銅片缺料自動化在線視覺檢測系統的製作方法
2023-10-30 03:36:47 1
本發明涉及汽車配件製造，具體來說，是銅片缺料自動化在線視覺檢測系統。
背景技術：
中國汽車製造以及銷售已經位居全球之首，但汽車配件製造業很多還是人工檢測，品質不能完全保證，用戶投訴率非常高。因此很多大型汽車換向器製造商也意識到了這個問題所在，已經開始把產線的人工檢測轉型升級為自動化視覺檢測設備來檢測，以提高效率，保證品質。面對這樣的現實，研發一套完整的汽車換向器銅片缺料在線檢測系統是勢在必行。
專利文獻104283085B(申請日:2014.10.29)公開了一種換向器，包括在換向器本體的外圓周均勻布設的換向銅片，所述換向銅片與換向器本體壓注成型在一起，所述換向銅片設有片腳植入換向器本體內與換向器本體牢固結合，所述片腳的內側表面沿換向銅片的高度方向設有若干加強腳，其特徵在於：相鄰換向銅片上的片腳上的加強腳之間在換向銅片的高度方向上相互錯開互不幹涉。
本發明專門針對徑向尺寸較小、換向銅片片數較多並具有高速要求的換向器產品而設計，可加強換向銅片與換向器本體之間的結合強度，提高換向器產品的機械性能。
專利文獻104283084B(申請日:2014.1.29)公開了新型換向器，包括在換向器本體的外圓周均勻布設的換向銅片，換向銅片設有片腳植入換向器本體內與換向器本體牢固結合，片腳由寬度較窄的肋板和寬度較寬的豎板組成，其特徵在於：換向銅片分換向銅片A和換向銅片B兩種類型，換向銅片A和換向銅片B在換向器本體的外圓周交錯布設，換向銅片A的片腳的肋板在換向器徑向方向上的長度尺寸較小，換向銅片B的片腳的肋板在換向器徑向方向上的長度尺寸較大，換向銅片A的片腳的豎板和換向銅片B的片腳的豎板在換向器徑向方向上的位置相互錯開互不幹涉。
本發明專門針對徑向尺寸較小、換向銅片片數較多並具有高速要求的換向器產品而設計，可加強換向銅片與換向器本體之間的結合強度，提高換向器產品的機械性能。
但是上述技術方案所涉及的銅片依然是人工檢測，不能效率的判定出待檢測銅片長度、缺一個燕尾、兩個燕尾及無燕尾判斷，容易產生不良品。
技術實現要素：
本發明目的是旨在提供了一種能效率的判定出待檢測銅片長度、缺一個燕尾、兩個燕尾及無燕尾判斷，將不良品剔除的銅片缺料自動化在線視覺檢測系統。
為實現上述技術目的，本發明採用的技術方案如下：
一種銅片缺料自動化在線視覺檢測系統，包括上料裝置、擒縱裝置、分選裝置。
所述擒縱裝置包括檢測軌道、驅動電機、支撐板、控制板、控制軸、定位端子、平衡滾子和拍照機構，所述支撐板分別立於檢測軌道兩側，所述控制軸兩端貫穿支撐板，所述控制軸一端外接驅動電機，所述控制軸中部外套控制板，其貫穿控制板內部且通過平衡滾子連接，所述控制板下端設有至少2個定位端子，所述拍照機構包括臥式相機、前立式相機、後立式相機、前立式相機支架、後立式相機支架和光電傳感器，所述臥式相機位於檢測軌道上銅片通過軌跡的側面，所述前立式相機位於檢測軌道上銅片通過軌跡的初始位置，且通過前立式相機支架固定，所述後立式相機位於檢測軌道上銅片通過軌跡的末端位置，且通過後立式相機支架固定，所述檢測軌道上設有第一通孔，所述檢測軌道底部設有覆蓋第一通孔的光電傳感器。
採用上述技術方案的發明，當待檢測銅片經過上料裝置進入滑道，在擒縱裝置的作用下次第滑落。當滑到採樣位置時觸發光電傳感器，啟動相機進行高速抓拍。布置三個相機，其中臥式相機從產品側面拍攝，獲取凸起部位的特徵信息；另外前立式相機和後立式相機分別布置在檢測軌道上銅片通過軌跡的兩端，分別獲取端面邊緣位置信息，當然，實踐中，為了能滿足長度尺寸的大跨度變化，前立式相機和後立式相機能安裝在精密數控位移裝置上，實現相對位置的調節。
進一步限定，所述平衡滾子包括平衡滾子主輪、平衡滾子副輪和平衡滾子諧波發生器，所述控制軸外壁設有平衡滾子主輪，所述控制板內壁設有平衡滾子副輪。
