CN112577428A - 基于伺服转台式pin针位置度检测的视觉检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，包括底座、转盘系统、伺服转台系统和视觉系统，所述的底座采用型材和大板搭建而成，承载和固定整个设备，所述转盘系统安装在底座上，所述伺服转台系统安装于底座内，并与转盘系统连接，所述视觉系统安装与底座一侧，用于转盘系统内产品的检测，本发明通过转盘系统和伺服转台系统的相互配合，使得在产品测试期间，能够减少中间放入待检测产品的等待时间，从而提高了设备的检测效率，同时通过视觉系统内的相机与机械手的相互配合，能够对待测产品内的PIN针进行视觉检测，提高检测精准度。

Description

基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备

技术领域

本发明涉及汽车电子产品的PIN针位置度检测设备技术领域，具体为基于伺服转台式位置度检测的视觉检测设备。

背景技术

近些年来，人们对汽车的品质和功能要求越来越多，汽车技术的不断革新也更加地满足人们对个性化和安全的功能需求，这就影响汽车控制单元中控制器功能的增加，即控制器外接连接器数量的增加，同一个控制器存在多个连接器，即产品的连接器PIN针检测的增加，为确保连接器内部的PIN针与外部接头连接可靠，需要确保连接器中每个PIN针的位置在要求要求参数范围内，这对连接器中的PIN针位置度检测提出了高要求。

为解决待检测的产品存在多个连接器PIN位置度检测需求，当前过多的方案是连接器中不同位置上的PIN针检测对应不同的相机，从而增加检测设备中的相机数量，为后期设备的管理和维护增加了难度。

检测设备存在需兼容多个产品的情况，不同产品之间的检测位置相差较大时，对设备的兼容性和扩展性提出了更高的要求。如放置产品的载盘无法旋转以及相机都是固定位置的话，相机取像难导致是无法兼容多款产品不同检测位置的要求，即设备的兼容性差，为此，我们提出基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于伺服转台式PIN针位置检测的视觉检测设备。在设备中结合伺服转台高精度旋转定位的特点，将产品固定放置在伺服转台上实现任意角度的旋转，搭载机械手臂协同移动相机，便于相机确定最佳取像位置，从而解决设备不能兼容多款产品不同PIN针检测位置的问题，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，包括底座、转盘系统、伺服转台系统和视觉系统，所述的底座采用型材和大板搭建而成，承载和固定整个设备，所述转盘系统安装在底座上，所述伺服转台系统安装于底座内，并与转盘系统连接，所述视觉系统安装与底座一侧，用于转盘系统内产品的检测。

优选的，所述转盘系统包括载盘、转盘、定位销、磁块和DD马达，通过PLC控制的所述DD马达安装于底座顶部，且其输出端与转盘底部固定，所述转盘上分布有上料工位和检测工位，且两个工位上均安装有放置产品的载盘，所述载盘底部固定多个定位销，且转盘上对应分别多个与定位销相适配的磁块。

优选的，所述伺服转台系统包括顶升气缸、浮动衬套、待测产品、原位传感器、联轴器、减速机和伺服电机，所述伺服电机安装在载盘下方，且伺服电机输出端与减速机连接，所述减速机输出端与联轴器固定，并将整个机构固定在支撑机构中，所述顶升气缸固定在支撑机构内，且顶升气缸输出端固定有浮动衬套，所述原位传感器安装与支撑机构顶部，所述待测产品安放与载盘内。

优选的，所述视觉系统包括环形光源、远心镜头、相机、镜头支架和机械手臂，所述相机通过加工件固定在机械手臂尾端，且机械手臂安装于底座顶部一端，所述远心镜头采用标准的C接口与相机连接，光源通过光源支架安装在远心镜头的正下方。

优选的，所述转盘包括底板和调节板，所述底板底部与多个定位销固定，且底板上两端分别固定有两个安装块和调节块，所述调节板位于底板上方，且调节板尾端通过转轴与两个安装块转动连接，调节板另一端通过转轴与调节块滑动连接，所述底板和调节板内均等角度开有多个第一移动口和第二移动口，所述底板底部对应多个第一移动口位置处安装有多个夹持件，且底板底部固定有驱动件，所述底板顶部对应两个调节板之间安装有联动件。

