一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器的製作方法

2023-12-05 23:05:11

專利名稱：一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於檢測儀器領域，特別是涉及一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢
測的儀器。
背景技術：
國內對非織造熔紡噴絲板的檢測，主要是非自動檢測。 非自動檢測一種是通過光學手段來檢測，一種是依靠熟練的檢測工人用顯微鏡對 噴絲板的各個微孔進行目測，熟練工人只能大致地目測出圓形微孔是否堵塞、圓形微孔的 圓形度是否偏差很大，無法對各圓形微孔的參數(如微孔的直徑)進行定量測量與定量分 析。同時檢測過程會出現誤檢現象，檢測效率很低。另一種是採用投影儀對噴絲板進行檢 測，該方法可以測出微孔的尺寸參數，但一塊噴絲板微孔的數量少則幾百，多則上千，若要 檢測每個微孔的尺寸參數，對熟練的工人來講，不僅勞動強度高、檢測效率低，而且也容易 出現誤檢、漏檢現象。 國外的某些公司，如美國ASPEX公司生產出的基於機器視覺的自動化檢測設備， 有效地提高了檢測效率與精度。國外的自動化設備不僅價格昂貴，難以普及，無法對國內噴 絲板廠商生產的非織造噴絲板進行高效檢測，而且某些功能仍不完善。

發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測 的儀器，以解決現有技術中檢測非自動、效率低的問題。 本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種用於非織造熔紡噴絲 板自動化檢測的儀器，其結構為Y軸電機、Y軸絲槓、Z軸電機、Z軸絲槓、Y軸限位開關、Z 軸限位開關、X軸限位開關、X軸電機、X軸絲槓、運動控制卡以及驅動器組成的運動控制系 統；LED光源、工業鏡頭、CCD以及圖像採集卡組成的圖像採集與處理系統；直線軸承、夾具、 平行光軸、支架、基座及固定凹槽。Y軸電機與Y軸絲槓相連組成Y軸結構，位於儀器上部， 由支架固定，Y軸結構上有Y軸限位開關；Z軸電機與Z軸絲槓相連組成Z軸結構，與Y軸結 構固定並與之垂直，Z軸結構上有Z軸限位開關；X軸電機與X軸絲槓相連組成X軸結構，位 於儀器下部，固定在基座上，X軸結構上有X軸限位開關；三者組成XYZ三軸聯動機構，工業 鏡頭和CCD位於在Z軸上，並且CCD在工業鏡頭之上，LED光源為背向放置的光源。 支架裝在平行光軸和直線軸承組成的滑塊副上。 基座上有深為20mm的孔，孔內裝有螺母，基座材質是大理石。 夾具形狀為幾字形，其上部有凹槽。 Y軸電機、X軸電機和Z軸電機為步進電機，額定功率為7.2W，步距角為1.8° ，細 分數為64。 工業鏡頭焦距為50mm，變形率為0 1.0%。CCD有效像素為768X494，耙面尺寸為6. 5mmX4. 85mm。[0013] 該檢測儀的檢測精度為0 1 ii m，檢測速率為0 2秒/孔，X軸的走位精度達到 5 ii m/1000mm。 在檢測過程中，工業鏡頭在XYZ三軸的電機的驅動下，先運動到各軸限位開關位 置處，接著系統通過其算法將工業鏡頭移動到微孔的正上方，完成自動對焦，然後按照先X 軸方向，後Y軸方向進行自動檢測，檢測過程中完成自動尋孔和孔的自動糾偏功能。 有益效果 1、本實用新型結構簡單，成本較低，用大理石作基座，臺面光整，能最大限度減少 環境因素影響，保證工作檯的精度。 2、採用兩平行光軸作支架，通過直線軸承承擔負載，減輕了 X軸滾珠絲槓承受的 徑向負載，使得滾珠絲槓的走位精度達到5 ii m/1000mm。 3、自動化程度高，檢測儀充分利用機器視覺技術，使得對孔的檢測精度達到微米 級，大大降低了檢測人員的勞動強度和漏檢、誤檢率。

