CN217043524U - 一种轮毂外观质量在线智能检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种轮毂外观质量在线智能检测装置，包括机体；上料输送线设置在上料平台上；下料输送线设置在下料平台上；机器人设置在上料输送线的入口位置处；升降机构设于上料输送线的底部，用于驱动上料输送线进行升降动作；轮毂旋转机构设于检测区的底部，用于在上料输送线下降到位后使得检测区的待检测轮毂定位在其上并在其的驱动下在平面内沿周向旋转；光学成像子系统用于采集待检测轮毂的待检测位置的图像并进行处理识别；电气控制系统与上料输送线、下料输送线、轮毂旋转机构、升降机构、机器人及光学成像子系统连接。实现汽车轮毂的智能检测，实现轮毂入料、图像采集、缺陷分析、品质分类、剔除，涵盖CG产品外观缺陷检测的全过程。

Description

一种轮毂外观质量在线智能检测装置

技术领域

本实用新型属于轮毂检测设备技术领域，具体涉及一种轮毂外观质量在线智能检测装置。

背景技术

轮毂是汽车重要的外观件和安全件，轮毂外表面的缺陷受生产加工工艺波动、生产原料批次性差异等因素的影响，缺陷产生的类型和产生的位置存在随机性，为了保证出厂质量，需要对轮毂的外观进行检测。目前对汽车轮毂外观缺陷检测主要采取人工检测的方式，存在工人工作量大、缺陷检出一致性差、人工漏检多。因此亟需实现对汽车轮毂的高精度自动检测。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型目的是：提供一种轮毂外观质量在线智能检测装置，实现对汽车轮毂的高精度自动检测。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型的目的在于提供一种轮毂外观质量在线智能检测装置，包括：

机体，其内设有上料平台和下料平台，所述上料平台上设有检测区；

上料输送线，其设置在所述上料平台上；

下料输送线，其设置在所述下料平台上且沿输送方向对接设置在所述上料输送线的后方；

机器人，其设置在所述上料输送线的入口位置处；

升降机构，其设于所述上料输送线的底部，用于驱动所述上料输送线进行升降动作；

轮毂旋转机构，其设于所述检测区的底部，用于在所述上料输送线下降到位后使得所述检测区的待检测轮毂定位在其上并在其的驱动下在平面内沿周向旋转；

光学成像子系统，用于采集待检测轮毂的待检测位置的图像并进行处理识别；

电气控制系统，其与所述上料输送线、下料输送线、轮毂旋转机构、升降机构、机器人及所述光学成像子系统连接。

优选地，所述光学成像子系统包括用于采集待检测轮毂的全景图像的型号识别采集装置、用于采集待检测轮毂的样式平面和窗口与轮辐的侧面及柱头螺栓头槽区域的第一图像采集装置、用于在待检测轮毂静止时采集所述待检测轮毂的螺栓孔与轮毂中心安装孔的内壁的第二图像采集装置、用于在待检测轮毂旋转时采集待检测轮毂外部轮圈的第三图像采集装置，和与各图像采集装置连接的用于对采集图像进行处理以便得知缺陷种类和位置的判定信息的算法软件，以及光源。

优选地，所述型号识别采集装置设于所述机体内顶部并位于所述检测区的上方，且所述机体的内顶部还设有顶部面光源。

优选地，所述机体的内侧壁上设有侧面光源。

优选地，所述机器人具有多自由度的机械臂，所述第一图像采集装置和第二图像采集装置相对设于所述检测区的前方的所述机械臂的末端。

优选地，所述第二图像采集装置为搭配有光源的内壁检测镜的相机。

优选地，所述第三图像采集装置的数量为两个，分别设于所述检测区后方的所述上料输送线的出口位置处的两侧边。

优选地，各图像采集装置分别通过GIGE接口将采集的图像信号传输给所述算法软件。

优选地，所述轮毂旋转机构包括轮毂转台和用于驱动所述轮毂转台旋转的转盘伺服电机，所述轮毂转台上设有用于固定所述待检测轮毂的定心机构。

优选地，所述定心机构为可伸缩活动的定心机构，包括：

直线导轨，其固设于所述轮毂转台的上方，所述直线导轨的延伸方向垂直于所述轮毂转台的转动轴线；

两组定位滚轮组件，相对且活动设于所述直线导轨的两端；

伸缩气缸，其设于所述直线导轨的下方，其的固定端与其中一组所述定位滚轮连接且其的伸缩驱动端与另一组定位滚轮连接；

驱动齿轮，其转动设于所述直线导轨上且其的转动轴线平行于所述轮毂转台的旋转轴线；

两组齿条，相对啮合在所述驱动齿轮的两侧且两组齿条分别与两组定位滚轮组件固定连接，两组齿条均平行于所述直线导轨且分别通过滑块与所述直线导轨的侧边滑动配合。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型的轮毂外观质量在线智能检测装置，利用工业相机对轮毂制品进行实时图像采集，并进行分析处理，实现多种型号汽车轮毂的智能检测，实现轮毂产品入料、图像采集、缺陷分析、品质分类、剔除，涵盖CG产品外观缺陷检测的全过程。检测周期短，检测质量影响因素少。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例的轮毂外观质量在线智能检测装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的轮毂外观质量在线智能检测装置的一个角度的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例的轮毂外观质量在线智能检测装置的另一角度的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例的轮毂外观质量在线智能检测装置的又一角度的立体结构示意图（可以看到顶部面光源）；