本技術方案所涉及的平衡滾子的傳動原理與常見諧波齒輪類似，控制軸外壁的平衡滾子主輪旋轉時，平衡滾子諧波發生器在平衡滾子副輪內不斷的旋轉，迫使平衡滾子副輪不斷產生撓性變形，平衡滾子副輪在變形的過程中逐漸接觸或離開平衡滾子主輪。平衡滾子主輪和平衡滾子副輪的兩輪輪齒在嚙合和脫開兩種狀態不斷的來回交替工作。
進一步限定，所述檢測軌道上沿銅片通過軌跡設有至少2個導向滑軌，所述檢測軌道上兩個支撐板的中間設有垂直於導向滑軌的錯位滑軌。
通過導向滑軌順利的讓待檢測銅片進入下一個工作區域，獨有的錯位滑軌設計，實現次第滑落。當然需要說明的是，控制軸在錯位滑軌內的左右滑動是通過時間繼電器來完成的，根據傳送的速度和拍照的時間，時間繼電器一般控制在每隔2～3，控制控制軸左右交替。
進一步限定，所述前立式相機支架包括兩個前立式相機豎向支架和前立式相機橫向支架，所述前立式相機豎向支架分別對稱設於銅片通過軌跡的左右側，所述前立式相機橫向支架兩端分別連接前立式相機豎向支架；所述後立式相機支架包括兩個後立式相機豎向支架和後立式相機橫向支架，所述後立式相機豎向支架分別對稱設於銅片通過軌跡的左右側，所述後立式相機橫向支架兩端分別連接後立式相機豎向支架。
採用前立式相機豎向支架安裝前立式相機，後立式相機豎向支架安裝後立式相機，避免前立式相機和後立式相機幹擾待檢測銅片進入下一個工作區域，大幅度提高檢測解析度和精度。
優選的，所述前立式相機橫向支架設有用於調節前立式相機拍攝角度的萬向軸；所述後立式相機橫向支架設有用於調節後立式相機拍攝角度的萬向軸。
為了獲取更高的精度，確保最佳的拍攝角度，採用能調節角度的萬向軸。
進一步限定，所述上料裝置包括上料底座，位於上料底座上的上料筒、集料盤、分揀結構和傳輸機構，所述上料筒內壁設有第一滑軌，所述集料盤外壁設有用於在第一滑軌內滑動的第一滑條，所述集料盤表面設有用於放置銅片的第一凹槽，所述上料筒頂部設有上料蓋，所述分揀結構包括分揀圓盤和升降杆，所述升降杆下端鉸接分揀圓盤，其上端連接上料蓋，所述分揀圓盤表面設有第一通孔，所述第一通孔內設有收緊夾，所述分揀圓盤徑向設有用於控制收緊夾張開和收緊的控制開關，所述上料蓋底部設有轉動盤，所述上料蓋頂部設有傳送帶，所述上料蓋邊緣設有周轉料口，所述轉動盤上表面採用螺旋形的輸送通道，所述輸送通道一端連通進料口，所述輸送通道另一端連通周轉料口，所述傳送帶一端連通周轉料口，另一端連通出料口。
首先，利用集料盤和分揀圓盤相互配合工作，把裝入集料盤內的銅片通過分揀圓盤完成第一次的篩選，其次，利用上表面採用螺旋形的輸送通道的轉動盤的旋轉，完成對銅片的第二次的篩選。
進一步限定，所述上料筒內部設有導向杆，所述導向杆上端連接上料蓋，其下端貫穿分揀圓盤。
為了避免分揀圓盤發生偏移，不能準確把銅片送到擒縱裝置，增設導向杆。
進一步限定，所述分選裝置包括周轉平臺，所述周轉平臺底部設有不良品收集箱，所述周轉平臺表面設有連通不良品收集箱的第一翻蓋。
銅片通過拍照機構分析後，不良品會通過第一翻蓋進入不良品收集箱，合格產品會順利進入下一個工作區域。
進一步限定，所述周轉平臺遠離檢測軌道端設有分選擋板，所述分選擋板接觸銅片部位設有傳送滾軸。
進一步限定，所述傳送滾軸包括第一傳送滾軸和第二傳送滾軸，所述第一傳送滾軸順時針運動，所述第二傳送滾軸逆時針運動。
第一傳送滾軸順時針運動，合格銅片會進入左邊的輸送帶，第二傳送滾軸逆時針運動，合格銅片會進入右邊的輸送帶，完成雙輸送帶同時工作，提高工作效率，且避免單個輸送帶損壞，造成停工。
本發明相比現有技術，效率相對於人工檢測而言提高10倍，準確率相對於人工檢測提高接近20個百分點，從原來的80％到99.99％。
附圖說明
本發明可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明；
