CN113333305A - 基于视觉检测系统的检测设备及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及视觉检测的领域,尤其是涉及一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。基于视觉检测系统的检测设备,包括工作台板及设置在其上的上料区、检测区及收料区;上料区和收料区均布置有承托件、上下驱动件、直线驱动件、托盘支撑机构及机械手;检测区布置有搬运机构、第一检测机构、第二检测机构、第三检测机构、第一中转机构及第二中转机构。上述基于视觉检测系统的检测设备的使用方法,包括上料、检测以及收料步骤。本申请通过上料区、检测区以及收料区的设置,实现了通过一次连续的检测过程即可完成物料所有检测项目的检测;能够快速获得物料全面的检测结果并筛出不合格料。检测时自动化程度高,周转步骤少,有利于检测效率的提高。

Description

基于视觉检测系统的检测设备及使用方法
技术领域
本申请涉及视觉检测的领域,尤其是涉及一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。
背景技术
在电子数码领域,由于小型化的要求,常会用到具有线圈和薄膜的片层器件。该类片层器件包括两层薄膜以及夹在两者之间的线圈;其中,薄膜由具有弹性的透明塑料制成,两层薄膜通过粘接胶体连接。由于薄膜具有透明的特性,因此夹在两层薄膜之间的线圈和胶体均能从外部观察到。
该类片层器件的检测项目通常包括其尺寸、轮廓度是否准确,是否有未排废(排废指去除片层器件边缘切割时黏连的废料)的情况,是否有缺胶、皱胶的情况,物料中是否存在异物、黑点或气泡,二维码是否漏打等。
目前,进行上述检测通常是分批进行的,是个不连续的过程;即将一批物料上料到一个检测设备进行部分项目的检测,之后收料;将物料流转到另一个检测设备,再上料、检测、收料;以此循环直到完成所有检测项目。检测中周转步骤多,影响了检测效率;物料的全面检测结果得出周期比较长,无法通过一次连续的检测过程实现物料所有检测项目的检测。
发明内容
为了能通过一次连续的检测过程实现物料所有检测项目的检测,本申请提供一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。
第一方面,本申请提供的一种基于视觉检测系统的检测设备采用如下的技术方案:
基于视觉检测系统的检测设备,包括工作台板及设置在其上的上料区、检测区及收料区;
所述上料区和收料区均布置有承托件、上下驱动件、直线驱动件、托盘支撑机构以及机械手;所述承托件设置于码垛的托盘的底部,所述上下驱动件设置于承托件底部,所述直线驱动件与承托件连接,并驱动其运动到机械手处;所述托盘支撑机构用于连接位于次底层的托盘并将其固定;所述收料区还布置有不合格物料盒;
所述检测区布置有搬运机构、第一检测机构、第二检测机构、第三检测机构、第一中转机构及第二中转机构;所述搬运机构用于将物料在各检测机构和各中转机构中传送;第一检测机构包括由上而下设置在物料下方的第一同轴光源及第一视觉检测部,还包括设置在物料上方的背光源,第二检测机构包括由上而下设置在物料下方的环形光源及第二视觉检测部,第三检测机构包括由上而下设置在物料上方的第三视觉检测部及第二同轴光源;
所述上料区的机械手用于将临近托盘中的物料转移到第一中转机构中;所述收料区的机械手用于将第二中转机构中的物料转移到临近托盘或不合格物料盒中。
通过采用上述技术方案,在上料区中,托盘支撑机构支撑住除底层托盘外的所有托盘;承托件在上下驱动件的作用下,带着底层托盘与其他托盘分离;之后在直线驱动件的作用下,承托件带着托盘运动到机械手处;机械手将托盘中的物料转移到第一中转机构中。在检测区中,搬运机构将物料从第一中转机构中取出,并依次搬运到第一检测机构、第二检测机构、第三检测机构进行视觉检测,完成对物料所有检测项目的检测;之后搬运机构将物料搬运到第二中转机构中。在收料区中,机械手根据检测结果将第二中转机构中的物料转移到托盘或不合格物料盒中。本检测设备自动化程度高,通过一次连续的检测过程即可实现物料所有检测项目的检测,能很快判定物料的质量并筛出不合格料;检测中周转步骤少,有利于检测效率的提高。
可选的,所述工作台板在上料区和收料区处均设置有纵长形的开口;
在所述工作台板的上方,每个所述开口的一端外侧均设置有机械手,另一端外侧设置有一托盘支撑机构,开口的上方还架设有另一托盘支撑机构,两托盘支撑机构相对设置,且在两者之间形成托盘的码垛位;
在所述工作台板的下方,每个所述开口的一侧长边的外侧设置有直线驱动件,所述直线驱动件为直线模组,其长度方向与开口的长度方向平行;所述开口的下方设置有上下驱动件,所述上下驱动件为活塞杆朝上设置的双层气缸,其通过连接件和同开口所对应的直线驱动件的滑台连接;
所述上下驱动件的上层气缸的活塞杆连接在承托件底部;当上层气缸的活塞杆顶出时,承托件抵住位于底层的托盘的底部。
可选的,所述托盘支撑机构包括第一驱动气缸和第一固定件,所述第一驱动气缸驱动第一固定件贴到托盘上,所述第一固定件为具有卡块的固定板。
通过采用上述技术方案,通过卡块卡接的方式,能有效实现对托盘的支撑固定。
可选的,每个开口的上方还架设有挡板,所述挡板位于两对应的托盘支撑机构之间。
可选的,所述机械手设置有用于吸附托盘内物料的第一吸嘴和用于检测托盘内是否有物料的光纤传感器。
