CN211726586U - 一种自动化视觉缺陷检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动化视觉缺陷检测设备，其机架上端部的传送带安装架装设传送带组件、相机安装架，相机安装架上端部装设工业相机；该自动化视觉缺陷检测设备还包括工件收集组件，工件收集组件包括收集筐托盘，收集筐托盘上端侧装设有由收集筐驱动机构驱动而旋转的活动收集筐；活动收集筐设置有至少两个沿着活动收集筐转动方向依次间隔排布的工件收集腔室，活动收集筐的上端部装设有收集筐盖板，收集筐盖板对应各工件收集腔室分别开设有朝上开口且分别与相应工件收集腔室连通的盖板落料通孔；收集筐盖板与传送带组件之间装设有落料引导件。通过上述结构设计，本实用新型具有结构设计新颖、自动化程度高、工作效率高的优点。

Description

一种自动化视觉缺陷检测设备

技术领域

本实用新型涉及自动化设备技术领域，尤其涉及一种自动化视觉缺陷检测设备。

背景技术

在工业化生产过程中，为保证产品质量，需要对生产加工后的工件进行检测，以确保出厂的工件质量。需解释的是，对于生产加工后的工件而言，其往往存在多种不同类别的缺陷，在检测时，需要将各种缺陷检测出来。

在现有技术中，检测作业更多的是依靠人工方式，自动化程度低、工作效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种自动化视觉缺陷检测设备，该自动化视觉缺陷检测设备结构设计新颖、自动化程度高。

为达到上述目的，本实用新型通过以下技术方案来实现。

一种自动化视觉缺陷检测设备，包括有机架，机架的上端部装设有传送带安装架，传送带安装架装设有将工件从前往后输送的传送带组件，传送带安装架的中部于传送带组件的旁侧装设有相机安装架，相机安装架的上端部装设有位于传送带组件正上方的工业相机；

该自动化视觉缺陷检测设备还包括有位于传送带组件后端侧的工件收集组件，工件收集组件包括有收集筐托盘，收集筐托盘的上端侧可相对转动地装设有活动收集筐，收集筐托盘对应活动收集筐装设有收集筐驱动机构，收集筐驱动机构与活动收集筐驱动连接；活动收集筐设置有至少两个沿着活动收集筐转动方向依次间隔排布的工件收集腔室，活动收集筐的上端部装设有收集筐盖板，收集筐盖板对应各工件收集腔室分别开设有朝上开口且分别与相应工件收集腔室连通的盖板落料通孔；收集筐盖板与传送带组件之间装设有落料引导件。

其中，所述传送带组件包括有分别通过轴承安装于所述传送带安装架的主动辊、从动辊，主动辊位于传送带安装架的前端部，从动辊位于传送带安装架的后端部，主动辊与从动辊之间绕装有工件传送带；

所述传送带组件还包括有螺装紧固于所述机架的电机安装架，电机安装架螺装有步进电机，步进电机与主动辊驱动连接。

其中，所述电机安装架通过轴承安装有与所述主动辊轴向对齐布置的驱动转轴，所述步进电机的动力输出轴与驱动转轴的一端部驱动连接，驱动转轴的另一端部通过联轴器与主动辊连接。

其中，所述步进电机的动力输出轴通过同步带传动机构与所述驱动转轴驱动连接。

其中，所述相机安装架包括有下端部螺装紧固于所述传送带安装架且呈竖向布置的竖向支撑柱，竖向连接柱的上端部套装有第一连接件，第一连接件通过手柄螺丝紧固于竖向连接柱；

竖向支撑柱上端部的旁侧装设有呈水平横向布置的横向支撑柱，横向支撑柱的一端部套装有第二连接件，横向支撑柱的另一端部套装有第三连接件，第一连接件与第二连接件螺接，第二连接件、第三连接件分别通过手柄螺丝紧固于横向连接柱；

