CN219417204U - 一种基于机器视觉的外观检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器视觉检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的外观检测设备，包括机台，还包括设置于所述机台的供收料模块以及检测模块，所述供收料模块包括安装在所述机台的整叠上料机构、料盘输送机构、料盘中转机构以及整叠下料机构，所述料盘输送机构长度方向的一端靠近所述整叠上料机构，所述料盘输送机构长度方向的另一端靠近所述整叠下料机构，所述料盘中转机构位于所述料盘输送机构的中部，所述检测模块位于所述料盘输送机构宽度的一侧。通过使用外观检测设备，整个检测过程无需人工进行，同时使用机器对物料进行检测，准确度有效提高，从而改善相关技术采用人工检查判断存在检测效率低下以及准确度不佳的问题。

Description

一种基于机器视觉的外观检测设备

技术领域

本实用新型涉及机器视觉检测技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的外观检测设备。

背景技术

电子元器件制造生产后，需要对电子元器件的各个面进行检查，若电子元器件上发现划伤破裂或焊点不良等缺陷，就要及时剔除，从而保证生产的电子元器件能正常进行使用。

目前，一般由人工使用各类工具对电子元器件进行观察和判断，继而对不良品进行挑出和剔除。但这种采用人工的方式，一方面人工易疲劳，造成检测效率降低，另一方面人工肉眼判断易误判，造成不良品流出，检测准确度较差。即相关技术存在检测效率低下以及准确度不佳的缺陷。

实用新型内容

因此，本实用新型为了改善相关技术采用人工检查判断存在检测效率低下以及准确度不佳的问题，从而提供一种基于机器视觉的外观检测设备。

一种基于机器视觉的外观检测设备，包括机台，还包括设置于所述机台的供收料模块以及检测模块，所述供收料模块包括安装在所述机台的整叠上料机构、料盘输送机构、料盘中转机构以及整叠下料机构，所述料盘输送机构长度方向的一端靠近所述整叠上料机构，所述料盘输送机构长度方向的另一端靠近所述整叠下料机构，所述料盘中转机构位于所述料盘输送机构的中部，所述检测模块位于所述料盘输送机构宽度的一侧。

进一步的，所述整叠上料机构包括安装在所述机台的上料架组件，所述上料架组件包括上料固定架以及安装在所述上料固定架上的上料导向柱，所述上料固定架上安装有用于限制料盘位置的托盘上料限位组件。

进一步的，所述托盘上料限位组件包括若干安装在所述上料固定架的限位气缸，所述限位气缸的活塞端竖直朝上，所述限位气缸活塞端安装有与所述上料固定架滑动连接的滑块，所述滑块上安装有限位弹簧以及安装在所述限位弹簧的限位楔块。

进一步的，所述料盘输送机构包括安装在所述机台的输送导轨组件，所述输送导轨组件长度方向的一端位于所述整叠上料机构的下方，所述输送导轨组件长度方向的另一端位于所述整叠下料机构的下方，所述输送导轨组件上安装有第一料盘输送组件以及第二料盘输送组件，所述第一料盘输送组件以及所述第二料盘输送组件可沿所述输送导轨组件长度方向往复运动。

进一步的，所述第一料盘输送组件包括与所述输送导轨组件滑动连接的的第一支撑块，所述第一支撑块上安装有第一顶升气缸，所述第一顶升气缸的活塞端竖直朝上，所述第一顶升气缸的活塞端安装有第一夹紧气缸以及安装在所述第一夹紧气缸活塞端的第一夹紧块，所述第二料盘输送组件与所述第一料盘输送组件的结构相同。

进一步的，所述料盘中转机构包括安装在所述输送导轨组件上方的中转导轨组件，所述中转导轨组件上安装有料盘中转组件，所述料盘中转组件包括安装在所述中转导轨组件上的中转夹紧气缸以及安装在所述中转夹紧气缸的中转夹紧块，所述中转夹紧块的位置高于所述第一夹紧块，所述中转夹紧块的夹紧方向与所述第一夹紧块的夹紧方向垂直。

