CN201488955U - 一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，Y轴电机与Y轴丝杠相连组成Y轴结构，位于仪器上部，由支架固定，Y轴结构上有Y轴限位开关；Z轴电机与Z轴丝杠相连组成Z轴结构，与Y轴结构固定并与之垂直，Z轴结构上有Z轴限位开关；X轴电机与X轴丝杠相连组成X轴结构，位于仪器下部，固定在基座上，X轴结构上有X轴限位开关；三者组成XYZ三轴联动机构，工业镜头和CCD位于在Z轴上，并且CCD在工业镜头之上，LED光源为背向放置的光源。本实用新型自动化程度高，检测精度高，检测效率高，结构简单，加工制造容易和开发成本低。

Description

一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器

技术领域

本实用新型属于检测仪器领域，特别是涉及一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器。

背景技术

国内对非织造熔纺喷丝板的检测，主要是非自动检测。

非自动检测一种是通过光学手段来检测，一种是依靠熟练的检测工人用显微镜对喷丝板的各个微孔进行目测，熟练工人只能大致地目测出圆形微孔是否堵塞、圆形微孔的圆形度是否偏差很大，无法对各圆形微孔的参数(如微孔的直径)进行定量测量与定量分析。同时检测过程会出现误检现象，检测效率很低。另一种是采用投影仪对喷丝板进行检测，该方法可以测出微孔的尺寸参数，但一块喷丝板微孔的数量少则几百，多则上千，若要检测每个微孔的尺寸参数，对熟练的工人来讲，不仅劳动强度高、检测效率低，而且也容易出现误检、漏检现象。

国外的某些公司，如美国ASPEX公司生产出的基于机器视觉的自动化检测设备，有效地提高了检测效率与精度。国外的自动化设备不仅价格昂贵，难以普及，无法对国内喷丝板厂商生产的非织造喷丝板进行高效检测，而且某些功能仍不完善。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，以解决现有技术中检测非自动、效率低的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其结构为：Y轴电机、Y轴丝杠、Z轴电机、Z轴丝杠、Y轴限位开关、Z轴限位开关、X轴限位开关、X轴电机、X轴丝杠、运动控制卡以及驱动器组成的运动控制系统；LED光源、工业镜头、CCD以及图像采集卡组成的图像采集与处理系统；直线轴承、夹具、平行光轴、支架、基座及固定凹槽。Y轴电机与Y轴丝杠相连组成Y轴结构，位于仪器上部，由支架固定，Y轴结构上有Y轴限位开关；Z轴电机与Z轴丝杠相连组成Z轴结构，与Y轴结构固定并与之垂直，Z轴结构上有Z轴限位开关；X轴电机与X轴丝杠相连组成X轴结构，位于仪器下部，固定在基座上，X轴结构上有X轴限位开关；三者组成XYZ三轴联动机构，工业镜头和CCD位于在Z轴上，并且CCD在工业镜头之上，LED光源为背向放置的光源。

支架装在平行光轴和直线轴承组成的滑块副上。

基座上有深为20mm的孔，孔内装有螺母，基座材质是大理石。

夹具形状为几字形，其上部有凹槽。

Y轴电机、X轴电机和Z轴电机为步进电机，额定功率为7.2W，步距角为1.8°，细分数为64。

工业镜头焦距为50mm，变形率为0～1.0％。

CCD有效像素为768×494，靶面尺寸为6.5mm×4.85mm。

该检测仪的检测精度为0～1μm，检测速率为0～2秒/孔，X轴的走位精度达到5μm/1000mm。

在检测过程中，工业镜头在XYZ三轴的电机的驱动下，先运动到各轴限位开关位置处，接着系统通过其算法将工业镜头移动到微孔的正上方，完成自动对焦，然后按照先X轴方向，后Y轴方向进行自动检测，检测过程中完成自动寻孔和孔的自动纠偏功能。

有益效果

1、本实用新型结构简单，成本较低，用大理石作基座，台面光整，能最大限度减少环境因素影响，保证工作台的精度。

2、采用两平行光轴作支架，通过直线轴承承担负载，减轻了X轴滚珠丝杠承受的径向负载，使得滚珠丝杠的走位精度达到5μm/1000mm。

3、自动化程度高，检测仪充分利用机器视觉技术，使得对孔的检测精度达到微米级，大大降低了检测人员的劳动强度和漏检、误检率。

附图说明

图1是本实用新型主视图。

图2是本实用新型侧视图。

图3是本实用新型的夹具。

其中：1-Y轴电机、2-Y轴丝杠、3-Z轴电机、4-Z轴丝杠、5-支架、6-基座、7-X轴限位开关、8-直线轴承、9-夹具、10-X轴电机、11-X轴丝杠、12-平行光轴、13-LED光源、14-工业镜头、15-CCD、16-Y轴限位开关、17-Z轴限位开关、18-非织造熔纺喷丝板、19-固定凹槽。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

