CN112697801A - 电子装订机视觉检测装置 - Google Patents

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罗宁
朱冠雄
莫志杰
曾志锋
庄禧涵
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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Abstract

本发明公开了一种电子装订机视觉检测装置,包括机架体、第一检测机构、用于对钉盒四个侧面进行检测的第二相机组件、用于对钉盒底部进行检测的第三相机组件和旋转机构,第一检测机构和旋转机构均设置于机架体上,旋转机构上设置有第一夹具结构和用于夹紧机芯的第二夹具结构,第一检测机构具有扫码机构和第一相机组件。本发明的电子装订机视觉检测装置,对于电子装订机实现自动化检测,有益效果如下:1、基于三个相机组件、一个扫码枪的设置以及其相对设置位置不同,能够实现对于钉盒、机芯检测,与传统的人眼检测相比,更精准、效率更高。2、基于旋转机构设置,有利于转动待测的钉盒、机芯,实现四个侧面检测。

Description

电子装订机视觉检测装置
技术领域
本发明属于电子装订机检测技术领域,尤其涉及一种电子装订机视觉检测装置。
背景技术
目前,市面上的电子装订机检测仪,大多数装配过程是依靠人工进行装配,而在进行人工装配过程中容易出现装配缺陷,比如螺丝漏装,产品电线遗漏等等,而出现上述装配缺陷的原因在于是依靠员工人眼进行检测,既费时间也费精力,还可能存在漏检的情况。
因此,现有技术有待于改善。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种电子装订机视觉检测装置,旨在解决背景技术中所提及的技术问题。
本发明的一种电子装订机视觉检测装置,包括机架体、第一检测机构、用于对钉盒背面进行检测的第二相机组件、用于对钉盒底面进行检测的第三相机组件和旋转机构,第一检测机构、第二相机组件、第三相机组件和旋转机构均设置于机架体上,旋转机构上设置有用于夹紧钉盒的第一夹具结构和用于夹紧机芯的第二夹具结构,第一检测机构具有扫码机构和第一相机组件。
优选地,第一检测机构还包括第一步进电机、与第一步进电机连接的同步轮、套设在同步轮上的皮带、设置在皮带上的扫码枪基板、设置在皮带上的第一相机基板、导轨和可在导轨上滑动的滑块,扫码机构设置于扫码枪基板上,第一相机组件设置于第一相机基板上,扫码枪基板和第一相机基板均与滑块连接。
优选地,还包括设置于支架上的槽型光电开关。
优选地,还包括设置于支架上的防撞组件。
优选地,还包括设置于扫码枪基板上的固定块、设置于固定块内腔中的滚轴和用于控制扫码机构的舵机,扫码机构安装在滚轴上。
优选地,还包括设置于第一相机组件上的第一相机摄像头、设置于第一相机基板上的第一光源支架、和设置于第一光源支架上的第一光源。
优选地,第一相机组件为CDD相机。
优选地,旋转机构包括安装支架、第二步进电机、与第二步进电机连接的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮,第一夹具结构设置于第二齿轮上。
优选地,安装支架设置有接近开关。
优选地,还包括套设于安装支架上的保护盖,第一齿轮和第二齿轮位于保护盖内。
本发明的电子装订机视觉检测装置,对于电子装订机实现自动化检测,有益效果如下:
1、基于三个相机组件、一个扫码枪的设置以及其相对设置位置不同,能够实现对于钉盒、机芯检测,与传统的人眼检测相比,更精准、效率更高。
2、旋转机构设置,有利于转动待测的钉盒、机芯,实现四个侧面检测。
附图说明
图1为本发明电子装订机视觉检测装置的主视图;
图2为本发明电子装订机视觉检测装置的侧视图;
图3为本发明电子装订机视觉检测装置的三维示意图;
图4为本发明中第一检测机构的主视图;
图5为本发明中第一检测机构的三维示意图;
图6为本发明中旋转机构去掉保护盖的正视结构示意图;
图7为本发明旋转机构未去掉保护盖的三维示意图;
图8为本发明中第二相机组件的三维示意图;
图9为本发明中第三相机组件的三维示意图;