进一步的，所述检测模块包括安装在所述机台的检测支撑机构以及多角度翻转机构，所述检测支撑机构包括支撑组件、安装在所述支撑组件的Z轴运动模组以及安装在所述Z轴运动模组的相机组件，所述多角度翻转机构包括安装在所述机台的Y轴模组、安装在所述Y轴模组的Z轴模组以及安装在所述Z轴模组的翻转平台组件，所述翻转平台组件包括安装在所述Z轴模组的R轴模组、安装在所述R轴模组的翻转块、安装在所述翻转块的若干U轴模组以及对应安装在若干所述U轴模组的若干真空吸嘴。

进一步的，所述检测模块还包括不良品中转机构，所述不良品中转机构包括不良品中转导轨以及安装在所述不良品中转导轨的不良品中转块，外观检测设备还包括不良品收集模块，所述不良品收集模块包括不良品托盘机构，以及用于将物料从不良品中转机构转移至所述不良品托盘机构的不良品取料机构。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型的一种基于机器视觉的外观检测设备，通过设置供收料模块以及检测模块，当需要对物料进行检测时，将装有物料的料盘放置在整叠上料机构，随后料盘输送机构会将物料转运至料盘中转机构上，随后检测模块拿取物料进行检测，检测模块检测完毕后，检测模块将物料放回料盘中转机构，料盘中转机构将物料继续送至料盘输送机构的料盘上，料盘输送机构将料盘运输至整叠下料机构进行下料，整个检测过程无需人工进行，同时使用机器对物料进行检测，准确度有效提高，从而改善相关技术采用人工检查判断存在检测效率低下以及准确度不佳的问题。

2.本外观检测设备的整叠上料机构，通过设置上料架组件以及与上料架组件配合的托盘上料限位组件，利用限位气缸、滑块、限位弹簧以及限位楔块对堆叠在上料架组件上的料盘进行自动上料，代替人工对料盘进行上料，且托盘上料限位组件的结构紧凑使用简单，从而进一步提高检测效率。

3.本外观检测设备的检测模块，通过设置检测支撑模块驱动相机组件在Z轴竖直上升或下降，利用多角度翻转机构吸附物料并进行全方位的翻转，在物料翻转的过程中相机组件对其进行拍摄，从而对物料进行全方位的检测和判断，进一步提高对物料的检测范围以及检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型一种基于机器视觉的外观检测设备的结构示意图；

图2为外观检测设备中供收料模块的结构示意图；

图3为图2中A部分的局部放大示意图；

图4为外观检测设备中检测模块的结构示意图；

图5为图4中检测支撑机构的结构示意图；

图6为图4中多角度翻转机构的结构示意图；

图7为检测模块与收集模块的配合结构示意图；

图8为收集模块的结构示意图。

附图标记说明：

1、机台；2、供收料模块；21、整叠上料机构；211、上料架组件；2111、上料固定架；2112、上料导向柱；212、托盘上料限位组件；2121、限位气缸；2122、滑块；2123、限位弹簧；2124、限位楔块；22、料盘输送机构；221、输送导轨组件；222、第一料盘输送组件；223、第二料盘输送组件；23、料盘中转机构；231、中转导轨组件；232、料盘中转组件；24、整叠下料机构；241、下料架组件；242、托盘下料限位组件；3、检测模块；31、检测支撑机构；311、支撑组件；312、Z轴运动模组；313、相机组件；32、多角度翻转机构；321、Y轴模组；322、Z轴模组；323、翻转平台组件；3231、R轴模组；3232、翻转块；33、不良品中转机构；331、不良品中转导轨；332、不良品中转块；4、不良品收集模块；41、不良品托盘机构；411、X轴运动模组；412、不良品托盘组件；42、不良品取料机构；421、Y轴运动模组；422、取料组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1，一种基于机器视觉的外观检测设备，包括机台1，还包括设置于机台1的供收料模块2以及检测模块3，在使用外观检测设备时，将装有物料的料盘放置坐在供收料模块2上，供收料模块2会对料盘进行上料，上料后检测模块3对物料进行检测，检测完后检测模块3将料盘放回至供收料模块2上，供收料模块2对检测后的物料进行下料。

