CN218956430U - 一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，包括外壳，所述外壳内顶部设有相机以及光源，所述外壳两侧下方分别设置一个用于电极帽端面检测的检测口，外壳内部在两个检测口中间设有一个双面反光镜，在所述双面反光镜两侧分别设置一个单面反光镜，光源光线通过两个单面反光镜、双面反光镜正反面反射至电极帽端面，电极帽端面图像通过双面反光镜正反面、两个单面反光镜反射至相机。本装置能够对两个电极帽的端面同时进行图像采集，且装置的检测位置厚度实现轻薄化，满足生产现场机械臂夹钳带动电极帽水平进入装置检测窗口的需求。

Description

一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置

技术领域

本实用新型主要涉及电极帽缺陷检测相关技术领域，具体是一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置。

背景技术

电极帽属于焊接电极的一种，用于电阻焊接设备的焊接。在汽车行业加工制造中，用于焊接工艺的焊接电极帽需要进行切削打磨等加工，在加工后需要对电极帽端面质量进行检测，以及时发现具有端面缺陷的电极帽。

在现有技术中，本申请的申请人之前申请的一种基于机器视觉的电极帽表面缺陷检测装置(公开号CN113155863A)，提出了一种用于电极帽机器视觉检测的实现方式。主要是将电极帽放在检测位置，电极帽端面由三棱镜反射，再通过一个斜放置的镜面反射，最终在顶部的工业相机成像拍摄，由机器视觉系统识别缺陷。此种方式中，可以实现对一对电极帽的检测，但是实际使用过程中，由于加工电极帽的机械臂一般带有C型钳或者X型钳，而且前序以及后续工艺中，一对电极帽的工作位置是彼此距离很近的(小于20mm)。在上述现有技术实现方式中，受限于其结构设计和布局以及检测方式，一对电极帽的距离过远，难以保证夹钳带动电极帽水平进入检测位置，导致C型钳或者X型钳放置电极帽时可能会发生偏置，从而使电极帽不是正面对准检测位置，最终影响视觉检测结果。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，能够对两个电极帽同时进行拍图，且装置厚度轻薄化，满足生产现场机械臂夹钳带动电极帽水平进入装置检测窗口的需求。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，包括外壳，所述外壳内顶部设有相机以及光源，所述外壳两侧下方分别设置一个用于电极帽端面检测的检测口，外壳内部在两个检测口中间设有一个双面反光镜，在所述双面反光镜两侧分别设置一个单面反光镜，光源光线通过两个单面反光镜、双面反光镜正反面反射至电极帽端面，电极帽端面图像通过双面反光镜正反面、两个单面反光镜反射至相机。

进一步，所述双面反光镜在两个检测口之间倾斜45°设置，两个单面反光镜在双面反光镜两侧对称设置，两个单面反光镜均倾斜45°设置。

进一步，所述检测口处设置有用于电极帽定位的电极帽定位件，电极帽定位件上设有透光孔。

进一步，所述透光孔为向内凹陷的锥形结构，电极帽定位件通过螺钉紧固固定在所述外壳的侧壁上。

进一步，所述相机居中架设在外壳内顶部位置，所述光源安装在相机下方，垂直向下打光。

进一步，所述外壳两侧下方对应检测口位置呈向内凹陷的扁平状。

进一步，所述外壳内设置有镜片安装架，所述单面反光镜、双面反光镜设置于所述镜片安装架内。

进一步，所述镜片安装架为长方体式结构，内部中空，其表面设有三个镜片安装槽，所述单面反光镜、双面反光镜均为矩形板式结构，插装于对应的镜片安装槽内。

进一步，所述镜片安装架上开设多个用于透光的圆形开孔。

进一步，所述外壳内设有安装限位槽，所述镜片安装架安装于所述安装限位槽内。

本实用新型的有益效果：

1、将相机、光源和光学元器件设置为上下结构，结构设计和布局更为合理，能够使装置更加轻薄化，从而满足现场机械臂的夹钳带动电极帽水平进入装置检测窗口的需求；且本实用新型所提供的电极帽端面质量检测装置能够同时对两个电极帽端面进行图像的获取，进而使得获取的图像送入相应的缺陷算法进行缺陷识别，因此能够同时实现两个电极帽端面的检测。

