CN117191807A - 一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及产品检测技术领域，具体为一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，包括：检测机柜、运动传送组件、视觉检测组件和顶料推杆，检测机柜的顶面设有与运动传送组件位于同一直线上的放垛架和堆垛架，且放垛架和堆垛架位于检测机柜顶面的两端，检测机柜的表面固定安装有分别位于放垛架和堆垛架底端的放料缸和堆料缸，视觉检测组件固定安装于检测机柜的表面且位于运动传送组件的正上方。本发明中采用间歇驱动带动水平转台和纵置转台同步转动工作，使平移托架在水平方向上往复运动，其往复运动每运动帧相同，保证工业相机的摄录效果，便于机器视觉进行产品缺陷比对，提高检测效果。

Description

一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置

技术领域

本发明涉及产品检测技术领域，具体为一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置。

背景技术

对于产品线上的产品(如PCB板)，由于集成的元器件众多，将元器件焊接在产品上时，容易出现各种可见的缺陷，例如元器件、丝印的错、漏、反、波峰焊、回流焊的焊点的虚焊、假焊、少锡、短路等。产品焊接完成后，一般需要对产品进行检测，以挑选出存在缺陷的产品。

对于PCB板的检测，大多采用摄像的方式对其进行逐一拍摄，在传送线路上，通过摄像设备对运动中的PCB板进行抓拍并上传至终端进行比对检测是否有虚焊、假焊导致的元器件推落并联移位等缺陷，但现有传送线一般采用电机直接驱结构，PCB板的传送运动为无极运动，难以区分每个运动帧，导致拍摄中拍摄照片易因PCB板的移动导致出现残影拖影情况，造成后续视觉检测不精准，难以有效识别。现有的解决方式仅能通过进行大量拍摄并采用算法选取清晰度最高的关键帧，大量摄录以及算法优选均会导致视觉检测反映速率降低，此外，采用传送带进行PCB板的运动传送，PCB板在传送带表面位置难以统一，且PCB板随着传送带工作振动也会发生偏移，需要视觉算法根据摄录照片识别物体位置和边缘位置进行裁切或选取产品图像，在裁切选取后才可进行比对检测，更进一步造成了算法冗杂稳定性低的问题。

有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，来解决目前存在的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，包括：检测机柜、运动传送组件、视觉检测组件和顶料推杆，所述检测机柜的顶面设有与运动传送组件位于同一直线上的放垛架和堆垛架，且放垛架和堆垛架位于检测机柜顶面的两端，所述检测机柜的表面固定安装有分别位于放垛架和堆垛架底端的放料缸和堆料缸，所述视觉检测组件固定安装于检测机柜的表面且位于运动传送组件的正上方；

所述运动传送组件包括驱动座、水平转台、纵置转台和平移托架，所述水平转台和纵置转台结构相同并呈相互垂直方向固定于驱动座表面，所述驱动座的表面设有相互传动连接的间动轴杆和传动轴，所述驱动座的表面设有用于间歇传动间动轴杆旋转运动的驱动组件，所述水平转台和纵置转台均包括静轴座、曲柄摆杆以及转动安装于静轴座表面的主转轮和从动轮，所述主转轮和从动轮的外侧套接有传动链，所述主转轮与间动轴杆和传动轴的端部传动连接，所述曲柄摆杆的一端与从动轮轴端固定连接且另一端与平移托架的表面转动连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述放垛架和堆垛架垂直检测机柜表面方向布置，所述检测机柜的表面设有用于平移托架滑动运动的通孔导槽，所述放料缸和堆料缸的数量为四个且分别对称布置于放垛架和堆料缸的底面四角。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述放料缸和堆料缸为气缸结构且放料缸和堆料缸的输出端均固定连接有动销杆。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述顶料推杆为气缸结构，且顶料推杆的输出端与堆料缸平行布置且顶端固定连接有托板。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述视觉检测组件包括升降调节座、横移调节座和机架以及固定于机架一端的工业相机，所述工业相机位于运动传送组件的正上方，所述升降调节座固定安装于检测机柜表面用于调节横移调节座的高度，所述横移调节座滑动安装于升降调节座表面用于进行机架的水平滑动支撑。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述驱动座表面的驱动组件为间动驱动结构，用于执行间动轴杆的间歇偏转运动驱动以实现间动轴杆的间歇转动，从而使平移托架横移运动分解呈均匀多帧，并在每一帧停留相同时间。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述主转轮和从动轮均为链轮结构，且表面设有贯穿静轴座表面的轴杆，所述水平转台和纵置转台的主转轮表面轴杆分别与间动轴杆和传动轴传动连接，所述从动轮表面轴杆与曲柄摆杆的一端固定连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述水平转台和纵置转台的曲柄摆杆分别呈水平和竖直方向布置并与平移托架的表面转动连接。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置机械师运动传送结构，采用间歇驱动带动水平转台和纵置转台同步转动工作，使平移托架在水平方向上往复运动，其往复运动每运动帧相同，根据平移托架的机械运动速率设定工业相机的拍摄帧速，避免因传统电磁输送或传送带无极传动输送导致的拍摄残影的问题，保证工业相机的摄录效果，便于机器视觉进行产品缺陷比对，提高检测效果。

