CN215866434U - 一种类方形工件全方位自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业工件自动检测生产领域，提供了一种类方形工件全方位自动检测装置，包括：机械臂、吸取机构、检测机构。吸取机构包括安装架、吸盘装置和CCD相机。检测机构包括CCD相机、相机架、电动推杆、电机、柔性联轴器、夹持杆、压力传感器，四个电动推杆和四台电机在工作台上呈十字相对设置。电机与夹持杆通过柔性联轴器连接，类方形工件由四个夹持杆两两相对交替夹持，并通过电机旋转带动工件的翻转达到类方形工件的全方位检测。通过电动推杆调整相机到工件的距离，保证视觉检测的稳定性。本实用新型通过机械臂与机器视觉结合，实现了工件的精确定位、抓取，能够解决工业生产中工件的自动全方位检测问题，极大提高了生产效率。

Description

一种类方形工件全方位自动检测装置

技术领域

本实用新型属于工业工件自动检测生产领域，具体涉及一种类方形工件全方位自动检测装置。

背景技术

随着工业化进程的不断加快，机械配件的使用率逐年上升，机械配件从雏形到加工，其中需要经过多道工序，而在机械配件加工完成后，也通常需要对成品进行检测，以确保机械配件的质量，此时机械配件质量检测装置应运而生，虽然现有机械配件质量检测装置的生产工艺正日益纯熟，但仍有部分不足待改进。

现有机械配件检测装置只能利用多台相机对工件的多面进行检测，如需全方位检测需要人工将机械零件进行翻面，此种做法费时费力，并且检测精度较低，不适合广泛推广。同时，现有将工件放置到检测工位的工序逐渐运用机械臂示教再现实现，此项工序较以前人工放置的方法自动化程度有了很大提升，但仍缺乏灵活性和准确性。

因此，需要一种工件的精确定位、抓取和自动翻转的检测装置，实现工件的全方位自动检测，提高生产效率和生产质量。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种类方形工件全方位自动检测装置，准确高效实现工件的定位、抓取及自动翻转检测。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种类方形工件全方位自动检测装置，解决工件的精确抓取以及工件全方位自动检测过程中的问题，实现类方形工件全方位自动检测，包括机械臂、吸取机构、检测机构。机械臂采用伺服电机来控制；吸取机构包括安装架、吸盘装置和CCD摄像机，安装架采用螺栓连接安装在机械臂的末端，CCD摄像机与安装架通过螺栓连接。

所述吸盘装置选用ZPT-J/K10-A10防转型真空吸盘组件，通过两个固定螺栓固定在安装架下端，并通过塑料管与气泵连接。

所述检测机构包括电动推杆一、电机一、电机侧柔性联轴器、双头螺栓、弹簧、夹持杆侧柔性联轴器、夹持杆、电动推杆二、电机二、橡皮垫、压力传感器、电机三、电动推杆三、电机四、电动推杆四、工件、相机架、电动推杆五、CCD（charge-coupled device）相机、机架。所述检测机构工作台上的电动推杆一、电动推杆二、电动推杆三、电动推杆四的一端与机架连接，另一端与电机一、电机二、电机三、电机四的一端连接，所述连解方式采用焊接，胶接等方式。所述电机一、电机二、电机三、电机四与夹持杆通过电机侧柔性联轴器、夹持杆侧柔性联轴器连接，所述电机侧柔性联轴器、夹持杆侧柔性联轴器通过若干双头螺栓连接，所述电机侧柔性联轴器、夹持杆侧柔性联轴器之间的螺栓外侧绕设有弹簧，所述橡皮垫里设置有压力传感器，所述电动推杆固定于相机架上，所述CCD相机固定于电动推杆的端部。

所述电动推杆一、电动推杆二、电动推杆三、电动推杆四和电机一、电机二、电机三、电机四呈十字相对设置。

所述夹持杆顶端设置有橡皮垫。

优选的，所述压力传感器的数量为两个，橡皮垫的数量为四个。

优选的，所述夹持杆的数量为四个。

与现有技术相比，一种类方形工件全方位自动检测装置至少具有以下优点：

1. 检测机构可实现类方形工件的自动翻转以及全方位检测，相机位置的可调性，确保相机与工件的合适距离，使视觉检测更加稳定。

2.整体装置结合机械臂和机器视觉技术，可实现工件的自动定位和抓取，自动化程度高，极大节省了劳动力。

3. 可以检测常规形状的工件和复杂形状的工件，减少了工件装夹的次数，应用范围广，检测效率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中检测机构的俯视示意图。

