CN113295704B - 机器人打磨视觉在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人打磨视觉在线检测系统，属于在线检测技术领域。机器人打磨视觉在线检测系统，包括工作台和视觉检测机构，工作台外壁连接有支撑柱，支撑柱外壁连接有电机座，电机座外壁连接有驱动机构，工作台两侧外壁均连接有侧板，工作台外壁两侧均开凿有凹槽，两个凹槽内壁分别连接有第一转轴和第二转轴，第一转轴与驱动机构相连，第一转轴和第二转轴外壁均套接有输送辊，两个输送辊之间连接有输送带，输送带外壁连接有打磨件，工作台两侧外壁均连接有支撑板，支撑板外壁开凿有滑槽，滑槽内壁滑动连接有滑块；本发明可调节相机与待测打磨件表面所需距离，使相机拍摄完整打磨面，以获得最佳的成像效果，保证工件检测的准确性。

Description

机器人打磨视觉在线检测系统

技术领域

本发明涉及在线检测技术领域，尤其涉及一种机器人打磨视觉在线检测系统。

背景技术

机器视觉技术作为计算机科学的一个重要分支，在近三十年中有迅猛的发展，由于机器视觉系统可以快速获取大量信息自动进行数据处理，易于同设计信息及加工控制信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，机器视觉系统被广泛用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。

机器视觉检测系统能够不接触工件，通过照相机摄取检测图像，将其转化为数字信号，再采用先进的计算机硬件与软件技术对图像数字信号进行处理，从而得到所需要的各种目标图像特征值，并在此基础上实现模式识别，坐标计算，灰度分布图等多种功能。

现有的机器人打磨工件后，需要对工件进行表面质量检测，但图片采集装置一般固定在某一位置，若打磨的工件过大，图片采集装置与工件的距离较近，无法取得工件打磨表面的全部图像，则无法取得最佳的成像效果，影响工件检测准确性，检测效果差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的图片采集装置与工件的距离较近，无法取得工件打磨表面的全部图像的问题，而提出的机器人打磨视觉在线检测系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

机器人打磨视觉在线检测系统，包括工作台和视觉检测机构，所述工作台外壁连接有支撑柱，所述支撑柱外壁连接有电机座，所述电机座外壁连接有驱动机构，所述工作台两侧外壁均连接有侧板，所述工作台外壁两侧均开凿有凹槽，两个所述凹槽内壁分别连接有第一转轴和第二转轴，所述第一转轴与驱动机构相连，所述第一转轴和第二转轴外壁均套接有输送辊，两个所述输送辊之间连接有输送带，所述输送带外壁连接有打磨件，所述工作台两侧外壁均连接有支撑板，所述支撑板外壁开凿有滑槽，所述滑槽内壁滑动连接有滑块，所述滑块与滑槽的内壁之间连接有第一弹性元件，两个所述滑块之间连接有抬升板，且所述打磨件与抬升板的底壁活动相抵，所述视觉检测机构包括CCD相机，所述CCD相机连接在抬升板的底壁，所述工作台外壁还连接有定位机构，所述抬升板外壁开凿有与定位机构相配合的定位孔。

优选的，所述工作台的外壁连接有U形框，所述U形框的内壁连接有固定杆，所述抬升板滑动连接在固定杆的外壁。

优选的，所述抬升板包括第一斜板、平板和第二斜板，所述第一斜板和平板两侧外壁均连接有连接板，两个所述连接板之间连接有固定轴，所述固定轴外壁连接有辅助辊。

优选的，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机固定连接在电机座的外壁，所述驱动电机的输出端连接有输出轴，所述输出轴与第一转轴外壁连接有相配合的同步轮，两个所述同步轮之间连接有同步带。

优选的，所述定位机构包括固定板，所述固定板固定连接在工作台的外壁，所述固定板外壁活动连接有定位板，所述定位板内开凿有定位槽，所述定位槽内壁连接有第二弹性元件，所述第二弹性元件远离定位槽内壁的一端连接有定位杆，所述定位杆远离第二弹性元件的一端穿过固定板并活动连接在定位孔内。

优选的，所述工作台外壁开凿有活动槽，所述活动槽内壁活动连接有活动块，所述活动块与活动槽的内壁之间连接有伸缩杆，所述活动块外壁设置有斜面，所述斜面与打磨件活动相抵，所述活动槽内壁连接有气囊，所述工作台内还开凿有工作槽，所述气囊的输出端与工作槽相互连通，所述工作槽内壁活动连接有活塞，所述活塞外壁连接有移动杆，所述移动杆远离活塞的一端依次穿过工作台和固定板并与定位板相连，所述移动杆外壁套接有第三弹性元件，所述第三弹性元件的两端分别与工作台和定位板相连。

