CN218782203U - 多功能视觉检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能视觉检测装置，包括：承载机构；托盘；转台，其固定在承载机构上，托盘设置在所述转台上，转台用于带动托盘绕轴转动；机械臂，其底部通过固定座固定在承载机构上，机械臂具有多个连接关节；图像采集单元，其固定在机械臂的末端；补光机构，其与机械臂固定，用于为图像采集单元补光。本实用新型的多功能视觉检测装置，通过设置机械臂带动图像采集单元运动，可实现图像采集单元在多个方向上调节图像采集的角度，通过将托盘固定在转台上，可带动待检工件在检测平面上绕轴转动，使得待检工件各个角度均能够被图像采集单元采集，无需人工手动辅助操作，节省人力。

Description

多功能视觉检测装置

技术领域

本实用新型属于视觉检测技术领域，具体地说，涉及一种七轴多功能视觉检测装置。

背景技术

产品外观检测渗透在产品生产、使用的各个环节，表面瑕疵不仅影响产品的美观，对于一些精密工件还会影响其性能和使用寿命。针对产品外观检测，人眼只能辨别那些大于0.5毫米的瑕疵，而且随着工作时间的延长，眼睛的疲劳会增加误判的风险。

产品的尺寸检测同样重要，要生产一个合格的产品，离不开关键点位的尺寸检测。传统的产品质量检测，分为外观检测工位和尺寸检测工位，外观检测合格的产品通过流水线到尺寸检测工位，其中涉及到产品的多次搬运和装夹，检测流程复杂，严重影响产品的检测效率。尤其是针对某些尺寸小巧的汽车零部件、电子产品和医疗设备，每天生产的产品数量巨大，提高产品的检测效率和准确率是亟需解决的问题。

此外，传统的机器视觉检测在图像处理和瑕疵定位等方面有所欠缺，导致瑕疵检测的准确率低，性能不稳定，难以满足流水线产品的智能自动检测需求。

发明内容

本实用新型针对现有技术中机器视觉检测中图像采集单元一般图像采集角度固定，需要人工调节的技术问题，提出了一种多功能视觉检测装置，可以解决上述问题。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用下述技术方案予以实现：

一种多功能视觉检测装置，包括：

承载机构；

托盘；

转台，其固定在所述承载机构上，所述托盘设置在所述转台上，所述转台用于带动所述托盘绕轴转动；

机械臂，其底部通过固定座固定在所述承载机构上，所述机械臂具有多个连接关节；

图像采集单元，其固定在所述机械臂的末端；

补光机构，其与所述机械臂固定，用于为所述图像采集单元补光。

本实用新型的一些实施例中，所述补光机构包括：

罩壳，其顶部开设有装配口，至少图像采集单元的镜头经所述装配口探入至所述罩壳内；

光源，其设置在所述罩壳的内侧壁上。

本实用新型的一些实施例中，所述罩壳呈底部敞口的半球形，沿所述罩壳的轴向布设有多层光源，每一层的光源包括多个沿所述罩壳的圆周方向独立布设的光源组件。

本实用新型的一些实施例中，所述光源组件包括：

灯盒，其内部形成有容纳腔，以及前端面上设置有导光板；

灯珠，其设置在所述容纳腔中，所述灯珠所发出的光线经所述导光板透出。

本实用新型的一些实施例中，所述灯盒的下边框与所述罩壳的内侧壁固定，且所述灯盒的两侧边框倾斜朝向远离所述罩壳的内侧壁的方向延伸。

本实用新型的一些实施例中，所述托盘上开设有若干个用于固定夹具的装配孔。

本实用新型的一些实施例中，所述机械臂具有六个连接关节，用于在6轴方向运动。

本实用新型的一些实施例中，所述承载机构包括承载主体，其顶部为承载平台，所述承载主体的内部具有柜腔。

本实用新型的一些实施例中，所述承载主体的底部设置有多个滚轮。

本实用新型的一些实施例中，所述图像采集单元为CCD相机。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型的多功能视觉检测装置，通过设置机械臂带动图像采集单元运动，可实现图像采集单元在多个方向上调节图像采集的角度，通过将托盘固定在转台上，可带动待检工件在检测平面上绕轴转动，使得待检工件各个角度均能够被图像采集单元采集，无需人工手动辅助操作，节省人力。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 是本实用新型提出的多功能视觉检测装置的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提出的多功能视觉检测装置的一种实施例的另外一个视角的示意图；

