CN107179320A - 基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法 - Google Patents

基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法，包括机台及设置在机台上的PLC控制器、下料装置、夹料旋转机构、工业机器视觉摄像装置和光学检测装置，所述工业机器视觉摄像装置对称地设置有两组，所述夹料旋转机构的料夹位于两组工业机器视觉摄像装置之间，所述光学检测装置射出的光束与两组工业机器视觉摄像装置之间的连线垂直，且所述工业机器视觉摄像装置连接有工业机器视觉控制器，所述机台上且位于夹料旋转机构的下方设置有限位机构。通过本发明进行检测，不但效率高，极大地降低检测成本，而且准确度高，可以有效杜绝错检和漏检，确保了产品质量。同时，本发明的结构简单、使用安全可靠、适用范围广，具有很好的实际应用价值。

Description

基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法
技术领域
本发明涉及钻孔倒角质量检测技术领域，具体是涉及一种基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法。
背景技术
目前，对于液压油缸缸体等圆柱状零件上的钻孔倒角面的质量检测，通常是采用人工进行检测，不但容易出现漏检或错检的问题，而且人工检测速度慢，同时还需要耗费大量人力资源，从而导致检测成本高昂，不符合现代化工业生产的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种结构简单、使用安全可靠、制造容易、检测效率和准确度都较高的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法，其特点是：包括机台及设置在机台上的PLC控制器、下料装置、夹料旋转机构、工业机器视觉摄像装置和光学检测装置，其中所述工业机器视觉摄像装置对称地设置有两组，所述夹料旋转机构的料夹位于两组工业机器视觉摄像装置之间，所述光学检测装置射出的光束与两组工业机器视觉摄像装置之间的连线垂直，且所述工业机器视觉摄像装置连接有工业机器视觉控制器，所述机台上且位于夹料旋转机构的下方设置有限位机构。
其中，所述夹料旋转机构包括设置在机台上的转盘、设置在机台上且与转盘通过同步皮带相连接的步进电机及设置在转盘上的料夹和旋转编码器，所述料夹上设置有夹料气缸，且所述步进电机、旋转编码器和夹料气缸分别与PLC控制器连接，所述下料装置输送过来的工件由转盘的转轴上开设的通孔穿过并到达限位机构后通过料夹夹紧。
所述光学检测装置由设置在机台上的光束发射头及设置在机台上且与光束发射头相对的光束接收器组成，且所述光学检测装置与PLC控制器连接。
所述工业机器视觉摄像装置由设置在机台上的工业机器视觉摄像头及设置在工业机器视觉摄像头前端的视觉光源组成。
所述限位机构由设置在机台上的限位板及设置在机台上且与限位板相连接的旋转气缸组成，所述旋转气缸与PLC控制器连接，所述限位板通过旋转气缸实现翻转。
所述机台上且位于限位机构的下方设置有收料槽，所述收料槽的底面设置有通过分料气缸实现打开的挡板，所述挡板的下方设置有废料槽，所述分料气缸与PLC控制器连接。
所述下料装置为振动盘下料装置。
本发明所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测方法，其特点是包括以下步骤：
步骤一、通过下料装置将工件送入转盘上设置的料夹内，当工件的下端到达限位板时，通过PLC控制器控制夹料气缸动作而驱使料夹夹紧工件；
步骤二、由PLC控制器控制步进电机通过同步皮带带动转盘旋转，通过转盘的旋转而使料夹带动工件转动，同时通过光束发射头发出一束光束射向工件的表面，当工件转动到合适角度时，光束贯穿工件上的钻孔而被对面的光束接收器接收，而工件继续转动，当到达设定值的位置时，触发PLC控制器控制旋转编码器使工件在这个位置再旋转90度，到达工业机器视觉摄像装置的位置停下；
步骤三、通过工业机器视觉摄像装置采集工件上已加工的钻孔倒角位置的图像，并将采集到的图像传送到工业机器视觉控制器与之前采集的无缺陷合格工件倒角图像库进行对比、分析和匹配后，通过PLC控制器控制夹料气缸和旋转气缸同时动作，使料夹松开工件的同时限位挡板翻转，从而使判断为合格的工件跌落收料槽，判断为有缺陷的工件，则由PLC控制器控制分料气缸将收料槽底面的挡板打开，使其直接跌落废料槽。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
