CN117607056A - 一种双边多工位正反面外观检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种外观检测装置，公开了一种双边多工位正反面外观检测装置及其检测方法，其包括底座，底座上安装有相机检测机构，底座上设有用于对工件正反面检测的检测工位和用于实现工件移转的工件转移工位，检测工位和工件转移工位能够处于底座的同一位置处；还包括设置于相机检测机构下方且用于将工件运行到检测工位分别进行正面检测和反面检测的上料移栽机构和下料移栽机构，上料移栽机构和下料移栽机构均运动到工件转移工位时，上料移栽机构的工件治具和下料移栽机构的工件治具相互翻转到正向相对的位置处实现工件的移转。本发明能够实现同一批工件的正反面检测，并且能够有效利用检测、上下料的空隙时间，有效提高检测效率。

Description

一种双边多工位正反面外观检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种外观检测装置，尤其涉及了一种双边多工位正反面外观检测装置及其检测方法。

背景技术

智能机器视觉检测设备在对产品进行视觉检测过程中一般通过相机检测机构对检测工位上的产品进行视觉检测。

现有的智能视觉检测设备一般需要包括上料、检测以及下料几个步骤，检测过程通过治具将待检测工件从上料位运行到相机检测机构处进行检测，检测完成后再将检测工件运行到下料位下料，整个过程等待时间，难以有效利用检测、上下料的空隙时间，从而导致整个检测过程的效率较低。

另一方面，如针对的是需要正反面检测的工件，则该种检测过程中无法同步完成工件反面检测，需要再将工件调换面后在下一台检测机构上再次检测，进一步加大了检测整体时间。

发明内容

本发明针对现有技术中外观检测装置存在的无法实现在同一台检测机构上进行正反面检测的问题，提供了一种双边多工位正反面外观检测装置及其检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种双边多工位正反面外观检测装置，包括底座，底座上安装有相机检测机构，底座上设有用于对工件正反面检测的检测工位和用于实现工件移转的工件转移工位，检测工位和工件转移工位能够处于底座的同一位置处；

还包括设置于相机检测机构下方且用于将工件运行到检测工位分别进行正面检测和反面检测的上料移栽机构和下料移栽机构，上料移栽机构和下料移栽机构均包括移栽架和用于驱动移栽架在水平面内沿上下料方向做直线运动的移栽架驱动机构；移栽架包括支撑臂和转动连接在支撑臂上的翻转臂，翻转臂上设有工件治具；

上料移栽机构和下料移栽机构均运动到工件转移工位时，上料移栽机构的工件治具和下料移栽机构的工件治具相互翻转到正向相对的位置处实现工件的移转。

作为优选，相机检测机构包括固定在底座上的支撑架，支撑架上设有能够沿底座长度方向做直线运动的相机安装架，相机安装架上设有能够上下运动的相机安装板，相机安装板上安装有多个沿底座长度方向间隔均匀布置的检测相机。检测相机能够实现底座长度方向上的运行以及高度方向上的运行，从而使其能够更好的对准待检测工件，并且实行其自动调焦，从而能够拍摄更加清楚的工件图像。

作为优选，支撑架上设有安装架驱动机构，安装架驱动机构包括安装架驱动电机和连接在安装架驱动电机上的安装架驱动轴，安装架驱动轴轴向沿底座长度方向设置，相机安装架背面设有螺纹连接在安装架驱动轴上且在安装架驱动电机作用下沿安装架驱动轴轴向运动的安装架驱动块；

相机安装架上设有安装板驱动机构，安装板驱动机构包括安装板驱动电机和连接在安装板驱动电机上的安装板驱动轴，安装板驱动轴轴向竖直设置，相机安装板背面设有螺纹连接在安装板驱动轴上且在安装板驱动电机作用下沿安装架板驱动轴轴向运动的安装板驱动块。

