CN217277921U - 基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及产品外观缺陷检测设备制造技术领域，具体的说是一种能够完成待测产品连续自动上料、物品表面图像采集并能够将根据检测结果进行标定后的检测后物品按顺序连续自动堆码的基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，所述上料传送机构采用直线导轨或滚珠丝杆机构，所述检测平台固定在直线导轨或滚珠丝杆机构的螺母座上，所述图像采集机构架设于上料传送机构的上方，所述检测后产品顺序收集机构位于上料传送机构的后端。

Description

基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置

技术领域：

本实用新型涉及产品外观缺陷检测设备制造技术领域，具体的说是一种能够完成待测产品连续自动上料、物品表面图像采集并能够将根据检测结果进行标定后的检测后物品按顺序连续自动堆码的基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置。

背景技术：

在制造产品的过程中，表面缺陷的产生往往是不可避免的。不同产品的表面缺陷有着不同的定义和类型，一般而言表面缺陷是产品表面局部物理或化学性质不均匀的区域，如金属表面的划痕、斑点、孔洞，纸张表面的色差、压痕，玻璃等非金属表面的夹杂、破损、污点，等等。表面缺陷不仅影响产品的美观和舒适度，而且一般也会对其使用性能带来不良影响，因此生产过程中都需要耗费极大的人力、物力进行表面缺陷相关的质量控制。

目前市场上大部分工业零器件的质检依然采用人工方式进行表面缺陷的传统检测，该方法抽检率低、准确性不高、实时性差、效率低、劳动强度大、受人工经验和主观因素的影响大，而基于机器视觉的检测方法可以很大程度上克服上述弊端。但是现有的设备或装置往往存在功能单一、整机设计自动化程度低、缺陷检测效率较低的问题，具体的说，现有设备无法实现多个待检测产品的连续上料、图像采集以及对于根据检测结果标定后的检测后产品按顺序收集。

发明内容：

本实用新型针对现有技术中存在的缺点和不足，提出了一种能够完成待测产品连续自动上料、物品表面图像采集并能够将根据检测结果进行标定后的检测后物品按顺序连续自动堆码的基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置。

本实用新型通过以下措施达到：

一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，设有上料传送机构、检测平台、图像采集机构以及检测后产品顺序收集机构，其特征在于，所述上料传送机构采用直线导轨或滚珠丝杆机构，所述检测平台固定在直线导轨或滚珠丝杆机构的螺母座上，所述图像采集机构架设于上料传送机构的上方，所述检测后产品顺序收集机构位于上料传送机构的后端。

本实用新型所述检测后产品顺序收集机构中设有用于将标记后的物料依次送出的第二传送机构，第二传送机构采用皮带传送机构实现，为了保证产品放置在传动皮带上不打滑，传送皮带表面设有挡块，当皮带传送机构运转时，挡块随传动皮带运转并推动产品被送出；进一步，第二传送机构与上料传送机构的后端相邻，第二传送机构与上料传送机构组合呈L字状，第二传送机构与上料传送机构邻接处还设有中转机构，所述中转机构中设有料叉、料叉升降机构、料叉底座、直线滑台，所述料叉升降机构固定在料叉下方，料叉升降机构下端与料叉底座固定连接，料叉底座与直线滑台的螺母座固定连接，所述料叉底座上还设有侧立板，侧立板对应料叉运动最低点和最高点分别设有位置传感器，中转机构中的直线滑台与第二传送机构平行设置，料叉从上料传送机构末端叉取物料，并将物料送至第二传送机构上。

本实用新型检测后产品顺序收集机构还设有集料箱以及集料箱升降机构，所述集料箱的箱体侧面设有收料口，箱体内设有用于与待收集平板物料一一对应的分层式收纳空间，集料箱箱体经集料箱限位框与集料箱升降机构上端相连接，集料箱收料口朝向第二传送机构末端设置，用于依次收集第二传送机构送出的产品；所述集料箱收料口处还设有用于将平板式物料推入集料箱收料口内的送料机构，所述送料机构包括推叉、用于驱动推叉在水平方向直线运动的推叉驱动机构，所述推叉驱动机构采用电动机与连杆配合或采用气缸实现。