图3是图2中的局部结构示意图；

图4是图2中光源组件的放大图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

本实施例提出了一种多功能视觉检测装置，如图1所示，包括承载机构11、托盘12、转台13以及机械臂14，其中，转台13固定在承载机构11上，托盘12设置在转台13上，转台13用于带动托盘12绕轴转动。机械臂14的底部通过固定座15固定在承载机构11上，机械臂14具有多个连接关节，能够在多个方向运动。

本实用新型的一些实施例中还包括图像采集单元，如图2所示，图像采集单元16其固定在机械臂14的末端，机械臂14动作时，可带动图像采集单元16动作。

本实施例的多功能视觉检测装置用于对待检工件的外表进行视觉检测，图像采集单元16连接有分析处理单元（图中未示出），图像采集单元16对待检工件进行拍照，并将采集的图像发送至分析处理单元进行图像识别处理，可检测出待检工件的表面瑕疵。

图像识别处理算法采用现有算法即可，不属于本实用新型的创造性的一部分。

由于待检工件一般为空间立体结构，且表面往往具有形状不规则的造型，因此需要对待检工件进行多方位检测，尽可能地避免存在检测死角，提高对工件检测的完整性和精准性。

待检工件固定在托盘12上，机械臂14的关节电机动作，可带动机械臂在不同方向上动作，进而可带动图像采集单元16移动，切换不同的图像采集视角，对待检工件进行多角度图像采集。

由于转台13同时可通过托盘12带动待检工件在其所在平面上绕轴转动，本实施例采用机械臂14和转台13作为运动机构，机械臂14运动快速、灵活，可布置在车间现场，再配合转台13的旋转机构，因此在空间运动中又增加了可控制运动的方向，进一步提高了系统的灵活性，避免出现检测死角。

本多功能视觉检测装置的核心检测部件为图像采集单元16，其图像采集部件为光学镜头，根据光学原理将采集的图像生成数字图像，并发送至分析处理单进行图像识别处理，因此，外部光线信号对图像采集单元16的图像采集效果影响较大。

为了提高图像采集单元16的成像效果，本实用新型的一些实施例中，还包括补光机构17，补光机构17与机械臂14固定，其能够与图像采集单元16一起跟随机械臂14移动，补光机构17用于为图像采集单元16补光，以提高图像拍摄效果。

图像采集单元16和补光机构17同设置于机械臂14的末端，因此两者可保持相对静止，进而无论图像采集单元16移动至何拍摄角度，补光机构17均能够跟随为其补光。

本实用新型的一些实施例中，如图2、图3所示，补光机构17包括罩壳171和光源，罩壳171的顶部开设有装配口（角度原因图中未示出），至少图像采集单元16的镜头161经装配口探入至罩壳171内，光源设置在罩壳171的内侧壁上。罩壳171的底部为敞口设置，光源的发光方向朝向罩壳171的底部敞口，进而光线可通过底部敞口打在待测工件上，增强待测工件的反光，工件反射光线可透过罩壳171的底部敞口传输至图像采集单元16的镜头161，并由其采集。

本实用新型的一些实施例中，图像采集单元16可采用但不限于CCD相机实现。

图像采集单元16的镜头优选采用变焦镜头，支持调节焦距，可实现针对大小不同的工件，通过焦距的调节使得产品细节清晰可见。

通过设置罩壳171，可起到将光源发射的光线汇聚的作用，防止其向四周散射光线，导致能量损失，补光效果减弱。

本实用新型的一些实施例中，罩壳171呈底部敞口的半球形，可以起到进一步辅助将光源的光线均匀的射出的作用。

由于待测工件因产品类型不同，外形形态各异，重点检测部位也不尽相同，本实用新型的一些实施例中，沿罩壳171的轴向布设有多层光源，每一层的光源包括多个沿罩壳171的圆周方向独立布设的光源组件172。

各光源组件172的发光状态可独立控制，因此，通过控制光源组件172的点亮状态和/或发光强度，进而可实现对待检工件的局部位置进行重点补光，进而可提高布局位置的细节信息的图像采集。

具体而言，通过控制分布于不同层的光源组件172的点亮状态可实现远光和近光的补光控制。通过控制位于同一层而不同位置的光源组件172的点亮状态，由于位于同一层而不同位置的光源组件172的出光方向不同，进而可实现朝着待检工件的局部位置进行重点补光。

