CN210894158U - 一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置 - Google Patents

Abstract

一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，具有一安装柜，该安装柜包括为分体式结构或一体式结构的柜体及L型板，柜体的顶面设有位于L型板水平部下方的检测载物平台，检测载物平台上设有用于对喷丝头进行定位的定位块，其底面设有用于提供光源并使光源从正下方垂直通过喷丝头孔的打光照明机构，其顶面或L型板的竖直部设有通过工业相机对喷丝头孔所在的平面进行拍照并能将采集的图像上传至计算机进行处理的图像采集机构；所述柜体的内部安装打光照明机构、计算机的主机及输入设备，所述L型板的竖直部安装用于呈现检测界面、检测结果的计算机显示屏。该装置检测效率高，最快可达到3秒/个，并且不受孔数、孔径变化的影响。

Description

一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置

技术领域

本实用新型属于孔缺陷检测领域，尤其涉及一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置。

背景技术

喷丝头是化学纤维纺丝机上的精密部件，也称为纺丝头，在生产制造以及喷丝的过程中容易存在堵塞、毛刺、不圆等缺陷，其状态的好坏将直接影响喷丝的质量，是企业控制的重要质量目标。

由于喷丝头孔的孔径小(微米级，40μm-85μm)、孔数多(24-120个)，目前行业内传统的检测方法仍然是在显微镜下手动拨动喷丝头旋转，使用肉眼逐一观测检查，检测时间为5-10秒/个(视孔径、孔数而定)。该检测方法存在检测效率低、工人劳动强度大、检测结果不客观、检测成本高等问题，显然已不能满足现代企业发展的需要。

发明内容

针对行业内化纤喷丝头孔传统检测方法存在的问题，本实用新型的目的在于提出一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置。

本实用新型的目的是采用以下技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，具有一安装柜，该安装柜包括为分体式结构或一体式结构的柜体及L型板，柜体的顶面设有位于L型板水平部下方的检测载物平台，检测载物平台上设有用于对喷丝头进行定位的定位块，其底面设有用于提供光源并使光源从正下方垂直通过喷丝头孔的打光照明机构，其顶面或L型板的竖直部设有通过工业相机对喷丝头孔所在的平面进行拍照并能将采集的图像上传至计算机进行处理的图像采集机构；所述柜体的内部安装打光照明机构、计算机的主机及输入设备，所述L型板的竖直部安装用于呈现检测界面、检测结果的计算机显示屏。

进一步的，位于所述检测载物平台两侧的柜体顶面分别设有待检工件摆放区域、检后工件摆放区域。

进一步的，所述定位块具有用于和喷丝头裙边贴合从而对喷丝头进行定位的V型开口。

进一步的，所述打光照明机构包括轴线与喷丝头孔所在的平面呈垂直状态的光源、用于将光源固接在检测载物平台底面的夹持具。

进一步的，所述图像采集机构包括镜头的光轴与喷丝头孔所在的平面呈垂直状态的工业相机、用于安装工业相机并与检测载物平台的顶面固接的支撑件、用于对工业相机的高度进行微调的高度微调机构、用于对工业相机的角度进行微调的角度微调机构。

进一步的，所述支撑件上设有滑台，滑台上通过轴装设在外力驱动时能相对于滑台进行转动的转轮，转轮与相机固定板固接，相机固定板上装设工业相机；所述高度微调机构包括固接在支撑件侧部的高度微调旋钮、固接在滑台侧部并与高度微调旋钮的端部相抵接的挡块；所述角度微调机构包括固接在滑台侧部并相对分布的两个角度调节旋钮、凸出于转轮侧部且两侧分别与两个角度调节旋钮的端部相抵接的档杆。

进一步的，所述图像采集机构还包括通过导线与工业相机电性连接并用于启动工业相机对喷丝头所在的平面进行拍照的脚触发器。

进一步的，所述图像采集机构还包括与支撑件可拆卸的连接并罩盖所述工业相机、高度微调机构和角度微调机构的保护罩。

进一步的，所述L型板的竖直部还安装有通过导线与光源电性连接的光源开关。

本实用新型利用机器视觉技术，通过高分辨率的工业相机对待检的喷丝头孔所在的平面进行拍照，经计算机处理后得到包含喷丝头上所有孔轮廓的图像，与标准的轮廓比较后得到工件的检测结果。与传统人工显微镜检测方式相比，本实用新型具有如下优势：

1、该装置检测效率高，最快可达到3秒/个，并且不受孔数、孔径变化的影响；

2、规定时间段内检测较多数量的喷丝头时，由于不再使用眼睛在显微镜下为喷丝头孔逐一检查，将对操作者的视力损伤减少至最低，有效保护操作者的视力健康；

3、检测质量稳定，基于机器视觉技术的检测方式科学、客观，直接获取最精准的检测结果，避免了操作者视力疲劳及情绪波动导致的影响。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本实用新型一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置实施例的整体示意图。

