CN211528223U - 基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，具体包括：扫码枪、侧向定位机构、视觉检测组件和激光定位组件；其中，视觉检测组件包括：连接法兰，设置与多轴机器人组件固连；检测支架，设置与连接法兰固连；工业相机，设置安装在检测支架上，用于获取家电装配螺钉图像；偏光/滤光组件，设置在工业相机前端，用于过滤特定方向的光线；光源部件，设置安装在检测支架上，用于向工业相机提供光源。检测系统能够过滤家电装配螺钉放射的强光，能够对家电装配螺钉进行准确检测，适合于家用电器行业智能化生产线，具有良好工业应用前景。

Description

基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统

技术领域

本申请属于智能工业检测设备领域，具体涉及一种基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统。

背景技术

家用电器生产过程中，家用电器壳体的装配质量检测是其重要环节，直接关系到家用电器的使用和安全。家用电器壳体的质量检测涉及项目多，检测标准要求高。例如家用电器背板上设置的螺钉是否齐全，螺钉设置位置是否符合设计标准，是否存在其他瑕疵等。对螺钉等金属部件进行视觉检测的过程中，螺钉等金属部件表面会产生较强的反射光或其他光，或者其背景部分会产生较强的反射光，导致视觉检测设备获取的照片存在炫光、对比度不明显等问题，对照片的精确分析造成障碍，影响检测准确性和检测效率。

实用新型内容

为了至少解决以上提到现有技术存在的技术问题之一，本实用新型实施例公开了一种基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，检测系统适配地设置在家电生产线上，具体包括：

扫码枪，设置用于获取家用电器型号信息；

侧向定位机构，设置用于限定家用电器在生产流水线上的横向位置；

多轴机器人组件；

视觉检测组件，设置安装在多轴机器人组件上，用于检测家用电器装配螺钉；

激光定位组件，设置在家电生产线上与多轴机器人组件相对的另一侧，用于对家电定位；

其中，视觉检测组件包括：

连接法兰，设置与多轴机器人组件固连；

检测支架，设置与连接法兰固连；

工业相机，设置安装在检测支架上，用于获取家电装配螺钉图像；

偏光/滤光组件，设置在工业相机前端，用于过滤特定方向的光线；

光源部件，设置安装在检测支架上，用于向工业相机提供光源。

一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，多轴机器人组件包括：

机器人基座，设置在家电生产线侧面；

多轴机器人，设置安装在机器人基座上，用于安装并驱动视觉检测组件；

机器人控制器，用于控制多轴机器人。

一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统包括阻挡机构，该阻挡机构设置在家电生产线上，用于限定家电的竖向位置。

进一步，一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，阻挡机构设置为多个。

一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统还包括导向部件，该导向部件设置在家电生产线侧边上，用于引导家用电器进入家用电器检测设定区域。

一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，视觉检测组件还包括安全触边，设置安装在检测支架前端外侧。

一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，多轴机器人设置为六轴机器人。

一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，偏光/滤光组件包括偏光镜头。

一些实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统还包括安全护栏，设置在多轴机器人周围，用于将多轴机器人安全隔离。

本申请实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，能够有效过滤家电装配螺钉反射的定向光线，防止装配螺钉炫光，提高视觉检测组件获取图像信息的清晰度和分辨率，提高对装配螺钉检测的准确率，符合家电生产线的要求和对家用电器装配螺钉的检测要求，适合于家用电器行业智能化生产线，具有良好的工业应用前景。

附图说明

图1实施例1基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统平面设置示意图

图2实施例2基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统侧向定位机构示意图

具体实施方式

在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本申请实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。应理解，本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本申请公开的内容。

除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本申请中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。本申请中述及的第一、第二仅仅为区别不同的部件或组件，并不严格限定其前后次序。本申请述及的横向和竖向，通常是指在生产流水线平面内相对于其前行方向的方向，竖向与其方向相同，横向与其方向垂直。本申请述及的家用电器包括冰箱、洗衣机、空调、热水器、新风系统等。

本公开所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如，它们可以是指小于或等于±5％，如小于或等于±2％，如小于或等于±1％，如小于或等于±0.5％，如小于或等于±0.2％，如小于或等于±0.1％，如小于或等于±0.05％。浓度、量和其它数值数据在本文中可以以范围格式表示或呈现。这样的范围格式仅为方便和简要起见使用，因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值，还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围。例如，“1～5％”的数值范围应被解释为不仅包括1％至5％的明确列举的值，还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此，在这一数值范围中包括独立值，如2％、3.5％和4％，和子范围，如1％～3％、2％～4％和3％～5％等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外，无论该范围的宽度或所述特征如何，这样的解释都适用。