优选的，所述工作台外壁连接有轨道板，所述定位板活动连接在轨道板内，且所述定位板的底部通过销轴转动连接有滚轮。

优选的，所述固定板外壁连接有导向杆，所述定位板滑动连接在导向杆的外壁。

优选的，所述视觉检测机构还包括图像处理模块和显示屏，所述图像处理模块和显示屏均连接在支撑柱的外壁，所述图像处理模块与CCD相机电性连接，所述图像处理模块的另一端与显示屏相连。

优选的，所述图像处理模块包括图形滤波模块、图像增强模块、图像分割模块以及图像边缘检测模块。

与现有技术相比，本发明提供了机器人打磨视觉在线检测系统，具备以下有益效果：

1、该机器人打磨视觉在线检测系统，通过输送带对打磨件进行输送，在此过程中，打磨件与抬升板底壁相抵，进而使抬升板带动两侧滑块上移，使第一弹性元件收缩，使CCD相机调整到可以拍摄完整打磨面的位置，提高装置的实用性，随后抬升板在定位机构的作用下定位，以获得最佳的成像效果，保证工件检测的准确性。

2、该机器人打磨视觉在线检测系统，通过抬升板挤压定位杆，对定位杆作用力，使定位杆挤压第二弹性元件，定位杆向定位槽内收缩，直至抬升板不再上移，此时定位杆不再受力，第二弹性元件推动定位杆对抬升板进行限位。

3、该机器人打磨视觉在线检测系统，通过在抬升板的底壁设置辅助辊，可以使打磨件与抬升板的滑动摩擦转变为打磨件与辅助辊的滚动摩擦，避免打磨件打磨面受到磨损，且提高了抬升板上升的稳定性。

4、该机器人打磨视觉在线检测系统，打磨件通过CCD相机拍摄后，随着输送带的继续输送，打磨件与活动块相抵，活动块受力下移并挤压气囊，使气囊中的气体流向工作槽内，并对活塞作用力，使活塞通过移动杆带动定位板远离固定板，进而使定位杆离开定位孔，抬升板不再被定位，在第一弹性元件的作用下恢复原位，而打磨件随着输送带的继续输送，打磨件离开活动块，活动块不再受力，第三弹性元件恢复并拉动定位板回归，等待下一次打磨件的检测。

5、该机器人打磨视觉在线检测系统，通过CCD相机获取工件的原始图像，将图像传送到图像处理模块，图像处理模块首先对原始图像进行预处理，即通过滤波消除噪声，将图像增强后再进行图像分割，最终利用边缘检测算法检测出图像相应的缺陷，最后通过显示屏显示。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的图1中A部分的结构示意图；

图3为本发明的剖面结构示意图；

图4为本发明的工作台的结构示意图；

图5为本发明的抬升板的结构示意图；

图6为本发明的工作台与固定板的剖面结构示意图；

图7为本发明的定位机构的结构示意图；

图8为本发明的视觉检测机构的原理框图。

图中：1、工作台；101、支撑柱；102、电机座；103、侧板；2、凹槽；201、第一转轴；202、第二转轴；203、输送辊；2031、输送带；3、支撑板；301、滑槽；302、滑块；303、第一弹性元件；4、抬升板；401、定位孔；402、第一斜板；403、平板；404、第二斜板；5、打磨件；6、CCD相机；7、U形框；701、固定杆；8、驱动电机；801、输出轴；9、同步轮；901、同步带；10、连接板；11、固定轴；111、辅助辊；12、固定板；121、导向杆；13、定位板；131、定位槽；132、滚轮；1311、第二弹性元件；1312、定位杆；14、活动槽；141、活动块；142、伸缩杆；143、气囊；15、工作槽；151、活塞；152、移动杆；1521、第三弹性元件；16、轨道板；17、图像处理模块；18、显示屏。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

参照图1、图2、图3、图4和图7，机器人打磨视觉在线检测系统，包括工作台1和视觉检测机构，工作台1外壁连接有支撑柱101，支撑柱101外壁连接有电机座102，电机座102外壁连接有驱动机构，工作台1两侧外壁均连接有侧板103，工作台1外壁两侧均开凿有凹槽2，两个凹槽2内壁分别连接有第一转轴201和第二转轴202，第一转轴201与驱动机构相连，第一转轴201和第二转轴202外壁均套接有输送辊203，两个输送辊203之间连接有输送带2031，输送带2031外壁连接有打磨件5，工作台1两侧外壁均连接有支撑板3，支撑板3外壁开凿有滑槽301，滑槽301内壁滑动连接有滑块302，滑块302与滑槽301的内壁之间连接有第一弹性元件303，两个滑块302之间连接有抬升板4，且打磨件5与抬升板4的底壁活动相抵，视觉检测机构包括CCD相机6，CCD相机6连接在抬升板4的底壁，工作台1外壁还连接有定位机构，抬升板4外壁开凿有与定位机构相配合的定位孔401。

