CN112730438A - 一种产品外观的自动检测设备及激光加工生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种产品外观的自动检测设备及激光加工生产线，其中，产品外观的自动检测设备包括工作台、x轴移动模块、y轴移动模块、z轴移动模块、检测模块及夹持模块，x轴移动模块设置在工作台上，y轴移动模块设置在x轴移动模块上，z轴移动模块设置在y轴移动模块上，检测模块设置在z轴移动模块上，夹持模块设置在工作台上，且位于检测模块下方。本发明能够提升外观检测设备的自动化程度，相较传统的感觉检测方式，检测速度更快，大幅度提升了外观检测设备的检测效率及准确性。

Description

一种产品外观的自动检测设备及激光加工生产线

【技术领域】

本发明涉及外观检测技术领域，尤其是指一种产品外观的自动检测设备及激光加工生产线。

【背景技术】

外观检测主要用于快速识别产品的外观缺陷，如凹坑、裂纹、翘曲、缝隙、污渍、沙粒、毛刺、气泡、颜色不均匀等，被检测的产品可以是透明体，也可以是不透明体。

传统的外观检测通常采用手摸、目视的感觉检测方式。随着现代工业的高速发展，产品对外观的要求越来越高，仅凭检测人员的肉眼进行检测已无法达到产品所需的精度要求，一些基于计算机、光、机、电等技术的外观检测设备由此应运而生。这些外观检测设备虽然具备一定的精准性，但是自动化程度和检测效率较低。

因此，有必要对上述外观检测设备的结构进行改进。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是：提供一种产品外观的自动检测设备及激光加工生产线，解决现有技术中外观检测设备的自动化程度和检测效率较低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明实施例第一方面提供一种产品外观的自动检测设备，包括：工作台、x轴移动模块、y轴移动模块、z轴移动模块、检测模块及夹持模块，所述x轴移动模块设置在工作台上，所述y轴移动模块设置在x轴移动模块上，所述z轴移动模块设置在y轴移动模块上，所述检测模块设置在z轴移动模块上，所述夹持模块设置在工作台上，且位于所述检测模块下方。

在一些实施例中，所述x轴移动模块包括：第一伺服电机、第一滚珠丝杠、第一滑板及设于所述工作台的底座，所述底座两侧分别设有第一滑轨，所述第一伺服电机设置在底座上，且驱动连接于第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠连接于第一滑板，所述第一滑板滑接于第一滑轨。

在一些实施例中，所述y轴移动模块包括：第二伺服电机、第二滚珠丝杠、第二滑板及设于所述第一滑板的底板，所述底板两侧设有第二滑轨，所述第二伺服电机设置在底板上，且驱动连接于第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠连接于第二滑板，所述第二滑板滑接于第二滑轨。

在一些实施例中，所述第二滑板上设有支撑座，所述z轴移动模块包括：第三伺服电机、第三滚珠丝杠、第三滑板及设于所述支撑座的安装板，所述安装板两侧设有第三滑轨，所述第三伺服电机设置在安装板上，且驱动连接于第三滚珠丝杠，所述第三滚珠丝杠连接于第三滑板，所述第三滑板滑接于第三滑轨。

在一些实施例中，所述检测模块包括：第四伺服电机、激光器及设于所述第三滑板的安装座，所述第四伺服电机及激光器均设置在安装座上，所述激光器与第四伺服电机驱动连接，所述激光器的出光口朝向工作台。

在一些实施例中，所述产品外观的自动检测设备还包括：定位模块，所述定位模块设置在安装座上。

在一些实施例中，所述定位模块包括：CCD相机、光源及设于所述安装座的连接板，所述CCD相机及光源均设置在连接板上，所述CCD相机的拍摄口及光源的出光口均朝向工作台。