本实用新型所述图像采集机构包括支撑架、云台机构、光源以及相机，其中光源与相机分别连接在云台机构上，所述云台机构经支撑架设置在上料传送机构的上方，所述云台机构包括水平旋转机构、以及位于水平旋转机构部下方的光源挂载支架和相机挂载支架，所述水平旋转机构中设有固定在支撑架顶部的轴承基座，轴承基座上安装交叉滚子轴承，交叉滚子轴承外圈与支撑架相连接，内圈与电动旋转器相连，电动旋转器与水平旋转机构下方的连接板相连，所述光源挂载支架自上而下依次设有光源X轴滑台、光源Z轴滑台以及光源安装架，其中光源X轴滑台与连接板下方相连，光源Z轴滑台上端与光源X轴滑台中滑块相连接，光源安装架与光源Z轴滑台中的滑块固定连接；所述相机挂载支架自上而下依次设有相机X轴滑台、相机Z轴滑台以及相机固定板，所述相机X轴滑台与连接板下方相连接，相机Z轴滑台与相机X轴滑台的滑块固定连接，相机固定板与相机Z轴滑台的滑块相连。

本实用新型所述集料箱的箱体呈长方体，设有收料口的一侧面敞开，与收料口相对的一侧壁设有档条或挡板，防止推叉推入物料时将物料推出，两侧壁上对称设置若干承托凸台，从而使平板式物料两端分别由承托凸台托起，相邻的平板式物料彼此间隔堆码，防止磕碰和划伤；进一步，所述集料箱升降机构包括侧立板、直线滑台或滚珠丝杠、升降电动机，升降电动机和直线滑台或滚珠丝杠固定在侧立板上，集料箱限位框与直线滑台中滑块固定连接，或与滚珠丝杠中的螺母座固定连接，其中升降电动机驱动直线滑台或滚珠丝杠带动集料箱限位框在竖直方向往复运动。

本实用新型所述上料传送机构前端还设有用于将平板状产品叉放在检测平台上的料叉以及料叉驱动机构。

本实用新型在工作时，通过上料传送机构前端的料叉将待检测物品叉放在检测平台上，由上料传送机构带动检测平台稳定并准确的移动至光源与相机下方，由于光源与相机分别经支架挂载于水平旋转机构上，通过水平旋转机构以及挂载支架，可以实现光源与相机间距、光源投射角度、光源竖直位置、光源水平位置、相机的水平位置、相机竖直位置、相机俯仰角等参数的精确调整，保证相机能够捕获待检测产品表面完整的形貌特征，图像采集完毕后，上料传送机构带动待检测产品传送至第二传送机构前端，通过第二传送机构与上料传送机构邻接处的中转机构，将待检测产品叉放至第二传送机构上，通过第二传送机构中的传送皮带，将待检测产品送至打标工序，将检测结果标记于产品上，该工序通过打标机实现，此不赘述，完成打标后的产品由第二传送机构末端送出，并由检测后产品顺序收集机构依次收入集料箱，由于集料箱内采用分层式收纳空间，能够实现多个检后产品独立存放，有效避免收料过程中的磕碰或划伤问题。

本实用新型与现有技术相比，通过合理的布置，将基于机器视觉检测流程集成为一体，具有结构紧凑、占空间小、工作效率高等显著的优点。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型中上料传送机构以及第二传送机构的结构示意图。

附图3是本实用新型中云台机构的一种结构示意图。

附图4是本实用新型中集料箱的一种结构示意图。

附图标记：上料传送机构1、检测平台2、第二传送机构3、中转机构4、集料箱5、集料箱限位框6、平板状物料7、挡块8、中转料叉9、挡块传感器10、推叉11、推叉驱动机构12、集料箱升降机构13、侧立板14、承托凸台15、支撑架16、光源17、相机18、水平旋转机构19。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：

如附图1及附图2所示，本例提供了一种用于对平板状产品连续进行表面缺陷检测的装置，设有上料传送机构1、检测平台2、图像采集机构以及检测后产品顺序收集机构，所述上料传送机构1采用直线导轨或滚珠丝杆机构，所述上料传送机构1前端还设有用于将平板状产品叉放在检测平台2上的料叉以及料叉驱动机构；所述检测平台2固定在直线导轨或滚珠丝杆机构的螺母座上，所述图像采集机构架设于上料传送机构1的上方，所述检测后产品顺序收集机构位于上料传送机构1的后端；

如附图2所示，所述检测后产品顺序收集机构中设有用于将标记后的物料依次送出的第二传送机构3，第二传送机构3采用皮带传送机构实现，为了保证产品放置在传动皮带上不打滑，传送皮带表面设有挡块8，当皮带传送机构运转时，挡块8随传动皮带运转并推动产品被送出，为了适应平板状物料7的传送，本例中第二传送机构3设有平行的两条传送带，两条传送带同步运转，且均设有到挡块8，为了保证设备运转时，待传送的平板状物料7能够准确地被挡块8推动，第二传送机构3靠近上料传送机构1的一端还设有用于检测挡块8到位情况的挡块传感器10，挡块传感器10采用反射式红外传感器，相关电气电路为现有技术，此不赘述；

