CN211989743U - 一种圆柱工件检测平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及检测机械领域，具体是公开一种圆柱工件检测平台，包括控制检测平台工作的控制***、支撑平台和设置在平台上有控制***控制的滚动式检测装置，所述滚动式检测装置包括滚动装置和视觉检测硬件；所述滚动装置包括主动滚轮、从动滚轮和伺服电机，所述视觉检测硬件包括设置在支撑平台上主动滚轮和从动滚轮下方的线阵相机以及照射光源,所述一种圆柱工件检测平台还包括有架设在机架上的上料传送带，所述一种圆柱工件检测平台还包括有分拣抓取机构用于抓取检测工件，该检测平台在检测的同时提供了进料和分拣落料，在保证精度的前提下，缩短了上、下料时间，降低了人工成本，增加了检测精度。

Description

一种圆柱工件检测平台

技术领域

本实用新型涉及检测机械领域，特别是涉及用于检测圆柱工件的检测平台。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，生活产品日新月异，圆柱体产品、组件也越来越多，如保温杯、化妆品瓶身、轴类工件等。在这些产品的圆周面上往往会打印上宣传图案、字符条码等。产品的生产过程中不可避免的会出现制造缺陷，印刷错误、磕碰伤等。对于品质要求较高的一部分，通常需要检测出这些缺陷。

现有的圆柱工件圆周面检测方式常用的有两种，第一种为多面阵相机同时拍摄拼接方案，第二种为360度全景相机端面拍摄方案；第一种多面阵相机同时拍摄拼接方案，拍摄的图案由于成像距离发生透视变换会发生变形，虽然可以通过特定标定算法校正回来，但还是会发生失真，对部分检测项会存在精度影响，而且在多相机图像拼接时，对算法要求较高，较难实现；第二种360度全景相机端面拍摄方案，从端面拍摄受原理显示成像范围较小，通常只能拍摄到0-20mm高度的圆柱面，而且成本较高，使用局限性大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通过线扫检测，能够大大提高检测效率和检测精度的一种圆柱工件检测平台。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种圆柱工件检测平台，其特征在于，包括控制检测平台工作的控制***、支撑平台和设置在平台上有控制***控制的滚动式检测装置，所述滚动式检测装置包括滚动装置和视觉检测硬件；所述滚动装置包括主动滚轮、从动滚轮和伺服电机，所述主动滚轮的中心轴两端可转动架设在支撑平台上，并一端连接由控制***控制启停的伺服电机，所述从动滚轮的中心轴两端架设在支撑平台上，所述主动滚轮与从动滚轮的外周面之间平行间隔开形成检测区间；所述视觉检测硬件包括设置在支撑平台上主动滚轮和从动滚轮下方的线阵相机以及照射光源，所述线阵相机的线阵感光元素和照射光源的照射方向对应检测区间，检测时，检测工件放置在主动滚轮与从动滚轮的上方一侧之间。

所述一种圆柱工件检测平台还包括有架设在机架上的上料传送带，所述上料传送带的出料端对应主动滚轮与从动滚轮之间的检测区间的一端设置，用于输送检测工件至主动滚轮与从动滚轮上。