在一些实施例中，所述产品外观的自动检测设备还包括：标定块，所述标定块设置在工作台上，且位于所述激光器下方。

在一些实施例中，所述夹持模块包括：第一夹持单元及第二夹持单元，所述第一夹持单元及第二夹持单元间隔设置；

所述第一夹持单元包括：第五伺服电机、气动卡盘及设于所述工作台的基座，所述第五伺服电机及气动卡盘均设置在基座上，且所述气动卡盘与第五伺服电机驱动连接；

所述第二夹持单元包括：气缸、顶锥及设于所述工作台的基板，所述基板两侧分别设有第四滑轨，所述气缸设置在基板上，且驱动连接于顶锥，所述顶锥滑接于第四滑轨；

其中，所述气动卡盘与顶锥同轴心。

本发明实施例第二方面提供一种激光加工生产线，包括：控制终端及如本发明实施例第一方面所述的产品外观的自动检测设备，所述产品外观的自动检测设备与控制终端通信连接。

从上述描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

采用x轴移动模块、y轴移动模块及z轴移动模块带动检测模块在三维空间移动，同时对夹持模块所夹持的待检测产品进行外观检测，以提升外观检测设备的自动化程度。相较传统的感觉检测方式，本发明检测速度更快，大幅度提升了外观检测设备的检测效率及准确性。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，而不是全部实施例。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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的产品外观的自动检测设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的x轴移动模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的y轴移动模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的z轴移动模块的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的检测模块的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的标定块的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的第一夹持单元的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第二夹持单元的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的激光加工生产线的模块方框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的产品外观的自动检测设备的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供一种产品外观的自动检测设备，包括工作台1、x轴移动模块2、y轴移动模块3、z轴移动模块4、检测模块5及夹持模块6，其中，x轴移动模块2设置在工作台1上，y轴移动模块3设置在x轴移动模块2上，z轴移动模块4设置在y轴移动模块3上，检测模块5设置在z轴移动模块4上，夹持模块6设置在工作台1上，且位于检测模块5下方。

应当说明的是，x轴移动模块2、y轴移动模块3及z轴移动模块4的移动方向相互垂直，实际上，x方向、y方向及z方向相当于三维笛卡尔坐标系中的x轴、y轴及z轴的方向。基于此，设置于z轴移动模块4的检测模块5能够凭借x轴移动模块2、y轴移动模块3及z轴移动模块4的合作实现三维空间内任意位置的移动。

在实际应用中，x轴移动模块2、y轴移动模块3及z轴移动模块4相互合作，带动检测模块5在三维空间内移动，以对夹持模块6所夹持的待检测产品进行外观检测。此过程中，x轴移动模块2、y轴移动模块3、z轴移动模块4及检测模块5均由某一控制终端自动控制。

本发明实施例提供的产品外观的自动检测设备能够提升外观检测设备的自动化程度，且相较于传统的感觉检测方式，检测速度更快，大幅度提升了外观检测设备的检测效率及准确性。

请进一步参阅图2、图3以及图4，图2为本发明实施例提供的x轴移动模块的结构示意图，图3为本发明实施例提供的y轴移动模块的结构示意图，图4为本发明实施例提供的z轴移动模块的结构示意图。

作为一种可行的实施方式，上述x轴移动模块2、y轴移动模块3及z轴移动模块4的具体结构可以分别为下述形式。

如图2所示，上述x轴移动模块2可以包括第一伺服电机21、第一滚珠丝杠22、第一滑板23及设于工作台1的底座24，其中，底座24两侧分别设有第一滑轨25，第一伺服电机21设置在底座24上，且驱动连接于第一滚珠丝杠22，第一滚珠丝杠22连接于第一滑板23，第一滑板23滑接于第一滑轨25。

在实际应用中，第一伺服电机21驱动第一滚珠丝杠22做旋转运动，第一滚珠丝杠22带动第一滑板23沿第一滑轨25往复移动，以实现x轴移动模块2的x方向的移动。

如图3所示，上述y轴移动模块3可以包括第二伺服电机31、第二滚珠丝杠32、第二滑板33及设于第一滑板23的底板34，其中，底板34两侧设有第二滑轨35，第二伺服电机31设置在底板34上，且驱动连接于第二滚珠丝杠32，第二滚珠丝杠32连接于第二滑板33，第二滑板33滑接于第二滑轨35。

