CN115318676A - 一种立体盒外观自动检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明为了解决市面上缺少一种能实现对立体盒外观缺陷进行全自动、高效且准确检测的检测装置的问题，提供一种立体盒外观自动检测装置，待检测立体盒由来料输送带输送，由上料机构获取并送入拍料对中机构对中，在前段视觉检测机构获取其外长面、长棱边、内托和内长面的外观图像，在中段视觉检测机构获取背面的外观图像，在后段视觉检测机构获取其短棱边、棱角、外短面和内短面的外观图像，上述外观图像中的任意一项不合格，在经过剔废机构时被剔废出去，外观图像全部合格由翻转机构翻转后送入再后工段，本发明具有自动化程度高、省人力、检测效率高和准确率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及视觉检测技术领域，尤其是一种立体盒外观自动检测装置。
背景技术
立体盒，特别是3C产品使用的立体盒，在生产过程中是由人工进行成型质量的检测以及装箱等工作，由于人工检测长时间检测会存在视觉疲劳，一旦外观不良流出，会影响立体盒出厂的品质及客诉，依靠人工检测无法彻底杜绝这种隐患；此外，由于人工操作效率有限，随着产品定单的逐渐增加，需要采用更加高效的生产方式，降低用工成本；简单的说就是市面上缺少一种能实现对立体盒外观缺陷进行全自动、高效且准确检测的检测装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决市面上缺少一种能实现对立体盒外观缺陷进行全自动、高效且准确检测的检测装置的问题，提供一种立体盒外观自动检测装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种立体盒外观自动检测装置，包括来料输送带、上料机构、拍料对中机构、前段视觉检测机构、搬运转向机构、中段视觉检测机构、后段视觉检测机构、剔废机构和翻转机构；待检测立体盒由来料输送带输送，由上料机构获取并送入拍料对中机构对中，对中后的待检测立体盒依次经前段视觉检测机构获取其外长面、长棱边、内托和内长面的外观图像，搬运转向机构将其抓取后由中段视觉检测机构获取背面的外观图像，再将其转向，转向后的待检测立体盒经后段视觉检测机构获取其短棱边、棱角、外短面和内短面的外观图像，上述外观图像中的任意一项不合格，在经过剔废机构时，剔废机构运动将其送入废品收集机构，外观图像全部合格直接通过剔废机构由翻转机构翻转后送入再后工段。
进一步的，所述来料输送带的数量为两条，分别设置在上料机构的两侧、其上待检测立体盒开始以长边沿来料输送带输送方向前进，所述上料机构交替抓取来料输送带上的待检测立体盒。
进一步的，所述上料机构包括上料滑轨、两个上料滑块、两个上料气缸和两个抓取件，上料滑轨水平设置，两个上料滑块滑动设置在上料滑轨上、并由气缸或电机驱动其沿上料滑轨延伸方向水平滑动，两个上料滑块分别与上料气缸的固定端连接，上料气缸的活动端与抓取件连接；上料气缸的活动端伸出、抓取件动作抓取来料输送带上的待检测立体盒，上料气缸的活动端缩回、上料气缸移动、抓取件动作待检测立体盒完成移料。
进一步的，所述拍料对中机构包括对中气缸、左侧对中靠件、右侧对中靠件和对中滑轨，左侧对中靠件和右侧对中靠件相对滑动安装在对中滑轨上，对中气缸安装在左侧对中靠件和右侧对中靠件的中间位置、并同时驱动左侧对中靠件和右侧对中靠件向中间位置合拢或向外侧张开。
进一步的，所述前段视觉检测机构包括沿待检测立体盒前进方向依次设置的外长面检测单元、长棱边检测单元、内托检测单元和内长面检测单元；
所述外长面检测单元包括相对间隔设置的两组外长面光源和外长面相机，外长面光源位于外长面相机的上方，待检测立体盒由两者间隔处通过由两侧的外长面相机获取其两侧外长面的外观图像；
所述长棱边检测单元包括两台长棱边相机和一台长棱边光源，两台长棱边相机的镜头和长棱边光源均朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其两侧长棱边的外观图像；
所述内托检测单元包括内托光源和内托相机，内托光源和内托相机均竖直朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其内托的外观图像；
所述内长面检测单元包括左内长面相机、右内长面相机和两条内长面光源，左内长面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒右侧的内长面，右内长面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒左侧的内长面，两条内长面光源分别配合左内长面相机和右内长面相机进行补光，待检测立体盒经过时左内长面相机获取待检测立体盒右侧内长面的外观图像，右内长面相机获取待检测立体盒左侧内长面的外观图像。