图5为本实用新型实施例的轮毂外观质量在线智能检测装置的轮毂旋转机构的立体结构示意图；

图6为图5的轮毂旋转机构省略了定位板和面板的结构示意图；

图7为图6的轮毂旋转机构的俯视结构示意图；

图8为本实用新型实施例的接口框图；

图9为本实用新型实施例的待检测轮毂区域划分示意图。

其中：1、机体；11、上料平台；12、下料平台；13、上料输送线；14、下料输送线；2、机器人；3、升降机构；4、轮毂旋转机构；41、轮毂转台；42、伺服电机；43、定心机构；431、直线导轨；4311、避让孔；432、定位滚轮组件；4321、滑座；4322、定位滚轮；433、伸缩气缸；4330、伸缩驱动端；434、驱动齿轮；435、齿条；436、滑块；5、光学成像子系统；51、型号识别采集装置；52、第一图像采集装置；53、第二图像采集装置；54、第三图像采集装置；55、光源；551、顶部面光源；552、侧面光源；6、电气控制箱；7、待检测轮毂。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例：

参见图1至图9，本实用新型实施例的一种轮毂外观质量在线智能检测装置，包括机体1、上料输送线13、下料输送线14、机器人2、升降机构3、轮毂旋转机构4、光学成像子系统5和电气控制系统。机体1包括上料机体和下料机体，上料机体上设有上料平台11，上料平台11上设有上料输送线13，下料机体上设有下料平台12，下料平台12上设有下料输送线14，上料输送线13和下料输送线14沿同一直线对接设置。上料输送线13和下料输送线14均由两根平行且间隔设置的皮带或链条传送带构成。在上料平台11上设有检测区，检测区底部设有轮毂旋转机构4，上料输送线11底部设有升降机构3，升降机构3用于在上料输送线11将待检测轮毂7输送至检测区时驱动上料输送线11下降，从而使得待检测轮毂7下落至轮毂旋转机构4上，再通过轮毂旋转机构4将待检测轮毂7定位后驱动待检测轮毂7旋转，光学成像子系统5也即Camer组可以在待检测轮毂7旋转时对待检测轮毂7的外部轮圈部位进行图像采集以便识别检测。在机体1内顶部且位于检测区的正上方还设有型号识别采集装置51，用于对待检测轮毂7的全景图像进行采集。在上料输送线13的入口位置也即如图1所示的上料输送线13的左端位置的机体1的内顶部设有机器人2，机器人2为具有多自由度的机械臂，在机械臂的末端固定有用于采集待检测轮毂的样式平面和窗口与轮辐的侧面及柱头螺栓头槽区域的第一图像采集装置52和用于在待检测轮毂7静止时采集待检测轮毂7的螺栓孔与轮毂中心安装孔的内壁的第二图像采集装置53。电气控制系统与上料输送线13、下料输送线14、轮毂旋转机构4、升降机构3、机器人2及光学成像子系统5连接，可以控制上料输送线13和下料输送线14的启停，控制轮毂旋转机构4的定位和旋转功能，控制升降机构3的升降动作，触发机器人2动作以及控制各图像采集装置拍照以及光源55的开闭。

具体的，如图8所示，电气控制系统也即PLC系统作为调度系统，通过Modbus接口和机器人系统也即上述的机器人2通讯连接，协调配合机器人2的位姿调整、轮毂旋转机构4的转盘伺服电机42的停/转和光源相机的触发，完成图像采集。相机采集好的图像经GIGE接口传输给算法软件（未图示），算法软件内置于PC系统也即计算机内部，算法软件对拍摄的轮毂全景图像进行型号识别，识别出的型号信息传输给电气控制系统和机器人2，电气控制系统根据型号信息进入预制的电气检测流程分支，机器人2根据型号信息调取对应型号的坐标配置文件。所有相机采集到的缺陷识别图像，经过算法软件的识别处理，给出缺陷种类和位置的判定信息，经由算法软件汇总，得到最终的检测结果。如图1至图4所示，机体1的上料机体的底部设有电气控制箱6，电气控制箱6为电气控制系统提供电源。对于算法软件而言，不做限定和描述，并非本实用新型的创新点，可为现有常规的可用于图像分析处理的经过训练的深度神经网络与算法软件。