图10为本发明电子装订机视觉检测装置的原理框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。需要注意的是,相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件,但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如,不脱离本发明的范围,第一组件可以被称为第二组件,并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
如图1、图2、图3所示,图1为本发明电子装订机视觉检测装置的主视图;图2为本发明电子装订机视觉检测装置的侧视图;图3为本发明电子装订机视觉检测装置的三维示意图;本发明的一种电子装订机视觉检测装置,包括机架体1000、第一检测机构(图4、图5所示)、用于对钉盒111的四个侧面进行检测的第二相机组件(图8所示)、用于对钉盒111底面进行检测的第三相机组件(图9所示)和旋转机构(图6、图7所示),第一检测机构、第二相机组件、第三相机组件和旋转机构均设置于机架体1000上,旋转机构上设置有用于夹紧钉盒111的第一夹具结构31和用于夹紧机芯128的第二夹具结构113,第一检测机构具有扫码机构107和第一相机组件124。本发明的电子装订机视觉检测装置,有益效果如下:1、基于三个相机组件、一个扫码枪的设置以及其相对设置位置不同,能够实现对于钉盒、机芯检测,与传统的人眼检测相比,更精准、效率更高。2、旋转机构设置,有利于转动待测的钉盒、机芯,实现多面检测。
其中,钉盒和机芯构成电子装订机;扫码机构用于对钉盒顶部以及机芯顶部进行扫码检测;第一相机组件用于对钉盒顶面以及机芯顶面进行检测;第二相机组件用于对钉盒四个侧面进行检测;第三相机组件用于对钉盒底面进行检测;即本发明的电子装订机视觉检测装置能够对于钉盒共6个面以及对于机芯顶面检测。
如图4、图5所示,第一检测机构还包括第一步进电机100、与第一步进电机100连接的同步轮104、套设在同步轮上的皮带105、设置在皮带上的扫码枪基板106、设置在皮带上的第一相机基板、导轨101和可在导轨上滑动的滑块102,扫码机构107设置于扫码枪基板106上,第一相机组件124设置于第一相机基板122上,扫码枪基板106和第一相机基板122均与滑块102连接。本优选实施例对于第一检测机构进行具体结构限定,实现扫码机构、第一相机组件的联动检测,分别进行扫码和检测;通过第一步进电机提供动力带动同步轮转动,即皮带转动,以及基于滑块、导轨之间形成直线轨道运动,即使得扫码机构、第一相机组件进行往返运动。
如图4、图5所示,还包括设置于支架上的槽型光电开关120;能够起到防止扫码机构107跟第一相机组件124超出行程导致撞机。
如图4、图5所示,还包括设置于支架上的防撞组件103;防撞组件为防撞螺丝,能够起到防止扫码机构107跟第一相机组件124超出行程导致撞机。
如图4所示,优选地,还包括设置于扫码枪基板106上的固定块109、设置于固定块109内腔中的滚轴108和用于控制扫码枪的舵机110,扫码机构107安装在滚轴108上;本优选实施例基于固定块、滚轴设置,扫码机构107可以根据滚轴108调整扫码的角度;扫码机构107调好角度后需锁紧固定块109上;舵机110控制扫码机构107进行扫码,舵机110能实现正转和反转。
如图4、图5所示,还包括设置于第一相机组件124上的第一相机摄像头126、设置于第一相机基板122上的第一光源支架125、和设置于第一光源支架上的第一光源127;第一相机摄像头126为第一相机组件124提供调焦距和视野作用,第一光源127为第一相机组件124提供采光、补光作用。其中,第一相机组件为CDD相机,CDD相机的特点有小巧、可靠以及清晰度高;第一相机摄像头根据实际的工作距离选择所需焦距的光学镜头;第一光源根据实际的照明效果,选择可以明显突出被检测物特征数量的LED光源;光源控制器根据所需控制的光源数量来选择不同路数的控制器。
如图6、图7所示,旋转机构包括安装支架310、第二步进电机30、与第二步进电机连接的第一齿轮32和与第一齿轮啮合的第二齿轮33,第一夹具结构31设置于第二齿轮33上。第二步进电机30转动时带动第一齿轮32转动,则带动第二齿轮33转动;第一夹具结构31随着第二齿轮33转动而转动,则钉盒111转动,以便于第二相机组件对于钉盒111四个侧面依次序进行检测。
如图6、图7所示安装支架310设置有接近开关35;当第二齿轮33转90度,接近开关35感应到,因此反馈给控制终端以控制第二步进电机30停止,因此能够依次序对于钉盒111的四个侧面进行有序、稳定检测。还包括套设于安装支架上的保护盖34,第一齿轮和第二齿轮位于保护盖内;保护盖34保护操作人员,以避免被第一齿轮32和第二齿轮33误伤。
