CN203235694U

CN203235694U - 电子接插件高精度视觉测量系统

Info

Publication number: CN203235694U
Application number: CN 201320182722
Authority: CN
Inventors: 孙国栋; 赵大兴; 冯维; 李欢; 王璜; 彭煜; 徐威
Original assignee: Hubei University of Technology
Current assignee: Hubei University of Technology
Priority date: 2013-04-12
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-04-12

Abstract

本实用新型提供一种电子接插件高精度视觉测量系统，包括细分工作台、驱动器、位置传感器、PLC控制机箱、图像采集单元和工控机，细分工作台用于置放电子接插件，驱动器连接在细分工作台上，位置传感器安装在细分工作台沿其运动方向的一侧，PLC控制机箱与细分工作台电连接，图像采集单元设于细分工作台的侧边，由光源、相机和图像采集卡组成，相机朝向细分工作台的方向垂直于细分工作台的运动方向，光源设于相机和细分工作台之间，相机通过图像采集卡与工控机连接。本实用新型的有益效果：利用细分工作台双向运动分段检测电子接插件，提高检测效率和测量精度；采用剔除机构自动剔除电子接插件劣品，提高企业产品质量，操作简单，维修方便。

Description

电子接插件高精度视觉测量系统

技术领域

本实用新型涉及图像分析处理与电子元器件检测领域，具体涉及一种电子接插件高精度视觉测量系统。

背景技术

随着数字电子技术的飞速发展，电子接插件广泛地应用在电子产品、电力设备中，使得电子产品的生产、维修效率得以极大提高。由于大量采用插拔式连接，其连接的可靠性、接触点电阻的大小对于电子产品的质量来说就越来越重要，因此，电子接插件的质量将直接影响电子设备的使用品质。目前，国内大部分电子插接件制造企业（包括三资企业）尚处于劳动密集型生产方式，产品在制造过程中各道工序的质量检测通常由专门的质检工完成。人工检测的劳动强度大、成本高且检测效率低，已严重阻碍企业提高产品质量、降低生产成本、增强市场竞争力的现代化进程；而机器视觉检测技术是解决这一棘手问题的有效对策。因此，借鉴国外技术领先企业经验，研究开发机器视觉检测系统及其技术拥有巨大的市场价值和应用前景。

经过长期的发展，国外的机器视觉已经十分成熟。在国外，机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业，其中大概40%-50%都集中在半导体行业。机器视觉系统还在质量检测的各个方面已经得到了广泛的应用，并且其产品在应用中占据着举足轻重的地位。在对接插件的检测方面，国外成熟方法是将接插件组装到仪器上再采集数据信息发现故障，例如，在电力机车接插件电气性能要求的基础上，用检测电路将接插件的电阻值转变成电压值,再采集到计算机中进行处理，从而设计出一套接插件性能微机检测系统；日本东京大学提出一种实用的自动检测系统，用于检测一种特殊防水软壳电子接插件与汽车的滑动锁定装置是否完全连接，利用微型麦克风、放大器、和各种电力过程等收集数据信息并分析。

近年来，国内在机器视觉的相关领域也取得了飞速的发展。一些大专院校、研究所和企业近年来在图像和机器视觉技术领域进行了大胆的尝试，逐步开始了工业现场的应用。上海交通大学的金隼、洪海涛将机器视觉技术应用在电子接插件制造的冲压阶段中，通过目标零件的位置信息（边缘坐标和起始转角）与标准零件模板匹配以检测出插脚形状上的质量缺陷。同时，国内有部分高新技术企业已经对电子接插件质量检测做出了部分成型设备，但由于受电子接插件尺寸型号十分微小、检测效率以及成本高等条件限制，不能实现在同一设备上实现多种型号的电子接插件在线检测，且仅仅依靠单个电子接插件的整幅图像的检测效果已经不能满足测量精度要求。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是，针对现有电子接插件检测存在的上述缺陷，提供一种电子接插件高精度视觉测量系统，提高对电子接插件的检测效率和测量精度，并且可以同时对次品进行剔除，有效解决人工检测效率低、劳动强度大的难题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

电子接插件高精度视觉测量系统，包括细分工作台、驱动器、位置传感器、PLC控制机箱、图像采集单元和工控机，细分工作台用于置放电子接插件，驱动器连接在细分工作台上，用于驱动细分工作台的运动，位置传感器安装在细分工作台沿其运动方向的一侧，PLC控制机箱与细分工作台电连接，图像采集单元设于细分工作台的侧边，由光源、相机和图像采集卡组成，相机朝向细分工作台的方向垂直于细分工作台的运动方向，光源设于相机和细分工作台之间，相机通过图像采集卡与工控机连接。

