CN207057050U - 一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备，包括检测台和计算机，所述检测台上且对应计算机的一侧设有用于输送小零件的传送装置，所述检测台上且对应所述计算机和所述传送装置之间设有用于将小零件夹取到传送装置向后传输的上料机构；所述检测台上且对应传送装置前部的位置处设有用于采集小零件外观图像信息的图像采集装置，所述计算机内安装有判断出小零件外观质量是否存在缺陷的软件；所述检测台上且对应所述传送装置后端的位置处设有对小零件进行分类的分拣机械手。本实用新型的有益效果是：减少人工上料和人工分拣的工序，以提高自动化程度，最终提高工作效率，同时保证检测精度，以克服现有光学检测设备存在的技术局限和不足。

Description

一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备

技术领域

本实用新型涉及自动光学检测技术领域，具体涉及一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备。

背景技术

随着工业自动检测技术的快速发展，特别是中国制造的需求变化，在工业领域中的微型电子元器件如数码管、电容，以及微小机械零件如小齿轮等外观质量检测领域，对检测精度、检测速度的指标要求不断提高，由此对相应的检测设备的要求也越来越高，如何提高检测设备的检测范围和各项技术指标，以适应工业技术的发展，显得尤为急切。

目前，机器视觉光学检测设备，多采用单个光学镜头成像，再和标准图像或者数据进行比较，给出检测的误差结果。由于单个镜头的视场和分辨率固定，假如换一个检测零件，需要换其他镜头，在检测过程中换镜头需要耗费一定的时间，因此使用范围比较狭窄，检测效率较低，难以满足工业发展的需要。而对微小零件外观质量缺陷检测的机器视觉检测设备主要是针对特定零件的外观质量缺陷检测，这主要是因为光学镜头和工业相机的限制，当换其他检测零件的时候，需要特地更换镜头，效率降低，无法适用更大范围的检测要求，并且现有检测手段多用人眼检测，劳动强度大，效率不高。

实用新型内容

综上所述，为了解决现有微小零件外观质量缺陷自动光学检测设备中单镜头适用范围狭窄，人工检测效率低的问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备，包括检测台和计算机，所述检测台的一端设有所述计算机，所述检测台上且对应所述计算机的一侧设有用于输送小零件的传送装置，所述检测台上且对应所述计算机和所述传送装置之间设有用于将小零件夹取到传送装置向后传输的上料机构；

所述检测台上且对应所述传送装置前部的位置处设有用于采集小零件外观图像信息的图像采集装置，所述图像采集装置通过用于传输图像信息的数据线连接所述计算机，所述计算机内安装有根据图像信息判断出小零件外观质量是否存在缺陷的软件；所述检测台上且对应所述传送装置后端的位置处设有根据所述计算机的判断结果来对小零件进行分类的分拣机械手。

本实用新型的有益效果是：采用自动上料机构和分拣机械手，减少人工上料和人工分拣的工序，以提高自动化程度，最终提高工作效率，同时保证检测精度，以克服先有自动光学检测设备存在的技术局限和不足。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步，所述计算机包括实现人机对话的键盘和显示检测信息的显示屏。

进一步，所述传送装置包括单相异步交流电机和输送带，所述单相异步交流电机处于所述检测台且远离所述计算机的一端的底部，所述输送带处于所述检测台的工作平面上，并且所述单相异步交流电机连接所述输送带并带动输送带转动以输送小零件，所述检测台底部的中间位置设有通过控制所述单相异步交流电机的运行的单片机。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现小零件的输送并控制。

进一步，所述上料机构包括步进电机水平运动平台、步进电机垂直运动平台和舵机连杆夹取组件，所述步进电机水平运动平台的一端可上下移动的安装在所述步进电机垂直运动平台上，所述舵机连杆夹取组件可水平移动的安装在所述步进电机水平运动平台上；

所述检测台的工作平面上且对应在所述舵机连杆夹取组件的下方设有料盘，所述料盘内用于放置等待被所述舵机连杆夹取组件夹取的小零件。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现最开始对小零件的上料即夹取到传送装置向后输送。