第三连接件螺装有相机连接件，所述工业相机装设于相机连接件。

其中，所述收集筐驱动机构包括有螺装于所述收集筐托盘的舵机，所述活动收集筐的底部对应舵机螺装有连接法兰，舵机的动力输出轴与连接法兰紧固连接。

其中，所述收集筐托盘的上表面装设有呈圆周环状均匀间隔分布的承托滚子，所述活动收集筐的下表面分别与各承托滚子滚动接触。

其中，所述落料引导件的上端部螺装紧固于所述传送带安装架，落料引导架的下端部朝下倾斜延伸至所述收集筐盖板的上方。

其中，所述收集筐盖板的上表面于各所述盖板落料通孔的旁侧分别螺装有光电传感器。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其包括有机架，机架的上端部装设有传送带安装架，传送带安装架装设有将工件从前往后输送的传送带组件，传送带安装架的中部于传送带组件的旁侧装设有相机安装架，相机安装架的上端部装设有位于传送带组件正上方的工业相机；该自动化视觉缺陷检测设备还包括有位于传送带组件后端侧的工件收集组件，工件收集组件包括有收集筐托盘，收集筐托盘的上端侧可相对转动地装设有活动收集筐，收集筐托盘对应活动收集筐装设有收集筐驱动机构，收集筐驱动机构与活动收集筐驱动连接；活动收集筐设置有至少两个沿着活动收集筐转动方向依次间隔排布的工件收集腔室，活动收集筐的上端部装设有收集筐盖板，收集筐盖板对应各工件收集腔室分别开设有朝上开口且分别与相应工件收集腔室连通的盖板落料通孔；收集筐盖板与传送带组件之间装设有落料引导件。通过上述结构设计，本实用新型具有结构设计新颖、自动化程度高、工作效率高的优点。

附图说明

下面利用附图来对本实用新型进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型另一视角的结构示意图。

图3为本实用新型的相机安装架的结构示意图。

图4为本实用新型的工件收集组件的结构示意图。

图5为本实用新型的工件收集组件的分解示意图。

图6为本实用新型的工件收集组件的剖面示意图。

在图1至图6中包括有：

1——机架 2——传送带安装架

3——传送带组件 31——主动辊

32——从动辊 33——工件传送带

34——电机安装架 35——步进电机

36——驱动转轴 37——联轴器

4——相机安装架 41——竖向支撑柱

42——横向支撑柱 431——第一连接件

432——第二连接件 433——第三连接件

44——相机连接件 5——工业相机

6——工件收集组件 61——收集筐托盘

62——活动收集筐 621——工件收集腔室

63——收集筐驱动机构 631——舵机

632——连接法兰 633——承托滚子

64——收集筐盖板 641——盖板落料通孔

7——落料引导件 8——光电传感器。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本实用新型进行说明。

如图1至图6所示，一种自动化视觉缺陷检测设备，其包括有机架1，机架1的上端部装设有传送带安装架2，传送带安装架2装设有将工件从前往后输送的传送带组件3，传送带安装架2的中部于传送带组件3的旁侧装设有相机安装架4，相机安装架4的上端部装设有位于传送带组件3正上方的工业相机5。

优选的，传送带组件3包括有分别通过轴承安装于传送带安装架2的主动辊31、从动辊32，主动辊31位于传送带安装架2的前端部，从动辊32位于传送带安装架2的后端部，主动辊31与从动辊32之间绕装有工件传送带33；传送带组件3还包括有螺装紧固于机架1的电机安装架34，电机安装架34螺装有步进电机35，步进电机35与主动辊31驱动连接。进一步优选的，电机安装架34通过轴承安装有与主动辊31轴向对齐布置的驱动转轴36，步进电机35的动力输出轴与驱动转轴36的一端部驱动连接，驱动转轴36的另一端部通过联轴器37与主动辊31连接。其中，步进电机35的动力输出轴通过同步带传动机构与驱动转轴36驱动连接。工作时，步进电机35获得脉冲信号并步进动作，步进电机35驱动主动辊31转动，主动辊31与从动辊32相配合并共同驱动工件传送带33移动，即步进电机35控制工件传送带33按照脉冲信号移动指定距离。

进一步的，该自动化视觉缺陷检测设备还包括有位于传送带组件3后端侧的工件收集组件6，工件收集组件6包括有收集筐托盘61，收集筐托盘61的上端侧可相对转动地装设有活动收集筐62，收集筐托盘61对应活动收集筐62装设有收集筐驱动机构63，收集筐驱动机构63与活动收集筐62驱动连接；活动收集筐62设置有至少两个沿着活动收集筐62转动方向依次间隔排布的工件收集腔室621，活动收集筐62的上端部装设有收集筐盖板64，收集筐盖板64对应各工件收集腔室621分别开设有朝上开口且分别与相应工件收集腔室621连通的盖板落料通孔641；收集筐盖板64与传送带组件3之间装设有落料引导件7。如图1和图2所示，落料引导件7的上端部螺装紧固于传送带安装架2，落料引导架的下端部朝下倾斜延伸至收集筐盖板64的上方。需进一步指出的是，收集筐盖板64的上表面于各盖板落料通孔641的旁侧分别螺装有光电传感器8。