所述主动滚轮与从动滚轮之间的检测区间的另一端设有用于挡住检测工件的端面挡板。

所述上料传送带的出料端上设有光电传感器用于控制出料。

所述一种圆柱工件检测平台还包括有分拣抓取机构用于抓取检测工件。

所述分拣抓取机构包括合格品落料结构、次品落料结构及可对应至检测区间抓取检测工件移动至合格品落料结构或次品落料结构内的机械手。

所述机械手包括可实现横向纵向移动的移动机构和设置在移动机构上的气动夹爪，所述气动夹爪的两相对夹持面为相对内凹的V型面。

所述合格品落料结构和次品落料结构分别包括有倾斜设置的滑料槽和设置在滑料槽倾斜低的一端的储料盒，所述滑料槽的滑料槽面为下凹的V型面。

所述主动滚轮和/或从动滚轮为多段等距间隔设置的滚子组合构成。

所述照射光源采用高亮条形光源，所述高亮条形光源的长度方向对应主动滚轮与从动滚轮平行方向设置，所述高亮条形光源的照射方向与支撑平台法线方向之间的角度呈30度设置。

通过采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：与现有的圆周面检测方式不同的是本方案采用的是滚动式检测装置，该装置分为滚动装置和视觉检测硬件，滚动装置的主动滚轮和从动滚轮的结构设置能够供检测工件平稳放置其上带动滚动并构成上述检测区间供视觉检测硬件扫描检测，这里主动滚轮由伺服电机直接驱动转动来带动检测工件滚动，检测工件滚动通过摩擦力再带动从动滚轮随着检测工件滚动，这样的方式一方面可使工件在检测过程中更加平稳，降低检测精度的误差，另一方面从动滚轮随着检测工件滚动时与主动滚轮构成了转速差，从动滚轮的转动形成阻力，从而能够降低检测工件滚动旋转的速率，使检测工件达到适当的滚动速度，让视觉检测硬件能够进行扫描，使拍摄出来图像数据信息更加完整准确，再通过特定图像处理算法处理能够进一步检测出圆周面上的缺陷、字符等信息，从而提高检测的精度。上述视觉检测硬件中采用的扫描图像的相机是线阵相机，与多面阵相机和全景相机拍摄相比，它的传感器只有一行感光元素，线阵相机具有高扫描频率和高分辨率，其典型应用领域是检测连续的材料，被检测的物体通常匀速运动,利用一台或多台相机对其逐行连续扫描,以达到对其整个表面均匀检测。本案中采用线阵相机扫描配合上述结构的滚动装置构成的滚动式检测装置有效的提高了检测的精度。本实用新型的技术方案可应用于工业检测、试验教学、视觉算法开发等领域。

本案还设有用于运输工件的上料传送带，用于将抓取检测工件移动至合格品落料机构和次品落料机构的机械手以及用于接收合格品落料机构和次品落料机构分别设置的正品和次品的储料盒，通过这些结构设置可使检测工件自动传送到滚动式检测装置上，检测后在由机械手抓取工件至合格品或次品的落料机构上，在提升检测精度的前提下，实现自动传送工件和筛分主次品，缩短了上、下料时间，可降低人工的投入，也提高了检测、工业生产的效率。

附图说明

图1是本实用新型涉及的一种圆柱工件检测平台的整体结构示意图；

图2是本实用新型涉及的一种圆柱工件检测平台中执行机构的整体结构示意图；

图3是本实用新型涉及的一种圆柱工件检测平台中执行机构的部分结构示意图；

图4是本实用新型涉及的一种圆柱工件检测平台中执行机构的部分结构示意图(局部缺少)；

图5是本实用新型涉及的一种圆柱工件检测平台中执行机构另一角度的结构示意图；

图6是本实用新型涉及的一种圆柱工件检测平台中气动夹爪的结构示意图。

图中：1-支撑平台；2-滚动式检测装置；21-滚动装置；

211-主动滚轮；212-从动滚轮；213-伺服电机；214-端面挡板；

215-检测区间；22-视觉检测硬件；221-线阵相机；222-照射光源；

3-上料传送带；31-光电传感器；4-分拣抓取机构；41-合格品落料机构；

42-次品落料机构；滑料槽401；储料盒402；

43-机械手；431-气动夹爪；4311-安装板；

4312-驱动缸；4313-双头夹具；4314-滑动块；4315-滑动槽；

432-线性模组；433-导轨；434-滑块；435-气缸；436-连接板；

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

本实用新型公开一种圆柱工件检测平台，如图1所示，包括左侧的控制***和右侧的执行机构，所述控制***是用于控制执行机构的设备运行，达到检测平台检测工作的实现，现有的数控机械中都包括有的***，该***不是本案中主要改进对象，这里就不再具体描述。本实用新型的主要改进之处在于执行机构的设置，具体如图2，图3，图4、图5和图6所示，包括支撑平台1和设置在支撑平台1上的滚动式检测装置2、上料传送带3、分拣抓取机构4，所述滚动式检测装置2是用于检测工件的检测执行，所述上料传送带3用于输送检测工件至滚动式检测装置2上，所述分拣抓取机构4用于将检测工件从滚动式检测装置2抓取移动出，具体结构下面详细描述。