工作台1的外壁连接有U形框7，U形框7的内壁连接有固定杆701，抬升板4滑动连接在固定杆701的外壁。

驱动机构包括驱动电机8，驱动电机8固定连接在电机座102的外壁，驱动电机8的输出端连接有输出轴801，输出轴801与第一转轴201外壁连接有相配合的同步轮9，两个同步轮9之间连接有同步带901。

定位机构包括固定板12，固定板12固定连接在工作台1的外壁，固定板12外壁活动连接有定位板13，定位板13内开凿有定位槽131，定位槽131内壁连接有第二弹性元件1311，第二弹性元件1311远离定位槽131内壁的一端连接有定位杆1312，定位杆1312远离第二弹性元件1311的一端穿过固定板12并活动连接在定位孔401内。

将打磨后的工件放置在输送带2031上，控制驱动电机8运行，使驱动电机8的输出端带动输出轴801转动，在同步轮9和同步带901的作用下，第一转轴201随输出轴801同步转动，进而使输送带2031对工件进行输送，在对工件进行输送的过程中，打磨件5过大时，打磨件5与抬升板4底壁相抵，进而使抬升板4带动两侧滑块302上移，使第一弹性元件303收缩，通过抬升板4挤压定位杆1312，对定位杆1312作用力，使定位杆1312挤压第二弹性元件1311，定位杆1312向定位槽131内收缩，直至抬升板4不再上移，此时定位杆1312不再受力，第二弹性元件1311推动定位杆1312对抬升板4进行限位，使CCD相机6随抬升板4上移调整到可以拍摄完整打磨面的位置，提高装置的实用性，以获得最佳的成像效果，保证工件检测的准确性。

实施例2：

参照图5，机器人打磨视觉在线检测系统，与实施例1基本相同，更进一步的是，抬升板4包括第一斜板402、平板403和第二斜板404，第一斜板402和平板403两侧外壁均连接有连接板10，两个连接板10之间连接有固定轴11，固定轴11外壁连接有辅助辊111。

通过在抬升板4的底壁设置辅助辊111，可以使打磨件5与抬升板4的滑动摩擦转变为打磨件5与辅助辊111的滚动摩擦，避免打磨件5打磨面受到磨损，且提高了抬升板4上升的稳定性。

实施例3：

参照图1、图2、图3和图6，机器人打磨视觉在线检测系统，与实施例1基本相同，更进一步的是，工作台1外壁开凿有活动槽14，活动槽14内壁活动连接有活动块141，活动块141与活动槽14的内壁之间连接有伸缩杆142，活动块141外壁设置有斜面，斜面与打磨件5活动相抵，活动槽14内壁连接有气囊143，工作台1内还开凿有工作槽15，气囊143的输出端与工作槽15相互连通，工作槽15内壁活动连接有活塞151，活塞151外壁连接有移动杆152，移动杆152远离活塞151的一端依次穿过工作台1和固定板12并与定位板13相连，移动杆152外壁套接有第三弹性元件1521，第三弹性元件1521的两端分别与工作台1和定位板13相连。

工作台1外壁连接有轨道板16，定位板13活动连接在轨道板16内，且定位板13的底部通过销轴转动连接有滚轮132。

固定板12外壁连接有导向杆121，定位板13滑动连接在导向杆121的外壁。

打磨件5通过CCD相机6拍摄后，随着输送带2031的继续输送，打磨件5与活动块141相抵，活动块141受力下移并挤压气囊143，使气囊143中的气体流向工作槽15内，并对活塞151作用力，使活塞151通过移动杆152带动定位板13远离固定板12，滚轮132的设置使定位板13移动更加稳定，进而使定位杆1312离开定位孔401，抬升板4不再被定位，在第一弹性元件303的作用下恢复原位，而打磨件5随着输送带2031的继续输送，打磨件5离开活动块141，活动块141不再受力，第三弹性元件1521恢复并拉动定位板13回归，等待下一次打磨件5的检测。

实施例4：

参照图1、图2、图3和图8，机器人打磨视觉在线检测系统，与实施例1基本相同，更进一步的是，视觉检测机构还包括图像处理模块17和显示屏18，图像处理模块17和显示屏18均连接在支撑柱101的外壁，图像处理模块17与CCD相机6电性连接，图像处理模块17的另一端与显示屏18相连。