参照图2和图3，具体地，供收料模块2包括安装在机台1的整叠上料机构21、料盘输送机构22、料盘中转机构23以及整叠下料机构24，料盘输送机构22长度方向的一端靠近整叠上料机构21，料盘输送机构22长度方向的另一端靠近整叠下料机构24，料盘输送机构22用于将物料从整叠上料机构21运往整叠下料机构24。料盘中转机构23位于料盘输送机构22的中部，料盘中转机构23用于对料盘中转机构23上的物料盘进行中转。

整叠上料机构21包括安装在机台1的上料架组件211，上料架组件211包括上料固定架2111以及安装在上料固定架2111上的上料导向柱2112，上料导向柱2112有四根，四根上料导向柱2112分别位于上料固定架2111的四个边角处，四根上料导向柱2112之间形成一个用于配合料盘的空间。只需人工将料盘从上料导向柱2112的上方放入，料盘便会沿着上料导向柱2112向下移动，继而抵接限位在上料固定架2111上。

上料固定架2111上安装有用于限制下落料盘位置的托盘上料限位组件212。托盘上料限位组件212包括若干安装在上料固定架2111的限位气缸2121，限位气缸2121有四个，四个限位气缸2121分别对应安装在上料固定架2111的四个边角处，限位气缸2121的活塞端竖直朝上。同时，限位气缸2121活塞端安装有与上料固定架2111滑动连接的滑块2122，滑块2122上开设有凹槽，滑块2122的凹槽中安装有限位弹簧2123以及安装在限位弹簧2123的限位楔块2124，限位楔块2124的下表面具有倾斜部，倾斜部用于与上料固定架2111的侧壁配合。

当料盘沿着上料导向柱2112滑下时，托盘上料限位组件212处于初始位置，此时限位气缸2121的活塞杆推出，滑块2122在限位气缸2121活塞端的作用下上升，限位楔块2124在限位弹簧2123的作用下弹出，料盘落在限位楔块2124的上表面，限位楔块2124对料盘进行支撑。当需要对料盘下料时，限位气缸2121的活塞端缩回，滑块2122在限位气缸2121活塞端的作用下向下滑动，限位楔块2124下表面的倾斜部与料固定架的侧壁抵接从而缩回，失去支撑的料盘从物料固定架上落下，至料盘输送机构22上，随后限位气缸2121马上上升，限位楔块2124再次弹出对下一块料盘进行支撑。

值得一提的是，整叠下料机构24的结构与整叠上料机构21的结构相同，整叠下料机构24包括下料架组件241以及安装在下料架组件241的托盘下料限位组件242，整叠下料机构24同样可以利用相同的结构对料盘进行收纳，只需将料盘顶起，整叠下料机构24的托盘下料限位组件242即会对料盘进行限位收集。

料盘输送机构22包括安装在机台1的输送导轨组件221，输送导轨组件221长度方向的一端位于整叠上料机构21的下方，输送导轨组件221长度方向的另一端位于整叠下料机构24的下方，输送导轨组件221上安装有第一料盘输送组件222以及第二料盘输送组件223，

第一料盘输送组件222以及第二料盘输送组件223可沿输送导轨组件221长度方向往复运动。

具体地，输送导轨组件221为丝杆模组，第一料盘输送组件222包括与输送导轨组件221滑动连接的的第一支撑块，第一支撑块可沿着输送导轨组件221的长度方向移动，从而靠近或远离整叠上料机构21。第一支撑块上安装有第一顶升气缸，第一顶升气缸的活塞端竖直朝上，第一顶升气缸的活塞端安装有第一夹紧气缸以及安装在第一夹紧气缸活塞端的第一夹紧块，在第一夹紧气缸的作用下，第一夹紧块打开或关闭，从而松开或夹紧料盘，第一夹紧块的夹紧方向与输送导轨组件221的长度方向相同。

