多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)及其上料機構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)及其上料機構，所述上料結構（1）包含有振動盤（1.1），所述振動盤（1.1）的出料口處安裝有一平行于振動盤（1.1）盤面的定位板（1.2），該定位板（1.2）的端部設置有與機械零件形狀相匹配的呈弧形設置的定位槽口（1.3）；所述檢測系統(tǒng)還包含有檢測機構（2），所述檢測機構（2）包含有位于工作臺上方的軌道平臺（2.1），所述軌道平臺（2.1）上設置有至少一組檢測工位（2.2），所述檢測工位（2.2）位于上述上料結構（1）旁。本實用新型一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)及其上料機構，能夠對機械零件進行快速檢測。
【專利說明】多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)及其上料機構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種機械零件檢測系統(tǒng)及其上料機構，尤其是涉及一種利用圖像處理技術對機械零件進行快速檢測的系統(tǒng)及其上料機構，屬于工業(yè)自動化機械【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前，對于滾子等機械零件，出廠時需要對其進行檢驗，以剔除不符合規(guī)則、要求的產品，提高出廠產品的良品率；常規(guī)的檢測方式為采用人工檢測方式，人工對于外觀、尺寸等進行檢測，但是此種方式費時費力，不利于大規(guī)模的工業(yè)化生產；為此，中國專利申請201310119254.0公開了“圖像檢測儀的檢測方法及圖像檢測儀”，其利用圖像處理方式對待檢機械零件進行自動化處理；但是該專利僅從理論上對其可行性進行了闡述，缺乏相應的實現(xiàn)系統(tǒng)，因此，現(xiàn)在亟需一種能夠實現(xiàn)自動化機械零件檢測的系統(tǒng)。


【發(fā)明內容】

[0003]本實用新型的目的在于克服上述不足，提供一種能夠對機械零件進行快速檢測的多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)及其上料機構。
[0004]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)用上料機構，所述上料結構包含有振動盤，所述振動盤的出料口處安裝有一平行于振動盤盤面的定位板，該定位板的端部設置有與機械零件形狀相匹配的呈弧形設置的定位槽口。
[0005]本實用新型一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)除了上述一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)用上料機構外還包含有檢測機構，所述檢測機構包含有位于工作臺上方的軌道平臺，所述軌道平臺上設置有至少一組檢測工位，所述檢測工位位于上述上料結構旁，所述檢測工位包含有水平滑動設置于軌道平臺上移動塊，所述移動塊底部設置有豎向向下的吸嘴，所述檢測工位還包含有安裝于工作臺上的旋轉臺，所述檢測工位包含有一正對旋轉臺的攝像系統(tǒng)，該攝像系統(tǒng)正對旋轉臺上的機械零件，所述檢測工位還包含有一安裝于工作臺上的滑軌，所述滑軌上滑動設置有滑塊，且滑軌上開有一棄料孔，上述滑塊滑動設置于該棄料孔上。
[0006]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0007]本實用新型能夠快速精準的為檢測系統(tǒng)上料，相比于傳統(tǒng)的人工上料方式，效率較高；且檢測系統(tǒng)通過自動化方式進行檢測以替代常規(guī)的人工檢測方式，極大的提高了檢測的效率，且本實用新型可多功能的對尺寸、外觀、甚至材質進行檢測，極大的提高了本系統(tǒng)的多用性，有利于本系統(tǒng)的推廣利用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為采用本實用新型多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)的結構示意簡圖。
