CN209901748U - 一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，包括生产线支架，设置在生产线支架上并通过传送带定向输送塑料件的传输机构，设置在生产线支架上的机器视觉系统组件，以及固定设置在生产线支架上且位于所述传送带的一侧并用于感应塑料件后控制所述机器视觉系统组件开启的到位传感器。本实用新型使塑料件在传送带上由生产线支架的首端传送至尾端，并经过机器视觉系统组件位置时被感应并拍照，拍摄的照片传输到经过机器视觉系统组件的软件识别处理，得到塑料件需要测量的各种数据，计算出相片中所能拍摄的各种尺寸偏差、外观缺陷、外观颜色；实现塑料件的多个尺寸或数据进行测量，且实时观测被测对象的具体偏差情况的功能。

Description

一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备

技术领域

本实用新型涉及产品外形检测设备领域，尤其涉及的是一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备。

背景技术

塑料件在生产过程需要满足尺寸合格，外观质量合格，塑料件检测是指对各类塑料产品的尺寸和表面质量进行检测，目前国内有人工检测和自动检测两种方式。

人工检测存在问题为检测效率低，检测精度受制于工人水平，因此检测精度可靠性差，工人劳动量大。自动检测是采用各类光学传感器装置进行检测，采用光学传感装置进行检测，一般只通过传感器感应塑料件的尺寸，通过预设的标准尺寸对比分析，传感器感应需要定向测量，对多个尺寸检测需要多次感应测量，因此其可测尺寸适用性差，且传感器一般只判断尺寸是否合格，其偏差量或具体数据无法输出反馈，因此检测过程中的实时监控性差，不能实时观测被测对象具体情况。

综上所述，现有塑料件检测设备存在检测过程中的实时监控性差，不能实时观测被测对象具体情况的问题。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，具有能够一次检测多个尺寸，且实时观测被测对象的具体偏差情况的效果。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，包括生产线支架，设置在生产线支架上并通过传送带定向输送塑料件的传输机构，设置在生产线支架上的机器视觉系统组件，以及固定设置在生产线支架上且位于所述传送带的一侧并用于感应塑料件后控制所述机器视觉系统组件开启的到位传感器；

所述机器视觉系统组件包括：固定架设在所述传送带上方并用于对塑料件进行拍照的工业相机，固定架设在传送带上方并用于为工业相机提供光亮的光源件，以及与工业相机电性连接并用于接收工业相机的照片后进行处理的PC控制端。

进一步，所述生产线支架上固定设置有机器视觉系统固定架，所述机器视觉系统固定架包括有竖直固定在所述生产线支架上的立柱，可上下调节设置在立柱上的调整台，固定连接在调整台上且悬置在所述传送带上方的固定支板；

所述工业相机沿竖直方向固定设置在所述固定支板上且贯穿所述固定支板。

进一步，所述机器视觉系统固定架还包括有沿所述传送带的传送方向固定设置在所述调整台上的光源支架，设置在光源支架上的光源固定台；

所述光源固定台沿靠近或远离所述工业相机的方向调节设置；

所述光源固定台固定连接所述光源件。

进一步，所述光源固定台设置有两个，两个所述光源固定台分别位于所述工业相机的两侧。

进一步，所述光源件为条形光源。

进一步，还包括检测传感器，所述检测传感器固定设置在所述生产线支架的首端，所述检测传感器用于感应位于传送带上的塑料件并发出信号给机器视觉系统组件。

进一步，还包括有分拣气缸，所述分拣气缸固定设置在所述生产线支架上的尾端，所述分拣气缸用于执行机器视觉系统组件发出的分拣指令并从传送带上推出废品。

进一步，所述生产线支架的尾端且沿所述分拣气缸的推出方向设置有用于接收不合格塑料件的废料桶。

进一步，所述生产线支架的末端设置有用于接收合格塑料件的合格品料桶。

进一步，所述传输机构包括有设置在生产线支架一侧的动力驱动系统，设置在生产线支架上并通过所述动力驱动系统带动所述传送带输送塑料件的带传送组件。

采用上述方案的有益效果是：本实用新型提出的一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，塑料件在传送带上由生产线支架的首端传送至尾端，并经过机器视觉系统组件位置时被到位传感器感应，到位传感器发送控制信号的PC控制端，PC控制端通过软件控制工业相机开启拍照，拍摄的照片传输到PC控制端经过软件识别处理，得到塑料件需要测量的各种数据，如外形尺寸，外观缺陷，外观颜色等 ，从而与预设的标准数据作对比，计算出相片中所能拍摄的各种尺寸偏差、外观缺陷、外观颜色等参数；从而实现塑料件的多个尺寸或数据进行测量，且实时观测被测对象的具体偏差情况的功能。

