本實用新型涉及視覺成像檢測設備，尤其是一種紙漿制品表面缺陷檢測裝置。

背景技術：

紙漿制品在熱壓定型之后，一般還需要經(jīng)過切邊和檢測程序，在檢測程序中，主要是對紙漿制品的表面進行光學檢測，如檢查制品的表面否存在污點、邊緣殘缺和金屬殘留等，檢驗合格的產品便可裝箱出貨，不合格品則需要進行修復處理或直接返回打漿。現(xiàn)有的檢測方法一般主要靠人眼觀察檢測，這種檢測方法存在較大的主觀性，并且工人長時間觀察容易造成視覺疲勞，影響檢測的準確性。申請?zhí)枮?01410546478.4的中國實用新型專利公開了一種紙杯缺陷視覺檢測方法及系統(tǒng)裝置，包括：用于拍攝紙杯(5)圖像的CCD鏡頭(10)；用于采集CCD鏡頭數(shù)據(jù)的采集卡(11)；用于承托紙杯(5)的環(huán)形的紙杯座(4)，紙杯座(4)當前處理紙杯孔位位于CCD鏡頭(10)的下方；布置于紙杯座(4)上用于檢測紙杯(5)是否到位的光電傳感器(8)；嵌入式系統(tǒng)(7)，包括核心處理器ARM Cortex-A10(19)，USB接口(14)，GPIO接口(15,16,18)，RS485接口(17)；通過USB接口(14)連接采集卡(11)和嵌入式操作系統(tǒng)(7)，提供紙杯圖像數(shù)據(jù)；通過GPIO接口(15)連接光電傳感器(8)和嵌入式操作系統(tǒng)(7)，在嵌入式操作系統(tǒng)(7)中執(zhí)行所述各種算法；通過GPIO接口(18)連接LCD顯示器(3)顯示圖像信息；嵌入式操作系統(tǒng)(7)通過RS485接口(17)連接電機驅動(2)；電機驅動(2)驅動伺服電機(1)帶動紙杯底座(4)運轉；用于整個系統(tǒng)供電的模塊電源(6)。該實用新型雖然實現(xiàn)了對紙杯的自動化光學檢測，但由于其鏡頭只能單方向的對紙杯進行拍照，因此難以獲得紙杯的全部圖像，影響其檢測的準確性。

鑒于此提出本實用新型。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種可替代人工檢測，并具有檢測速度快，準確率高的紙漿制品表面缺陷檢測裝置。

為了實現(xiàn)該目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種紙漿制品表面缺陷檢測裝置，包括，機架，用于獲取紙漿制品表面圖像的成像裝置，與成像裝置連接用于判斷紙漿制品是否合格的信號處理裝置，其特征在于，還包括，一活動安裝在所述機架上用于移動和抓取紙漿制品的搬運裝置，所述搬運裝置與信號處理裝置連接，所述搬運裝置通過移動紙漿制品使所述成像裝置獲得不同角度的紙漿制品圖像。

進一步，所述成像裝置包括，第一成像裝置和第二成像裝置，所述第一成像裝置和第二成像裝置所能獲取的總面積與紙漿制品表面的面積相當。

進一步，所述機架具有一擱置平臺，所述擱置平臺上安裝有產品放置平臺，分別為，待檢測品放置平臺、合格品放置平臺和不合格品放置平臺，所述搬運裝置安裝在機架頂部，且可在待檢測品放置平臺、合格品放置平臺和不合格品放置平臺之間移動，所述第一成像裝置設置在待檢測品放置平臺的正上方，以對待檢測品的上表面進行成像，所述第二成像裝置偏離第一成像裝置一定距離設置，且位于搬運裝置移動路徑的下方，以對待檢測品的下表面進行成像。