具体的，如图1至图4所示，光学成像子系统5包括用于采集待检测轮毂的全景图像的设置在机体1内顶部且位于检测区正上方的型号识别采集装置51，用于采集待检测轮毂的样式平面和窗口与轮辐的侧面及柱头螺栓头槽区域的固定在机器人的末端的第一图像采集装置52和用于在待检测轮毂7静止时采集待检测轮毂7的螺栓孔与轮毂中心安装孔的内壁的固定在机器人末端的第二图像采集装置53，用于在待检测轮毂7旋转时采集待检测轮毂7外部轮圈的设于上料输送线13的出口位置的两侧的两个第三图像采集装置54，和与各图像采集装置连接的用于对采集图像进行处理以便得知缺陷种类和位置的判定信息的算法软件，以及光源55，光源55包括机体1内顶部的顶部面光源551和设于机体1的内侧壁面的侧面光源552。顶部面光源551和侧面光源552均受电气控制系统的控制开闭。更具体的，型号识别采集装置51、第一图像采集装置52、第二图像采集装置53和第三图像采集装置54均为工业用光源相机，构成Camer组。其中，型号识别采集装置51搭配3.5mm定制远焦镜头，固定在设备顶部，配合顶部面光源551采图，拍摄的轮毂全景图像传输给算法软件进行型号识别。第一图像采集装置52搭配6mm镜头，固定在机器人2的末端，用于轮毂样式平面和窗口与轮辐的侧面及柱头螺栓头槽区域的图像采集。第二图像采集装置53搭配了自带光源的定制内壁检测镜头，用于采集螺栓孔和轮毂中心安装孔的内壁图像，待检测轮毂7静止不动，由机器人2将内壁检测镜头依次深入各个螺栓孔和轮毂中心安装孔，完成采图后回原位，需要说明的是，第二图像采集装置53和第一图像采集装置52均设置在机器人2的末端且相对设置，两者中的其中一个工作、另一个不工作。两个第三图像采集装置54为侧面相机，用于在待检测轮毂7旋转时采集外部轮圈区域的图像。机器人2搭载第一图像采集装置52和第二图像采集装置53，用于调整两个图像采集装置的拍摄角度。

轮毂旋转机构4包括轮毂转台41和用于驱动轮毂转台41旋转的转盘伺服电机42。为了实现待检测轮毂7在转动以对轮毂外部轮圈的识别检测时，待检测轮毂7能够固定在轮毂旋转机构4上以保证拍摄精度，在轮毂转台41上还设有用于固定待检测轮毂7的定心机构43。具体的，如图5至图7所示，定心机构43包括直线导轨431、两组定位滚轮组件432、伸缩气缸433、驱动齿轮434和两组齿条435。其中直线导轨431与上料输送线13平行地固设于轮毂转台41的上方，直线导轨431的延伸方向垂直于轮毂转台41的转动轴线。也就是说，如图7所示，直线导轨431水平设置。两组定位滚轮组件432左右相对且活动设于直线导轨431的两端。伸缩气缸433设于直线导轨431及轮毂转台41之间，更具体的，伸缩气缸433的固定端也即如图5所示的左端与其中一组定位滚轮组件432连接且其的伸缩驱动端4330也即如图5所示的右端与另一组定位滚轮组件432连接。驱动齿轮434转动设于直线导轨431上且其的转动轴线平行于轮毂转台41的转动轴线也即沿如图5所示的竖直方向。两组齿条435前后相对啮合在驱动齿轮434的两侧且两组齿条435分别与两组定位滚轮组件432固定连接，两组齿条432均平行于直线导轨431且分别通过滑块436与直线导轨431的前后两侧边滑动配合。在直线导轨431的上方设有定位板（未示出），当待检测轮毂7由设备外的输送线流入设备内的上料输送线13到达轮毂转台41的上方后，上料输送线13在升降机构3的驱动下下降落在直线导轨431上的定位板上，伸缩气缸433动作按照轮毂的尺寸进行伸缩调整，一般是伸缩气缸433收缩完成待检测轮毂7的定心和固定夹持，每组定位滚轮组件432均包括一个滑座4321和设于滑座4321顶部的两个间隔的定位滚轮4322，滑座4321与直线导轨431之间通过滑块436滑动配合，每组定心滚轮组件432对应的齿条435和滑座4321之间固定连接。两组定位滚轮组件432包括有四个定位滚轮4322，每个定位滚轮4322的轴线均为竖向方向布置的，通过定位滚轮4322周面贴合在待检测轮毂7的外壁上实现夹持固定。转盘伺服电机42设置在轮毂转台41的一侧，轮毂转台41中部设有与转盘伺服电机42的驱动端啮合传动的转轴（未示出），转盘伺服电机42转动带动轮毂转台41转动，具体的，转盘伺服电机42匀速旋转，带动整个定心机构43及定心机构43上的待检测轮毂7旋转，由于转盘伺服电机42的旋转速度和角度精确可控，所以搭配光源相机，以完成轮毂在旋转过程中相同位置的图像采集。本实施例中优选地，一组定位滚轮组件432也即与伸缩气缸433的固定端连接的一组定位滚轮组件432固定，另一组定位滚轮组件432也即与伸缩气缸433的伸缩驱动端4330连接的定位滚轮组件432活动，为了不给活动的定位滚轮组件432的伸缩活动造成干涉，在直线导轨431上开设有沿其长度方向也即如图7所示的水平方向延伸的长条形的避让孔4311，活动的定位滚轮组件432通过一竖向延伸的连接板（未示出）穿过该避让孔4311后与伸缩气缸433的伸缩驱动端4330连接。需要说明的是，本申请的轮毂旋转机构4的跳动精度≤0.5mm；旋转速度≥2.5s/圈；旋转精度为±0.01°。另外，需要说明的是，与轮毂接触面接触的材料包括定位滚轮4322和定位面的材料需要采用橡胶、尼龙等不会对轮毂表面造成污染和划伤的材质。