[0009]圖2為本實用新型多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)用上料機構的結構示意圖簡圖。
[0010]圖3為采用本實用新型多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)的檢測工位的結構示意簡圖。
[0011]其中:
[0012]上料結構1、檢測機構2、下料機構3 ；
[0013]振動盤1.1、定位板1.2、定位槽口 1.3 ；
[0014]軌道平臺2.1、檢測工位2.2 ；
[0015]旋轉臺2.2.1、攝像系統(tǒng)2.2.2、滑塊2.2.3、滑軌2.2.4 ;
[0016]傳輸帶3.1、下料滑軌3.2。

【具體實施方式】
[0017]參見圖f 3，本實用新型涉及的一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)用上料機構，所述上料結構I包含有振動盤1.1，所述振動盤1.1的出料口處安裝有一平行于振動盤1.1盤面的定位板1.2，該定位板1.2的端部設置有與機械零件形狀相匹配的呈弧形設置的定位槽口 1.3，當機械零件(如滾子)運行至定位槽口 1.3處時，由于定位槽口 1.3的存在使得機械零件只能停留限制在此處；
[0018]參見圖1，一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)除了上述上料機構I夕卜，還包含有檢測機構2和下料機構3，
[0019]所述檢測機構2包含有位于工作臺上方的軌道平臺2.1，所述軌道平臺2.1上設置有至少一組檢測工位2.2，所述檢測工位2.2位于上述上料結構I旁，所述檢測工位2.2包含有水平滑動設置于軌道平臺2.1上移動塊，所述移動塊底部設置有豎向向下的吸嘴(該氣動氣嘴用于對機械零件進行吸附轉移)，所述檢測工位2.2還包含有安裝于工作臺上的旋轉臺2.2.1，優(yōu)選的該旋轉臺2.2.1為一水平回轉機構，可帶動放置于其上的機械零件進行水平回轉，所述檢測工位2.2包含有一正對旋轉臺2.2.1的攝像系統(tǒng)2.2.2，該攝像系統(tǒng)2.2.2正對旋轉臺2.2.1上的機械零件，優(yōu)選的，該攝像系統(tǒng)2.2.2可采用如中國專利ZL201220542837.5所示的一種“基于CXD的零件尺寸測量系統(tǒng)”，所述檢測工位2.2還包含有一安裝于工作臺上的滑軌2.2.4，所述滑軌2.2.4上滑動設置有滑塊2.2.3，且滑軌2.2.4上開有一棄料孔，上述滑塊2.2.3滑動設置于該棄料孔上；當攝像系統(tǒng)2.2.2檢測到機械零件不符合規(guī)定時，滑塊2.2.3滑動式的上述棄料孔暴露，從而氣嘴吸附機械零件至其上方將該機械零件拋棄至于該棄料孔相連通的棄料區(qū)域；
[0020]具體的講，上述檢測工位2.2至少設置兩組，分別用于對機械零件的外觀和尺寸進行檢測；
[0021]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還設置有一用于對材質進行檢測的材質檢測工位，用于對某些用于特殊場合的機械零件的材質進行檢測，以防止不合規(guī)的材質混入引發(fā)安全事故，此時材質檢測工位包含有水平滑動設置于軌道平臺上移動塊一，所述移動塊底部設置有豎向向下的吸嘴，所述材質檢測工位還包含有安裝于工作臺上的檢測平臺，所述材質檢測工位還包含有一正對檢測平臺的光譜儀(優(yōu)選的，該光譜儀的型號為X-MET7000)，該光譜儀用于對機械零件的材質進行分析檢測，所述材質檢測工位還包含有一安裝于工作臺上的滑軌，所述滑軌上滑動設置有滑塊，且滑軌上開有一棄料孔，上述滑塊滑動設置于該棄料孔上；當光譜儀檢測到機械零件不符合規(guī)定時，滑塊滑動式的上述棄料孔暴露，從而氣嘴吸附機械零件至其上方將該機械零件拋棄至于該棄料孔相連通的棄料區(qū)域；
[0022]所述下料機構3包含有位于檢測機構2旁的傳輸帶3.1，該傳輸帶3.1的出料端設置有一斜向向下的下料滑軌3.2 ;用于將檢測合格的機械進行轉移出貨；
[0023]下面，具體闡述本實用新型一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)的檢測方法:
[0024]本實用新型的方法包含有下述步驟:
[0025]步驟1、取料:利用振動盤對機械零件進行排列，并通過氣動吸嘴將機械零件依次吸附至檢測工位進行檢測；
[0026]步驟2、檢測:利用圖像處理技術對機械零件進行檢測；