在本公开，包括权利要求书中，所有连接词，如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等被理解为是开放性的，即是指“包括但不限于”。只有连接词“由...构成”和“由...组成”是封闭连接词。

为了更好的说明本申请内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在实施例中，对于本领域技术人员熟知的一些方法、手段、仪器、设备等未作详细描述，以便凸显本申请的主旨。在不冲突的前提下，本申请实施例公开的技术特征可以任意组合，得到的技术方案属于本申请实施例公开的内容。

通常家电生产线为连续作业以提高生产效率，为了实现家电装配螺钉检测准确高效进行，与家电生产线的速度保持一致，不影响生产效率。

在一些实施方式中，基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，包括扫码枪、侧向定位机构、多轴机器人组件和视觉检测组件；其中，扫码枪设置用于获取家用电器型号信息；侧向定位机构，设置用于限定家电在生产线上的横向位置；视觉检测组件设置安装在多轴机器人组件上，用于检测家电装配螺钉；激光定位组件，设置在家电生产线上与多轴机器人相对的另一侧，用于对家用电器定位。

扫码枪，又称扫码器，通常能够识别家用电器上的条形码、二维码等信息，这些信息通常包含了该家用电器所代表的特定型号所具有的结构特征，根据这些信息可以判断该家用电器装配螺钉的位置和分布，因此通常设置扫码枪识别家用电器型号信息，以便识别家电生产线上连续生产的不同型号的家用电器信息。通常家用电器上标示的型号信息都设置在家用电器的后侧面，所以，扫码枪通常配套设置在生产线上时，通常与家用电器型号信息设置在同一侧，便于进行扫描识别。作为可选实施方式，可选择摆动式激光扫码枪或视觉式扫码枪。

作为可选实施方式，侧向定位机构包括：基座，包括水平设置的基座平台和竖直设置的基座支架，设置固定于家电生产线侧面，基座支架通过可拆卸连接件固定在生产线地面上；固定架，水平设置固连在基座平台上；气缸，水平设置固连在固定架上；定位部件，与气缸固连，设置在气缸的驱动下沿家用电器生产线横向水平移动，以便移动家用电器至生产线上的设定位置。通常家用电器在生产线上移动的过程中，在生产线上的位置并不是固定不变的，会因为多种原因而处于生产线的不同位置上，尤其是家用电器距离生产线侧面的距离不相同会给定位和准确检测带来障碍，延长检测时间。作为可选实施方式，在家电生产线侧面设置侧向定位机构，将家用电器在流水线平面内的位置进行定位。例如，可以设置侧向定位机构的定位部件移动到设定的固定位置，通过其横向移动，将家用电器移动到该固定位置，即可实现家用电器在生产线平面内的定位。

作为可选实施方式，侧向定位机构的基座支架上设置有高度可调节部件，可以通过该部件调节基座支架的高度，以实现定位部件在不同的高度移动家用电器，例如在较低的位置上作用于底托来移动家用电器，或者在较高的位置上作用于家用电器侧面来移动家用电器。作为可选实施方式，基座支架的底部设置可调节底座。

作为可选实施方式，可以将侧向定位机构的定位部件作用于家用电器的底托，移动该底托至固定位置，实现家用电器在流水线平面内的定位。通常家用电器在流水线上移动时，其底部设置有底托，所以可以通过移动底托到固定位置从而实现家用电器的定位。

作为可选实施方式，可以设置将侧向定位机构的定位部件作用于家用电器的表面部位，横向移动家用电器至固定位置，实现家用电器在流水线平面内的定位。直接作用在家用电器上的侧面位置对其进行定位，定位准确性会更高一些，通常在此情况下，需要对侧向定位机构的定位机构进行特定设置，例如在定位机构与家用电器接触的部位上，设置柔性接触表面，以减少对家用电器表面的损害，影响其美观。

在一些实施方式中，基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统还包括激光定位组件，具体包括：定位支架，设置固定在生产线侧面，该定位支架包括设置在其上部并向生产线延伸的延伸部；激光位移传感器，设置在延伸部上，用于测定家用电器距离信息。

在一些实施方式中，多轴机器人组件包括：机器人基座，设置在家电生产线侧面；多轴机器人，设置安装在机器人基座上，用于安装并驱动视觉检测组件；机器人控制器，用于控制多轴机器人。通常多轴机器人可以选用四轴机器人、六轴机器人。

六轴机器人能够在三维方向、每个方向360度转动，通常具有六自由度的活动空间，例如安川50公斤机器人MH50Ⅱ，重复精度±0.07mm，臂展 2061mm，能够满足家用电器壳体外观检测需求。