如图所示，所述滚动式检测装置2包括滚动装置21和视觉检测硬件22；所述滚动装置21包括主动滚轮211、从动滚轮212和伺服电机213，所述主动滚轮211的中心轴两端通过滚轮支撑架可转动的架设在支撑平台1上，并一端连接由控制***控制启停的伺服电机213，所述从动滚轮212的中心轴两端同样通过滚轮支撑架架设在支撑平台1上，所述主动滚轮211与从动滚轮212的外周面之间平行间隔开设置形成检测区间215，检测区间215的宽度(即主动滚轮211与从动滚轮212的平行间隔距离)以检测工件能够放置在主动滚轮211与从动滚轮212上能够平稳带动滚动不会从检测区间215或主动滚轮211与从动滚轮212外掉落，且有利于视觉检测硬件22从下方较好扫描检测的宽度为宜，可将主动滚轮211和从动滚轮212设置为可调整间隔距离的结构设置。所述视觉检测硬件22，包括通过连接块设置在支撑平台1上主动滚轮211和从动滚轮212下方的线阵相机221以及以及照射光源222，所述线阵相机221的线阵感光元素和照射光源的照射方向对应检测区间215，这里将视觉检测硬件22设置在滚动装置21的下方有以下几点有益效果，1、设备直接安装于支撑平台1台面上安装方便，2、下方能够较好确保不受外部因素干扰(例如不均匀光线、避免有物质出现在将视觉检测硬件22与检测工件之间影响扫描检测)，本实施例中所述主动滚轮211和/或从动滚轮212为采用多段等距间隔设置的滚子组合构成，该结构设置可根据所检测的产品、产品材质、产品表面粗糙度等作出改变，主要以能够较好的转动滚动为较佳设置，检测时，检测工件放置在主动滚轮211与从动滚轮212的上方，主动滚轮211由伺服电机213直接驱动转动来带动检测工件滚动，检测工件滚动通过摩擦力再带动从动滚轮212随着检测工件滚动，从动滚轮212与主动滚轮211构成的转速差形成阻力，能够使检测工件达到适当的滚动速度检测工件，检测工件滚动时，照射光源222照亮检测区间215，线阵相机221对检测工件进行连续扫描，获取检测工件圆周面一周的完整图像数据信息发送给控制***进行计算检测判断，得出检测结果，这种方式的扫描检测更加完整准确，较好的提高了检测的精度。

本实施例中，所述照射光源222本实施例中优选的采用高亮条形光源，这种光源是一种可专门用于配合线阵相机221的高亮光源，这里如图中所示的高亮条形光源，条形光源的两端通过连接块固连在支撑平台1上，所述高亮条形光源的长度方向对应主动滚轮211与从动滚轮212平行方向设置，还有本实施例中所述线阵相机221的线阵感光元素是对应检测区间215的正下方，而所述高亮条形光源的设置会偏向检测区间215一侧，因此所述高亮条形光源的照射方向宜与支撑平台1法线方向之间的角度呈30度设置，这样可使检测区间215具有充足的光源，有利于提高线阵相机的扫描检测的精度。

通过上述结构本实用新型的一种圆柱工件检测平台已能够实现滚动式、提高检测精度的检测，其检测工件的放入与取出可以是人工操作，适合于少量的检测工件、实验室等的检测使用，对于批量的检测，为提高机械的自动化效果，还可进一步对本实用新型的一种圆柱工件检测平台进行结构设置，如图中所示，本实施例在上述结构基础上进一步设置，还包括有架设在机架上的上料传送带3，所述上料传送带3可采用现有能够实现自动传送功能的产品，这里不具体限定使用，所述上料传送带3的出料端对应主动滚轮211与从动滚轮212之间的检测区间215的一端设置，用于输送检测工件至主动滚轮211与从动滚轮上212,为进一步达到较好控制输送检测工件的节奏，本实施例中所述上料传送带3的出料端上设有光电传感器31与控制***相连,其感应配合方式可是这样的，当检测工件在上料传送带3传输进行上料时，光电传感器31在检测为空时上料传送带3继续传送，接着检测到检测工件的头端时，控制上料传送带3暂停，等待设定的时间到达或其他条件满足，控制上料传送带3继续传送，这时就会再将一个检测工件传送至滚动装置21上进行滚动扫描检测，同时光电传感器31再次检测为空，进入下一个循环。如此可较好控制输送节奏，可避免后续的检测工件与前一检测工件同时进入滚动装置21影响检测、或出现掉落的情况，或造成机械故障等，也较好把握时间。否上料传送带3实现了自动输送检测工件的目的，降低人工的投入，提高输送检测效率。

