CN111879780A - 电机换向器自动化视觉检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机换向器检测技术领域，尤其涉及一种电机换向器自动化视觉检测设备，包括检测台和控制器；检测台包括若干横板和若干竖板，检测台上滑动连接有夹持部，夹持部与控制器电连接，夹持部包括抓取单元；检测台上设有与控制器电连接的定位部，定位部用于检测电机换向器是否到达起始位置；检测台上还依次设有第一检测部、第二检测部及第三检测部，第一检测部、第二检测部及第三检测部分别与控制器电连接。使用本装置，可以自动化、高效稳定的对于电机换向器进行全方面的检测。并且极大的降低了人工劳动强度。

Description

电机换向器自动化视觉检测设备
技术领域
本发明属于电机换向器检测技术领域，尤其涉及一种电机换向器自动化视觉检测设备。
背景技术
电机换向器是直流永磁串激电动机上为了能够让电动机持续转动下去的一个部件，它是电机的重要部件，在电动工具、家用电器、汽车和电机等行业应用很广，其质量的优劣直接影响到电机的噪声、寿命和产品的使用性能。
换向器在实际应用中的作用非常明显，在制造过程中十分注重换向器的质量检测。现有的电机换向器检测设备，大都是靠人工眼睛看，手动用工具量。操作人员观看的角度不同，测量的进度也会不同，检测的主观性很强，不同人员的检测结果差异较大。另外检测人员在实际检测时，易受环境、身体状况等因素的影响，导致检测结果稳定性差。综上，现有电机换向器检测技术的效率低，且无法保证检测的一致性和稳定性。
除此，对电机换向器的钩槽进行检测时，由于槽的深度达到4毫米，且视野只有12毫米，现有的检测方式，很难对这种小视野大景深的钩槽进行有效的检测。
因此，需要一种电机换向器自动化视觉检测设备，可以对电机换向器进行全方面的检测，同时提高检测的效率和稳定性。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电机换向器自动化视觉检测设备，可以对电机换向器进行全方面的检测，同时提高检测的效率和稳定性。
本发明提供的基础方案为：
电机换向器自动化视觉检测设备，包括检测台和控制器；检测台包括若干横板和若干竖板，检测台上滑动连接有夹持部，夹持部与控制器电连接，夹持部包括抓取单元；
检测台上设有与控制器电连接的定位部，定位部用于检测电机换向器是否到达起始位置；检测台上还依次设有第一检测部、第二检测部及第三检测部，第一检测部、第二检测部及第三检测部分别与控制器电连接；
第一检测部包括第一定位座、底部光源、上相机；第一定位座设置在检测台上，底部光源位于第一定位座下方；上相机位于定位座上方且安装在检测台上；
第二检测部包括第二定位座、伸缩光源和钩槽相机；第二定位座转动连接在检测台上，伸缩光源位于第二定位座正上方，伸缩光源包括伸缩单元和发光单元，发光单元固定在伸缩单元底部，伸缩单元顶部与检测台连接；钩槽相机位于第二定位座侧方；
第三检测部包括第三定位座、环光源和顶部相机；第三定位座设置在检测台上，环光源位于第三定位座上方，顶部相机位于第三定位座上方；
其中，控制器接收到定位部的定位信号后，控制夹持部将起始位置的电机换向器抓取到第一定位座上，同时控制底部光源和上相机工作；第一预设时间后，控制器控制夹持部将电机换向器从第一定位座移动到第二定位座上，并控制伸缩单元伸入电机换向器中，以及控制发光单元和钩槽相机工作，还控制第二定位座转动；第二预设时间后，控制器控制伸缩单元收缩，再控制夹持部将电机换向器从第二定位座移动到第三定位座上，并控制环光源和顶部相机工作；控制器用预设的模型对上相机、钩槽相机及顶部相机的反馈图像进行分析。
基础方案工作原理及有益效果：
启动检测设备，将电机换向器放置在起始位置上，定位部检测到电机换向器后，给控制器发送定位信号，控制器接收到定位信号后控制夹持部将电机换向器从起始位置抓取到第一定位座上，同时控制底部光源和上相机工作；通过底部光源的照射，上相机能够清晰的拍摄电机换向器的图像；根据上相机的拍摄图像，控制器可以对产品的外径尺寸及钩部进行检测和分析；
第一预设时间后，控制器控制夹持部将电机换向器从第一定位座移动到第二定位座上，并控制伸缩单元伸入电机换向器中，以及控制发光单元和钩槽相机工作，还控制第二定位座转动。由于电机换向器上开有由中心向四周贯穿的钩槽，并且钩槽的深度达到4毫米，且视野只有12毫米，属于小事业大景深的钩槽，传统的检测方式难以对于进行有效检测。使用本装置时，产品在第二定位座上时，伸缩单元会伸入产品中心，这样，发光单元发光时，光线会从产品中心穿过钩槽照射出来，通过照射出来的光线，可以直观的了解到钩槽内部是否存在杂质；这个过程中第二定位座持续转动，钩槽相机持续工作，能够获取发光单元的光线从所有钩槽内照射出的图像；根据钩槽相机的拍摄图像，控制器可以对产品的钩槽内部进行检测分析。与常规技术相比，本装置的第二检测部能够高效、稳定、可靠的对电机换向器的钩槽内部进行检测。