在一些实施方式中，设置有机器人基座，用于安装选定的多轴机器人，将其固定在合适的位置。通常设置在家电生产线侧面。

在一些实施方式中，设置有多轴机器人控制器，与选定的多轴机器人配套，通过预设的控制指令对多轴机器人进行控制。

在一些实施方式中，视觉检测组件包括：连接法兰，设置与多轴机器人固连；检测支架，设置与连接法兰固连；工业相机，设置安装在检测支架上，用于获取家电装配螺钉图像；偏光/滤光组件，设置在工业相机前端，用于过滤特定方向的光线；光源部件，安装在检测支架上，设置在相机外侧，用于向相机提供光源。

作为可选实施方式，视觉检测系统还包括安全触边，设置安装在检测支架前端外侧。安装在视觉检测组件前端外侧的安全触边，接触到任何部件或受到外部阻力后，多轴机器人会停止移动，以保护视觉检测组件的安全。

作为可选实施方式，连接法兰选择设置为长颈连接法兰，其一端与多轴机器人的活动端固连，另一端与检测支架固连。

通常工业相机用于获取家用电器壳体的图像信息，检测家用电器壳体上是否存在瑕疵。作为可选实施方式，工业相机设置与安装支架固连，其安装方向与安装支架垂直；通常选用彩色相机或者黑白相机，例如，可以选取 500W像素CCD彩色相机。

在一些实施方式中，光源组件用于向工业相机提供适合于拍照的光源。通常光源组件能够发射高亮度的光，将家用电器表面和装配螺钉的对比差异度增加，以获取亮度合适、易于分析照片信息的图像。作为可选实施方式，光源可以选择蓝色光源、白色光源或者AOI可变色光源。

作为可选实施方式，光源组件通常包括碗形光源、条形光源、多边形光源、平面形光源。

作为可选实施方式，偏光/滤光组件选择为偏光组件，偏光组件包括偏光镜头，偏光镜头适配地设置在相机上。例如可以选用金环超级镀膜LRCPL 圆偏光镜，过滤掉背板及螺钉反射向相机的直射光线，使得背板和螺钉的自然光线完整的进入相机，获取自然清洗的图像。

作为可选实施方式，偏光/滤光组件选择为滤光组件，滤光组件包括滤光镜头。例如，在相机镜头前加置滤光镜，可以将特定波长的光过滤掉。滤光镜包括透明着色玻璃片或塑料片。

在一些实施方式中，基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统还包括阻挡机构，阻挡机构设置在家电生产线上，用于限定家用电器的竖向位置。作为可选实施方式，阻挡机构设置为多个。

在一些实施方式中，基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统还包括导向部件，导向部件设置在家电生产线侧边上，用于引导家用电器进入家用电器检测设定区域。

通常导向部件为条状部件，设置在侧向定位部件的上游相邻的位置，导向部件的一端固连在生产线的侧边，另一端向生产线的中部延伸一段距离，该延伸距离通常不超过侧向定位机构在生产线上的设置位置，以便引导家用电器靠近定位机构，也不影响侧向定位机构对家用电器的准确定位。作为可选实施方式，导向部件设置为导向杆。

在一些实施方式中，基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统设置在相对集中的区域中，该区域外侧周围设置有防护栏，将检测系统与周围环境隔离，确保检测系统和检测作业过程的安全。作为可选实施方式，防护栏包括透明幕墙，便于从外部观察检测系统和检测作业情况，防护栏上设置有人员通行的自动门，自动门设置为自动控制，通过识别人员身份控制自动门的开启。识别人员身份的方式包括密码识别、人脸识别、手势识别。

作为可选实施方式，防护栏设置为防护栅栏。

在一些实施方式中，检测系统配备有报警组件，根据控制组件的信息和指令，发出声光报警。

在一些实施方式中，基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统包括控制组件，用于处理、储存和显示扫码枪、工业相机、位移传感器、机器人控制器等提供的信息，并控制检测系统各部分。控制组件通常包括信息处理器、存储器、显示器和信息输入部件等。在一些实施例中，还设置有通讯部件，用于自动检测系统与其他信息处理单元之间的信息传输。

作为可选实施方式，控制组件包括图像处理器，用于处理图像获取组件得到的图像，可选地，图像获取组件可以作为独立的电路、模块或芯片提供。图像处理器可以通过中央处理器(CPU)、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)来实现，也可以使用通讯方式将图像传输至工控机，以工控机作为处理器来实现。

在一些实施例中，控制组件包括显示模块，例如显示器，可以是适用于显示图像或视频的装置，例如，液晶显示器(LCD)、阴极射线管(CRT)、有机发光二极管(OLED)或等离子体显示器，显示器可被配置成用于显示由图像获取组件获取的图像及图像处理器处理的图像。在一些实施方式中，显示器可以是诸如智能电话、平板计算机、膝上型计算机等远程终端，所述远程终端经由无线链路从控制组件接收图像数据。无线链路可以是RF(射频)链路、WI-FI链路、蓝牙链路、3G链路或LTE链路。

