度方向移动的水平设置的Y轴模组，所述Y轴模组上设有沿所述Y轴模组的长度方向移动的竖直设置的Z轴模组，所述Z轴模组上设有沿所述Z轴模组的长度方向移动的所述桁架。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过X轴模组、Y轴模组和Z轴模组的设置，实现桁架以及桁架上的线扫描激光位移传感器和尺寸检测视觉模组在X轴、Y轴、Z轴方向上的移动，实现对尺寸检测台上的工件的尺寸检测。
进一步，所述外观缺陷检测台组件包括竖直固定在所述外观缺陷检测区上的第一固定架，所述第一固定架上设有翻转模组，所述翻转模组的输出端上固定设有第二固定架，所述第二固定架上固定设有用于固定工件的检测夹具，所述检测夹具在所述翻转模组的带动下轴向转动；所述外观检测视觉模组设在所述检测夹具的上方用于采集所述检测夹具上的工件的图像信息。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过翻转模组的转动带动检测夹具以翻转模组的输出端的轴线轴向转动，从而将工件不同的面朝向外观检测视觉模组，实现外观检测视觉模组对工件不同位置的拍照，对工件的不同位置进行外观缺陷检测。
进一步，所述第二固定架上固定设有旋转模组，所述旋转模组的输出端的轴线与所述翻转模组的输出端的轴线垂直设置，所述检测夹具与所述旋转模组的输出端固定连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：旋转模组的设置能带动所述检测夹具以及检测夹具上的工件以旋转模组的输出端的轴线轴向转动，与翻转模组结合，实现检测夹具以及检测夹具上的工件的多角度的变换，进一步实现外观检测视觉模组对工件不同位置的拍照，对工件的不同位置进行外观缺陷检测。
进一步，所述检测夹具周边的所述外观缺陷检测区上固定设有用于设置所述外观检测视觉模组的安装架，所述安装架上固定设有多个所述外观检测视觉模组。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过安装架将多个外观检测视觉模组固定在检测夹具的周边，能同时采集工件不同方位的图像信息，提高检测的效率。
进一步，所述尺寸检测输送机器人和外观缺陷检测输送机器人的末端均固定设有用于对工件视觉定位的定位视觉模组。
采用上述进一步方案的有益效果是：定位视觉模组的设置能为尺寸检测输送机器人和外观缺陷检测输送机器人抓取工件时进行视觉定位，实现工件的准确抓取。
进一步，所述尺寸检测区靠近所述进料平台处设有用于容纳待检测工件的进料盒，所述进料平台上设有振动盘和用于将所述振动盘导出的工件输送至进料盒的输送机构。
采用上述进一步方案的有益效果是：工作人员只需要将多个工件置于振动盘内，通过振动盘将工件分开输送至输送机构上，然后通过输送机构将工件输送至送料盒，实现自动有序进料。
进一步，所述输送机构靠近所述进料盒的一端设有用于检测工件通过的光电传感器。
采用上述进一步方案的有益效果是：光电传感器的设置能检测工件是否输送至进料盒内，当工件输送至进料盒内后，尺寸检测输送机器人即可工作实现抓取待检测的工件。
进一步，所述工作台的周边设有防护罩，所述防护罩靠近所述进料平台处设有进料口。
采用上述进一步方案的有益效果是：防护罩的设置能避免外界对检测工作的影响，同时能提高安全性。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的俯视图；
图3为图2中尺寸检测台以及周边结构的局部放大图；
图4为图2中检测夹具以及周边结构的局部放大图；
图5为本发明的左视图；
图6为图5中尺寸检测输送机器人尾端结构的局部放大图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、工作台，2、进料平台，3、尺寸检测区，4、外观缺陷检测区，5、第一合格料盒，6、第一废料盒，7、尺寸检测台，8、尺寸检测输送机器人，9、线扫描激光位移传感器，10、尺寸检测视觉模组，11、第二合格料盒，12、第二废料盒，13、外观缺陷检测输送机器人，14、外观检测视觉模组，15、X轴模组，16、Y轴模组，17、Z轴模组，18、桁架，19、第一固定架，20、翻转模组，21、检测夹具，22、第二固定架，23、旋转模组，24、安装架，25、定位视觉模组，26、进料盒，27、振动盘，28、输送机构，29、防护罩，30、进料口，31、测试显示器，32、人机界面，33、运行指示灯。