CN113714147A - 一种轮胎外观的视觉检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轮胎外观的视觉检测系统，包括传送带以及夹取装置，还包括相对布置的轮胎正面检测装置以及轮胎反面检测装置，所述夹取装置设置于所述轮胎正面检测装置与所述轮胎反面检测装置之间，所述轮胎正面检测装置与所述轮胎反面检测装置中均设置有安装架、旋转机构、内侧检测机构以及端面检测机构，所述轮胎正面检测装置中设置有周面检测机构，所述旋转机构安装至所述安装架上，所述内侧检测机构、所述端面检测机构以及所述周面检测机构均围绕所述旋转机构布置。实现轮胎的全方位无死角的检测，相较于传统的人工检测以及激光检测覆盖面更广，检测效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及智能制造领域，更具体地，涉及一种轮胎外观的视觉检测系统。
背景技术
随着经济的发展，汽车在人们的生活中扮演了越来越重要的作用，我国每年的乘用车销量都会达到近两千万辆，对于汽车的质量检测也愈发重要。
汽车的轮胎质量直接影响到车辆的安全性，现有的轮胎检测主要通过人工滚动轮胎，借用手触和目测的方式进行检测，该种方式可以检测轮胎外侧和内侧的缺陷，但不能分析轮胎的轮廓，检测一个轮胎需要几分钟时间，效率和质量不能够得到保证。
后期出现的线性激光技术进行胎侧或台面的检测，通过照射轮胎表面进行数据采集和数据的处理，能够检测出轮胎外侧的轮廓和瑕疵，但是其检测区域有限，仅能够检测轮胎外侧，对于轮胎内侧还是需要传统的手动检测，仍然达不到全自动检测的目的。
因此，需要一种新型的轮胎外观的视觉检测系统，能够解决上述问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种轮胎外观自动检测的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种轮胎外观的视觉检测系统，包括传送带以及夹取装置，还包括相对布置的轮胎正面检测装置以及轮胎反面检测装置，所述夹取装置设置于所述轮胎正面检测装置与所述轮胎反面检测装置之间，所述轮胎正面检测装置与所述轮胎反面检测装置中均设置有安装架、旋转机构、内侧检测机构以及端面检测机构，所述轮胎正面检测装置中设置有周面检测机构，所述旋转机构安装至所述安装架上，所述内侧检测机构、所述端面检测机构以及所述周面检测机构均围绕所述旋转机构布置。
通过本方案，夹取装置将传送带上的轮胎夹取后依次放入轮胎正面检测装置以及轮胎反面检测装置，并由旋转机构带动轮胎旋转，安装架上的内侧检测机构以及端面检测机构检测轮胎的内侧面以及两个端面，周面检测机构检测轮胎的外周面，实现轮胎的全方位无死角的检测，相较于传统的人工检测以及激光检测覆盖面更广，检测效率更高。
优选地，所述旋转机构包括旋转盘以及驱动机，所述旋转盘转动连接至所述安装架上，所述驱动机驱动所述旋转盘转动，所述旋转盘的中部设置有检测孔，所述内侧检测机构通过所述检测孔向上伸出所述旋转盘。
通过本方案，轮胎放置于旋转盘上后，内侧检测机构能够伸至轮胎的中心位置，并随着轮胎的旋转完成轮胎内侧的全方位检测；该设置方便轮胎的放置，结构简单实用。
优选地，所述内侧检测机构包括三坐标调整架以及若干视觉检测相机，所述视觉检测相机均固定至所述三坐标调整架上。
通过本方案，使视觉检测相机均能够进行位置的调节，以适应不同型号规格轮胎的内侧面检测，避免出现监测死角的问题。
优选地，所述三坐标调整架包括三组呈品字形排布的调整架，所述调整架包括水平布置的横向调整机构以及垂直布置的纵向调整机构，所述横向调整机构包括横向调整缸以及横向调整轨，所述纵向调整机构滑动连接至所述横向调整轨上并由所述横向调整缸驱动；所述纵向调整机构包括纵向调整缸以及纵向调整轨，所述视觉检测相机滑动连接至所述纵向调整轨上并由所述纵向调整缸驱动。