作为优选，相机安装板上设有相机安装座，相机安装座包括两根相对安装在相机安装板上且长度方向纵向布置的限位安装杆，两根限位安装杆上分别垂直设有左侧面限位杆和右侧面限位杆，左侧面限位杆和右侧面限位杆的远离限位安装杆的端部连接有前侧面限位杆，左侧面限位杆、右侧面限位杆以及前侧面限位杆共同构成供检测相机穿过的U形限位框，左侧面限位杆、右侧面限位杆以及前侧面限位杆上均螺纹连接有能够抵在检测相机侧面上的限位螺栓。通过限位螺栓的方式来实现对检测相机的限位，能够通过拧动限位螺栓来使得该U形限位框适用于不同直径大小的检测相机的定位，且调节简单、方便。

作为优选，两根限位安装杆的下端部均设有与限位安装杆垂直设置的光源安装杆，光源安装杆上通过螺栓安装有光源。光源安装杆直接固定在限位安装杆上或直接由限位安装杆下端部弯折而成，结构简单、紧凑，不具有多余的安装零部件即可实现光源在检测相机下部的安装。

作为优选，限位安装杆上沿限位安装杆长度方向设有长孔，限位安装杆通过安装在长孔内的螺栓固定在相机安装板上。长孔的设置能够使得限位安装杆在相机安装板上的设置能够较为方便的调节位置，通过螺栓固定在长孔的不同位置来调节限位安装杆在相机安装板上的安装高度，继而能够适用于不同长度的检查相机的限位。

作为优选，移栽架驱动机构包括移栽驱动电机和连接在移栽驱动电机上的移栽驱动轴，移栽驱动轴上螺纹连接有移栽驱动块，支撑臂固定在移栽驱动块上；

还包括固定在底座上且长度方向与移栽驱动轴轴向一致的移栽架滑轨，支撑臂的下端面上设有能够在移栽架滑轨上滑动的移栽架滑块。

移栽架驱动机构充分保证了移栽架在底座上的水平直线运动，同时配合移栽架滑轨和移栽架滑块能够使得移栽机构的运行更加稳定。

作为优选，底座上对应工件转移工位或检测工位处设有用于检测上料移栽机构和下料移栽机构位置的位移传感器。

位移传感器的设置能够充分保证待检测工位能够准确运行到检测工位进行检测，同时还能够充分保证工件在工件转移工位能够得到较佳的移转、翻面。

作为优选，翻转臂上设有用于驱动翻转臂相对支撑臂翻转的翻转臂驱动电机，翻转臂上设有多个间隔设置的治具旋转座以及用于驱动多个治具旋转座同步转动的同步驱动组件，工件治具设置于治具旋转座上。

移栽架的结构设计能够使得工件在翻转臂上能够进行翻转，从而可以在检测工位处对工件的多个面进行多角度检测，同时配合治具旋转座对工件进行旋转，进一步使得多角度检测更加全面，更佳的满足不同的检测需求。

一种双边多工位正反面外观检测装置的检测方法，其采用前述的一种双边多工位正反面外观检测装置实现，其具体包括以下步骤：

步骤S1、将待检测工件置于上料移栽机构的工件治具上；

步骤S2、通过上料移栽机构将待检测工件移动至相机检测机构下方的检测工位处进行正面检测；

步骤S3、工件正面检测完成后，将上料移栽机构的工件治具和下料移栽机构的工件治具正向相对，然后上料移栽机构和下料移栽机构均移动到工件转移工位处，并使得下料移栽机构的工件治具贴合工件正面；

步骤S4、上料移栽机构上的工件治具关闭真空吸附，下料移栽机构上的工件治具开启真空吸附，完成工件的对接转移；

步骤S5、下料移栽机构将待检测工件移动至检测工位处进行反面检测，反面检测过程中上料移栽机构再次对下一待测工件进行上料；

步骤S6、反面检测完成后，下料移栽机构将检测后的工件移动到下一工序处进行下料，下料过程中上料移栽机构运动到检测工位进行下一待测工件的正面检测；

步骤S7、重复步骤S3-步骤S6，以此循环完成多批次工件检测。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本发明能够实现检测过程中对工件进行翻面，从而实现在同一台检测机构上检测同一批工件的正面和反面，并且能够有效利用检测、上下料的空隙时间，使得整个检测过程的效率得到有效提高。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是图1中相机检测机构的结构示意图。

