CN204269533U - 一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，视觉系统包括工业相机、工业镜头、外部光源和图像采集卡，工业相机、工业镜头和外部光源均固定在安装板上，安装板与丝杠和导向杆相连；升降机构包括升降电机、同步带和编码器，升降电机通过同步带控制丝杠转动，并依靠编码器读取转动数值。本实用新型提供的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，使工人的操作简单，也使机器具备了自我保护、自我调整的功能，按照工厂要求自动调整到位，从而保证了视觉系统的工作环境，保证了视觉系统能够以最佳的工作状态进行生产。

Description

一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构

技术领域

本实用新型涉及一种木材检测装置的安装结构，尤其涉及一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构。

背景技术

随着工业视觉系统的高速发展，现在工业视觉处理已经被各个行业所认识并接受。对于木材加工行业，工业视觉具有很广泛的应用。从对木材的表面缺陷检测，到成品质量的识别处理，均可以应用到工业视觉检测。工业视觉检测的结果要达到精确，则焦距必须保证调整到位，因而必须保证工业相机与镜头的安装位置需要随材料厚度、宽度的不同进行调整。传统的调整是手动调节的方式，这种调节的方式有以下三方面的不利之处：1、人工的随意性很大，焦距没有调整到最优便停止调整，这造成视觉系统处理结果会存在瑕疵；2、由于要处理的木料有不同的厚度，因而需要经常调整视觉系统的位置，工作量加大；3、当需要经常调整时，机器外罩需要经常打开，则容易造成视觉系统的损坏。

因此，为了克服现有技术中存在的上述缺陷，有必要对现有木材检测装置视觉系统的调整方式进行改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，使工人的操作简单，也使机器具备了自我保护、自我调整的功能，能按照工厂要求自动调整到位，从而保证了视觉系统的工作环境，保证了视觉系统能够以最佳的工作状态进行生产。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其中，视觉系统包括工业相机、工业镜头、外部光源和图像采集卡，工业相机、工业镜头和外部光源均固定在安装板上，安装板与丝杠和导向杆相连；升降机构包括升降电机、同步带和编码器，升降电机通过同步带控制丝杠转动，并依靠编码器读取转动数值。

上述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其中，外部光源通过光源安装板与安装板相互固定，光源安装板上设有光源固定孔和安装角度调整孔，安装角度调整孔为长腰孔。

上述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其中，还包括两个安装横梁，工业相机的两端设有2个风扇，风扇通过风扇安装板安装在安装横梁上。

上述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其中，还包括吹气嘴，所述吹气嘴斜对着工业镜头的表面。

上述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其中，所述两个安装横梁之间安装2个接近开关，上面的接近开关是整个系统移动的上限，下面的接近开关是整个系统移动的下限。

本实用新型相对于现有技术具有如下有益效果：现有技术中视觉系统的处理是一个复杂的过程，需要调整白平衡、调整焦距、调整外部光源的亮度等等；这些工作在机器出厂前都已经调整到使系统达到最优，而此时工人仅仅调整一个参数，则打乱原本的平衡；工业镜头在调整到位后有一个锁紧螺母会将镜头位置固定，如果人工进行调整，则需要松开锁紧螺母，这极易导致镜头损坏。本实用新型提供的技术方案能够快速有效地将视觉系统的高低位置随原材料的厚度变化进行调整，具有安全、高效、精确到位等特点，能够彻底杜绝上述问题的出现。