圖1為本發明銅片缺料自動化在線視覺檢測系統立體圖；
圖2為本發明銅片缺料自動化在線視覺檢測系統正視圖；
圖3為圖2中A-A剖面視圖；
圖4為本發明銅片缺料自動化在線視覺檢測系統俯視圖；
圖5為圖4中A的局部放大圖；
主要元件符號說明如下：
上料裝置1，擒縱裝置2，分選裝置3，檢測軌道4，支撐板5，控制板6，控制軸7，定位端子8，平衡滾子9，拍照機構10，臥式相機11，前立式相機12，後立式相機13，前立式相機支架14，前立式相機豎向支架14a，前立式相機橫向支架14b，後立式相機支架15，後立式相機豎向支架15a，後立式相機橫向支架15b，光電傳感器16，平衡滾子主輪17、平衡滾子副輪18，導向滑軌19，錯位滑軌20，上料底座21，上料筒22，集料盤23，分揀結構24，傳輸機構25，第一滑軌26，第一滑條27，第一凹槽28，上料蓋29，分揀圓盤30，升降杆31，第一通孔32，收緊夾33，轉動盤34，傳送帶35，周轉料口36，輸送通道37，進料口38，出料口39，導向杆40，周轉平臺41，不良品收集箱42，第一翻蓋43，分選擋板44，傳送滾軸45，第一傳送滾軸46，第二傳送滾軸47，銅片48。
具體實施方式
為了使本領域的技術人員可以更好地理解本發明，下面結合附圖和實施例對本發明技術方案進一步說明。
實施例一
如圖1，圖2，圖3、圖4、圖5所示，一種銅片缺料自動化在線視覺檢測系統，包括上料裝置1、擒縱裝置2、分選裝置3。
擒縱裝置1包括檢測軌道4、驅動電機(圖示未畫出)、支撐板5、控制板6、控制軸7、定位端子8、平衡滾子9和拍照機構10，支撐板5分別立於檢測軌道4兩側，控制軸7兩端貫穿支撐板5，控制軸7一端外接驅動電機，控制軸7中部外套控制板6，其貫穿控制板6內部且通過平衡滾子9連接，控制板6下端設有3個定位端子8，拍照機構10包括臥式相機11、前立式相機12、後立式相機13、前立式相機支架14、後立式相機支架15和光電傳感器16，臥式相機11位於檢測軌道4上銅片48通過軌跡的側面，前立式相機12位於檢測軌道上銅片48通過軌跡的初始位置，且通過前立式相機支架14固定，後立式相機13位於檢測軌道4上銅片48通過軌跡的末端位置，且通過後立式相機支架15固定，檢測軌道4上設有第一通孔，檢測軌道4底部設有覆蓋第一通孔的光電傳感器16。
平衡滾子9包括平衡滾子主輪17、平衡滾子副輪18和平衡滾子諧波發生器(圖示未畫出)，控制軸7外壁設有平衡滾子主輪17，控制板6內壁設有平衡滾子副輪18。
檢測軌道4上沿銅片48通過軌跡設有2個導向滑軌19，檢測軌道4上兩個支撐板5的中間設有垂直於導向滑軌19的錯位滑軌20。
前立式相機支架14包括兩個前立式相機豎向支架14a和前立式相機橫向支架14b，前立式相機豎向支架14a分別對稱設於銅片48通過軌跡的左右側，前立式相機橫向支架14b兩端分別連接前立式相機豎向支架14a；後立式相機支架15包括兩個後立式相機豎向支架15a和後立式相機橫向支架15b，後立式相機豎向支架15a分別對稱設於銅片48通過軌跡的左右側，後立式相機橫向支架15b兩端分別連接後立式相機豎向支架15a。
前立式相機橫向支架14a設有用於調節前立式相機12拍攝角度的萬向軸；後立式相機橫向支架15a設有用於調節後立式相機13拍攝角度的萬向軸。
實施例二
如圖1，圖2，圖3、圖4、圖5所示，一種銅片缺料自動化在線視覺檢測系統，包括上料裝置1、擒縱裝置2、分選裝置3。
