CN210742151U - 一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，本实用新型有效地解决了现有的零件检测装置检测视角范围较小从而导致零件次品率较高的问题；解决的技术方案包括：该实时检测装置可从不同方位实现对生产线上的工业零件进行拍照，从而将采集到的不同视角的图片信息传送给计算机存储器，通过图像处理***将所采集到不同视角的产品信息进行比对、筛选，进而能更加全面、彻底的完成对工业零件的检测、筛选，并且当检测到不合格产品时该装置可将该残次品剔除生产线，从而确保了输出产品的合格率。

Description

一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种工业装备，具体涉及一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置。

背景技术

视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断，视觉检测是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置，分 CMOS 和CCD 两种)将被摄取目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理***，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像***对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制现场的设备动作,是用于生产、装配或包装的有价值的机制,它在检测缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值；

相对于传统的人工抽检的方式，此种检测方式大大提高了生产效率和生产的自动化程度，可快速、精准、高效的将不合格零件筛选出来，但是现有的利用视觉检测对工业零件进行检测时，通常只是设置有一个相机用来对生产线上的零件进行图像采集，由此一来，相机所拍摄到的图像便不能尽可能多的将工业零件的特征采集下来，只是将采集到零件的部分特征传送到计算机存储器进行处理，进而导致对零件的检测不彻底、不完全，不能确保零件检测的精准度，容易存在漏网之鱼，使得工业零件的出厂合格率下降；

鉴于以上我们提供一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置用于解决以上问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型提一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，该实时检测装置可从不同方位实现对生产线上的工业零件进行拍照，从而将采集到的不同视角的图片信息传送给计算机存储器，通过图像处理***将所采集到不同视角的产品信息进行比对、筛选，进而能更加全面、彻底的完成对工业零件的检测、筛选，并且当检测到不合格产品时该装置可将该残次品剔除生产线，从而确保了输出产品的合格率。

一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，包括架体，其特征在于，所述架体上横安装有第一输送带和第二输送带且架体上固定安装有与第一输送带相配合的圆形滑轨，所述圆形滑轨上转动安装有承托环且承托环上安装有图像采集器，所述图像采集器电性连接有图像处理***，架体上固定有电机且电机输出轴上套固有驱动盘，驱动盘外圆周面上固定有轴销，架体上设有与第一输送带同轴转动且与驱动盘相配合的从动盘，从动盘外圆周面上间隔设有若干与轴销配合的导槽，电机经第一皮带轮组驱动有转动安装于架体下方的第一齿轮且第一齿轮啮合有第二齿轮，所述第二齿轮驱动有设置于架体上的传动装置且传动装置驱动承托环转动，相互配合的第一齿轮、第二齿轮以及传动装置满足：在驱动盘的驱动下，当驱动盘转动一圈时，承托环同步转动一圈且承托环在转动一圈的过程中带动图像采集器从零件的上下、左右视角分别进行图像采集，电机经第二皮带轮组驱动第二输送带。

优选的， 所述第一齿轮与第二齿轮的传动比为四比一，传动装置包括与第二齿轮同轴转动的中转盘，所述中转盘驱动有转动安装于架体上的槽轮并且中转盘与槽轮相互配合满足：中转盘转动一圈驱动槽轮转动四分之一圈，所述槽轮经第三皮带轮组驱动有转动安装于架体上蜗杆，所述承托环外圆面同轴心套固有与蜗杆啮合的蜗轮圈。

优选的， 所述圆形滑轨内圆面上设有环形导槽且承托环外圆面上固定设置有与环形导槽转动安装配合的环形圈，所述圆形滑轨经U形架固定于架体上。

优选的，第二输送带包括三角形皮带且三角形皮带分别经转轴转动安装于架体上，所述三角形皮带位于其斜边两端的转轴分别转动安装有滑块并且经滑块滑动连接于架体上，所述架体上设有与滑块滑动配合的滑槽，靠近所述第一输送带一端的滑块固定安装有电动伸缩杆并且经电动伸缩杆驱动，远离第一输送带一端的两滑块分别连接有复位弹簧并且经复位弹簧与滑槽顶壁连接。

优选的，所述承托环内圆面上沿其直径方向固定安装有滑腔，所述图像采集器滑动安装于滑腔内并且与滑腔底壁之间经伸缩弹簧连接，滑腔纵向一侧壁纵向滑动安装有第一斜块且第一斜块上转动安装有与滑腔螺纹配合的螺杆，图像采集器上固定有与第一斜块相配合的第二斜块。