進一步，所述搬運裝置包括，與機架轉動連接的搖臂，驅動搖臂相對機架轉動的動力裝置，以及位于搖臂自由端的抓取部。

進一步，所述抓取部包括，一升降氣缸，所述升降氣缸的缸體與搖臂固定連接，升降氣缸的活塞桿可相對缸體上下運動；

吸盤固定架，所述吸盤固定架的底部設置有多個吸盤，吸盤固定架與升降氣缸的活塞桿固定連接，并由升降氣缸驅動其上下移動；

導向機構，所述導向機構至少包括一與吸盤固定架固定連接的導向桿，所述搖臂上設有與該導向桿配合的通孔，以使該導向桿在所述通孔內滑動。

進一步，所述待檢測品放置平臺、合格品放置平臺和不合格品放置平臺分布于同一圓弧上，且為可升降結構，分別包括，一用于放置紙漿制品的平臺板，驅動平臺板升降移動的驅動機構，以及用于檢測平臺板到位和待檢測品高度的傳感器，所述搬運裝置以所述圓弧的圓心為中心做旋轉運動。

進一步，所述驅動機構包括，與機架固定連接的支撐架，所述支撐架位于平臺板的下方，固定在支撐架上的電機，以及與電機連接的傳動機構；所述電機的轉動通過傳動機構轉化為平臺板的升降運動。

進一步，所述傳動機構包括，帶傳動機構、齒輪齒條機構和導軌機構；所述帶傳動機構包括，與電機轉軸連接的小帶輪，所述小帶輪通過同步帶與大帶輪連接，所述齒輪齒條機構包括，與大帶輪同軸連接的齒輪，與齒輪嚙合且固定在平臺板底部的齒條，所述齒條垂直于平臺板向下延伸，所述導軌機構包括，設置在齒條背離齒面一側的導軌，固定在支撐架上的滑塊，所述導軌通過滑塊與支撐架連接。

進一步，所述合格品放置平臺和不合格品放置平臺分別位于待檢測品放置平臺的兩側，且合格品放置平臺與待檢測品放置平臺之間留有可容乃至少一個待檢測品大小的間隙，所述第二成像裝置設置在該間隙內，以對待檢測品經(jīng)過該間隙時對其進行成像。

進一步，所述待檢測品放置平臺的外圍還設有紙漿制品分離器，所述紙漿制品分離器包括：一設置在待檢測品放置平臺外圍且與機架固定連接的保持架，所述保持架向上延伸，且在其頂端設有一與待檢測品形狀相配的固定環(huán)，所述固定環(huán)與待檢測品之間留有一定的間隙，在所述固定環(huán)的內側設有多個與待檢測品接觸的螺紋桿，所述螺紋桿至少一端具有直接與待檢測品的外邊緣相咬合的外螺紋部分，以在待檢測品與螺紋桿相對滑動時產生一定的阻力。

進一步，還包括，與所述成像裝置配套的用于照亮待檢測物表面的光源裝置，所述光源裝置為布置在成像裝置外圍的環(huán)形光源。

采用本實用新型所述的技術方案后，帶來以下有益效果：

本實用新型利用成像裝置對待檢測的紙漿制品進行成像，并通過信號處理裝置自動判斷產品是否合格，克服了人眼檢測中存在的視覺疲勞和易受主觀因素影響等問題，具有判斷結果準確、處理速度快的優(yōu)點。另外，本實用新型的搬運裝置可以替代人工，自動完成待檢測品的搬運和分類放置等工作，并且搬運裝置與成像裝置相互配合，通過移動紙漿制品，使成像裝置從不同角度獲得完整的紙漿制品圖像，大大提高了信號處理裝置判斷的準確性，使得其對不合格品的判斷更加精確，有效減少了疏漏，提高了企業(yè)的產品質量形象。

附圖說明

圖1：本實用新型的連接原理圖；

圖2：本實用新型的整體結構示意圖；

圖3：本實用新型的主視圖；

圖4：本實用新型的俯視圖；

圖5：本實用新型搬運裝置的結構示意圖；

圖6：本實用新型產品放置平臺的結構示意圖；

圖7：本實用新型產品放置平臺的另一視角的結構示意圖；

圖8：本實用新型擱置平臺的結構示意圖；

圖9：本實用新型紙漿制品分離器的結構示意圖；

其中：1、機架 2、信號處理裝置 3、搬運裝置 4、第一成像裝置 5、第二成像裝置 6、光源裝置 7、待檢測品放置平臺 8、合格品放置平臺 9、不合格品放置平臺 11、擱置平臺 20、蓋體 21、平臺板 22、支撐架 23、電機 24、小帶輪 25、大帶輪 26、同步帶 27、齒條 28、導軌 29、滑塊 31、搖臂 32、動力裝置 33、升降氣缸 34、吸盤固定架 35、吸盤 36、導向桿 111、保持架 112、固定環(huán) 113、螺紋桿。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的描述。