[0027]步驟3、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機械零件放棄；
[0028]步驟4、出料:通過下料機構進行出料；
[0029]在上述步驟2中，采用圖像處理技術對機械零件進行檢測以替代常規(guī)的人工檢測，具體的講:
[0030]步驟2-1、獲取機械零件的圖像(通過攝像系統(tǒng)獲取該圖像并傳輸至后臺電腦進行分析處理)；
[0031]步驟2-2、獲取機械零件的形狀模型；
[0032]步驟2-3、根據(jù)上述機械零件的形狀模型計算機械零件的尺寸；
[0033]步驟2-4、將步驟2-3獲得的尺寸與預設參數(shù)規(guī)則參數(shù)進行比對；
[0034]在進行步驟2-1的獲取機械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為:
[0035]a:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖；
[0036]b:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖；
[0037]c:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內所對應的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型；
[0038]在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設備與工作臺的相對位置關系，其步驟為:
[0039]d:在所述工作臺上鋪設均勻的黑白相間的棋盤格；
[0040]e:調整所述圖像獲取設備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設備的整個視野，并使得所述圖像獲取設備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積；
[0041]f:使得工作臺坐標系和圖像獲取設備坐標系的三個維度分別對應起來；
[0042]g:通過所述圖像獲取設備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應的尺度；
[0043]進行完上述步驟即可在步驟2-2中獲得高精度的機械零件圖像；
[0044]具體的講，對于步驟2-2，包含有下述具體步驟:
[0045]步驟2_2a、利用邊緣檢測算子來進行邊緣檢測以得到邊緣點；
[0046]步驟2_2b、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標系中的空間位置向量；
[0047]步驟2_2c、根據(jù)步驟2_2b獲取的邊緣點在工作臺坐標系中的空間位置向量即可繪制該機械零件的形狀模型；
[0048]對于步驟2_2a，可以利用經典的邊緣檢測算子來進行零件邊緣點的檢測；這些邊緣檢測可以是sobel算子、prewitt算子、canny算子或者LOG算子；本實用新型的一個優(yōu)選實施方式采用的是canny算子進行邊緣檢測。上述檢測的精度為像素級別；
[0049]根據(jù)本實用新型的一個優(yōu)選實施方式，為了進一步提高檢測的精度，可以在像素級邊緣檢測的基礎上，實現(xiàn)亞像素邊緣檢測，即利用待檢測目標圖像的特性，此特性可以為角點、交點、圓點、直線和曲線，對圖像進行分析和理解，找到與實際目標特性最相似的位置，在這個過程中利用浮點運算，可使目標位置的精度高于整型像素的精度。亞像素邊緣檢測的方法有矩方法(灰度矩、空間矩或zernike矩)插值法(線性插值或曲線插值)，擬合法(最小二乘線性回歸、曲線擬合或曲面擬合)，或者以互相關函數(shù)的相關特性為基礎的數(shù)字相關法。以上幾種亞像素邊緣檢測算法，都可以做到亞像素級別的邊緣檢測和對像素級邊緣的細化，本實例采用的是空間矩的算法。
[0050]簡單的講，通過獲取的機械零件圖像的形狀模型與步驟g中獲取的像素尺度進行比對，從而得出機械零件的實際尺寸；
[0051]優(yōu)選的:處于簡化檢測流程、提高檢測效率，還可采用下述檢測方式:
[0052]步驟1’、取料:利用振動盤對機械零件進行排列，并通過氣動吸嘴將機械零件依次吸附至檢測工位進行檢測；
[0053]步驟2’、檢測:利用圖像處理技術對機械零件進行檢測；
[0054]步驟3’、棄料:將檢測到不符合規(guī)定的機械零件放棄；
[0055]步驟4’、出料:通過下料機構進行出料；