进一步的，所述搬运转向机构包括搬运轨道、搬运抓手和转动单元，搬运抓手滑动设置在搬运轨道上、并由电机或气缸驱动其沿搬运轨道延伸方向往复移动，搬运抓手还与转动单元连接，搬运抓手夹取在前段的待检测立体盒通过中段视觉机构，待中段视觉机构获取对应外观图像后对其进行转向，以短边沿输送方向移动并通过后段视觉机构。
进一步的，所述中段视觉检测机构包括背面相机和背面光源，背面相机和背面光源均朝向上方待检测立体盒的背面，背面相机在待检测立体盒通过时获取其背面的外观图像；所述背面相机为线扫相机。
进一步的，所述后段视觉检测机构包括沿待检测立体盒前进方向依次设置的短棱边检测单元、棱角检测单元、外短面检测单元和内短面检测单元；
所述短棱边检测单元包括两个短棱边光源和两台短棱边相机，一个短棱边光源和一台短棱边相机为一组、共两组，两组的光源和相机均朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其两侧短棱边的外观图像；
所述棱角检测单元包括两个棱角光源和两台棱角相机，一个棱角光源和一台棱角相机为一组、共两组，两组的光源和相机均朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其两侧棱角的外观图像；所述棱角光源为环光源，棱角相机的镜头透过该环光源的中间位置获取棱角的外观图像；
所述外短面检测单元包括相对间隔设置的两组外短面光源和外短面相机，外短面光源位于外短面相机的上方，待检测立体盒由两者间隔处通过由两侧的外短面相机获取其两侧外短面的外观图像；
所述内短面检测单元包括左内短面相机、右内短面相机和两条内短面光源，左内短面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒右侧的内短面，右内短面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒左侧的内短面，两条内短面光源分别配合左内短面相机和右内短面相机进行补光，待检测立体盒经过时左内短面相机获取待检测立体盒右侧内短面的外观图像，右内短面相机获取待检测立体盒左侧内短面的外观图像。
进一步的，所述剔废机构包括剔废滑轨、剔废气缸、剔废滑块和剔废刮板，剔废滑轨水平设置在成品立体盒前进方向的上方，剔废滑块滑动设置在剔废滑轨上、并由剔废气缸驱动其沿剔废滑轨延伸方向水平滑动，剔废滑块的一侧安装有剔废刮板，剔废刮板具有朝成品立体盒所在延伸的下延伸部。
进一步的，所述翻转机构包括由翻转电机驱动的翻转盘，翻转盘由两片间隔竖立设置的圆盘，圆盘周向均匀开设有四个用于容纳成品立体盒的缺口。
本发明的有益效果是，本发明的一种立体盒外观自动检测装置，由来料输送带、上料机构、拍料对中机构、前段视觉检测机构、搬运转向机构、中段视觉检测机构、后段视觉检测机构、剔废机构和翻转机构依次分布组成；前段视觉检测机构、中段视觉检测机构和后段视觉检测机构，共有15个面阵相机和1个线扫相机，分别检测立体盒的外长面、长棱边、内托、内长面、背面LOGO、外短面、短棱边、棱角、内短面，并对这些图像信息进行判别，将判断的结果传输给剔废段，通过剔废段上的气缸将不良产品推出主流线进入废品流线，良品直接通过输送线进入传输线，流转到下一工位；整个流程无需人工操作，实现了全自动化，同时产品好坏的判定由机器完成，能最大的保证检测的效率和准确率，综上所述本发明具有自动化程度高、省人力、检测效率高和准确率高的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图2是前段视觉检测机构、中段视觉检测机构和后段视觉检测机构的结构示意图。
图3是来料输送带的结构示意图。
图4是上料机构的结构示意图。
图5是拍料对中机构的结构示意图。
图6是外长面检测单元的结构示意图。
图7是长棱边检测单元的结构示意图。
图8是内托检测单元的结构示意图。
图9是内长面检测单元的结构示意图。
图10是搬运转向机构的结构示意图。
图11是中段视觉检测机构的结构示意图。
图12是短棱边检测单元的结构示意图。
图13是棱角检测单元的结构示意图。
图14是外短面检测单元的结构示意图。
图15是内短面检测单元的结构示意图。
图16是剔废机构的结构示意图。
图17是翻转机构的结构示意图。
图中:
1.来料输送带，2.上料机构，3.拍料对中机构，4.前段视觉检测机构，5.搬运转向机构，6.中段视觉检测机构，7.后段视觉检测机构，8.剔废机构，9.翻转机构，10.废品收集机构，11.待检测立体盒，12.成品立体盒，
21.上料滑轨，22.上料滑块，23.上料气缸，24.抓取件，