通过采用上述技术方案,第一吸嘴可以有效吸取物料,光纤传感器能够检测托盘中是否有物料,避免第一吸嘴的空吸。
可选的,在工作台板的上方,每个所述开口的两侧长边外侧还分别设置有一托盘固定机构,两托盘固定机构对称设置并位于开口临近机械手的一端;
每个所述托盘固定机构包括第二驱动气缸和第二固定件,所述第二驱动气缸驱动第二固定件贴到托盘上,所述第二固定件为具有卡块的固定板。
通过采用上述技术方案,托盘固定机构可使托盘保持稳定,利于机械手转移托盘中的物料。
可选的,上料区的开口上方还通过支板连接有多个拨料台阶,每个所述拨料台阶的台阶部均倒置;每个所述拨料台阶均与托盘的一个料槽对应,且每个拨料台阶的台阶部均从对应料槽的一侧伸到料槽的上方。
通过采用上述技术方案,取料时拨料台阶会碰到物料边缘并对物料有个拨动动作,从而能将由于静电而黏连在物料下的另一片物料拨下。
可选的,所述搬运机构包括摆杆、连杆、摆动驱动机构、安装板以及第二吸嘴;所述摆杆水平设置,所述连杆至少具有两根且平行设置,每根所述连杆的一端铰接在安装板上,另一端与摆杆铰接;所述摆动驱动机构与其中一连杆铰接在安装板上的端部连接,并驱动该连杆摆动;所述第二吸嘴具有多个且等间距设置在摆杆的下方;
所述第一检测机构包括第一载料台,其位于第一同轴光源和背光源之间;所述第二检测机构包括第二载料台,其位于环形光源的上方;所述第三检测机构包括第三载料台,其位于第二同轴光源的下方;
所述第一中转机构包括用于携带物料的第一移动载具,所述第一移动载具在动力驱动下在第一近机械手点和第一近检测机构点之间移动;所述第二中转机构包括用于携带物料的第二移动载具,所述第二移动载具在动力驱动下在第二近机械手点和第二近检测机构点之间移动;
所述第一近检测机构点、第一载料台、第二载料台、第三载料台及第二近检测机构点之间等间距设置,且其间距与第二吸嘴之间的间距相同。
通过采用上述技术方案,实现了将第一中转机构、第一载料台、第二载料台及第三载料台上的物料同步搬运到下一个工位。
可选的,所述第一载料台为透明载料台;所述第二载料台为镂空载料台。
第二方面,本申请提供的一种上述基于视觉检测系统的检测设备的使用方法,采用如下的技术方案:
上述基于视觉检测系统的检测设备的使用方法,包括以下步骤:
上料:在所述上料区中,装载有物料的多个托盘码垛,所述承托件抵在位于底层的托盘的底部;启动所述托盘支撑机构,使其与位于次底层的托盘连接并将其固定;所述上下驱动件启动,驱动承托件带动位于底层的托盘下降;所述直线驱动件启动,驱动承托件及其上的托盘运动到机械手处;所述机械手启动,将承托件带来的托盘中的物料转移到第一中转机构中;
检测:在所述检测区中,所述搬运机构启动,将物料从第一中转机构依次搬运到第一检测机构、第二检测机构及第三检测机构进行检测;之后将物料搬运到第二中转机构中;
收料:在所述收料区中,多个空托盘码垛,所述承托件抵在位于底层的托盘的底部;启动所述托盘支撑机构,使其与位于次底层的托盘连接并将其固定;所述上下驱动件启动,驱动承托件带动位于底层的托盘下降;所述直线驱动件启动,驱动承托件及其上的托盘运动到机械手处;所述机械手启动并根据检测的结果,将第二中转机构中的物料转移至承托件带来的托盘或不合格物料盒中。
通过采用上述技术方案,实现了通过一次连续的检测过程,即可完成对物料所有检测项目的检测。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.本申请通过上料区、检测区以及收料区的设置,实现了通过一次连续的检测过程即可完成物料所有检测项目的检测;能够快速获得物料全面的检测结果并筛出不合格料。检测时自动化程度高,周转步骤少,有利于检测效率的提高。
2.本申请通过机械手上光纤传感器的设置,避免了第一吸嘴的空吸,提高了取料的效率,也节省了机械手的运行成本。
3.本申请设置的拨料台阶能够减少由于物料之间的黏连而导致多取物料的问题,从而提高了物料检测的正确性。
附图说明
图1是本申请实施例1的检测设备的立体示意图。
图2是本申请实施例1的上料区的结构示意图。
图3是本申请实施例1的上料区另一个视角下的结构示意图。
图4是图2的A处的放大图。
图5是本申请实施例1的上料区又一个视角下的结构示意图。
图6是本申请实施例1的检测设备另一个角度的立体示意图。
图7是本申请实施例1的检测区的结构示意图。
图8是本申请实施例1的检测区另一个视角下的结构示意图。
图9是本申请实施例1的收料区的结构示意图。
图10是本申请实施例1的收料区另一个视角下的结构示意图。
图11是本申请实施例2的直线驱动件的结构示意图。
图12是本申请实施例3的托盘支撑机构和托盘固定机构的结构示意图。
图13是图12的B处的放大图。
图14是本申请实施例4的检测区的结构示意图。
图15是本申请实施例5的检测区的结构示意图。
图16是本申请实施例6的检测区的结构示意图。