图2是图1所示实施例中图像采集机构、检测载物平台及打光照明机构的安装示意图。

图3是图1所示实施例中打光照明机构的示意图。

图4是图1所示实施例中图像采集机构的示意图。

图5是化纤喷丝头的示意图。

【附图标记】

S-喷丝头 101-L型板 102-柜体 2-打光照明机构

201-光源 202-夹持具 3-图像采集机构 301-工业相机

302-支撑件 303-滑台 304-转轮 305-相机固定板

3061-高度调节旋钮 3062-挡块 3071-角度调节旋钮 3072-档杆

4-检测载物平台 5-待检工件摆放区域 6-检后工件摆放区域 7-显示屏

8-光源开关 9-定位块

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详细说明本实用新型的具体结构、工作原理及工作过程。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

请参阅图1，为本实用新型一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置的一个实施例。本实施例包括安装柜、打光照明机构2、图像采集机构3、加载检测软件的计算机，安装柜1用于合理的布局、安装打光照明机构2、图像采集机构3和计算机；打光照明机构2用于提供图像采集所需的打光条件，保证成像的稳定；图像采集机构3用于采集、存储图像，并能将所采集的图像上传至计算机；计算机用于处理图像采集机构3上传的图像，并能显示检测结果。

所述安装柜包括柜体102、固接在柜体顶面上的L型板101，本实施例中二者为分体式结构。柜体102的顶面设有用于对化纤喷丝头S进行检测的检测载物平台4，该检测载物平台的左侧为待检工件摆放区域5、右侧为检后工件摆放区域6，当然可以根据需要调整检测载物平台、待检工件摆放区域和检后工件摆放区域的相对位置；所述柜体102的内部用于安装计算机的主机和输入设备(如键盘、鼠标)、打光照明机构；所述柜体102的侧面设有散热孔。L型板101的竖直部用于安装计算机的显示屏7、光源开关8，显示屏7用于呈现检测界面、检测结果，便于操作者观测；光源开关8与打光照明机构2的光源通过导线电性连接，用于打开或关闭光源；L型板101的水平部至少要罩盖在检测载物平台4的上方，用于消除其他光线的干扰，为便于加工本实施例中L型板的水平部同时罩盖在待检工件摆放区域5、检后工件摆放区域6的上方。

更进一步的，请参阅图3，所述检测载物平台4上设有一定位块9，该定位块9具有V型开口，检测时将待检的喷丝头裙边与前述V型开口贴合即可完成精准定位。所述检测载物平台4的顶面固接图像采集机构3、底面固接打光照明机构2，图像采集机构3位于L型板水平部的下方，打光照明机构2位于柜体的内部。

更进一步的，所述检后工件摆放区域6通过隔板分隔成两个区域：不合格工件摆放区域、合格工件摆放区域，当然可根据实际需要分隔成两个以上的区域。

请参阅图2及图3，所述打光照明机构2包括光源201、夹持具202，光源201的背面通过螺栓水平固定在夹持具202上，夹持具202通过螺栓固接在检测载物平台4的底面并保证光源的轴线与待检的喷丝头上多孔所在的平面(本实施例中为上端面)呈垂直状态，使光源从正下方垂直通过待检的喷丝头孔。

请参阅图2及图4，所述图像采集机构3包括高分辨率的工业相机301、支撑件302、通过导线与工业相机电性连接并用于启动工业相机的脚触发器308、用于对工业相机的高度进行微调的高度微调机构、用于对工业相机的角度进行微调的角度微调机构。支撑件302通过螺栓固接在检测载物平台4的顶面，其上装配有能沿竖直方向移动的滑台303，滑台303上通过轴装设一个在外力驱动时能相对于滑台进行转动的转轮304，转轮304与相机固定板305固接，相机固定板305上装设工业相机301。本实施例中高度微调机构包括固接在支撑件侧部的高度微调旋钮3061、固接在滑台侧部的挡块3062，高度微调旋钮3061的端部与挡块3062相抵接，通过旋动高度微调按钮即可推动挡块及滑台303沿竖直方向移动，对工业相机的高度进行微调。本实施例中角度微调机构包括固接在滑台侧部并呈上下相对分布的两个角度调节旋钮3071、凸出于转轮304侧部的档杆3072，两个角度调节旋钮3071的端部分别与档杆3072的上、下两侧相抵接，通过旋动两个角度调节旋钮即可推动档杆及转轮绕轴转动，对工业相机的角度进行微调。通过高度微调机构和角度微调机构的配合实现工业相机的镜头3011的光轴与待检的喷丝头上多孔所在的平面呈垂直状态，使工业相机的镜头3011、待检的喷丝头上多孔所在的平面及光源201保持在同一光轴内。