通过本方案，每个视觉检测相机均能够在调整架的带动下进行单独的调整，以适应不同规格轮胎的上下两内侧以及内侧正面。
优选地，所述旋转盘底部通过驱动齿盘转动连接至所述安装架上，所述驱动机通过蜗杆与所述驱动齿盘啮合。
通过本方案，蜗杆与齿盘的配合相较于传统的齿轮之间的啮合空间更省，而且传动精度更高。
优选地，所述端面检测机构以及所述周面检测机构上均设置有激光检测相机。
通过本方案，对于端面以及周面的检测，采用激光检测效率更高，精度也更高。
优选地，所述端面检测机构包括第一垂移机构、第一横移机构以及第一激光检测相机，所述第一横移机构包括第一横移缸以及第一横移轨，所述第一垂移机构滑动连接至所述第一横移轨上并由所述第一横移缸驱动，所述第一垂移机构包括第一垂移轨以及第一垂移缸，所述第一激光检测相机通过第一固定杆滑动连接至所述第一垂移轨上并由所述第一垂移缸驱动。
通过本方案，使第一激光检测相机能够进行两个自由度的调节，以适应不同直径和厚度的轮胎的检测。
优选地，所述周面检测机构包括第二垂移机构、第二横移机构以及第二激光检测相机，所述第二横移机构包括第二横移缸以及第二横移轨，所述第二垂移机构滑动连接至所述第二横移轨上并由所述第二横移缸驱动，所述第二垂移机构包括第二垂移轨以及第二垂移缸，所述第二激光检测相机通过第二固定杆滑动连接至所述第二垂移轨上并由所述第二垂移缸驱动。
通过本方案，使轮胎在周面检测过程中，能够保证第二激光检测相机始终照射至轮胎中线位置，适应不同直径大小和不同宽度轮胎的检测。
优选地，所述夹取装置包括取放料机械手以及转移机械手，所述取放料机械手靠近所述传送带布置。
通过本方案，取放料机械手用于夹取传送带上的待检轮胎至轮胎正面检测装置上，并且夹取轮胎反面检测装置的已检测轮胎至传送带上；转移机械手用于将轮胎正面检测装置中检测完正面的轮胎夹取放置到轮胎反面检测装置中，实现轮胎正面检测装置和轮胎反面检测装置的不间断工作，以提高效率。
优选地，所述传送带包括待检传送带与已检传送带，所述待检传送带与所述已检传送带之间设置有阻挡机构。
通过本方案，阻挡机构能够避免未经检测的轮胎传动至已检传送带上，提高轮胎检测的可靠性。
根据本公开的一个实施例，使用本系统能够对轮胎的外观进行无死角的检测，相较于人工检测和传统的激光检测，兼具效率和质量，有助于提高生产效率。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例的轮胎外观的视觉检测系统的结构示意图。
图2是图1中轮胎外观的视觉检测系统的轮胎正面检测装置中的结构示意图。
图3是图1中轮胎外观的视觉检测系统的轮胎反面检测装置中的结构示意图。
图4是图2或图3中端面检测机构的结构示意图。
图5是图2中周面检测机构的结构示意图。
图6是图2或图3中旋转机构的机构示意图。
图7是图2或图3中内侧检测机构的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
实施例
如图1至图7所示，本实施例中的轮胎外观的视觉检测系统，包括传送带100以及夹取装置200，还包括相对布置的轮胎正面检测装置310以及轮胎反面检测装置320，所述夹取装置200设置于所述轮胎正面检测装置310与所述轮胎反面检测装置320之间，所述轮胎正面检测装置310与所述轮胎反面检测装置320中均设置有安装架301、旋转机构330、内侧检测机构340以及端面检测机构350，所述轮胎正面检测装置310中设置有周面检测机构360，所述旋转机构330安装至所述安装架301上，所述内侧检测机构340、所述端面检测机构350以及所述周面检测机构360均围绕所述旋转机构330布置。
