CN207198050U - 一种基于机器视觉的plc外观及指示灯状态检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于产品检测领域，具体涉及一种基于机器视觉的PLC外观及指示灯状态检测装置。检测装置包括图像采集单元、运动控制单元以及实时监控单元。图像采集单元由工业相机、工业镜头、条形光源组和图像采集卡组成，用于图像的采集与传输。运动控制单元由机械臂、机械臂控制柜、传送带、IO卡、接近传感器和探针组成，用于产品的上料及检测。实时监控单元由工控机和显示器组成，工控机通过工业以太网线与图像采集单元中的工业相机、运动控制单元中的机械臂控制柜相连接，通过IO卡与运动控制单元中的探针、接近传感器相连接。本实用新型装置能实现视觉引导机器人自动上料以及PLC外观及指示灯状态的自动检测。

Description

一种基于机器视觉的PLC外观及指示灯状态检测装置

技术领域

本实用新型属于产品检测领域，具体涉及一种PLC外观及指示灯状态检测装置。

背景技术

可编程逻辑控制器(PLC)在现代工业企业的生产、加工和制造过程中起着十分重要的作用，在自动化应用领域中得到广泛的应用。而在PLC生产过程中，易发生外观有缺陷或内部电路的虚焊、漏焊导致的指示灯亮灭不正常的问题，如果不能及时检测返工，会给后续使用留下隐患。传统的检测方法主要依靠人工手动上料和肉眼检测，效率低下且客观性不强，自动化程度和可靠性不高。

人类依靠自己的眼睛来获取外部环境信息，进而做出各种判断和动作。机器视觉技术则是利用工业相机来模拟人眼的视觉功能，从客观事物的图像中提取信息，进行处理并加以理解，最终用于实际的检测、测量和控制。机器视觉***的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险环境或大批量工业生产过程中，常用机器视觉来替代人工视觉。

本实用新型即是把机器视觉技术应用到PLC外观及指示灯状态的检测过程中，利用视觉定位技术实现机器人自动抓取产品上料，可以极大地解放人力，并且使用视觉技术检测零部件缺损情况和指示灯状态，可提高***的自动化水平。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种基于机器视觉的PLC外观及指示灯状态检测装置。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种PLC外观及指示灯状态检测装置，由图像采集单元、运动控制单元以及实时监控单元组成。

图像采集单元由A区的1个Basler acA2500-14gm黑白工业相机(1)、A区的1个TAMRON-M118FM08百万像素定焦工业镜头(3)、A区的1个光源组(5)、B区的1个BasleracA2500-14gm黑白工业相机(2)、B区的1个TAMRON-M118FM08百万像素定焦工业镜头 (4)、B区的1个光源组(6)和图像采集卡(17)组成；A区的光源组(5)由1个OPT-LI9022条形光源、1个OPT-LI23034条形光源构成，B区的光源组(6)由1个OPT-LI9022条形光源、1 个OPT-LI23034条形光源构成；B区的黑白工业相机(2)、工业镜头(4)、光源组(6)安装在传送带末端的上料区域上方帮助构成机械臂手眼***，A区的黑白工业相机(1)、工业镜头 (3)、光源组(5)安装在检测工位的暗箱里用来完成对产品的检测；工业镜头(3)安装在黑白工业相机(1)上，光源组(5)安装在工业镜头(3)下面，且其中心线与工业镜头(3)的中心线保持一致，光源组(5)与工业镜头(3)下表面间的距离保持在50±5mm范围内，工业镜头(3)到待检测的产品PLC(19)的距离是500mm±10mm；图像采集卡(17)安装在实时监控单元的工控机 (16)的PCI插槽中，图像采集卡(17)与A区的黑白工业相机(1)和B区的黑白工业相机(2)均通过千兆以太网线相连接，实现图像的采集和传输。