2.本发明中，在水平转台和纵置转台的的旋转驱动下通过平移托架的往复运动进行无轨道式线性运动，运动中平移托架往复运动平顺无波动，有效保证PCB板在平移托架表面以及放垛架和堆垛架之间的精确定位，精准实现解垛和堆垛工序，并保证PCB板在平移托架表面位置的统一，使摄录画面统一更易进行比对，无序复杂算法进行调节和识别PCB板对向和对位偏差，进一步简化缺陷检测程序算法，提高稳定性。

3.本发明中，通过设置一体式放垛架、运动传送组件、视觉检测组件和顶料推杆结构，进行产品在线检测，整个检测过程实现自动化操作无序人工干预控制，且通过控制程序进行各个模块的协调控制，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的放垛架和堆垛架结构示意图；

图3为本发明一个实施例的运动传送组件结构示意图；

图4为本发明一个实施例的运动传送组件分解结构示意图；

图5为本发明一个实施例的纵置转台结构示意图；

图6为本发明一个实施例的放料缸截面结构示意图；

图7为本发明一个实施例的视觉检测组件结构示意图。

附图标记：

100、检测机柜；110、放垛架；120、堆垛架；130、放料缸；140、堆料缸；131、动销杆；

200、运动传送组件；210、驱动座；220、水平转台；230、纵置转台；240、平移托架；211、间动轴杆；212、传动轴；231、静轴座；232、主转轮；233、从动轮；234、曲柄摆杆；

300、视觉检测组件；310、升降调节座；320、横移调节座；330、机架；340、工业相机；

400、顶料推杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置。

结合图1-7所示，本发明提供的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，包括：检测机柜100、运动传送组件200、视觉检测组件300和顶料推杆400，检测机柜100的顶面设有与运动传送组件200位于同一直线上的放垛架110和堆垛架120，且放垛架110和堆垛架120位于检测机柜100顶面的两端，检测机柜100的表面固定安装有分别位于放垛架110和堆垛架120底端的放料缸130和堆料缸140，视觉检测组件300固定安装于检测机柜100的表面且位于运动传送组件200的正上方；

运动传送组件200包括驱动座210、水平转台220、纵置转台230和平移托架240，水平转台220和纵置转台230结构相同并呈相互垂直方向固定于驱动座210表面，驱动座210的表面设有相互传动连接的间动轴杆211和传动轴212，驱动座210的表面设有用于间歇传动间动轴杆211旋转运动的驱动组件，水平转台220和纵置转台230均包括静轴座231、曲柄摆杆234以及转动安装于静轴座231表面的主转轮232和从动轮233，主转轮232和从动轮233的外侧套接有传动链，主转轮232与间动轴杆211和传动轴212的端部传动连接，曲柄摆杆234的一端与从动轮233轴端固定连接且另一端与平移托架240的表面转动连接。