在第一料盘输送组件222运转时，第一支撑块沿着输送导轨组件221的长度方向移动至上料架组件211的下方，随后第一顶升气缸启动，使得第一夹紧气缸以及第一夹紧块靠近料盘。当料盘从物料固定架上落下后，料盘会落在第一夹紧块上，随后第一夹紧气缸驱动第一夹紧块夹紧料盘，第一支撑块沿着输送导轨的长度方向向远离整叠上料机构21的方向进行运输。

第二料盘输送组件223与第一料盘输送组件222的结构相同，即第二料盘输送组件223包括与输送导轨组件221滑动连接的的第二支撑块，第二支撑块可沿着输送导轨组件221的长度方向移动，从而靠近或远离整叠下料机构24。

料盘中转机构23用于接收来自第一料盘输送组件222的料盘，料盘中转机构23包括安装在输送导轨组件221上方的中转导轨组件231，中转导轨组件231上安装有料盘中转组件232。具体地，中转导轨组件231包括两根相互平行的中转导轨，两根中转导轨位于输送导轨组件221的上方，料盘中转组件232包括安装在中转导轨上的中转夹紧气缸以及安装在中转夹紧气缸的中转夹紧块，中转夹紧块从一根中转导轨上横跨至另一根中转导轨，中转夹紧块在中转夹紧气缸的驱动下相互靠近或相互远离以实现夹紧或放松，中转夹紧块的位置高于第一夹紧块，中转夹紧块的夹紧方向与第一夹紧块的夹紧方向垂直。

当第一料盘输送组件222要将料盘送至料盘中转机构23时，第一料盘输送组件222移动至料盘中转机构23的下方，第一顶升气缸动作，将料盘的高度提升至与中转夹紧块的高度一致，随后中转夹紧块在中转夹紧气缸的作用下夹紧料盘，第一夹紧气缸驱动第一夹紧块松开料盘，第一料盘输送组件222复位移动至整叠上料机构21的下方拿取下一块料盘。

当第二料盘输送组件223要从料盘中转机构23拿取料盘时，第二料盘输送组件223移动至料盘中转机构23的下方，第一顶升气缸动作，将第二夹紧块的高度提升至与料盘的高度一致，随后第二夹紧块在第二夹紧气缸的作用下夹紧料盘，中转夹紧块在中转夹紧气缸的作用下松开料盘，第二料盘输送组件223带着料盘向靠近整叠下料机构24的方向移动。

参照图4和图5，检测模块3位于料盘输送机构22宽度的一侧。具体地，检测模块3包括安装在机台1的检测支撑机构31以及多角度翻转机构32，检测支撑机构31包括支撑组件311、安装在支撑组件311的Z轴运动模组312以及安装在Z轴运动模组312的相机组件313，Z轴运动模组312为直线丝杆模组，在Z轴运动模组312的作用下，相机组件313可在竖直方向上升或下降。相机组件313包括安装在Z轴运动模组312上的CCD工业相机以及光源，CCD工业相机竖直朝下。

参照图6，多角度翻转机构32包括安装在机台1的Y轴模组321、安装在Y轴模组321的Z轴模组322以及安装在Z轴模组322的翻转平台组件323，翻转平台组件323包括安装在Z轴模组322的R轴模组3231、安装在R轴模组3231的翻转块3232、安装在翻转块3232的若干U轴模组以及对应安装在若干U轴模组的若干真空吸嘴。

