CN113484239A - 一种多角度外观检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多角度外观检测设备，属于视觉检测技术领域，包括用于固定被检测物体的检测载台、图像采集装置和XYZ轴调节模组，检测载台包括柔性载具，以及用于带动柔性载具进行的姿态调节的多角度旋转机构，多角度旋转机构包括带动柔性载具在水平面上转动的竖直旋转组件及带动竖直旋转组件在另一水平面上转动的水平旋转组件，通过竖直旋转组件和水平旋转组件带动被检测物体相对图像采集装置进行仰俯、侧翻、旋转等姿态调节，分别采集多个不同特定姿态的图像数据，与标准物体相应姿态的图像数据进行比对，相较现有技术通过自动调节被检测物体的姿态、采集多个不同特定姿态下的图像数据进行比对，提高了视觉检测的精度、视觉检测设备的通用性。

Description

一种多角度外观检测设备
技术领域
本发明涉及视觉检测技术领域，特别涉及一种多角度外观检测设备。
背景技术
视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过智能相机、视觉控制器、视觉传感器等图像采集装置或者元器件，将被检测物体转换成图像信号，进而再通过图像处理系统对这些图像信号进行各种运算，来抽取被检测物体的特征，将被检测物体的特征与标准物体的特征进行比对，进而根据判别的结果来完成对被检测物体的检测。相较于采用人工检测，采用视觉检测能够提高检测效率和精度，降低人工、提高生产的自动化程度。
但是现有的视觉检测仍存在较多缺陷，如，现有的视觉检测多采用水平传送的方式对多个被检测物体进行检测，在检测时，检测角度较单一、检测精度低，或者需要同时设置多组不同方位的图像采集装置对被检测物体进行检测，并且检测角度固定、难以调节，无法同时适应不同型号被检测物体的检测，通用性较差。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种多角度外观检测设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多角度外观检测设备，包括；
检测载台，用于固定被检测物体，并且带动被检测物体实现多角度的姿态调节；
图像采集装置，用于获取被检测物体的图像数据；
XYZ轴调节模组，用于带动图像采集装置分别进行X轴、Y轴和Z轴的调节；
所述检测载台位于图像采集装置下方，所述检测载台包括用于固定被检测物体的柔性载具，以及用于带动柔性载具实现多角度的姿态调节的多角度旋转机构，所述多角度旋转机构包括用于带动柔性载具在水平面上转动的竖直旋转组件，以及用于带动竖直旋转组件在另一水平面上转动的水平旋转组件，两个水平面相互相交。
作为优选，所述竖直旋转组件包括竖直旋转电机、竖直旋转轴和竖直旋转安装板，所述竖直旋转电机和竖直旋转轴分别位于竖直旋转安装板两侧，并且竖直旋转电机和竖直旋转轴的轴心线相互平行，竖直旋转轴一端通过传动机构与竖直旋转电机传动连接，另一端固定连接柔性载具。
作为优选，所述竖直旋转轴上设有第一感应片，竖直旋转轴外侧设有与第一感应片相配合的第一光电传感器，通过第一光电传感器检测第一感应片确定竖直旋转轴的转动角度。
作为优选，所述水平旋转组件包括水平旋转电机、水平旋转轴和水平旋转安装支架，所述水平旋转轴转动设置在水平旋转安装支架上，水平旋转轴与水平旋转电机传动连接，水平旋转轴中部固定连接竖直旋转安装板，并且水平旋转轴与竖直旋转轴中部相对。
作为优选，所述水平旋转轴上设有第二感应片，水平旋转安装支架外侧设有与第二感应片相配合的第二光电感应组，所述第二光电感应组包括两组绕水平旋转轴周向设置的第二光电感应器，水平旋转安装支架侧边设有弧形调节槽，弧形调节槽环绕在水平旋转轴外侧，其中一组第二光电感应器可滑动调节的连接弧形调节槽，另一组第二光电感应器固定设置在水平旋转安装支架上。
作为优选，多角度外观检测设备还包括用于为被检测物体提供光照的光源组，所述光源组包多组平行光源和角度可调节光源，多组平行光源分别设置在竖直旋转安装板和水平旋转安装支架上，所述竖直旋转安装板上设有用于连接平行光源的平行连接支架，平行光源可滑动调节的连接平行连接支架。