图3是本实用新型中柔性联轴器连接的剖切示意图。

图4是本实用新型中检测机构的侧视示意图。

图5是本实用新型中吸取机构的结构示意图。

图6是本实用新型中安装架的结构示意图。

图中：1-机械臂、2-吸取机构、21-CCD相机、22-安装架、221-螺栓孔、222-螺栓孔、223-定位圆孔、23-塑料管、24-吸盘装置、25-固定螺栓、3-检测机构、31-电动推杆一、32-电机一、33-电机侧柔性联轴器、34-双头螺栓、35-弹簧、36-夹持杆侧柔性联轴器、37-夹持杆、38-电动推杆二、39-电机二、310-橡皮垫一、322-橡皮垫二、311-压力传感器一、312-电机三、313-电动推杆三、314-压力传感器二、315-电机四、316-电动推杆四、317-工件、318-相机架、319-电动推杆五、320-CCD相机、321-机架。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、平”、“顶”、“底”、“内侧”、“外侧”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专利和简化描述，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专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。

请参阅图1-6，本实用新型提供了一种类方形工件全方位自动检测装置，包括机械臂1、吸取机构2、检测机构3。所述机械臂1采用伺服电机来控制；所述吸取机构2包括安装架22、吸盘装置24和CCD相机21，所述安装架22的上端设置有若干用于与机械臂1连接的螺栓孔221，所述安装架22采用螺栓连接安装在所述机械臂1的末端，所述安装架22外侧面设置螺栓孔222，所述CCD相机21与所述安装架22通过螺栓连接，可随安装架22一起转动；下端设置定位圆孔223，吸取装置24穿过定位圆孔223通过固定螺栓25上下旋紧固定，安装架22设计为“]”框形，结构简单，便于吸取装置24与气泵管道的连接，安装架22转动时塑料管23不受位置限制。

所述吸盘装置24选用ZPT-J/K10-A10防转型真空吸盘组件，通过两个固定螺栓25固定在所述安装架22下端，并通过所述塑料管23与气泵连接。

所述检测机构3包括CCD相机320、相机架318、电动推杆五319、机架321、电动推杆一31、电动推杆二38、电动推杆三313、电动推杆四316、电机一32、电机二39、电机三312、电机四315，柔性联轴器一33、柔性联轴器二36，所述检测机构3设置在机械臂1可达范围内。所述检测机构3工作台上的电动推杆一31、电动推杆二38、电动推杆三313、电动推杆四316，和电机一32、电机二39、电机三312、电机四315呈十字相对设置。电机一32、电机二39、电机三312、电机四315与夹持杆37通过电机侧柔性联轴器33、夹持杆侧柔性联轴器36连接。电机侧柔性联轴器33、夹持杆侧柔性联轴器36连接通过若干双头螺栓34连接，电机侧柔性联轴器33、夹持杆侧柔性联轴器36之间的螺栓34外侧绕设有弹簧35。夹持杆37顶端设置有橡皮垫310，用于增大与工件317的接触面积同时起缓冲作用。橡皮垫一310里设置有压力传感器一311，橡皮垫二322里设置有压力传感器二314，电动推杆319固定于相机架318上，CCD相机320固定于电动推杆319的端部。在本申请中，夹持杆37的数量为四个。橡皮垫的数量为四个，橡皮垫一310与橡皮垫二322的数量各有两个，且橡皮垫一310与橡皮垫二322呈垂直分布。压力传感器为两个。

工件317的检测环节，机械臂1经CCD相机21定位引导，将工件317抓取至检测机构的检测工位，电动推杆一31、电动推杆三313推动电机一32、电机三312向工件317移动，夹持杆37夹住工件317，电机一32、电机三312转动，带动工件317一起转动，待四个面检测结束后停止转动，电动推杆二38、电动推杆四316推动电机二39、电机四315向工件317移动，夹住工件317后电动推杆一31、电动推杆三313带动电机一32、电机三312收缩，电机二39、电机四315转动，带动工件317一起转动检测剩余两个工件317表面。夹持过程中通过设置在橡皮垫一310里的压力传感器一311，橡皮垫二322里的压力传感器二314控制夹持力的大小，检测过程中通过固定相机320的电动推杆319调整检测机构中CCD相机320与工件317的距离，CCD相机320采集相关的图像，通过图像处理软件对采集到的目标数字图像信息进行运算处理,完成缺陷的提取并返回处理结果。

所述CCD相机21固定在安装架22外侧面，可以跟随吸取机构2一起转动，所述CCD相机21采集到图像信息后，会对图像进行数据的提取和处理，将得到的图像坐标传到视觉控制器和期望的图像特征进行作差运算，来以误差作为图像特征传给视觉控制器，最后传给运动控制器，运动控制器采用一定的控制算法，来使机器臂1能够进行精准的定位和作业；CCD相机21引导机械臂1到达工件317上方，轻微下降机械臂1使真空吸盘24贴合工件317表面，气泵通过塑料管23形成负压，实现工件317的吸取。机械臂1经CCD相机21定位引导，将工件317放置在检测机构3的检测工位，调整检测机构3中CCD相机320与工件317至合适的距离，CCD相机320采集相关的图像，通过图像处理软件对采集到的目标数字图像信息进行运算处理,完成缺陷的提取并返回处理结果。