对于升降机构3的具体结构而言，在此不做特别限定和描述，为现有常规的升降气缸或者液压升降缸等。

作为可选地，在机体1的顶部上方还设有设备故障报警信号灯（未图示）和设备状态实时显示信号灯（未图示）。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，包括：

机体，其内设有上料平台和下料平台，所述上料平台上设有检测区；

上料输送线，其设置在所述上料平台上；

下料输送线，其设置在所述下料平台上且沿输送方向对接设置在所述上料输送线的后方；

机器人，其设置在所述上料输送线的入口位置处；

升降机构，其设于所述上料输送线的底部，用于驱动所述上料输送线进行升降动作；

轮毂旋转机构，其设于所述检测区的底部，用于在所述上料输送线下降到位后使得所述检测区的待检测轮毂定位在其上并在其的驱动下在平面内沿周向旋转；

光学成像子系统，用于采集待检测轮毂的待检测位置的图像并进行处理识别；

电气控制系统，其与所述上料输送线、下料输送线、轮毂旋转机构、升降机构、机器人及所述光学成像子系统连接。

2.根据权利要求1所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述光学成像子系统包括用于采集待检测轮毂的全景图像的型号识别采集装置、用于采集待检测轮毂的样式平面和窗口与轮辐的侧面及柱头螺栓头槽区域的第一图像采集装置、用于在待检测轮毂静止时采集所述待检测轮毂的螺栓孔与轮毂中心安装孔的内壁的第二图像采集装置、用于在待检测轮毂旋转时采集待检测轮毂外部轮圈的第三图像采集装置，和与各图像采集装置连接的用于对采集图像进行处理以便得知缺陷种类和位置的判定信息的算法软件，以及光源。

3.根据权利要求2所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述型号识别采集装置设于所述机体内顶部并位于所述检测区的上方，且所述机体的内顶部还设有顶部面光源。

4.根据权利要求2或3所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述机体的内侧壁上设有侧面光源。

5.根据权利要求2所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述机器人具有多自由度的机械臂，所述第一图像采集装置和第二图像采集装置相对设于所述检测区的前方的所述机械臂的末端。

6.根据权利要求2所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述第二图像采集装置为搭配有光源的内壁检测镜的相机。

7.根据权利要求2所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述第三图像采集装置的数量为两个，分别设于所述检测区后方的所述上料输送线的出口位置处的两侧边。

8.根据权利要求2所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，各图像采集装置分别通过GIGE接口将采集的图像信号传输给所述算法软件。

9.根据权利要求1所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述轮毂旋转机构包括轮毂转台和用于驱动所述轮毂转台旋转的转盘伺服电机，所述轮毂转台上设有用于固定所述待检测轮毂的定心机构。

10.根据权利要求9所述的轮毂外观质量在线智能检测装置，其特征在于，所述定心机构为可伸缩活动的定心机构，包括：

直线导轨，其固设于所述轮毂转台的上方，所述直线导轨的延伸方向垂直于所述轮毂转台的转动轴线；

两组定位滚轮组件，相对且活动设于所述直线导轨的两端；

伸缩气缸，其设于所述直线导轨的下方，其的固定端与其中一组所述定位滚轮连接且其的伸缩驱动端与另一组定位滚轮连接；

驱动齿轮，其转动设于所述直线导轨上且其的转动轴线平行于所述轮毂转台的旋转轴线；

两组齿条，相对啮合在所述驱动齿轮的两侧且两组齿条分别与两组定位滚轮组件固定连接，两组齿条均平行于所述直线导轨且分别通过滑块与所述直线导轨的侧边滑动配合。

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