CN219914348U - 一种玻璃升降器导轨弧度在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，使导轨生产装置与进料单元对接，通过进料单元、推送单元和抓取竖直平移单元将导轨以弧形朝下的朝向移动至视觉单位的下方；视觉单元的相机和光源配合，拍摄出导轨背光的轮廓图像，并传输给工控机以识别和判断该导轨弧度是否合格，并根据判断结果控制机械手将其放置于OK传送带或NG传送带上。本专利提供了一种高效、连续性强的视觉在线检测装置，实现了汽车玻璃升降器导轨弧度的在线检测，节拍≤4S/PCS，相比传统的每生产一个批次就停线用三坐标仪抽检样品，提高了生产效率，并能及时发现异常，减少了不良品的产生。

Description

一种玻璃升降器导轨弧度在线检测装置

技术领域

本实用新型涉及汽车配件加工技术领域，具体为一种汽车玻璃升降器导轨弧度在线视觉检测装置。

背景技术

此部分的陈述仅仅提供与本公开有关的背景技术信息，并且这些陈述可能构成现有技术。在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题。

导轨是汽车玻璃升降器的主要机械部件，其几何尺寸尤其是弧度值对最终产品的装配、静音、平滑等性能影响巨大。金属材料被压辊组塑形后，再被冲压机冲压截断，然后通过传送带输出装箱，节拍约4S～6S/PCS(秒/件)。为防止大批次不良，现有方法是每生产一个小批次(约400件)，就停线用三坐标仪(专用检具)抽检样品，判定是否符合图纸指标；如果样品不合格，则本小批次可能全部不合格需要报废。这种方法，严重影响生产效率，并可能产生大量的废品。

同时，上述检具还存在诸多缺陷。例如，因为不同汽车所使用的玻璃升降器是不同的，导致其导轨的型号也不同，故需要用专门的检具来进行检测，非常耗费时间。虽然目前有些生产厂家开始使用通用型导轨检具来进行抽检，如申请号CN202021382642.X名称为“通用型玻璃升降器导轨检具”的专利，可对不同型号的导轨进行检测，但毕竟需要停线抽查，消耗时间不说，少量的残次品还是有可能会成为漏网之鱼的，无法达到产品全部抽查的地步。同时也会使该批次的良品被当做残次品而废弃。

另外，无论哪一类检具，导轨在检测时均会被以固定或夹持等方式与检具硬接触，容易使导轨发生变形，影响产品质量。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于解决现有技术中的一部分问题，或至少缓解这些问题。

一种玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，包括：

进料单元；

推送单元，将所述进料单元运送来的待检产品移动至抓取位置；

抓取竖直平移单元，抓取移动至抓取位置的产品，将其以特定的弧形朝向移动至检测位置；

出料单元，包括OK传送带、NG传送带和机械手；

视觉单元，包括相机、光源和工控机；所述光源向检测位置提供亮度；所述相机拍摄产品轮廓图像，传输给工控机；所述工控机对产品轮廓图像进行识别和判断；当工控机判断产品合格时，控制所述机械手将该产品移动至OK传送带；当工控机判断产品不合格时，控制所述机械手将该产品移动至NG传送带。

进一步的，所述产品轮廓图像为相机通过所述光源背光打出产品的轮廓拍摄得到。

进一步的，所述相机为高清工业相机。

所述视觉单元还包括隔离龙门架，连接相机、光源和工控机，与进料单元、推送单元、抓取竖直平移单元和出料单元隔离。

所述特定的弧形朝向为导轨弧形方向朝下；所述抓取竖直平移单元包括到位传感器、抓取组件、竖直旋转气缸和平移机构；所述到位传感器用以感应产品是否到达抓取位置；所述抓取组件接收到位传感器的到位信息，抓取产品；所述竖直旋转气缸分别与抓取组件和平移机构连接，将所述抓取组件抓取的产品翻转至导轨弧形方向朝下，并通过平移机构移动至检测位置。

