CN112815991A

CN112815991A - 一种激光视觉定位检测系统

Info

Publication number: CN112815991A
Application number: CN202011628188.6A
Authority: CN
Inventors: 肖令中; 顾启泱; 程军
Original assignee: Xiexun Electronic Jian Co Ltd
Current assignee: Xiexun Electronic Jian Co Ltd
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2021-05-18

Abstract

本发明涉及一种激光视觉定位检测系统，包括：传送带上安装有均匀分布的夹具，每一个夹具上均夹有一根粗线，每一根粗线的一端均被剥去外皮露出芯线；悬挂架上安装有第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置；悬挂架上还安装有均匀分布的机械手。

Description

一种激光视觉定位检测系统

技术领域

本发明涉及芯线视觉检测领域，具体提供一种激光视觉定位检测系统。

技术背景

传统的AC电源芯线产线对于AC电源芯线检测的实现方法是通过产线操作人员通过人眼分辨AC电源芯线颜色排布是否按照预设要求，当产线操作人员人工发现AC电源芯线颜色排布未按照预设要求排布时，只能通过人工方式进行手动校正排布；该方法人工耗费大，产能效率低劣，自动化程度低，浪费大量人力物力；而随着时间的发展，视觉检测技术迅速发展，于是视觉检测技术被应用到AC电源芯线检测领域。

传统的基于视觉的AC电源芯线检测方法是下位机发送一个产品定位需求信号，然后上位机获取图像，对所获取的图像进行处理，并将AC电源线颜色分布情况反馈至下位机，下位机控制治具转动相应角度，再将信号传送至上位机使其继续获取图像，判断AC电源芯线颜色分布情况是否按照预设排列方式进行排列；若检测AC电源芯线颜色不是按照预设方式进行排列，则继续循环此过程，直至排列正确为止；此方法虽然取代了人工检测方式，但是仍然还是存在耗费时间长，产能低，效率达不到要求的问题。

发明内容

本发明的目的就是在于克服上述现有技术中的不足而提供一种激光视觉定位检测系统。

为实现上述目的，本专利是采用以下方案实现的：

一种激光视觉定位检测系统，包括：传送带、夹具，其中：传送带上安装有均匀分布的夹具，每一个夹具上均夹有一根粗线，每一根粗线的一端均被剥去外皮露出芯线；悬挂架上安装有第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置；悬挂架上还安装有均匀分布的机械手；悬挂架固定在工作台上。

一种激光视觉定位检测系统，其中：悬挂架上还安装有第四取像装置；第四取像装置通过导线与工控主机相连；所述的第一取像装置结构如下：一个保护筒底部安装有工业相机，且同时安装有激光光源，所述的第二取像装置、第三取像装置、第四取像装置结构完全相同，结构如下：一个保护筒底部安装有工业相机，且同时安装有led灯；前述的所有的夹具、机械手与传送带均通过plc控制，plc与工控主机相连；第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置均通过导线与工控主机相连。

一种激光视觉定位检测系统，其中：所述的第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置结构完全相同，如下：一个保护筒底部安装有工业相机，且同时安装有led灯；前述的所有的夹具、机械手与传送带1均通过plc控制，plc与工控主机相连；第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置均通过导线与工控主机相连。

一种激光视觉定位检测系统，其中：所述的传送带安装在工作台的上端面上，所述的工作台的上端面为黑色喷涂；第一取像装置的左侧设置有触板；触板的顶端通过柱状气囊安装在悬挂架上，柱状气囊上连通有一根气管；触板的尾部安装有清扫条；触板的左侧设置有一个圆弧凹槽；触板内开设有一条光通道，光通道的顶部安装有一个小光源；光通道的底部安装有一个光敏传感器，圆弧凹槽与光通道之间设置有一层弹性密封层；光敏传感器、小光源通过导线与工控主机相连；所述的第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置上的保护筒的下端面开口处均安装有围布。