作为优选，所述柔性载具包括真空吸附托盘，所述真空吸附托盘外侧设有多组定位挡块，并且多组定位挡块在水平面上形成多个围绕在被检测物体外侧的定位点，所述定位挡块通过调节滑槽可往复调节的设置在真空吸附托盘外侧；所述真空吸附托盘包括底盘和上盖板，所述底盘内设有真空腔室，上盖板盖覆封闭在真空腔室上，上盖板相对真空腔室设有多组吸附孔，真空腔室与外部的真空发生装置连接，所述上盖板和定位挡块均由POM塑料制成，所述定位挡块为圆柱形挡块。
作为优选，所述真空吸附托盘底部与竖直旋转轴端部固定连接，竖直旋转轴中设有轴向贯通的气道，气道其中一端与真空腔室连通，另一端连接外部的真空发生装置，所述竖直旋转轴与真空吸附托盘底部的连接点偏离真空吸附托盘底部的中心点，靠近真空吸附托盘底部的外侧边，所述真空吸附托盘外侧设有多组安装块，调节滑槽设置在安装块上，并且安装块上相对定位挡块设有调节刻度标尺。
作为优选，所述XYZ轴调节模组包括：
Z轴调节滑台，用于带动图像采集装置相对检测载台升降调节；
X轴调节滑台，用于带动Z轴调节滑台左右往复移动调节；
Y轴调节龙门架，用于带动X轴调节滑台前后往复移动调节；
所述X轴调节滑台架设在Y轴调节龙门架上，Z轴调节滑台架设在X轴调节滑台上，Z轴调节滑台上设有用于用于带动图像采集装置相对检测载台升降调节的升降安装板。
作为优选，所述Y轴调节龙门架包括Y轴调节滑台、Y轴从动滑台和两组对称设设置的龙门架，Y轴调节滑台和Y轴从动滑台相互平行的架设在两组龙门架上，X轴调节滑台两端分别架设在Y轴调节滑台和Y轴从动滑台上，并且Y轴调节滑台带动下前后往复移动调节。
本发明的有益效果是：相较于现有技术，通过打破现有的图像采集方式，通过自动调节被检测物体的姿态、采集多个不同特定姿态下的图像数据进行比对，即相较于单视角检测，增加了更多的比对要素，提高了视觉检测的精度，同时通过多方位、多视角检测，提高了视觉检测设备的通用性，能够适应多种不同型号被检测物体的检测，如针对同系列的不同型号被检测物体，仅存在细微差异时，由于增加了多个不同特定姿态下的图像数据，即增加了更多的比对要素，能够有效的区别细微差异，提高视觉检测的精度。
附图说明
图1为本发明实施例的立体图；
图2为本发明实施例的俯视图；
图3为本发明实施例中检测载台的立体图一；
图4为图3中A处的放大示意图；
图5为本发明实施例中检测载台的立体图二；
图6为本发明实施例中检测载台的主视图；
图7为本发明实施例中检测载台的立体图三(姿态调节后)；
图8为图7中B处的放大示意图；
图9为本发明实施例中柔性载具的立体图一；
图10为本发明实施例中柔性载具的立体图二；
图11为本发明实施例中真空吸附托盘的立体图一；
图12为本发明实施例中真空吸附托盘的立体图二(省略上盖板)。
图中，10、检测载台；21、竖直旋转电机；22、竖直旋转轴；23、第一感应片；24、第一光电传感器；25、竖直旋转安装板；31、水平旋转电机；32、水平旋转轴；33、第二感应片；34、水平旋转安装支架；35、弧形调节槽；36、第二光电感应器；41、理线板；42、理线导孔；50、柔性载具；51、真空吸附托盘；52、底盘；53、真空腔室；54、上盖板；55、吸附孔；56、安装块；57、调节滑槽；58、调节刻度标尺；59、定位挡块；61、平行光源；62、平行连接支架；70、图像采集装置；81、Z轴调节滑台；82、X轴调节滑台；83、Y轴调节滑台；84、Y轴从动滑台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如附图1－12所示，本发明提供的一种多角度外观检测设备，包括；
检测载台10，用于固定被检测物体，并且带动被检测物体实现多角度的姿态调节；
图像采集装置70，用于获取被检测物体的图像数据，在本实施例中，图像采集装置70采用相机；
XYZ轴调节模组，用于带动图像采集装置70分别进行X轴、Y轴和Z轴的调节；
检测载台10位于图像采集装置70下方，检测载台10包括用于固定被检测物体(如手机壳、手机后盖、手机套等等)的柔性载具50，以及用于带动柔性载具50实现多角度的姿态调节的多角度旋转机构，姿态调节包括但不限于仰俯、侧翻、旋转，多角度旋转机构包括用于带动柔性载具50在水平面上转动的竖直旋转组件，以及用于带动竖直旋转组件在另一水平面上转动的水平旋转组件，两个水平面相互相交，本实施例中，两个水平面相互垂直。