优选的，所述夹持件包括螺纹杆，所述螺纹杆两端均通过轴承转动安装有固定在底板底部的安装板，且螺纹杆外侧螺纹套接有移动台，所述移动台顶部固定有与第一移动口内壁滑动连接的夹持柱，且夹持柱内滑动插接有伸缩杆，所述伸缩杆顶部固定有连接球，且连接球外侧对应安装有与连接球转动连接的连接座，所述连接座外侧固定有夹持块。

优选的，所述驱动件包括多个第一锥齿轮和多个第二锥齿轮，多个所述第一锥齿轮分别固定在多个螺纹杆外端，且多个与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮内均固定有与底座底部转动连接的连接轴，所述连接轴底端分别固定有第一齿轮和第二齿轮，且相邻的两个第一齿轮外侧套有第一齿形带，两个相邻第二齿轮外侧套有第二齿形带，所述底板底部固定有驱动电机，且驱动电机输出端固定有与第一齿轮啮合的驱动轮。

优选的，所述联动件包括联动板，所述联动板滑动套在夹持柱外侧，且联动板底部开有两个限位口，所述底板顶部固定有两个与限位口相适配的移动轨道，且底板顶部固定有齿排，所述联动板内通过轴承转动插接有联动杆，所述联动杆底部固定有与齿排相啮合的齿轮，且联动杆顶部螺纹套接有联动套，所述联动套顶部安装有滚珠，且联动套外侧固定有限位条，所述联动套外侧套有固定在联动板表面的支撑套，且支撑套内开有与限位条相适配的卡口。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过转盘系统和伺服转台系统的相互配合，使得在产品测试期间，能够减少中间放入待检测产品的等待时间，从而提高了设备的检测效率，同时通过视觉系统内的相机与机械手的相互配合，能够对待测产品内的PIN针进行视觉检测，提高检测精准度。

附图说明

图1为本发明的主体结构的示意图；

图2为本发明的转盘机构结构示意图；

图3为本发明的伺服转台机构结构示意图；

图4为本发明的视觉系统结构示意图；

图5为本发明载盘结构示意图；

图6为本发明载盘另一角度结构示意图；

图7为本发明驱动件与夹持件连接示意图；

图8为本发明联动件结构示意图；

图9为本发明联动套与联动杆连接示意图；

图10为图5中A处放大图；

图11为图7中B处放大图；

图12为图8中C处放大图。

图中：1-底座；2-转盘系统；3-伺服转台系统；4-视觉系统；5-载盘；6-转盘；7-定位销；8-磁块；9-DD马达；10-顶升气缸；11-浮动衬套；12-待测产品；13-原位传感器；14-联轴器；15-减速机；16-伺服电机；17-环形光源；18-远心镜头；19-相机；20-镜头支架；21-机械手；22-底板；23-调节板；24-安装块；25-调节块；26-第一移动口；27-第二移动口；28-夹持件；29-驱动件；30-联动件；31-螺纹杆；32-安装板；33-移动台；34-夹持柱；35-伸缩杆；36-连接球；37-连接座；38-夹持块；39-第一锥齿轮；40-第二锥齿轮；41-连接轴；42-第一齿轮；43-第二齿轮；44-第一齿形带；45-第二齿形带；46-驱动电机；47-驱动轮；48-联动板；49-限位口；50-移动轨道；51-齿排；52-联动杆；53-齿轮；54-联动套；55-滚珠；56-限位条；57-支撑套；58-卡口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，图示中的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，包括底座1、转盘系统2、伺服转台系统3和视觉系统4，所述的底座1采用型材和大板搭建而成，承载和固定整个设备，所述转盘系统2安装在底座1上，所述伺服转台系统3安装于底座1内，并与转盘系统2连接，所述视觉系统4安装与底座1一侧，用于转盘系统2内产品的检测。