在上述方案中，所述图像采集单元包括两组光源、相机和图像采集卡，两组光源、相机分别设于垂直于细分工作台运动方向的两侧。

在上述方案中，所述相机采用面阵CCD相机，两台面阵CCD相机相对细分工作台平行放置。

在上述方案中，所述位置传感器设有三个，分别为1#位置传感器、2#位置传感器、3#位置传感器，两两位置传感器之间的间隔为三分之一细分工作台的长度。

在上述方案中，所述驱动器采用伺服电机。

在上述方案中，所述PLC控制机箱内设有PLC控制器，PLC控制机箱外侧面板上设有人机界面、电源开关、急停键和蜂鸣器。

在上述方案中，所述细分工作台的一侧还设有剔除机构，所述剔除机构内设有电磁阀，所述电磁阀与PLC控制机箱连接，电磁阀通过PLC控制器控制剔除不合格产品。

本实用新型电子接插件高精度视觉测量系统的工作过程包括以下步骤：

（1）把电子接插件放在细分工作台上，细分工作台两侧分别设置两个图像采集单元，图像采集单元由光源、相机和图像采集卡组成；细分工作台沿运动方向的一侧安装有三个位置传感器，且两两位置传感器间隔三分之一细分工作台的长度；细分工作台通过驱动器和PLC控制器控制其往复双向运动；

（2）电子接插件每触发一次位置传感器，PLC控制器接收位置传感器的信号并发送指令触发细分工作台两侧的图像采集单元的相机同时分段采集电子接插件的每段图像；

（3）步骤（2）中相机采集的图像经图像采集卡处理后传送至工控机，应用图像处理软件，依次对图像进行检测与测量分析；

（4）工控机将步骤（3）中图像检测与测量的结果传输给PLC控制器，通过PLC控制器触发剔除机构的电磁阀剔除不合格电子接插件，同时通过PLC控制器控制蜂鸣器实现故障报警功能。

其中，PLC控制器的工作流程如下：

① PLC控制器通过驱动器控制细分工作台运动，细分工作台运动到工件位置1#处触发1#位置传感器，PLC控制器接收1#位置传感器触发信号后触发相机采集电子接插件的第一段图像；

② 细分工作台会继续运动至工件位置2#处，并触发2#位置传感器，PLC控制器接收2#位置传感器触发信号后触发相机采集电子接插件的第二段图像；

③ 细分工作台会继续运动至工件位置3#处，并触发3#位置传感器，PLC控制器接收3#位置传感器触发信号后触发相机采集电子接插件的第三段图像；

④ 将同一个电子接插件的三段图像经过图像处理软件识别，如果发现存在缺陷，则PLC控制器通过控制剔除机构的电磁阀，自动剔除不合格产品；如果没有发现缺陷，则表示产品合格，不作处理，细分工作台做反向相同控制流程。

本实用新型的有益效果：利用细分工作台分段检测电子接插件，机器视觉的自动检测取代传统人工检测，提高检测效率，实现电子接插件的自动化检测与测量，使人工抽检升级为自动全检；细分工作台双向运动检测电子接插件，大大提高测量精度；另外，采用剔除机构实现对电子接插件劣品的自动剔除，操作简单，维修方便，极大提高企业产品质量。

附图说明

图1是本实用新型所述的电子接插件高精度视觉测量系统的结构示意图；

图2是本实用新型系统的工作原理图；

图3是本实用新型PLC控制器的工作流程图；

图中：1-位置传感器，2-电子接插件，3-细分工作台，4-剔除机构，5-光源，6-相机，7-电源开关，8-急停键，9-蜂鸣器，10-人机界面，11-PLC控制机箱，12-驱动器，13-工控机。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

参照图1~图2所示，本实用新型所述的电子接插件高精度视觉测量系统，包括细分工作台3、驱动器12、位置传感器1、PLC控制机箱11、图像采集单元和工控机13，细分工作台3用于置放电子接插件2，驱动器12连接在细分工作台3上，用于驱动细分工作台3的运动，位置传感器1安装在细分工作台3沿其运动方向的一侧，PLC控制机箱11与细分工作台3电连接，图像采集单元设于细分工作台3的侧边，由光源5、相机6和图像采集卡组成，相机6朝向细分工作台3的方向垂直于细分工作台3的运动方向，光源5设于相机6和细分工作台3之间，相机6通过图像采集卡与工控机13连接。

