一種雙圓盤機器視覺檢測系統的製作方法

2023-10-05 23:00:10

本發明涉及一種雙圓盤機器視覺檢測系統。

背景技術：

釹鐵硼行業中，針對尺寸和外觀要求較高的產品比如薄片產品或環狀產品，通常需要對產品的上下端面及內外圓周的外觀和產品尺寸進行全檢。現有技術中記載了一些對這些產品的外觀進行全檢的設備，也記載了一些對產品進行翻面的機構。具體如下。

ZL201320788256.4公開了一種汽車用釹鐵硼永磁體尺寸外觀的自動檢測裝置，並且具體地公開了其採用的送料裝置包括螺旋式送料盤、振動裝置、寬度調節軌道、聯接通道、透明轉盤和樣品厚度與寬度調節裝置。但是，該自動檢測裝置僅僅只能對產品進行單面的檢驗，不能同時檢測產品的上下端面，會導致檢測後的產品依然存在外觀和尺寸不合格品。

ZL201620033333.9公開了一種對竹片進行翻面的機構，具體地採用如下結構：包括第一傳送帶、第二傳送帶、傳動輪及從動輪，第一傳送帶連接兩個傳動輪，第二傳送帶連接一個傳動輪和三個從動輪，第一傳送帶和第二傳送帶均通過步進電機驅動實現傳送；第一傳送帶和第二傳送帶具有實現竹片翻面的接觸部分。使用該翻面機構時，產品在第一傳送帶和第二傳動帶之間會受到壓力，對於韌性較好的竹片產品，壓力不會對竹片產生影響，但是，對於非常脆的釹鐵硼產品來說，壓力會使釹鐵硼產品破損甚至是碎裂。因此，需要新的結構的翻面機構來實現對釹鐵硼產品來翻面。

技術實現要素：

基於上述現有技術的不足，本發明的主要目的是提供一種雙圓盤機器視覺檢測系統。該雙圓盤機器視覺檢測系統包括翻面機構，使釹鐵硼產品在翻面時不會受到壓力，不會壓碎釹鐵硼產品；該雙圓盤機器視覺檢測系統能實現對產品的上下端面和/或內外圓周的外觀和尺寸均進行檢驗。

本發明解決其技術問題的技術方案如下：

一種雙圓盤機器視覺檢測系統，包括：上料裝置、第一圓盤、翻面裝置和第二圓盤，第一圓盤周圍設置有一個或多個機器視覺檢測工位、和第一不合格品剔除工位，第二圓盤周圍設置有一個或多個機器視覺檢測工位、第二不合格品剔除工位和合格品收集工位；所述翻面裝置包括第一傳送帶、第二傳送帶和弧形塊，第一傳送帶的側面與第一圓盤相切設置，在第一傳送帶與第一圓盤相接觸處的上方設有第一導料塊，所述弧形塊套接在所述第一傳送帶的傳送方向的尾端且與第一傳送帶保持有間隙，所述第二傳送帶設置在第一傳送帶的下方，第二傳送帶的側面與第二圓盤相切設置，在第二傳送帶與第二圓盤相接觸處的上方設有第二導料塊。

進一步地，所述上料裝置包括上料傳送帶和上料導料塊，上料傳送帶的傳送方向與第一圓盤的切線方向平行，上料傳送帶與第一圓盤相鄰接觸處位於同一平面上，上料導料塊設置在上料傳送帶與第一圓盤接觸處的上方。

進一步地，上料裝置包括設置在工作檯上的上料傳送帶和上料導料塊，上料傳送帶的傳送方向與第一圓盤的切線方向平行，上料傳送帶與第一圓盤相鄰接觸處位於同一平面上，上料導料塊設置在上料傳送帶與第一圓盤接觸處的上方。

進一步地，第一圓盤和第二圓盤均採用透明材質製成，優選採用玻璃。

進一步地，第一圓盤周圍設置的一個或多個機器視覺檢測工位選自由第一厚度檢測工位、第一端面檢測工位、第一外壁檢測工位和第一內壁檢測工位所組成的組。

進一步地，第二圓盤周圍設置的一個或多個機器視覺檢測工位選自由第二端面檢測工位、第二外壁檢測工位和第二內壁檢測工位所組成的組。

進一步地，第一外壁檢測工位和第二外壁檢測工位分別包括同軸相向設置的外壁檢測相機鏡頭和外壁檢測光源，外壁檢測相機鏡頭位於圓盤上方，而外壁檢測光源位於圓盤下方。

進一步地，第一內壁檢測工位和第二內壁檢測工位分別由一個相機鏡頭、配套上光源和配套下光源組成，其中上光源同軸套在內壁檢測相機鏡頭周圍，位於圓盤上方，下光源位於圓盤下方，和相機鏡頭同軸相向設置。