进一步，所述图像采集装置包括支撑杆和调焦升降平台，所述支撑杆和所述调焦升降平台按照所述传送装置的输送方向前后依次处于所述检测台上，并且所述支撑杆和所述调焦升降平台均竖直设置；在所述支撑杆上可上下位移或者可转动的安装有对小零件发出检测光路的LED均匀面光源，在所述调焦升降平台上可上下位移的设有通过对小零件成像来采集图像信息的工业相机，所述工业相机通过所述数据线连接所述计算机并将采集到的图像信息传输给计算机。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：实现对小零件外观图像信息的采集，并且能根据实际检测情况调整图像采集装置。

进一步，所述LED均匀面光源通过铰接件可转动的安装在所述支撑杆上，并且所述铰接件可沿着所述支撑杆上下位移。

进一步，所述工业相机有两个，两个所述工业相机安装在连接架上，在两个所述工业相机上分别安装双远心光学镜头和高分辨率变倍光学镜头；

所述调焦升降平台上竖直设有丝杆，所述连接架通过滑块安装在所述丝杆上，在所述调焦升降平台的顶部设有带动所述丝杆转动来上下移动所述工业相机的步进电机。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：采用双远心光学镜头和高分辨率变倍光学镜头两种镜头，以适合不同场合的检测要求，并自动对镜头调焦。

进一步，所述双远心光学镜头和所述高分辨率变倍光学镜头上均分别安装LED环形照明光源。

采用上述进一步技术方案的有益效果为：LED环形照明光源可以调节照明光源的颜色和亮度，以适用不同的照明要求。

进一步，所述检测平台的工作平面上设有用于感应所述输送带上的小零件进入到所述工业相机图像采集领域的第一光电接近传感器，所述第一光电接近传感器处于所述工业相机的正下方；当所述第一光电接近传感器感应到小零件进入到所述工业相机图像采集领域时，所述单片机控制所述单相异步交流电机停止运行，当所述计算机对小零件得出判断结果时，所述单片机控制所述单相异步交流电机继续运行。

采用上述进一步方案的有益效果是：实现传送装置和图像采集装置的协调工作。

进一步，所述检测平台的工作平面上设有用于感应所述输送带上的小零件进入到所述分拣机械手的工位的第二光电接近传感器，所述第二光电接近传感器处于所述所述分拣机械手的正下方。

采用上述进一步方案的有益效果是：根据检测结果实现对小零件的分类。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意；

图2为支撑杆与LED均匀面光源连接的放大图；

图3为本实用新型的侧视图(除去计算机、上料机构、图像采集装置和分拣机械手)。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、检测台，2、计算机，3、分拣机械手，4、单相异步交流电机，5、输送带，6、单片机，7、步进电机水平运动平台，8、步进电机垂直运动平台，9、舵机连杆夹取组件，10、料盘，11、支撑杆，12、调焦升降平台， 13、LED均匀面光源，14、铰接件，15、连接架，16、双远心光学镜头，17、和高分辨率变倍光学镜头，18、丝杆，19、滑块，20、步进电机，21、LED 环形照明光源，22、第一光电接近传感器，23、第二光电接近传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备，包括检测台1 和计算机2，所述检测台1的一端设有所述计算机2，计算机2包括实现人机对话的键盘和显示检测信息的显示屏。所述检测台1上且对应所述计算机 2的一侧设有用于输送小零件的传送装置，所述检测台1上且对应所述计算机2和所述传送装置之间设有用于将小零件夹取到传送装置向后传输的上料机构。所述检测台1上且对应所述传送装置前部的位置处设有用于采集小零件外观图像信息的图像采集装置，所述图像采集装置通过用于传输图像信息的数据线连接所述计算机2，所述计算机2内安装有根据图像信息判断出小零件外观质量是否存在缺陷的软件；所述检测台1上且对应所述传送装置后端的位置处设有根据所述计算机2的判断结果来对小零件进行分类的分拣机械手3。所述检测平台1的工作平面上设有用于感应所述输送带5上的小零件进入到所述分拣机械手3的工位的第二光电接近传感器23，所述第二光电接近传感器23处于所述所述分拣机械手3的正下方。

所述传送装置包括单相异步交流电机4和输送带5，所述单相异步交流电机4处于所述检测台1且远离所述计算机2的一端的底部，所述输送带5 处于所述检测台1的工作平面上，并且所述单相异步交流电机4连接所述输送带5并带动输送带5转动以输送小零件，所述检测台1底部的中间位置设有通过控制所述单相异步交流电机4的运行的单片机6。