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2、图5所示，本发明的实施例包括工作台1和进料平台2，所述进料平台2设在所述工作台1旁；所述工作台1上设有尺寸检测区3和外观缺陷检测区4，所述尺寸检测区3靠近所述进料平台2，在本实施例中，所述工作台1为矩形台体结构，顶部为工作台1面，所述尺寸检测区3和外观缺陷检测区4均设在工作台1面上，底部设有柜体，用于放置电器设备以及工程机，所述尺寸检测区3和所述外观缺陷检测区4之间设有第一料区，所述尺寸检测区3、第一料区、外观缺陷检测区4和第二料区沿工作台1面的长度方向依次布置，所述第一料区上设有用于放置经尺寸检测合格的工件的第一合格料盒5和用于放置经尺寸检测不合格的工件的第一废料盒6；
所述尺寸检测区3上设有用于放置待检测尺寸的工件的尺寸检测台7，所述尺寸检测台7可以直接置于工作台1上表面上，也可以通过底座进行支撑设在工作台1上表面上，所述尺寸检测区3上设有用于将所述进料平台2上的工件输送至尺寸检测台7以及将经尺寸检测后的工件输送至第一料区的尺寸检测输送机器人8，在本实施例中，所述尺寸检测输送机器人8采用六轴机器人结构，具体结构为本领域现有技术，在此不做具体描述；所述尺寸检测台7周边设有固定有线扫描激光位移传感器9(激光位移传感器是利用激光技术进行测量的传感器，它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，能够精确非接触测量被测物体的位置、位移等变化，可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精密的几何测量。)和尺寸检测视觉模组10的桁架18，所述尺寸检测视觉模组10由结构光源、高倍率相机和远心镜头构成，具体结构为本领域现有技术，所述桁架18通过用于带动所述桁架18在X轴、Y轴以及X轴方向上移动的三轴滑台固定设在所述尺寸检测区3上；
所述外观缺陷检测区4内设有第二料区，所述第二料区上设有用于放置经外观缺陷合格的工件的第二合格料盒11以及用于放置经外观缺陷不合格的工件的第二废料盒12，所述外观缺陷检测区4上设有用于放置待检测外观缺陷的工件的外观缺陷检测台组件，所述外观缺陷检测区4上设有用于将所述第一合格料盒5内的工件输送至所述外观缺陷检测台组件上以及将经过外观缺陷检测后的工件输送至第二料区的外观缺陷检测输送机器人13，在本实施例中，所述外观缺陷检测输送机器人13采用六轴机器人结构，具体结构为本领域现有技术，在此不做具体描述；所述外观缺陷检测台组件周边设有用于检测工件外观的外观检测视觉模组14。
如图3所示，所述三轴滑台包括水平固定在所述尺寸检测区3上的X轴模组15，所述X轴模组15上设有在所述X轴模组15的带动下沿所述X轴模组15的长度方向移动的水平设置的Y轴模组16，所述Y轴模组16上设有沿所述Y轴模组16的长度方向移动的竖直设置的Z轴模组17，所述Z轴模组17上设有沿所述Z轴模组17的长度方向移动的所述桁架18。通过X轴模组15、Y轴模组16和Z轴模组17的设置，实现桁架18以及桁架18上的线扫描激光位移传感器9和尺寸检测视觉模组10在X轴、Y轴、Z轴方向上的移动，实现对尺寸检测台7上的工件的尺寸检测，其中，X轴模组15、X轴模组15和Z轴模组17均为单轴模组，其为本领域现有技术，具体结构不做具体描述。
如图4所示，所述外观缺陷检测台组件包括竖直固定在所述外观缺陷检测区4上的第一固定架19，所述第一固定架19上设有翻转模组20，所述翻转模组20的输出端上固定设有第二固定架22，所述第二固定架22上固定设有用于固定工件的检测夹具21，所述检测夹具21在所述翻转模组20的带动下轴向转动；所述外观检测视觉模组14设在所述检测夹具21的上方用于采集所述检测夹具21上的工件的图像信息。通过翻转模组20的转动带动检测夹具21以翻转模组20的输出端的轴线轴向转动，从而将工件不同的面朝向外观检测视觉模组14，实现外观检测视觉模组14对工件不同位置的拍照，对工件的不同位置进行外观缺陷检测。