擒縱裝置1包括檢測軌道4、驅動電機(圖示未畫出)、支撐板5、控制板6、控制軸7、定位端子8、平衡滾子9和拍照機構10，支撐板5分別立於檢測軌道4兩側，控制軸7兩端貫穿支撐板5，控制軸7一端外接驅動電機，控制軸7中部外套控制板6，其貫穿控制板6內部且通過平衡滾子9連接，控制板6下端設有3個定位端子8，拍照機構10包括臥式相機11、前立式相機12、後立式相機13、前立式相機支架14、後立式相機支架15和光電傳感器16，臥式相機11位於檢測軌道4上銅片48通過軌跡的側面，前立式相機12位於檢測軌道上銅片48通過軌跡的初始位置，且通過前立式相機支架14固定，後立式相機13位於檢測軌道4上銅片48通過軌跡的末端位置，且通過後立式相機支架15固定，檢測軌道4上設有第一通孔，檢測軌道4底部設有覆蓋第一通孔的光電傳感器16。
平衡滾子9包括平衡滾子主輪17、平衡滾子副輪18和平衡滾子諧波發生器(圖示未畫出)，控制軸7外壁設有平衡滾子主輪17，控制板6內壁設有平衡滾子副輪18。
檢測軌道4上沿銅片48通過軌跡設有2個導向滑軌19，檢測軌道4上兩個支撐板5的中間設有垂直於導向滑軌19的錯位滑軌20。
前立式相機支架14包括兩個前立式相機豎向支架14a和前立式相機橫向支架14b，前立式相機豎向支架14a分別對稱設於銅片48通過軌跡的左右側，前立式相機橫向支架14b兩端分別連接前立式相機豎向支架14a；後立式相機支架15包括兩個後立式相機豎向支架15a和後立式相機橫向支架15b，後立式相機豎向支架15a分別對稱設於銅片48通過軌跡的左右側，後立式相機橫向支架15b兩端分別連接後立式相機豎向支架15a。
前立式相機橫向支架14a設有用於調節前立式相機12拍攝角度的萬向軸；後立式相機橫向支架15a設有用於調節後立式相機13拍攝角度的萬向軸。
上料裝置1包括上料底座21，位於上料底座21上的上料筒22、集料盤23、分揀結構24和傳輸機構25，上料筒22內壁設有第一滑軌26，集料盤23外壁設有用於在第一滑軌26內滑動的第一滑條27，集料盤23表面設有用於放置銅片48第一凹槽28，上料筒22頂部設有上料蓋29，分揀結構24包括分揀圓盤30和升降杆31，升降杆31下端鉸接分揀圓盤30，其上端連接上料蓋29，分揀圓盤30表面設有第一通孔32，第一通孔32內設有收緊夾33，分揀圓盤30徑向設有用於控制收緊夾33張開和收緊的控制開關，上料蓋29底部設有轉動盤34，上料蓋29頂部設有傳送帶35，上料蓋29邊緣設有周轉料口36，轉動盤34上表面採用螺旋形的輸送通道37，輸送通道37一端連通進料口38，輸送通道37另一端連通周轉料口36，傳送帶35一端連通周轉料口36，另一端連通出料口39。
上料筒22內部設有導向杆40，導向杆40上端連接上料蓋29，其下端貫穿分揀圓盤30。
分選裝置3包括周轉平臺41，周轉平臺41底部設有不良品收集箱42，周轉平臺41表面設有連通不良品收集箱42的第一翻蓋43。
周轉平臺41遠離檢測軌道4端設有分選擋板44，分選擋板44接觸銅片48部位設有傳送滾軸45。
傳送滾軸45包括第一傳送滾軸46和第二傳送滾軸47，第一傳送滾軸46順時針運動，第二傳送滾軸47逆時針運動。
實施例一和實施例二的區別在於，相對實施例一來說，實施例二中，一方面，利用集料盤和分揀圓盤相互配合工作，把裝入集料盤內的銅片通過分揀圓盤完成第一次的篩選，利用上表面採用螺旋形的輸送通道的轉動盤的旋轉，完成對銅片的第二次的篩選。另一方面，銅片通過拍照機構分析後，不良品會通過第一翻蓋進入不良品收集箱，合格產品會順利進入下一個工作區域。
具體算法如下：第一用數字圖像處理算法設置要檢測區域，第二，對圖像用數字圖像位置補正算法進行位置補正，確保位置準確；第三，用連通性算法，二值化算法，物體創建算法，邊緣物體移除算法，邊緣物體插入算法，輪廓提取算法，邊緣模糊算法，能效率的判定出待檢測銅片長度、缺一個燕尾、兩個燕尾及無燕尾判斷，將不良品剔除。
以上對本發明提供的一種銅片缺料自動化在線視覺檢測系統，進行了詳細介紹。具體實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想。