图像处理模块17包括图形滤波模块、图像增强模块、图像分割模块以及图像边缘检测模块。

通过CCD相机6获取工件的原始图像，将图像传送到图像处理模块17，图像处理模块17首先对原始图像进行预处理，即通过滤波消除噪声，将图像增强后再进行图像分割，最终利用边缘检测算法检测出图像相应的缺陷，最后通过显示屏18显示，便于工作人员观察。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.机器人打磨视觉在线检测系统，包括工作台（1）和视觉检测机构，所述工作台（1）外壁连接有支撑柱（101），其特征在于，所述工作台（1）外壁连接有轨道板（16），定位板（13）活动连接在轨道板（16）内，且所述定位板（13）的底部通过销轴转动连接有滚轮（132）；所述支撑柱（101）外壁连接有电机座（102），所述电机座（102）外壁连接有驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机（8），所述驱动电机（8）固定连接在电机座（102）的外壁，所述驱动电机（8）的输出端连接有输出轴（801），所述输出轴（801）与第一转轴（201）外壁连接有相配合的同步轮（9），两个所述同步轮（9）之间连接有同步带（901）；所述工作台（1）两侧外壁均连接有侧板（103），所述工作台（1）外壁两侧均开凿有凹槽（2），两个所述凹槽（2）内壁分别连接有第一转轴（201）和第二转轴（202），所述第一转轴（201）与驱动机构相连，所述第一转轴（201）和第二转轴（202）外壁均套接有输送辊（203），两个所述输送辊（203）之间连接有输送带（2031），所述输送带（2031）外壁连接有打磨件（5），所述工作台（1）两侧外壁均连接有支撑板（3），所述支撑板（3）外壁开凿有滑槽（301），所述滑槽（301）内壁滑动连接有滑块（302），所述滑块（302）与滑槽（301）的内壁之间连接有第一弹性元件（303），两个所述滑块（302）之间连接有抬升板（4），且所述打磨件（5）与抬升板（4）的底壁活动相抵，所述视觉检测机构包括CCD相机（6），所述CCD相机（6）连接在抬升板（4）的底壁，所述工作台（1）外壁还连接有定位机构，所述抬升板（4）外壁开凿有与定位机构相配合的定位孔（401）；所述工作台（1）的外壁连接有U形框（7），所述U形框（7）的内壁连接有固定杆（701），所述抬升板（4）滑动连接在固定杆（701）的外壁，所述抬升板（4）包括第一斜板（402）、平板（403）和第二斜板（404），所述第一斜板（402）和平板（403）两侧外壁均连接有连接板（10），两个所述连接板（10）之间连接有固定轴（11），所述固定轴（11）外壁连接有辅助辊（111），所述定位机构包括固定板（12），所述固定板（12）固定连接在工作台（1）的外壁，所述固定板（12）外壁活动连接有定位板（13），所述定位板（13）内开凿有定位槽（131），所述定位槽（131）内壁连接有第二弹性元件（1311），所述第二弹性元件（1311）远离定位槽（131）内壁的一端连接有定位杆（1312），所述定位杆（1312）远离第二弹性元件（1311）的一端穿过固定板（12）并活动连接在定位孔（401）内，所述工作台（1）外壁开凿有活动槽（14），所述活动槽（14）内壁活动连接有活动块（141），所述活动块（141）与活动槽（14）的内壁之间连接有伸缩杆（142），所述活动块（141）外壁设置有斜面，所述斜面与打磨件（5）活动相抵，所述活动槽（14）内壁连接有气囊（143），所述工作台（1）内还开凿有工作槽（15），所述气囊（143）的输出端与工作槽（15）相互连通，所述工作槽（15）内壁活动连接有活塞（151），所述活塞（151）外壁连接有移动杆（152），所述移动杆（152）远离活塞（151）的一端依次穿过工作台（1）和固定板（12）并与定位板（13）相连，所述移动杆（152）外壁套接有第三弹性元件（1521），所述第三弹性元件（1521）的两端分别与工作台（1）和定位板（13）相连。

2.根据权利要求1所述的机器人打磨视觉在线检测系统，其特征在于，所述固定板（12）外壁连接有导向杆（121），所述定位板（13）滑动连接在导向杆（121）的外壁。

3.根据权利要求1所述的机器人打磨视觉在线检测系统，其特征在于，所述视觉检测机构还包括图像处理模块（17）和显示屏（18），所述图像处理模块（17）和显示屏（18）均连接在支撑柱（101）的外壁，所述图像处理模块（17）与CCD相机（6）电性连接，所述图像处理模块（17）的另一端与显示屏（18）相连。

4.根据权利要求3所述的机器人打磨视觉在线检测系统，其特征在于，所述图像处理模块（17）包括图形滤波模块、图像增强模块、图像分割模块以及图像边缘检测模块。