图3是图2中相机安装架的安装结构示意图。

图4是图2中检测相机在相机安装板上的安装结构示意图。

图5是图1中底座的结构示意图。

图6是图1中上料移栽机构和下料移栽机构的安装示意图。

图7是图6中上料移栽机构或下料移栽机构的结构示意图。

图8是图7中移栽架驱动机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1

一种双边多工位正反面外观检测装置，如图1-图8所示，包括底座1，底座1上安装有相机检测机构2，

本实施例中相机检测机构2包括固定在底座1上的支撑架201，支撑架201上设有能够沿底座1长度方向做直线运动的相机安装架202，相机安装架202上设有能够上下运动的相机安装板203，相机安装板203上安装有多个沿底座1长度方向间隔均匀布置的检测相机204。

相机检测机构2的结构设置能够实现检测相机204在底座1上长度方向上的运动，继而能够使得检测相机204更好的对准待检测工件；另外检测相机204还能够在竖直方向上运动，继而能较为方便的实现对检测相机204的调焦，以拍摄更佳的检测图片。

相机检测机构2的具体结构如下：

支撑架201上设有安装架驱动机构，安装架驱动机构包括安装架驱动电机205和连接在安装架驱动电机205上的安装架驱动轴206，安装架驱动轴206轴向沿底座1长度方向设置，相机安装架202背面设有螺纹连接在安装架驱动轴206上且在安装架驱动电机205作用下沿安装架驱动轴206轴向运动的安装架驱动块207；

相机安装架202上设有安装板驱动机构，安装板驱动机构包括安装板驱动电机208和连接在安装板驱动电机208上的安装板驱动轴209，安装板驱动轴209轴向竖直设置，相机安装板203背面设有螺纹连接在安装板驱动轴209上且在安装板驱动电机208作用下沿安装架板驱动轴轴向运动的安装板驱动块210。

另外，支撑架201与相机安装架202以及相机安装架202和相机安装板203之间均设有滑块滑轨机构211，通过与运动方向同向设置的滑轨能够使得相机安装架202和相机安装板203的直线运动更加稳定、顺畅。具体设置方法可以为在支撑架201上设置沿沿底座1长度方向的滑轨，在相机安装架202上设置在该滑轨上滑动的滑块；在相机安装架202上设置沿竖直方向设置的滑轨，在相机安装板203上设置在该滑轨上滑动的滑块。

本实施例中底座1上设有用于对工件正反面检测的检测工位101和用于实现工件移转的工件转移工位102，检测工位101和工件转移工位102能够处于底座1的同一位置处，检测工位101处于相机检测机构2的正下方；

还包括设置于相机检测机构2下方且分别用于将工件运行到检测工位101进行正面检测和反面检测的上料移栽机构3和下料移栽机构4，上料移栽机构3和下料移栽机构4均包括移栽架301和用于驱动移栽架301在水平面内沿上下料方向做直线运动的移栽架驱动机构；移栽架301包括支撑臂303和转动连接在支撑臂303上的翻转臂304，翻转臂304上设有工件治具305；

其中，移栽架驱动机构包括移栽驱动电机306和连接在移栽驱动电机306上的移栽驱动轴307，移栽驱动轴307上螺纹连接有移栽驱动块308，支撑臂303固定在移栽驱动块308上；

为了实现移栽机构的稳定运行，还包括固定在底座1上且长度方向与移栽驱动轴307轴向一致的移栽架滑轨309，支撑臂303的下端面上设有能够在移栽架滑轨309上滑动的移栽架滑块310。

上料移栽机构3和下料移栽机构4均设有移栽架驱动机构，能够分别实现上料移栽机构3和下料移栽机构4的独立运行，从而实现料移栽机构和下料移栽机构4将工件运送至检测工位101分别进行正面检测和反面检测。