作为优选的实施方式，如图1至图3所示，相机安装架4包括有下端部螺装紧固于传送带安装架2且呈竖向布置的竖向支撑柱41，竖向连接柱的上端部套装有第一连接件431，第一连接件431通过手柄螺丝紧固于竖向连接柱；竖向支撑柱41上端部的旁侧装设有呈水平横向布置的横向支撑柱42，横向支撑柱42的一端部套装有第二连接件432，横向支撑柱42的另一端部套装有第三连接件433，第一连接件431与第二连接件432螺接，第二连接件432、第三连接件433分别通过手柄螺丝紧固于横向连接柱；第三连接件433螺装有相机连接件44，工业相机5装设于相机连接件44。本实用新型的第一连接件431可以沿着竖向支撑柱41上下调节移动，且第一连接件431通过手柄螺丝紧固于指定调节位置；同样的，第二连接件432、第三连接件433分别可以沿着横向支撑柱42水平移动调节，且第二连接件432、第三连接件433通过手柄螺丝紧固于指定调节位置；本实用新型的第一连接件431、第二连接件432、第三连接件433采用可调节式结构设计，其目的在于对工业相机5位置进行进行调节，以保证工业相机5能够清晰地进行拍照。

作为优选的实施方式，如图5和图6所示，收集筐驱动机构63包括有螺装于收集筐托盘61的舵机631，活动收集筐62的底部对应舵机631螺装有连接法兰632，舵机631的动力输出轴与连接法兰632紧固连接。另外，为保证活动收集筐62相对收集筐托盘61平稳可靠地转动，本实用新型采用下述结构来承托活动收集筐62，具体的：收集筐托盘61的上表面装设有呈圆周环状均匀间隔分布的承托滚子633，活动收集筐62的下表面分别与各承托滚子633滚动接触。工作时，舵机631的动力输出轴通过连接法兰632带动活动收集筐62转动；对于活动收集筐62的各工件收集腔室621而言，每一个工件收集腔室621用于收集一种类别的工件，当识别检测的工件为某一特定类别时，舵机631控制活动收集筐62转动并使得与该识别检测工件类别相对应的工件收集腔室621转动至落料引导件7下方，即使得与该工件收集腔室621对应的盖板落料通孔641位于落料引导件7正下方。

需指出的是，本实用新型配装有上位机、下位机以及单片机，上位机与下位机串口通信连接，工业相机5与上位机电性连接，单片机与下位机电性连接，步进电机35、舵机631分别与下位机电性连接，各光电传感器8分别与单片机电性连接。

在利用本实用新型对工件进行自动化视觉检测的过程中，其检测步骤如下：

步骤1、每次把一个属于某一类别的工件置于位于工业相机5视野范围内的工件传送带33上，依次对所有类别工件进行采样，上述“所有类别工件”包括无缺陷工件以及缺陷类别不一样的工件，在不移动工业相机5的情况下，在此过程中，拍照采样工件始终位于相机视野范围内，同一拍照采样工件在工件传送带33不同位置进行拍照采样，以保证在工件样品有限的情况下增加训练图片，并提高训练模型泛化能力；

2、把工业相机5对工件拍照采样的图片大小缩放为416*416像素，并将图像转为灰度图像，利用labelImg软件对带缺陷工件拍照采样后的缺陷图片进行标注，在标注出缺陷的类别与位置后，输出适用于YOLOv3目标检测算法的数据格式；

3、使用YOLOv3目标检测算法对图像进行训练，训练结束后保存权重；其中，在训练前先对图片进行图像增强预处理操作；图像增强预处理操作包括随机水平翻转图像、随机旋转图像；

4、先打开单片机，使其通过ESP8266模块连接上路由器；然后打开下位机，下位机向步进电机35发送脉冲信号，步进电机35带动工件传送带33移动一段指定距离，该指定距离为一个待测工件进入工业相机5视野范围而另一待测工件未进入工业相机5视野范围的距离；在步进电机35带动工件传送带33移动至指定距离后，工件传送带33停止移动，下位机向上位机发送识别指令，上位机控制工业相机5动作并通过工业相机5对进入视野范围内的待测工件进行拍照采样并保存图像，上位机读取保存图像并进行预处理操作，上位机利用已训练好的权重进行识别检测，在上位机显示检测结果一定时间并保存识别后的图像后，下位机依据不同识别结果并发送相应指令至舵机631，舵机631控制活动收集筐62旋转并使得指定工件收集腔室621旋转至落料引导件7下方，而后下位机继续控制步进电机35动作并通过工件传送带33带动待测工件进行识别，与此同时，因工件传送带33的移动，已识别检测好的工件会经由落料引导件7以及收集筐盖板64相应的盖板落料通孔641滑落到指定工件收集腔室621内；

