CN216560320U - 基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备，应用于检测技术领域，适用于具有自动平面度检测并进行结果统计，该设备包括：支撑座，具有支撑平面；龙门架，固定设置在支撑平面上，龙门架的横梁朝向第一方向设置；移动部件，设置在支撑平面上，移动部件上设置有物品放置台，用于放置待检测物品，移动部件配置为带动待检测物品平行于支撑平面移动；3D线扫相机，通过安装件可活动地安装在龙门架的横梁上，3D线扫相机配置为对物品放置台上的待检测物品的表面进行扫描，获取待检测物品表面的3D点云数据。在对待检测物品的表面进行扫描时，3D线扫相机在支撑平面上的投影与待检测物品在支撑平面上的投影重叠。有效提高物品缺陷检测效率。

Description

基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体地涉及一种基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备。

背景技术

随着工业生产的效率要求越来越高，以及对于产品的质量要求越来越高，传统的产品检测均采用人工检测的手段已经无法满足现有的工业生产所要求的检测效率和产品质量要求。此外随着机器视觉的发展，该技术被应用到更多的领域，对此，为了提高满足现有检测技术的效率需求和产品检测质量需求，急需一种高效的检测设备以替代人工检测的方法。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，本实用新型通过将机器视觉技术与产品检测技术相结合，提供了一种高效的基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备，可以有效提高缺陷检测的效率，适用于自动平面度检测。

本实用新型提供了一种基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备，包括但不限于：支撑座，具有支撑平面；龙门架，固定设置在所述支撑平面上，所述龙门架的横梁朝向第一方向设置；移动部件，设置在所述支撑平面上，所述移动部件上设置有物品放置台，用于放置待检测物品，所述移动部件配置为带动所述待检测物品平行于所述支撑平面移动；3D线扫相机，通过安装件可活动地安装在所述龙门架的横梁上，所述3D线扫相机配置为对物品放置台上的待检测物品的表面进行扫描，获取待检测物品表面的3D点云数据；其中，在对所述待检测物品的表面进行扫描时，所述3D线扫相机在所述支撑平面上的投影与所述待检测物品在所述支撑平面上的投影重叠。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述移动部件包括：第一滑动部，沿第二方向固定设置在所述支撑平面上，所述第二方向垂直于所述第一方向；第二滑动部，安装在所述第一滑动部上，配置为被所述第一滑动部带动沿所述第二方向移动；所述物品放置台，安装在所述第二滑动部上，配置为被所述第二滑动部带动沿所述第一方向移动。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述移动部件还包括：第一滑动辅助部，平行于所述第二方向设置在所述支撑平面上，用于辅助支撑所述第二滑动部以沿所述第二方向移动；第二滑动辅助部，平行于所述第一方向设置在所述第二滑动部的两侧，用于辅助支撑所述物品放置台以沿所述第一方向移动。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述安装件包括：平板型安装座，与所述龙门架的横梁固定连接；L型安装座，具有互相垂直的长边与短边，所述长边用于与所述3D线扫相机固定连接；第三方向调整部，配置为将所述L型安装座的短边与所述平板型安装座可活动连接，通过调整旋钮控制所述L型安装座带动所述3D线扫相机相沿第三方向移动，所述第三方向垂直于所述第一方向和第二方向。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述检测设备还包括上料装置和下料装置；所述上料装置，用于将待检测物品放置在所述物品放置台；所述下料装置，用于将检测后的物品从所述物品放置台取出。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述检测设备还包括：处理装置，与所述3D线扫相机通信连接，用于接收所述3D线扫相机采集的3D点云数据并进行分析，生成缺陷检测结果。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述检测设备还包括控制装置；所述控制装置配置为控制所述移动部件、3D线扫相机、所述安装件上料装置、下料装置中的至少一者。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述检测设备还包括显示装置；所述显示装置设置在所述支撑座上，用于显示所述3D线扫相机获取的所述3D点云数据和/或缺陷检测结果。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述移动部件与所述支撑座之间具有连接导线，所述连接导线用于为所述移动部件发送指令和提供电力。