所述图像采集单元包括两组光源5、相机6和图像采集卡，两组光源5、相机6分别设于垂直于细分工作台3运动方向的两侧。

所述相机6采用面阵CCD相机，两台面阵CCD相机相对细分工作台3平行放置。

所述位置传感器1设有三个，分别为1#位置传感器、2#位置传感器、3#位置传感器，两两位置传感器之间的间隔为三分之一细分工作台3的长度。

所述驱动器12采用伺服电机。

所述PLC控制机箱11内设有PLC控制器，PLC控制机箱11外侧面板上设有人机界面10、电源开关7、急停键8和蜂鸣器9。

所述细分工作台3的一侧还设有剔除机构4，所述剔除机构4内设有电磁阀，所述电磁阀与PLC控制机箱11连接，电磁阀通过PLC控制器控制剔除不合格产品。

（1）把电子接插件2放在细分工作台3上，细分工作台3通过驱动器12和PLC控制器控制其往复双向运动；

（2）电子接插件2每触发一次位置传感器1，PLC控制器接收位置传感器的信号并发送指令触发两台面阵CCD相机同时分段采集电子接插件2的每段图像；

（3）相机6采集的图像经图像采集卡处理后传送至工控机13，应用图像处理软件，依次对图像进行检测与测量分析；

（4）工控机13将步骤（3）中图像检测与测量的结果传输给PLC控制器，通过PLC控制器触发剔除机构4的电磁阀剔除不合格电子接插件2，同时通过PLC控制器控制蜂鸣器9实现故障报警功能。

参照图3所示，本实用新型单向PLC控制器的工作流程如下：

① PLC控制器通过驱动器12控制细分工作台3运动，细分工作台3运动到工件位置1#处触发1#位置传感器，PLC控制器接收1#位置传感器触发信号后触发相机6采集电子接插件2的第一段图像；

② 细分工作台3会继续运动至工件位置2#处，并触发2#位置传感器，PLC控制器接收2#位置传感器触发信号后触发相机6采集电子接插件2的第二段图像；

③ 细分工作台3会继续运动至工件位置3#处，并触发3#位置传感器，PLC控制器接收3#位置传感器触发信号后触发相机6采集电子接插件2的第三段图像；

④ 将同一个电子接插件2的三段图像经过图像处理软件识别，如果发现存在缺陷，则PLC控制器通过控制剔除机构3的电磁阀，自动剔除不合格产品；如果没有发现缺陷，则表示产品合格，不作处理，细分工作台3做反向相同控制流程。

另一方向上的PLC控制器分段控制流程亦是如此。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.电子接插件高精度视觉测量系统，其特征在于：包括细分工作台、驱动器、位置传感器、PLC控制机箱、图像采集单元和工控机，细分工作台用于置放电子接插件，驱动器连接在细分工作台上，用于驱动细分工作台的运动，位置传感器安装在细分工作台沿其运动方向的一侧，PLC控制机箱与细分工作台电连接，图像采集单元设于细分工作台的侧边，由光源、相机和图像采集卡组成，相机朝向细分工作台的方向垂直于细分工作台的运动方向，光源设于相机和细分工作台之间，相机通过图像采集卡与工控机连接。

2. 如权利要求1所述的电子接插件高精度视觉测量系统，其特征在于：所述图像采集单元包括两组光源、相机和图像采集卡，两组光源、相机分别设于垂直于细分工作台运动方向的两侧。

3. 如权利要求2所述的电子接插件高精度视觉测量系统，其特征在于：所述相机采用面阵CCD相机，两台面阵CCD相机相对细分工作台平行放置。

4. 如权利要求1所述的电子接插件高精度视觉测量系统，其特征在于：所述位置传感器设有三个，分别为1#位置传感器、2#位置传感器、3#位置传感器，两两位置传感器之间的间隔为三分之一细分工作台的长度。

5. 如权利要求1所述的电子接插件高精度视觉测量系统，其特征在于：所述驱动器采用伺服电机。

6. 如权利要求1所述的电子接插件高精度视觉测量系统，其特征在于：所述PLC控制机箱内设有PLC控制器，PLC控制机箱外侧面板上设有人机界面、电源开关、急停键和蜂鸣器。