5、由于收集筐盖板64上表面于各盖板落料通孔641的旁侧分别装设有光电传感器8，在已识别检测好的工件经由盖板落料通孔641而滑落到工件收集腔室621时，光电传感器8获得信号，即单片机可由光电传感器8得到不同类别缺陷和无缺陷的工件数量。

综合上述情况可知，通过上述结构设计，本实用新型具有结构设计新颖、自动化程度高、工作效率高的优点。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：包括有机架（1），机架（1）的上端部装设有传送带安装架（2），传送带安装架（2）装设有将工件从前往后输送的传送带组件（3），传送带安装架（2）的中部于传送带组件（3）的旁侧装设有相机安装架（4），相机安装架（4）的上端部装设有位于传送带组件（3）正上方的工业相机（5）；

该自动化视觉缺陷检测设备还包括有位于传送带组件（3）后端侧的工件收集组件（6），工件收集组件（6）包括有收集筐托盘（61），收集筐托盘（61）的上端侧可相对转动地装设有活动收集筐（62），收集筐托盘（61）对应活动收集筐（62）装设有收集筐驱动机构（63），收集筐驱动机构（63）与活动收集筐（62）驱动连接；活动收集筐（62）设置有至少两个沿着活动收集筐（62）转动方向依次间隔排布的工件收集腔室（621），活动收集筐（62）的上端部装设有收集筐盖板（64），收集筐盖板（64）对应各工件收集腔室（621）分别开设有朝上开口且分别与相应工件收集腔室（621）连通的盖板落料通孔（641）；收集筐盖板（64）与传送带组件（3）之间装设有落料引导件（7）。

2.根据权利要求1所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述传送带组件（3）包括有分别通过轴承安装于所述传送带安装架（2）的主动辊（31）、从动辊（32），主动辊（31）位于传送带安装架（2）的前端部，从动辊（32）位于传送带安装架（2）的后端部，主动辊（31）与从动辊（32）之间绕装有工件传送带（33）；

所述传送带组件（3）还包括有螺装紧固于所述机架（1）的电机安装架（34），电机安装架（34）螺装有步进电机（35），步进电机（35）与主动辊（31）驱动连接。

3.根据权利要求2所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述电机安装架（34）通过轴承安装有与所述主动辊（31）轴向对齐布置的驱动转轴（36），所述步进电机（35）的动力输出轴与驱动转轴（36）的一端部驱动连接，驱动转轴（36）的另一端部通过联轴器（37）与主动辊（31）连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述步进电机（35）的动力输出轴通过同步带传动机构与所述驱动转轴（36）驱动连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述相机安装架（4）包括有下端部螺装紧固于所述传送带安装架（2）且呈竖向布置的竖向支撑柱（41），竖向连接柱的上端部套装有第一连接件（431），第一连接件（431）通过手柄螺丝紧固于竖向连接柱；

竖向支撑柱（41）上端部的旁侧装设有呈水平横向布置的横向支撑柱（42），横向支撑柱（42）的一端部套装有第二连接件（432），横向支撑柱（42）的另一端部套装有第三连接件（433），第一连接件（431）与第二连接件（432）螺接，第二连接件（432）、第三连接件（433）分别通过手柄螺丝紧固于横向连接柱；

第三连接件（433）螺装有相机连接件（44），所述工业相机（5）装设于相机连接件（44）。

6.根据权利要求1所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述收集筐驱动机构（63）包括有螺装于所述收集筐托盘（61）的舵机（631），所述活动收集筐（62）的底部对应舵机（631）螺装有连接法兰（632），舵机（631）的动力输出轴与连接法兰（632）紧固连接。

7.根据权利要求6所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述收集筐托盘（61）的上表面装设有呈圆周环状均匀间隔分布的承托滚子（633），所述活动收集筐（62）的下表面分别与各承托滚子（633）滚动接触。

8.根据权利要求1所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述落料引导件（7）的上端部螺装紧固于所述传送带安装架（2），落料引导架的下端部朝下倾斜延伸至所述收集筐盖板（64）的上方。

9.根据权利要求1至8任意一项所述的一种自动化视觉缺陷检测设备，其特征在于：所述收集筐盖板（64）的上表面于各所述盖板落料通孔（641）的旁侧分别螺装有光电传感器（8）。

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