为了方便装配光源组件172，本实用新型的一些实施例中，如图4所示，光源组件172包括灯盒1721和灯珠（角度原因图中未示出），灯盒1721的内部形成有容纳腔，灯珠设置在容纳腔中，灯珠所发出的光线可透出至灯盒1721的外部。同将灯盒1721固定在罩壳171的内表面上，实现光源组件172的固定。

灯珠可以是多个，可通过集成在灯带上，方便布设。

为了提高出光的均匀性，灯盒1721的前端面上设置有导光板1722，灯珠发出的光可透过导光板1722均匀的发出，将灯珠的点光源实现面光源的照射效果。

本实用新型的一些实施例中，灯盒1721的下边框与罩壳171的内侧壁固定，且灯盒1721的两侧边框倾斜朝向远离罩壳171的内侧壁的方向延伸。也即，灯盒1721与罩壳171的底部出光口所在平面呈锐角的夹角。

本实用新型的一些实施例中，托盘12上开设有若干个用于固定夹具的装配孔121。夹具用于夹持待检工件，防止转台13转动时由于惯性导致待检工件发生移动。

本实用新型的一些实施例中，机械臂具14有六个连接关节，用于在6轴方向运动。另外转台13可带动待检工件绕轴转动，实现了该多功能视觉检测装置在7轴方向进行检测。

本实用新型的一些实施例中，承载机构11包括承载主体111，其顶部为承载平台112，承载主体111的内部具有柜腔（角度原因未示出）。

柜腔中可用于控制电气件等。

本实用新型的一些实施例中，承载主体111的底部设置有多个滚轮113，提高设备使用的灵活性，方便移动。

承载平台112可采用但不限于大理石台面实现，用于增加系统承载机构的稳定性。

转台13通过多个螺纹孔固定在大理石台面上，保证旋转的稳定性，其上通过螺纹孔固定托盘12，托盘12上规则分布多行螺纹孔，目的是通过不同位置固定螺柱锁紧被测工件，使工件和托盘、转台一同转动。

机械臂14的固定座15通过螺栓的形式固定在大理石台面上，保证机械臂14在高速移动时的稳定。

在机械臂14的末端法兰盘上通过螺栓固定图像采集单元16。变焦镜头支持手动调节焦距变化，针对大小不同的工件，通过焦距的调节使得产品细节清晰可见。

补光机构17由检测软件智能控制，可分环、分区、分段打光，针对不同检测区域，智能控制光源区间和亮度，有效扩大系统的应用场景。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多功能视觉检测装置，其特征在于，包括：

承载机构；

托盘；

转台，其固定在所述承载机构上，所述托盘设置在所述转台上，所述转台用于带动所述托盘绕轴转动；

机械臂，其底部通过固定座固定在所述承载机构上，所述机械臂具有多个连接关节；

图像采集单元，其固定在所述机械臂的末端；

补光机构，其与所述机械臂固定，用于为所述图像采集单元补光。

2.根据权利要求1所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述补光机构包括：

罩壳，其顶部开设有装配口，至少图像采集单元的镜头经所述装配口探入至所述罩壳内；

光源，其设置在所述罩壳的内侧壁上。

3.根据权利要求2所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述罩壳呈底部敞口的半球形，沿所述罩壳的轴向布设有多层光源，每一层的光源包括多个沿所述罩壳的圆周方向独立布设的光源组件。

4.根据权利要求3所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述光源组件包括：

灯盒，其内部形成有容纳腔，以及前端面上设置有导光板；

灯珠，其设置在所述容纳腔中，所述灯珠所发出的光线经所述导光板透出。

5.根据权利要求4所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述灯盒的下边框与所述罩壳的内侧壁固定，且所述灯盒的两侧边框倾斜朝向远离所述罩壳的内侧壁的方向延伸。

6.根据权利要求1-5任一项所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述托盘上开设有若干个用于固定夹具的装配孔。

7.根据权利要求1-5任一项所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述机械臂具有六个连接关节，用于在6轴方向运动。

8.根据权利要求1-5任一项所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述承载机构包括承载主体，其顶部为承载平台，所述承载主体的内部具有柜腔。

9.根据权利要求8所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述承载主体的底部设置有多个滚轮。

10.根据权利要求1-5任一项所述的多功能视觉检测装置，其特征在于，所述图像采集单元为CCD相机。

Images