如圖1至圖4所示，一種紙漿制品表面缺陷檢測裝置，包括：一固定在地面上的機架1、固定在機架1旁的信號處理裝置2(具體安裝位置圖中未示出)，與機架1相對固定的成像裝置，以及一活動安裝在所述機架1上的用于移動和抓取紙漿制品的搬運裝置3，所述搬運裝置3和成像裝置通過電纜與信號處理裝置2連接，所述信號處理裝置2可以為安裝有圖像處理軟件的計算機，并存儲有合格品的圖像信息，以用于與采集到的待檢測品的圖像對比，判斷待檢測品是否合格。一般的，所述待檢測品的主要檢測面包括，上表面和下表面，所述搬運裝3通過移動紙漿制品使所述成像裝置獲得不同角度的紙漿制品圖像，如從紙漿制品的上方和下方分別獲取紙漿制品的上表面圖像和下表面圖像。通常情況下，待檢測的紙漿制品會堆疊放置，其中，位于最頂端的紙漿制品的上表面圖像可以直接通過拍照獲取，其下表面由于與其他紙漿制品貼合，需要通過搬運裝置3先將其與其他紙漿制品分離后，再對其下表面進行拍照獲取圖像。當上、下表面中的任意表面不合格時，則判斷該紙漿制品為不合格產品。

優(yōu)選地，所述成像裝置包括，第一成像裝置4和第二成像裝置5，所述第一成像裝置4和第二成像裝置5所能獲取的總面積與紙漿制品表面的面積相當。其中，第一成像裝置4可以用于拍攝紙漿制品的上表面，第二成像裝置5用于拍攝紙漿制品的下表面，信號處理裝置2將拍攝到的紙漿制品的上表面和下表面分別與合格品的上表面和下表面進行對比，具體地，信號處理裝置2的判斷標準可以為，當待檢測品的表面存在大于1mm²面積的污點或邊緣殘缺時，則判斷該產品為不合格。

具體地，所述機架1具有一水平的擱置平臺11，所述擱置平臺11為半圓弧形，其上安裝有三個可升降的產品放置平臺，用于分類放置紙漿制品，分別為待檢測品放置平臺7、合格品放置平臺8和不合格品放置平臺9，所述搬運裝置3安裝在高于擱置平臺11的機架頂部，且可在待檢測品放置平臺7、合格品放置平臺8和不合格品放置平臺9之間移動，用于搬運紙漿制品。

優(yōu)選地，所述第一成像裝置4設置在待檢測品放置平臺7的正上方，通過直接拍照的方式對放置在待檢測品放置平臺7上的待檢測品的上表面進行成像，所述第二成像裝置5偏離第一成像裝置4一定距離設置，且位于搬運裝置3移動路徑的下方，搬運裝置3先將待檢測品從待檢測品放置平臺7上拿下，然后將待檢測品移動至第二成像裝置5的上方，在待檢測品下表面無遮擋的情況下對待檢測品的下表面進行成像。

如圖5所示，具體地，所述搬運裝置3包括，一與機架1轉動連接的搖臂31，驅動搖臂31相對機架1轉動的動力裝置32，以及位于搖臂31自由端的抓取部。所述動力裝置32包括固定安裝在機架1上的伺服電機，以及與伺服電機連接的減速器，伺服電機的轉軸通過減速器與搖臂31連接，以驅動搖臂31旋轉。所述待檢測品放置平臺7、合格品放置平臺8和不合格品放置平臺9分布于同一圓弧上，該圓弧的圓心與搖臂31的旋轉中心在同一豎直線上，所述搖臂31的長度與圓弧的半徑相同或相近。