通过本实施例该方案，传动带100将待检测的轮胎传送至夹取装置200附近，夹取装置200将传送带100上的轮胎夹取后依次放入轮胎正面检测装置310以及轮胎反面检测装置320，在进入轮胎正面检测装置310或轮胎反面检测装置320中后，旋转机构330带动轮胎旋转，安装架301上的内侧检测机构340以及端面检测机构350检测轮胎的内侧面以及两个端面，周面检测机构360检测轮胎的外周面，实现轮胎的全方位无死角的检测，相较于传统的人工检测以及激光检测覆盖面更广，检测效率更高。
该实施例中，轮胎放置于轮胎正面检测装置310的旋转机构330上后，由于一端面紧贴旋转机构330上，无法被端面检测机构350检测到，因此通过夹取装置200夹取翻转后再放置于轮胎反面检测装置320上，由轮胎反面检测装置320上的端面检测机构350进行检测。而且能够使两个内侧检测机构340通过不同的角度检测轮胎内侧的不同位置，避免出现检测死角。
在本实施例或其他实施例中，所述旋转机构330包括旋转盘(图中未示出)以及驱动机331，所述旋转盘转动连接至所述安装架301上，所述驱动机331驱动所述旋转盘转动，所述旋转盘的中部设置有检测孔(图中未示出)，所述内侧检测机构340通过所述检测孔向上伸出所述旋转盘，轮胎放置于旋转盘上后，内侧检测机构340能够伸至轮胎的中心位置，朝向轮胎的内侧面，随着轮胎的旋转完成轮胎内侧的全方位检测；该设置方便轮胎的放置，避免放置过程中被轮胎磕碰，结构简单实用可靠。
在本实施例或其他实施例中，所述内侧检测机构340包括三坐标调整架以及若干视觉检测相机345，所述视觉检测相机345均固定至所述三坐标调整架上，使视觉检测相机345均能够进行位置的调节，以适应不同型号规格轮胎的内侧面检测，避免出现监测死角的问题；由于轮胎的内侧面没有花纹，且曲面较多，因此采用视觉检测相机345进行拍照比对相较于激光检测可靠性高，且有助于降低设备成本。
为提高视觉检测的效果，在内侧检测机构340上还设置有补光机构，如LED灯等机构。
在本实施例或其他实施例中，所述三坐标调整架包括三组呈品字形排布的调整架，在每一个调整架上均固定有一个视觉检测相机345，所述调整架包括水平布置的横向调整机构以及垂直布置的纵向调整机构，所述横向调整机构包括横向调整缸341以及横向调整轨342，所述纵向调整机构滑动连接至所述横向调整轨342上并由所述横向调整缸341驱动；所述纵向调整机构包括纵向调整缸343以及纵向调整轨344，所述视觉检测相机345滑动连接至所述纵向调整轨344上并由所述纵向调整缸343驱动。
视觉检测相机345固定至安装板上，由安装板滑动连接至纵向调整轨344上，每个视觉检测相机345均能够在调整架的带动下进行单独的上下和前后的调整，以适应不同规格轮胎的内侧的上下面以及内侧正面；其中横向调整轨342之间呈辐射状排布，使视觉检测相机345能够靠近或远离轮胎，以调整至更合适的距离进行检测；对视觉检测相机345进行垂直方向的调整，能够在检测完成后向下移动，避免轮胎放置过程中磕碰至视觉检测相机345上造成损坏，当轮胎放置完毕后再升起进行检测。
该实施例中的视觉检测相机345的朝向均不相同，能够对轮胎内侧面进行全方位的检测，安装板上设置有若干腰型孔，使视觉检测相机345能够进行角度的调整。
在本实施例或其他实施例中，所述旋转盘底部通过驱动齿盘333转动连接至所述安装架301上，所述驱动机331通过蜗杆332与所述驱动齿盘333啮合。蜗杆332与齿盘333的配合相较于传统的齿轮之间的啮合空间更省，而且传动精度更高。而且齿盘333中间的空间能够允许内侧检测机构340向上伸出而不影响旋转盘转动。
在本实施例或其他实施例中，所述端面检测机构350以及所述周面检测机构360上均设置有激光检测相机。对于端面以及周面的检测，由于轮胎外侧面的花纹较多，且侧面的规格型号字样不规则，传统的视觉识别容易出现差错，因此采用激光检测效率更高，精度也更高。