具体的，配合图像采集装置70，将被检测物体固定到柔性载具50上后，通过竖直旋转组件和水平旋转组件带动被检测物体相对图像采集装置70，进行仰俯、侧翻、旋转等姿态调节，姿态调节前或姿态调节完毕后，通过XYZ轴调节模组带动图像采集装置70移动至相应的位置，图像采集装置70分别采集被检测物体多个不同特定姿态的图像数据，并将图像数据上传至上位机、与标准物体相应姿态的图像数据进行比对，根据比对结果判定被检测物体外观尺寸是否合格、记录结果，相较于现有技术，通过打破现有的图像采集方式，通过自动调节被检测物体的姿态、采集多个不同特定姿态下的图像数据进行比对，即相较于单视角检测，增加了更多的比对要素，提高了视觉检测的精度，同时通过多方位、多视角检测，提高了视觉检测设备的通用性，能够适应多种不同型号被检测物体的检测，如针对同系列的不同型号被检测物体，仅存在细微差异时，由于增加了多个不同特定姿态下的图像数据，即增加了更多的比对要素，能够有效的区别细微差异，提高视觉检测的精度。
进一步的，竖直旋转组件包括竖直旋转电机21、竖直旋转轴22和竖直旋转安装板25，竖直旋转电机21和竖直旋转轴22分别位于竖直旋转安装板25两侧，并且竖直旋转电机21和竖直旋转轴22的轴心线相互平行，竖直旋转轴22一端通过传动机构与竖直旋转电机21传动连接，另一端固定连接柔性载具50，竖直旋转轴22上设有第一感应片23，竖直旋转轴22外侧设有与第一感应片23相配合的第一光电传感器24，通过第一光电传感器24检测第一感应片23确定竖直旋转轴22的转动角度，水平旋转组件包括水平旋转电机31、水平旋转轴32和水平旋转安装支架34，水平旋转轴32转动设置在水平旋转安装支架34上，水平旋转轴32与水平旋转电机31传动连接，水平旋转轴32中部固定连接竖直旋转安装板25，并且水平旋转轴32与竖直旋转轴22中部相对，通过将竖直旋转电机21和竖直旋转轴22并排设置在竖直旋转安装板25两侧，降低竖直旋转组件的整体高度、使得竖直旋转组件的重心能够尽可能的靠近水平旋转轴32，避免在水平旋转组件转动调节姿态时，由于竖直旋转组件重心偏离水平旋转轴32的转动惯性、增大水平旋转轴32的荷载或者形成冲击影响多角度旋转机构姿态调节的平稳性，同时缩小了多角度旋转机构的整体体积。
进一步的，水平旋转轴32上设有第二感应片33，水平旋转安装支架34外侧设有与第二感应片33相配合的第二光电感应组，第二光电感应组包括两组绕水平旋转轴32周向设置的第二光电感应器36，水平旋转安装支架34侧边设有弧形调节槽35，弧形调节槽35环绕在水平旋转轴32外侧，其中一组第二光电感应器36可滑动调节的连接弧形调节槽35，另一组第二光电感应器36固定设置在水平旋转安装支架34上，通过调节两组第二光电感应器36与水平旋转轴32轴心线的夹角，能够调节水平旋转组件旋转调节的调节范围，进而对多角度旋转机构的姿态调节进行限制，避免发生干涉；竖直旋转电机21和水平旋转电机31均采用伺服电机，竖直旋转安装板25和水平旋转安装支架34上均设置有理线板41，理线板41上设有理线导孔42，通过理线板41和理线导孔42对线缆进行梳理，避免多角度旋转机构在进行姿态调整时线缆出现拉扯。
进一步的，多角度外观检测设备还包括用于为被检测物体提供光照的光源组，光源组包多组平行光源61和角度可调节光源，多组平行光源61分别设置在竖直旋转安装板25和水平旋转安装支架34上，竖直旋转安装板25上设有用于连接平行光源61的平行连接支架62，平行光源61可滑动调节的连接平行连接支架62，角度可调节光源通过轴支架和挠性连接臂角度可调节的连接竖直旋转轴22的上部，通过通过不同位置的平行光源61和角度可调节光源根据被检测物体的位置提供光照。