圖1是本實用新型主視圖。 圖2是本實用新型側視圖。 圖3是本實用新型的夾具。 其中l-Y軸電機、2-Y軸絲槓、3-Z軸電機、4_Z軸絲槓、5_支架、6_基座、7_X軸限 位開關、8-直線軸承、9-夾具、10-X軸電機、ll-X軸絲槓、12-平行光軸、13-LED光源、14-工 業鏡頭、15-CCD、 16-Y軸限位開關、17-Z軸限位開關、18-非織造熔紡噴絲板、19-固定凹槽。
具體實施方式下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用於說明本 實用新型而不用於限制本實用新型的範圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容 之後，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申 請所附權利要求書所限定的範圍。 實施例1 參照圖1、圖2、圖3，一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其結構為Y 軸電機1、 Y軸絲槓2、 Z軸電機3、 Z軸絲槓4、 Y軸限位開關16、 Z軸限位開關17、 X軸限位 開關7、X軸電機10、X軸絲槓11 、運動控制卡以及驅動器組成的運動控制系統；LED光源13、 工業鏡頭14、CCD 15以及圖像採集卡組成的圖像採集與處理系統；直線軸承8、夾具9、平行 光軸12、支架5、基座6及固定凹槽19。 Y軸電機1與Y軸絲槓2相連組成Y軸結構，位於 儀器上部，由支架5固定，Y軸結構上有Y軸限位開關16 ;Z軸電機3與Z軸絲槓4相連組 成Z軸結構，與Y軸結構固定並與之垂直，Z軸結構上有Z軸限位開關17 ;X軸電機10與X 軸絲槓11相連組成X軸結構，位於儀器下部，固定在基座6上，X軸結構上有X軸限位開關 7 ;三者組成XYZ三軸聯動機構，工業鏡頭14和CCD 15位於在Z軸上，並且CCD 15在工業 鏡頭14之上，所述的LED光源13為背向放置的光源。 檢測時，XYZ三軸的步進電機首先運動各自的限位開關處，並把這個位置記錄 為原點，然後在XYZ三軸步進電機的驅動下，工業鏡頭走位到設定的第一個孔的正上方，在-lmm +lmm位置範圍內，CCD 15按照其算法連續採集圖像，並將採集圖像的鏡頭位置 進行分類排序，再由對焦評價函數對其處理與判斷，找出其中最清晰的圖像及其相應鏡頭 位置，完成自動對焦。 按減少檢測過程中自動對焦的次數，以提高檢測的效率的原則，工業鏡頭按照先Y 軸方向，再X軸方向的次序進行走位，再根據微孔排列規律，計算出每個微孔的理論位置， 驅動步進電機轉動，將工業鏡頭移動到該位置，並在局部範圍內逐步自動搜索，採集、分析 並處理圖像，直到有微孔圖像出現為止，以實現自動尋孔。檢測過程中，出現微孔的圖像在 工業鏡頭的視場內，但孔的圓心未與工業鏡頭的光心重合時，圖像處理系統根據檢測微孔 的圖紙位置，採集其圖像並處理，計算出微孔的圓心坐標、偏心距P等，再將偏心距P轉換 成自動走位系統的位移量，驅動電機調整工業鏡頭位置，使其光心與微孔圓心重合，實現自 動糾偏。 待所有的孔都檢測完畢後，工業鏡頭再次回到原點位置，將孔的檢測信息輸出。
權利要求一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，包括由Y軸電機(1)、Y軸絲槓(2)、Z軸電機(3)、Z軸絲槓(4)、Y軸限位開關(16)、Z軸限位開關(17)、X軸限位開關(7)、X軸電機(10)、X軸絲槓(11)、運動控制卡以及驅動器組成的運動控制系統；由LED光源(13)、工業鏡頭(14)、CCD(15)以及圖像採集卡組成的圖像採集與處理系統；直線軸承(8)、夾具(9)、平行光軸(12)、支架(5)、基座(6)及固定凹槽(19)，其特性在於所述的Y軸電機(1)與Y軸絲槓(2)相連組成Y軸結構，位於儀器上部，由支架(5)固定，Y軸結構上有Y軸限位開關(16)；所述的Z軸電機(3)與Z軸絲槓(4)相連組成Z軸結構，與Y軸結構固定並與之垂直，Z軸結構上有Z軸限位開關(17)；所述的X軸電機(10)與X軸絲槓(11)相連組成X軸結構，位於儀器下部，固定在基座(6)上，X軸結構上有X軸限位開關(7)；三者組成XYZ三軸聯動機構，所述的工業鏡頭(14)和CCD(15)位於在Z軸上，並且CCD(15)在工業鏡頭(14)之上，所述的LED光源(13)為背向放置的光源。
2. 根據權利要求1所述的一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其特徵在 於所述的支架(5)裝在平行光軸(12)和直線軸承(8)組成的滑塊副上。
3. 根據權利要求1所述的一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其特徵在 於所述的基座(6)上有深為20mm的孔，孔內裝有螺母，基座材質是大理石。
4. 根據權利要求1所述的一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其特徵在 於所述的夾具(9)形狀為幾字形，其上部有凹槽。
5. 根據權利要求1所述的一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其特徵在 於所述的Y軸電機(1)、X軸電機(10)和Z軸電機(3)為步進電機，額定功率為7. 2W，步 距角為1.8° ，細分數為64。
6. 根據權利要求1所述的一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其特徵在 於所述的工業鏡頭(14)焦距為50mm，變形率為0 1. 0%。
7. 根據權利要求1所述的一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其特徵在 於所述的CCD (15)有效像素為768X494，靶面尺寸為6. 5mmX4. 85mm。
8. 根據權利要求l所述的一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，其特徵 在於該檢測儀的檢測精度為0 1 ii m，檢測速率為0 2秒/孔，X軸的走位精度達到 5 ii m/1000mm。
專利摘要本實用新型涉及一種用於非織造熔紡噴絲板自動化檢測的儀器，Y軸電機與Y軸絲槓相連組成Y軸結構，位於儀器上部，由支架固定，Y軸結構上有Y軸限位開關；Z軸電機與Z軸絲槓相連組成Z軸結構，與Y軸結構固定並與之垂直，Z軸結構上有Z軸限位開關；X軸電機與X軸絲槓相連組成X軸結構，位於儀器下部，固定在基座上，X軸結構上有X軸限位開關；三者組成XYZ三軸聯動機構，工業鏡頭和CCD位於在Z軸上，並且CCD在工業鏡頭之上，LED光源為背向放置的光源。本實用新型自動化程度高，檢測精度高，檢測效率高，結構簡單，加工製造容易和開發成本低。
文檔編號G01B11/00GK201488955SQ20092020818
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月20日 優先權日2009年8月20日
發明者吳興寬, 崔斌, 李春雷, 楊崇倡, 石碩, 馬世龍, 高孟茹 申請人:東華大學