2、本实用新型的反光镜片结构设计布局合理，在外壳内底部占用空间小，因此外壳底部可以设置为向内凹陷的扁平状，以进一步降低检测部位的厚度，不需对现场已有机械臂结构进行改装，满足现场使用需求，同时镜片安装架的设置能够方便镜片的拆装。

3、本实用新型的电极帽定位件能够实现电极帽端面的精确定位，使得电极帽能够被夹持固定在电极帽定位件以及机械手臂卡钳之间，以便获取高质量的检测图像。

附图说明

图1是本实用新型检测装置外部结构示意图。

图2是本实用新型检测装置内部结构示意图。

图3是本实用新型检测装置外壳结构示意图。

图4是本实用新型检测装置反光镜片在一种实施例中布置方式示意图。

图5是本实用新型检测装置镜片安装架在一种实施例中结构示意图。

图6是本实用新型检测装置镜片安装架在另一种实施例中结构示意图。

图7是本实用新型检测装置电极帽定位件结构示意图。

图中：1、外壳；2、电极帽定位件；3、电极帽；4、出线口；5、相机；6、光源；7、双面反光镜；8、单面反光镜；9、安装限位槽；10、检测口；11、镜片安装架；12、镜片安装槽；13、圆形开孔；14、透光孔。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-7所示，为本实用新型实施例提供的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置相关结构示意图。

本实施例的检测装置主要是一种针对汽车行业加工制造中一种焊接工艺的焊接电极帽，在切削、打磨之后对其进行视觉检测的智能化检测机，该检测装置的结构起到搭载视觉检测光学元件，与电极帽加工所用机械臂对接，以获取电极帽端面的检测图像，检测图像送入机器视觉系统进行算法识别，判断电极帽端面是否存在缺陷的作用。进一步的，本检测装置能够实现两个电极帽端面缺陷的同步检测，通过光源配合光学元件对电极帽端面打光，以保证能够获取清晰的检测图像，通过相机配合光学元件对电极帽端面的图像进行采集。

在电极帽加工现场，需要使用机械臂，机械臂一般带有C型钳或者X型钳，并且在前序以及后续工艺中，为了方便电极帽的加工，两个电极帽的工作位置彼此的距离一般小于20mm，而在传统的检测装置结构中，受限于结构内部光学方案、光学结构等的布局，装置的厚度很难做到小于20mm，为此，本实施例通过对检测装置结构的改进，能够使得装置厚度轻薄化，满足机械臂夹钳对装置厚度的要求，使得检测装置结构设计更加紧凑合理。

参考图1-7，本实施例的检测装置主要包括有外壳1，外壳1内顶部设有光源6以及相机5，相机5居中架设在装置顶部位置，光源6安装在相机5的下方用于垂直向下打光，出线口4设置在外壳1上部一侧。外壳1下方两侧对称设置检测口10，两个检测口10用于一对电极帽3的端面检测。外壳1内部设置光学元件，光学元件主要包括两个单面反光镜8以及一个双面反光镜7。在本实施例中，光源6垂直向下打光，光线通过反光镜片的反射进入到两侧的电极帽3端面，电极帽3端面的图像通过反光镜片反射后垂直向上被相机5采集，相机5采集的图像送入检测算法中进行缺陷识别。

在电极帽3的检测过程中，需要同时对两侧的一对电极帽3进行图像采集，本实施例通过对光学元件结构的合理设计，使得该装置在电极帽3的检测位置能够实现轻薄化，能够满足光学路径需求。具体的，参考图1、2、4，在本实施例中，光线的反射主要通过两个单面反光镜8以及一个双面反光镜7实现。双面反光镜7布置在一对电极帽3的中间位置，呈45°倾斜放置，两个单面反光镜8分别对称布置在双面反光镜7的两侧，呈45°倾斜放置。且两个单面反光镜8、一个双面反光镜7的布置方向与一对电极帽3连线方向是垂直的，如此，反光镜的布置在厚度方向(一对电极帽3连线方向)上占用的空间很小，因此能够实现电极帽3所在检测位置的轻薄化。