机械臂1采用六关节机械臂，具有多个自由度，操作方便，定位精准，配合安装在其末端执行器的CCD相机21，CCD相机21采集到图像信息后，会对图像进行数据的提取和处理，将得到的图像坐标传到视觉控制器和期望的图像特征进行作差运算，来以误差作为图像特征传给视觉控制器，最后传给运动控制器，运动控制器采用一定的控制算法，来使机器臂1能够对工件317进行精准的定位，引导机械臂1实现工件317的抓取。

本实用新型的工作原理：

工件317的吸取和搬运环节，吸取机构2通过安装架22固定在机械臂1的末端，CCD相机21固定在安装架22外侧面，可以跟随吸取机构2一起转动，当CCD相机21采集到图像信息后，会对图像进行数据的提取和处理，将得到的图像坐标传到视觉控制器和期望的图像特征进行作差运算，来以误差作为图像特征传给视觉控制器，最后传给运动控制器，运动控制器采用一定的控制算法，来使机器臂1能够进行精准的定位和作业；CCD相机21引导机械臂1到达工件317上方，轻微下降机械臂1使真空吸盘贴合工件317表面，气泵通过塑料管23形成负压，实现工件317的吸取。

工件317的检测环节，机械臂1经CCD相机21定位引导，将工件317抓取至检测机构的检测工位，电动推杆一31、电动推杆三313分别推动电机一32、电机三312向工件317移动，夹持杆37夹住工件317，电机一32、电机三312转动，带动工件317一起转动，待四个面检测结束后停止转动，电动推杆二38、电动推杆四316推动电机二39、电机四315向工件317移动，夹住工件317后电动推杆一31、电动推杆三313带动电机一32、电机三312收缩，电机二39、电机四315转动，带动工件317一起转动检测剩余两个工件317表面。夹持过程中通过设置在橡皮垫一310里的压力传感器一311，橡皮垫二322里的压力传感器二314控制夹持力的大小，始终保持一个合适的力，检测过程中通过固定相机320的电动推杆319调整检测机构中CCD相机320与工件317的距离，CCD相机320采集相关的图像，通过图像处理软件对采集到的目标数字图像信息进行运算处理,完成缺陷的提取并返回处理结果。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种类方形工件全方位自动检测装置，包括机械臂（1）、吸取机构（2），机械臂（1）采用伺服电机控制；吸取机构（2）包括安装架（22）、吸盘装置（24）和CCD相机一（21），安装架（22）采用螺栓连接安装在机械臂（1）的末端，CCD相机一（21）与安装架（22）通过螺栓连接，可随安装架（22）一起转动；吸盘装置（24）选用ZPT-J/K10-A10防转型真空吸盘组件，通过两个固定螺栓（25）固定在所述安装架（22）下端，所述吸盘装置（24）连接塑料管（23），所述塑料管（23）与气泵连接，其特征在于：一种类方形工件全方位自动检测装置还包括检测机构（3），所述检测机构（3）包括电动推杆一（31）、电机一（32）、电机侧柔性联轴器（33）、双头螺栓（34）、弹簧（35）、夹持杆侧柔性联轴器（36）、夹持杆（37）、电动推杆二（38）、电机二（39）、橡皮垫一（310）、橡皮垫二（322）、压力传感器一（311）、电机三（312）、电动推杆三（313）、压力传感器二（314）、电机四（315）、电动推杆四（316）、工件（317）、相机架（318）、电动推杆五（319）、CCD相机二（320）、机架（321）；

所述检测机构（3）工作台上的所述电动推杆一（31）、电动推杆二（38）、电动推杆三（313）、电动推杆四（316）的一端与机架（321）连接，另一端与所述电机一（32）、电机二（39）、电机三（312）、电机四（315）的一端连接；

所述电机一（32）、电机二（39）、电机三（312）、电机四（315）与所述夹持杆（37）通过电机侧柔性联轴器（33）、夹持杆侧柔性联轴器（36）连接，电机侧柔性联轴器（33）、夹持杆侧柔性联轴器（36）通过若干双头螺栓（34）连接，电机侧柔性联轴器（33）、夹持杆侧柔性联轴器（36）之间的双头螺栓（34）外侧绕设有弹簧（35）；

所述橡皮垫一（310）里设置有压力传感器一（311）、所述橡皮垫二（322）里设置有压力传感器二（314），所述电动推杆五（319）固定于相机架（318）上，所述CCD相机二（320）固定于电动推杆五（319）的端部。

2.根据权利要求1所述的一种类方形工件全方位自动检测装置，其特征在于：所述电动推杆一（31）、电动推杆二（38）、电动推杆三（313）、电动推杆四（316）和电机一（32）、电机二（39）、电机三（312）、电机四（315）呈十字相对设置。

3.根据权利要求1所述的一种类方形工件全方位自动检测装置，其特征在于：所述橡皮垫一（310）被设置在夹持杆（37）顶端，且橡皮垫一（310）与橡皮垫二（322）呈垂直分布。

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