CN212525013U - 一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，包括支架，所述支架上分别安装有自动上料机构、自动检测模组和自动分拣机构，所述自动上料机构包括转动连接于支架上部的带槽辊筒、位于带槽辊筒顶部一侧的料槽、位于带槽辊筒下方的驱动电机，所述自动检测模组包括固定于支架上并位于带槽辊轮顶部一侧的相机、固定于支架顶部的显示器、固定于支架底部的主机，所述自动分拣机构包括固定于支架上并位于带槽辊筒一侧的旋转气缸、固定安装于旋转气缸输出端的分拣导向板和位于分拣导向板正下方的储料箱。本实用新型可以对轴类零件进行自动连续上料、自动检测识别和自动分拣，实现了无人化质量检测，提升了生产效率和产品质量。

Description

一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备

技术领域

本实用新型涉及产品质量检测技术领域，具体为一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备。

背景技术

在轴类零件生产过程中，通常对零件的表面进行检验，以满足表面平整、无毛刺等各种技术要求。目前，对于批量轴类零件表面的质量检测通常是人工肉眼进行逐个甄别，不仅效率极为低下，且受人为因素影响，导致检测质量不稳定；专用的表面质量检测设备，不仅使用成本较高，而且难以适应大批量检测。因此，轴类零件的实际生产中，由于检测难度大、工作强度高，经常会出现漏检、误检或无法全检的情况，极大影响了生产效率和产品质量。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的不足，提出了一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，可以对轴类零件进行自动连续上料、自动检测识别和自动分拣，实现无人化质量检测，提升生产效率和产品质量。

为实现上述效果，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，包括支架，所述支架上分别安装有自动上料机构、自动检测模组和自动分拣机构；

所述自动上料机构包括转动连接于支架上部的带槽辊筒、固定安装于支架上并位于带槽辊筒顶部一侧的料槽、固定安装于支架上并位于带槽辊筒下方的驱动电机，所述驱动电机的输出端与带槽辊筒的轴端传动连接；

所述自动检测模组包括固定于支架上并位于带槽辊筒顶部一侧的相机、固定于支架顶部的显示器、固定于支架底部的主机，所述相机和显示器分别与主机电性连接；

所述自动分拣机构包括固定于支架上并位于带槽辊筒一侧的旋转气缸、固定安装于旋转气缸输出端并位于带槽辊筒底部一侧的分拣导向板和位于分拣导向板正下方的储料箱。

进一步的，所述带槽辊筒的圆周面上均匀分布有若干个与带槽辊筒轴线平行设置的卡料槽，带槽辊筒的圆周面中心处开设有卡料槽相垂直的下料槽。

进一步的，所述料槽的内壁设置有弧形的上料导向板，所述上料导向板的下表面与带槽辊筒的圆周面平行设置，且上料导向板的底端与料槽的内壁之间设置有进料口。

进一步的，所述支架上固定有弧形的下料导向板，所述下料导向板位于位于带槽辊筒顶部远离料槽的一侧，且下料导向板的下表面与带槽辊筒的圆周面平行设置。

进一步的，所述相机位于下料导向板和料槽之间，相机靠近料槽的一侧设置有固定于支架上的光电传感器，光电传感器与主机电性连接。

进一步的，所述分拣导向板的顶部设置有下料拨板，所述下料拨板活动嵌于下料槽内。

进一步的，所述储料箱包括次品腔和良品腔，所述次品腔位于下料导向板的正下方，且次品腔和良品腔分别位于分拣导向板的下方两侧。

与现有技术相比较，本实用新型的有益效果如下：本实用新型通过带槽辊筒实现待检测轴类零件的自动上料，通过基于视觉系统的自动检测模组对零件的表面质量进行自动检测，通过自动分拣机构实现次品与良品的自动分拣，实现了无人化质量检测，提升了生产效率和产品质量。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的剖视结构示意图；

