CN109238171B - 全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，旨在提供一种具有能够方便上下料，还能够避免检测时的干涉，对零件进行全面检测，提高检测精准度的优点的全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，其技术方案要点是，机体包括位于中间位置的检测单元以及分别位于检测单元两侧的上料单元和下料单元，机架上对应检测单元设有用于运送圆柱玻璃棒的升降平移搬运装置，这种全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备能够方便完成玻璃棒的上料和下料，从而提升玻璃棒的检测效率，还能避免对活动中的检测板以及检测板上的检测探头产生干涉，如此能够环绕玻璃棒设置若干个检测探头，从而实现玻璃棒的完全检测，提升检测效果和检测精准度。

Description

全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备

技术领域

本发明涉及圆柱形零件检测设备领域，具体涉及全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备。

背景技术

日常中圆柱形零件的种类繁多，小到搅拌用的玻璃棒，大到汽车轴等等，都呈圆柱形状。尤其汽车中的凸轮轴、曲轴等，都是极为重要的部件，其形位公差以及轮廓尺寸是影响汽车性能的主要因素，因此在生产后一般都需要对圆柱形零件的圆柱度进行检测。

圆柱度测量是长度计量技术中对圆柱度误差的测量。测量时，长度传感器的测头沿精密直线导轨测量被测圆柱体的若干横截面，也可沿被测圆柱面作螺旋运动取样。近年来，圆柱度也可以通过若干个工业相机进行检测。

随着机器视觉图像传感器的飞速发展，工业相机从扫描原理上基本分为线阵相机和面阵相机，而且扫描速度越来越高，线阵相机高达120Kline/s，面阵相机采集速度也达到500FPS(刷新率)。在目前的检测应用中，线阵相机主要用于印刷检测，平面缺陷检测；面阵相机用于轮廓尺寸检测，图像处理比对，定位等需求。

近些年，CMOS图像传感器技术飞速发展，具有全局曝光的面阵传感器曝光时间可控制在约10us左右，输出控制功能强大，通过AOI(自动光学检测)功能即可实现1line输出，输出帧率也可达30kline/s，同时也可实现面阵1280*1024输出，这就在一些工业现场应用场合可结合线阵相机和面阵相机的优点，提高效率，节省成本。

目前圆柱体的圆柱表面图像采集一般用线阵相机采用物体旋转的方式扫描，然后软件展开为平面图像处理；

对于圆柱的直径和高度则通过面阵相机加背光光源采集图像，首先标定一个像素对应的尺寸，根据工件的直径像素个数和高度像素个数则可以计算出直径和高。通常情况下要求检测两方面内容，那么成熟的解决方案就是用一台面阵相机测量圆柱的直径和长度，用一台线阵相机展开圆柱侧面，检测侧面缺陷。

目前，公开号为CN204535628U的中国专利公开了一种圆柱工件圆柱度检测装置，它包括底座，其特征在于所述的底座上设置两个呈一定角度的基准面，与基准面相对的一侧设置限位装置，所述的限位装置与基准面之间夹持待测工件，所述的底座上还设置用于检测工件的测头。本发明用专用检测装置将圆柱工件紧贴于基准面，并将百分表和底座固定，同时测头测在圆柱工件外圆面上。配合旋转移动圆柱工件使测头进出，读取百分表上指示范围(极差＝最大值－最小值)，此极差为其圆柱度。

这种圆柱工件圆柱度检测装置虽然能够较为方便地固定工件，但是相对于激光检测和工业相机的检测，这种装置精度差、检测速度慢，不利于工业自动化的实现。

而公开号为CN207439363U的中国专利公开了一种活塞表面圆柱度检测装置，包括设有镂空区域和电机安装架的工作台、用以检测活塞外表面圆柱度的激光检测器、用以调整激光检测器位置的检测器调整组件、设于旋转电机的电机轴上且用以调整活塞平衡的活塞调整组件。