优选的，所述第一输送带采用透明输送带。

上述技术方案有益效果在于：

（1）该实时检测装置可从不同方位实现对生产线上的工业零件进行拍照，从不同的方位对工业零件的拍照达到了尽可能将较多的零件特征所采集下来的效果，相机将采集到的不同视角的图片信息传送给图像处理***，通过图像处理***将所采集到不同视角的产品信息进行比对、筛选，进而能更加全面、彻底的完成对工业零件的检测、筛选；

（2）当图像处理***检测到零件不合格时，图像处理***发出信号、指令至筛选装置，筛选装置动作可将该不合格的产品剔除生产线，从而确保了所输出的工业零件产品的合格率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构主视示意图；

图2为本实用新型另一视角示意图；

图3为本实用新型驱动盘与从动盘配合关系示意图；

图4为本实用新型图像采集器与滑腔配合关系示意图；

图5为本实用新型三角形皮带部分截去后电动伸缩杆与滑块安装示意图；

图6为本实用新型整体结构横向一侧正视示意图；

图7为本实用新型圆形滑轨与承托环分离后结构示意图；

图8为本实用新型滑腔剖视后俯视示意图；

图9为本实用新型图像采集器、第一斜块与滑腔分离后示意图；

图10为本实用新型中转盘与槽轮配合关系示意图。

图中：架体1，第一输送带2，第二输送带3，圆形滑轨4，承托环5，图像采集器6，电机7，驱动盘8，轴销9，从动盘10，导槽11，第一齿轮12，第二齿轮13，第一皮带轮组14，第二皮带轮组15，中转盘16，槽轮17，第三皮带轮组18，蜗杆19，蜗轮圈20，环形导槽21，环形圈22，U形架23，三角形皮带24，转轴25，滑块26，滑槽27，电动伸缩杆28，复位弹簧29，滑腔30，伸缩弹簧31，第一斜块32，第二斜块33，螺杆34，滑杆35，滑孔36，驱动轴37。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至图10对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。

实施例一，一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，参照附图1所示，包括架体1，其特征在于，所述架体1上横安装有第一输送带2和第二输送带3，第一输送带2上等间距间隔放置有若干需要待检测的工业零件，架体1上固定安装有与第一输送带2相配合的圆形滑轨4，所述圆形滑轨4固定安装在第一输送带2与第二输送带3相配合位置处，所述圆形滑轨4上转动安装有承托环5且承托环5上安装有图像采集器6，图像采集器6包括相机以及照明灯，具体的相机可采用 CDD 摄像机并且照明灯选用日关灯、钠光灯、白炽灯等其中的一种灯源，所述图像采集器6电性连接有图像处理***，参照附图3所示，架体1上固定有电机7且电机7输出轴上套固有驱动盘8，驱动盘8外圆周面上固定有轴销9，架体1上设有与第一输送带2同轴转动且与驱动盘8相配合的从动盘10，从动盘10外圆周面上间隔设有若干与轴销9配合的导槽11，当电机7启动工作时带动驱动盘8转动并且驱动盘8机构固定设置于其上的轴销9与设置于从动盘10上的导槽11相配合，实现对从动盘10间歇传动的效果，进而将位于第一输送带2上的工业零件有序且间隔的输送至承托环5正下方（如附图1中所示）；