通过本发明来代替人工检测，不但检测效率高，极大地降低了检测成本，而且检测准确度高，有效地确保了产品质量，并且不会出现错检和漏检的问题。同时，本发明的结构简单、使用安全可靠、制造容易、适用范围广，特别适用于液压油缸缸体等圆柱状零件上的钻孔倒角缺陷检测。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为本发明的左视结构示意图。
图3为本发明的仰视结构示意图。
具体实施方式
如图1-图3所示，本发明所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置及方法，包括机台1及设置在机台1上的PLC控制器2、下料装置3、夹料旋转机构4、工业机器视觉摄像装置5和光学检测装置6。其中，所述下料装置3是位于机台1的上方，并通过支架（图中未画出）固定在机台1上。而且，该下料装置3为振动盘下料装置，所述的振动盘下料装置的传送链竖直地设置在机台1的上方，从而使工件是竖直地送入料夹44内。而所述的夹料旋转机构4、工业机器视觉摄像装置5和光学检测装置6均安装在机台1的底面上。同时，所述工业机器视觉摄像装置5对称地设置有两组，所述夹料旋转机构4的料夹44位于两组工业机器视觉摄像装置5之间，通过设置成这样的结构，能够同时对工件钻孔的前后倒角进行图像的采集，提高了工作效率。而所述光学检测装置6射出的光束与两组工业机器视觉摄像装置5之间的连线垂直，这样便于工件检测位置的准确定位。而且，所述工业机器视觉摄像装置5连接有工业机器视觉控制器7，所述机台1上且位于夹料旋转机构4的下方设置有限位机构8。
其中，所述夹料旋转机构4包括设置在机台1上的转盘41、设置在机台1上且与转盘41通过同步皮带42相连接的步进电机43及设置在转盘41上的料夹44和旋转编码器45，所述料夹44上设置有夹料气缸46，且所述步进电机43、旋转编码器45和夹料气缸46分别与PLC控制器2连接，所述下料装置3输送过来的工件由转盘41的转轴上开设的通孔穿过并到达限位机构8后通过料夹44夹紧。由于转盘41是位于机台1的底面上，因此其转轴上的通孔贯穿机台1的台面，这样下料装置3输送过来的工件才能够送入到料夹44内。所述光学检测装置6由设置在机台1上的光束发射头61及设置在机台1上且与光束发射头61相对的光束接收器62组成，且所述光学检测装置6与PLC控制器2连接。所述工业机器视觉摄像装置5由设置在机台1上的工业机器视觉摄像头51及设置在工业机器视觉摄像头51前端的视觉光源52组成。所述限位机构8由设置在机台1上的限位板81及设置在机台1上且与限位板81相连接的旋转气缸82组成，所述旋转气缸82与PLC控制器2连接，所述限位板81通过旋转气缸82实现翻转。此外，所述机台1上且位于限位机构8的下方设置有收料槽9，所述收料槽9的底面设置有通过分料气缸10实现打开的挡板91，所述挡板91的下方设置有废料槽（图中未画出），所述分料气缸10与PLC控制器2连接。
采用上述结构的钻孔倒角缺陷检测装置进行检测，其方法如下：
步骤1）、通过下料装置3将工件送入转盘41上设置的料夹44内，当工件的下端到达限位板81时，通过PLC控制器2控制夹料气缸46动作而驱使料夹44夹紧工件；
步骤2）、由PLC控制器2控制步进电机43通过同步皮带42带动转盘41旋转，通过转盘41的旋转而使料夹44带动工件转动，同时通过光束发射头61发出一束光束射向工件的表面，当工件转动到合适角度时，光束贯穿工件上的钻孔而被对面的光束接收器62接收，而工件继续转动，当到达设定值的位置时，触发PLC控制器2控制旋转编码器45使工件在这个位置再旋转90度，到达工业机器视觉摄像装置5的位置停下；