具體地，所述抓取部包括，一升降氣缸33、吸盤固定架34、導向機構，所述升降氣缸33的缸體與搖臂31固定連接，所述缸體上設有進氣口和出氣口，并與外部的供氣系統(tǒng)連接，升降氣缸33的活塞桿可相對缸體上下運動，用于帶動吸盤固定架34上下移動；所述吸盤固定架34的底部設置有多個吸盤35，所述吸盤35用于與紙漿制品的表面接觸，并利用產生的負壓將紙漿制品抓牢。更具體地，所述吸盤35通過三通閥與高壓氣體管路和真空管路連接，當吸盤35與真空管路連通時用于抓起紙漿制品，當吸盤35與高壓氣體管路連通時用于放下紙漿制品。所述吸盤固定架34與升降氣缸33的活塞桿固定連接，由升降氣缸33驅動其上下移動；所述導向機構至少包括一與吸盤固定架34固定連接的導向桿36，導向桿36與升降氣缸33平行設置，在搖臂31上設有與該導向桿36配合的通孔，導向桿36可在所述通孔內滑動，通過通孔與導向桿36的配合，保證了吸盤固定架34只在豎直方向上移動。

優(yōu)選地，所述導向桿36為一對，并以升降氣缸33為中心對稱設置，所述吸盤固定架34的形狀可以為“一”字形、“十”字形、“H”字形或其他可與紙漿制品相配的形狀，所述吸盤35優(yōu)選固定在吸盤固定架34的端部或邊緣。

如圖6和圖7所示，所述待檢測品放置平臺7、合格品放置平臺8和不合格品放置平臺9為相同結構，分別包括，位于擱置平臺11上方的圓形平臺板21，位于平臺板21下方的用于驅動平臺板21升降移動的驅動機構，以及設置在特定位置，用于檢測平臺板21到位和待檢測品高度的傳感器(圖中并未示出)，具體地，所述傳感器為多個，包括上傳感器和下傳感器，所述下傳感器設置在接近擱置平臺11的上表面處，用于檢測平臺板21是否到達最低位置，由于平臺板21一般為鐵質材料制成，所述下傳感器優(yōu)選為磁性傳感器，當平臺板21下降至設定的最低位置時，將觸發(fā)下傳感器，使平臺板21停止下降。所述上傳感器距擱置平臺11一定高度設置，該高度恰好為抓取部能夠到達的最低高度，上傳感器設置在平臺板21的上方，用于檢測平臺板21上的待檢測品的高度，當待檢測品的高度超過設定值時，平臺板將下降，優(yōu)選地，所述上傳感器為光學傳感器。

具體地，所述驅動機構包括，與機架1固定連接的支撐架22，所述支撐架22位于平臺板21的下方，固定安裝在支撐架22上的電機23，與電機23連接的傳動機構；所述電機23的轉動通過傳動機構轉化為平臺板21的升降運動。

所述傳動機構包括，帶傳動機構、齒輪齒條機構和導軌機構；所述帶傳動機構包括，與電機23轉軸連接的小帶輪24，所述小帶輪24通過同步帶26與大帶輪25連接，所述齒輪齒條機構包括，與大帶輪25同軸連接的齒輪(圖中未示出，隱藏在支撐架內)，與齒輪嚙合且一端固定連接在平臺板21底部的齒條27，所述齒條27垂直于平臺板21向下延伸，所述導軌機構包括，與齒條27等長且設置在齒條27背離齒面一側的導軌28，固定在支撐架22上的滑塊29，所述導軌28通過滑塊29與支撐架22連接，優(yōu)選的，所述滑塊29設置為兩個，以起到更好的定位和支撐作用。當電機23轉動時，將帶動小帶輪24轉動，小帶輪24的轉動通過同步帶26傳遞至大帶輪25，使大帶輪25轉動，同時與大帶輪25同軸連接的齒輪將發(fā)生轉動，齒輪的轉動使與其嚙合的齒條27做直線移動，以實現(xiàn)平臺板21的上升或下降，在齒條28移動的同時，導軌28與滑塊29發(fā)生相對移動，使平臺板21保持直線移動。

為便于安裝，優(yōu)選地，所述擱置平臺11上開有與平臺板21大小相近的開口，該開口通過一可拆的蓋體20封閉，所述蓋體20上設有供齒條27和導軌28穿過的開孔，所述支撐架22可以直接固定連接在蓋體20上，并作為一個整體可從機架1上拆下。