我们在架体1上纵向两侧且位于承托环5正下方位置处固定安装有对射式光电开关并且对射式光电开关与图形处理***电性连接，（图中不再给于示出，对射式光电开关由发射器和接收器组成，其工作原理是：通过发射器发出的光线直接进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之前阻断光线时，光电开关就产生开关信号，光电开关产生信号并且传递给图形处理***，图形处理***控制图形采集器动作开始拍照），与此同时，如附图3所示，电机7经第一皮带轮组14驱动有转动安装于架体1下方的第一齿轮12且第一齿轮12啮合有第二齿轮13，所述第二齿轮13驱动有设置于架体1上的传动装置且传动装置驱动承托环5转动，相互配合的第一齿轮12、第二齿轮13以及传动装置满足：在驱动盘8的驱动下，当驱动盘8转动一圈时，承托环5同步转动一圈且承托环5在转动一圈的过程中带动图像采集器6从零件的上下、左右视角分别进行图像采集，当驱动盘8在电机7的驱动下固定于其上轴销9刚与从动盘10上的导槽11相配合时，此时驱动盘8带动从动盘10转动进而带动第一输送带2向前移动，此时位于第一输送带2上的工业零件也随之同步向前移动当轴销9与导槽11分离后，工业零件刚好移动至承托环5正下方位置处，此时驱动盘8继续转动，随后从动盘10不再转动，即第一输送带2处于停止状态，此时对射式光电开关发出信号至图像处理***，使得图像处理***控制图像采集器6进行拍照，我们设定初始状态时，图像采集器6处于如附图2中所示位置（位于承托环5四分之一位置处），当轴销9与之配合的导槽11分离后驱动盘8继续转动通过第一皮带轮组14带动第一齿轮12转动，第一齿轮12通过与之啮合的第二齿轮13驱动传动装置进而带动承托环5沿圆形滑轨4转动，在第一齿轮12、第二齿轮13、传动装置的配合下当承托环5转动至工业零件正上方时（即，移动至承托环5四分之一位置处时），承托环5停止转动并且图像采集器6对工业零件进行拍照（图像处理***控制图像采集器6每当图像采集器6随承托环5转动四分之一位置处时，图像采集***控制图像采集器6对零件进行拍照），随后承托环5进行转动当移动到四分之二位置处、四分之三位置处时，图像采集器6分别对零件进行拍照，即，完成了对零件从上下、左右四个视角对零件进行拍照，将尽可能多的零件特征采集下来，发送给图像处理***，并且对其进行筛选、比对处理，从而筛选出不合格的零件，当图像采集器6由位于承托环5四分之三位置处向初始状态位置移动时，此时固定于驱动盘8上的轴销9刚好与设置于从动盘10上的下一个导槽11进行配合并且驱动从动盘10转动，进而驱动第一输送带2将下一零件输送至承托环5正下方，当轴销9与导槽11再次分离时，零件移动至承托环5正下方并且此时设置于承托环5上的图像采集器6刚好在第一皮带轮组14、第一齿轮12、第二齿轮13以及传动装置的驱动下，移动至如附图2中所示的初始位置处，此时对射式光电开关发出信号至图像处理***进而控制图像采集器6进行拍照，以后过程同上并且逐个完成对工业零件的检测、筛选；

电机7经第二皮带轮组15驱动第二输送带3并且通过第二输送带3将筛选过的零件继续向前输送至下一道工序。

实施例二，在实施例一基础上，本实施例提供一种传动装置的具体结构，参照附图3所示，所述第一齿轮12与第二齿轮13的传动比为四比一，即，第一齿轮12转动一圈则驱动第二齿轮13转动四圈，当驱动盘8在电机7的驱动下转动一整圈时，通过第一皮带轮组14同步驱动第一齿轮12转动一整圈，与此同时带动第二齿轮13转动四整圈，传动装置包括与第二齿轮13同轴转动的中转盘16，参照附图10所示，所述中转盘16驱动有转动安装于架体1上的槽轮17并且中转盘16与槽轮17相互配合满足：中转盘16转动一圈驱动槽轮17转动四分之一圈，当驱动盘8在电机7的驱动下转动一整圈时同步带动第一齿轮12转动一整圈，并且此时中转盘16与第二齿轮13转动四整圈，中转盘16在驱动盘8转动一整圈的时间内转动了四整圈并且驱动与之配合的槽轮17间歇转动四次，当中转盘16驱动与之配合槽轮17转动时，槽轮17经第三皮带轮组18驱动有转动安装于架体1上蜗杆19，所述承托环5外圆面同轴心套固有与蜗杆19啮合的蜗轮圈20，我们设置合适的蜗轮蜗杆19传动比使得当槽轮17转动四分之一圈时，通过涡轮、蜗杆19传动使得蜗杆19带动与之啮合的蜗轮圈20转动，进而带动承托环5转动四分之一圈，参照附图10所示，我们在中转盘16上固定有驱动轴37并且通过驱动轴37带动槽轮17转动，当驱动轴37与槽轮17脱离时，槽轮17不再转动（此时承托环5也随之停止转动并且由附图2中所示位置移动至第一输送带2正上方位置）并且在当驱动轴37随中转盘16转动以至驱动轴37下次与槽轮17相配合之前，图像采集器6完成对零件的拍照，当驱动轴37再次与槽轮17配合时，进而驱动槽轮17转动通过涡杆、涡轮圈带动承托环5再次转动四分之一圈，完成下一次拍照，即，当一个零件移动至承托环5正下方以至于到再次被第一输送带2向前输送前，图像采集器6完成对零件的上下、左右四个视角的图像采集。

实施例三，在实施例一的基础上，参照附图7所示，我们在圆形滑轨4内圆面上设有环形导槽21并且承托环5外圆面上固定设置有与环形导槽21转动安装配合的环形圈22，承托环5通过环形圈22转动安装于设置在圆形滑轨4内圆面上的环形导槽21内，当蜗杆19驱动蜗轮圈20转动时，同步带动承托环5沿圆形滑轨4转动，所述圆形滑轨4经U形架23固定于架体1上。