如附图2所示，第二传送机构3与上料传送机构1的后端相邻，第二传送机构3与上料传送机构1组合呈L字状，第二传送机构3与上料传送机构1邻接处还设有中转机构4，所述中转机构4中设有中转料叉9、料叉升降机构、料叉底座、直线滑台，所述料叉升降机构固定在料叉下方，料叉升降机构下端与料叉底座固定连接，料叉底座与直线滑台的螺母座固定连接，所述料叉底座上还设有侧立板，侧立板对应料叉运动最低点和最高点分别设有位置传感器，中转机构中的直线滑台与第二传送机构3平行设置，料叉从上料传送机构1末端叉取物料，并将物料送至第二传送机构上3；

如附图4所示，本例中检测后产品顺序收集机构还设有集料箱5以及集料箱升降机构13，所述集料箱5的箱体侧面设有收料口，箱体内设有用于与待收集平板物料一一对应的分层式收纳空间，集料箱5箱体经集料箱限位框6与集料箱升降机构13上端相连接，集料箱收料口朝向第二传送机构3末端设置，用于依次收集第二传送机构3送出的产品；所述集料箱5收料口处还设有用于将平板式物料推入集料箱收料口内的送料机构，所述送料机构包括推叉11、用于驱动推叉在水平方向直线运动的推叉驱动机12构，所述推叉驱动机构12采用电动机与连杆配合或采用气缸实现；

所述集料箱升降机构13包括侧立板14、直线滑台或滚珠丝杠、升降电动机，升降电动机和直线滑台或滚珠丝杠固定在侧立板14上，集料箱限位框6与直线滑台中滑块固定连接，或与滚珠丝杠中的螺母座固定连接，其中升降电动机驱动直线滑台或滚珠丝杠带动集料箱限位框6在竖直方向往复运动；

所述集料箱5的箱体呈长方体，设有收料口的一侧面敞开，与收料口相对的一侧壁设有档条或挡板，防止推叉推入物料时将物料推出，两侧壁上对称设置若干承托凸台15，从而使平板式物料两端分别由承托凸台15托起，相邻的平板式物料彼此间隔堆码，防止磕碰和划伤；工作时，集料箱5的收料口与生产线末端相对放置，通过集料箱升降机构13将集料箱中空余分层式收纳空间的位置调整至与推叉11推送高度一致，此后通过送料机构中的推叉将生产线末端的平板式物料沿收料口推入集料箱内相应的分层式收纳空间，收料成功后，重复调整集料箱升降机构，使下一个空余的分层式收纳空间的位置被调整至与推叉推送高度一致，重复若干次后，集料箱所有分层式收纳空间均收入物料，当前集料箱5收满；

本例中所述图像采集机构包括支撑架16、云台机构、光源17以及相机18，其中光源17与相机18分别连接在云台机构上，所述云台机构经支撑架16设置在上料传送机构1上方，所述云台机构包括水平旋转机构19、以及位于水平旋转机构19下方的光源挂载支架和相机挂载支架，所述水平旋转机构19中设有固定在支撑架顶部的轴承基座，轴承基座上安装交叉滚子轴承，交叉滚子轴承外圈与支撑架相连接，内圈与电动旋转器相连，电动旋转器与水平旋转机构下方的连接板相连，所述光源挂载支架自上而下依次设有光源X轴滑台、光源Z轴滑台以及光源安装架，其中光源X轴滑台与连接板下方相连，光源Z轴滑台上端与光源X轴滑台中滑块相连接，光源安装架与光源Z轴滑台中的滑块固定连接；所述相机挂载支架自上而下依次设有相机X轴滑台、相机Z轴滑台以及相机固定板，所述相机X轴滑台与连接板下方相连接，相机Z轴滑台与相机X轴滑台的滑块固定连接，相机固定板与相机Z轴滑台的滑块相连；

本例在工作时，通过上料传送机构前端的料叉将待检测物品叉放在检测平台上，由上料传送机构带动检测平台稳定并准确的移动至光源与相机下方，由于光源与相机分别经支架挂载于水平旋转机构上，通过水平旋转机构以及挂载支架，可以实现光源与相机间距、光源投射角度、光源竖直位置、光源水平位置、相机的水平位置、相机竖直位置、相机俯仰角等参数的精确调整，保证相机能够捕获待检测产品表面完整的形貌特征，图像采集完毕后，上料传送机构带动待检测产品传送至第二传送机构前端，通过第二传送机构与上料传送机构邻接处的中转机构，将待检测产品叉放至第二传送机构上，通过第二传送机构中的传送皮带，将待检测产品送至打标工序，将检测结果标记于产品上，该工序通过打标机实现，此不赘述，完成打标后的产品由第二传送机构末端送出，并由检测后产品顺序收集机构依次收入集料箱，由于集料箱内采用分层式收纳空间，能够实现多个检后产品独立存放，有效避免收料过程中的磕碰或划伤问题。