進一步地，所述第一不合格品剔除工位、第二不合格品剔除工位和合格品收集工位均採用吹氣嘴。

進一步地，所述雙圓盤機器視覺檢測系統還包括前置工件提升裝置，所述前置工件提升裝置包括前置上料皮帶、殼體、高壓空氣裝置、吸氣口、分料排料裝置和收料皮帶；其中殼體包括2個或多於2個斜面以及數量比斜面數量少1個的臺階，每個斜面和位於其上方的相鄰臺階之間的夾角為60-90°，在每個臺階下方有開孔和高壓空氣裝置相連通。

進一步地，殼體包括3個斜面和2個臺階，並且每個斜面和位於其上方的相鄰臺階之間的夾角為70-80°。

本發明具有以下有益效果：本發明的雙圓盤機器視覺檢測系統能方面地對產品的上下端面和/或內外圓周的尺寸和外觀進行全檢，由於本發明採用了雙圓盤，與單圓盤的檢測系統相比，可以根據需要在圓盤周圍安裝更多的檢測工位，對產品實施更全面的檢測；本發明的翻面機構對脆的產品翻面時，產品不會受到壓力，從而不會造成產品的破碎。另外，由於採用了前置工件提升裝置，不僅能夠在上料過程除去工件上的灰塵，排除重量異常(過重)的工件，而且使得工件分布均勻，均勻出料，不會出現常規振動上料盤所經常發生的卡料及擠碰現象。

附圖說明

圖1是根據本發明一種實施方案的雙圓盤機器視覺檢測系統的立體圖。

圖2是本發明的翻面機構的結構示意圖。

圖3是本發明的弧形塊的結構示意圖。

圖4是本發明的第一和第二外壁檢測工位的結構示意圖。

圖5是本發明的第一和第二內壁檢測工位的結構示意圖。

圖6是根據本發明又一實施方案的雙圓盤機器視覺檢測系統的立體圖。

圖7是根據本發明的前置工件提升裝置的結構示意圖。

圖8是圖7中的前置工件提升裝置的局部放大圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細地說明。

根據本發明的一種實施方案，本發明涉及一種雙圓盤機器視覺檢測系統，如圖1所示。該檢測系統包括上料裝置4、第一圓盤51、翻面裝置2和第二圓盤52；第一圓盤51周圍設置有一個或多個機器視覺檢測工位，以及第一不合格品剔除工位；第二圓盤52周圍設置有個一個或多個機器視覺檢測工位，以及第二不合格品剔除工位和合格品收集工位。該檢測系統可以設置在工作檯上。

上料裝置4包括上料傳送帶41和上料導料塊63，上料傳送帶41的傳送方向與第一圓盤51的切線方向平行，上料傳送帶41和第一圓盤51在相鄰接觸處位於同一平面上，上料導料塊63設置在上料傳送帶41與第一圓盤51接觸處的上方。

翻面裝置2如圖2所示，包括第一傳送帶21、第二傳送帶22和弧形塊23，第一傳送帶21的側面與第一圓盤51相切設置，在第一傳送帶21與第一圓盤接觸處的上方設有第一導料塊61，弧形塊23套接在第一傳送帶21的傳送方向的尾端且與第一傳送帶21保持一定的間隙，第二傳送帶22設置在第一傳送帶21的下方，第二傳送帶22的側面與第二圓盤52相切設置，在第二傳送帶22與第二圓盤52接觸處的上方設有第二導料塊62。