在实际应用中，y轴移动模块3的移动方式与上述x轴移动模块2一致，y轴移动模块3的移动方式参见上述x轴移动模块2的相关描述即可，此处不再赘述。

进一步的是，由于z轴移动模块4与y轴移动模块3的移动方向相互垂直，所以为了给z轴移动模块4预留足够的移动空间，需要在上述第二滑板33上设置一个支撑座7，以安装y轴移动模块3。

如图4所示，上述z轴移动模块4可以包括第三伺服电机41、第三滚珠丝杠42、第三滑板43及设于支撑座7的安装板44，其中，安装板44两侧设有第三滑轨45，第三伺服电机41设置在安装板44上，且驱动连接于第三滚珠丝杠42，第三滚珠丝杠42连接于第三滑板43，第三滑板43滑接于第三滑轨45。

在实际应用中，z轴移动模块4的移动方式与上述x轴移动模块2一致，z轴移动模块4的移动方式参见上述x轴移动模块2的相关描述即可，此处不再赘述。

请进一步参阅图5以及图6，图5为本发明实施例提供的检测模块的结构示意图，图6为本发明实施例提供的标定块的结构示意图。

作为另一种可行的实施方式，上述检测模块5的具体结构可以为下述形式。

如图5所示，上述检测模块5可以包括第四伺服电机51、激光器52及设于上述第三滑板43的安装座53，其中，第四伺服电机51及激光器52均设置在安装座53上，激光器52与第四伺服电机51驱动连接，激光器52的出光口朝向工作台1。

在实际应用中，激光器52发出激光对夹持模块6所夹持的待检测产品进行激光检测。此过程中，第四伺服电机51可以驱动激光器52以改变检测角度。

进一步的是，为了进一步提升外观检测的准确性，本发明实施例提供的产品外观的自动检测设备还可以包括设置在安装座53上的定位模块8，用于检测模块5对夹持模块6所夹持的待检测产品进行外观检测之前，对夹持模块6所夹持的待检测产品进行定位，以进一步提升外观检测的准确性。

作为一种示例，定位模块8可以包括CCD相机81、光源82及设于安装座53的连接板83，其中，CCD相机81及光源82均设置在连接板83上，CCD相机81的拍摄口及光源82的出光口均朝向工作台。

在实际应用中，光源82所发出的光照射至夹持模块6所夹持的待检测产品后，CCD相机81再对夹持模块6所夹持的待检测产品进行拍照定位。

更进一步的是，为了保证检测模块5的检测精度，本发明实施例提供的产品外观的自动检测设备还可以包括设置在工作台1上且位于激光器52下方的标定块9。实际上，标定块9是一种经过研磨、精加工得到的具有高度差的工件。在实际应用中，激光器52定期对标定块9进行激光检测，以对像素值进行标定与校验。

具体的，标定块9可以由设置在工作台1上的立柱92及设置在立柱92上的标定块本体91构成。

由上面的描述不难看出，x轴移动模块2、y轴移动模块3及z轴移动模块4内的工作轴均为具备高精度性能的滚珠丝杠，滚珠丝杠与滑轨相配合，以实现滑动功能。在此基础上，本发明实施例提供的产品外观的自动检测设备还搭载了定位模块8，那么，定位模块8内的CCD相机81，与x轴移动模块2、y轴移动模块3及z轴移动模块4内的滚珠丝杠和滑轨合作，能够精确定位夹持模块6所夹持的待检测产品，在很大程度上，提升了外观检测的准确性和精度。

请进一步参阅图7以及图8，图7为本发明实施例提供的第一夹持单元的结构示意图，图8为本发明实施例提供的第二夹持单元的结构示意图。

作为另一种可行的实施方式，上述夹持模块6的具体结构可以为下述形式。

如图7以及图8所示，上述夹持模块6可以包括间隔设置在工作台1上的第一夹持单元61及第二夹持单元62。

具体的，第一夹持单元61可以包括第五伺服电机611、气动卡盘612及设于工作台1的基座613，其中，第五伺服电机611及气动卡盘612均设置在基座613上，且气动卡盘612与第五伺服电机611驱动连接。第二夹持单元62可以包括气缸621、顶锥622及设于工作台1的基板623，其中，基板623两侧分别设有第四滑轨624，气缸621设置在基板623上，且驱动连接于顶锥622，顶锥622滑接于第四滑轨624。