实施例四，在实施例一的基础上，本实施例提供一种第二输送带3的具体结构，参照附图2、5所示，较好的，我们在设置第二输送带3的时候，使得第二输送带3设置为可移动的，第二输送带3包括三角形皮带24且三角形皮带24分别经转轴25转动安装于架体1上，所述三角形皮带24位于其斜边两端的转轴25分别转动安装有滑块26并且经滑块26滑动连接于架体1上，靠近第一输送带2一端的转轴25和位于架体1下方的转轴25分别转动安装有滑块26并且滑块26滑动连接于架体1上，架体1上设有与滑块26滑动配合的滑槽27（如附2、5、6所示），靠近所述第一输送带2一端的滑块26固定安装有电动伸缩杆28并且经电动伸缩杆28驱动，电动伸缩杆28控制器与图形处理***电性连接，当图像处理***检测到某一零件不合格时，图像处理***发出信号至电动伸缩杆28控制器使得电动伸缩杆28收缩进而带动滑块26沿滑槽27朝着远离第一输送带2的方向移动（参照附图5所示），我们设定初始状态时，复位弹簧29处于拉伸状态，此时远离第一输送带2一端的另一可移动的转轴25，在复位弹簧29弹力作用下带动两滑块26沿与之对应的滑槽27向下移动，即，带动该转轴25向下移动，从而实现将三角形皮带24绷紧的效果，避免三角形皮带24从转轴25上滑落，此时第一输送带2与第二输送带3之间产生空隙，当不合格零件由承托环5正下方在第一输送带2的带动下向第二输送带3移动时，不合格零件从产生的间隙处向下掉落，实现从产品线上剔除的效果，随后图像处理***发出信号至电动伸缩杆28控制器控制电动伸缩杆28伸长至初始位置（图像处理***控制电动伸缩杆28动作的时间很短，即，第二输送带3与第一输送带2分离到再次衔接在一起所需时间很短，并且满足下一零件还未移动至第一输送带2和第二输送带3衔接位置处时，第二输送带3已经与第一输送带2再次衔接在一起），使得第一输送带2与第二输送带3之间再次衔接在一起，若所检测的零件为合格产品，则电动伸缩杆28不产生动作，此时第一输送带2与第二输送带3之间紧密配合，第一输送带2将位于其上面的合格零件转移至第二是输送带上，进而转移至下道工序。

实施例五，在实施例一的基础上，参照附图9所示，承托环5内圆面上沿其直径方向固定安装有滑腔30，所述图像采集器6滑动安装于滑腔30内并且与滑腔30底壁之间经伸缩弹簧31连接，较好的，我们将图像采集器6可移动安装在承托环5内圆面上，以便于针对不同尺寸的零件进行采集图像时，调整图像采集器6与零件之间的距离，使得图像采集器6所拍摄的视角范围将零件全部覆盖，滑腔30纵向一侧壁纵向滑动安装，有第一斜块32且第一斜块32上转动安装有与滑腔30螺纹配合的螺杆34，图像采集器6上固定有与第一斜块32相配合的第二斜块33，具体的，我们转动螺杆34进而带动第一斜块32在滑腔30内进行横向一端，第一斜块32通过与第二斜块33相配合，进而驱动与第二斜块33固定连接的图像采集器6沿滑腔30进行移动，并且伸缩弹簧31被拉伸或者缩短，我们在设置伸缩弹簧31的时候使得当图像采集器6距离零件最远位置时，伸缩弹簧31依然处于被拉伸状态，并且此时与图像采集器6固定安装的第二斜块33斜面部分抵触于第一斜块32斜面部分，当需要减小图像采集器6与零件之间的距离时，我们转动螺杆34进而带动第一斜块32移动，通过斜面间的相互作用驱动第二斜块33沿着承托环5直径方向进行移动，当需要增大图像采集器6与零件之间的距离时，反向转动螺杆34即可，此时图像采集器6在伸缩弹簧31的弹力作用下朝着远离零件的方向移动，我们在第二斜块33上下两端分别固定有滑杆35并且在滑腔30内上下两壁分别设置有滑孔36，参照附图9所示，用于实现图像采集器6在滑腔30内的移动。

实施例六，在实施例一的基础上，所述第一输送带2采用透明输送带，在设置第一输送带2的时候，我们选择透明输送带用来输送工业零件，用于当图像采集器6转动至第一输送带2整下方时，通过透明输送带对工业零件进行图像采集，具体的透明输送带可选用PVC透明输送带，透明PVC输送带具有强度高、透光性强等特点。