附图说明

图1为一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构的示意图。

图2为光源安装板的结构示意图。

图3为安装板的结构示意图。

图中：

1工业相机                 2工业镜头            3安装板

4光源安装板               5光源固定孔          6吹气嘴

7升降电机                 8同步带              9编码器

10安装角度调整孔          11安装横梁           12风扇

13风扇安装板              14接近开关           15导向杆孔位

16丝杠孔位                17相机安装孔

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构的示意图，图2为光源安装板的结构示意图，图3为安装板的结构示意图。视觉系统包括工业相机1、工业镜头2、外部光源和图像采集卡，工业相机1、工业镜头2和外部光源均固定在安装板3上，安装板3上设有导向杆孔位15、丝杠孔位16和相机安装孔17，安装板3与丝杠和导向杆相连；升降机构包括升降电机7、同步带8和编码器9，升降电机7通过同步带8控制丝杠转动，并依靠编码器9读取转动数值。外部光源通过光源安装板4与安装板3相互固定，光源安装板4上设有光源固定孔5和安装角度调整孔10，安装角度调整孔10为长腰孔，还包括两个安装横梁11，工业相机1的两端设有2个风扇12，风扇12通过风扇安装板13安装在安装横梁11上，还包括吹气嘴6，吹气嘴6斜对着工业镜头2的表面。两个安装横梁11之间安装2个接近开关14，上面的接近开关14是整个系统移动的上限，下面的接近开关14是整个系统移动的下限。

视觉系统是指通过机器视觉产品，即图像摄取装置，将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。

视觉系统的特点是提高生产的自动化程度，在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度，而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术，可以在最快的生产线上对产品进行测量、引导、检测和识别，并能保质保量的完成生产任务。

本专利提供的视觉系统包括：工业相机1、工业镜头2、外部光源、图像采集卡等。工业相机1，据不同的实际应用场合选不同的相机和高分辨率相机、线扫描CCD和面阵CCD、单色相机和彩色相机。工业镜头2可依焦距、光圈和镜头伸缩调整等方式来选型。外部光源，除了是相机能够拍摄到部件外，好的光源应该能够产生最大的对比度、亮度足够且对部件的位置变化不敏感。图像采集卡，采集卡直接决定了摄像头的接口、黑白、彩色、模拟、数字等，它可以将图像迅速地传送到计算机存储器进行处理。

在木制品生产加工过程中，由于每一批材料的用途不同，如有些材料是制作桌子台面，有些是制作大衣柜门的，那么这些材料的厚度也是不同的。利用工业视觉系统来处理木料表面的各种信息有一个很重要的前提就是需要将工业镜头2的焦距调整到最优。如果焦距没有调整到位，视觉系统捕获到的图像信息会出现重影、模糊、分辨率不高等情形，这就导致最终的处理结果存在偏差、瑕疵，从而影响到最终木制品成品的质量。目前，调整视觉系统的方式主要是依靠人工手动操作的方式，当人工操作时，会存在调整不到位或者干脆不调整的情况。例如，第一批材料的厚度为22mm，此时工人对视觉系统的高低位置进行了调整；当材料厚度变为25mm时，工人有可能认为才差了3mm，干脆就不调整了。而这3mm的差别则会对处理结果造成重大影响。另外，有时则会存在工人不想调整视觉系统的高低位置，而直接转动工业镜头2来调整焦距。这样会导致两方面的问题：1、视觉系统的处理是一个复杂的过程，需要调整白平衡、调整焦距、调整外部光源的亮度等等；这些工作在机器出厂前都已经调整到使系统达到最优，而此时工人仅仅调整一个参数，则打乱原本的平衡；2、工业镜头2在调整到位后有一个锁紧螺母会将镜头位置固定，如果人工进行调整，则需要松开锁紧螺母，这极易导致镜头损坏。