本方案提出的这套系统，在原来视觉检测的全部功能上，把激光技术与视觉技术结合，应用在AC电源芯线激光定位检测系统中，而且还具有一些特殊的发明功能，例如：(1)激光定位精确；(2)定位速度快，低于1 秒；(3)简化了操作流程，安装固定后，后续无需调试，做好维护即可；(4) 故障发生率低，维护简便，使用年限长等。

附图说明

图1为本专利结构示意图；

图2为本专利触板位置结构示意图；

图3为本专利机械手位置结构示意图；

图4为本专利触板侧视结构示意图；

图5为本专利触板方大结构示意图；

附图标记：传送带1、夹具2、芯线3、清扫条4、led灯5、围布6、保护筒7、工业相机8、气管9、柱状气囊10、悬挂架11、触板12、粗线13、圆弧凹槽14、小光源15、光通道16、光敏传感器17、弹性密封层18、工作台19、机械手20、第一取像装置110、第二取像装置111、第三取像装置112、第四取像装置113。

具体实施方式

实施例1、一种激光视觉定位检测系统，包括：传送带1、夹具2，其中：传送带1上安装有均匀分布的夹具2，每一个夹具2上均夹有一根粗线13，每一根粗线13的一端均被剥去外皮露出芯线3；悬挂架11上安装有第一取像装置110、第二取像装置111、第三取像装置112；悬挂架11上还安装有均匀分布的机械手20；悬挂架11固定在工作台19上。

实施例2、一种激光视觉定位检测系统，其中：悬挂架11上还安装有第四取像装置113；第四取像装置113通过导线与工控主机相连；所述的第一取像装置110结构如下：一个保护筒7底部安装有工业相机8，且同时安装有激光光源，所述的第二取像装置111、第三取像装置112、第四取像装置113结构完全相同，结构如下：一个保护筒7底部安装有工业相机8，且同时安装有 led灯；前述的所有的夹具、机械手20与传送带1均通过plc控制，plc与工控主机相连；第一取像装置110、第二取像装置111、第三取像装置112均通过导线与工控主机相连。其余同实施例1。

实施例3、一种激光视觉定位检测系统，其中：所述的第一取像装置110、第二取像装置111、第三取像装置112结构完全相同，如下：一个保护筒7底部安装有工业相机8，且同时安装有led灯；前述的所有的夹具、机械手20 与传送带1均通过plc控制，plc与工控主机相连；第一取像装置110、第二取像装置111、第三取像装置112均通过导线与工控主机相连。其余同实施例 1。

实施例4、一种激光视觉定位检测系统，其中：所述的传送带1安装在工作台19的上端面上，所述的工作台19的上端面为黑色喷涂；第一取像装置110 的左侧设置有触板12；触板12的顶端通过柱状气囊10安装在悬挂架11上，柱状气囊10上连通有一根气管9；触板12的尾部安装有清扫条4；触板12 的左侧设置有一个圆弧凹槽14；触板12内开设有一条光通道16，光通道16 的顶部安装有一个小光源15；光通道16的底部安装有一个光敏传感器17，圆弧凹槽14与光通道16之间设置有一层弹性密封层18；光敏传感器17、小光源15通过导线与工控主机相连；所述的第一取像装置110、第二取像装置 111、第三取像装置112上的保护筒7的下端面开口处均安装有围布6。其余同实施例3。

工作方法

步骤一：当把固定长度尺寸的粗线13切割好，并送入指定位置时，plc发送定位信号至工控主机并实时转动机械手20，然后启动第一取像装置110，开启工业相机8以及打开激光光源，工业相机8实时获取产品图像，之后工控主机实时解析当前产品图像并与系统预设标准图像进行对比，通过对比所获取图像与预设标准图像一致时，工控主机与PLC进行通讯发送机械手20停止信号，让PLC控制机械手20电机停止转动，并激光电源发生器关闭激光电源, 粗线13穿入下一个工位；

步骤二：粗线13到达第二取像装置111处，工控主机开启led灯5,工控主机开始进行颜色识别，根据识别的颜色以及位置发送不同信号至plc，plc根据工控主机所传输的信号转动设置角度完成本次定位；