所述上料机构包括步进电机水平运动平台7、步进电机垂直运动平台8 和舵机连杆夹取组件9，所述步进电机水平运动平台7的一端可上下移动的安装在所述步进电机垂直运动平台8上，所述舵机连杆夹取组件9可水平移动的安装在所述步进电机水平运动平台7上。所述检测台1的工作平面上且对应在所述舵机连杆夹取组件9的下方设有料盘10，所述料盘10内用于放置等待被所述舵机连杆夹取组件9夹取的小零件。

所述图像采集装置包括支撑杆11和调焦升降平台12，所述支撑杆11 和所述调焦升降平台12按照所述传送装置的输送方向前后依次处于所述检测台1上，并且所述支撑杆11和所述调焦升降平台12均竖直设置；在所述支撑杆11上可上下位移或者可转动的安装有对小零件发出检测光路的LED 均匀面光源13，具体的：所述LED均匀面光源13通过铰接件14可转动的安装在所述支撑杆11上，并且所述铰接件14可沿着所述支撑杆11上下位移。在所述调焦升降平台12上可上下位移的设有通过对小零件成像来采集图像信息的工业相机，具体如下：所述调焦升降平台12上竖直设有丝杆18，所述连接架15通过滑块19安装在所述丝杆18上，在所述调焦升降平台12的顶部设有带动所述丝杆18转动来上下移动所述工业相机的步进电机20。所述工业相机通过所述数据线连接所述计算机2并将采集到的图像信息传输给计算机2。所述工业相机有两个，两个所述工业相机安装在连接架15上，在两个所述工业相机上分别安装双远心光学镜头16和高分辨率变倍光学镜头 17，所述双远心光学镜头16和所述高分辨率变倍光学镜头17上均分别安装 LED环形照明光源21。

所述检测平台1的工作平面上设有用于感应所述输送带5上的小零件进入到所述工业相机图像采集领域的第一光电接近传感器22，所述第一光电接近传感器22处于所述工业相机的正下方；当所述第一光电接近传感器22感应到小零件进入到所述工业相机图像采集领域时，所述单片机6控制所述单相异步交流电机4停止运行，当所述计算机2对小零件得出判断结果时，所述单片机6控制所述单相异步交流电机4继续运行。

下面介绍一个完整的工作过程：

首先，根据具体检测的小零件，需要对图形采集装置进行调整：沿着支撑杆11连同LED均匀面光源13一起来滑动铰接件14来调节LED均匀面光源13的高度，相对铰接件14来转动LED均匀面光源13来调节其对小零件的入射角度。上述工作完成后就可开始对小零件的外观进行检测。

启动单相异步交流电机4带动输送带5转动，并将被检测的小零件零件放置在料盘10内，打开计算机1检测程序，在计算机1检测程序上面选定检测零件的类型。之后，单片机6控制驱动自动上料机的步进电机二维运动机构协调运动，舵机连杆夹取组件9通过步进电机水平运动平台7和步进电机垂直运动平台8进行相应的水平运动或者垂直运动后定位到待检测零件处，再夹取待检测零件，放置到输送到5上面，输送到5将零件传送至双远心光学镜头16和高分辨率变倍光学镜头17的正下方时，第一光电接近传感器22检测到零件的到来信息后，发出脉冲给单片机6，单片机6控制单相异步交流电机4停止运行从而停止输送带5的转动，利用之前位置、角度和亮度调节好的LED均匀面光源13对检测零件进行斜入射照明，或者利用之前调节好亮度和颜色的LED环形照明光源21对检测零件进行垂直方向照明，待检测零件通过双远心光学镜头16和高分辨率变倍光学镜头17成像到各自工业相机的光敏面上后采集其图像信息，图像信息经过数据线传送给计算机 2的检测软件，机检测软件将所采集到的图像信息与标准图像文件或者数据进行比对，得出检测零件的外观质量缺陷信息，判断零件的合格与否。得出判断结果后，单片机6开启控制单相异步交流电机4运行从而继续转动输送带5，往后输送已经检测过的小零件，小零件到达分拣工位时，第二光电接近传感器23检测到小零件的到来信息，发出脉冲给单片机6，单片机6再次控制单相异步交流电机4停止运行从而停止输送带5的转动，通过分拣机械手3对检测合格与不合格的小零件进行分拣归类。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微小零件外观质量缺陷光学检测设备，其特征在于，包括检测台(1)和计算机(2)，所述检测台(1)的一端设有所述计算机(2)，所述检测台(1)上且对应所述计算机(2)的一侧设有用于输送小零件的传送装置，所述检测台(1)上且对应所述计算机(2)和所述传送装置之间的位置设有用于将小零件夹取到传送装置并向后传输的上料机构；