该实时检测装置可从不同方位实现对生产线上的工业零件进行拍照，从不同的方位对工业零件的拍照达到了尽可能将较多的零件特征所采集下来的效果，相机将采集到的不同视角的图片信息传送给图像处理***，通过图像处理***将所采集到不同视角的产品信息进行比对、筛选，进而能更加全面、彻底的完成对工业零件的检测、筛选；

当图像处理***检测到零件不合格时，图像处理***发出信号、指令至筛选装置，筛选装置动作可将该不合格的产品剔除生产线，从而确保了所输出的工业零件产品的合格率，较好的，我们可在第一输送带2与第二输送带3相配合位置处下方放置有不合格零件收集箱，用于收集从产品线上被剔除的零件，在此图中不与示出；

在本方案中电机7经导线连接有外接电源并且图像采集器6与图像处理***之间连接有数据线、电源线，用于电源供给以及数据传输，电动伸缩杆28通过导线连接有外接电源并且电动伸缩杆28控制器与图像处理***之间连接有数据线。

上面所述只是为了说明本实用新型，应该理解为本实用新型并不局限于以上实施例，符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，包括架体（1），其特征在于，所述架体（1）上横安装有第一输送带（2）和第二输送带（3）且架体（1）上固定安装有与第一输送带（2）相配合的圆形滑轨（4），所述圆形滑轨（4）上转动安装有承托环（5）且承托环（5）上安装有图像采集器（6），所述图像采集器（6）电性连接有图像处理***，架体（1）上固定有电机（7）且电机（7）输出轴上套固有驱动盘（8），驱动盘（8）外圆周面上固定有驱动轴，架体（1）上设有与第一输送带（2）同轴转动且与驱动盘（8）相配合的从动盘（10），从动盘（10）外圆周面上间隔设有若干与驱动轴配合的导槽（11），电机（7）经第一皮带轮组（14）驱动有转动安装于架体（1）下方的第一齿轮（12）且第一齿轮（12）啮合有第二齿轮（13），所述第二齿轮（13）驱动有设置于架体（1）上的传动装置且传动装置驱动承托环（5）转动，相互配合的第一齿轮（12）、第二齿轮（13）以及传动装置满足：在驱动盘（8）的驱动下，当驱动盘（8）转动一圈时，承托环（5）同步转动一圈且承托环（5）在转动一圈的过程中带动图像采集器（6）从零件的上下、左右视角分别进行图像采集，电机（7）经第二皮带轮组（15）驱动第二输送带（3）。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，其特征在于，所述第一齿轮（12）与第二齿轮（13）的传动比为四比一，传动装置包括与第二齿轮（13）同轴转动的中转盘（16），所述中转盘（16）驱动有转动安装于架体（1）上的槽轮（17）并且中转盘（16）与槽轮（17）相互配合满足：中转盘（16）转动一圈驱动槽轮（17）转动四分之一圈，所述槽轮（17）经第三皮带轮组（18）驱动有转动安装于架体（1）上蜗杆（19），所述承托环（5）外圆面同轴心套固有与蜗杆（19）啮合的蜗轮圈（20）。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，其特征在于，所述圆形滑轨（4）内圆面上设有环形导槽（21）且承托环（5）外圆面上固定设置有与环形导槽（21）转动安装配合的环形圈（22），所述圆形滑轨（4）经U形架（23）固定于架体（1）上。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，其特征在于，第二输送带（3）包括三角形皮带（24）且三角形皮带（24）分别经转轴（25）转动安装于架体（1）上，所述三角形皮带（24）位于其斜边两端的转轴（25）分别转动安装有滑块（26）并且经滑块（26）滑动连接于架体（1）上，所述架体（1）上设有与滑块（26）滑动配合的滑槽（27），靠近所述第一输送带（2）一端的滑块（26）固定安装有电动伸缩杆（28）并且经电动伸缩杆（28）驱动，远离第一输送带（2）一端的两滑块（26）分别连接有复位弹簧（29）并且经复位弹簧（29）与滑槽（27）顶壁连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，其特征在于，所述承托环（5）内圆面上沿其直径方向固定安装有滑腔（30），所述图像采集器（6）滑动安装于滑腔（30）内并且与滑腔（30）底壁之间经伸缩弹簧（31）连接，滑腔（30）纵向一侧壁纵向滑动安装有第一斜块（32）且第一斜块（32）上转动安装有与滑腔（30）螺纹配合的螺杆（34），图像采集器（6）上固定有与第一斜块（32）相配合的第二斜块（33）。

6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的可拆卸工业零件实时检测装置，其特征在于，所述第一输送带（2）采用透明输送带。

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