图3为所述自动上料结构的立体结构示意图；

图4为所述自动上料结构的剖视结构示意图；

图5为所述带槽辊筒的立体结构示意图；

图6为所述自动分拣机构的立体结构示意图；

图7为所述自动分拣机构的剖视结构示意图。

其中：1自动上料机构、11带槽辊筒、111卡料槽、112下料槽、12料槽、121上料导向板、13驱动电机、14下料导向板、2自动检测模组、21相机、22显示器、23 主机、24光电传感器、3自动分拣机构、31旋转气缸、32分拣导向板、321下料拨板、 33储料箱、331次品腔、332良品腔、4支架。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，包括支架4，支架1上分别安装有自动上料机构1、自动检测模组2和自动分拣机构3。

如图3和图4所示，所述自动上料机构1包括转动连接于支架4上部的带槽辊筒 11、固定安装于支架4上并位于带槽辊筒11顶部一侧的料槽12、固定安装于支架4上并位于带槽辊筒11下方的驱动电机13，驱动电机13的输出端与带槽辊筒11的轴端传动连接。

本实施例中，料槽12为方口、外侧壁倾斜的料斗结构，其方口宽度依据所检测轴类零件的长度而定，使轴类零件可以沿方口宽度方向单排、沿方口长度方向并排码放；方口宽度略大于轴类零件的长度，便于轴类零件的码放操作。料槽12的倾斜侧壁底部与带槽辊筒11的外圆周面滑动贴合，或留有较小间隙，保证轴类零件不会从料槽12 中掉落。

优选的，料槽12的内壁设置有弧形的上料导向板121，上料导向板121的下表面与带槽辊筒11的圆周面平行设置，且上料导向板121的底端与料槽12的内壁之间设置有进料口。进料口位于料槽12倾斜侧壁所在一侧，进料口的宽度根据轴类零件的最大外径而定，并略大于轴类零件的最大外径。上料导向板121的顶部弧形面与料槽12的倾斜侧壁相配合，使得码放在料槽12内的多个轴类零件可以在自身重力作用下向进料口的方向下落，并在进料口处自动形成并排逐个送进的排列结构，实现连续送料。

如图5所示，所述带槽辊筒11的圆周面上均匀分布有若干个与带槽辊筒11轴线平行设置的卡料槽111，卡料槽111的截面为半圆形，其半径尺寸依据轴类零件的最大外径而定，使轴类零件可完全卡嵌在卡料槽111内。上料导向板121的下表面与卡料槽 111槽底弧形面的最大距离依据轴类零件的最大外径而定，并略大于轴类零件的最大外径，使得轴类零件卡嵌在卡料槽111内后跟随带槽辊筒11的转动而移动过程中，能够限制在卡料槽111内而不会滑落；同时由于上料导向板121的隔离作用，位于卡料槽 111内的轴类零件在转动上移过程中，不会与料槽12内其他轴类零件发生位置干涉和摩擦作用，保证了轴类零件连续送进的顺利进行。

进一步的，支架4上固定有弧形的下料导向板14，下料导向板14位于位于带槽辊筒11顶部远离料槽12的一侧，且下料导向板14的下表面与带槽辊筒11的圆周面平行设置。本实施例中，下料导向板14与上料导向板121的半径尺寸相同，且与上料导向板121同轴心设置，下料导向板14的底端位于带槽辊筒11轴线所在水平面上，使得轴类零件跟随带槽辊筒11的转动从料槽12内送出后能够继续跟随带槽辊筒11转动至分拣位置前不会发生脱落现象。下料导向板14与料槽12垂直侧壁之间的间隙作为轴类零件的检测位置。

同时，带槽辊筒11的圆周面中心处开设有卡料槽111相垂直的下料槽112，便于轴类零件跟随带槽辊筒11转动至分拣位置时，自动分拣机构3作用于轴类零件上而使轴类零件顺利从卡料槽111中脱落。带槽辊筒11套接在辊筒上，辊筒的两轴端通过轴承座转动安装于支架4上。