具体地，Y轴模组321为直线丝杆模组，Y轴模组321垂直于料盘输送机构22，在Y轴模组321的驱动下，多角度翻转机构32可向靠近或远离料盘输送机构22的方向移动。Z轴模组322为直线丝杆模组，在Z轴模组322的驱动下，翻转平台组件323可以沿着竖直方向上升或下降。R轴模组3231包括安装在Z轴模组322的两个皮带轮、包覆在两个皮带轮的皮带以及电机，电机与其中一个皮带轮同轴安装，翻转块3232与另一个皮带轮固定连接，在电机的驱动下皮带轮转动，从而带动翻转块3232转动。若干U轴模组沿着翻转块3232的长度方向均匀设置，U轴模组为电机，在U轴模组的驱动下，真空吸嘴可以在吸取物料的同时进行转动。

当需要对物料进行检测时，多角度翻转机构32在Y轴模组321的驱动下靠近料盘输送机构22，随后Z轴模组322先驱动翻转平台组件323向下靠近料盘并吸取料盘上的物料，然后驱动翻转平台带着吸附的物料上升至相机组件313的下方，使得物料正对相机组件313的CCD工业相机，相机组件313在Z轴运动模组312的驱动下微调以对物料进行对焦。随后多角度翻转机构32进行R轴和U轴的旋转，在此过程CCD工业相机对物料进行拍照、比对和判断，判定物料为及格物料或不及格物料。

若判定物料为及格物料，检测模块3将物料送回料盘，由第二料盘输送组件223将料盘送至整叠下料机构24进行限位和收纳；若判定物料为不及格物料，则将不及格物料丢弃，或发出警报通知进行处理。

参照图7和图8，为了对不及格物料进行收集，检测模块3还包括不良品中转机构33，外观检测设备还包括不良品收集模块4。具体地，不良品中转机构33包括不良品中转导轨331以及安装在不良品中转导轨331的不良品中转块332，不良品中转导轨331的长度方向与输送导轨组件221的长度方向相同，不良品中转导轨331长度方向的一端靠近整叠上料机构21，不良品中转导轨331长度方向的另一端靠近整叠下料机构24，不良品中转导轨331为直线丝杆模组，不良品中转块332可在不良品中转导轨331向靠近整叠上料机构21或整叠下料机构24的方向移动。不良品中转块332上开设有八个用于放置不及格物料的穴位，当检测模块3检测到不及格物料时，检测模块3将不及格物料放至不良品中转块332的穴位上，不良品中转块332将该物料运往不良品收集模块4。

不良品收集模块4包括不良品托盘机构41，以及用于将物料从不良品中转机构33转移至不良品托盘机构41的不良品取料机构42。不良品托盘机构41包括设置在机台1上的X轴运动模组411以及安装在X轴运动模组411的不良品托盘组件412。不良品取料机构42包括设置在机台1的Y轴运动模组421以及取料组件422，Y轴运动模组421与X轴运动模组411垂直，Y轴运动模组421与检测模块3位于输送导轨组件221的同一侧，Y轴运动模组421长度方向的一端靠近X轴运动模组411，取料组件422可沿着Y轴运动模组421向靠近或远离X轴运动模组411的方向移动。取料组件422包括安装在Y轴运动模组421的取料气缸以及安装在取料气缸活塞端的取料咀嘴，在取料气缸的驱动下，取料咀嘴在竖直方向上升或下降。