附图标记说明:11、承托件;12、上下驱动件;121、上层气缸;122、下层气缸;123、连接板;13、直线驱动件;14、托盘支撑机构;141、第一驱动气缸;142、第一固定件;143、第一真空吸盘;15、机械手;151、第一吸嘴;152、光纤传感器;153、水平多关节机器人;1531、作用轴;16、挡板;17、托盘固定机构;171、第二驱动气缸;172、第二固定件;173、第二真空吸盘;18、拨料台阶;181、台阶部;19、滑轨;101、码垛位;102、移料位;103、第一光电感应器;2、上料区;3、检测区;31、搬运机构;311、摆杆;312、连杆;313、摆动驱动机构;314、安装板;315、第二吸嘴;32、第一检测机构;321、第一同轴光源;322、第一镜头;323、第一CCD相机;324、背光源;325、第一载料台;33、第二检测机构;331、环形光源;332、第二镜头;333、第二CCD相机;334、第二载料台;34、第三检测机构;341、第二同轴光源;342、第三镜头;343、第三CCD相机;344、第三载料台;35、第一中转机构;351、第一移动载具;352、第一载具移动模组;353、第一近机械手点;354、第一近检测机构点;355、第一载具传送带;356、第一载具移动轨道;36、第二中转机构;361、第二移动载具;362、第二载具移动模组;363、第二近机械手点;364、第二近检测机构点;371、第一安装柱;372、第二安装柱;373、第三安装柱;38、同步轮;39、搬料机械臂;4、收料区;41、不合格物料盒;5、工作台;51、工作台板;511、开口;52、台体;53、万向轮;54、支脚;61、竖直线性模组;62、料叉;63、水平传送带;64、托盘载车;65、第二光电感应器;7、托盘;71、料槽。
具体实施方式
以下结合附图1-16对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例公开了一种基于视觉检测系统的检测设备,用于将托盘7中的物料取出进行视觉检测,之后放入空的托盘7中。参照图1,本实施方案中,托盘7为正方形板体,其具有六个料槽71,并按2×3排布。每个料槽71中能够水平叠放五十片物料。
参照图1,基于视觉检测系统的检测设备包括上料区2、检测区3、收料区4和工作台5。其中,工作台5包括工作台板51、台体52、万向轮53以及支脚54。具体的,台体52内部具有部件放置空间,万向轮53以及支脚54安装在台体52下方。万向轮53的设置便于本检测设备的移动;支脚54为防震支脚,有利于减少震动对本检测设备的影响。工作台板51为长方形板状结构,并安装在台体52上;工作台板51在临近其两端的位置分别开设一个长方形的开口511,两开口511的长度方向均平行于工作台板51短边的长度方向;开口511的宽度大于托盘7的边长。上料区2、检测区3、收料区4均设置在工作台板51上;上料区2和收料区4分别位于工作台板51的两端,检测区3位于上料区2和收料区4之间;在上料区2和收料区4中分别具有一个开口511。
参照图2和图3,上料区2布置有承托件11、上下驱动件12、直线驱动件13、托盘支撑机构14、机械手15、挡板16以及托盘固定机构17。
参照图3,直线驱动件13安装在工作台板51的下表面上,且位于开口511一侧长边的外侧。在本实施方案中,直线驱动件13为带滑块的直线模组,其长度方向与开口511的长度方向平行,且直线驱动件13由开口511的一端延伸到另一端。在工作台板51的下表面,位于开口511另一侧长边的外侧还安装有带滑块的滑轨19,滑轨19与直线驱动件13平行设置,滑轨19同样由开口511的一端延伸到另一端。
参照图3,上下驱动件12为活塞杆朝上设置的双层气缸且通过连接板123设置在开口511下方。具体的,上下驱动件12包括上层气缸121和下层气缸122,下层气缸122具有两个且对称安装在水平设置的连接板123两侧,两下层气缸122的活塞杆分别向上设置并连接在上层气缸121的底部。连接板123呈纵长条状,其一端与直线驱动件13的滑块连接,另一端与滑轨19的滑块连接;通过直线驱动件13的驱动,连接板123运动并带动上下驱动件12沿开口511的长度方向运动。
参照图3,承托件11为水平设置的正方形板状结构,其底部与上层气缸121的活塞杆连接;承托件11用于承托托盘7。同时,承托件11上设置若干真空吸盘,能够吸住置于承托件11上的托盘7,使对托盘7的承托更稳定牢固。
参照图2和图3,托盘支撑机构14具有两个,其一通过支架安装在工作台板51上,并位于开口511一端的外侧;另一通过支架架设在开口511的上方;两托盘支撑机构14对称设置。在两托盘支撑机构14之间设置有挡板16,挡板16架设在开口511的上方。挡板16与安装在工作台板51上的托盘支撑机构14之间形成托盘7的码垛位101。
参照图2,托盘支撑机构14包括第一驱动气缸141和第一固定件142;其中,第一固定件142为一固定板,其一侧表面和第一驱动气缸141的活塞杆固接,相对另一侧表面朝向码垛位101,且该表面固接有若干卡块。通过第一驱动气缸141的驱动,固定板可抵接到位于次底层的托盘7(即底层之上的一块托盘7)的侧面,并将卡块卡接在该托盘7侧面的凹槽中;在两托盘支撑机构14的相对作用下,可将托盘7支撑住。需要说明的是:可以设置额外的稳定结构;如:设置稳定滑块,其一端固接在第一固定件142朝向第一驱动气缸141的表面,另一端通过常规方式滑动连接于安装在支架上的直线滑轨上,该直线滑轨的长度方向与第一驱动气缸141活塞杆的伸缩方向相同;这样可以增加第一固定件142在移动时的稳定性。另外,在工作台板51上位于码垛位101的位置还设置第一光电感应器103,用于检测码垛位101是否有托盘7。
参照图2和图3,多个托盘7依次码垛在码垛位101上;上下驱动件12的上层气缸121的活塞杆顶出,下层气缸122的活塞杆保持收回状,使承托件11整体位于开口511的上方并由下而上抵在底层托盘7的底部中心处,将所有码垛的托盘7承托住。