在本实用新型的一些示例性实施例中，所述检测设备所述支撑平面和所述龙门架的制造材料包括大理石。

根据本实用新型的实施例，通过采用3D线扫相机获取待检测物品表面的3D点云数据，可以获得更精确的检测结果。同时通过移动部件控制待检测物品在平行于支撑平面的平面内移动，可以提高检测的效率，提高准确率，适用于自动平面度检测并可进行结果统计。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型文本的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图进行简要说明，应当知道，以下描述的附图仅仅涉及本实用新型文本的一些实施例，而非对本实用新型文本的限制，其中：

图1示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备的立体结构示意图；

图2示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备沿图1的A方向结构示意图；

图3示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备沿图1的B方向结构示意图；

图4示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备的移动部件的局部放大图；

图5示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备的安装件的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本实用新型的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本实用新型。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

本实用新型的实施例提供了一种基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备，该设备包括：支撑座，具有支撑平面；龙门架，固定设置在支撑平面上，龙门架的横梁朝向第一方向设置；移动部件，设置在支撑平面上，移动部件上设置有物品放置台，用于放置待检测物品，移动部件配置为带动待检测物品平行于支撑平面移动；3D线扫相机，通过安装件可活动地安装在龙门架的横梁上，3D线扫相机配置为对物品放置台上的待检测物品的表面进行扫描，获取待检测物品表面的3D点云数据；在对待检测物品的表面进行扫描时，3D线扫相机在支撑平面上的投影与待检测物品在支撑平面上的投影重叠。

根据本实用新型的实施例，通过采用3D线扫相机获取待检测物品表面的3D点云数据，可以获得更精确的检测结果。同时通过移动部件控制待检测物品在平行于支撑平面的平面内移动，可以提高检测的效率，提高准确率。

下面结合图1至图5对本实用新型实施例的平面度自动缺陷检测设备进行详细说明。

图1示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备的立体结构示意图。图2示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备沿图1的A方向结构示意图。图3示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备沿图1的B方向结构示意图。

如图1所示，平面度自动缺陷检测设备100包括支撑座10、龙门架20、移动部件30、3D线扫相机40、控制装置50、显示装置60以及连接导线70。

具体地，支撑座10具有支撑平面，该支撑平面用于安装其他装置和部件，例如上述的各种装置和部件。

在本实用新型的实施例中，龙门架20固定设置在支撑平面上，龙门架20具有横梁，横梁朝向第一方向设置，具体地，横梁朝向图中的B方向设置，或者朝向图中的X方向设置。龙门架20的横梁通过竖梁与支撑平面固定。

在本实用新型的实施例中，通过采用龙门架20，可以实现检测时减少机器震动带来的影响，提高检测精度。在本实施例中，龙门架和支撑座选用大理石材料制造，在本实用新型的其他可选实施例中，龙门架和支撑座可以选用其他可以抗震动的材料或者减轻震动的材料制造，用以减少震动对检测结果的影响。

在本实施例中，移动部件30设置在支撑平面上，移动部件30上设置有物品放置台33(见下文图4，下文将对该部分进行详细说明)，用于放置待检测物品，移动部件30配置为带动待检测物品平行于支撑平面移动。

图4示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备的移动部件的局部放大图。

如图1和图4所示，移动部件30包括第一滑动部31、第二滑动部32以及物品放置台33。其中，第一滑动部31沿第二方向固定设置在支撑平面上，第二方向垂直于第一方向。如上文所述第一方向为图1中的X方向，第二方向为图1中Y方向，第一滑动部31上设置有驱动部件(未示出)，用于驱动第二滑动部32移动。第二滑动部32安装在第一滑动部31上，配置为被第一滑动部31带动沿第二方向移动。例如，通过向第一滑动部31的驱动部件输入驱动信号，以控制驱动部件带动第二滑动部32沿第二方向移动，即沿着图1中的Y方向移动。物品放置台33安装在第二滑动部32上，配置为被第二滑动部32带动沿第一方向移动。第二滑动部32上同样设置有驱动部件，通过接收输入的驱动信号以控制第二滑动部32带动物品放置台33沿着第一方向移动，即沿着图1中的X方向移动。