上料移栽机构3和下料移栽机构4均运动到工件转移工位102时，上料移栽机构3的工件治具305和下料移栽机构4的工件治具305相互翻转到正向相对的位置处且实现工件的移转，此过程中可以先将上料移栽机构3的工件治具305和下料移栽机构4的工件治具305先正向相对，然后上料移栽机构3和下料移栽机构4均移动到工件转移工位102处，并使得下料移栽机构4的工件治具305贴合工件正面；

然后将上料移栽机构3上的工件治具305关闭真空吸附，下料移栽机构4上的工件治具305开启真空吸附，完成工件的对接转移，工件即从上料移栽机构3转移到下料移栽机构4上，并且实现了工件的翻面，以为工件反面检测做准备。

另外，本实施例中底座1上位于靠近上一工序位置处形成上料工位103，位于靠近下一工序位置处形成下料工位104，底座1上对应上料工位103处设有用于检测上料移栽机构3位置的第一位移传感器311，第一位移传感器311用于检查上料移栽机构3在正面检测之前是否准备到位，此时上料移栽机构3已经固定好待检测工件；

底座1上对应下料工位104处设有用于检测下料移栽机构4位置的第二位移传感器311，第二位移传感器311用于检测工件反面检测完成后是否运行到下料工位处进行下料准备；

底座1上对应工件转移工位102或检测工位101处设有用于检测上料移栽机构3和下料移栽机构4位置的第三位移传感器311。第三位移传感器311为多个，一方面用于检测上料移栽机构3和下料移栽机构4是否运行到检测工位101进行正反面检测，另一方面用于检测上料移栽机构3和下料移栽机构4是否处于运动到两者夹具均贴合在工件上以能够实现工件转移的位置处，从而通过多个位移传感器311，较佳的实现多个工位的多种工作状态。

本实施例中相机安装板203上设有相机安装座212，相机安装座212包括两根相对安装在相机安装板203上且长度方向纵向布置的限位安装杆213，两根限位安装杆213上分别垂直设有左侧面限位杆214和右侧面限位杆215，左侧面限位杆214和右侧面限位杆215的远离限位安装杆213的端部连接有前侧面限位杆216，左侧面限位杆214、右侧面限位杆215以及前侧面限位杆216共同构成供检测相机204穿过的U形限位框，左侧面限位杆214、右侧面限位杆215以及前侧面限位杆216上均螺纹连接有能够抵在检测相机204侧面上的限位螺栓217。

U形限位框以及其上的限位螺栓217的设置能够很好的对垂直向下设置的检查相机起到定位作用，限位螺栓217的朝向检测相机204的端部还可以套设橡胶垫来进一步减小对检测相机204的磨损。通过限位螺栓217的方式进行限位，能够调节限位框的内部限位尺寸，从而使得U形限位框能够适用于不同外径的检测相机204的定位，同时整体结构简单，调节时只需要拧动限位螺纹即可，调节方便。

另外，两根限位安装杆213的下端部均设有与限位安装杆213垂直设置的光源安装杆218，光源安装杆218上通过螺栓安装有光源219。光源安装杆218可以由限位安装杆213下端部直接弯折而成，使得整个安装检测相机204的安装座结构设计合理，无过多安装零部件，且呈框架结构，整体重量小，安装方便。

为了便于相机安装座212在相机安装板203上位置的调节，在限位安装杆213上沿限位安装杆213长度方向设有长孔220，限位安装杆213通过安装在长孔220内的螺栓固定在相机安装板203上。

本实施例中翻转臂304上设有用于驱动翻转臂304相对支撑臂303翻转的翻转臂驱动电机313，翻转臂304上设有多个间隔设置的治具旋转座312以及用于驱动多个治具旋转座312同步转动的同步驱动组件314，工件治具305设置于治具旋转座312上，本实施例中的同步驱动组件314可以为同步带带动多个与治具旋转座312一一对应的同步轮构成的结构，也可以为多段连接轴连接的涡轮蜗杆结构，涡轮与治具旋转座312一一对应且带动治具旋转座312旋转的结构来实现，或者其他现有的通过一个电机带动多个旋转部进行旋转的结构均可，只需实现多个治具旋转座312同步旋转即可。