更进一步的，所述图像采集机构还包括保护罩309，通过高度微调机构及角度微调机构将工业相机调整到位后将保护罩与支撑件通过螺栓可拆卸的连接，使保护罩罩盖在工业相机、高度微调机构和角度微调机构的外侧。

工作时，先启动计算机，通过输入设备输入对应的孔数、孔径及允许的正负偏差，并呈现在显示屏上的检测界面内。而后将预先清洗完成的一组喷丝头(通常以一盘50个为一组)统一摆放至柜体顶面的待检工件摆放区域内，并手动从待检工件摆放区域拿取一个喷丝头，使该喷丝头的裙边与检测载物平台上的定位块的V型开口贴合，完成待检喷丝头的定位，此时光源、待检的喷丝头上多孔所在的平面、工业相机的镜头呈同轴状态。而后打开光源开关、触发脚触发器，工业相机进行拍照、采集图像，并将采集到的图像上传至计算机进行处理。由于正常喷丝头孔的轮廓呈现为较为标准的圆形(将其定义为标准的轮廓图像)、而堵孔或毛刺等缺陷会导致喷丝头孔的轮廓呈现为具有明显缺口的圆形，计算机会对处理后得到的待检的喷丝头孔的轮廓图像、标准的轮廓图像进行比较，判断孔数、孔径是否在允许的正负偏差范围内，并在显示屏上的检测界面内显示此喷丝头的检测结果。根据检测结果将检测完成的喷丝头放置在对应的检后工件摆放区域。至此，单个喷丝头已检测完成。重复前述过程，依次对后续喷丝头进行逐一检测。

此外在本实用新型的其他实施例中，可以将柜体及L型板做成一体式结构；可以将图像采集机构安装在L型板上，此时支撑件固接在L型板上；可以增设一工件传送机构，该工件传送机构应途径待检工件摆放区域、检测载物平台及检后工件摆放区域，实现喷丝头的自动传送，进一步提高工作效率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的设计和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，具有一安装柜，该安装柜包括为分体式结构或一体式结构的柜体及L型板，其特征在于柜体的顶面设有位于L型板水平部下方的检测载物平台，检测载物平台上设有用于对喷丝头进行定位的定位块，其底面设有用于提供光源并使光源从正下方垂直通过喷丝头孔的打光照明机构，其顶面或L型板的竖直部设有通过工业相机对喷丝头孔所在的平面进行拍照并能将采集的图像上传至计算机进行处理的图像采集机构；所述柜体的内部安装打光照明机构、计算机的主机及输入设备，所述L型板的竖直部安装用于呈现检测界面、检测结果的计算机显示屏。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于位于所述检测载物平台两侧的柜体顶面分别设有待检工件摆放区域、检后工件摆放区域。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于所述定位块具有用于和喷丝头裙边贴合从而对喷丝头进行定位的V型开口。

4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于所述打光照明机构包括轴线与喷丝头孔所在的平面呈垂直状态的光源、用于将光源固接在检测载物平台底面的夹持具。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于所述图像采集机构包括镜头的光轴与喷丝头孔所在的平面呈垂直状态的工业相机、用于安装工业相机并与检测载物平台的顶面固接的支撑件、用于对工业相机的高度进行微调的高度微调机构、用于对工业相机的角度进行微调的角度微调机构。

6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于所述支撑件上设有滑台，滑台上通过轴装设在外力驱动时能相对于滑台进行转动的转轮，转轮与相机固定板固接，相机固定板上装设工业相机；所述高度微调机构包括固接在支撑件侧部的高度微调旋钮、固接在滑台侧部并与高度微调旋钮的端部相抵接的挡块；所述角度微调机构包括固接在滑台侧部并相对分布的两个角度调节旋钮、凸出于转轮侧部且两侧分别与两个角度调节旋钮的端部相抵接的档杆。

7.根据权利要求5所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于所述图像采集机构还包括通过导线与工业相机电性连接并用于启动工业相机对喷丝头所在的平面进行拍照的脚触发器。

8.根据权利要求5所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于所述图像采集机构还包括与支撑件可拆卸的连接并罩盖所述工业相机、高度微调机构和角度微调机构的保护罩。

9.根据权利要求1所述的基于机器视觉的化纤喷丝头孔孔状精密检测装置，其特征在于所述L型板的竖直部还安装有通过导线与光源电性连接的光源开关。

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