根据本实用新型的实施例，通过第一滑动部31带动安装在第一滑动部31上的第二滑动部32以及物品放置台33沿着第二方向移动，通过第二滑动部32带动物品放置台33沿第一方向移动。由于物品放置台33用于放置待检测物品，通过设置第一滑动部31以及第二滑动部32可以实现带动待检测物品在X方向和Y方向所在的平面内移动(即平行于支撑平面的平面)，从而完成对待检测物品表面的扫描，由于第一滑动部31和第二滑动部32的配合，可以完成对待检测物品的整个平面的各个位置进行扫描，提高检测的精确度。

移动部件30除了上述的第一滑动部31和第二滑动部32外，还包括第一滑动辅助部311以及第二滑动辅助部321。

在本实用新型的实施例中，第一滑动辅助部311平行于第二方向设置在支撑平面上，用于辅助支撑第二滑动部32以沿第二方向移动。具体地，第一滑动辅助部311设置为两个，分别位于第一滑动部31的两侧，每一个第一滑动辅助部311包括沿第二方向设置的滑轨，以及在滑轨上的导块，导块用于第二滑动部32连接，支撑第二滑动部32。通过在第一滑动部31的两侧分别设置第一滑动辅助部311可以提高第二滑动部32沿第二方向滑动的稳定性。此外，通过设置第一滑动辅助部311可以满足较大质量的待检测部件的需求，防止因待检测物品质量较大而带来的检测误差。

第二滑动辅助部321，平行于第一方向设置在第二滑动部32的两侧，用于辅助支撑物品放置台33以沿第一方向移动。具体地，第二滑动辅助部321设置为两个，分别位于第二滑动部32的两侧，每一个第二滑动辅助部321包括沿第一方向设置的滑轨，以及在滑轨上的导块，导块用于与物品放置台33连接，并支撑物品放置台33。通过在第二滑动部32的两侧分别设置第二滑动辅助部321可以提高物品放置台33沿第一方向滑动的稳定性，同时，当质量较大的待检测物品放置在物品放置台33上时，由于设有第二滑动辅助部321，可以分担承受一定的质量，提高检测时的稳定性，减少检测误差。

在本实用新型的其他实施例中，第一滑动辅助部311和第二滑动辅助部321的数目可以根据实际的需求进行设定，并且其间隔距离和位置也可以根据实际的需求进行调整。

在本实用新型的实施例中，物品放置台上设置有夹持待检测物品的夹具，例如卡扣、夹爪等等。在其他可选实施例中，也可以设置固定待检测物品的固定部件，例如磁吸式固定部件等等。

在本实用新型的实施例中，龙门架20横跨移动部件30设置，从而使移动部件30可以在龙门架的下侧带动待检测物品相对龙门架20移动。具体地，龙门架20横跨移动部件30的第一滑动部31，当第二滑动部32被第一滑动部31带动移动时，龙门架20横跨第二滑动部32。在其他的可选实施例中，龙门架20也可以设置成横跨第一滑动部31和/或第二滑动部32的一部分。

在本实用新型的实施例中，3D线扫相机40通过安装件可活动地安装在龙门架20的横梁上，3D线扫相机配置为对物品放置台上的待检测物品的表面进行扫描，获取待检测物品表面的3D点云数据；在对待检测物品的表面进行扫描时，3D线扫相机在支撑平面上的投影与待检测物品在所述支撑平面上的投影重叠。