本实施例中，所述主动滚轮211与从动滚轮212之间的检测区间215相对于上料传送带3的另一端设有用于挡住检测工件的端面挡板214，这里端面挡板214两端分别通过与主动滚轮211和从动滚轮212的滚轮支撑架连接设置，设置稳固，该端面挡板214的设置作用是起到防止检测工件跑出检测范围。

为进一步提高本案检测平台的自动化效果，提高工作效率，进一步结构设置，所述一种圆柱工件检测平台上还可包括有分拣抓取机构4用于抓取检测工件，本实施例中，如图中所示，所述分拣抓取机构4包括合格品落料结构41、次品落料结构42及可对应至检测区间215抓取检测工件移动至合格品落料结构41或次品落料结构42内的机械手43，在检测装置2将扫描数据发送给控制***后，***进行计算判断得出当前检测工件为合格品或次品的检测结果，给出机械手43的动作指令，所述机械手43接收指令后移动至检测装置2将其上的检测工件抓夹起移动至对应的落料位置(合格品落料结构41或次品落料结构42内)。

本实施例中采用的机械手43结构是这样的，包括包括可实现横向纵向移动的移动机构和设置在移动机构上的气动夹爪431，所述移动机构可采用现有已知的技术结构，如图所示，包括线性模组432、导轨433、滑块434、气缸435和连接板436，所述气缸435垂直放置，其伸出导杆固连滑块434，所述滑块434与导轨433固连，所述线性模组432水平放置，其通过一连接板436与导轨433固连，本实施例中所述线性模组432为常见产品，本领域技术人员从附图可清楚结构，且该装置不是本案中主要改进对象，这里就不再具体描述，所述气动夹爪431安装于滑块434上，所述气动夹爪431包括安装板4311，驱动缸4312，双头夹具4313和滑动块4314，所述驱动缸4312下方设有供双头夹具4313设置的安装板4311，所述双头夹具4313的左右两端分别通过滑动块4314与驱动缸4312连接，所述安装板4311上设有供滑动块4314左右滑动的滑动槽4315，由驱动缸4312推动滑动块4314沿滑动槽4315水平移动控制双头夹具4313夹取工件，这里采用的双头夹具4313可多点位抓夹可较为平稳的抓取检测工件，所述双头夹具4313的相对夹爪的夹持面为相对内凹的V型面，如图中所示，可实现自定心抓夹，抓夹更平稳，当气动夹爪431收到控制***的命令时，驱动缸4312推动双头夹具4313的左右两滑动块4314分别沿滑动槽4315向外移动，使双头夹具4313的两端夹持面分开，夹持工件时，驱动缸4312推动双头夹具4313的左右两滑动块4314分别沿滑动槽4315向内移动，使双头夹具4313夹紧检测工件。这里多说明一下，本实施例中，线性模组432为分拣抓取机构4提供水平移动的方向，气缸435和导轨433为分拣抓取机构4提供垂直移动的方向，移动平稳精准，配合滑块434上的气动夹爪431抓取检测工件，完成抓取检测工件的动作，通过控制***控制分拣抓取机构4实现自动抓取检测工件，有利于提高工业生产、检测的效率。另外本实施例提供一种机械手43的结构为参考，其他现有已知的机械手技术结构或现有机械手产品，可以起到抓取移动检测工件的机械手结构皆可以在本案中应用。