31.对中气缸，32.左侧对中靠件，33.右侧对中靠件，34.对中滑轨，
41.外长面检测单元，42.长棱边检测单元，43.内托检测单元，44.内长面检测单元，411.外长面光源，412.外长面相机，421.长棱边相机，422.长棱边光源，431.内托光源，432.内托相机，441.左内长面相机，442.右内长面相机，443.内长面光源，
51.搬运轨道，52.搬运抓手，53.转动单元，
61.背面相机，62.背面光源，
71.短棱边检测单元，72.棱角检测单元，73.外短面检测单元，74.内短面检测单元，711.短棱边光源，712.短棱边相机，721.棱角光源，722.棱角相机，731.外短面光源，732.外短面相机，741.左内短面相机，742.右内短面相机，743.内短面光源，
81.剔废滑轨，82.剔废气缸，83.剔废滑块，84.剔废刮板，
91.翻转盘。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1到图17所示的一种立体盒外观自动检测装置，在前工序或由人工将3C产品使用的待检测立体盒11的天盖和/或地盖放置在来料输送带1上，来料输送带1将待检测立体盒11开始以长边沿着输送方向运行，上料机构2上的上料滑块22由电机或气缸驱动沿上料滑轨21方向滑动，待移动到来料输送带1上方时停住，上料气缸23伸出，抓取件24接触待检测立体盒11后动作涨紧、抓取、夹取或吸附等常规方式获取待检测立体盒11，获取检测立体盒11后上料气缸23缩回，上料滑块22由电机或气缸驱动沿上料滑轨21方向再次移动到输送带放下待检测立体盒11，输送带输送待检测立体盒11进入拍料对中机构3，拍料对中机构3的对中气缸31回缩拉动左侧对中靠件32和右侧对中靠件33沿着对中滑轨34向中间位置靠拢，最终使得待检测立体盒11对中前进，对中结束后对中气缸31伸出使左侧对中靠件32和右侧对中靠件33向外分开，等待下一个待检测立体盒11进入。
对中后的待检测立体盒11依次通过前段视觉检测机构4的外长面检测单元41、长棱边检测单元42、内托检测单元43和内长面检测单元44，外长面检测单元41由两组成像模组每个模组包含一个外长面光源411和一台外长面相机412，外长面光源411和外长面相机412配合使用，两组成像模组分别相对设置，待检测立体盒11经过外长面检测单元41时，外长面相机412和外长面光源411配合获取待检测立体盒11两侧外长面的外观图像，并传输给处理终端处理；长棱边检测单元42有两台长棱边相机421和一条长棱边光源422，两台长棱边相机421的镜头和长棱边光源422均朝向下方的待检测立体盒11，待检测立体盒11经过长棱边检测单元42时，长棱边相机421和长棱边光源422配合获取待检测立体盒11两侧长棱边的外观图像，并传输给处理终端处理；内托检测单元43有一个内托光源431和一台内托相机432，内托光源431和内托相机432均竖直朝向下方的待检测立体盒11，待检测立体盒11经过内托检测单元43时，内托光源431和内托相机432配合获取待检测立体盒11内托的外观图像，并传输给处理终端处理；内长面检测单元44有左内长面相机441、右内长面相机442和两条内长面光源443，左内长面相机441的镜头成角度的朝向待检测立体盒11右侧的内长面，右内长面相机442的镜头成角度的朝向待检测立体盒11左侧的内长面，两条内长面光源443分别配合左内长面相机和右内长面相机进行补光，待检测立体盒11经过内长面检测单元44时，左内长面相机441获取待检测立体盒11右侧内长面的外观图像，并传输给处理终端，右内长面相机442获取待检测立体盒11左侧内长面的外观图像，并传输给处理终端处理。
待检测立体盒11继续向前移动经搬运转向机构5时，搬运转向机构5的搬运抓手52抓取待检测立体盒11并将其升高悬空，搬运抓手52由电机或气缸驱动其沿搬运轨道51移动，移动到中段视觉检测机构6所在位置时停住，中段视觉检测机构6位于搬运转向机构5的下方，中段视觉检测机构6的背面相机61和背面光源62均自下而上的朝向上方待检测立体盒11的背面，并由背面相机61和背面光源62配合获取待检测立体盒11背面的外观图像，所得外观图像传输给处理终端处理；接着转动单元53转动带动搬运抓手52同步转动并放下待检测立体盒11，使得待检测立体盒11以短边沿输送方向移动。