参照图2和图4,机械手15安装在工作台板51上,并位于开口511远离托盘支撑机构14的一端的外侧。机械手15包括多个第一吸嘴151、光纤传感器152以及水平多关节机器人153。多个第一吸嘴151分成两组并分别通过支架连接在水平多关节机器人153的作用轴1531上。在水平多关节机器人153的驱动下,第一吸嘴151可移动到开口511的上方;定义此时位于第一吸嘴151下方的开口511部分所对应的位置为托盘7的移料位102。同时,通过作用轴1531的驱动,可以调整两组第一吸嘴151的位置,使两组第一吸嘴151能够同时吸取位于相邻两料槽71中的物料,从而实现一次吸取两片物料的操作。另外,光纤传感器152具有两个,分别设置在两组第一吸嘴151旁,用于检测托盘7内是否有物料,防止第一吸嘴151空吸。
参照图4,托盘固定机构17具有两个,对称设置于开口511两侧长边的外侧,并临近托盘7的移料位102。托盘固定机构17与托盘支撑机构14的结构类似,包括第二驱动气缸171和第二固定件172;其中,第二驱动气缸171通过支架架设在开口511一侧长边的外侧;第二固定件172为一固定板,其一侧表面和第二驱动气缸171的活塞杆固接,另一侧表面朝向移料位102,且该表面设置若干卡块。通过第二驱动气缸171的驱动,固定板可贴合到托盘7的侧面,且卡块卡接在托盘7侧面的凹槽中。通过两托盘固定机构17的相对作用,可将托盘7夹持并固定。为了增加托盘固定机构17对托盘7的固定,在第二固定件172的底部还可以加装一块向移料位102延伸的托板,以托住托盘7的底部。
参照图4,在托盘7的移料位102处设置有多个拨料台阶18;这些拨料台阶18均通过支板架设在开口511的上方,且每个拨料台阶18的台阶部181均处于倒置状态(即台阶面朝下)。拨料台阶18每两个组成一组,每组拨料台阶18与料槽71一一对应。当托盘7位于移料位102时,属于同一组的两个拨料台阶18对称位于对应料槽71的两侧,且拨料台阶18的台阶部181伸到料槽71的上方。拨料台阶18起到防止由于物料黏连而带出多余物料的情况。当第一吸嘴151将物料吸出料槽71时,物料边缘会碰到拨料台阶18的台阶部181并被其拨动;由于物料具有弹性和柔度,故被第一吸嘴151吸住的物料在被台阶部181拨动后恢复原状,而由于静电而黏连在物料下方的另一片物料则会被拨下而落回到料槽71中。
参照图5,在开口511位于移料位102的一端还设置有竖直线性模组61,竖直线性模组61一端位于开口511内,另一端向下延伸到台体52中,并与台体52底壁内表面连接。竖直线性模组61具有滑块,该滑块上对称连接有两料叉62;料叉62水平设置且沿开口511的长度方向向托盘7的码垛位101延伸。当托盘7位于移料位102时,两料叉62位于托盘7的下方;料叉62可起到接替托承托件11承托托盘7的作用。当托盘固定机构17的第二驱动气缸171收回而不再对托盘7起到固定作用后,两料叉62在竖直线性模组61的驱动下上移并承托托盘7,且将托盘7带到台体52的内部。
参照图5,台体52底壁内表面安装有水平传送带63;该水平传送带63一端临近竖直线性模组61的底部,并在水平位置上处于两料叉62之间;水平传送带63的另一端外延处设置有托盘载车64。当两料叉62带着托盘7来到竖直线性模组61的底部时,水平传送带63临近竖直线性模组61的一端位于两料叉62之间并承托住托盘7;通过水平传送带63的输送,托盘7被送到托盘载车64上。在台体52内还安装有第二光电感应器65,当托盘7装载到托盘载车64上时,第二光电感应器65会感应到并发出信号,提醒操作人员进行处理。
参照图6,检测区3布置有搬运机构31、第一检测机构32、第二检测机构33、第三检测机构34、第一中转机构35及第二中转机构36。其中,第一检测机构32、第二检测机构33、第三检测机构34沿直线依次排布;第一检测机构32更靠近上料区2,第三检测机构34更靠近收料区4。第一中转机构35设置于上料区2与第一检测机构32之间,第二中转机构36设置于收料区4和第三检测机构34之间。
参照图7和图8,第一中转机构35包括第一移动载具351以及第一载具移动模组352。第一载具移动模组352为安装在工作台板51上的直线模组,第一移动载具351用于携带待检测物料并安装在直线模组设置的滑块上;本实施方案中,第一移动载具351一次可以携带两片物料。定义第一载具移动模组352的两端分别为第一近机械手点353和第一近检测机构点354;第一移动载具351在直线模组的驱动下,在第一近机械手点353和第一近检测机构点354之间移动。
参照图7和图8,第一检测机构32包括由上而下依次同轴设置的背光源324、第一载料台325、第一同轴光源321和第一视觉检测部。其中,第一视觉检测部由上下同轴设置的第一镜头322(35mm)以及第一CCD相机323(12M像素)组成,第一CCD相机323安装在竖直连接在工作台板51下表面的第一安装柱371上,第一镜头322安装在第一CCD相机323上;为了可以调节第一CCD相机323的高度,从而获得更好的成像效果,第一安装柱371上竖直安装有直线滑轨,第一CCD相机323连接在直线滑轨上;在沿直线滑轨调节好高度后,第一CCD相机323通过螺钉等常规手段固定。第一同轴光源321由下方穿过工作台板51而露于其上方,并且第一同轴光源321下部与第一安装柱371固接。第一载料台325为透明载料台,其检测位为镀增透膜玻璃;第一载料台325通过支架安装在工作台板51之上,并架在第一同轴光源321上。背光源324通过常规支架或安装板架设在第一载料台325上。通过上述设置,第一检测机构32可检测物料的尺寸、轮廓度是否准确,是否有未排废、缺胶、皱胶的情况,物料是否存在异物或气泡,二维码是否漏打。