这种活塞表面圆柱度检测装置通过激光检测器对零件进行检测，提高了检测和生产的效率，然而上述两种检测装置在检测之前上料较为不便，效率低下，同时在检测较长的圆柱形零件时，不仅安装、拆卸零件困难，且检测中容易对零件的支撑部位产生干涉，如此无法对零件进行全面的检测，检测精准度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，其具有能够方便上下料，还能够避免检测时的干涉，对零件进行全面检测，提高检测精准度的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，包括机体和机架，机体包括位于中间位置的检测单元以及分别位于检测单元两侧的上料单元和下料单元，机架上对应检测单元设有用于运送圆柱玻璃棒的升降平移搬运装置，检测单元包括

若干个呈直线型状布置用于支撑圆柱玻璃棒的支撑件；

对应圆柱玻璃棒设置的检测件，检测件包括检测板和若干个环绕检测板固定的检测探头，检测板中心对应圆柱玻璃棒开孔设置，且检测板整体平行圆柱玻璃棒滑移连接在机体上；

支撑件包括垂直于水平面设置的支撑气缸，支撑气缸的输出轴上固定有用于支撑圆柱玻璃棒的支撑块，检测板滑移靠近支撑件时，支撑气缸的输出轴收回避免干涉，检测板通过后，支撑气缸的输出轴恢复原位以支撑圆柱玻璃棒；

升降平移搬运装置包括若干个相互平行用于抓住并抬升圆柱玻璃棒的搬运爪、设于机架上用于带动搬运爪上下滑移的升降件以及用于带动搬运爪左右移动的平移件。

通过采用上述技术方案，在工作状态下，上料单元能够将圆柱玻璃棒自动运输至指定位置，再通过升降平移装置将圆柱玻璃棒抬升运输至检测单元上进行测定，检测完成后，再通过升降搬运机构将圆柱玻璃棒运输至下料单元，如此能够方便完成玻璃棒的上料和下料，从而提升玻璃棒的检测效率。

在检测过程中，检测板沿玻璃棒滑移，当玻璃棒靠近最近的支撑件时，此处的支撑气缸的输出轴收回，带动支撑块下降，利用其他支撑件对玻璃棒进行稳定支撑，从而避免对活动中的检测板以及检测板上的检测探头产生干涉，如此能够环绕玻璃棒设置若干个检测探头，从而实现玻璃棒的完全检测。提升检测效果和检测精准度。

进一步设置：搬运爪包括连接臂以及设于连接臂末端的搬运块，连接臂末端设有回转气缸，用于带动搬运块沿其自身中心线旋转。

通过采用上述技术方案，由于上料单元和下料单元分别位于检测单元的两侧，当搬升降平移搬运装置上料时，搬运爪朝向上料单元；当搬升降平移搬运装置下料时，搬运爪旋转180度，朝向下料单元，减少了上下料时需要的机构，降低了成本。

进一步设置：平移件包括平行于水平面滑动连接在机架上的平移杆，平移杆与连接臂固定，升降件包括垂直于水平面滑动连接在机架上的升降块，用于带动平移杆升降。

通过采用上述技术方案，平移件能够带动平移杆在水平面上直线滑移，从而带动与之连接的连接臂和搬运爪水平滑移；升降件能够通过升降块带动平移杆整体上下滑移，从而实现搬运爪的升降运动。

进一步设置：上料单元包括设于机体上的输送链，输送链上设有若干个用于承载圆柱玻璃棒的输送块，输送块环绕并固定在输送链上。

进一步设置：输送链通过设于机体上的上料电机带动旋转，上料单元与下料单元的结构相同且二者关于检测单元相互对称设置。

通过采用上述技术方案，上料电机带动输送链旋转，就能够拉动固定在输送链上的输送块活动，若干个呈直线布置的输送块就能够带动圆柱玻璃棒活动从而完成上料；上料单元和下料单元对称设置能够便于圆柱玻璃棒的转移。