如图4所示，所述第二固定架22上固定设有旋转模组23，所述旋转模组23的输出端的轴线与所述翻转模组20的输出端的轴线垂直设置，所述检测夹具21与所述旋转模组23的输出端固定连接。旋转模组23的设置能带动所述检测夹具21以及检测夹具21上的工件以旋转模组23的输出端的轴线轴向转动，与翻转模组20结合，实现检测夹具21以及检测夹具21上的工件的多角度的变换，进一步实现外观检测视觉模组14对工件不同位置的拍照，对工件的不同位置进行外观缺陷检测。在本实施例中，所述检测夹具21为吸嘴或橡胶吸嘴。
在本实施例中，所述检测夹具21周边的所述外观缺陷检测区4上固定设有用于设置所述外观检测视觉模组14的安装架24，所述安装架24上固定设有多个所述外观检测视觉模组14。通过安装架24将多个外观检测视觉模组14固定在检测夹具21的周边，能同时采集工件不同方位的图像信息，提高检测的效率。
如图5、图6所示，所述尺寸检测输送机器人8和外观缺陷检测输送机器人13的末端均固定设有用于对工件视觉定位的定位视觉模组25。定位视觉模组25的设置能为尺寸检测输送机器人8和外观缺陷检测输送机器人13抓取工件时进行视觉定位，实现工件的准确抓取。
优选的，所述尺寸检测区3靠近所述进料平台2处设有用于容纳待检测工件的进料盒26，所述进料平台2上设有振动盘27和用于将所述振动盘27导出的工件输送至进料盒26的输送机构28。工作人员只需要将多个工件置于振动盘27内，通过振动盘27将工件分开输送至输送机构28上，然后通过输送机构28将工件输送至送料盒，实现自动有序进料。
进一步优选的，所述输送机构28靠近所述进料盒26的一端设有用于检测工件通过的光电传感器。光电传感器的设置能检测工件是否输送至进料盒26内，当工件输送至进料盒26内后，尺寸检测输送机器人8即可工作实现抓取待检测的工件。
如图1所示，所述工作台1的周边设有防护罩29，所述防护罩29靠近所述进料平台2处设有进料口30。防护罩29的设置能避免外界对检测工作的影响，同时能提高安全性。
在本实施例中，所述尺寸检测输送机器人8、线扫描激光位移传感器9、尺寸检测视觉模组10、外观缺陷检测输送机器人13、外观检测视觉模组14均与工程机信号传输连接，所述工程机与固定在防护罩29上的测试显示器31、人机界面32信号传输连接，工程机控制尺寸检测输送机器人8和外观缺陷检测输送机器人13实现工件的输送过程，同时，工程机控制尺寸检测视觉模组10、外观检测视觉模组14和线扫描激光位移传感器9的信息采集，并将采集到的信息输送至测试显示器31进行显示，通过人机界面32实现操作人员对工程机的控制，运行指示灯33用于在检测时亮灯显示运行状态。
工作原理：将多个工件置于振动盘27内，振动盘27通过振动分开工件，让工件移动到输送机构28，输送机构28将工件输送至进料盒26内，在工件经过输送机构28旁的光电传感器后，光电传感器将信号传输给工程机，工程机控制尺寸检测输送机器人8，尺寸检测输送机器人8移动到工件上方指定区域，通过位于移动到工件上方指定区域末端的定位视觉模组25进行定位，工件定位信息传给尺寸检测输送机器人8，尺寸检测输送机器人8通过末端的抓取夹具实现对工件的抓取，然后将抓取的工件输送至尺寸检测台7上；然后工程机控制X轴模组15、Y轴模组以及Z轴模组，将桁架18上的线扫描激光位移传感器9和尺寸检测视觉模组10移动至工件上方的指定检测位置对工件进行检测，可以检测工件表面形状尺寸和位置尺寸以及工件不同位置的高度尺寸，并将检测的信号输送至于工程机连接的数据统计分析系统，数据统计分析系统对检测数据和图像进行分析处理后判断工件尺寸和厚度数据是否合格，然后通过尺寸检测输送机器人8将合格的工件输送至第一合格料盒5，将不合格的工件输送至第一废料盒6；工程机控制外观缺陷检测输送机器人13通过定位视觉模组25将位于第一合格料盒5内的工件输送至检测夹具21上，通过检测夹具21进行夹紧，通过翻转模组20和旋转模组23实现工件在任何角度的变换，同时外观检测视觉模组14对工件的不同面进行拍照，然后再通过工控机传回数据分析系统进行处理，从而检测工件表面是否由阴影、点蚀、划伤等缺陷，外观缺陷检测输送机器人13将合格的工件放入第二合格料盒11，不合格的工件放入第二废料盒12。