参照图7和图8,第二检测机构33包括由上而下依次同轴设置的第二载料台334、环形光源331及第二视觉检测部。其中,第二视觉检测部由上下同轴设置的第二镜头332(0.35倍镜头)以及第二CCD相机333(29M像素)组成,第二CCD相机333安装在竖直连接在工作台板51下表面的第二安装柱372上,第二镜头332安装在第二CCD相机333上;为使第二CCD相机333的高度可调,第二CCD相机333具体连接于安装在第二安装柱372上的直线滑轨上。环形光源331通过第二安装柱372安装在工作台板51和第二镜头332之间。第二载料台334由黑化的钢件制成,其检测位镂空设置;第二载料台334通过支架安装在工作台板51上;在环形光源331和第二载料台334之间的工作台板51上开设圆形缺口,以保证环形光源331发出的光可以照射到第二载料台334上,且第二视觉检测部可以拍摄到第二载料台334上的物料。通过上述设置,第二检测机构33可检测物料中是否有黑点或异物,另外可进一步检测排废是否完全。
参照图7和图8,第三检测机构34包括由上而下依次同轴设置的第三视觉检测部、第二同轴光源341以及第三载料台344。其中,第三视觉检测部由上下同轴设置的第三CCD相机343(12M像素)以及第三镜头342(35mm)组成;第三CCD相机343安装在竖直连接在工作台板51上表面的第三安装柱373上,第三镜头342安装在第三CCD相机343下;第三CCD相机343具体连接于安装在第三安装柱373上的直线滑轨上,使其高度可调。第二同轴光源341通过第三安装柱373安装在第三镜头342正下方。第三载料台344通过支架安装在工作台板51上,并位于第二同轴光源341的正下方。通过上述设置,第三检测机构34对物料做正面检测,可检测物料中是否有异物和PI气泡,并进一步检测排废是否完全。
参照图7和图8,第二中转机构36与第一中转机构35的结构相同,包括用于接收已检测物料的第二移动载具361和为直线模组的第二载具移动模组362。其中,第二载具移动模组362的两端定义为第二近机械手点363和第二近检测机构点364;第二移动载具361与第二载具移动模组362设置的滑块连接,并在第二近机械手点363和第二近检测机构点364之间移动。另外,在本实施方案中,第二移动载具361一次可以携带两片物料。
参照图7和图8,搬运机构31包括摆杆311、连杆312、摆动驱动机构313、安装板314以及第二吸嘴315。
参照图7和图8,安装板314为长方形板且通过一侧长边竖直安装在工作台板51上;同时,安装板314的长边长度方向与由第一检测机构32到第三检测机构34的排布方向平行。摆杆311水平设置;连杆312具有两根且平行设置,每根连杆312的一端与摆杆311铰接,另一端与同步轮38连接;同步轮38通过转轴转动安装在安装板314的一侧表面,两连杆312所对应的同步轮38通过同步带连接。摆动驱动机构313为伺服电机,并安装在安装板314的另一侧表面;伺服电机的输出轴穿过安装板314而与其中一同步轮38的转轴连接;摆动驱动机构313可驱动该同步轮38,从而驱动与该同步轮38连接的连杆312,使连杆312绕同步轮38中心摆动。
参照图7和图8,第二吸嘴315设置四个,且等间距安装在摆杆311的下端。同时,第一近检测机构点354、第一载料台325、第二载料台334、第三载料台344及第二近检测机构点364之间也为等间距设置,且其间距与第二吸嘴315之间的间距相同。
通过上述设置,摆动驱动机构313驱动连杆312摆动,并带动摆杆311下的第二吸嘴315做半圆轨迹的运动,将第一移动载具351、第一载料台325、第二载料台334、第三载料台344上的物料同步运送到下一个工位上;从而实现将物料在各检测机构(即指第一检测机构32、第二检测机构33、第三检测机构34)和各中转机构(即指第一中转机构35、第二中转机构36)中的传送。
参照图9和图10,收料区4和上料区2的结构基本相同,也布置有承托件11、上下驱动件12、直线驱动件13、托盘支撑机构14、机械手15、挡板16、托盘固定机构17及相关部件;并且在所对应的开口511的两端位置形成托盘7的码垛位101和移料位102。不同之处在于,收料区4不布置拨料台阶18。另外,收料区4中还布置有不合格物料盒41,该不合格物料盒41安装在工作台板51上,并位于第二中转机构36和机械手15之间。机械手15根据检测结果的好坏,将第二移动载具361中的物料转移到位于移料位102的托盘7或不合格物料盒41中。
参照图9,不合格物料盒41具有四个格子,物料可根据不同的不良情况而被放入不同的格子中,便于之后的处理。
本申请实施例还公开了上述基于视觉检测系统的检测设备的使用方法,包括以下步骤:
S1、上料。
S101、在上料区2中,多个满载待检测物料的托盘7在码垛位101依次码垛;此时上层气缸121的活塞杆处于顶出状态,驱动承托件11上升并抵在位于底层的托盘7的底部,从而将所有码垛的托盘7承托住。
S102、两第一驱动气缸141启动,驱动各自对应的第一固定件142抵接到位于次底层的托盘7的侧面,并将第一固定件142上的卡块卡接到该托盘7侧面的凹槽中;这样,除底层托盘7外,其余托盘7均被两托盘支撑机构14支撑住。