步骤3）、通过工业机器视觉摄像装置5采集工件上已加工的钻孔倒角位置的图像，并将采集到的图像传送到工业机器视觉控制器7与之前采集的无缺陷合格工件倒角图像库进行对比、分析和匹配后，通过PLC控制器2控制夹料气缸46和旋转气缸82同时动作，使料夹44松开工件的同时限位挡板81翻转，从而使判断为合格的工件跌落收料槽9，判断为有缺陷的工件，则由PLC控制器2控制分料气缸10将收料槽9底面的挡板91打开，使其直接跌落废料槽。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置，其特征在于：包括机台（1）及设置在机台（1）上的PLC控制器（2）、下料装置（3）、夹料旋转机构（4）、工业机器视觉摄像装置（5）和光学检测装置（6），其中所述工业机器视觉摄像装置（5）对称地设置有两组，所述夹料旋转机构（4）的料夹（44）位于两组工业机器视觉摄像装置（5）之间，所述光学检测装置（6）射出的光束与两组工业机器视觉摄像装置（5）之间的连线垂直，且所述工业机器视觉摄像装置（5）连接有工业机器视觉控制器（7），所述机台（1）上且位于夹料旋转机构（4）的下方设置有限位机构（8）。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置，其特征在于：所述夹料旋转机构（4）包括设置在机台（1）上的转盘（41）、设置在机台（1）上且与转盘（41）通过同步皮带（42）相连接的步进电机（43）及设置在转盘（41）上的料夹（44）和旋转编码器（45），所述料夹（44）上设置有夹料气缸（46），且所述步进电机（43）、旋转编码器（45）和夹料气缸（46）分别与PLC控制器（2）连接，所述下料装置（3）输送过来的工件由转盘（41）的转轴上开设的通孔穿过并到达限位机构（8）后通过料夹（44）夹紧。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置，其特征在于：所述光学检测装置（6）由设置在机台（1）上的光束发射头（61）及设置在机台（1）上且与光束发射头（61）相对的光束接收器（62）组成，且所述光学检测装置（6）与PLC控制器（2）连接。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置，其特征在于：所述工业机器视觉摄像装置（5）由设置在机台（1）上的工业机器视觉摄像头（51）及设置在工业机器视觉摄像头（51）前端的视觉光源（52）组成。
5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置，其特征在于：所述限位机构（8）由设置在机台（1）上的限位板（81）及设置在机台（1）上且与限位板（81）相连接的旋转气缸（82）组成，所述旋转气缸（82）与PLC控制器（2）连接，所述限位板（81）通过旋转气缸（82）实现翻转。
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置，其特征在于：所述机台（1）上且位于限位机构（8）的下方设置有收料槽（9），所述收料槽（9）的底面设置有通过分料气缸（10）实现打开的挡板（91），所述挡板（91）的下方设置有废料槽，所述分料气缸（10）与PLC控制器（2）连接。
7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测装置，其特征在于：所述下料装置（3）为振动盘下料装置。
8.一种基于机器视觉的钻孔倒角缺陷检测方法，该方法采用如上述任一权利要求所述的检测装置，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、通过下料装置（3）将工件送入转盘（41）上设置的料夹（44）内，当工件的下端到达限位板（81）时，通过PLC控制器（2）控制夹料气缸（46）动作而驱使料夹（44）夹紧工件；
步骤二、由PLC控制器（2）控制步进电机（43）通过同步皮带（42）带动转盘（41）旋转，通过转盘（41）的旋转而使料夹（44）带动工件转动，同时通过光束发射头（61）发出一束光束射向工件的表面，当工件转动到合适角度时，光束贯穿工件上的钻孔而被对面的光束接收器（62）接收，而工件继续转动，当到达设定值的位置时，触发PLC控制器（2）控制旋转编码器（45）使工件在这个位置再旋转90度，到达工业机器视觉摄像装置（5）的位置停下；
步骤三、通过工业机器视觉摄像装置（5）采集工件上已加工的钻孔倒角位置的图像，并将采集到的图像传送到工业机器视觉控制器（7）与之前采集的无缺陷合格工件倒角图像库进行对比、分析和匹配后，通过PLC控制器（2）控制夹料气缸（46）和旋转气缸（82）同时动作，使料夹（44）松开工件的同时限位挡板（81）翻转，从而使判断为合格的工件跌落收料槽（9），判断为有缺陷的工件，则由PLC控制器（2）控制分料气缸（10）将收料槽（9）底面的挡板（91）打开，使其直接跌落废料槽。
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