本实施例中还提供了一种双边多工位正反面外观检测装置的检测方法，其采用前述的一种双边多工位正反面外观检测装置实现，其具体包括以下步骤：

步骤S1、将待检测工件置于上料移栽机构3的工件治具305上；

步骤S2、通过上料移栽机构3将待检测工件移动至相机检测机构2下方的检测工位101处进行正面检测；

步骤S3、工件正面检测完成后，将上料移栽机构3的工件治具305和下料移栽机构4的工件治具305正向相对，然后上料移栽机构3和下料移栽机构4均移动到工件转移工位102处，并使得下料移栽机构4的工件治具305贴合工件正面；

步骤S4、上料移栽机构3上的工件治具305关闭真空吸附，下料移栽机构4上的工件治具305开启真空吸附，完成工件的对接转移；

步骤S5、下料移栽机构4将待检测工件移动至检测工位101处进行反面检测，反面检测过程中上料移栽机构3再次对下一待测工件进行上料；

步骤S6、反面检测完成后，下料移栽机构4将检测后的工件移动到下一工序处进行下料，下料过程中上料移栽机构3运动到检测工位101进行下一待测工件的正面检测；

步骤S7、重复步骤S3-步骤S6，以此循环完成多批次工件检测。

本实施例中检测方法，能够实现检测过程中对工件进行翻面，从而实现在同一台检测机构上检测同一批工件的正面和反面，并且能够有效利用检测、上下料的空隙时间，使得整个检测过程的效率得到有效提高，能够达到8.5s检测一批产品。并且上料和下料分两个方向有序进行，使得该检测装置与其他工序的上下料装置之间能够更好、更方便的配合。

容易理解的是，本领域技术人员在本申请提供的一个或几个实施例基础上，可以对本申请的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本申请的保护范围。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种双边多工位正反面外观检测装置，包括底座（1），底座（1）上安装有相机检测机构（2），其特征在于：底座（1）上设有用于对工件正反面检测的检测工位（101）和用于实现工件移转的工件转移工位（102），检测工位（101）和工件转移工位（102）能够处于底座（1）的同一位置处；

还包括设置于相机检测机构（2）下方且用于将工件运行到检测工位（101）分别进行正面检测和反面检测的上料移栽机构（3）和下料移栽机构（4），上料移栽机构（3）和下料移栽机构（4）均包括移栽架（301）和用于驱动移栽架（301）在水平面内沿上下料方向做直线运动的移栽架驱动机构；移栽架（301）包括支撑臂（303）和转动连接在支撑臂（303）上的翻转臂（304），翻转臂（304）上设有工件治具（305）；

上料移栽机构（3）和下料移栽机构（4）均运动到工件转移工位（102）时，上料移栽机构（3）的工件治具（305）和下料移栽机构（4）的工件治具（305）相互翻转到正向相对的位置处实现工件的移转。

2.根据权利要求1所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：相机检测机构（2）包括固定在底座（1）上的支撑架（201），支撑架（201）上设有能够沿底座（1）长度方向做直线运动的相机安装架（202），相机安装架（202）上设有能够上下运动的相机安装板（203），相机安装板（203）上安装有多个沿底座（1）长度方向间隔均匀布置的检测相机（204）。

3.根据权利要求2所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：支撑架（201）上设有安装架驱动机构，安装架驱动机构包括安装架驱动电机（205）和连接在安装架驱动电机（205）上的安装架驱动轴（206），安装架驱动轴（206）轴向沿底座（1）长度方向设置，相机安装架（202）背面设有螺纹连接在安装架驱动轴（206）上且在安装架驱动电机（205）作用下沿安装架驱动轴（206）轴向运动的安装架驱动块（207）；