[0056]在上述步驟2’中，采用圖像處理技術對機械零件進行檢測以替代常規(guī)的人工檢測，具體的講:
[0057]步驟2-1’、獲取機械零件的圖像(通過攝像系統(tǒng)獲取該圖像并傳輸至后臺電腦進行分析處理);
[0058]步驟2-2’、獲取機械零件的形狀模型(當攝像系統(tǒng)采用的CCD像素足夠高時，可直接采用圖像比對的方式進行，效率更高)；
[0059]步驟2-3’、將步驟2-2’獲取的形狀模型與預存的標準模型或設計圖紙進行對比；
[0060]在進行步驟2-1’的獲取機械零件的圖像前，需先行確定所述工作臺的光照模型，其步驟為:
[0061]a’:利用多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的暗圖；
[0062]b’:利用所述多組光圈和快門的組合獲取所述工作臺的亮圖；
[0063]c’:選擇所述暗圖中亮度值穩(wěn)定在第一特定范圍內并且所述亮圖中亮度值穩(wěn)定在第二特定范圍內所對應的光圈和快門組，以得到所述工作臺的光照模型；
[0064]在確定上述工作臺的光照模型之后，還需確定圖像獲取設備與工作臺的相對位置關系，其步驟為:
[0065]d’:在所述工作臺上鋪設均勻的黑白相間的棋盤格；
[0066]e’:調整所述圖像獲取設備，以使得所述棋盤格充滿所述圖像獲取設備的整個視野，并使得所述圖像獲取設備能夠拍攝所述棋盤格中盡可能大的面積；
[0067]f’:使得工作臺坐標系和圖像獲取設備坐標系的三個維度分別對應起來；
[0068]g’:通過所述圖像獲取設備拍攝所述棋盤格來確定所述工作臺上每個點的坐標，從而獲知每個像素點在實際空間中所對應的尺度；
[0069]進行完上述步驟即可在步驟2-2’中獲得高精度的機械零件圖像；
[0070]在進行步驟2-1’的獲取機械零件的圖像前，還需預先存入設計圖紙或者獲取一標準機械零件的圖像；
[0071]從而，在步驟2-3’中只需對獲取的待測機械零件的形狀模型與上述預先存入設計圖紙或者獲取一標準機械零件的圖像進行對比，從而能夠快速進行檢測；
[0072]具體的講，對于步驟2-2’，包含有下述具體步驟:
[0073]步驟2_2a’、利用邊緣檢測算子來進行邊緣檢測以得到邊緣點；
[0074]步驟2_2b’、獲取所述邊緣點在所述工作臺坐標系中的空間位置向量；
[0075]步驟2_2c’、根據(jù)步驟2_2b’獲取的邊緣點在工作臺坐標系中的空間位置向量即可繪制該機械零件的形狀模型；
[0076]另外:需要注意的是，上述【具體實施方式】僅為本專利的一個優(yōu)化方案，本領域的技術人員根據(jù)上述構思所做的任何改動或改進，均在本專利的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)用上料機構，其特征在于:所述上料結構(1)包含有振動盤(1.1)，所述振動盤(1.1)的出料口處安裝有一平行于振動盤(1.1)盤面的定位板(1.2)，該定位板(1.2)的端部設置有與機械零件形狀相匹配的呈弧形設置的定位槽口(1.3)。
2.—種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包含有如權利要求I所述的一種多功能快速高精度機械零件檢測系統(tǒng)用上料機構外還包含有檢測機構(2)，所述檢測機構(2)包含有位于工作臺上方的軌道平臺(2.1)，所述軌道平臺(2.1)上設置有至少一組檢測工位(2.2)，所述檢測工位(2.2)位于上述上料結構(I)旁，所述檢測工位(2.2)包含有水平滑動設置于軌道平臺(2.1)上移動塊，所述移動塊底部設置有豎向向下的吸嘴，所述檢測工位(2.2)還包含有安裝于工作臺上的旋轉臺(2.2.1)，所述檢測工位(2.2)包含有一正對旋轉臺(2.2.1)的攝像系統(tǒng)(2.2.2)，該攝像系統(tǒng)(2.2.2)正對旋轉臺(2.2.1)上的機械零件，所述檢測工位(2.2)還包含有一安裝于工作臺上的滑軌(2.2.4),所述滑軌(2.2.4)上滑動設置有滑塊(2.2.3)，且滑軌(2.2.4)上開有一棄料孔，上述滑塊(2.2.3)滑動設置于該棄料孔上。
【文檔編號】B65G37/00GK204184867SQ201420558424
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月26日 優(yōu)先權日:2014年9月26日
【發(fā)明者】劉榮增, 劉協(xié)華, 劉理淳, 陳蘇婷 申請人:江陰市精成數(shù)控有限公司