附图说明

图1是本实用新型基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备的实施例的结构示意图。

图2是图1的A部放大图。

图中：100、生产线支架；200、传输机构；210、传送带；220、动力驱动系统；300、机器视觉系统组件；310、工业相机；320、光源件；330、PC控制端；400、到位传感器；500、机器视觉系统固定架；510、立柱；520、调整台；530、固定螺钉；540、固定支板；550、光源支架；560、光源固定台；570、腰形槽；580、固定旋钮；600、检测传感器；700、分拣气缸；710、分拣气缸支撑架上；800、合格品料桶；810、废料桶；900、电气控制系统。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备的实施例的结构示意图，图2是图1的A部放大图。

如图1所示，一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，包括生产线支架100，生产线支架100长度和宽度可根据实现情况设置，生产线支架100一般由钢材或铝型材组装而成，本实施例中的生产线支架100呈长条形设置，在生产线支架100上设置有传输机构200，塑料件从生产线支架100的首端通过传输机构200传输到生产线支架100的尾端，传输机构200中设置有传送带210，塑料件放置在传送带210上实现定向输送。在生产线支架100上的机器视觉系统组件300，机器视觉系统组件300位于生产线支架100的中间位置，在生产线支架100上且位于所述传送带210的一侧固定设置有到位传感器400，到位传感器400用于感应塑料件后控制所述机器视觉系统组件300工作。

所述机器视觉系统组件300包括有固定架设在所述传送带210上方的工业相机310，工业相机310用于对塑料件进行拍照，在传送带210上方固定架设有光源件320，光源件320用于为工业相机310提供光亮，便于工业相机310识别从下方传输的塑料件，与工业相机310电性连接有PC控制端330，PC控制端330可远程设置并用于接收工业相机310的照片后对输入图像信息进行处理，并在工作过程中进行实时图像信息显示。

工业相机310的像素要大于100万，支持连续采集、软触发采集、外触发采集三种模式，镜头接口采用C口，帧率5fps及以上，工业相机310的传感器芯片采用Sony等级别产品，具体可视产品精度要求采用BASLER相机或大恒相机等。镜头选用时接口采用C口，靶面尺寸1/2.5"或2/3"，镜头焦距4.0-12.0mm，光圈区间F1.8-22,具体可根据情况选用BASLER或大恒产品；采用这样的工业相机310能使拍摄图像更清晰而尽量减少失真，从而保证对塑料件的精确检测测量。

传输机构200中的传送带210上放置塑料件，塑料件在传送带210上由生产线支架100的首端传送至尾端，并经过机器视觉系统组件300位置时被到位传感器400感应，到位传感器400发送控制信号控制PC控制端330，PC控制端330通过软件控制工业相机310开启拍照，拍摄的照片传输到PC控制端330经过软件识别处理，得到塑料件需要测量的各种数据，如外形尺寸，外观缺陷，外观颜色等 ，从而与预设的标准数据作对比，计算出相片中所能拍摄的各种尺寸偏差、外观缺陷、外观颜色等参数；从而实现塑料件的多个尺寸或数据进行测量，且实时观测被测对象的具体偏差情况的功能。光源件320在工业相机310拍摄时是开启状态，便于工业相机310识别塑料件，光源件320也可由PC控制端330的软件控制与所述工业相机310同步开启或关闭，或者光源件320一直处于发光状态。