例如，当待检测物品放置在物品放置台33上后，具有朝向3D线扫相机的表面，通过移动部件30带动物品放置台移动，使待检测物品相对于3D线扫相机移动，从而实现对待检测物品的朝向3D线扫相机的表面的检测，从而获取该表面的3D点云数据，并进一步根据获取的3D点云数据来生成检测结果。

通过将3D线扫相机在支撑平面上的投影与待检测物品在支撑平面上的投影重叠，从而保证3D扫描相机能够对待检测物品的所有表面进行扫描，提高检测的完全程度，即尽量保证待检测物品的朝向3D线扫相机的表面均能被扫描检测到。

在本实用新型的实施例中，通过将3D线扫相机40安装在龙门架20上，可以有效减少检测时3D线扫相机因震动而带来的检测误差。

图5示意性示出了本实用新型示例性实施例的平面度自动缺陷检测设备的安装件的结构示意图。

下面结合图5对本实用新型的安装件进行详细说明。

如图5所示，安装件41包括平板型安装座411、第三方向调整部412以及L型安装座413。

具体地，平板型安装座411与龙门架20的横梁固定连接，例如，可以是通过螺钉螺母固定连接，又例如可以是通过焊接连接等等。

L型安装座413具有互相垂直的长边和短边，其中长边用于与3D线扫相机固定连接，例如通过螺钉螺母将3D线扫相机固定在L型安装座413的长边上，从而保持3D线扫相机在工作中的稳定性。

第三方向调整部412配置为将L型安装座413的短边与平板型安装座411可活动连接，通过调整旋钮控制L型安装座带动3D线扫相机相沿第三方向移动，第三方向垂直于第一方向和第二方向。

其中，通过旋转调整旋钮，可以使L型安装座带动3D线扫相机沿图1中的Z轴方向移动，从而调整3D线扫相机与待检测物品之间的距离，可以获得更加精确的3D点云数据，从而提高检测的准确性。

在本实用新型的实施例中，检测设备还包括上料装置和下料装置(图中未示出)，其中，上料装置用于将待检测物品放置在物品放置台。下料装置用于将检测后的物品从物品放置台取出。其中下料装置还可以根据检测结果将检测合格的物品放置在合格区域，将检测不合格的物品放置在不合格区域。在其他可选实施例中，上料装置和下料装置的执行动作可以由人工完成，例如由人工将待检测物品放置在物品放置台上，并且由人工根据检测结果对检测后的物品进行分类等等。

在本实用新型的实施例中，检测设备还包括控制装置，例如该控制装置可以是中央处理器(CPU)或者移动处理器等等。该控制装置配置为控制移动部件、3D线扫相机、安装件、上料装置、下料装置中的至少一者执行相应的动作。

在本实用新型的实施例中，检测设备还包括显示装置，如图1所示，显示装置60设置在所述支撑座上，通过支撑杆进行支撑，用于显示3D线扫相机获取的所述3D点云数据和/或缺陷检测结果。便于工作人员根据显示装置的显示结果对检测设备进行操作控制。

在本实用新型的实施例中，如图1所示，移动部件30与支撑座之间具有连接导线70，连接导线用于为移动部件30发送指令和提供电力。例如，连接导线70与支撑座内部的电源或者控制装置等连接，从而实现对信号、电力的传输。在其他可选的实施例中，信号也可以通过无限通信的方式进行传输，从而使装置布线更加简单。

下面结合图1对本实用新型的平面度自动缺陷检测设备的工作过程进行详细说明。

首先，通过上料装置或者人工上料的方式将待检测物品放置在物品放置台33上。接下来，由人工控制或者机器检测到物品放置到物品放置台33上后，驱动第一滑动部31沿图1中的Y方向移动，3D线扫相机开始对待检测物品的Y方向一定宽度的表面进行扫描获取3D点云数据。在对待检测物品沿Y方向的表面的一部分扫描完成后，通过驱动第二滑动部32沿X方向滑动一定距离(该距离小于等于3D线扫相机的扫描宽度)，然后，继续驱动第一滑动部31带动物品放置台33沿着Y方向移动，直至待检测物品的所有表面均被扫描。接下来，处理装置可以根据获取的3D点云数据进行拼接，生成缺陷检测结果，并将该缺陷检测结果显示在显示装置60上，工作人员根据缺陷检测结果对检测完成的物品进行分类。或者由下料装置根据缺陷检测结果对检测完成的物品进行分类。