如图8所示,第二相机组件包括第二相机80、第二相机基板83、第二相机镜头81、第二光源支架85和第二光源82,第二相机80设置于第二相机基板83上;第二相机镜头81设置于第二相机80上;第二光源82设置于第二光源支架85上;第二光源支架85设置于第二相机基板83上;第二相机镜头81为第二相机80提供调焦距和视野作用,第二光源82为第二相机80提供采光、补光作用;同理,第二相机可选用CDD相机。
如图9所示,第三相机组件包括第三相机64、第三相机基板63、第三相机镜头62、第三光源支架61和第三光源60,第三相机64设置于第三相机基板63上;第三相机镜头62设置于第三相机64上;第三光源60设置于第三光源支架61上;第三光源支架61设置于第三相机基板63上;第三相机镜头为第三相机提供调焦距和视野作用,第三光源为第三相机提供采光、补光作用;同理,第三相机可选用CDD相机。
对于第二相机组件、第三相机组件(如图8、图9),两者具体结构组成相同,只是两者在机架体上所设置位置不同,因此两者对于钉盒所需要检测的面不同。
如图1、图2、图3所示,机架体左右两侧分别设置有第一散热风扇7和第二散热风扇71,能够对于机架体内降温作用;机架体上设置有两个安全光栅4,以起到提示作用,保护操作人员安全;还包括设置于机架体底部的第一脚轮9和第二脚轮91,实现机架体的移动功能,当然脚轮数量也可以为四个。
如图10所示,本发明的电子装订机视觉检测装置具有共六个检测步骤,包括步骤S1、步骤S2、步骤S3、步骤S4、步骤S5和步骤S6;具体地为:
步骤S1,打开电源开关6给设备通电,开启工控一体机2运行相机程序和设备的人机界面,设备复位回零,通过人机界面和按钮面板3进入自动运行状态,主控PLC和相机自行调用相应执行标准;
步骤S2,检测人员将待测的钉盒111和机芯128分别放在第一夹具结构31及第二夹具结构113上,双手按启动按钮5,第一光电传感器112和第二光电传感器128分别检测钉盒111以及机芯128有无料并传回主控PLC,无料,则三色灯1红灯闪烁和蜂鸣器报警,有料继续执行;
步骤S3,主控PLC启动第一步进电机100,第一相机组件124被带动到机芯128的上方,先对机芯128进行检测,第一相机组件124将检测结果反馈给主控PLC,有缺陷则三色灯1红灯闪烁和蜂鸣器报警,无缺陷继续运行;主控PLC再启动第一步进电机100,第一相机组件被带动到钉盒111的上方,再对钉盒111顶部进行检测,第一相机组件124检测结果反馈给主控PLC,有缺陷则三色灯1红灯闪烁和蜂鸣器报警,无缺陷继续运行;
步骤S4,第三相机64对钉盒111的底面进行检测,第三相机将检测结果反馈给主控PLC,有缺陷则三色灯1红灯闪烁和蜂鸣器报警,无缺陷继续运行;
步骤S5,第二相机80对钉盒111后端面(四个侧面中的一个)进行检测,第二相机80将检测结果反馈给主控PLC,有缺陷则三色灯1红灯闪烁和蜂鸣器报警,无缺陷继续运行;主控PLC启动第二步进电机30,第二步进电机30转动第一齿轮32转动就会带动第二齿轮33转动,则第一夹具结构31转动,则钉盒111转动90度。第二相机80对钉盒111下一个面进行检测,第二相机80将检测结果反馈给主控PLC,有缺陷则三色灯1红灯闪烁和蜂鸣器报警,无缺陷继续运行;重复以上动作,直至第二相机对钉盒111的四个侧面检测完成;
步骤S6,主控PLC启动第一步进电机100,扫码机构107被带动下到机芯128的顶部,先对机芯128进行扫码,扫码完成后;主控PLC再启动第一步进电机100,扫码机构107被带动下到钉盒111的上方,再对钉盒111顶部进行扫码,扫码完成后;主控PLC将所有相机的回传数据整合,计算后将检测结果显示在人机界面上,检测过程中产品显示屏则显示红色字体“全部项检测未完成”,检测完成则显示屏则显示绿色字体“全部项检测已完成”。