进一步设置：下料机构包括用于承载圆柱玻璃棒中合格品的第一输送件和用于承载不合格品的第二输送件。

通过采用上述技术方案，第一输送件和第二输送件能够分别承载检测完毕后的合格品和非合格品，从而方便操作人员对圆柱玻璃棒进行分类。

进一步设置：检测单元、上料单元和下料单元的机体底部均对应设有若干个用于支撑机体的水平调节轮。

通过采用上述技术方案，水平调节轮一方面能够对机体进行稳定支撑，达到更好的支撑效果，另一方面也能够通过水平调节轮减小机体与地面之间的阻力，从而更方便推动机体整体。

进一步设置：支撑块和升降块上均开设有用于容纳圆柱玻璃棒的开口，开口整体呈“V”字形设置。

通过采用上述技术方案，开口的设置能够与圆柱玻璃棒贴合，在搬运和检测圆柱玻璃棒的时候能够保持其稳定性，避免玻璃棒在检测过程中脱落。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

能够方便完成玻璃棒的上料和下料，从而提升玻璃棒的检测效率，还能避免对活动中的检测板以及检测板上的检测探头产生干涉，如此能够环绕玻璃棒设置若干个检测探头，从而实现玻璃棒的完全检测，提升检测效果和检测精准度。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是实施例1的结构示意图；

图2是实施例1中用于显示上料单元的示意图；

图3是实施例1中上料架的结构图；

图4是实施例1中用于显示升降平移搬运装置的示意图；

图5是实施例1中升降件的结构图；

图6是实施例1中用于显示检测单元的示意图；

图7是实施例1中检测板的结构图。

图中，1、机体；11、机架；111、垂直架；112、水平架；2、检测单元；21、支撑件；211、检测板；212、检测探头；213、支撑气缸；214、支撑块；215、开口；216、聚光板；217、检测孔；22、推动件；221、推动滑轨；222、滑动座；223、传送带；224、主动带轮；225、驱动电机；226、从动带轮；23、推动拖链；3、上料单元；31、输送链；32、输送块；33、上料电机；34、上料架；341、第一上料区；342、第二上料区；343、六角棒；344、纵向连接杆；345、连接钢管；35、连接板；36、主动链轮；37、从动链轮；38、型材板；39、带棱形座轴；4、下料单元；41、第一输送件；42、第二输送件；5、升降平移搬运装置；51、搬运爪；511、连接臂；512、搬运块；513、回转气缸；52、升降件；521、升降块；522、垂直滑轨；523、连接块；524、升降电机；525、升降丝杠；526、升降滑块；527、桥式拖链；53、平移件；531、平移杆；532、平移电机；533、平移丝杠；534、同步带；535、平移滑块；6、水平调节轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

本发明所采用的技术方案是：

实施例1，一种全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，如图1所示，其包括机体1和机架11机体1包括位于中间位置的检测单元2以及分别位于检测单元2两侧的上料单元3和下料单元4，机架11上对应检测单元2设有用于运送圆柱玻璃棒的升降平移搬运装置5，检测单元2、上料单元3和下料单元4的机体1底部均对应设有若干个用于支撑机体1的水平调节轮6，每个区域的机体1上均环绕机体1底面设有四个水平调节轮6。

如图1和图2所示，上料单元3包括设于机体1上的上料架34，上料架34包括位于不同平面上且结构相同的第一上料区341和第二上料区342，第一上料区341包括若干条相互平行设置的输送链31，输送链31上设有若干个环绕输送链31固定并用于承载圆柱玻璃棒的输送块32，输送块32上开设有用于承载圆柱玻璃棒的开口215，输送链31通过固定正在机体1上的上料电机33带动旋转。