在实际应用中，第五伺服电机611驱动气动卡盘612夹住待检测产品一端后，气缸621推动顶锥622沿第四滑轨624滑动，以顶接待检测产品另一端，完成对待检测产品的夹持固定。

请进一步参阅图9，图9为本发明实施例提供的激光加工生产线的模块方框图。

如图9所示，本发明实施例还提供一种激光加工生产线100，包括控制终端110及上述产品外观的自动检测设备120，其中，产品外观的自动检测设备120与控制终端110通信连接。

需要说明的是，本发明内容中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于产品类实施例而言，由于其与方法类实施例相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法类实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，在本发明内容中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明内容。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本发明内容中所定义的一般原理可以在不脱离本发明内容的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明内容将不会被限制于本发明内容所示的这些实施例，而是要符合与本发明内容所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种产品外观的自动检测设备，其特征在于，包括：工作台、x轴移动模块、y轴移动模块、z轴移动模块、检测模块及夹持模块，所述x轴移动模块设置在工作台上，所述y轴移动模块设置在x轴移动模块上，所述z轴移动模块设置在y轴移动模块上，所述检测模块设置在z轴移动模块上，所述夹持模块设置在工作台上，且位于所述检测模块下方。

2.如权利要求1所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，所述x轴移动模块包括：第一伺服电机、第一滚珠丝杠、第一滑板及设于所述工作台的底座，所述底座两侧分别设有第一滑轨，所述第一伺服电机设置在底座上，且驱动连接于第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠连接于第一滑板，所述第一滑板滑接于第一滑轨。

3.如权利要求2所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，所述y轴移动模块包括：第二伺服电机、第二滚珠丝杠、第二滑板及设于所述第一滑板的底板，所述底板两侧设有第二滑轨，所述第二伺服电机设置在底板上，且驱动连接于第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠连接于第二滑板，所述第二滑板滑接于第二滑轨。

4.如权利要求3所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，所述第二滑板上设有支撑座，所述z轴移动模块包括：第三伺服电机、第三滚珠丝杠、第三滑板及设于所述支撑座的安装板，所述安装板两侧设有第三滑轨，所述第三伺服电机设置在安装板上，且驱动连接于第三滚珠丝杠，所述第三滚珠丝杠连接于第三滑板，所述第三滑板滑接于第三滑轨。

5.如权利要求4所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，所述检测模块包括：第四伺服电机、激光器及设于所述第三滑板的安装座，所述第四伺服电机及激光器均设置在安装座上，所述激光器与第四伺服电机驱动连接，所述激光器的出光口朝向工作台。

6.如权利要求5所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，还包括：定位模块，所述定位模块设置在安装座上。

7.如权利要求6所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，所述定位模块包括：CCD相机、光源及设于所述安装座的连接板，所述CCD相机及光源均设置在连接板上，所述CCD相机的拍摄口及光源的出光口均朝向工作台。

8.如权利要求7所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，还包括：标定块，所述标定块设置在工作台上，且位于所述激光器下方。

9.如权利要求1所述的产品外观的自动检测设备，其特征在于，所述夹持模块包括：第一夹持单元及第二夹持单元，所述第一夹持单元及第二夹持单元间隔设置；

所述第一夹持单元包括：第五伺服电机、气动卡盘及设于所述工作台的基座，所述第五伺服电机及气动卡盘均设置在基座上，且所述气动卡盘与第五伺服电机驱动连接；

所述第二夹持单元包括：气缸、顶锥及设于所述工作台的基板，所述基板两侧分别设有第四滑轨，所述气缸设置在基板上，且驱动连接于顶锥，所述顶锥滑接于第四滑轨；

其中，所述气动卡盘与顶锥同轴心。

10.一种激光加工生产线，其特征在于，包括：控制终端及如权利要求1-9任一项所述的产品外观的自动检测设备，所述产品外观的自动检测设备与控制终端通信连接。

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