驱动电机13采用步进电机或伺服电机，驱动电机13的输出轴和辊筒的轴端分别固定安装有链轮，两个链轮通过链条传动连接。驱动电机13驱动带槽辊筒11进行连续地步进转动，每次转动一个单位分度角，即相邻两个卡料槽111与带槽辊筒11轴线连线之间相对应的中心角。驱动电机13驱动带槽辊筒11转动一个单位分度角所使用时间为一个分度周期。

如图6和图7所示，所述自动分拣机构3包括固定于支架4上并位于带槽辊筒11 一侧的旋转气缸31、固定安装于旋转气缸31输出端并位于带槽辊筒11底部一侧的分拣导向板32和位于分拣导向板32正下方的储料箱33。

储料箱33架设在支架4的底部内，包括次品腔331和良品腔332，次品腔331位于下料导向板14的正下方，且次品腔331和良品腔332分别位于分拣导向板32的下方两侧，分拣导向板32的底端位于良品腔332的正上方。

分拣导向板32的顶部设置有下料拨板321，下料拨板321活动嵌于下料槽112内。旋转气缸31的控制器端口与自动检测模组2电性连接，根据自动检测模组2的检测结果，向旋转气缸31的控制器端口发出控制信号，使旋转气缸31的输出轴往复转动，从而使分拣导向板32具有两个工作位置，即当检测结果为合格的轴类零件到达下料导向板14底端的分拣位置时，旋转气缸31驱动分拣导向板32发生转动，并使分拣导向板 32顶部的下料拨板321嵌入带槽辊筒11的下料槽112内，从而对轴类零件施加作用力而使轴类零件从卡料槽111内脱落，并沿分拣导向板32的顶面滚落至良品腔332内；当检测结果为次品的轴类零件到达下料导向板14底端的分拣位置时，旋转气缸31驱动分拣导向板32反向转动，并使分拣导向板32顶部的下料拨板321从带槽辊筒11的下料槽112内移出，此时轴类零件直接垂直落至次品腔331内。

自动检测模组2包括固定于支架4上并位于带槽辊筒11顶部一侧的相机21、固定于支架4顶部的显示器22、固定于支架4底部的主机23，相机21和显示器22分别与主机23电性连接。相机21位于下料导向板14和料槽12之间，用于捕捉带槽辊筒11 内轴类零件的表面图像，并将图像数据传送至主机23内。主机23采用工业控制计算机，内置图像对比分析软件模块，该分析模块为现有技术。主机23对相机21传送的图像信息与分析模块内预置的图像分析数据进行比对分析，并根据对比分析结果给出OK信号 (良品)和NG信号(次品)。显示器22用于显示相机21抓捕的图像信息和主机的分析进程及结果。相机21捕捉图像到分析结果出来所用时间为一个检测周期，一个检测周期和一个分度周期的时间和为一个工位周期。

优选的，相机12靠近料槽12的一侧设置有固定于支架4上的光电传感器24，光电传感器24与主机23电性连接。光电传感器24和相机21的位置分别对应带槽辊筒 11上两个相邻的卡料槽111，且光电传感器24位于相机21的前一个分度工位。当光电传感器24检测到卡料槽111内有轴类零件时，通过主机23启动相机12进行图像捕捉。当光电传感器24在连续几个(如3个)分度周期未检测到卡料槽111内有轴类零件，则通过主机23发出异常警示信息。

本实用新型在使用时，先将待检测的轴类零件依次码放在料槽12内，而后启动设备，则驱动电机13工作并驱动带槽辊筒11以一个分度周期为转动时间、一个检测周期为间歇时间步进式转动；料槽12内的轴类零件逐个进入料槽12内的进料口内，并依次嵌入带槽辊筒11的卡料槽111内，并跟随带槽辊筒11沿上料导向板121的下表面进入光电传感器24所在位置；光电传感器24检测到卡料槽111内有零件，则通过主机23 启动相机12进行图像捕捉，相机12将图像信息传送给主机23进行对比分析；主机23 将分析结果在显示器22上进行显示，并将OK信号/NG信号发送至旋转气缸31的控制器；旋转气缸31的控制器31延迟轴类零件自相机12所在位置至下料导向板14底端所在位置所对应的工位周期后，执行主机23发出的OK信号/NG信号指令；