进一步的，柔性载具50包括真空吸附托盘51，真空吸附托盘51外侧设有多组定位挡块59，并且多组定位挡块59在水平面上形成多个围绕在被检测物体外侧的定位点，其中对于存在直边的被检测物体，对其中至少一条直边设置两组定位挡块59，定位挡块59通过调节滑槽57可往复调节的设置在真空吸附托盘51外侧，通过机械臂或人工将被检测物体(如手机壳、手机后盖、手机套等等)放置到真空吸附托盘51上后，通过负压将被检测物体吸附固定在真空吸附托盘51上，同时配合多组定位挡块59能够对被检测物体进行限位，使得每一次吸附固定被检测物体都能尽可能的保持在相同的位置、减少被检测物体的偏位，同时通过调节定位挡块59的位置能够适应多种不同型号、不同尺寸的被检测物体，提高柔性载具50的适用性，以及采用机械臂或人工上料的便捷性；真空吸附托盘51包括底盘52和上盖板54，底盘52内设有真空腔室53，上盖板54盖覆封闭在真空腔室53上，上盖板54相对真空腔室53设有多组吸附孔55，真空腔室53与外部的真空发生装置连接，上盖板54和定位挡块59均由POM塑料制成，定位挡块59为圆柱形挡块，采用POM塑料能够避免柔性载具50对被检测物体造成划伤。
进一步的，真空吸附托盘51底部与竖直旋转轴22端部固定连接，竖直旋转轴22中设有轴向贯通的气道，气道其中一端与真空腔室53连通，另一端连接外部的真空发生装置，竖直旋转轴22与真空吸附托盘51底部的连接点偏离真空吸附托盘51底部的中心点，靠近真空吸附托盘51底部的外侧边，通过上述设置能够使得被检测物体偏离旋转轴心线、增大姿态调节的范围，真空吸附托盘51外侧可拆卸的设有多组安装块56，调节滑槽57设置在安装块56上，并且安装块56上相对定位挡块59设有便于操作员调节定位挡块59的调节刻度标尺58，操作员可以根据需要在真空吸附托盘51外侧设置安装块56、放置定位挡块59、对被检测物体进行定位。
进一步的，XYZ轴调节模组包括：
Z轴调节滑台81，用于带动图像采集装置70相对检测载台10升降调节；
X轴调节滑台82，用于带动Z轴调节滑台81左右往复移动调节；
Y轴调节龙门架，用于带动X轴调节滑台82前后往复移动调节；
X轴调节滑台82架设在Y轴调节龙门架上，Z轴调节滑台81架设在X轴调节滑台82上，Z轴调节滑台81上设有用于用于带动图像采集装置70相对检测载台10升降调节的升降安装板，Y轴调节龙门架包括Y轴调节滑台83、Y轴从动滑台84和两组对称设设置的龙门架，Y轴调节滑台83和Y轴从动滑台84相互平行的架设在两组龙门架上，X轴调节滑台82两端分别架设在Y轴调节滑台83和Y轴从动滑台84上，并且Y轴调节滑台83带动下前后往复移动调节，Y轴调节滑台83上设有两组相互平行的导向导轨，X轴调节滑台82通过滑块滑动连接两组导向滑轨。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多角度外观检测设备，其特征在于，包括；
检测载台(10)，用于固定被检测物体，并且带动被检测物体实现多角度的姿态调节；
图像采集装置(70)，用于获取被检测物体的图像数据；
XYZ轴调节模组，用于带动图像采集装置(70)分别进行X轴、Y轴和Z轴的调节；
所述检测载台(10)位于图像采集装置(70)下方，所述检测载台(10)包括用于固定被检测物体的柔性载具(50)，以及用于带动柔性载具(50)实现多角度的姿态调节的多角度旋转机构，所述多角度旋转机构包括用于带动柔性载具(50)在水平面上转动的竖直旋转组件，以及用于带动竖直旋转组件在另一水平面上转动的水平旋转组件，两个水平面相互相交。
2.根据权利要求1所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述竖直旋转组件包括竖直旋转电机(21)、竖直旋转轴(22)和竖直旋转安装板(25)，所述竖直旋转电机(21)和竖直旋转轴(22)分别位于竖直旋转安装板(25)两侧，并且竖直旋转电机(21)和竖直旋转轴(22)的轴心线相互平行，竖直旋转轴(22)一端通过传动机构与竖直旋转电机(21)传动连接，另一端固定连接柔性载具(50)。
3.根据权利要求2所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述竖直旋转轴(22)上设有第一感应片(23)，竖直旋转轴(22)外侧设有与第一感应片(23)相配合的第一光电传感器(24)，通过第一光电传感器(24)检测第一感应片(23)确定竖直旋转轴(22)的转动角度。