S103、上层气缸121的活塞杆收回,驱动承托件11和位于底层的托盘7一同下降,使底层托盘7与其他托盘7分离。
S104、直线驱动件13启动,驱动承托件11及其上的托盘7沿开口511向机械手15处运动,并停止在移料位102。
S105、两第二驱动气缸171启动,驱动各自对应的第二固定件172抵接到托盘7侧面,并将其上的卡块卡接到托盘7侧面的凹槽中;通过两个托盘固定机构17的配合,托盘7被固定住。
S106、直线驱动件13再次启动,驱动承托件11回到码垛位101;之后上下驱动件12的双层气缸的活塞杆均顶出,使承托件11从下而上抵住码垛的托盘7;之后第一驱动气缸141退回,从而解除托盘支撑机构14对托盘7的支撑;下层气缸122的活塞杆收回,承托件11下降,使码垛的托盘7整体下移,这样原位于次底层的托盘7变为底层托盘7。
S107、在S106实施的同时,机械手15启动,第一吸嘴151将托盘7中的物料吸出并转移到处于第一近机械手点353位置的第一移动载具351中。挡板16的设置保证了机械手15在移料时不会触碰到位于码垛位101的托盘7。
S108、当托盘7中的物料全被取走后,两料叉62在竖直线性模组61的驱动下上升并托住托盘7;之后第二驱动气缸171的活塞杆收回,解除托盘固定机构17对托盘7的固定;料叉62下降并将托盘7带到台体52中。当下一块托盘7被取空后,料叉62再次上升使该托盘7叠在料叉62上的托盘7上;如此循环,被取完料的托盘7依次码垛在一起并被两料叉62承托;当码垛到预定数量后,两料叉62下降并将码垛的托盘7放置在水平传送带63上;水平传送带63启动,将托盘7送到托盘载车64上。操作人员将托盘载车64取出,将空的托盘7回用。
S2、检测。
S201、在检测区3中,载有物料的第一移动载具351从第一近机械手点353移动到第一近检测机构点354;第一搬运机构31启动,摆动驱动机构313驱动连杆312摆动,使四个第二吸嘴315做半圆轨迹的运动,分别从第一移动载具351、第一载料台325、第二载料台334、第三载料台344吸取物料并同步转移到下一个工位;即同步将第一移动载具351的物料转移到第一载料台325、将第一载料台325的物料转移到第二载料台334、将第二载料台334的物料转移到第三载料台344、将第三载料台344的物料转移到位于第二近检测机构点364的第二移动载具361中。
S202、分处于第一检测机构32、第二检测机构33及第三检测机构34的物料分别被检测。
S203、检测后,搬运机构31启动再次进行同步搬运。这样使物料从第一中转机构35开始,依次经过第一检测机构32、第二检测机构33及第三检测机构34的检测,之后移到第二中转机构36中。由于搬运机构31的每个第二吸嘴315一次只能吸取一片物料,而第一移动载具351一次可携带两片物料;故在第一片物料被取走后,第一移动载具351会在第一载具移动模组352上移动,以配合第二吸嘴315的位置。第二移动载具361亦然。
S3、收料,该步骤与S1类似。
S301、在收料区4中,未载有物料的托盘7在码垛位101码垛,承托件11将这些托盘7承托住。
S302、两托盘支撑机构14启动,将除底层托盘7外的其余托盘7支撑住。
S303、上下驱动件12启动,驱动承托件11及其上的托盘7下降,使底层的托盘7与其他托盘7分离。
S304、直线驱动件13启动,驱动承托件11及其上的托盘7运动到移料位102。
S305、托盘固定机构17启动,将托盘7固定住。
S306、直线驱动件13再次启动,将承托件11带回到码垛位101;承托件11在上下驱动件12的驱动下顶住码垛的托盘7;托盘支撑机构14解除对托盘7的支撑,承托件11带动码垛的托盘7整体下移。
S307、在S306实施的同时,第二移动载具361由第二近检测机构点364移动到第二近机械手点363;机械手15启动,根据检测的结果,将第二移动载具361中的物料转移至位于移料位102的托盘7或不合格物料盒41中。
S308、当料托盘7被物料放满后,托盘固定机构17解除对托盘7的固定,两料叉62托住托盘7并下降到台体52中。当下一块托盘7被装满后,料叉62再次上升使该托盘7叠在料叉62上的托盘7上;如此循环,装满物料的托盘7码垛在一起;当码垛到预定数量后,两料叉62下降并将码垛的托盘7放置在水平传送带63上;水平传送带63启动,将码垛的托盘7送到托盘载车64;操作人员将托盘载车64取出,完成检测合格的物料的收料。
实施例2
本申请实施例公开了一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:直线驱动件13的结构改变。
参照图11,本实施例的实施方案中,直线驱动件13为一驱动气缸,并安装在工作台板51的下表面上;驱动气缸活塞杆的伸缩方向与开口511的长度方向平行,且活塞杆和连接板123连接。同时,在工作台板51的下表面上,位于开口511两侧长边的外侧分别安装一滑轨19(带滑块);两滑轨19平行设置,且长度方向均与开口511的长度方向平行;两滑轨19均由开口511的一端延伸到另一端。连接板123的两端分别安装在两滑轨19的滑块上。通过驱动气缸活塞杆的伸缩可驱动连接板123并带动承托件11沿开口511的长度方向滑动。
通过上述设置,同样能够实现承托件11以及其上的托盘7由码垛位101移动到移料位102;同时该结构设置成本更低,但是结构紧凑性较差。
实施例3
