CN220160584U - 一种汽车外饰条表面缺陷检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车外饰条表面缺陷检测设备，其包括依次连接的上料单元、视觉检测模块、图像处理模块、缺陷报警模块、下料剔除模块，视觉检测模块包括检测输送装置、Y轴运动机构、2D成像组件及3D成像组件，检测输送装置包括同步带传动机构和检测载台，所述同步带传动机构的前端设置上料点，中部设置第一检测工位、第二检测工位，后端设置下料点，检测载台安装在同步带传动机构的同步带上，2D成像组件安装在Y轴运动机构上，并位于第一检测工位的正上方，3D成像组件安装在第二检测工位的两侧，同步带传动机构驱使检测载台在X轴方向往复运动，Y轴运动机构驱使2D成像组件在Y轴方向往复运动。本实用新型检测效率、准确度高。

Description

一种汽车外饰条表面缺陷检测设备

技术领域

本实用新型涉及AOI表面缺陷检测系统，特别是一种汽车外饰条表面缺陷检测设备。

背景技术

在目前AOI表面缺陷检测中，汽车外饰条因受产品多样性及表面的高反光特性影响，导致其实现自动化表面缺陷检测的难度非常大。

传统的汽车外饰条表面受损检测采用人工检测的方式，这种检测方式效率不高，且因为汽车外饰条本身为狭长的长条形，一些微小的表面缺陷无法准确地检测出。

目前，虽也有采用机器视觉对汽车外饰条表面受损进行检测的尝试，但是现有检测普遍单纯采用2D成像组件进行2D成像检测，由于汽车外饰条的高反光性，使得检测过程中存在很多漏检。

因此，发明一种用于汽车外饰条的表面缺陷检测设备，提高汽车外饰条的检测准确率和速度就显得非常重要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有汽车外饰条表面受损检测只能人工检测的不足，本实用新型提供一种能自动对汽车外饰条表面进行受损检测的汽车外饰条表面缺陷检测设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种汽车外饰条表面缺陷检测设备，包括依次连接的上料单元、视觉检测模块、图像处理模块、缺陷报警模块、下料剔除模块，其中：

所述视觉检测模块包括检测输送装置、Y轴运动机构、2D成像组件及3D成像组件，所述检测输送装置包括同步带传动机构和检测载台，所述同步带传动机构的前端设置上料点，中部设置第一检测工位、第二检测工位，后端设置下料点，所述检测载台安装在所述同步带传动机构的同步带上，所述Y轴运动机构跨设安装在所述同步带传动机构的上方，所述2D成像组件安装在所述Y轴运动机构上，并位于所述第一检测工位的正上方，所述3D成像组件安装在所述第二检测工位的两侧，所述同步带传动机构驱使所述检测载台在X轴方向往复运动，所述Y轴运动机构驱使所述2D成像组件在Y轴方向往复运动。

本实用新型通过设置依次连接的上料单元、视觉检测模块、图像处理模块、缺陷报警模块、下料剔除模块，实现了对汽车外饰条表面受损的自动检测，且本实用新型的视觉检测模块中设置2D成像组件和3D成像组件，使得可利用2D成像组件和3D成像组件分别拍摄产品表面受损，从而使得表面受损成像清晰，能够有效地确认汽车外饰条表面瑕疵位置以及瑕疵种类等相关信息，使检测的准确度得到提高。

优选地，所述上料单元包括来料输送机和取料机器人，所述来料输送机安装在所述设备的最前端，且所述来料输送机的前端对接上一工序，后端对接检测上料点，所述取料机器人安装在所述检测上料点的一侧。

优选地，所述上料单元还包括来料暂存架，所述来料暂存架布置在所述来料输送机的后面，并位于所述取料机器人的作业范围内。

优选地，所述来料输送机的前端悬挑伸出设备300mm。

优选地，所述取料机器人包括沿X轴运动的水平模组和沿Z轴运动的垂直模组，所述垂直模组上安装有用于抓取来料的气爪。

优选地，所述2D成像组件包括面阵相机、平行光源和暗箱，所述面阵相机和平行光源布置在所述暗箱内，所述暗箱固定在所述Y轴运动机构上，所述暗箱的底部开口，所述检测工位位于所述暗箱的正下方。