步骤三：芯线3定位完成后进入芯线3分离阶段，芯线3分离阶段主要是通过plc控制机械手20完成芯线3分离；当芯线3分离阶段完成后；

步骤三：工控主机开始进行对芯线3的颜色序号检测；此时，第三取像装置112开始工作，由PLC发送信号至工控主机，工控主机实时接收，接收该信号之后，工控主机从工业相机8获取一张所采集到的当前产品图像，并进行颜色识别，与预设的芯线3颜色排布进行对比，第三取像装置112将对比的结果显示至工控主机主界面并且将对比结果发送至PLC；如果芯线3颜色与预设的电源芯线排布颜色一致，则由PLC控制设备进行端子组装，若不一致，则不良品将跳过后续流程，设备直接将不良品送达到不良品回收区；

步骤四：同上，若良品进行端子组装完成以后，设备将产品送至第四取像装置113处；首先由PLC发送产品到位信号至工控主机，工控主机实时接收后，从工业相机8获取一张当前产品图像，工控主机对当前产品图象进行处理，获取其尺寸信息，若该尺寸信息超出该产品工艺要求范围，则发送产品不良信号至PLC，若该产品尺寸信息在该产品工艺要求范围内，则发送良品信号至PLC；若该产品检测为良品，则设备将良品送入下一站进行处理，若产品检测为不良品，则不良品将跳过后续流程，设备直接将不良品送达到不良品回收区，从而结束本站工作。

工作原理：

1：芯线3为三股品字型摆放的细线，三股细线颜色不同，本系统需要将其中的特定颜色的细线挑出来，首先将粗线13剥皮，露出三根细线组成的芯线3，夹具2夹住粗线13，将芯线3的一端传送到第一取像装置110的下方，工控主机工作，开启激光光源、工业相机8，通过第一取像装置110获取图像信息，如果需要旋转位置，则同时控制机械手20夹住粗线13进行旋转，待前产品图像与系统预设标准图像进行对比，通过对比所获取图像与预设标准图像一致时，机械手20停止工作，第一取像装置110关闭，夹具2夹住粗线 13，传送带1继续前进；粗线13到达第二取像装置111处，此时第二取像装置111上的led灯5、工业相机8开始工作，获取的图像与系统预设标准图像进行对比，如果此时芯线3中的需要挑选的特定颜色的细线位于最上层，则传送带1继续前进，如果不是，则工控主机控制一个机械手20夹住粗线13，此时夹具2松开，机械手20旋转一定的角度，然后夹具2夹住，机械手20 松开，然后第二取像装置111取像对比，颜色正确的话传送带1继续前进，不正确的话继续旋转，如果挑选的芯线3的颜色正确，夹具2传递到下一个工位，进行该颜色的细线的分离，分离之后传送带1传送到第三取像装置112 处，进行颜色序号检测，通过工控主机内部系统的颜色识别与对比；如果芯线3颜色与预设的电源芯线排布颜色一致，则由PLC控制设备进行端子组装，若不一致，则通过传动带1跳过后续流程，设备直接将该不良品送达到不良品回收区；端子组装完成之后；传送带1将芯线3传递到第四取像装置113 处；通过第四取像装置113获取图像；工控主机对当前产品图象进行处理，获取其尺寸信息，若该尺寸信息超出该产品工艺要求范围，则发送产品不良信号至PLC，若该产品尺寸信息在该产品工艺要求范围内，则发送良品信号至PLC；若该产品检测为良品，则传送带1将良品送入下一站进行处理，若产品检测为不良品，则不良品将跳过后续流程，传送带1直接将不良品送达到不良品回收区，从而结束本站工作。