第二预设时间后，控制器控制夹持部将电机换向器从第二定位座移动到第三定位座上，并控制环光源和顶部相机工作。通过顶部相机的反馈画面，控制器可以对产品的上表面划伤、裂纹等缺陷进行检测。
使用本装置，可以自动化、高效稳定的对于电机换向器进行全方面的检测。并且极大的降低了人工劳动强度。
进一步，检测台设有多个下料通道；第三预设时间后，控制器根据上相机、钩槽相机及顶部相机反馈图像的分析结果，控制夹持部将电机换向器从第三定位座移动到对应的下料通道。
检测完成后，装置还会根据检测结果对电机换向器进行分类，便于工作人员根据不同分类的电机换向器进行不同的后续操作。
进一步，还包括传送带，传送带的末端位于起始位置。
工作人员可以通过传送带将电机转向器运送到起始位置处，进而可以为检测台设置壳体，使检测在壳体内进行，减少外部环境的干扰。
进一步，第一定位座、第二定位座和第三定位座分别可拆卸的安装在机架上。
这样，当需要检测不同尺寸的电机换向器时，可以通过更换定位座的方式来达到目的，装置的适用性更强。
进一步，控制器钩槽相机反馈图像分析的过程包括：根据成像颜色，在图像上识别出钩槽区域，之后，在钩槽区域内进行黑色图形识别，若识别结果为存在黑色图形，则在对应的产品图像上标记钩槽瑕疵。
由于钩槽相机反馈的照片上包含了发光单元通过钩槽照射出来的光线。通过色彩识别的方式，可以将光线区域识别出来，进而将钩槽区域识别出来。之后，在钩槽区域内进行黑色图像识别，若识别结果为存在黑色图形，则说明发光单元照射出来的光线在黑色图形的对应位置被遮挡住了，该位置处存在杂质。因此，若识别结果为存在黑色图形。通过这样的方式，能够快速、准确的识别出钩槽内是否存在杂质。
进一步，还包括显示器，显示器与控制器电连接，显示器用于显示检测结果。
可以第一时间直观的了解产品的检测结果。
进一步，控制器还用于统计各类产品的数量，显示器还用于显示各类产品的数据统计。
便于工作人员了解产品的整体情况及各类瑕疵产品的占比。
进一步，还包括分别与控制器电连接的监测传感器和警报器；监测传感器为光电传感器，设置在下料通道侧壁，控制器根据监测传感器反馈的数据，判断是否存在堵塞情况，当判断结果为下料通道存在堵塞情况时，控制器控制报警器发出警报。
当下料通道发生堵塞时，监测传感器(光电传感器)会出现持续被遮挡的情况，给控制器发的反馈数据和正常时会不一样，当控制器判断存在堵塞时，会第一时间识别出来并控制报警器发出警报，工作人员可对堵塞的下料通道进行疏通，进而保证检测工作的整体流畅性。
进一步，警报器为声光报警器。
声光报警的刺激性较强，能够引起工作人员的注意。
进一步，定位部为光电传感器。
光电传感器的稳定性好，当产品经过光电传感器对其进行遮挡时，便能对其进行触发。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图；
图2为本发明实施例一中第一检测部的局部示意图；
图3为本发明实施例一中第二检测部的局部示意图；
图4为本发明实施例一中第三检测部的局部示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：检测台1、第一检测部2、第一定位座21、上相机22、第二检测部3、第二定位座31、钩槽相机32、伸缩光源33、第三检测部4、第三定位座41、顶部相机42、传送带5、下料通道6。
实施例一
如图1所示，电机换向器自动化视觉检测设备，包括检测台1、传送带5、控制器和显示器，
检测台1包括若干横板和若干竖板，检测台1上滑动连接有夹持部，夹持部与控制器电连接，夹持部包括抓取单元，本实施例中，抓取单元为机械夹爪。
传送带5的末端位于起始位置。检测台1上有与控制器电连接的定位部，定位部用于检测电机换向器是否到达起始位置。本实施例中，定位部为光电传感器，因为光电传感器的稳定性好，当产品经过光电传感器对其进行遮挡时，便能对其进行触发。
检测台1上还依次有第一检测部2、第二检测部3及第三检测部4，第一检测部2、第二检测部3及第三检测部4分别与控制器电连接。