优选地，所述3D成像组件包括3D结构光源和多目相机，所述3D结构光源和多目相机朝向所述检测工位设置。

优选地，所述检测载台上设置产品转动机构。

优选地，所述缺陷报警模块包括缺陷判定单元、报警单元和显示单元，所述缺陷判定单元连接所述报警单元和显示单元。

优选地，所述下料剔除模块包括下料机器人、NG件下料通道、OK件下料通道，所述NG件下料通道位于所述OK件下料通道上方，所述下料点、NG件下料通道、OK件下料通道都位于所述下料机器人的作业范围内。

本实用新型检测原理为：通过上料单元承接待检的汽车外饰条并传送，由取料机器人放至将上料单元传送过来或来料暂存架上的汽车外饰条放置于视觉检测模块的检测输送装置上，并经检测输送装置将外饰条传送到视觉检测工位，然后由2D成像组件和3D成像组件分别对汽车外饰条外表面图像数据进行采集，并通过网线将采集的汽车外饰条外表面图像数据传输到图像处理模块，之后，图像处理模块对采集的数据进行处理，并将处理后的结果反馈给缺陷报警模块，缺陷报警模块向检测人员报警和显示缺陷区域；最后，下料机器人分别将NG件抓取到NG件下料通道，OK件抓取到OK件下料通道。

需要说明的是，本实用新型中图像处理模块、缺陷报警模块对图像数据的处理方法为现有技术。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可以通过2D成像组件、3D成像组件的组合来实现汽车外饰条受损的成像，保证了汽车外饰条表面所有受损的成像质量。

2、本实用新型提高汽车外饰条类产品的检测良率与便利性，为此种产品的外观缺陷检测提供了多样性的选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型汽车外饰条表面缺陷检测设备的整体结构示意图。

图2是来料输送机的结构示意图。

图3是取料机器人的结构示意图。

图4是取料机器人的拾取端的结构示意图。

图5是视觉检测模块的结构示意图。

图6是Y轴运动机构与2D成像组件的组装状态示意图。

图7是下料机器人的结构示意图。

图8是下料通道的结构示意图。

图9是本实用新型用于检测时的动作流程图。

图中标号说明：

1：上料单元；2：视觉检测模块；3：下料剔除模块；4：产品；

11：来料输送机；111：长护板；112：来料感应器；113：短护板；114：电机；

12：来料暂存架；

13：取料机器人；131：水平模组；132：拖链；133：垂直模组；134：取料机器人安装架；135：拾取器；13501：拾取器安装板；13502：气爪安装板；13503：气爪；13504：传感器；

21：检测输送装置；211：同步带传动机构；212：检测载台；22：Y轴运动机构；23：2D成像组件；24：3D成像组件；

221：Y轴同步带模块；222：下直线导轨；223：上直线导轨；224：Y向运动机构安装架；

31：下料机器人；311：下料机器人安装架；312：X轴模组；313：Z轴模组；314：气动夹爪；315：夹爪连接块；

32：NG件下料通道；33：OK件下料通道；321：NG件下料传感器；331：OK件下料传感器；34：下料机构安装架。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

请参阅图1－图8，以汽车水切饰条表面受损的检测为例，本实用新型汽车外饰条表面缺陷检测设备一实施例包括依次连接的上料单元1、视觉检测模块2、图像处理模块(图中未示)、缺陷报警模块(图中未示)、下料剔除模块3。

一、上料单元1包含有来料输送机11、来料暂存架12及取料机器人13。

其中，来料输送机11采用双同步带式输送机构，并安装在本实用新型设备的最前端，且所述来料输送机11的前端对接上一工序，后端对接检测上料点。来料输送机的前端悬挑伸出设备约300mm，以方便与上一工序的对接。

其中，来料暂存架12采用可移动脚轮安装成的可抽拉式结构，以便于人工放置。另外，所述来料暂存架12布置在所述来料输送机11的后面，并位于所述取料机器人13的作业范围内。当来料过快时，取料机器人13负责将产品从来料输送机11上搬运到来料暂存架12上。

其中，所述取料机器人13包括沿X轴运动的水平模组131和沿Z轴运动的垂直模组133，所述垂直模组上安装有用于抓取来料的气爪13503。水平模组移动行程为3米，采用750W的伺服电机进行驱动。垂直模组移动行程为0.9米，采用750W的伺服电机进行驱动。所述取料机器人13安装在所述检测上料点的一侧。