参照图1、图2、图3，一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其结构为：Y轴电机1、Y轴丝杠2、Z轴电机3、Z轴丝杠4、Y轴限位开关16、Z轴限位开关17、X轴限位开关7、X轴电机10、X轴丝杠11、运动控制卡以及驱动器组成的运动控制系统；LED光源13、工业镜头14、CCD 15以及图像采集卡组成的图像采集与处理系统；直线轴承8、夹具9、平行光轴12、支架5、基座6及固定凹槽19。Y轴电机1与Y轴丝杠2相连组成Y轴结构，位于仪器上部，由支架5固定，Y轴结构上有Y轴限位开关16；Z轴电机3与Z轴丝杠4相连组成Z轴结构，与Y轴结构固定并与之垂直，Z轴结构上有Z轴限位开关17；X轴电机10与X轴丝杠11相连组成X轴结构，位于仪器下部，固定在基座6上，X轴结构上有X轴限位开关7；三者组成XYZ三轴联动机构，工业镜头14和CCD 15位于在Z轴上，并且CCD 15在工业镜头14之上，所述的LED光源13为背向放置的光源。

检测时，XYZ三轴的步进电机首先运动各自的限位开关处，并把这个位置记录为原点，然后在XYZ三轴步进电机的驱动下，工业镜头走位到设定的第一个孔的正上方，在-1mm～+1mm位置范围内，CCD 15按照其算法连续采集图像，并将采集图像的镜头位置进行分类排序，再由对焦评价函数对其处理与判断，找出其中最清晰的图像及其相应镜头位置，完成自动对焦。

按减少检测过程中自动对焦的次数，以提高检测的效率的原则，工业镜头按照先Y轴方向，再X轴方向的次序进行走位，再根据微孔排列规律，计算出每个微孔的理论位置，驱动步进电机转动，将工业镜头移动到该位置，并在局部范围内逐步自动搜索，采集、分析并处理图像，直到有微孔图像出现为止，以实现自动寻孔。检测过程中，出现微孔的图像在工业镜头的视场内，但孔的圆心未与工业镜头的光心重合时，图像处理系统根据检测微孔的图纸位置，采集其图像并处理，计算出微孔的圆心坐标、偏心距ρ等，再将偏心距ρ转换成自动走位系统的位移量，驱动电机调整工业镜头位置，使其光心与微孔圆心重合，实现自动纠偏。

待所有的孔都检测完毕后，工业镜头再次回到原点位置，将孔的检测信息输出。

Claims (8)

1.一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，包括由Y轴电机(1)、Y轴丝杠(2)、Z轴电机(3)、Z轴丝杠(4)、Y轴限位开关(16)、Z轴限位开关(17)、X轴限位开关(7)、X轴电机(10)、X轴丝杠(11)、运动控制卡以及驱动器组成的运动控制系统；由LED光源(13)、工业镜头(14)、CCD(15)以及图像采集卡组成的图像采集与处理系统；直线轴承(8)、夹具(9)、平行光轴(12)、支架(5)、基座(6)及固定凹槽(19)，其特性在于：所述的Y轴电机(1)与Y轴丝杠(2)相连组成Y轴结构，位于仪器上部，由支架(5)固定，Y轴结构上有Y轴限位开关(16)；所述的Z轴电机(3)与Z轴丝杠(4)相连组成Z轴结构，与Y轴结构固定并与之垂直，Z轴结构上有Z轴限位开关(17)；所述的X轴电机(10)与X轴丝杠(11)相连组成X轴结构，位于仪器下部，固定在基座(6)上，X轴结构上有X轴限位开关(7)；三者组成XYZ三轴联动机构，所述的工业镜头(14)和CCD(15)位于在Z轴上，并且CCD(15)在工业镜头(14)之上，所述的LED光源(13)为背向放置的光源。

2.根据权利要求1所述的一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其特征在于：所述的支架(5)装在平行光轴(12)和直线轴承(8)组成的滑块副上。

3.根据权利要求1所述的一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其特征在于：所述的基座(6)上有深为20mm的孔，孔内装有螺母，基座材质是大理石。

4.根据权利要求1所述的一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其特征在于：所述的夹具(9)形状为几字形，其上部有凹槽。

5.根据权利要求1所述的一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其特征在于：所述的Y轴电机(1)、X轴电机(10)和Z轴电机(3)为步进电机，额定功率为7.2W，步距角为1.8°，细分数为64。

6.根据权利要求1所述的一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其特征在于：所述的工业镜头(14)焦距为50mm，变形率为0～1.0％。

7.根据权利要求1所述的一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其特征在于：所述的CCD(15)有效像素为768×494，靶面尺寸为6.5mm×4.85mm。

8.根据权利要求1所述的一种用于非织造熔纺喷丝板自动化检测的仪器，其特征在于：该检测仪的检测精度为0～1μm，检测速率为0～2秒/孔，X轴的走位精度达到5μm/1000mm。

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