4.根据权利要求2所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述水平旋转组件包括水平旋转电机(31)、水平旋转轴(32)和水平旋转安装支架(34)，所述水平旋转轴(32)转动设置在水平旋转安装支架(34)上，水平旋转轴(32)与水平旋转电机(31)传动连接，水平旋转轴(32)中部固定连接竖直旋转安装板(25)，并且水平旋转轴(32)与竖直旋转轴(22)中部相对。
5.根据权利要求4所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述水平旋转轴(32)上设有第二感应片(33)，水平旋转安装支架(34)外侧设有与第二感应片(33)相配合的第二光电感应组，所述第二光电感应组包括两组绕水平旋转轴(32)周向设置的第二光电感应器(36)，水平旋转安装支架(34)侧边设有弧形调节槽(35)，弧形调节槽(35)环绕在水平旋转轴(32)外侧，其中一组第二光电感应器(36)可滑动调节的连接弧形调节槽(35)，另一组第二光电感应器(36)固定设置在水平旋转安装支架(34)上。
6.根据权利要求4所述的多角度外观检测设备，其特征在于，还包括用于为被检测物体提供光照的光源组，所述光源组包多组平行光源(61)和角度可调节光源，多组平行光源(61)分别设置在竖直旋转安装板(25)和水平旋转安装支架(34)上，所述竖直旋转安装板(25)上设有用于连接平行光源(61)的平行连接支架(62)，平行光源(61)可滑动调节的连接平行连接支架(62)。
7.根据权利要求2所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述柔性载具(50)包括真空吸附托盘(51)，所述真空吸附托盘(51)外侧设有多组定位挡块(59)，并且多组定位挡块(59)在水平面上形成多个围绕在被检测物体外侧的定位点，所述定位挡块(59)通过调节滑槽(57)可往复调节的设置在真空吸附托盘(51)外侧；所述真空吸附托盘(51)包括底盘(52)和上盖板(54)，所述底盘(52)内设有真空腔室(53)，上盖板(54)盖覆封闭在真空腔室(53)上，上盖板(54)相对真空腔室(53)设有多组吸附孔(55)，真空腔室(53)与外部的真空发生装置连接，所述上盖板(54)和定位挡块(59)均由POM塑料制成，所述定位挡块(59)为圆柱形挡块。
8.根据权利要求7所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述真空吸附托盘(51)底部与竖直旋转轴(22)端部固定连接，竖直旋转轴(22)中设有轴向贯通的气道，气道其中一端与真空腔室(53)连通，另一端连接外部的真空发生装置，所述竖直旋转轴(22)与真空吸附托盘(51)底部的连接点偏离真空吸附托盘(51)底部的中心点，靠近真空吸附托盘(51)底部的外侧边，所述真空吸附托盘(51)外侧设有多组安装块(56)，调节滑槽(57)设置在安装块(56)上，并且安装块(56)上相对定位挡块(59)设有调节刻度标尺(58)。
9.根据权利要求1所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述XYZ轴调节模组包括：
Z轴调节滑台(81)，用于带动图像采集装置(70)相对检测载台(10)升降调节；
X轴调节滑台(82)，用于带动Z轴调节滑台(81)左右往复移动调节；
Y轴调节龙门架，用于带动X轴调节滑台(82)前后往复移动调节；
所述X轴调节滑台(82)架设在Y轴调节龙门架上，Z轴调节滑台(81)架设在X轴调节滑台(82)上，Z轴调节滑台(81)上设有用于用于带动图像采集装置(70)相对检测载台(10)升降调节的升降安装板。
10.根据权利要求9所述的多角度外观检测设备，其特征在于，所述Y轴调节龙门架包括Y轴调节滑台(83)、Y轴从动滑台(84)和两组对称设设置的龙门架，Y轴调节滑台(83)和Y轴从动滑台(84)相互平行的架设在两组龙门架上，X轴调节滑台(82)两端分别架设在Y轴调节滑台(83)和Y轴从动滑台(84)上，并且Y轴调节滑台(83)带动下前后往复移动调节。
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