弧形塊23可以是整體式結構，其和第一傳送帶21之間的間隙允許工件通過，以實現翻面。

優選地，弧形塊23如圖3所示，由第一橫向定位塊231、第二橫向定位塊232和縱向定位塊233組成，由這三個定位塊和第一傳送帶21共同形成間隙以供被檢工件從中通過。第一橫向定位塊231和第二橫向定位塊232相對於第一傳送帶21的傳送方向對稱設置。第一橫向定位塊231具有2個銷釘孔2311和2312(在圖3中被縱向定位塊233覆蓋，位於銷釘孔2331下方)，第二橫向定位塊232具有2個銷釘孔2321和2322(在圖3中被縱向定位塊233覆蓋，位於銷釘孔2332下方)。銷釘孔2311和2321分別用於通過銷釘將第一和第二橫向定位塊231，232套接在翻面裝置上，通過銷釘在銷釘孔2311和2321中的橫向位置來調節第一和第二橫向定位塊之間的間隙的橫向尺寸。縱向定位塊233上具有兩個銷釘孔2331和2332，用於分別和銷釘孔2312和2322配合以實現縱向定位塊233和第一及第二橫向定位塊231，232的連接。通過銷釘在銷釘孔2312和2322中的縱向位置，來調節縱向定位塊233相對於第一和第二橫向定位塊231，232的縱向位置，從而調節間隙的縱向尺寸。間隙的橫向尺寸和縱向尺寸具體根據被檢工件的橫向尺寸和縱向尺寸而定。

第一圓盤51和第二圓盤52均採用透明材質製成，優選地，可以採用玻璃材質。

第一圓盤51周圍的機器視覺檢測工位包括由厚度檢測工位71、第一端面檢測工位72、第一外壁檢測工位73和第一內壁檢測工位74所組成的組中的一種或多種，具體根據待檢工件所要檢測的部位而定。例如，當檢測實心工件時，僅僅需要厚度檢測工位71和第一端面檢測工位72和第一外壁檢測工位73。每個檢測工位處都設置有相機鏡頭和配套光源。這些視覺檢測工位的排列次序可以根據實際需要進行調整。

第二圓盤52周圍的機器視覺檢測工位包括由第二端面檢測工位82、第二外壁檢測工位83、和第二內壁檢測工位84所組成的組中的一種或多種，具體根據待檢工件所要檢測的部位而定。例如，當檢測實心工件時，僅僅需要第二端面檢測工位82和第二外壁檢測工位83。每個檢測工位處都設置有相機鏡頭和配套光源。這些視覺檢測工位的排列次序可以根據實際需要進行調整。

本發明的第一和第二外壁檢測工位73和83處設置的相機鏡頭和配套光源採用分體式結構，如圖4所示。第一圓環式外壁檢測光源731和第一外壁檢測相機鏡頭732分別位於第一圓盤51的下方和上方，兩者相對同軸相向設置。第一和第二圓環式外壁光源731和831的內徑為30mm～90mm，向上方的打光角度為30°-90°(與水平夾角)，具體打光角度取決於待檢工件的高度和外徑。

本發明的第一和第二內壁檢測工位74，84處設置的相機鏡頭和配套光源可以採用和第一和第二外壁檢測工位73，83處相同的分體式結構。

優選地，本發明的第一和第二內壁檢測工位74，84各由一個相機鏡頭、配套上光源和配套下光源組成，以第一內壁檢測工位74為例，如圖5所示。第一圓環式內壁上光源741套在第一內壁檢測鏡頭742上，光源和鏡頭中心軸重合，位於圓盤51上方；第一圓環式內壁下光源743位於第一圓盤51下方，和第一內壁檢測鏡頭742同軸相向設置。第一上圓環式內壁光源741和第一下圓環式內壁光源743的內徑為30mm～90mm，向下方的打光角度為30°-90°(與水平夾角)，具體打光角度取決於待檢工件的高度和內徑。在內壁檢測工位74和84處採用這種結構，不僅使得入射光在內壁上不同高度處的亮度更能保持一致，所獲得的圖像的解析度更高圖像更清晰，而且能夠能夠通過開啟上光源、下光源或者兩者同時開啟，以檢驗不同顏色的產品，比如當檢測黑色產品時開啟上光源，檢測灰色產品時開啟下光源。

在第一圓盤51周圍，在順著圓盤旋轉方向的最後一個視覺檢測工位(圖1中是第一內壁檢測工位74)和第一傳送帶21之間，設置有第一不合格品剔除工位90。

在第二圓盤52周圍，在順著圓盤旋轉方向的最後一個視覺檢測工位(圖1中是第二內壁檢測工位84)之後，設置有第二不合格品剔除工位91和合格品收集工位92。第二不合格品剔除工位91和合格品收集工位92的次序可以根據需要改變。

所述第一和第二不合格品剔除工位90、91和合格品收集工位92均採用吹氣嘴。

任選地，本發明的機器視覺檢測系統在第一圓盤51上，上料導料塊63之後還設置有計數傳感器3，計數傳感器3記錄產品的位置和數量信息，以便於給後續的檢測工位發出工作信號。