本实施例中如图所示，所述合格品落料结构41和次品落料结构42分别包括一端由支撑杆支撑倾斜设置在支撑平台1上的滑料槽401和设置在滑料槽401倾斜低的一端的储料盒402，如图储料盒402安装设置在支撑平台1的侧边上，可为可拆装设置方便盒内工件的搬运移动，所述滑料槽401的滑料槽面为下凹的V型面，该结构设置有利于圆柱型工件的限定滑动轨迹方向，滑动平稳而不会左右偏移改变方向等情况的出现，防止其飞出滑动槽431，所述滑料槽401的倾斜上端为对应机械手43移动放料的位置设置，便于接受由机械手43夹持的检测工件精准放入。

上述结构的设置，机械手43能够在得出检测结果后，自动抓取下检测工件，并将检测工件放置到对应的储料盒402，将合格品和次品直接作出了分离放置，即直接筛分出了合格品和次品，从而可提高生产效率。

下面公开本实施例中可实现的一种具体工作流程：检测工件由上料传送带3传输进行上料，当滚动式检测装置2未完成检测分拣，出料口光电传感器31检测到有检测工件到达时，控制***将会停止上料传送带3，否则检测工件继续传送将落入滚动式检测装置2中，当检测工件进入滚动式检测装置2时端面挡板214会限制住检测工件，防止检测工件跑出检测区域。检测执行时，伺服电机213匀速传动主动滚轮211，主动滚轮212带动工件匀速运动，线阵相机221扫描工件一周，获取工件圆周面图像信息，控制***根据检测项，对图像进行处理，获得检测结果。通过检测结果由控制***控制分拣抓取机构4根据检测结果抓取检测工件，放置到合格品滑料槽411或者次品滑料槽421，经过滑料槽后落入对应的合格品储料盒412或次品储料盒422后，完成单次检测。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。

Claims (10)

1.一种圆柱工件检测平台，其特征在于，包括控制检测平台工作的控制***、支撑平台和设置在平台上有控制***控制的滚动式检测装置，所述滚动式检测装置包括滚动装置和视觉检测硬件；所述滚动装置包括主动滚轮、从动滚轮和伺服电机，所述主动滚轮的中心轴两端可转动架设在支撑平台上，并一端连接由控制***控制启停的伺服电机，所述从动滚轮的中心轴两端架设在支撑平台上，所述主动滚轮与从动滚轮的外周面之间平行间隔开形成检测区间；所述视觉检测硬件包括设置在支撑平台上主动滚轮和从动滚轮下方的线阵相机以及照射光源，所述线阵相机的线阵感光元素和照射光源的照射方向对应检测区间，检测时，检测工件放置在主动滚轮与从动滚轮的上方一侧之间。

2.如权利要求1所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述一种圆柱工件检测平台还包括有架设在机架上的上料传送带，所述上料传送带的出料端对应主动滚轮与从动滚轮之间的检测区间的一端设置，用于输送检测工件至主动滚轮与从动滚轮上。

3.如权利要求2所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述主动滚轮与从动滚轮之间的检测区间的另一端设有用于挡住检测工件的端面挡板。

4.如权利要求2所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述上料传送带的出料端上设有光电传感器用于控制出料。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述一种圆柱工件检测平台还包括有分拣抓取机构用于抓取检测工件。

6.如权利要求5所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述分拣抓取机构包括合格品落料结构、次品落料结构及可对应至检测区间抓取检测工件移动至合格品落料结构或次品落料结构内的机械手。

7.如权利要求6所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述机械手包括可实现横向纵向移动的移动机构和设置在移动机构上的气动夹爪，所述气动夹爪的两相对夹持面为相对内凹的V型面。

8.如权利要求6所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述合格品落料结构和次品落料结构分别包括有倾斜设置的滑料槽和设置在滑料槽倾斜低的一端的储料盒，所述滑料槽的滑料槽面为下凹的V型面。

9.如权利要求1-4中任意一项所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述主动滚轮和/或从动滚轮为多段等距间隔设置的滚子组合构成。

10.如权利要求1-4中任意一项所述的一种圆柱工件检测平台，其特征在于：所述照射光源采用高亮条形光源，所述高亮条形光源的长度方向对应主动滚轮与从动滚轮平行方向设置，所述高亮条形光源的照射方向与支撑平台法线方向之间的角度呈30度设置。

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