相机安装架（202）上设有安装板驱动机构，安装板驱动机构包括安装板驱动电机（208）和连接在安装板驱动电机（208）上的安装板驱动轴（209），安装板驱动轴（209）轴向竖直设置，相机安装板（203）背面设有螺纹连接在安装板驱动轴（209）上且在安装板驱动电机（208）作用下沿安装架板驱动轴轴向运动的安装板驱动块（210）。

4.根据权利要求3所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：相机安装板（203）上设有相机安装座（212），相机安装座（212）包括两根相对安装在相机安装板（203）上且长度方向纵向布置的限位安装杆（213），两根限位安装杆（213）上分别垂直设有左侧面限位杆（214）和右侧面限位杆（215），左侧面限位杆（214）和右侧面限位杆（215）的远离限位安装杆（213）的端部连接有前侧面限位杆（216），左侧面限位杆（214）、右侧面限位杆（215）以及前侧面限位杆（216）共同构成供检测相机（204）穿过的U形限位框，左侧面限位杆（214）、右侧面限位杆（215）以及前侧面限位杆（216）上均螺纹连接有能够抵在检测相机（204）侧面上的限位螺栓（217）。

5.根据权利要求4所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：两根限位安装杆（213）的下端部均设有与限位安装杆（213）垂直设置的光源安装杆（218），光源安装杆（218）上通过螺栓安装有光源（219）。

6.根据权利要求4所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：限位安装杆（213）上沿限位安装杆（213）长度方向设有长孔（220），限位安装杆（213）通过安装在长孔（220）内的螺栓固定在相机安装板（203）上。

7.根据权利要求1所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：

移栽架驱动机构包括移栽驱动电机（306）和连接在移栽驱动电机（306）上的移栽驱动轴（307），移栽驱动轴（307）上螺纹连接有移栽驱动块（308），支撑臂（303）固定在移栽驱动块（308）上；

还包括固定在底座（1）上且长度方向与移栽驱动轴（307）轴向一致的移栽架滑轨（309），支撑臂（303）的下端面上设有能够在移栽架滑轨（309）上滑动的移栽架滑块（310）。

8.根据权利要求1所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：底座（1）上对应工件转移工位（102）或检测工位（101）处设有用于检测上料移栽机构（3）和下料移栽机构（4）位置的位移传感器（311）。

9.根据权利要求1所述的一种双边多工位正反面外观检测装置，其特征在于：翻转臂（304）上设有用于驱动翻转臂（304）相对支撑臂（303）翻转的翻转臂驱动电机（313），翻转臂（304）上设有多个间隔设置的治具旋转座（312）以及用于驱动多个治具旋转座（312）同步转动的同步驱动组件（314），工件治具（305）设置于治具旋转座（312）上。

10.一种双边多工位正反面外观检测装置的检测方法，其特征在于：其采用权利要求1-9任意一项所述的一种双边多工位正反面外观检测装置实现，其具体包括以下步骤：

步骤S1、将待检测工件置于上料移栽机构（3）的工件治具（305）上；

步骤S2、通过上料移栽机构（3）将待检测工件移动至相机检测机构（2）下方的检测工位（101）处进行正面检测；

步骤S3、工件正面检测完成后，将上料移栽机构（3）的工件治具（305）和下料移栽机构（4）的工件治具（305）正向相对，然后上料移栽机构（3）和下料移栽机构（4）均移动到工件转移工位（102）处，并使得下料移栽机构（4）的工件治具（305）贴合工件正面；

步骤S4、上料移栽机构（3）上的工件治具（305）关闭真空吸附，下料移栽机构（4）上的工件治具（305）开启真空吸附，完成工件的对接转移；

步骤S5、下料移栽机构（4）将待检测工件移动至检测工位（101）处进行反面检测，反面检测过程中上料移栽机构（3）再次对下一待测工件进行上料；

步骤S6、反面检测完成后，下料移栽机构（4）将检测后的工件移动到下一工序处进行下料，下料过程中上料移栽机构（3）运动到检测工位（101）进行下一待测工件的正面检测；

步骤S7、重复步骤S3-步骤S6，以此循环完成多批次工件检测。