在本实施例或其他实施例中，所述端面检测机构350包括第一垂移机构、第一横移机构以及第一激光检测相机356，所述第一横移机构包括第一横移缸351以及第一横移轨352，所述第一垂移机构滑动连接至所述第一横移轨352上并由所述第一横移缸351驱动，所述第一垂移机构包括第一垂移轨354以及第一垂移缸353，所述第一激光检测相机356通过第一固定杆355滑动连接至所述第一垂移轨354上并由所述第一垂移缸353驱动。使第一激光检测相机356能够进行两个自由度的调节，以适应不同直径和厚度的轮胎的检测。并且第一激光检测相机356通过横移，能够预留足够的空间允许夹取装置200放置轮胎，避免干涉磕碰。
在本实施例或其他实施例中，所述周面检测机构360包括第二垂移机构、第二横移机构以及第二激光检测相机366，所述第二横移机构包括第二横移缸361以及第二横移轨362，所述第二垂移机构滑动连接至所述第二横移轨362上并由所述第二横移缸361驱动，所述第二垂移机构包括第二垂移轨364以及第二垂移缸363，所述第二激光检测相机366通过第二固定杆365滑动连接至所述第二垂移轨364上并由所述第二垂移缸363驱动。使轮胎在周面检测过程中，能够保证第二激光检测相机366始终照射至轮胎中线位置，适应不同直径大小和不同宽度轮胎的检测。并且第二激光检测相机366通过横移，能够预留足够的空间允许夹取装置200放置轮胎，避免干涉磕碰.
该实施例中的第一垂移缸353、第一横移缸351、第二横移缸361以及第二垂移缸363均为伺服电缸，通过伸出或缩回螺杆来控制激光检测相机的移动。
在本实施例或其他实施例中，所述夹取装置200包括取放料机械手210以及转移机械手220，所述取放料机械手210靠近所述传送带100布置。取放料机械手210用于夹取传送带100上的待检轮胎至轮胎正面检测装置310上，并且夹取轮胎反面检测装置320的已检测轮胎至传送带100上；转移机械手220用于将轮胎正面检测装置310中检测完正面的轮胎夹取放置到轮胎反面检测装置320中，实现轮胎正面检测装置310和轮胎反面检测装置320的不间断工作，以提高检测效率。
在本实施例或其他实施例中，所述传送带100包括待检传送带110与已检传送带120，所述待检传送带110与所述已检传送带120之间设置有阻挡机构130。阻挡机构130包括气缸和挡板(图中均未示出)，气缸能够带动挡板伸出以阻挡至待检传送带110与已检传送带120之间，从而避免未经检测的轮胎传动至已检传送带120上，提高轮胎检测的可靠性。
本实施例中还包括控制装置，该控制装置例如是PLC控制系统，能够对传送带100、夹取装置200、轮胎正面检测装置310以及轮胎反面检测装置320中的各部件进行控制，以完成轮胎的检测动作；还可以设置有安全围栏，以提高安全性。
本自动检测系统在使用时，首先待检测轮胎在传送带上行进并被阻挡机构阻挡，取放料机械手夹取待检测轮胎放入轮胎正面检测装置的旋转机构上，内侧检测机构带动视觉检测相机升起的同时，端面检测机构以及周面检测机构带动激光检测相机朝向轮胎伸出就位，旋转机构开始旋转，同时视觉检测相机以及激光检测相机开始采样工作，边采样边将数据传送至控制装置进行对比，直至旋转一圈，检测完毕后各个视觉检测相机以及激光检测相机缩回原来的位置。
转移机械手夹取放置于轮胎反面检测装置中，同时取放料机械手夹取另一待检测轮胎放入轮胎正面检测装置中进行检测，轮胎反面检测装置中内侧检测机构带动视觉检测相机升起，端面检测机构带动激光检测相机朝向轮胎伸出就位，旋转机构开始旋转，同时视觉检测相机以及激光检测相机开始采样工作，边采样边将数据传送至控制装置进行对比，直至旋转一圈，检测完毕后各个视觉检测相机以及激光检测相机缩回原来的位置，若检测合格则由取放料机械手夹取已检测轮胎放入已检测传送带上，若检测不合格则夹取放置于废品箱中等待下一步处理。