进一步的，所述抓取组件设有柔性吸嘴，用以吸附产品。

进一步的，所述进料单元包括传送带、位置整理导向板、反向检测传感器和吹气翻转装置；所述位置整理导向板于所述传送带入口处倾斜放置，用于将待检产品整理到靠近所述吹气翻转装置的一侧；所述反向检测传感器设于所述位置整理导向板和吹气翻转装置之间，用以检测待检产品的弧形朝向是否与所述抓取组件的抓取方向相匹配；所述吹气翻转装置设于传送带远离入口处的一侧，接收所述反向检测传感器的吹气命令，将待检产品的弧形朝向通过吹气翻转至与所述抓取组件的抓取方向相匹配。

进一步的，所述吹气翻转装置设有压力自调节功能。

所述推送单元包括到位线性激光传感器、推送气缸、推送板和限位板；所述到位线性激光传感器用以检测待检产品是否到达推送单元；所述推送气缸将待检产品通过推送板推送至限位板，使待检产品移动至抓取位置。

进一步的，所述推送板和限位板表面设有缓冲垫；所述推送气缸在将产品推送到所述限位板前提前减速。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本专利提供了一种高效、连续性强的视觉在线检测装置，实现了汽车玻璃升降器导轨弧度的在线全检测，节拍≤4S/PCS，相比传统的每生产一个批次，停线用三坐标仪抽检样品，提高了生产效率，并能及时发现异常，减少了不良品的产生；同时也使得同批次的良品不会被当做残次品而废弃，大大节约了成本；

2、本专利运用图形处理和机械学习技术对产品进行尺寸测量和缺陷检测，配合吹气翻转装置和柔性吸嘴，使得导轨在运送和检测时均不与其他设备硬接触，可很好的防止导轨发生变形，影响产品质量；

3、与其他单元隔离的隔离龙门架，配合高清工业相机，可避免振动给相机拍摄带来的影响，且在保证整体美观的同时还不占用过多空间。

附图说明

本实用新型的上述结构可以通过以下的附图给出的非限定性的实施例进一步说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为进料单元的结构图；

图3为推送单元的结构图；

图4为抓取竖直平移单元的结构图；

图5为推送单元与抓取竖直平移单元的连接示意图；

图6为视觉单元的结构图；

图7为出料单元的结构图；

图8为基台单元的结构图；

图9为汽车玻璃升降器导轨的流转演示图；

图10为导轨进行弧度视觉检测时的流转演示图；

图11为导轨在推送单元和抓取竖直平移单元上流转的放大图；

图12为导轨在抓取竖直平移单元和视觉单元上流转的放大图；

图13为弧度视觉检测原理。

其中：1-进料单元；1-1-传送带；1-2-位置整理导向板；1-3-反向检测传感器；1-4吹气翻转装置；2-推送单元；2-1-到位线性激光传感器；2-2-推送气缸；2-3-推送板；2-4-限位板；3-抓取竖直平移单元；3-1-到位传感器；3-2-抓取组件；3-3-竖直旋转气缸；3-4-平移机构；4-视觉单元；4-1-隔离龙门架；4-2-相机；4-3-光源；4-4-工控机；5-出料单元；5-1-OK传送带；5-2-NG传送带；5-3-机械手；6-基台；6-1-桌面；6-2-框架结构；6-3-水平调整脚；6-4-电源控制装置。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施例只用于说明本实用新型而非限制本实用新型，在不脱离本实用新型技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，作出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的范围内。

如图1或6或7或12所示，一种玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，包括：

进料单元1；

推送单元2，将所述进料单元1运送来的待检产品移动至抓取位置；

抓取竖直平移单元3，抓取移动至抓取位置的产品，将其以特定的弧形朝向移动至检测位置；

出料单元5，包括OK传送带5-1、NG传送带5-2和机械手5-3；

视觉单元4，包括相机4-2、光源4-3和工控机4-4；所述光源4-3向检测位置提供亮度；所述相机4-2拍摄产品轮廓图像，传输给工控机4-4；所述工控机4-4对产品轮廓图像进行识别和判断；当工控机4-4判断产品合格时，控制所述机械手5-3将该产品移动至OK传送带5-1；当工控机4-4判断产品不合格时，控制所述机械手5-3将该产品移动至NG传送带5-2。