如图2所示，第一检测部2包括第一定位座21、底部光源、上相机22；第一定位座21设置在检测台1上，底部光源位于第一定位座21下方；上相机22位于定位座上方且安装在检测台1上。
如图3所示，第二检测部3包括第二定位座31、伸缩光源33和钩槽相机32；第二定位座31转动连接在检测台1上，伸缩光源33位于第二定位座31正上方，伸缩光源33包括伸缩单元和发光单元，发光单元固定在伸缩单元底部，伸缩单元顶部与检测台1连接；钩槽相机32位于第二定位座31侧方。
如图4所示，第三检测部4包括第三定位座41、环光源和顶部相机42；第三定位座41设置在检测台1上，环光源位于第三定位座41上方，顶部相机42位于第三定位座41上方。
第一定位座21、第二定位座31和第三定位座41分别通过螺栓可拆卸的安装在机架上。
控制器接收到定位部的定位信号后，控制夹持部将起始位置的电机换向器抓取到第一定位座21上，同时控制底部光源和上相机22工作；第一预设时间后，控制器控制夹持部将电机换向器从第一定位座21移动到第二定位座31上，并控制伸缩单元伸入电机换向器中，以及控制发光单元和钩槽相机32工作，还控制第二定位座31转动；第二预设时间后，控制器控制伸缩单元收缩，再控制夹持部将电机换向器从第二定位座31移动到第三定位座41上，并控制环光源和顶部相机42工作；控制器用预设的模型对上相机22、钩槽相机32及顶部相机42的反馈图像进行分析。其中，控制器钩槽相机32反馈图像分析的过程包括：根据成像颜色，在图像上识别出钩槽区域，之后，在钩槽区域内进行黑色图形识别，若识别结果为存在黑色图形，则在对应的产品图像上标记钩槽瑕疵。
显示器与控制器电连接，显示器用于显示检测结果。控制器还用于统计各类产品的数量，显示器还用于显示各类产品的数据统计。
具体实施过程如下：
工作人员将带检测的检测放上传送带5，传送带5将产品传送到起始位置处。
定位部检测到电机换向器后，给控制器发送定位信号，控制器接收到定位信号后控制夹持部将电机换向器从起始位置抓取到第一定位座21上，同时控制底部光源和上相机22工作；通过底部光源的照射，上相机22能够清晰的拍摄电机换向器的图像；根据上相机22的拍摄图像，控制器可以对产品的外径尺寸及钩部进行检测和分析。
第一预设时间后，控制器控制夹持部将电机换向器从第一定位座21移动到第二定位座31上，并控制伸缩单元伸入电机换向器中，以及控制发光单元和钩槽相机32工作，还控制第二定位座31转动。由于电机换向器上开有由中心向四周贯穿的钩槽，并且钩槽的深度达到4毫米，且视野只有12毫米，属于小事业大景深的钩槽，传统的检测方式难以对于进行有效检测。使用本装置时，产品在第二定位座31上时，伸缩单元会伸入产品中心，这样，发光单元发光时，光线会从产品中心穿过钩槽照射出来，通过照射出来的光线，可以直观的了解到钩槽内部是否存在杂质；这个过程中第二定位座31持续转动，钩槽相机32持续工作，能够获取发光单元的光线从所有钩槽内照射出的图像；根据钩槽相机32的拍摄图像，控制器可以对产品的钩槽内部进行检测分析。
具体的，由于钩槽相机32反馈的照片上包含了发光单元通过钩槽照射出来的光线。通过色彩识别的方式，可以将光线区域识别出来，进而将钩槽区域识别出来。之后，在钩槽区域内进行黑色图像识别，若识别结果为存在黑色图形，则说明发光单元照射出来的光线在黑色图形的对应位置被遮挡住了，该位置处存在杂质。因此，若识别结果为存在黑色图形。通过这样的方式，能够快速、准确的识别出钩槽内是否存在杂质。与常规技术相比，本装置的第二检测部3能够高效、稳定、可靠的对电机换向器的钩槽内部进行检测。
第二预设时间后，控制器控制夹持部将电机换向器从第二定位座31移动到第三定位座41上，并控制环光源和顶部相机42工作。通过顶部相机42的反馈画面，控制器可以对产品的上表面划伤进行检测。
由于第一定位座21、第二定位座31和第三定位座41分别可拆卸的安装在机架上。当需要检测不同尺寸的电机换向器时，可以通过更换定位座的方式来达到目的，装置的适用性更强。通过显示器，工作人员可以第一时间直观的了解产品的检测结果，也可以及时了解产品的整体情况及各类瑕疵产品的占比。
使用本装置，可以自动化、高效稳定的对于电机换向器进行全方面的检测。并且极大的降低了人工劳动强度。
实施例二
与实施一不同的是，本实施例中，检测台1焊接有多个下料通道6。第三预设时间后，控制器根据上相机22、钩槽相机32及顶部相机42反馈图像的分析结果，控制夹持部将电机换向器从第三定位座41移动到对应的下料通道6。
还包括分别与控制器电连接的监测传感器和警报器；监测传感器为光电传感器，设置在下料通道6侧壁，控制器根据监测传感器反馈的数据，判断是否存在堵塞情况，当判断结果为下料通道6存在堵塞情况时，控制器控制报警器发出警报。具体的，警报器为声光报警器。