本实用新型与现有技术相比，通过合理的布置，将基于机器视觉检测流程集成为一体，具有结构紧凑、占空间小、工作效率高等显著的优点。

Claims (7)

1.一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，设有上料传送机构、检测平台、图像采集机构以及检测后产品顺序收集机构，其特征在于，所述上料传送机构采用直线导轨或滚珠丝杆机构，所述检测平台固定在直线导轨或滚珠丝杆机构的螺母座上，所述图像采集机构架设于上料传送机构的上方，所述检测后产品顺序收集机构位于上料传送机构的后端。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，其特征在于，所述检测后产品顺序收集机构中设有用于将标记后的物料依次送出的第二传送机构，第二传送机构采用皮带传送机构实现，为了保证产品放置在传动皮带上不打滑，传送皮带表面设有挡块，当皮带传送机构运转时，挡块随传动皮带运转并推动产品被送出。

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，其特征在于，第二传送机构与上料传送机构的后端相邻，第二传送机构与上料传送机构组合呈L字状，第二传送机构与上料传送机构邻接处还设有中转机构，所述中转机构中设有料叉、料叉升降机构、料叉底座、直线滑台，所述料叉升降机构固定在料叉下方，料叉升降机构下端与料叉底座固定连接，料叉底座与直线滑台的螺母座固定连接，所述料叉底座上还设有侧立板，侧立板对应料叉运动最低点和最高点分别设有位置传感器，中转机构中的直线滑台与第二传送机构平行设置，料叉从上料传送机构末端叉取物料，并将物料送至第二传送机构上。

4.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，其特征在于，检测后产品顺序收集机构还设有集料箱以及集料箱升降机构，所述集料箱的箱体侧面设有收料口，箱体内设有用于与待收集平板物料一一对应的分层式收纳空间，集料箱箱体经集料箱限位框与集料箱升降机构上端相连接，集料箱收料口朝向第二传送机构末端设置，用于依次收集第二传送机构送出的产品；所述集料箱收料口处还设有用于将平板式物料推入集料箱收料口内的送料机构，所述送料机构包括推叉、用于驱动推叉在水平方向直线运动的推叉驱动机构，所述推叉驱动机构采用电动机与连杆配合或采用气缸实现。

5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，其特征在于，所述图像采集机构包括支撑架、云台机构、光源以及相机，其中光源与相机分别连接在云台机构上，所述云台机构经支撑架设置在上料传送机构的上方，所述云台机构包括水平旋转机构、以及位于水平旋转机构部下方的光源挂载支架和相机挂载支架，所述水平旋转机构中设有固定在支撑架顶部的轴承基座，轴承基座上安装交叉滚子轴承，交叉滚子轴承外圈与支撑架相连接，内圈与电动旋转器相连，电动旋转器与水平旋转机构下方的连接板相连，所述光源挂载支架自上而下依次设有光源X轴滑台、光源Z轴滑台以及光源安装架，其中光源X轴滑台与连接板下方相连，光源Z轴滑台上端与光源X轴滑台中滑块相连接，光源安装架与光源Z轴滑台中的滑块固定连接；所述相机挂载支架自上而下依次设有相机X轴滑台、相机Z轴滑台以及相机固定板，所述相机X轴滑台与连接板下方相连接，相机Z轴滑台与相机X轴滑台的滑块固定连接，相机固定板与相机Z轴滑台的滑块相连。

6.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，其特征在于，所述集料箱的箱体呈长方体，设有收料口的一侧面敞开，与收料口相对的一侧壁设有档条或挡板，防止推叉推入物料时将物料推出，两侧壁上对称设置若干承托凸台，从而使平板式物料两端分别由承托凸台托起，相邻的平板式物料彼此间隔堆码，防止磕碰和划伤。

7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的物品表面缺陷检测装置，其特征在于，所述集料箱升降机构包括侧立板、直线滑台或滚珠丝杠、升降电动机，升降电动机和直线滑台或滚珠丝杠固定在侧立板上，集料箱限位框与直线滑台中滑块固定连接，或与滚珠丝杠中的螺母座固定连接，其中升降电动机驱动直线滑台或滚珠丝杠带动集料箱限位框在竖直方向往复运动。

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