其中，转盘系统2包括载盘5、转盘6、定位销7、磁块8和DD马达9，通过PLC控制的所述DD马达9安装于底座1顶部，且其输出端与转盘6底部固定，所述转盘6上分布有上料工位和检测工位，且两个工位上均安装有放置产品的载盘5，所述载盘5底部固定多个定位销7，且转盘6上对应分别多个与定位销7相适配的磁块8；

转盘系统2的对转盘6的转动原理：首先通过PLC传送控制DD马达9的运转信号，从而触发DD马达9旋转180度，带动转盘6旋转，转盘6上分布两个工位，分别为上料工位和检测工位，当产品放入上料工位上的载盘5时，设备满足运行条件时，PLC接受外部的开始测试信号后，PLC会传送DD马达9运转的控制信号，DD马达9接收到控制信号，会带动转盘6旋转，从而将待测产品12从上料工位传送到测试工位，原本在测试工位转到上料工位，在产品测试期间，即可将测试完成的产品取下放入待测产品12至上料工位的载盘5上，无需等待测试工位产品测试完成方能放入待测产品12，减少中间放入待检测产品的等待时间，从而提高了设备的检测效率。

另外，伺服转台系统3包括顶升气缸10、浮动衬套11、待测产品12、原位传感器13、联轴器14、减速机15和伺服电机16，所述伺服电机16安装在载盘5下方，且伺服电机16输出端与减速机15连接，所述减速机15输出端与联轴器14固定，并将整个机构固定在支撑机构中，所述顶升气缸10固定在支撑机构内，且顶升气缸10输出端固定有浮动衬套11，所述原位传感器13安装与支撑机构顶部，所述待测产品12安放与载盘5内；

伺服转台系统3运转原理：当待测产品12转至测试工位，且原位传感器13检测伺服转台处于原位时，PLC控制顶升气缸10至工作位，顶升气缸10会带动整个伺服转台机构沿着导向柱向上移动，随着伺服转台整体的向上移动会将放置产品的载盘5顶起，并将载盘5脱离转盘6，伺服转台通过对角定位销7将载盘5与之固定，待顶升气缸10行程至工作位后，PLC发出控制伺服电机16至设定位置，从而带动载盘旋5转至指定位置。

另外，视觉系统4包括环形光源17、远心镜头18、相机19、镜头支架20和机械手臂21，所述相机19通过加工件固定在机械手臂21尾端，且机械手臂21安装于底座1顶部一端，所述远心镜头18采用标准的C接口与相机19连接，光源通过光源支架安装在远心镜头18的正下方；

其中，采用远心镜头18对PIN针取像时，避免图像的畸变问题，从而提高PIN针的取像质量，便于视觉检测算法的处理，方案中采用的光源为环形光源17，光源角度为0，通过加工件固定在镜头的正下方。

另外，转盘6包括底板22和调节板23，所述底板22底部与多个定位销7固定，且底板22上两端分别固定有两个安装块24和调节块25，所述调节板23位于底板22上方，且调节板23尾端通过转轴与两个安装块24转动连接，调节板23另一端通过转轴与调节块25滑动连接，所述底板22和调节板23内均等角度开有多个第一移动口26和第二移动口27，所述底板22底部对应多个第一移动口26位置处安装有多个夹持件28，且底板22底部固定有驱动件29，所述底板22顶部对应两个调节板23之间安装有联动件30，通过调节板23的角度调节，从而能够有效的将待测产品12在进行固定时，能够给抬起一定角度，便于后续的拍摄。

其中，夹持件28包括螺纹杆31，所述螺纹杆31两端均通过轴承转动安装有固定在底板22底部的安装板32，且螺纹杆31外侧螺纹套接有移动台33，所述移动台33顶部固定有与第一移动口26内壁滑动连接的夹持柱34，且夹持柱34内滑动插接有伸缩杆35，所述伸缩杆35顶部固定有连接球36，且连接球36外侧对应安装有与连接球36转动连接的连接座37，所述连接座37外侧固定有夹持块38，通过多个夹持件28的移动，从而能够有效的将待测产品12进行夹持限位。