机械手5-3可根据工控机4-4的指令，将产品移动到OK传送带5-1或NG传送带5-2的上方放下。

运用图形处理和机械学习技术对产品进行尺寸测量和缺陷检测，能够对产品进行连续不间断检测，并进行良劣分送，而无需停线抽查，大大提高了生产效率。且采用全体产品检测方式，能及时发现异常，减少了不良品的产生，也避免良品被废弃。另外，在检测时视觉单元4无需与产品接触，在一定程度上避免导轨发生变形。

工控机4-4可利用多种方式来识别相机4-2传输的产品轮廓图像，并以此判断产品是否合格。例如，所述产品轮廓图像为相机4-2通过所述光源4-3背光打出产品的轮廓拍摄得到，如图13之a所示。此时，工控机4-4接收该产品轮廓图像，基于上下两边轮廓，取中点(+号示意待拟合点)，如图13之b所示。再根据取点，拟合圆，得到圆弧像素半径，再乘标定系数，得到半径r(mm)，如图13之c所示。将该半径与工控机软件设定的产品标准半径R及允许公差带δ进行比较，若fabs(r-R)≤δ,判定为OK，否则判定为NG。其中，fabs为求浮点数的绝对值)。

当然，工控机4-4也可采用其他方式与相机4-2和抓取竖直平移单元3配合，以识别和判断产品是否合格。

其中，特定的弧形朝向为产品为配合视觉单位4检测而与其相对应的导轨朝向。为使相机4-2拍摄到产品的背光轮廓，相机4-2和光源4-3应位于导轨弧形朝向的相反方向。例如，所述特定的弧形朝向为导轨弧形方向朝下，如图4或5或10或12所示；所述抓取竖直平移单元3包括到位传感器3-1、抓取组件3-2、竖直旋转气缸3-3和平移机构3-4；所述到位传感器3-1用以感应产品是否到达抓取位置；所述抓取组件3-2接收到位传感器3-1的到位信息，抓取产品；所述竖直旋转气缸3-3分别与抓取组件3-2和平移机构3-4连接，将所述抓取组件3-2抓取的产品翻转至导轨弧形方向朝下，并通过平移机构3-4移动至检测位置。当然，特定的弧形朝向也可为任何方向，相机4-2和光源4-3与之相配合能得到背光的轮廓图像即可。

进料单位1可直接与导轨生产机构连接，通过传送带1-1直接将生产出的产品直接运送至导轨弧度在线检测装置，提高了生产效率。

为使抓取竖直平移单元3抓取产品并翻转后的导轨弧形方向朝下，进料单元1和推送单元2运送至抓取位置的导轨朝向可为朝上，如图9或10或11所示。但因为导轨生产机构所生产的产品型号不同，加之一些特殊原因，可能存在运送至进料单元1的导轨弧形方向并不朝下的情况，导致抓取组件3-2并不能将产品以正确的朝向抓取至检测位置。于是，如图2所示，所述进料单元1包括传送带1-1、位置整理导向板1-2、反向检测传感器1-3和吹气翻转装置1-4；所述位置整理导向板1-2于所述传送带1-1入口处倾斜放置，用于将待检产品整理到靠近所述吹气翻转装置1-4的一侧；所述反向检测传感器1-3设于所述位置整理导向板1-2和吹气翻转装置1-4之间，用以检测待检产品的弧形朝向是否与所述抓取组件3-2的抓取方向相匹配；所述吹气翻转装置1-4设于传送带1-1远离入口处的一侧，接收所述反向检测传感器1-3的吹气命令，将待检产品的弧形朝向通过吹气翻转至与所述抓取组件3-2的抓取方向相匹配。当反向检测传感器1-3检测到待测产品为翻转状态(非正确朝向)，联动吹气翻转装置1-4进行吹气令其翻转，使之恢复至正确朝向，便于视觉单元5能准确对产品进行检测。且翻转操作全程不与导轨硬接触，可很好避免产品变形。