在该实施例中，放垛架110和堆垛架120垂直检测机柜100表面方向布置，检测机柜100的表面设有用于平移托架240滑动运动的通孔导槽，放料缸130和堆料缸140的数量为四个且分别对称布置于放垛架110和堆料缸140的底面四角。

进一步的，放料缸130和堆料缸140为气缸结构且放料缸130和堆料缸140的输出端均固定连接有动销杆131。

具体的，通过放料缸130和堆料缸140驱动动销杆131回退和顶出，进行释放产品料板和支撑产品料板，进行逐一放垛和堆垛。

在该实施例中，顶料推杆400为气缸结构，且顶料推杆400的输出端与堆料缸140平行布置且顶端固定连接有托板。

具体的，通过顶料推杆400与堆料缸140的工作配合进行产品料板上推和支撑锁止，完成自动堆垛，可根据堆垛顺序进行各个料板的编号，由视觉检测结果根据该编号自动排序，区分残次废品。

在该实施例中，视觉检测组件300包括升降调节座310、横移调节座320和机架330以及固定于机架330一端的工业相机340，工业相机340位于运动传送组件200的正上方，升降调节座310固定安装于检测机柜100表面用于调节横移调节座320的高度，横移调节座320滑动安装于升降调节座310表面用于进行机架330的水平滑动支撑。

具体的，通过横移调节座320和机架330的滑动控制进行工业相机340的初始位置调节，进行工业相机340的对焦调节，根据产品料板大小，调节工业相机340高度和位置，保证摄录图像清晰。

在该实施例中，驱动座210表面的驱动组件为间动驱动结构，用于执行间动轴杆211的间歇偏转运动驱动以实现间动轴杆211的间歇转动，从而使平移托架240横移运动分解呈均匀多帧，并在每一帧停留相同时间。

具体的，平移托架240横移运动分解呈均匀多帧，便于放料缸130、堆料缸140、顶料推杆400和工业相机340的工作，并在摄录图像时保持料板静止，避免拍摄出现残影影响视觉检测的判断。

在该实施例中，主转轮232和从动轮233均为链轮结构，且表面设有贯穿静轴座231表面的轴杆，水平转台220和纵置转台230的主转轮232表面轴杆分别与间动轴杆211和传动轴212传动连接，从动轮233表面轴杆与曲柄摆杆234的一端固定连接。

进一步的，水平转台220和纵置转台230的曲柄摆杆234分别呈水平和竖直方向布置并与平移托架240的表面转动连接。

具体的，通过从动轮233绕主转轮232圆心进行公转运动，并同时自转带动曲柄摆杆234进行旋转运动，使曲柄摆杆234的另一端始终牵引平移托架240在主转轮232的圆心两侧直线往复运动，从而利用水平转台220和纵置转台230同步牵引平移托架240进行水平往复运动，运动平顺无波动，有效保证PCB板在平移托架240表面以及放垛架110和堆垛架120之间的精确定位。