根据本实施例，使用本系统能够对轮胎的外观进行无死角的检测，相较于人工检测和传统的激光检测，兼具效率和质量，有助于提高生产效率。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种轮胎外观的视觉检测系统，包括传送带以及夹取装置，其特征在于，还包括相对布置的轮胎正面检测装置以及轮胎反面检测装置，所述夹取装置设置于所述轮胎正面检测装置与所述轮胎反面检测装置之间，所述轮胎正面检测装置与所述轮胎反面检测装置中均设置有安装架、旋转机构、内侧检测机构以及端面检测机构，所述轮胎正面检测装置中设置有周面检测机构，所述旋转机构安装至所述安装架上，所述内侧检测机构、所述端面检测机构以及所述周面检测机构均围绕所述旋转机构布置。
2.根据权利要求1所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述旋转机构包括旋转盘以及驱动机，所述旋转盘转动连接至所述安装架上，所述驱动机驱动所述旋转盘转动，所述旋转盘的中部设置有检测孔，所述内侧检测机构通过所述检测孔向上伸出所述旋转盘。
3.根据权利要求2所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述内侧检测机构包括三坐标调整架以及若干视觉检测相机，所述视觉检测相机均固定至所述三坐标调整架上。
4.根据权利要求3所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述三坐标调整架包括三组呈品字形排布的调整架，所述调整架包括水平布置的横向调整机构以及垂直布置的纵向调整机构，所述横向调整机构包括横向调整缸以及横向调整轨，所述纵向调整机构滑动连接至所述横向调整轨上并由所述横向调整缸驱动；所述纵向调整机构包括纵向调整缸以及纵向调整轨，所述视觉检测相机滑动连接至所述纵向调整轨上并由所述纵向调整缸驱动。
5.根据权利要求2所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述旋转盘底部通过驱动齿盘转动连接至所述安装架上，所述驱动机通过蜗杆与所述驱动齿盘啮合。
6.根据权利要求1所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述端面检测机构以及所述周面检测机构上均设置有激光检测相机。
7.根据权利要求6所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述端面检测机构包括第一垂移机构、第一横移机构以及第一激光检测相机，所述第一横移机构包括第一横移缸以及第一横移轨，所述第一垂移机构滑动连接至所述第一横移轨上并由所述第一横移缸驱动，所述第一垂移机构包括第一垂移轨以及第一垂移缸，所述第一激光检测相机通过第一固定杆滑动连接至所述第一垂移轨上并由所述第一垂移缸驱动。
8.根据权利要求6所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述周面检测机构包括第二垂移机构、第二横移机构以及第二激光检测相机，所述第二横移机构包括第二横移缸以及第二横移轨，所述第二垂移机构滑动连接至所述第二横移轨上并由所述第二横移缸驱动，所述第二垂移机构包括第二垂移轨以及第二垂移缸，所述第二激光检测相机通过第二固定杆滑动连接至所述第二垂移轨上并由所述第二垂移缸驱动。
9.根据权利要求1所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述夹取装置包括取放料机械手以及转移机械手，所述取放料机械手靠近所述传送带布置。
10.根据权利要求1所述的轮胎外观的视觉检测系统，其特征在于，所述传送带包括待检传送带与已检传送带，所述待检传送带与所述已检传送带之间设置有阻挡机构。
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