如图2和图3所示，第一上料区341和第二上料区342位于同一垂线上，用于圆柱玻璃棒的上料。上料单元3与下料单元4的结构相同且二者关于检测单元2相互对称设置，下料机构包括用于承载圆柱玻璃棒中合格品的第一输送件41和用于承载不合格品的第二输送件42。第一输送件41、第二输送件42分别与第一上料区341和第二上料区342对应设置。

如图2和图3所示，输送链31两端分别设有用于带动输送链31旋转的主动链轮36和从动链轮37，主动链轮36与从动链轮37之间设有用于定位输送链31的型材板38。上料电机33的输出轴上固定有六角棒343，六角棒343依次穿透若干个主动链轮36，用于带动主动链轮36同步旋转。主动链轮36与六角棒343之间通过带棱形座轴39承相对固定，型材板38上固定连接有连接板35，用于将上料电机33固定在型材板38上。

如图2和图3所示，上料架34包括若干根相互平行呈矩形分布的纵向连接杆344，纵向连接杆344垂直于水平面固定在机体1上，相邻纵向连接杆344之间设有平行于圆柱玻璃棒设置用于固定输送链31位置的连接钢管345。连接钢管345依次穿透并与型材板38固定，每根纵向连接杆344上均设有两根相同的连接钢管345，分别与第一上料区341和第二上料区342连接。

如图1和图4所示，升降平移搬运装置5包括若干个相互平行用于抓住并抬升圆柱玻璃棒的搬运爪51、设于机架11上用于带动搬运爪51上下滑移的升降件52以及用于带动搬运爪51左右移动的平移件53，搬运爪51末端设有搬运块512。机架11包括两个垂直于水平面固定在机体1上的垂直架111以及连接在垂直架111之间的水平架112，搬运爪51位于水平架112内，垂直架111上上设有用于带动搬运爪51同步水平滑移的平移件53和用于带动搬运爪51同步升降的升降件52。

如图4和图5所示，搬运爪51包括垂直于水平面固定在平移件53上的连接臂511，连接臂511末端设有回转气缸513，搬运爪51连接在回转气缸513上，平移件53包括与连接臂511固定的平移杆531，平移杆531通过平移滑轨连接在水平架112上。平移件53包括沿平移滑轨方向设置的平移电机532以及平行于平移滑轨设置的平移丝杠533，平移电机532通过同步带534带动平移丝杠533旋转。水平架112上滑移连接有平移滑块535，平移滑块535与平移杆531相对固定，平移丝杠533穿透平移滑块535并与平移滑块535螺纹连接。

如图4和图5所示，升降件52包括垂直于水平面固定在垂直架111上的垂直滑轨522，垂直滑轨522上滑移连接有连接块523，连接块523一侧滑移连接在垂直滑轨522上，另一侧与水平架112相对固定。垂直架111上设有垂直于水平面设置的升降电机524，升降电机524的输出轴上设有升降丝杠525，水平架112上固定有升降滑块526，升降丝杠525穿透升降滑块526并与之螺纹连接。升降滑轨上设有桥式拖链527，桥式拖链527分别与水平架112和垂直架111连接。

如图1和图6所示，机体1上设有若干个呈直线形状分布的支撑件21，用于支撑圆柱玻璃棒，机体1上设有用于检测圆柱玻璃棒的检测件，检测件包括垂直于水平面的检测板211和若干个固定在检测板211上的检测探头212，检测板211中间对应圆柱玻璃棒设有圆形的检测孔217，机体1上还设有用于推动检测件沿圆柱玻璃棒滑移的推动件22，支撑件21末端连接有支撑块214，支撑件21能够带动支撑块214上下滑移。

如图6和图7所示，推动件22包括平行于圆柱玻璃棒固定在机体1上的推动滑轨221，推动滑轨221上滑移连接有滑动座222，滑动座222与检测板211相对固定。机体1上设有用于带动滑动座222滑移的传送带223，传送带223通过设于推动滑轨221两端的主动带轮224和从动带轮226带动旋转，主动带轮224通过固定在机体1上的驱动电机225带动。机体1上还设有推动拖链23，推动拖链23平行于圆柱玻璃棒，其一端与滑动座222固定，另一端固定在机体1上。