根据本实用新型的实施例，通过采用3D线扫相机获取待检测物品表面的3D点云数据，可以获得更精确的检测结果。同时通过移动部件控制待检测物品在平行于支撑平面的平面内移动，可以提高检测的效率，提高准确率。本实用新型的平面度自动缺陷检测设备，基于3D线扫相机，能够对待检测物品的表面进行自动检测，从而获取待检测物品表面的平面度参数，以判断该待检测物品是否合格，有效提高了平面度缺陷检测的效率。

本领域技术人员可以理解，本实用新型的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本实用新型中。特别地，在不脱离本实用新型精神和教导的情况下，本实用新型的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本实用新型的范围。

以上对本实用新型的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本实用新型的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本实用新型的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本实用新型的范围之内。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的平面度自动缺陷检测设备，其特征在于，包括：

支撑座，具有支撑平面；

龙门架，固定设置在所述支撑平面上，所述龙门架的横梁朝向第一方向设置；

移动部件，设置在所述支撑平面上，所述移动部件上设置有物品放置台，用于放置待检测物品，所述移动部件配置为带动所述待检测物品平行于所述支撑平面移动；

3D线扫相机，通过安装件可活动地安装在所述龙门架的横梁上，所述3D线扫相机配置为对物品放置台上的待检测物品的表面进行扫描，获取待检测物品表面的3D点云数据；

其中，在对所述待检测物品的表面进行扫描时，所述3D线扫相机在所述支撑平面上的投影与所述待检测物品在所述支撑平面上的投影重叠。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述移动部件包括：

第一滑动部，沿第二方向固定设置在所述支撑平面上，所述第二方向垂直于所述第一方向；

第二滑动部，安装在所述第一滑动部上，配置为被所述第一滑动部带动沿所述第二方向移动；

所述物品放置台，安装在所述第二滑动部上，配置为被所述第二滑动部带动沿所述第一方向移动。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述移动部件还包括：

第一滑动辅助部，平行于所述第二方向设置在所述支撑平面上，用于辅助支撑所述第二滑动部以沿所述第二方向移动；

第二滑动辅助部，平行于所述第一方向设置在所述第二滑动部的两侧，用于辅助支撑所述物品放置台以沿所述第一方向移动。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述安装件包括：

平板型安装座，与所述龙门架的横梁固定连接；

L型安装座，具有互相垂直的长边与短边，所述长边用于与所述3D 线扫相机固定连接；

第三方向调整部，配置为将所述L型安装座的短边与所述平板型安装座可活动连接，通过调整旋钮控制所述L型安装座带动所述3D线扫相机相沿第三方向移动，所述第三方向垂直于所述第一方向和第二方向。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其特征在于，还包括上料装置和下料装置；

所述上料装置，用于将待检测物品放置在所述物品放置台；

所述下料装置，用于将检测后的物品从所述物品放置台取出。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括：

处理装置，与所述3D线扫相机通信连接，用于接收所述3D线扫相机采集的3D点云数据并进行分析，生成缺陷检测结果。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括控制装置；

所述控制装置配置为控制所述移动部件、3D线扫相机、安装件、上料装置、下料装置中的至少一者。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，还包括显示装置；

所述显示装置设置在所述支撑座上，用于显示所述3D线扫相机获取的所述3D点云数据和/或缺陷检测结果。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述移动部件与所述支撑座之间具有连接导线，所述连接导线用于为所述移动部件发送指令和提供电力。

10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述支撑平面和所述龙门架的制造材料包括大理石。

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