待检测立体盒11继续前行，依次通过后段视觉检测机构7中的短棱边检测单元71、棱角检测单元72、外短面检测单元73和内短面检测单元74；短棱边检测单元71有两个短棱边光源711和两台短棱边相机712，一个短棱边光源711和一台短棱边相机712为一组、共两组，两组的光源和相机均朝向下方的待检测立体盒11，待检测立体盒11经过短棱边检测单元71时获取其两侧短棱边的外观图像；棱角检测单元72有两个棱角光源721和两台棱角相机722，一个棱角光源721和一台棱角相机722为一组、共两组，两组的光源和相机均朝向下方的待检测立体盒11，待检测立体盒11经过棱角检测单元72时，获取待检测立体盒11两侧棱角的外观图像，并传输给处理终端处理；此处棱角光源721采用的是环光源，棱角相机722的镜头透过该环光源的中间位置获取棱角的外观图像；外短面检测单元73有相对间隔设置的两组外短面光源731和外短面相机732，外短面光源731位于外短面相机732的上方，待检测立体盒11经过外短面检测单元73时，外短面光源731和外短面相机732配合，获取待检测立体盒11两侧外短面的外观图像，并传输给处理终端处理；内短面检测单元74有左内短面相机741、右内短面相机742和两条内短面光源743，左内短面相机741的镜头成角度的朝向待检测立体盒11右侧的内短面，右内短面相机742的镜头成角度的朝向待检测立体盒11左侧的内短面，两条内短面光源743分别配合左内短面相机741和右内短面相机742进行补光，待检测立体盒11经过内短面检测单元74时，左内短面相机741获取待检测立体盒11右侧内短面的外观图像，并传输给处理终端处理，右内短面相机742获取待检测立体盒11左侧内短面的外观图像，并传输给处理终端处理。
至此，待检测立体盒11的11个面的外观图像已收集完毕，处理终端将处理结果传输到剔废机构8，待检测立体盒11的11个面中有一个外观图像被判定为NG时，那么该待检测立体盒11就是NG品，NG品在经过剔废机构8时，剔废气缸82动作带动剔废滑块83沿剔废滑轨81移动，剔废滑轨81的侧面安装了一个剔废刮板84，剔废滑轨81移动带动剔废刮板84移动，剔废刮板84移动将NG品转移到废品收集机构10；待检测立体盒11的11个面的外观图像全部被判定为OK时，那么该待检测立体盒11就是OK品，OK品直接通过剔废机构8，进入翻转机构9；NG为坏的不好的，NG品即为坏品，OK为好的合格的，OK品即为好品。
OK品也被称为成品或好品，成品立体盒12经输送进入翻转机构9中翻转盘91若干缺口中的一个，缺口均匀的开设在翻转盘91的周向，该缺口可以容纳成品立体盒12，图中的缺口为四个，翻转盘91由步进电机驱动，每转动一次翻转盘91转动1/4，即有一个缺口对准输送带并收纳进一个成品立体盒12，在前的成品立体盒12经多次转动后实现翻转，翻转后的成品立体盒12进入下一道工序如装箱或码垛等。
上文提及的相机除了背面相机61采用的是一台线扫相机外，其余十五台相机均采用的是面阵相机。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
Claims (10)
1.一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：包括来料输送带、上料机构、拍料对中机构、前段视觉检测机构、搬运转向机构、中段视觉检测机构、后段视觉检测机构、剔废机构和翻转机构；待检测立体盒由来料输送带输送，由上料机构获取并送入拍料对中机构对中，对中后的待检测立体盒依次经前段视觉检测机构获取其外长面、长棱边、内托和内长面的外观图像，搬运转向机构将其抓取后由中段视觉检测机构获取背面的外观图像，再将其转向，转向后的待检测立体盒经后段视觉检测机构获取其短棱边、棱角、外短面和内短面的外观图像，上述外观图像中的任意一项不合格，在经过剔废机构时，剔废机构运动将其送入废品收集机构，外观图像全部合格直接通过剔废机构由翻转机构翻转后送入再后工段。
2.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述来料输送带的数量为两条，分别设置在上料机构的两侧、其上待检测立体盒开始以长边沿来料输送带输送方向前进，所述上料机构交替抓取来料输送带上的待检测立体盒。
3.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述上料机构包括上料滑轨、两个上料滑块、两个上料气缸和两个抓取件，上料滑轨水平设置，两个上料滑块滑动设置在上料滑轨上、并由气缸或电机驱动其沿上料滑轨延伸方向水平滑动，两个上料滑块分别与上料气缸的固定端连接，上料气缸的活动端与抓取件连接；上料气缸的活动端伸出、抓取件动作抓取来料输送带上的待检测立体盒，上料气缸的活动端缩回、上料气缸移动、抓取件动作待检测立体盒完成移料。
4.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述拍料对中机构包括对中气缸、左侧对中靠件、右侧对中靠件和对中滑轨，左侧对中靠件和右侧对中靠件相对滑动安装在对中滑轨上，对中气缸安装在左侧对中靠件和右侧对中靠件的中间位置、并同时驱动左侧对中靠件和右侧对中靠件向中间位置合拢或向外侧张开。