本实用新型则能够快速有效地将视觉系统的高低位置随原材料的厚度变化进行调整，具有安全、高效、精确到位等特点，能够彻底杜绝上述问题的出现。视觉系统的安装结构如图1所示，工业相机1、工业镜头2以及外部光源被固定在安装板3上，安装板3与丝杠和导向杆相连；升降电机7通过同步带8控制丝杠转动，并依靠编码器9读取转动数值，编码器9的精度可以达到0.01mm。升降电机7由控制系统控制。安装板3的结构如图2所示，工业相机1、工业镜头2以及外部光源均固定在安装板3上，这样就保证了当调整高低时，整个视觉系统是统一调整的，不会打破整个系统原有保持的平衡，视觉系统在垂直方向位移。在整体结构中，特别地添加了风扇12的安装位置，由于在实际工作过程中，视觉系统可能连续24小时工作，因而加装散热系统，即工业相机1的两边均安装一个风扇12，快速带走工业相机1由于工作产生的热量。在木材加工过程中，加工环境较差，整个工作环境中会存在木屑、粉尘等。因而，为保证视觉系统的工业镜头2成像清晰，需要定期清除粘在工业镜头2上的灰尘。本产品特别设计了一个吹气嘴6的结构，吹气嘴6斜对工业镜头2表面，通过控制系统来控制电磁阀，使该吹气嘴6每间隔5分钟吹气一次，从而保证了工业镜头2的清洁。由于整个视觉系统是精密度较高，而且诸如工业镜头2均为禁止撞击的部件，所以为了防止整个系统的移动超限而碰撞到上下限位，保证整个系统在一定的高低空间内进行位移，本实用新型特别加装了上下两个接近开关14。上面的接近开关14是整个系统移动的上限，下面的接近开关14是整个系统移动的下限。这就保证了整个系统在位移过程中有自我保护的功能。

本设备在出厂前，将整个视觉系统调整到最优，调整的依据是，当相机系统位于下面的接近开关14时，此时工业相机1与工业镜头2照射在进料皮带上，皮带上不放置任何的材料，此时将系统的焦距、光圈、白平衡等均调整到最优。当客户需要使用本设备时，在人机交互界面需要输入木料的厚度；工人通过游标卡尺获知木料的厚度后，在人机交互界面的输入栏输入木料的厚度值，当点击设备的开机按钮时，该数值通过工控机传输至PLC，PLC控制升降电机7的运转，首先整个视觉系统先找取零位，即先下降到下限位，然后在下限位的基础上升至工人输入的数值。例如，工人输入材料厚度20mm，则点击开机按钮后，此时整个进料皮带均不会启动，待视觉系统调整到位后自动启动；视觉系统开始找取零位，在升降电机7控制下整个系统下降至下限位；然后以下限位为原点，上升20mm；当视觉系统的位置到位以后，机器的进料系统、出料系统自动启动。当生产加工中的材料更换时，工人也仅需要在人机交互界面中输入新的待加工材料的厚度数值，此时视觉系统仍会先下降到下限位，然后再上升至预先输入的数值高度处。每次调整厚度，视觉系统均需要先下降到零位再上升的原因是为了消除编码器9的累积误差，从而使精度更高，整个系统处理的结果更准确。

任何一款工业产品到达客户现场使用时均需要满足：1、使用、调整方便；2、使用效果好；3、不容易损坏。很多时候，客户购买机器后使用效果不理想均是由于对机器参数、位置等因素调整不到位造成的。本实用新型设计的结构则解决了这一问题，使工人的操作更简单，也使机器具备了自我保护、自我调整的功能，按照工厂要求自动调整到位，从而保证了视觉系统的工作环境，也就保证了视觉系统能够以最佳的工作状态进行生产。同时，本实用新型的结构不需要工人打开外罩直接操作视觉系统，这样降低了误操作的风险。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其特征在于：

视觉系统包括工业相机、工业镜头、外部光源和图像采集卡，工业相机、工业镜头和外部光源均固定在安装板上，安装板上设有导向杆孔位、丝杠孔位和相机安装孔，安装板与丝杠和导向杆相连；

升降机构包括升降电机、同步带和编码器，升降电机通过同步带控制丝杠转动，并依靠编码器读取转动数值。

2.如权利要求1所述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其特征在于：外部光源通过光源安装板与安装板相互固定，光源安装板上设有光源固定孔和安装角度调整孔，安装角度调整孔为长腰孔。

3.如权利要求2所述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其特征在于：还包括两个安装横梁，工业相机的两端设有2个风扇，风扇通过风扇安装板安装在安装横梁上。

4.如权利要求3所述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其特征在于：还包括吹气嘴，所述吹气嘴斜对着工业镜头的表面。

5.如权利要求4所述的一种木材检测装置视觉系统及升降机构的安装结构，其特征在于：所述两个安装横梁之间安装2个接近开关，上面的接近开关是整个系统移动的上限，下面的接近开关是整个系统移动的下限。