运动控制单元由UR机械臂(10)、机械臂控制柜(11)、示教器和传送带(7)组成；UR机械臂通过自带的专用电缆连接机械臂控制柜；示教器通过自带的通讯电缆和机械臂控制柜相连；夹爪抓手由夹爪支架和夹爪组成，夹爪支架安装在机械臂末端的法兰盘位置处，夹爪固定在夹爪支架上；机械臂控制柜通过工业以太网线与实时监控***的工控机相连接，实现机械臂与工控机的通讯连接和数据传输；传送带用于传送待检测的产品PLC(18)。

实时监控单元由工控机(16)、显示器、IO卡(15)、接近传感器(9)和检测探针(14)组成；工控机通过工业以太网线与图像采集单元中的2个工业相机、运动控制单元中的机械臂控制柜相连接；工控机通过IO卡与检测探针、接近传感器相连接；工控机通过RS485通讯电缆与运动控制单元的通讯口相连接；显示器提供了人机监控界面，实时显示机器人上料情况和产品检测情况，记录并保存检测数据及图像。

本实用新型的有益技术效果：装置结构简单，能实现机器人自动抓取产品上料及PLC 外观及指示灯状态的快速、准确、自动检测。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1是一种基于机器视觉的PLC外观及指示灯状态检测装置的硬件连接结构图。

附图2是一种基于机器视觉的PLC外观及指示灯状态检测装置的检测内容示意图。

附图3是一种基于机器视觉的PLC外观及指示灯状态检测装置的检测流程图。

附图1中编号1、2是Basler acA2500-14gm黑白工业相机，编号3、4是焦距为8mm的TAMRON-M118FM08百万像素定焦工业镜头，编号5、6是光源组，编号7是上料传送带，编号8是产品上料区域，编号9是接近传感器，编号10是机械臂、编号11是机械臂控制柜，编号12是载物台，编号13是读码器，编号14是探针，编号15是IO卡，编号16是工控机，编号17是图像采集卡，编号18、19是待检测的产品PLC。

附图2中编号1～6是待检测的六个端子排，编号7～9是待检测的三种盖板，编号10是输入指示灯，编号11是***指示灯，编号12是状态指示灯，编号13是侧面标签，编号14 是二维码，编号15是45°斜放的镜面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型装置的具体实施方式做进一步说明。

附图1中B区上料传送带7用于将待检测的产品PLC18传送到产品上料区域8，安装在上料传送带7侧面的接近传感器9用于检测待检测的产品PLC18是否到位；B区的黑白工业相机2、工业镜头4、光源组6安装在传送带末端的产品上料区域8上方，构成机械臂手眼***；安装在传送带末端B区产品上料区域8与A区载物台12之间的机械臂10用于抓取待检测的产品PLC18，并放置到A区载物台12上的固定位置；A区的黑白工业相机1、工业镜头3、光源组5安装在载物台12上方用来完成对待检测的产品PLC19的检测；为了能同时检测附图2中待检测的产品PLC19的六个端子排、三个盖板、左侧面标签和二维码是否缺失，保证各零件特征集中到一张图像上体现，在载物台12上待检测的产品PLC19 左侧面安装如附图2中所示的一个45°斜放的镜面15；工控机16控制探针14动作，使其连接到载物台12上待检测的产品PLC19的输入点、电源信号点和RS485通讯端子，以便工控机16给待检测的产品PLC19上电、输入开关量输入信号，实现工控机16与待检测的产品PLC19的RS485通讯联接。

PLC外观及指示灯状态检测是PLC生产过程中最后一道质量检测工序，不合格产品应被及时检出并返工修改。

***上电启动后，附图1中B区的上料传送带7上的待检测的产品PLC18到达产品上料区域8，触发接近传感器9，产品到位信号通过IO卡15传送给工控机16，工控机16控制B区的黑白工业相机2采集图像，并通过图像采集卡17将图片传送给工控机16进行图像定位处理，提取产品PLC18的位置信息，如果位置信息提取成功则将位置数据反馈给机械臂控制柜11，机械臂控制柜11根据获取的位置信息调整机械臂10的位姿后准确抓取待检测的产品PLC18，并将待检测的产品PLC18抓取至A区中载物台12上的固定位置，由读码器13对待检测的产品PLC19左侧面的标签进行读码，获取产品型号及编号，读取完毕，完成一个待检测的产品PLC18的上料任务，否则定位失败，由人工调整产品位置。