本發明的雙圓盤機器視覺檢測系統的工作流程如下：，第一圓盤51和第二圓盤52在電機帶動下自轉；產品經過振動料鬥(圖中未表示)依次進入到上料傳送帶41上，在上料傳送帶41的帶動下，產品沿著上料導料塊63進入到第一圓盤51表面，在第一圓盤51的帶動下，產品依次經過計數傳感器3、厚度檢測工位71、第一端面檢測工位72、第一外壁檢測工位73和第一內壁檢測工位74。計數傳感器3記錄產品的位置和數量信息，厚度檢測工位71、第一端面檢測工位72、第一外壁檢測工位73和第一內壁檢測工位74處在準確的時間採集產品的數據，其中，厚度檢測相機鏡頭71採集產品的厚度數據，第一端面檢測相機鏡頭72採集產品的端面尺寸和外觀數據，第一外壁檢測相機鏡頭73採集產品的外壁的外觀數據，第一內壁檢測相機鏡頭74採集產品的內孔的外觀數據，採集到的數據輸入到工控機(未示出)與標準數據進行比對，確定產品是否合格，對於經上述任一檢測工位檢測不合格的產品，在第一不合格品剔除工位90剔除，不合格產品經過吹氣嘴90時，被吹進不合格品料道，檢測合格的產品經過第一導料塊61進入到第一傳送帶21上，在第一傳送帶21傳送方向的末端，產品沿著弧形塊23與第一傳送帶22之間的間隙滑落到第二傳送帶22上，完成對產品的翻面，翻面後的產品由第二傳送帶23，經過第二導料塊62傳送到第二圓盤52上，依次經過第二圓盤上的第二端面檢測工位82、第二外壁檢測工位83和第二內壁檢測工位84進行數據採集，採集到的數據輸入到工控機(未示出)與標準數據進行比對，確定產品是否合格，經過上述檢測後，不合格品在第二不合格品剔除工位91處收集，採用吹氣嘴將不合格產品吹入不合格品通道，合格產品在合格品收集工位92處收集，採用吹氣嘴將合格產品吹入合格品通道。

根據本發明的優選實施方案，本發明的雙圓盤機器視覺檢測系統還包括前置工件提升裝置10，如圖6和7所示，用於將待檢工件傳送到上料傳送帶41上。前置工件提升裝置10包括前置上料皮帶101、殼體102、高壓空氣裝置103、吸氣口104、分料排料裝置105和收料皮帶106；其中殼體102包括2個或多於2個斜面以及數量比斜面少1個的臺階，優選2-5個斜面和1-4個臺階，例如3個斜面和2個臺階；每個斜面和位於其上方的相鄰臺階之間的夾角為60-90°，優選70-80°；和，其中在每個臺階下方有開孔和高壓空氣裝置103相連通，如圖8所示。

該前置工件提升裝置10的工作過程如下：當本發明的雙圓盤機器視覺檢測系統開始工作時，外接吸氣泵啟動，經吸氣口104抽吸空氣，在殼體102中形成氣流1，氣流1導致產生的負壓大小根據待檢工件的重量而定；同時，高壓空氣裝置103啟動，從每個臺階中的開孔向上吹氣，形成氣流2；工件經前置上料皮帶101傳送到殼體102中，在氣流1導致的負壓作用下，沿著殼體右側第一斜面A1上行；當上行到第一臺階B1時，一方面工件在氣流2的作用下互相之間分離，避免工件相互堆積和磕碰，另一方面工件在氣流1和氣流2的共同作用下離開第一臺階B1，進一步在氣流1的作用下沿著第二斜面A2上行；當工件在氣流1的作用下沿著第二斜面A2上行到第二臺階B2時，和在第一臺階B1上一樣，一方面在氣流2的作用下進一步互相分離，一方面在氣流1和氣流2的共同作用下離開第二臺階B2；依次類推，直至工件在氣流1的作用下沿著最後一個斜面，例如A3，上行到收料皮帶106上，從吸氣口104出來後進一步經過分料排料裝置105的分排，在收料皮帶106的傳送下，進入到上料傳送帶41上。收料皮帶106和上料傳送帶41位於同一水平面上。

所述斜面的高度尺寸(也即沿著氣流1方向的尺寸)可以相同或不同，優選相同。

和本領域常用的振動上料盤相比，本發明的前置工件提升裝置10依靠氣流將工件逐級提升，不僅能夠在上料過程除去工件上的灰塵，排除重量異常(過重)的工件，而且使得工件分布均勻，均勻出料，不會出現常規振動上料盤所經常發生的卡料及擠碰現象。

最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。