在由一个双面反光镜7、两个单面反光镜8组成的光学结构中，光源6垂直向下打光，光线直接打在两个单面反光镜8上，两个单面反光镜8均呈45°放置，从而可以将光线水平反射到中间的双面反光镜7的正、反两个面上，双面反光镜7也是45°放置，从而将光线水平反射到两侧的电极帽3的端面上，电极帽3的端面区域为圆形平面，材质反射特性接近镜面反射，故将光线原路返回，反射到双面反光镜7上，两侧的电极帽3分别对应反射双面反光镜7的一个面，双面反光镜7再将光线反射到两侧的单面反光镜8上，经过两侧的单面反光镜8的反射，光线方向垂直向上从而进入到相机5的视野。故，通过该结构可以实现一台相机5的单次拍照对两个电极帽端面进行成像，以便后期算法对两个电极帽进行检测，同步进行两个电极帽3的检测，能够降低检测成本，同时通过合理布置的反光镜，将反光镜放置在检测区域内，将相机5、光源6放置在装置顶部位置，可以实现装置检测区域厚度轻薄化的需求。

基于本实施例中，反光镜片的布置方式，在厚度方向占用空间较小，将外壳1底部两侧设置为向内凹陷的扁平状结构，以保证在厚度方向上的轻薄化，使焊钳带动电极帽3能够水平进入装置检测窗口。

参考图4、5，在一种实施例中，镜片安装架11的设置能够方便双面反光镜7的安装，镜片安装架11整体呈正方体结构，内部中空。其上表面设有向下贯通至下表面的镜片安装槽12，因双面反光镜7为矩形板式结构，因此镜片安装槽12设置为矩形槽式结构，双面反光镜7插装安装在镜片安装槽12内。同时，在镜片安装架11除上表面、下表面外其余四个侧面均开设贯通的圆形开孔13，用于保证光线能够进入到镜片并被镜片反射出去，同时，可以方便镜片的拆装。在外壳1底部设置矩形的安装限位槽9，用于对应安装镜片安装架11。

参考图6，在另一种实施例中，镜片安装架11整体呈长方体结构，内部中空，其上表面开设一个镜片安装槽12用于安装双面反光镜7，侧表面开设两个镜片安装槽12用于安装两个单面反光镜8，镜片安装槽12设置为矩形槽式结构，单面反光镜8、双面反光镜7插装在矩形槽内。镜片安装架11上对应单面反光镜8、双面反光镜7开设相应的圆形开孔13。

参考图7，本实施例的检测装置用于电极帽3端面缺陷的检测，在外壳1两侧设置的电极帽定位件2用于对一对电极帽3进行限位。电极帽定位件3通过螺钉固定在外壳1上，在电极帽定位件3的中间位置设置一个透光孔14，光线能够通过该透光孔14在电极帽3端面以及双面反光镜7之间进行反射。进一步的，所述的透光孔14呈向内凹陷的锥形结构，以实现对电极帽3的灵活精确定位。在生产现场，由机械臂连接的C型钳(或X型钳)将一对电极帽3放置在检测位置，由电极帽定位件2将电极帽3定位，使电极帽3在检测位置卡住，电极帽3端面对应贴合在锥形的透光孔14位置。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，包括外壳，所述外壳内顶部设有相机以及光源，其特征在于，所述外壳两侧下方分别设置一个用于电极帽端面检测的检测口，外壳内部在两个检测口中间设有一个双面反光镜，在所述双面反光镜两侧分别设置一个单面反光镜，光源光线通过两个单面反光镜、双面反光镜正反面反射至电极帽端面，电极帽端面图像通过双面反光镜正反面、两个单面反光镜反射至相机。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述双面反光镜在两个检测口之间倾斜45°设置，两个单面反光镜在双面反光镜两侧对称设置，两个单面反光镜均倾斜45°设置。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述检测口处设置有用于电极帽定位的电极帽定位件，电极帽定位件上设有透光孔。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述透光孔为向内凹陷的锥形结构，电极帽定位件通过螺钉紧固固定在所述外壳的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述相机居中架设在外壳内顶部位置，所述光源安装在相机下方，垂直向下打光。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述外壳两侧下方对应检测口位置呈向内凹陷的扁平状。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述外壳内设置有镜片安装架，所述单面反光镜、双面反光镜设置于所述镜片安装架内。

8.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述镜片安装架为长方体式结构，内部中空，其表面设有三个镜片安装槽，所述单面反光镜、双面反光镜均为矩形板式结构，插装于对应的镜片安装槽内。

9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述镜片安装架上开设多个用于透光的圆形开孔。

10.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的电极帽端面质量检测装置，其特征在于，所述外壳内设有安装限位槽，所述镜片安装架安装于所述安装限位槽内。

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