若为OK信号，则旋转气缸31驱动分拣导向板32发生转动，并使分拣导向板32 顶部的下料拨板321嵌入带槽辊筒11的下料槽112内，从而对轴类零件施加作用力而使轴类零件从卡料槽111内脱落，并沿分拣导向板32的顶面滚落至良品腔332内；若为NG信号，则旋转气缸31驱动分拣导向板32反向转动，并使分拣导向板32顶部的下料拨板321从带槽辊筒11的下料槽112内移出，此时轴类零件直接垂直落至次品腔331 内。

反复进行上述的自动上料、自动检测和自动分拣，完成料槽12内所有轴类零件的表面质量检测。当光电传感器24在连续几个(如3个)分度周期未检测到卡料槽111 内有轴类零件，则通过主机23发出异常警示信息，提醒工作人员进行故常排查或及时加料。显然地，可在料槽12内的轴类零件检测完毕之前进行物料的增添，实现连续工作。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，包括支架(4)，其特征在于：所述支架(4)上分别安装有自动上料机构(1)、自动检测模组(2)和自动分拣机构(3)；

所述自动上料机构(1)包括转动连接于支架(4)上部的带槽辊筒(11)、固定安装于支架(4)上并位于带槽辊筒(11)顶部一侧的料槽(12)、固定安装于支架(4)上并位于带槽辊筒(11)下方的驱动电机(13)，所述驱动电机(13)的输出端与带槽辊筒(11)的轴端传动连接；

所述自动检测模组(2)包括固定于支架(4)上并位于带槽辊筒(11)顶部一侧的相机(21)、固定于支架(4)顶部的显示器(22)、固定于支架(4)底部的主机(23)，所述相机(21)和显示器(22)分别与主机(23)电性连接；

所述自动分拣机构(3)包括固定于支架(4)上并位于带槽辊筒(11)一侧的旋转气缸(31)、固定安装于旋转气缸(31)输出端并位于带槽辊筒(11)底部一侧的分拣导向板(32)和位于分拣导向板(32)正下方的储料箱(33)。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，其特征在于：所述带槽辊筒(11)的圆周面上均匀分布有若干个与带槽辊筒(11)轴线平行设置的卡料槽(111)，带槽辊筒(11)的圆周面中心处开设有卡料槽(111)相垂直的下料槽(112)。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，其特征在于：所述料槽(12)的内壁设置有弧形的上料导向板(121)，所述上料导向板(121)的下表面与带槽辊筒(11)的圆周面平行设置，且上料导向板(121)的底端与料槽(12)的内壁之间设置有进料口。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，其特征在于：所述支架(4)上固定有弧形的下料导向板(14)，所述下料导向板(14)位于位于带槽辊筒(11)顶部远离料槽(12)的一侧，且下料导向板(14)的下表面与带槽辊筒(11)的圆周面平行设置。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，其特征在于：所述相机(21)位于下料导向板(14)和料槽(12)之间，相机(21)靠近料槽(12)的一侧设置有固定于支架(4)上的光电传感器(24)，光电传感器(24)与主机(23)电性连接。

6.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，其特征在于：所述分拣导向板(32)的顶部设置有下料拨板(321)，所述下料拨板(321)活动嵌于下料槽(112)内。

7.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的轴类零件自动检测设备，其特征在于：所述储料箱(33)包括次品腔(331)和良品腔(332)，所述次品腔(331)位于下料导向板(14)的正下方，且次品腔(331)和良品腔(332)分别位于分拣导向板(32)的下方两侧。

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