所需检测的七个面中,每一个面的检测项目并不唯一,所以采用的检测方法也并不一样。根据凸显的特征来选择检测方法。机芯上的弹簧,螺丝,固定圈等检测项目采用的检测方法是阈值分割法,根据固定位置不同状态在固定光源下的不同呈现,采用固定的阈值把两种不同的状态分割出来。把所需检测的模板区域和背景区域分离,然后根据有无这些配件的差异(面积,周长特征等)来设定两者之间的差异值,就可以区分出机芯上这些检测项目的差异状态;机芯上的底板间隙,挡板间隙等检测项目采用的检测方法是边缘检测法,通过边缘特征提取出间隙两边边缘之间的像素距离,以判断这些位置的卡位是否正常;机芯上的板簧,装订台开口等检测项目采用的检测方法是形态学的处理方法,提取出目标区域后,通过计算出区域的中心点坐标,区域宽度,区域长度等,就可以计算出这些检测项目的实际像素尺寸;机芯上的二维码是先画出一个二维码检测区域,然后在这个区域检测出二维码的数据,然后通过判断二维码上的三个边角的正方形,可以判断出二维码的方向;机芯上的螺纹是画出检测区域,判断通过阈值分割提出孔位区域,然后通过判断孔位的圆相似度来判断是否存在螺纹;机芯上的底部弹簧的挂钩方向是先提取出挂钩部分的线段区域,然后筛选出挂钩的两边直线斜率,然后通过斜率来判断弹簧挂钩是否呈现八字方向;机芯上的一些线槽卡位是先提取出线槽的位置区域,然后在对线槽区域进行进一步阈值分割处理,提取出线槽中的线是否正常卡到位;机芯上的驱动轴角度是先提取出驱动轴的区域,然后通过边缘线段的筛选,选出所需的驱动轴边缘线段,然后通过计算出线段的斜率来判断驱动轴的角度;机芯上的排针状态是先提取出每一个针脚的区域,然后通过计算出每一个针脚之间的距离,通过最小二乘法来计算出拟合的直线,然后计算出点和直线的偏差来判断针脚的状态是否正常;钉盒上的针片数据是先提取出,每一片针片的直线边缘,然后通过计算出出每一条直线的斜率来判断出针片是否存在异常;钉盒上的针片是否存在断接是选画出所需检测的去区域,然后通过阈值分割来提取出这两者的差异,然后通过提取出的断接区域大小来判断是否存在针片断接的情况,钉盒上的成形针片数量是通过阈值分割提取出成形针片区域,然后通过区域的高度来判断存在几枚成型钉。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子装订机视觉检测装置,其特征在于,包括机架体、第一检测机构、用于对钉盒背面进行检测的第二相机组件、用于对钉盒底面进行检测的第三相机组件和旋转机构,第一检测机构、第二相机组件、第三相机组件和旋转机构均设置于机架体上,旋转机构上设置有用于夹紧钉盒的第一夹具结构和用于夹紧机芯的第二夹具结构,第一检测机构具有扫码机构和第一相机组件。
2.如权利要求1所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,第一检测机构还包括第一步进电机、与第一步进电机连接的同步轮、套设在同步轮上的皮带、设置在皮带上的扫码枪基板、设置在皮带上的第一相机基板、导轨和可在导轨上滑动的滑块,扫码机构设置于扫码枪基板上,第一相机组件设置于第一相机基板上,扫码枪基板和第一相机基板均与滑块连接。
3.如权利要求2所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,还包括设置于支架上的槽型光电开关。
4.如权利要求2所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,还包括设置于支架上的防撞组件。
5.如权利要求2所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,还包括设置于扫码枪基板上的固定块、设置于固定块内腔中的滚轴和用于控制扫码机构的舵机,扫码机构安装在滚轴上。
6.如权利要求2所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,还包括设置于第一相机组件上的第一相机摄像头、设置于第一相机基板上的第一光源支架、和设置于第一光源支架上的第一光源。
7.如权利要求6所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,第一相机组件为CDD相机。
8.如权利要求2所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,旋转机构包括安装支架、第二步进电机、与第二步进电机连接的第一齿轮和与第一齿轮啮合的第二齿轮,第一夹具结构设置于第二齿轮上。
9.如权利要求8所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,安装支架设置有接近开关。
10.如权利要求8所述电子装订机视觉检测装置,其特征在于,还包括套设于安装支架上的保护盖,第一齿轮和第二齿轮位于保护盖内。
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