本发明的工作原理及使用流程：

在使用该产品在线缺陷检测时，将待检测PCB板堆垛放置于放垛架110内部进排列，在放料缸130的限位下，使PCB板堆积并排列于放垛架110的内侧，调节间动轴杆211的转速，并调节工业相机340的间歇拍摄时间与平移托架240的运动往复时间相适配；在间动轴杆211间歇转动下通过传动轴212同步实现水平转台220和纵置转台230工作，通过从动轮233绕主转轮232圆心进行公转运动，并同时自转带动曲柄摆杆234进行旋转运动，使曲柄摆杆234的另一端始终牵引平移托架240在主转轮232的圆心两侧直线往复运动，从而利用水平转台220和纵置转台230同步牵引平移托架240进行水平往复运动，在平移托架240运动置放垛架110下方时，放料缸130控制动销杆131回退，放垛架110内部料下落至平移托架240表面后，放料缸130再次驱动动销杆131顶出，进行料板支撑，而掉落至平移托架240表面料板跟随平移托架240运动，直至工业相机340正下方后摄录照片，进行视觉检测，在平移托架240的传动下运动至堆垛架120正下方，顶料推杆400和堆料缸140同步工作，通过顶料推杆400的顶起进行料板提升，同时堆料缸140驱动表面动销杆131回退，使料板进入堆垛架120内部后，堆料缸140再次控制动销杆131顶出，顶料推杆400自动回退，完成单一料板的检测，重复以上操作直至所有料板检测完成，视觉检测算法识别出非合格件，并根据检测顺序标记非合格件在堆垛架120内部的某一位置，后期进行人工剔废即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，包括：检测机柜（100）、运动传送组件（200）、视觉检测组件（300）和顶料推杆（400），所述检测机柜（100）的顶面设有与运动传送组件（200）位于同一直线上的放垛架（110）和堆垛架（120），且放垛架（110）和堆垛架（120）位于检测机柜（100）顶面的两端，所述检测机柜（100）的表面固定安装有分别位于放垛架（110）和堆垛架（120）底端的放料缸（130）和堆料缸（140），所述视觉检测组件（300）固定安装于检测机柜（100）的表面且位于运动传送组件（200）的正上方；

所述运动传送组件（200）包括驱动座（210）、水平转台（220）、纵置转台（230）和平移托架（240），所述水平转台（220）和纵置转台（230）结构相同并呈相互垂直方向固定于驱动座（210）表面，所述驱动座（210）的表面设有相互传动连接的间动轴杆（211）和传动轴（212），所述驱动座（210）的表面设有用于间歇传动间动轴杆（211）旋转运动的驱动组件，所述水平转台（220）和纵置转台（230）均包括静轴座（231）、曲柄摆杆（234）以及转动安装于静轴座（231）表面的主转轮（232）和从动轮（233），所述主转轮（232）和从动轮（233）的外侧套接有传动链，所述主转轮（232）与间动轴杆（211）和传动轴（212）的端部传动连接，所述曲柄摆杆（234）的一端与从动轮（233）轴端固定连接且另一端与平移托架（240）的表面转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，所述放垛架（110）和堆垛架（120）垂直检测机柜（100）表面方向布置，所述检测机柜（100）的表面设有用于平移托架（240）滑动运动的通孔导槽，所述放料缸（130）和堆料缸（140）的数量为四个且分别对称布置于放垛架（110）和堆料缸（140）的底面四角。

3.根据权利要求1所述的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，所述放料缸（130）和堆料缸（140）为气缸结构且放料缸（130）和堆料缸（140）的输出端均固定连接有动销杆（131）。

4.根据权利要求1所述的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，所述顶料推杆（400）为气缸结构，且顶料推杆（400）的输出端与堆料缸（140）平行布置且顶端固定连接有托板。

5.根据权利要求1所述的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，所述视觉检测组件（300）包括升降调节座（310）、横移调节座（320）和机架（330）以及固定于机架（330）一端的工业相机（340），所述工业相机（340）位于运动传送组件（200）的正上方，所述升降调节座（310）固定安装于检测机柜（100）表面用于调节横移调节座（320）的高度，所述横移调节座（320）滑动安装于升降调节座（310）表面用于进行机架（330）的水平滑动支撑。

6.根据权利要求1所述的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，所述驱动座（210）表面的驱动组件为间动驱动结构，用于执行间动轴杆（211）的间歇偏转运动驱动以实现间动轴杆（211）的间歇转动，从而使平移托架（240）横移运动分解呈均匀多帧，并在每一帧停留相同时间。

7.根据权利要求1所述的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，所述主转轮（232）和从动轮（233）均为链轮结构，且表面设有贯穿静轴座（231）表面的轴杆，所述水平转台（220）和纵置转台（230）的主转轮（232）表面轴杆分别与间动轴杆（211）和传动轴（212）传动连接，所述从动轮（233）表面轴杆与曲柄摆杆（234）的一端固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于工业相机的产品在线缺陷检测装置，其特征在于，所述水平转台（220）和纵置转台（230）的曲柄摆杆（234）分别呈水平和竖直方向布置并与平移托架（240）的表面转动连接。