本申请实施例公开了一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:托盘支撑机构14和托盘固定机构17的结构改变。
参照图12和图13,本实施例的实施方案中,托盘支撑机构14包括第一驱动气缸141和第一真空吸盘143。第一真空吸盘143的吸盘面朝向码垛位101,相对另一面与第一驱动气缸141的活塞杆固接。运行时,第一驱动气缸141驱动第一真空吸盘143贴近到托盘7侧面;通过第一真空吸盘143的真空吸附加之两第一真空吸盘143对托盘7的夹紧作用,实现对托盘7的支撑。
类似的,托盘固定机构17包括第二驱动气缸171和第二真空吸盘173,第二真空吸盘173在第二驱动气缸171的驱动下贴合到托盘7侧面,并支撑托盘7。
实施例4
本申请实施例公开了一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:第一中转机构35和第二中转机构36的结构改变。
参照图14,本实施例的实施方案中,第一中转机构35包括第一移动载具351以及第一载具传送带355。第一移动载具351固接在第一载具传送带355上,并通过第一载具传送带355的传送而来往于第一近机械手点353和第一近检测机构点354。
第二中转机构36与第一中转机构35的结构相同,在此不做赘述。
实施例5
本申请实施例公开了一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:第一中转机构35和第二中转机构36的结构改变。
参照图15,本实施例的实施方案中,第一中转机构35包括第一移动载具351和第一载具移动轨道356。其中,第一移动载具351为电动小车,第一载具移动轨道356为直线轨道,且其上表面开设有两条沿直线轨道长度方向延伸的凹槽。第一移动载具351设置在第一载具移动轨道356上,电动小车底部设置的两排轮子分别置于两条凹槽中。第一移动载具351在内置电机的驱动下,在第一近机械手点353和第一近检测机构点354之间移动。
第二中转机构36与第一中转机构35的结构相同,在此不做赘述。
实施例6
本申请实施例公开了一种基于视觉检测系统的检测设备及使用方法。本实施例与实施例1基本相同,不同之处在于:不设置搬运机构31,取而代之的是四个搬料机械臂39。
参照图16,本实施例的实施方案中,搬料机械臂39与机械手15的结构基本相同,不同之处是搬料机械臂39仅具有一组吸嘴。四个搬料机械臂39分别负责将第一中转机构35的物料转移到第一检测机构32、将第一检测机构32的物料转移到第二检测机构33、将第二检测机构33的物料转移到第三检测机构34以及将第三检测机构34的物料转移到第二中转机构36。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:包括工作台板(51)及设置在其上的上料区(2)、检测区(3)及收料区(4);
所述上料区(2)和收料区(4)均布置有承托件(11)、上下驱动件(12)、直线驱动件(13)、托盘支撑机构(14)以及机械手(15);所述承托件(11)设置于码垛的托盘(7)的底部,所述上下驱动件(12)设置于承托件(11)底部,所述直线驱动件(13)与承托件(11)连接,并驱动其运动到机械手(15)处;所述托盘支撑机构(14)用于连接位于次底层的托盘(7)并将其固定;所述收料区(4)还布置有不合格物料盒(41);
所述检测区(3)布置有搬运机构(31)、第一检测机构(32)、第二检测机构(33)、第三检测机构(34)、第一中转机构(35)及第二中转机构(36);所述搬运机构(31)用于将物料在各检测机构和各中转机构中传送;第一检测机构(32)包括由上而下设置在物料下方的第一同轴光源(321)及第一视觉检测部,还包括设置在物料上方的背光源(324),第二检测机构(33)包括由上而下设置在物料下方的环形光源(331)及第二视觉检测部,第三检测机构(34)包括由上而下设置在物料上方的第三视觉检测部及第二同轴光源(341);
所述上料区(2)的机械手(15)用于将临近托盘(7)中的物料转移到第一中转机构(35)中;所述收料区(4)的机械手(15)用于将第二中转机构(36)中的物料转移到临近托盘(7)或不合格物料盒(41)中。
2.根据权利要求1所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:所述工作台板(51)在上料区(2)和收料区(4)处均设置有纵长形的开口(511);
在所述工作台板(51)的上方,每个所述开口(511)的一端外侧均设置有机械手(15),另一端外侧设置有一托盘支撑机构(14),开口(511)的上方还架设有另一托盘支撑机构(14),两托盘支撑机构(14)相对设置,且在两者之间形成托盘(7)的码垛位(101);
在所述工作台板(51)的下方,每个所述开口(511)的一侧长边的外侧设置有直线驱动件(13),所述直线驱动件(13)为直线模组,其长度方向与开口(511)的长度方向平行;所述开口(511)的下方设置有上下驱动件(12),所述上下驱动件(12)为活塞杆朝上设置的双层气缸,其通过连接件和同开口(511)所对应的直线驱动件(13)的滑台连接;
所述上下驱动件(12)的上层气缸(121)的活塞杆连接在承托件(11)底部;当上层气缸(121)的活塞杆顶出时,承托件(11)抵住位于底层的托盘(7)的底部。