優(yōu)選地，所述合格品放置平臺8和不合格品放置平臺9分別位于待檢測品放置平臺7的兩側，且合格品放置平臺8與待檢測品放置平臺7之間留有可容乃至少一個待檢測品大小的間隙，所述第二成像裝置5設置在該間隙內，以在待檢測品經(jīng)過該間隙時對其進行成像。在第一成像裝置4拍照后，當待檢測品的上表面合格時，搬運裝置3將該待檢測品從待檢測品放置平臺7上取下，并移至第二成像裝置5所在的間隙處，使第二成像裝置5對待檢測品的下表面進行拍照檢測，當完成檢測且合格后，搬運裝置3將待檢測品放置于合格品放置平臺8上，若任一表面檢測結果不合格，則搬運裝置3直接將待檢測品移至不合格品放置平臺9上。

結合圖8和圖9所示，由于待檢測品一般堆疊放置，因此在抓取最頂端的待檢測品時，容易將其下方的待檢測品一并帶起，使檢測結果不準確，為使抓取部每次只抓起一個待檢測品，在所述待檢測品放置平臺7的外圍還設有紙漿制品分離器，所述紙漿制品分離器包括：一設置在待檢測品放置平臺7外圍且與機架1固定連接的保持架111，所述保持架111包括幾根向上延伸的柱子，且在柱子的頂端設有一與待檢測品形狀相配的固定環(huán)112，所述固定環(huán)112的尺寸大于待檢測品的尺寸，使固定環(huán)112與待檢測品之間留有一定的間隙，固定環(huán)112的高度略小于待檢測品的堆疊高度，在所述固定環(huán)112的內側設有多個與待檢測品接觸的螺紋桿113，所述螺紋桿113豎直設置，且至少一端具有直接與待檢測品的外邊緣相咬合的外螺紋部分，以在待檢測品與螺紋桿113相對滑動時產生一定的阻力。優(yōu)選地，所述螺紋桿113上端具有外螺紋，下端為光滑表面，且所述螺紋桿113的下端向遠離待檢測品的方向偏離，以使待檢測品能夠順利的滑至螺紋桿113的上端，起到導向作用。所述螺紋桿113的數(shù)量優(yōu)選為四個，并均勻分布，待檢測品在經(jīng)過螺紋桿113的螺紋部分時，待檢測品的邊緣將與螺紋桿113發(fā)生摩擦，產生一定的阻力，只有直接與抓取部相連的待檢測品才能克服該阻力，成功與螺紋桿113分離，因此，也就實現(xiàn)了使抓取部每次只能抓起一個待檢測品的目的。

優(yōu)選地，所述成像裝置的外圍還設有用于照亮待檢測物表面的光源裝置6，以提高成像質量，所述光源裝置6為環(huán)繞在成像裝置外圍的環(huán)形光源，具體地，可為環(huán)形的LED燈陣。

本實用新型的工作過程為：首先，將待檢測的多個紙漿制品放置于待檢測品放置平臺7上，第一成像裝置4先對最頂端的待檢測品的上表面進行成像，并將該圖像傳輸至信號處理裝置2，信號處理裝置2自動判斷該表面是否合格，若不合格，則搬運裝置3直接將該紙漿制品移動至不合格品放置平臺9上，使成像裝置繼續(xù)對下一紙漿制品成像，若上表面合格，則搬運裝置3將該紙漿制品移動至第二成像裝置5的上方，使第二成像裝置5對該紙漿制品的下表面進行成像，并將該圖像傳輸至信號處理裝置2，信號處理裝置2自動判斷下表面是否合格，若下表面檢測結果合格，則搬運裝置3將該紙漿制品放置于合格品放置平臺8上，若下表面檢測結果不合格，則將該紙漿制品放置于不合格品放置平臺9上，然后重復上述步驟繼續(xù)檢測下一紙漿制品。

以上所述為本實用新型的實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員而言，在不脫離本實用新型原理前提下，還可以做出多種變形和改進，這也應該視為本實用新型的保護范圍。