上料单元1的动作如下：

工件经过上一工序直接流出到来料输送机11上，并由来料输送机11输送到检测上料点；

当工件被来料输送机11输送到检测上料点后，由取料机器人13把工件取下并放置于视觉检测模块2的检测输送装置21上等待检测，或者放在来料暂存架12上进行缓存。

二、视觉检测模块2包括检测输送装置21、Y轴运动机构22、2D成像组件23及3D成像组件24。

其中：检测输送装置21包括同步带传动机构211和检测载台212，所述同步带传动机构211的前端设置上料点，中部设置第一检测工位、第二检测工位，后端设置下料点，所述检测载台212安装在所述同步带传动机构211的同步带上；同步带传动机构211采用双同步带式输送机，其动力单元为400W的伺服电机；所述检测载台212上设置产品转动机构，工件放置到产品转动机构上，通过产品转动机构带动工件转动，可实现工件外表面各处的缺陷成像。

Y轴运动机构22跨设安装在所述检测输送装置21的上方。

2D成像组件23安装在所述Y轴运动机构22上，并位于所述第一检测工位的正上方；2D成像组件23包含8个1200W高清面阵相机和6根高亮白色平行光源。

3D成像组件24安装在所述第二检测工位的两侧，3D成像组件24包含1个1.2米长，0.5米宽的3D结构光源和由12个高清工业相机组成的多目相机。

视觉检测模块2的具体安装方式如下：

面阵相机和平行光源通过安装板固定在一暗箱内，以确保面阵相机在对汽车外饰条进行数据采集时不会受到自然光及环境光的影响。所述暗箱的底部开口，所述检测工位位于所述暗箱的正下方。面阵相机和平行光源主要对产品表面的脏污、白点等表面数据进行采集，并采用图像特征抽取融合的图像处理技术，获取表面缺陷特征信息；

所述暗箱固定在Y轴运动机构22上，通过暗箱随Y轴运动机构22的运动，使暗箱内的面阵相机和平行光源能在Y方向上进行移动；

3D结构光源和多目相机分别安装在第二检测工位的左右两侧，其中3D结构光源及多目相机的数量和采集范围根据产品的长度来进行匹配，要求能覆盖整个产品的长度。多目相机采集的3D图像数据通过解相位的方式实现对工件上具有深度或高度信息缺陷的获取，最终获得产品表面缺陷特征的检测。

检测时，所述同步带传动机构211驱使所述检测载台212在X轴方向往复运动，所述Y轴运动机构22驱使所述2D成像组件23在Y轴方向往复运动。

三、图像处理模块为现有技术。

四、缺陷报警模块包括缺陷判定单元、报警单元和显示单元，所述缺陷判定单元连接所述报警单元和显示单元。

五、下料剔除模块3包括下料机器人31、NG件下料通道32、OK件下料通道33，NG件下料通道32和OK件下料通道33安装在下料机构安装架34上，NG件下料通道32位于OK件下料通道33上方，所述下料点、NG件下料通道32、OK件下料通道33都位于所述下料机器人31的作业范围内。

其中：下料机器人31也包括沿X轴运动的X轴模组312和沿Z轴运动的Z轴模组313，所述Z轴模组313上安装有用于抓取来料的气爪。X轴模组312的移动行程为0.65米，采用200W的伺服电机进行驱动。垂直模组313的移动行程为0.25米，采用100W的伺服电机进行驱动。

NG件下料通道32、OK件下料通道33都采用双同步带式输送机构，动力单元分别采用400W的伺服电机。

如图9所示，本实用新型用于汽车水切饰条表面受损(缺陷)检测时，包括如下步骤：

步骤一：上料：由机器人或者人工上料至上料单元1的来料输送机11上，来料输送机11带着汽车外饰条运行到上料点，当来料过快时，由取料机器人13抓取放置在来料暂存架12上，进行暂存。

步骤二：取料：取料机器人13把上料单元1里的汽车水切饰条抓取放置于视觉检测模块2的检测输送装置21上，由检测输送装置21输送至第一检测工位。

步骤三：数据采集一：2D成像组件在Y轴运动机构上移动，并连续拍照采集汽车水切饰条的表面图像数据。所述汽车水切饰条的表面图像数据包括该汽车水切饰条的上表面图像数据、右侧面图像数据、左侧面图像数据。