所述吹气翻转装置1-4设有压力自调节功能，可在气源压力变化的情况下保证可靠翻转并不会越界。

如图3或5所示，所述推送单元2包括到位线性激光传感器2-1、推送气缸2-2、推送板2-3和限位板2-4；所述到位线性激光传感器2-1用以检测待检产品是否到达推送单元2；所述推送气缸2-2将待检产品通过推送板2-3推送至限位板2-4，使待检产品移动至抓取位置。当到位线性激光传感器2-1检测到产品到位后，推送气缸2-2通过推送板2-3推送产品到限位板2-4处，以便于抓取竖直平移单元3的抓取。

优选，所述推送板2-3和限位板2-4表面设有缓冲垫；所述推送气缸2-2在将产品推送到所述限位板2-4前提前减速。控制算法在推送到位前减速，以及设置缓冲垫，能在保证节拍效率的同时起到减少噪音、保护工件的作用。

所述相机4-2为高清工业相机，拍摄时通过延时和多拍减小振动的影响。所述视觉单元4还包括隔离龙门架4-1，连接相机4-2、光源4-3和工控机4-4，与进料单元1、推送单元2、抓取竖直平移单元3和出料单元5隔离，如图6或9或12所示。由于相机4-2、光源4-3和工控机4-4均安装在隔离龙门架4-1上，为防止本装置的动力机构所带来的振动对视觉拍摄的影响，隔离龙门架4-1安装在本装置内部，通过打孔与本装置的其余部分隔离，并加装减震垫单独固定在地面，配合高清工业相机，可避免振动给相机4-2拍摄带来的影响，且保证整体美观的同事还不占用过多空间。光源4-3常亮，可保持光度均衡。工控机4-4为现有装置，负责进行图像识别，输出“OK”或“NG”以控制机械手5-3。

抓取组件3-2位于推送单元2的限位板2-4处，待产品被推送单元2推送至限位板2-4后进行抓取操作。所述抓取组件3-2设有柔性吸嘴，用以吸附产品。抓取组件3-2主要由柔性吸嘴和伺服机构组成，柔性吸嘴通过非硬接触方式吸附导轨，可保护待检产品，防止其因硬接触而变形。

除此以外，本专利还包括基座6，包括桌面6-1、框架结构6-2、水平调整脚6-3和电源控制器装置6-4，如图8所示，用以支撑上述检测和传送装置，和提供电源。

汽车玻璃升降器导轨的流转流程如下：

如图9所示，生产出来的导轨弧形朝上，通过进料单元1的传送带1-1的入口处进入，并因位置整理导向板1-2向靠近吹气翻转装置1-4一侧靠近；当经过反向检测传感器1-3时，若反向检测传感器1-3检测到待测产品为翻转状态(导轨弧形不朝上)，联动吹气翻转装置1-4进行吹气，令其翻转至预定朝向。

产品经传送带1-1运送至推送单元2，到位线性激光传感器2-1检测到产品到位后，推送气缸2-2通过推送板2-3推送产品到限位板2-4处，如图10所示，以便于抓取竖直平移单元3的抓取。

竖直平移单元3的到位传感器3-1检测到产品到达抓取位置，如图11所示，抓取组件3-2利用柔性吸嘴吸附住产品，并通过竖直旋转气缸3-3和平移机构3-4将产品移动至检测位置。此时，导轨弧形被竖直旋转气缸3-3翻转朝下，如图12所示。

视觉单元4的相机4-2和光源4-3由隔离龙门架4-1支撑，位于竖直平移单元3的上方，如图12所示。当产品移动至检测位置后，相机4-2通过光源4-3拍摄产品背光的产品轮廓图像，并将产品轮廓图像发送至工控机4-4进行识别，以判断产品弧度是否合格。若判断合格，控制机械手5-3将产品移至OK传送带5-1上方放下；若判断不合格，则控制机械手5-3将产品移至NG传送带5-1上方放下。OK传送带5-1对接后面的自动装箱装置，从而将良劣产品予以分离。