2：在将粗线13剥皮，第一取像装置110对芯线3最上面的细线进行颜色识别，按照系统的设置，如果颜色不对机械手20将夹取粗线13旋转120度，但是一旦初始的芯线3的摆放不是品字型，则在旋转120的情况下也是无法将其旋转成品字形，本专利提供触板12，结合机械手20，当传送带1夹着粗线13右移，芯线3进入圆弧凹槽14内，在该位置传送带1静置，此时如果芯线3品字排列，则最右侧的芯线3会挤压弹性密封层18，使其变形侵入光通道16，光通道16内的小光源15为常开状态，光通道16内的光线被弹性密封层18阻断，光敏传感器17的信号发生改变，此时工控主机检测到信号，判定此时芯线3为品字排列，气管9排气，传送带1将芯线3传递到第一取像装置110进行颜色识别，在挤过触板12的时候，清扫条4可以轻轻的清扫芯线3的上表面的污物，提高下一个工序的成像质量，下一工序到第一取像装置110结合该工位的机械手20，将特定颜色的细线旋转到最上面，如果在触板12位置处检测到的芯线3为非品字排列，则弹性密封层18不会变形，弹性密封层18的大小和位置是经过精确计算，确保只有在品字排列的时候能够只收到最右侧细线的挤压变形，若不变形，则该工位的机械手20夹住粗线 13，以一定的角度值旋转，直到光敏传感器17信号发生改变，则机械手20 停止旋转，柱状气囊10内填充气体可以使得触板12能够在触及芯线3的时候，能够保持位置，不发生倾斜，在泄气的时候便于芯线3挤过，不打乱芯线3的排列，第一取像装置110将特定颜色的细线识别挑出旋转至最上位，然后进行芯线3分离、第二取像装置111进行颜色序号检测、第三取像装置 112进行尺寸检测；设置的围布6的最底部正好能够与工作台19接触，确保第一取像装置110、第二取像装置111、第三取像装置112在取像的时候，芯线3位于围布6的正中，四周的光线被保护筒7、围布6隔绝了大部分，确保内部的led灯5发出的光线照射在芯线3上的时候不受到外界光线明暗的影响，能够取得稳定光线下的图像，提高了图像的质量。

Claims

1.一种激光视觉定位检测系统，包括：传送带、夹具，其特征在于：传送带上安装有均匀分布的夹具，每一个夹具上均夹有一根粗线，每一根粗线的一端均被剥去外皮露出芯线；悬挂架上安装有第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置；悬挂架上还安装有均匀分布的机械手；悬挂架固定在工作台上。

2.根据权利要求1所述的一种激光视觉定位检测系统，其特征在于：悬挂架上还安装有第四取像装置；第四取像装置通过导线与工控主机相连；所述的第一取像装置结构如下：一个保护筒底部安装有工业相机，且同时安装有激光光源，所述的第二取像装置、第三取像装置、第四取像装置结构完全相同，结构如下：一个保护筒底部安装有工业相机，且同时安装有led灯；前述的所有的夹具、机械手与传送带均通过plc控制，plc与工控主机相连；第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置均通过导线与工控主机相连。

3.根据权利要求1所述的一种激光视觉定位检测系统，其特征在于：所述的第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置结构完全相同，如下：一个保护筒底部安装有工业相机，且同时安装有led灯；前述的所有的夹具、机械手与传送带1均通过plc控制，plc与工控主机相连；第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置均通过导线与工控主机相连。

4.根据权利要求3所述的一种激光视觉定位检测系统，其特征在于：所述的传送带安装在工作台的上端面上，所述的工作台的上端面为黑色喷涂；第一取像装置的左侧设置有触板；触板的顶端通过柱状气囊安装在悬挂架上，柱状气囊上连通有一根气管；触板的尾部安装有清扫条；触板的左侧设置有一个圆弧凹槽；触板内开设有一条光通道，光通道的顶部安装有一个小光源；光通道的底部安装有一个光敏传感器，圆弧凹槽与光通道之间设置有一层弹性密封层；光敏传感器、小光源通过导线与工控主机相连；所述的第一取像装置、第二取像装置、第三取像装置上的保护筒的下端面开口处均安装有围布。