3.根据权利要求2所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:所述托盘支撑机构(14)包括第一驱动气缸(141)和第一固定件(142),所述第一驱动气缸(141)驱动第一固定件(142)贴到托盘(7)上,所述第一固定件(142)为具有卡块的固定板。
4.根据权利要求3所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:每个开口(511)的上方还架设有挡板(16),所述挡板(16)位于两对应的托盘支撑机构(14)之间。
5.根据权利要求2所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:所述机械手(15)设置有用于吸附托盘(7)内物料的第一吸嘴(151)和用于检测托盘(7)内是否有物料的光纤传感器(152)。
6.根据权利要求5所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:在工作台板(51)的上方,每个所述开口(511)的两侧长边外侧还分别设置有一托盘固定机构(17),两托盘固定机构(17)对称设置并位于开口(511)临近机械手(15)的一端;
每个所述托盘固定机构(17)包括第二驱动气缸(171)和第二固定件(172),所述第二驱动气缸(171)驱动第二固定件(172)贴到托盘(7)上,所述第二固定件(172)为具有卡块的固定板。
7.根据权利要求6所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:上料区(2)的开口(511)上方还通过支板连接有多个拨料台阶(18),每个所述拨料台阶(18)的台阶部(181)均倒置;每个所述拨料台阶(18)均与托盘(7)的一个料槽(71)对应,且每个拨料台阶(18)的台阶部(181)均从对应料槽(71)的一侧伸到料槽(71)的上方。
8.根据权利要求1所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:所述搬运机构(31)包括摆杆(311)、连杆(312)、摆动驱动机构(313)、安装板(314)以及第二吸嘴(315);所述摆杆(311)水平设置,所述连杆(312)至少具有两根且平行设置,每根所述连杆(312)的一端铰接在安装板(314)上,另一端与摆杆(311)铰接;所述摆动驱动机构(313)与其中一连杆(312)铰接在安装板(314)上的端部连接,并驱动该连杆(312)摆动;所述第二吸嘴(315)具有多个且等间距设置在摆杆(311)的下方;
所述第一检测机构(32)包括第一载料台(325),其位于第一同轴光源(321)和背光源(324)之间;所述第二检测机构(33)包括第二载料台(334),其位于环形光源(331)的上方;所述第三检测机构(34)包括第三载料台(344),其位于第二同轴光源(341)的下方;
所述第一中转机构(35)包括用于携带物料的第一移动载具(351),所述第一移动载具(351)在动力驱动下在第一近机械手点(353)和第一近检测机构点(354)之间移动;所述第二中转机构(36)包括用于携带物料的第二移动载具(361),所述第二移动载具(361)在动力驱动下在第二近机械手点(363)和第二近检测机构点(364)之间移动;
所述第一近检测机构点(354)、第一载料台(325)、第二载料台(334)、第三载料台(344)及第二近检测机构点(364)之间等间距设置,且其间距与第二吸嘴(315)之间的间距相同。
9.根据权利要求8所述的基于视觉检测系统的检测设备,其特征在于:所述第一载料台(325)为透明载料台;所述第二载料台(334)为镂空载料台。
10.权利要求1-9任一所述的基于视觉检测系统的检测设备的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
上料:在所述上料区(2)中,装载有物料的多个托盘(7)码垛,所述承托件(11)抵在位于底层的托盘(7)的底部;启动所述托盘支撑机构(14),使其与位于次底层的托盘(7)连接并将其固定;所述上下驱动件(12)启动,驱动承托件(11)带动位于底层的托盘(7)下降;所述直线驱动件(13)启动,驱动承托件(11)及其上的托盘(7)运动到机械手(15)处;所述机械手(15)启动,将承托件(11)带来的托盘(7)中的物料转移到第一中转机构(35)中;
检测:在所述检测区(3)中,所述搬运机构(31)启动,将物料从第一中转机构(35)依次搬运到第一检测机构(32)、第二检测机构(33)及第三检测机构(34)进行检测;之后将物料搬运到第二中转机构(36)中;
收料:在所述收料区(4)中,多个空托盘(7)码垛,所述承托件(11)抵在位于底层的托盘(7)的底部;启动所述托盘支撑机构(14),使其与位于次底层的托盘(7)连接并将其固定;所述上下驱动件(12)启动,驱动承托件(11)带动位于底层的托盘(7)下降;所述直线驱动件(13)启动,驱动承托件(11)及其上的托盘(7)运动到机械手(15)处;所述机械手(15)启动并根据检测的结果,将第二中转机构(36)中的物料转移至承托件(11)带来的托盘(7)或不合格物料盒(41)中。
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