这样，检测完成后，装置还会根据检测结果对电机换向器进行分类，便于工作人员根据不同分类的电机换向器进行不同的后续操作。当下料通道6发生堵塞时，监测传感器(光电传感器)会出现持续被遮挡的情况，给控制器发的反馈数据和正常时会不一样，当控制器判断存在堵塞时，会第一时间识别出来并控制报警器发出警报，工作人员可对堵塞的下料通道6进行疏通，进而保证检测工作的整体流畅性。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：包括检测台和控制器；检测台包括若干横板和若干竖板，检测台上滑动连接有夹持部，夹持部与控制器电连接，夹持部包括抓取单元；
检测台上设有与控制器电连接的定位部，定位部用于检测电机换向器是否到达起始位置；检测台上还依次设有第一检测部、第二检测部及第三检测部，第一检测部、第二检测部及第三检测部分别与控制器电连接；
第一检测部包括第一定位座、底部光源、上相机；第一定位座设置在检测台上，底部光源位于第一定位座下方；上相机位于定位座上方且安装在检测台上；
第二检测部包括第二定位座、伸缩光源和钩槽相机；第二定位座转动连接在检测台上，伸缩光源位于第二定位座正上方，伸缩光源包括伸缩单元和发光单元，发光单元固定在伸缩单元底部，伸缩单元顶部与检测台连接；钩槽相机位于第二定位座侧方；
第三检测部包括第三定位座、环光源和顶部相机；第三定位座设置在检测台上，环光源位于第三定位座上方，顶部相机位于第三定位座上方；
其中，控制器接收到定位部的定位信号后，控制夹持部将起始位置的电机换向器抓取到第一定位座上，同时控制底部光源和上相机工作；第一预设时间后，控制器控制夹持部将电机换向器从第一定位座移动到第二定位座上，并控制伸缩单元伸入电机换向器中，以及控制发光单元和钩槽相机工作，还控制第二定位座转动；第二预设时间后，控制器控制伸缩单元收缩，再控制夹持部将电机换向器从第二定位座移动到第三定位座上，并控制环光源和顶部相机工作；控制器用预设的模型对上相机、钩槽相机及顶部相机的反馈图像进行分析。
2.根据权利要求1所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：检测台设有多个下料通道；第三预设时间后，控制器根据上相机、钩槽相机及顶部相机反馈图像的分析结果，控制夹持部将电机换向器从第三定位座移动到对应的下料通道。
3.根据权利要求1所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：还包括传送带，传送带的末端位于起始位置。
4.根据权利要求1所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：第一定位座、第二定位座和第三定位座分别可拆卸的安装在机架上。
5.根据权利要求1所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：控制器钩槽相机反馈图像分析的过程包括：根据成像颜色，在图像上识别出钩槽区域，之后，在钩槽区域内进行黑色图形识别，若识别结果为存在黑色图形，则在对应的产品图像上标记钩槽瑕疵。
6.根据权利要求1所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：还包括显示器，显示器与控制器电连接，显示器用于显示检测结果。
7.根据权利要求6所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：控制器还用于统计各类产品的数量，显示器还用于显示各类产品的数据统计。
8.根据权利要求2所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：还包括分别与控制器电连接的监测传感器和警报器；监测传感器为光电传感器，设置在下料通道侧壁，控制器根据监测传感器反馈的数据，判断是否存在堵塞情况，当判断结果为下料通道存在堵塞情况时，控制器控制报警器发出警报。
9.根据权利要求8所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：警报器为声光报警器。
10.根据权利要求1所述的电机换向器自动化视觉检测设备，其特征在于：定位部为光电传感器。
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