不良品中转块332将带有不及格物料的转移至靠近不良品取料机构42的一端，取料气缸驱动取料咀嘴下降拿取不及格物料，随后取料组件422在Y轴运动模组421的驱动下移动至不良品托盘机构41的上方并放下不及格物料，从而对不及格物料进行收集。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉的外观检测设备，包括机台(1)，其特征在于，还包括设置于所述机台(1)的供收料模块(2)以及检测模块(3)，所述供收料模块(2)包括安装在所述机台(1)的整叠上料机构(21)、料盘输送机构(22)、料盘中转机构(23)以及整叠下料机构(24)，所述料盘输送机构(22)长度方向的一端靠近所述整叠上料机构(21)，所述料盘输送机构(22)长度方向的另一端靠近所述整叠下料机构(24)，所述料盘中转机构(23)位于所述料盘输送机构(22)的中部，所述检测模块(3)位于所述料盘输送机构(22)宽度的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的外观检测设备，其特征在于，所述整叠上料机构(21)包括安装在所述机台(1)的上料架组件(211)，所述上料架组件(211)包括上料固定架(2111)以及安装在所述上料固定架(2111)上的上料导向柱(2112)，所述上料固定架(2111)上安装有用于限制料盘位置的托盘上料限位组件(212)。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的外观检测设备，其特征在于，所述托盘上料限位组件(212)包括若干安装在所述上料固定架(2111)的限位气缸(2121)，所述限位气缸(2121)的活塞端竖直朝上，所述限位气缸(2121)活塞端安装有与所述上料固定架(2111)滑动连接的滑块(2122)，所述滑块(2122)上安装有限位弹簧(2123)以及安装在所述限位弹簧(2123)的限位楔块(2124)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种基于机器视觉的外观检测设备，其特征在于，所述料盘输送机构(22)包括安装在所述机台(1)的输送导轨组件(221)，所述输送导轨组件(221)长度方向的一端位于所述整叠上料机构(21)的下方，所述输送导轨组件(221)长度方向的另一端位于所述整叠下料机构(24)的下方，所述输送导轨组件(221)上安装有第一料盘输送组件(222)以及第二料盘输送组件(223)，所述第一料盘输送组件(222)以及所述第二料盘输送组件(223)可沿所述输送导轨组件(221)长度方向往复运动。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的外观检测设备，其特征在于，所述第一料盘输送组件(222)包括与所述输送导轨组件(221)滑动连接的的第一支撑块，所述第一支撑块上安装有第一顶升气缸，所述第一顶升气缸的活塞端竖直朝上，所述第一顶升气缸的活塞端安装有第一夹紧气缸以及安装在所述第一夹紧气缸活塞端的第一夹紧块，所述第二料盘输送组件(223)与所述第一料盘输送组件(222)的结构相同。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的外观检测设备，其特征在于，所述料盘中转机构(23)包括安装在所述输送导轨组件(221)上方的中转导轨组件(231)，所述中转导轨组件(231)上安装有料盘中转组件(232)，所述料盘中转组件(232)包括安装在所述中转导轨组件(231)上的中转夹紧气缸以及安装在所述中转夹紧气缸的中转夹紧块，所述中转夹紧块的位置高于所述第一夹紧块，所述中转夹紧块的夹紧方向与所述第一夹紧块的夹紧方向垂直。

7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的外观检测设备，其特征在于，所述检测模块(3)包括安装在所述机台(1)的检测支撑机构(31)以及多角度翻转机构(32)，所述检测支撑机构(31)包括支撑组件(311)、安装在所述支撑组件(311)的Z轴运动模组(312)以及安装在所述Z轴运动模组(312)的相机组件(313)，所述多角度翻转机构(32)包括安装在所述机台(1)的Y轴模组(321)、安装在所述Y轴模组(321)的Z轴模组(322)以及安装在所述Z轴模组(322)的翻转平台组件(323)，所述翻转平台组件(323)包括安装在所述Z轴模组(322)的R轴模组(3231)、安装在所述R轴模组(3231)的翻转块(3232)、安装在所述翻转块(3232)的若干U轴模组以及对应安装在若干所述U轴模组的若干真空吸嘴。

8.根据权利要求7所述的一种基于机器视觉的外观检测设备，其特征在于，所述检测模块(3)还包括不良品中转机构(33)，所述不良品中转机构(33)包括不良品中转导轨(331)以及安装在所述不良品中转导轨(331)的不良品中转块(332)，外观检测设备还包括不良品收集模块(4)，所述不良品收集模块(4)包括不良品托盘机构(41)，以及用于将物料从不良品中转机构(33)转移至所述不良品托盘机构(41)的不良品取料机构(42)。