所述检测台(1)上且对应所述传送装置前部的位置处设有用于采集小零件外观图像信息的图像采集装置，所述图像采集装置通过用于传输图像信息的数据线连接所述计算机(2)；所述检测台(1)上且对应所述传送装置后端的位置处设有对小零件进行分类的分拣机械手(3)。

2.根据权利要求1所述的光学检测设备，其特征在于，所述计算机(2)包括实现人机对话的键盘和显示检测信息的显示屏。

3.根据权利要求1所述的光学检测设备，其特征在于，所述传送装置包括单相异步交流电机(4)和输送带(5)，所述单相异步交流电机(4)处于所述检测台(1)且远离所述计算机(2)的一端的底部，所述输送带(5)处于所述检测台(1)的工作平面上，并且所述单相异步交流电机(4)的输出轴传动连接所述输送带(5)并带动输送带(5)转动以输送小零件，所述检测台(1)底部的中间位置设有单片机(6)，所述单片机与所述单相异步交流电机(4)线路连接。

4.根据权利要求1所述的光学检测设备，其特征在于，所述上料机构包括步进电机水平运动平台(7)、步进电机垂直运动平台(8)和舵机连杆夹取组件(9)，所述步进电机水平运动平台(7)的一端可上下移动的安装在所述步进电机垂直运动平台(8)上，所述舵机连杆夹取组件(9)可水平移动的安装在所述步进电机水平运动平台(7)上；

所述检测台(1)的工作平面上且对应在所述舵机连杆夹取组件(9)的下方设有料盘(10)，所述料盘(10)内用于放置等待被所述舵机连杆夹取组件(9)夹取的小零件。

5.根据权利要求3所述的光学检测设备，其特征在于，所述图像采集装置包括支撑杆(11)和调焦升降平台(12)，所述支撑杆(11)和所述调焦升降平台(12)按照所述传送装置的输送方向前后依次处于所述检测台(1)上，并且所述支撑杆(11)和所述调焦升降平台(12)均竖直设置；在所述支撑杆(11)上可上下位移或者可转动的安装有对小零件发出检测光路的LED均匀面光源(13)，在所述调焦升降平台(12)上可上下位移的设有通过对小零件成像来采集图像信息的工业相机，所述工业相机通过所述数据线连接所述计算机(2)。

6.根据权利要求5所述的光学检测设备，其特征在于，所述LED均匀面光源(13)通过铰接件(14)可转动的安装在所述支撑杆(11)上，并且所述铰接件(14)可沿着所述支撑杆(11)上下位移。

7.根据权利要求5所述的光学检测设备，其特征在于，所述工业相机有两个，两个所述工业相机安装在连接架(15)上，在两个所述工业相机上分别安装双远心光学镜头(16)和高分辨率变倍光学镜头(17)；

所述调焦升降平台(12)上竖直设有丝杆(18)，所述连接架(15)通过滑块(19)安装在所述丝杆(18)上，在所述调焦升降平台(12)的顶部设有带动所述丝杆(18)转动来上下移动所述工业相机的步进电机(20)。

8.根据权利要求7所述的光学检测设备，其特征在于，所述双远心光学镜头(16)和所述高分辨率变倍光学镜头(17)上均分别安装LED环形照明光源(21)。

9.根据权利要求5至8任一项所述的光学检测设备，其特征在于，所述检测台(1)的工作平面上设有用于感应所述输送带(5)上的小零件进入到所述工业相机的工位的第一光电接近传感器(22)，所述第一光电接近传感器(22)处于所述工业相机的正下方。

10.根据权利要求5至8任一项所述的光学检测设备，其特征在于，所述检测台(1)的工作平面上设有用于感应所述输送带(5)上的小零件进入到所述分拣机械手(3)的工位的第二光电接近传感器(23)，所述第二光电接近传感器(23)处于所述分拣机械手(3)的正下方。