本专利提供了一种高效、连续性强的视觉在线检测装置，实现了汽车玻璃升降器导轨弧度的在线检测，节拍≤4S/PCS，相比传统的每生产一个批次，停线用三坐标仪抽检样品，提高了生产效率，并能及时发现异常，减少了不良品的产生。

Claims (10)

1.一种玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，包括：

进料单元(1)；

推送单元(2)，将所述进料单元(1)运送来的待检产品移动至抓取位置；

抓取竖直平移单元(3)，抓取移动至抓取位置的产品，将其以特定的弧形朝向移动至检测位置；

出料单元(5)，包括OK传送带(5-1)、NG传送带(5-2)和机械手(5-3)；

视觉单元(4)，包括相机(4-2)、光源(4-3)和工控机(4-4)；所述光源(4-3)向检测位置提供亮度；所述相机(4-2)拍摄产品轮廓图像，传输给工控机(4-4)；所述工控机(4-4)对产品轮廓图像进行识别和判断；当工控机(4-4)判断产品合格时，控制所述机械手(5-3)将该产品移动至OK传送带(5-1)；当工控机(4-4)判断产品不合格时，控制所述机械手(5-3)将该产品移动至NG传送带(5-2)。

2.根据权利要求1所述的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述产品轮廓图像为相机(4-2)通过所述光源(4-3)背光打出产品的轮廓拍摄得到。

3.根据权利要求2所述的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述相机(4-2)为高清工业相机。

4.根据权利要求2所述的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述视觉单元(4)还包括隔离龙门架(4-1)，连接相机(4-2)、光源(4-3)和工控机(4-4)，与进料单元(1)、推送单元(2)、抓取竖直平移单元(3)和出料单元(5)隔离。

5.根据权利要求1或2的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述特定的弧形朝向为导轨弧形方向朝下；所述抓取竖直平移单元(3)包括到位传感器(3-1)、抓取组件(3-2)、竖直旋转气缸(3-3)和平移机构(3-4)；所述到位传感器(3-1)用以感应产品是否到达抓取位置；所述抓取组件(3-2)接收到位传感器(3-1)的到位信息，抓取产品；所述竖直旋转气缸(3-3)分别与抓取组件(3-2)和平移机构(3-4)连接，将所述抓取组件(3-2)抓取的产品翻转至导轨弧形方向朝下，并通过平移机构(3-4)移动至检测位置。

6.根据权利要求5的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述抓取组件(3-2)设有柔性吸嘴，用以吸附产品。

7.根据权利要求5的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述进料单元(1)包括传送带(1-1)、位置整理导向板(1-2)、反向检测传感器(1-3)和吹气翻转装置(1-4)；所述位置整理导向板(1-2)于所述传送带(1-1)入口处倾斜放置，用于将待检产品整理到靠近所述吹气翻转装置(1-4)的一侧；所述反向检测传感器(1-3)设于所述位置整理导向板(1-2)和吹气翻转装置(1-4)之间，用以检测待检产品的弧形朝向是否与所述抓取组件(3-2)的抓取方向相匹配；所述吹气翻转装置(1-4)设于传送带(1-1)远离入口处的一侧，接收所述反向检测传感器(1-3)的吹气命令，将待检产品的弧形朝向通过吹气翻转至与所述抓取组件(3-2)的抓取方向相匹配。

8.根据权利要求7的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述吹气翻转装置(1-4)设有压力自调节功能。

9.根据权利要求1或2的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述推送单元(2)包括到位线性激光传感器(2-1)、推送气缸(2-2)、推送板(2-3)和限位板(2-4)；所述到位线性激光传感器(2-1)用以检测待检产品是否到达推送单元(2)；所述推送气缸(2-2)将待检产品通过推送板(2-3)推送至限位板(2-4)，使待检产品移动至抓取位置。

10.根据权利要求9的玻璃升降器导轨弧度在线检测装置，其特征在于，所述推送板(2-3)和限位板(2-4)表面设有缓冲垫；所述推送气缸(2-2)在将产品推送到所述限位板(2-4)前提前减速。