通常本申请实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，检测家电装配螺钉的过程中，由扫码枪获知家电型号，根据家电型号确定需要检测的装配螺钉的设置位置和分布情况，家电移动到设定位置后停止，可以由机器人驱动图像获取组件对背板后设置的每一个设置螺钉的部位进行逐个照相，获取合适的图像信息，分析每一个螺钉设置位置是否已经安装有合适的螺钉，若发现不合格的情况，可以进行报警提示。

以下结合附图对本申请实施例的技术细节进一步说明。

图1为实施例1公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统组成示意图。

实施例1中，电冰箱100设置在检测线101上，装配螺钉检测系统包括视觉检测组件1，设置在六轴机器人1的前端，六轴机器人1设置在机器人基座 11上，机器人控制器12设置在机器人基座11侧面，安全护栏3设置在机器人基座11和机器人控制器12的外部；扫码枪6设置在机器人基座11侧面、检测线上游；安全护栏3的侧面，设置有控制组件4，用于对检测系统中各组件的控制和信息输入、显示、处理。

图2为实施例2公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统侧向定位机构结构示意图。

实施例2中，侧向定位机构5设置在滚筒流水线103的侧面，滚筒流水线上设置有边缘侧边，边缘侧边上设置有条状的导向杆102，侧向定位机构5与导向杆102相邻设置；

侧向定位机构5包括由竖直设置的基座支架53和水平设置的基座平台50 相互固连形成的基座，基座支架53的底端设置有四个固定安装件56，基座平台50上设置有固定架54，基座平台50与固定架54之间通过安装部件55固连；安装部件55为其上设置有间隔设置的安装孔的条状部件，固定安装在基座平台50上，安装部件55设置为两个，平行固定在基座平台50的上表面两侧，通过调节固定架54与安装部件55之间的相对位置，可以调节固定架54与滚筒流水线之间的距离；气缸52固连在固定架54上，定位部件51设置与气缸52固连；定位部件51设置为在气缸52的驱动下将电冰箱100推向设定的检测位置。

本申请实施例公开的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，能够有效过滤家电装配螺钉反射的定向光线，防止装配螺钉炫光，提高视觉检测组件获取图像信息的清晰度和分辨率，提高对装配螺钉检测的准确率，符合家电生产线的要求和对家用电器装配螺钉的检测要求，适合于家用电器行业智能化生产线，具有良好的工业应用前景。

本申请公开的技术方案和实施例中公开的技术细节，仅是示例性说明本申请的构思，并不构成对本申请的限定，凡是对本申请公开的技术细节所做的没有创造性的改变，都与本申请具有相同的发明精神，都在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，检测系统适配地设置在家电生产线上，具体包括：

扫码枪，设置用于获取家用电器型号信息；

侧向定位机构，设置用于限定家用电器在生产流水线上的横向位置；

多轴机器人组件；

视觉检测组件，设置安装在所述多轴机器人组件上，用于检测家用电器装配螺钉；

激光定位组件，设置在家电生产线上与所述多轴机器人组件相对的另一侧，用于对家电定位；

其中，所述视觉检测组件包括：

连接法兰，设置与所述多轴机器人组件固连；

检测支架，设置与所述连接法兰固连；

工业相机，设置安装在所述检测支架上，用于获取家电装配螺钉图像；

偏光/滤光组件，设置在所述工业相机前端，用于过滤特定方向的光线；

光源部件，设置安装在所述检测支架上，用于向所述工业相机提供光源。

2.根据权利要求1所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，所述多轴机器人组件包括：

机器人基座，设置在家电生产线侧面；

多轴机器人，设置安装在所述机器人基座上，用于安装并驱动所述视觉检测组件；

机器人控制器，用于控制所述多轴机器人。

3.根据权利要求1所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，还包括阻挡机构，所述阻挡机构设置在家电生产线上，用于限定家电的竖向位置。

4.根据权利要求3所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，所述阻挡机构设置为多个。

5.根据权利要求1所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，还包括导向部件，所述导向部件设置在家电生产线侧边上，用于引导家用电器进入家用电器检测设定区域。

6.根据权利要求1所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，所述视觉检测组件还包括安全触边，设置安装在所述检测支架前端外侧。

7.根据权利要求1所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，所述多轴机器人设置为六轴机器人。

8.根据权利要求1所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，所述偏光/滤光组件包括偏光镜头。

9.根据权利要求1所述的基于视觉图像的家电装配螺钉检测系统，其特征在于，还包括安全护栏，设置在所述多轴机器人周围，用于将所述多轴机器人安全隔离。

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