5.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述前段视觉检测机构包括沿待检测立体盒前进方向依次设置的外长面检测单元、长棱边检测单元、内托检测单元和内长面检测单元；
所述外长面检测单元包括相对间隔设置的两组外长面光源和外长面相机，外长面光源位于外长面相机的上方，待检测立体盒由两者间隔处通过由两侧的外长面相机获取其两侧外长面的外观图像；
所述长棱边检测单元包括两台长棱边相机和一台长棱边光源，两台长棱边相机的镜头和长棱边光源均朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其两侧长棱边的外观图像；
所述内托检测单元包括内托光源和内托相机，内托光源和内托相机均竖直朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其内托的外观图像；
所述内长面检测单元包括左内长面相机、右内长面相机和两条内长面光源，左内长面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒右侧的内长面，右内长面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒左侧的内长面，两条内长面光源分别配合左内长面相机和右内长面相机进行补光，待检测立体盒经过时左内长面相机获取待检测立体盒右侧内长面的外观图像，右内长面相机获取待检测立体盒左侧内长面的外观图像。
6.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述搬运转向机构包括搬运轨道、搬运抓手和转动单元，搬运抓手滑动设置在搬运轨道上、并由电机或气缸驱动其沿搬运轨道延伸方向往复移动，搬运抓手还与转动单元连接，搬运抓手夹取在前段的待检测立体盒通过中段视觉机构，待中段视觉机构获取对应外观图像后对其进行转向，以短边沿输送方向移动并通过后段视觉机构。
7.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述中段视觉检测机构包括背面相机和背面光源，背面相机和背面光源均朝向上方待检测立体盒的背面，背面相机在待检测立体盒通过时获取其背面的外观图像；所述背面相机为线扫相机。
8.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述后段视觉检测机构包括沿待检测立体盒前进方向依次设置的短棱边检测单元、棱角检测单元、外短面检测单元和内短面检测单元；
所述短棱边检测单元包括两个短棱边光源和两台短棱边相机，一个短棱边光源和一台短棱边相机为一组、共两组，两组的光源和相机均朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其两侧短棱边的外观图像；
所述棱角检测单元包括两个棱角光源和两台棱角相机，一个棱角光源和一台棱角相机为一组、共两组，两组的光源和相机均朝向下方的待检测立体盒，并在待检测立体盒经过时获取其两侧棱角的外观图像；所述棱角光源为环光源，棱角相机的镜头透过该环光源的中间位置获取棱角的外观图像；
所述外短面检测单元包括相对间隔设置的两组外短面光源和外短面相机，外短面光源位于外短面相机的上方，待检测立体盒由两者间隔处通过由两侧的外短面相机获取其两侧外短面的外观图像；
所述内短面检测单元包括左内短面相机、右内短面相机和两条内短面光源，左内短面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒右侧的内短面，右内短面相机的镜头成角度的朝向待检测立体盒左侧的内短面，两条内短面光源分别配合左内短面相机和右内短面相机进行补光，待检测立体盒经过时左内短面相机获取待检测立体盒右侧内短面的外观图像，右内短面相机获取待检测立体盒左侧内短面的外观图像。
9.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述剔废机构包括剔废滑轨、剔废气缸、剔废滑块和剔废刮板，剔废滑轨水平设置在成品立体盒前进方向的上方，剔废滑块滑动设置在剔废滑轨上、并由剔废气缸驱动其沿剔废滑轨延伸方向水平滑动，剔废滑块的一侧安装有剔废刮板，剔废刮板具有朝成品立体盒所在延伸的下延伸部。
10.如权利要求1所述的一种立体盒外观自动检测装置，其特征在于：所述翻转机构包括由翻转电机驱动的翻转盘，翻转盘由两片间隔竖立设置的圆盘，圆盘周向均匀开设有四个用于容纳成品立体盒的缺口。
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