上料完成后，机械臂控制柜11发送上料完成信号给工控机16，工控机16控制A区的黑白工业相机1采集图像，并通过图像采集卡17将图片传送给工控机16检测附图2中六个端子排、三个盖板、左侧面标签和二维码是否缺失；为保证各零件特征集中到一张图像上体现，在载物台12上待检测的产品PLC19安装如附图2中的一个45°斜放的镜面15。打开光源组5，工控机16控制探针14动作，使其连接到载物台12上待检测的产品PLC19 的输入点、电源信号点和RS485通讯端子；给待检测的产品PLC19上电，再由工控机16 通过RS485通讯电缆分步骤向待检测的产品PLC19发送信号，依次点亮附图2中输入指示灯10、***指示灯11、输出指示灯12，工控机16配合每次采集图像进行视觉处理和检测，由工控机16给出产品是否合格的信号，检测完毕后由机械臂10抓取待检测的产品PLC19 下料，等待下一个产品的检测，保证整个***和整条生产线的不间断运行。整个上料信息及视觉检测结果实时显示于工控机16的人机界面上，同时将检测数据及图像进行保存，以便进行数据溯源。

以上是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型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，均属于实用新型技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种基于机器视觉的PLC外观及指示灯状态检测装置，其特征在于，该装置由图像采集单元、运动控制单元以及实时监控单元组成；

图像采集单元由A区的1个Basler acA2500-14gm黑白工业相机(1)、A区的1个TAMRON-M118FM08百万像素定焦工业镜头(3)、A区的1个光源组(5)、B区的1个Basler acA2500-14gm黑白工业相机(2)、B区的1个TAMRON-M118FM08百万像素定焦工业镜头(4)、B区的1个光源组(6)和图像采集卡(17)组成；A区的光源组(5)由1个OPT-LI9022条形光源、1个OPT-LI23034条形光源构成，B区的光源组(6)由1个OPT-LI9022条形光源、1个OPT-LI23034条形光源构成；B区的黑白工业相机(2)、工业镜头(4)、光源组(6)安装在传送带末端的上料区域上方帮助构成机械臂手眼***，A区的黑白工业相机(1)、工业镜头(3)、光源组(5)安装在检测工位的暗箱里用来完成对产品的检测；工业镜头(3)安装在黑白工业相机(1)上，光源组(5)安装在工业镜头(3)下面，且其中心线与工业镜头(3)的中心线保持一致，光源组(5)与工业镜头(3)下表面间的距离保持在50±5mm范围内，工业镜头(3)到待检测的产品PLC(19)的距离是500mm±10mm；图像采集卡(17)安装在实时监控单元的工控机(16)的PCI插槽中，图像采集卡(17)与A区的黑白工业相机(1)和B区的黑白工业相机(2)均通过千兆以太网线相连接，实现图像的采集和传输；

运动控制单元由UR机械臂(10)、机械臂控制柜(11)、示教器和传送带(7)组成；UR机械臂通过自带的专用电缆连接机械臂控制柜；示教器通过自带的通讯电缆和机械臂控制柜相连；夹爪抓手由夹爪支架和夹爪组成，夹爪支架安装在机械臂末端的法兰盘位置处，夹爪固定在夹爪支架上；机械臂控制柜通过工业以太网线与实时监控***的工控机相连接，实现机械臂与工控机的通讯连接和数据传输；传送带用于传送待检测的产品PLC(18)；

实时监控单元由工控机(16)、显示器、IO卡(15)、接近传感器(9)和检测探针(14)组成；工控机通过工业以太网线与图像采集单元中的2个工业相机、运动控制单元中的机械臂控制柜相连接；工控机通过IO卡与检测探针、接近传感器相连接；工控机通过RS485通讯电缆与运动控制单元的通讯口相连接；显示器提供了人机监控界面，实时显示机器人上料情况和产品检测情况，记录并保存检测数据及图像。