步骤四：传输产品：检测输送装置21将汽车水切饰条输送至第二检测工位。

步骤五：数据采集二：3D成像组件对汽车水切饰条的上表面图像数据进行获取。

步骤六：完成数据采集之后，图像处理模块按照一定的处理方式对汽车水切饰条的表面图像数据进行处理生成该汽车水切饰条的表面缺陷数据(此步骤采用的是现有方法)。

步骤七：缺陷报警模块依据该汽车水切饰条的表面缺陷数据对检测人员进行缺陷报警和缺陷区域显示(现有方法)。具体而言，缺陷报警模块的缺陷判定单元按照一定的判定步骤对该汽车外饰条外观缺陷数据进行判定，具体的判定步骤如下：

以该汽车外饰条外观图像数据为例，获取该汽车外饰条外观图像数据的缺陷值；

若判定当前汽车外饰条外观重度受损并依据其生成重度缺陷报警指令，所述缺陷判定单元将重度缺陷报警指令传输到报警单元；所述缺陷判定模块获取汽车外饰条外观的非正常像素区域并将其传输到显示单元；所述报警单元接收到缺陷判定单元传输的重度缺陷报警指令后实时对检测人员进行声音预警；所述显示单元接收到缺陷判定单元传输的汽车外饰条表面的非正常像素区域后对其进行标记并将其显示给检测人员；

若判定当前汽车外饰条外观中度受损并依据其生成中度缺陷报警指令，所述缺陷判定单元将中度缺陷报警指令传输到报警单元；所述显示单元接收到缺陷判定单元传输的汽车外饰条表面的非正常像素区域后对其进行标记并将其显示给检测人员；

若判定当前汽车外饰条外观微轻度缺陷，不做任何处理。

步骤八：下料剔除模块依据图像处理模块对该汽车水切饰条的表面缺陷数据进行分析后的结果进行分类下料，并将NG料和OK料分别放置于对应的下料输送装置上，流至下一道工序。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方案，但本实用新型的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种汽车外饰条表面缺陷检测设备，包括依次连接的上料单元(1)、视觉检测模块(2)、图像处理模块、缺陷报警模块、下料剔除模块(3)，其特征在于：

所述视觉检测模块包括检测输送装置(21)、Y轴运动机构(22)、2D成像组件(23)及3D成像组件(24)，所述检测输送装置包括同步带传动机构(211)和检测载台(212)，所述同步带传动机构的前端设置上料点，中部设置第一检测工位、第二检测工位，后端设置下料点，所述检测载台安装在所述同步带传动机构的同步带上，所述Y轴运动机构跨设安装在所述同步带传动机构的上方，所述2D成像组件安装在所述Y轴运动机构上，并位于所述第一检测工位的正上方，所述3D成像组件安装在所述第二检测工位的两侧，所述同步带传动机构驱使所述检测载台在X轴方向往复运动，所述Y轴运动机构驱使所述2D成像组件在Y轴方向往复运动。

2.根据权利要求1所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述上料单元包括来料输送机(11)和取料机器人(13)，所述来料输送机安装在所述设备的最前端，且所述来料输送机的前端对接上一工序，后端对接检测上料点，所述取料机器人安装在所述检测上料点的一侧。

3.根据权利要求2所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述上料单元还包括来料暂存架(12)，所述来料暂存架布置在所述来料输送机的后面，并位于所述取料机器人的作业范围内。

4.根据权利要求2所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述来料输送机的前端悬挑伸出设备300mm。

5.根据权利要求2所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述取料机器人包括沿X轴运动的水平模组(131)和沿Z轴运动的垂直模组(133)，所述垂直模组上安装有用于抓取来料的气爪。

6.根据权利要求1所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述2D成像组件(23)包括面阵相机、平行光源和暗箱，所述面阵相机和平行光源布置在所述暗箱内，所述暗箱固定在所述Y轴运动机构上，所述暗箱的底部开口，所述第一检测工位位于所述暗箱的正下方。

7.根据权利要求1所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述3D成像组件(24)包括3D结构光源和多目相机，所述3D结构光源和多目相机朝向所述第二检测工位设置。

8.根据权利要求1所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述检测载台上设置产品转动机构。

9.根据权利要求1所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述缺陷报警模块包括缺陷判定单元、报警单元和显示单元，所述缺陷判定单元连接所述报警单元和显示单元。

10.根据权利要求1所述的汽车外饰条表面缺陷检测设备，其特征在于，所述下料剔除模块包括下料机器人、NG件下料通道、OK件下料通道，所述NG件下料通道位于所述OK件下料通道上方，所述下料点、NG件下料通道、OK件下料通道都位于所述下料机器人的作业范围内。