如图6和图7所示，检测探头212环绕检测孔217在检测板211上固定有三个，相邻检测探头212之间的检测板211上固定有聚光板216，聚光版与检测探头212相对垂直。聚光板216上设有信息采集模块，用于检测圆柱玻璃棒的圆柱度以及反馈检测信息。支撑件21包括支撑气缸213，支撑气缸213的输出轴上固定有支撑块214，用于支撑圆柱玻璃棒并使其处于平稳状态。支撑块214、输送块32和升降块521上均开设有用于容纳圆柱玻璃棒的开口215，开口215整体呈“V”字形设置。

以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，包括机体(1)和机架(11)，其特征在于：所述机体(1)包括位于中间位置的检测单元(2)以及分别位于检测单元(2)两侧的上料单元(3)和下料单元(4)，机架(11)上对应检测单元(2)设有用于运送圆柱玻璃棒的升降平移搬运装置(5)，检测单元(2)包括若干个呈直线型状布置用于支撑圆柱玻璃棒的支撑件(21)；对应圆柱玻璃棒设置的检测件，检测件包括检测板(211)和若干个环绕检测板(211)固定的检测探头(212)，检测板（211）中间对应圆柱玻璃棒设有圆形的检测孔（217），且检测板(211)整体平行圆柱玻璃棒滑移连接在机体(1)上；

支撑件(21)包括垂直于水平面设置的支撑气缸(213)，支撑气缸(213)的输出轴上固定有用于支撑圆柱玻璃棒的支撑块(214)，检测板(211)滑移靠近某个支撑件(21)时，该支撑件(21)的支撑气缸(213)的输出轴收回避免干涉，检测板(211)通过后，该支撑件(21)的支撑气缸(213)的输出轴恢复原位以支撑圆柱玻璃棒；

升降平移搬运装置(5)包括若干个相互平行用于抓住并抬升圆柱玻璃棒的搬运爪(51)、设于机架(11)上用于带动搬运爪(51)上下滑移的升降件(52)以及用于带动搬运爪(51)左右移动的平移件(53)；

所述搬运爪(51)包括连接臂(511)以及设于连接臂(511)末端的搬运块(512)，连接臂(511)末端设有回转气缸(513)，用于带动搬运块(512)沿其自身中心线旋转；

所述上料单元(3)包括设于机体(1)上的输送链(31)，输送链(31)上设有若干个用于承载圆柱玻璃棒的输送块(32)，输送块(32)环绕并固定在输送链(31)上；

所述检测单元(2)、上料单元(3)和下料单元(4)的机体(1)底部均对应设有若干个用于支撑机体(1)的水平调节轮(6)。

2.根据权利要求1所述的全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，其特征在于：所述平移件(53)包括平行于水平面滑动连接在机架(11)上的平移杆(531)，平移杆(531)与连接臂(511)固定，升降件(52)包括垂直于水平面滑动连接在机架(11)上的升降块(521)，用于带动平移杆(531)升降。

3.根据权利要求1所述的全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，其特征在于：所述输送链(31)通过设于机体(1)上的上料电机(33)带动旋转，上料单元(3)与下料单元(4)的结构相同且二者关于检测单元(2)相互对称设置。

4.根据权利要求3所述的全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，其特征在于：所述下料机构包括用于承载圆柱玻璃棒中合格品的第一输送件(41)和用于承载不合格品的第二输送件(42)。

5.根据权利要求2所述的全自动圆柱玻璃棒视觉检测设备，其特征在于：所述支撑块(214)和升降块(521)上均开设有用于容纳圆柱玻璃棒的开口(215)，开口(215)整体呈“V”字形设置。