同时，驱动件29包括多个第一锥齿轮39和多个第二锥齿轮40，多个所述第一锥齿轮39分别固定在多个螺纹杆31外端，且多个与第一锥齿轮39相啮合的第二锥齿轮40内均固定有与底座1底部转动连接的连接轴41，所述连接轴41底端分别固定有第一齿轮42和第二齿轮43，且相邻的两个第一齿轮42外侧套有第一齿形带44，两个相邻第二齿轮43外侧套有第二齿形带45，所述底板22底部固定有驱动电机46，且驱动电机46输出端固定有与第一齿轮42啮合的驱动轮47，利用驱动件29提供动力，使得多个夹持件28实现同时运转调节。

同时，联动件30包括联动板48，所述联动板48滑动套在夹持柱34外侧，且联动板48底部开有两个限位口49，所述底板22顶部固定有两个与限位口49相适配的移动轨道50，且底板22顶部固定有齿排51，所述联动板48内通过轴承转动插接有联动杆52，所述联动杆52底部固定有与齿排51相啮合的齿轮53，且联动杆52顶部螺纹套接有联动套54，所述联动套54顶部安装有滚珠55，且联动套54外侧固定有限位条56，所述联动套54外侧套有固定在联动板48表面的支撑套57，且支撑套57内开有与限位条56相适配的卡口58，在利用夹持件28移动调节时，通过联动件30实现对调节板23进行一定角度的调节。

对待测产品12进行夹持及抬起的原理：首先通过驱动电机46转动，提供动力，带动驱动轮47与第一齿轮42同步转动，然后再通过第一齿形带44、第二齿轮43与第二齿形带45的相配合，从而让多个第一锥齿轮39与多个第二锥齿轮40同步转动，即使多个螺纹杆31同步转动，也使得多个夹持块38同步夹持，对待测产品12进行夹紧，在夹持柱34移动的同时，带动联动板48移动，从而使得联动杆52移动，并使得底部的齿轮53与齿排51啮合移动，使得联动套54缓慢升起，使得调节板23进行一定角度的抬升，便于后续拍摄。

PIN针视觉检测流程：因伺服转台系统3可满足产品在0-360度任意角度的定位，即当检测产品存在多个检测位置时，可依次根据检测位置的要求，依次控制伺服电机16旋转至角度设定值，当伺服转台运转至待检测位置时，此时PLC接收到伺服系统的完成信号后会触发机械手21执行至拍照位置，从而完成相机19的取像并获取当前PIN针的检测结果，依次获取没项PIN针检测的测试结果，待产品所有PIN针检测完成后，伺服电机16接收PLC控制回原位信号，当原位传感器13检测到信号时，PLC会触发顶升气缸10运行至基位，顶升气缸10执行至基位后，PLC发出控制DD马达9旋转180度，从而将测试工位的产品传送至上料工位，即完成产品测试的整个流程。

本方案中，伺服电机16优选Y80M1-2型号，驱动电机46优选Y80M2-2型号，电机的供电接口通过开关连接供电系统，电机运行电路为常规电机正反转控制程序，电路运行为现有常规电路，本方案中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于，包括：

底座(1)，所述的底座(1)采用型材和大板搭建而成，承载和固定整个设备；

转盘系统(2)，所述转盘系统(2)安装在底座(1)上；

伺服转台系统(3)，所述伺服转台系统(3)安装于底座(1)内，并与转盘系统(2)连接；

视觉系统(4)，所述视觉系统(4)安装与底座(1)一侧，用于转盘系统(2)内产品的检测。

2.根据权利要求1所述的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于：所述转盘系统(2)包括载盘(5)、转盘(6)、定位销(7)、磁块(8)和DD马达(9)，通过PLC控制的所述DD马达(9)安装于底座(1)顶部，且其输出端与转盘(6)底部固定，所述转盘(6)上分布有上料工位和检测工位，且两个工位上均安装有放置产品的载盘(5)，所述载盘(5)底部固定多个定位销(7)，且转盘(6)上对应分别多个与定位销(7)相适配的磁块(8)。