如图1、图2所示，在本实施例中，生产线支架100上固定设置有机器视觉系统固定架500，所述机器视觉系统固定架500包括有通过螺钉竖直固定在所述生产线支架100上的立柱510，如图2所示，在立柱510上连接有可上下调节设置的调整台520，具体为调整台520上开设有通孔，调整台520通过通孔套设在所述立柱510上，在调整台520上沿通孔的径向开设有螺纹孔，螺纹孔与通孔连通，在螺纹孔中螺旋连接有固定螺钉530，通过固定螺钉530拧紧抵靠所述立柱510从而实现调整台520与所述立柱510的固定，在调整台520上通过螺钉固定连接有固定支板540，固定支板540置在所述传送带210上方，所述工业相机310沿竖直方向固定设置在所述固定支板540上且贯穿所述固定支板540，使镜头对下方的塑料件进行拍照。这样通过机器视觉系统固定架500可调整工业相机310的高度，从而对不同规格的产品可适应性调整，从而使应用范围更加广泛。

在本实施例中，所述机器视觉系统固定架500还包括有沿所述传送带210的传送方向固定设置的光源支架550，光源支架550通过螺钉固定连接在所述调整台520上，在光源支架550上连接有光源固定台560，所述光源固定台560沿靠近或远离所述工业相机310的方向调节设置，具体为在光源支架550上沿靠近或远离所述工业相机310的方向开设有腰形槽570，在腰形槽570中穿插有固定旋钮580，固定旋钮580螺纹连接在光源固定台560上，通过松开固定旋钮580，从而使光源固定台560可沿腰形孔方向移动，通过拧紧固定旋钮580，从而使光源固定台560抵靠光源支架550而固定，所述光源固定台560固定连接所述光源件320，这样可根据实际所检测的塑料件而调整光源件320与工业相机310的距离，从而调节拍摄过程中的明亮程度，便于更好的光照与拍摄，使相片更符合要求，使分析结果更准确。本实施例中的所述光源固定台560设置有两个，两个所述光源固定台560分别位于所述工业相机310的两侧，因此，所述光源件320设置为两个，且分别位于工业相机310的两侧，从而对塑料件的打光更均匀，方便工业相机310拍照，使分析结果更准确。

本实施例中的光源件320为条形光源，条形光源分别位于工业相机310的两侧，可使照射在待检测工件上的光更均匀，有利于工业相机310拍摄；条形光源是由高密度直插式LED阵列组成，适合大幅面尺寸检测。光源件320还可使用环形光源，圆顶光源等，也需根据被测产品的材质及颜色选用光源的颜色。

本实施例中还包括有检测传感器600，所述检测传感器600固定设置在所述生产线支架100的首端，所述检测传感器600用于感应位于传送带210上的塑料件并发出信号给机器视觉系统组件300。机器视觉系统组件300中的PC控制端330接收信号后启动，开始准备测试阶段，如预留一些处理器资源，对传送带210上的塑料件进行计数等操作，更方便实现自动化检测。同时检测传感器600与到位传感器400的信号进行重复比对，通过PC控制端330软件控制，提高对塑料件的感应精度。

本实施例中还包括有分拣气缸700，所述分拣气缸700固定连接在分拣气缸700支撑架上，分拣气缸700支撑通过螺钉固定设置在所述生产线支架100上的尾端，分拣气缸700与塑料件传输方向垂直，所述分拣气缸700用于执行机器视觉系统组件300发出的分拣指令并从传送带210上推出废品。所述生产线支架100的尾端设置有用于接收不合格塑料件的废料桶810，废料桶810设置在分拣气缸700的推出方向上，不合格品的被推出有两种方式，一种为：机器视觉系统组件300分析出塑料件为不合格品，则根据传输机构的运动速度计算出不良品到达分拣气缸700位置的时间，不良品到达分拣气缸700位置时发送分拣指令控制分拣气缸700推出不良品到废料桶810；第二种为:在分拣气缸700支撑架上卡嵌固定有分拣传感器（图示中未标出），通过分拣传感器计时并与到位传感器400配合计数，PC控制端330软件标记出不合格品，不合格品到达分拣传感器计时被识别，从而发送分拣指令控制分拣气缸700推出不良品到废料桶810。废料桶810收集不良品便于集中处理。

所述生产线支架100的末端设置有用于接收合格塑料件的合格品料桶800，合作的塑料件顺着传送带210的传输而到达合格品料桶800，便于合格品的集中处理。

本实施例中的传输机构包括有设置在生产线支架100一侧的动力驱动系统220，设置在生产线支架100上的带传送组件（图示中未标出），传送带210属于带传送组件，带传送组件是本领域的公知技术，不作具体说明，带传送组件通过所述动力驱动系统220带动所述传送带210输送塑料件的带传送组件。动力驱动系统220一般采用电电机配合齿轮传动或带传动或链传动提供动力，是本领域的公知技术，不作具体说明。本实施例中还包括电气控制系统900，电气控制系统900设置在生产线支架100的一侧，电气控制系统900可采用PLC控制所述动力驱动系统220、各传感器、分拣气缸700的启闭和控制。