本发明能够实现规则工件的尺寸和缺陷检测，特别是军工类产品和3C类精密产品，通过多功能视觉检测平面可以一次检测完，提供检测效率和质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多功能视觉检测平台，其特征在于，包括工作台(1)和进料平台(2)，所述进料平台(2)设在所述工作台(1)旁；所述工作台(1)上设有尺寸检测区(3)和外观缺陷检测区(4)，所述尺寸检测区(3)靠近所述进料平台(2)，所述尺寸检测区(3)和所述外观缺陷检测区(4)之间设有第一料区，所述第一料区上设有用于放置经尺寸检测合格的工件的第一合格料盒(5)和用于放置经尺寸检测不合格的工件的第一废料盒(6)；
所述尺寸检测区(3)上设有用于放置待检测尺寸的工件的尺寸检测台(7)，所述尺寸检测区(3)上设有用于将所述进料平台(2)上的工件输送至尺寸检测台(7)以及将经尺寸检测后的工件输送至第一料区的尺寸检测输送机器人(8)；所述尺寸检测台(7)周边设有固定有线扫描激光位移传感器(9)和尺寸检测视觉模组(10)的桁架(18)，所述桁架(18)通过用于带动所述桁架(18)在X轴、Y轴以及X轴方向上移动的三轴滑台固定设在所述尺寸检测区(3)上；
所述外观缺陷检测区(4)内设有第二料区，所述第二料区上设有用于放置经外观缺陷合格的工件的第二合格料盒(11)以及用于放置经外观缺陷不合格的工件的第二废料盒(12)，所述外观缺陷检测区(4)上设有用于放置待检测外观缺陷的工件的外观缺陷检测台组件，所述外观缺陷检测区(4)上设有用于将所述第一合格料盒(5)内的工件输送至所述外观缺陷检测台组件上以及将经过外观缺陷检测后的工件输送至第二料区的外观缺陷检测输送机器人(13)；所述外观缺陷检测台组件周边设有用于检测工件外观的外观检测视觉模组(14)；
所述三轴滑台包括水平固定在所述尺寸检测区(3)上的X轴模组(15)，所述X轴模组(15)上设有在所述X轴模组(15)的带动下沿所述X轴模组(15)的长度方向移动的水平设置的Y轴模组(16)，所述Y轴模组(16)上设有沿所述Y轴模组(16)的长度方向移动的竖直设置的Z轴模组(17)，所述Z轴模组(17)上设有沿所述Z轴模组(17)的长度方向移动的所述桁架(18)；
所述外观缺陷检测台组件包括竖直固定在所述外观缺陷检测区(4)上的第一固定架(19)，所述第一固定架(19)上设有翻转模组(20)，所述翻转模组(20)的输出端上固定设有第二固定架(22)，所述第二固定架(22)上固定设有用于固定工件的检测夹具(21)，所述检测夹具(21)在所述翻转模组(20)的带动下轴向转动；所述外观检测视觉模组(14)设在所述检测夹具(21)的上方用于采集所述检测夹具(21)上的工件的图像信息；
所述检测夹具(21)周边的所述外观缺陷检测区(4)上固定设有用于设置所述外观检测视觉模组(14)的安装架(24)，所述安装架(24)上固定设有多个所述外观检测视觉模组(14)；
所述尺寸检测输送机器人(8)和外观缺陷检测输送机器人(13)的末端均固定设有用于对工件视觉定位的定位视觉模组(25)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能视觉检测平台，其特征在于，所述第二固定架(22)上固定设有旋转模组(23)，所述旋转模组(23)的输出端的轴线与所述翻转模组(20)的输出端的轴线垂直设置，所述检测夹具(21)与所述旋转模组(23)的输出端固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能视觉检测平台，其特征在于，所述尺寸检测区(3)靠近所述进料平台(2)处设有用于容纳待检测工件的进料盒(26)，所述进料平台(2)上设有振动盘(27)和用于将所述振动盘(27)导出的工件输送至进料盒(26)的输送机构(28)。
4.根据权利要求3所述的一种多功能视觉检测平台，其特征在于，所述输送机构(28)靠近所述进料盒(26)的一端设有用于检测工件通过的光电传感器。
5.根据权利要求1或2所述的一种多功能视觉检测平台，其特征在于，所述工作台(1)的周边设有防护罩(29)，所述防护罩(29)靠近所述进料平台(2)处设有进料口(30)。
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