3.根据权利要求2所述的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于：所述伺服转台系统(3)包括顶升气缸(10)、浮动衬套(11)、待测产品(12)、原位传感器(13)、联轴器(14)、减速机(15)和伺服电机(16)，所述伺服电机(16)安装在载盘(5)下方，且伺服电机(16)输出端与减速机(15)连接，所述减速机(15)输出端与联轴器(14)固定，并将整个机构固定在支撑机构中，所述顶升气缸(10)固定在支撑机构内，且顶升气缸(10)输出端固定有浮动衬套(11)，所述原位传感器(13)安装与支撑机构顶部，所述待测产品(12)安放与载盘(5)内。

4.根据权利要求3所述的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于：所述视觉系统(4)包括环形光源(17)、远心镜头(18)、相机(19)、镜头支架(20)和机械手臂(21)，所述相机(19)通过加工件固定在机械手臂(21)尾端，且机械手臂(21)安装于底座(1)顶部一端，所述远心镜头(18)采用标准的C接口与相机(19)连接，光源通过光源支架安装在远心镜头(18)的正下方。

5.根据权利要求4所述的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于：所述转盘(6)包括底板(22)和调节板(23)，所述底板(22)底部与多个定位销(7)固定，且底板(22)上两端分别固定有两个安装块(24)和调节块(25)，所述调节板(23)位于底板(22)上方，且调节板(23)尾端通过转轴与两个安装块(24)转动连接，调节板(23)另一端通过转轴与调节块(25)滑动连接，所述底板(22)和调节板(23)内均等角度开有多个第一移动口(26)和第二移动口(27)，所述底板(22)底部对应多个第一移动口(26)位置处安装有多个夹持件(28)，且底板(22)底部固定有驱动件(29)，所述底板(22)顶部对应两个调节板(23)之间安装有联动件(30)。

6.根据权利要求5所述的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于：所述夹持件(28)包括螺纹杆(31)，所述螺纹杆(31)两端均通过轴承转动安装有固定在底板(22)底部的安装板(32)，且螺纹杆(31)外侧螺纹套接有移动台(33)，所述移动台(33)顶部固定有与第一移动口(26)内壁滑动连接的夹持柱(34)，且夹持柱(34)内滑动插接有伸缩杆(35)，所述伸缩杆(35)顶部固定有连接球(36)，且连接球(36)外侧对应安装有与连接球(36)转动连接的连接座(37)，所述连接座(37)外侧固定有夹持块(38)。

7.根据权利要求6所述的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于：所述驱动件(29)包括多个第一锥齿轮(39)和多个第二锥齿轮(40)，多个所述第一锥齿轮(39)分别固定在多个螺纹杆(31)外端，且多个与第一锥齿轮(39)相啮合的第二锥齿轮(40)内均固定有与底座(1)底部转动连接的连接轴(41)，所述连接轴(41)底端分别固定有第一齿轮(42)和第二齿轮(43)，且相邻的两个第一齿轮(42)外侧套有第一齿形带(44)，两个相邻第二齿轮(43)外侧套有第二齿形带(45)，所述底板(22)底部固定有驱动电机(46)，且驱动电机(46)输出端固定有与第一齿轮(42)啮合的驱动轮(47)。

8.根据权利要求7所述的基于伺服转台式PIN针位置度检测的视觉检测设备，其特征在于：所述联动件(30)包括联动板(48)，所述联动板(48)滑动套在夹持柱(34)外侧，且联动板(48)底部开有两个限位口(49)，所述底板(22)顶部固定有两个与限位口(49)相适配的移动轨道(50)，且底板(22)顶部固定有齿排(51)，所述联动板(48)内通过轴承转动插接有联动杆(52)，所述联动杆(52)底部固定有与齿排(51)相啮合的齿轮(53)，且联动杆(52)顶部螺纹套接有联动套(54)，所述联动套(54)顶部安装有滚珠(55)，且联动套(54)外侧固定有限位条(56)，所述联动套(54)外侧套有固定在联动板(48)表面的支撑套(57)，且支撑套(57)内开有与限位条(56)相适配的卡口(58)。

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