本实施例中的检测传感器600和到位传感器400均采用反射型光电传感器，如有被测产品通过，则光线被反射获取信息反馈给系统。传感器型号可根据生产线规格采用长距离（1m）或者短距离（30cm以下）型，采用红色LED光源，响应时间为小于600µs，电源电压10至 30 VDC，发射器34 mA 以下，传感器型号具体可参考基恩士PZ-G 系列进行选取，采用这样的传感器使检测更稳定。

综上所述，本实用新型提出的一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，通过机器视觉系统组件的使用，从而实现机器视觉代替人眼来做测试和判断，将被摄取目标的图像信号、颜色信息等转变成数字化信号，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生产现场的设备操作。电气控制系统900的PLC可对输送设备、产品分拣进行实时控制，PLC可实现数据采集、检测及控制，对异常情况进行检测、显示及报警，同时向变频器输出信号调节动力驱动系统220的转速。本实用新型使人工操作转变成自动化,在自动检测过程中，可实现对产品的尺寸检测，判断尺寸是否合格，同时可实现对表面质量检测，进行瑕疵点检测等，能实时自动监测及控制各类硬件的异常情况，并进行实时反馈。

本实用新型能够实现产品尺寸和表面质量的自动检测，机器视觉检查产品质量效果好且精度高，大大提高了生产效率和生产自动化水平以及检测系统的智能水平，并保障产品和过程的安全。本实用新型的自动检测设备能使整个工作过程有效地采集生产现场的各种数据进行检测，一旦发现故障可及时报警，进行处理。通过对动力驱动系统进行变频调速，达到节约能源和提高精度的效果。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于，包括生产线支架，设置在生产线支架上并通过传送带定向输送塑料件的传输机构，设置在生产线支架上的机器视觉系统组件，以及固定设置在生产线支架上且位于所述传送带的一侧并用于感应塑料件后控制所述机器视觉系统组件开启的到位传感器；

所述机器视觉系统组件包括：固定架设在所述传送带上方并用于对塑料件进行拍照的工业相机，固定架设在传送带上方并用于为工业相机提供光亮的光源件，以及与工业相机电性连接并用于接收工业相机的照片后进行处理的PC控制端。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：所述生产线支架上固定设置有机器视觉系统固定架，所述机器视觉系统固定架包括有竖直固定在所述生产线支架上的立柱，可上下调节设置在立柱上的调整台，固定连接在调整台上且悬置在所述传送带上方的固定支板；

所述工业相机沿竖直方向固定设置在所述固定支板上且贯穿所述固定支板。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：所述机器视觉系统固定架还包括有沿所述传送带的传送方向固定设置在所述调整台上的光源支架，设置在光源支架上的光源固定台；

所述光源固定台沿靠近或远离所述工业相机的方向调节设置；

所述光源固定台固定连接所述光源件。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：所述光源固定台设置有两个，两个所述光源固定台分别位于所述工业相机的两侧。

5.根据权利要求4所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：所述光源件为条形光源。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：还包括检测传感器，所述检测传感器固定设置在所述生产线支架的首端，所述检测传感器用于感应位于传送带上的塑料件并发出信号给机器视觉系统组件。

7.根据权利要求1所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：还包括有分拣气缸，所述分拣气缸固定设置在所述生产线支架上的尾端，所述分拣气缸用于执行机器视觉系统组件发出的分拣指令并从传送带上推出废品。

8.根据权利要求7所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：所述生产线支架的尾端且沿所述分拣气缸的推出方向设置有用于接收不合格塑料件的废料桶。

9.根据权利要求8所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：所述生产线支架的末端设置有用于接收合格塑料件的合格品料桶。

10.根据权利要求1所述的基于机器视觉识别的塑料件自动检测设备，其特征在于：所述传输机构包括有设置在生产线支架一侧的动力驱动系统，设置在生产线支架上并通过所述动力驱动系统带动所述传送带输送塑料件的带传送组件。

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