一種產(chǎn)品外觀檢測裝置及其檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及產(chǎn)品外觀檢測與測量應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種機器視覺五軸六面產(chǎn)品外觀檢測裝置及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的產(chǎn)品外觀檢測生產(chǎn)線上，產(chǎn)品的外觀檢測一般是人用肉眼的方式來進行識別，而測量則是通過卡尺的方式對其它進行測量。在這種情況下，有可能人為因素導(dǎo)致衡量標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，長時間的視覺疲勞導(dǎo)致誤判時有發(fā)生，隨著光、機、電等技術(shù)的快速發(fā)展，由機器代替人工進行檢測與測量已成為了一個趨勢。在過去的幾年里，我們引入了機器視覺，在一部分產(chǎn)品的質(zhì)量控制上，機器視覺以其高效率、高準(zhǔn)確率以及低成本等絕對優(yōu)勢給許多傳統(tǒng)行業(yè)帶來了技術(shù)革新，但是，這仍然只是在其中一小部分非常局限的產(chǎn)品種類中實現(xiàn)，在絕大多數(shù)種類的產(chǎn)品中，產(chǎn)品的外觀檢測一直是視覺領(lǐng)域一個難以攻破的難題，一是產(chǎn)品本身的多樣化以及其帶來的缺陷的多樣化，很難以一個嚴格的判斷標(biāo)準(zhǔn)來對其進行定義，從而帶來檢測的難度；二是產(chǎn)品本身需要做到全檢，當(dāng)前的視覺系統(tǒng)絕大部分都是部分檢測，少數(shù)做到全檢的系統(tǒng)也只能以多工位的方式來呈現(xiàn)，但是帶來的是產(chǎn)線復(fù)雜度的提高和成本的上升以及檢測效率的下降。
[0003]在2015.06.03公開的、公開號為CN104677912A的中國發(fā)明專利中，公開了一種產(chǎn)品外觀檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括:工作臺；支撐架，固定于所述工作臺的臺面上；定位裝置，位于支撐架形成的空間的下方并固定于所述工作臺的臺面上，用于固定待檢測產(chǎn)品；背面檢測裝置，通過第一模組固定于所述支撐架上，所述背面檢測裝置的檢測鏡頭正對待檢測產(chǎn)品的背面；兩個側(cè)面檢測裝置，分別通過第二模組和第三模組固定于所述支撐架上，以及分別位于所述待檢測裝置中任一組相對的兩個側(cè)面的外側(cè)；兩個側(cè)面檢測裝置的檢測鏡頭關(guān)于待檢測產(chǎn)品的中心對稱并與相對的側(cè)面相距設(shè)定距離；主控器，與所述背面檢測裝置和兩個側(cè)面檢測裝置電連接；在接收到所述主控器的控制信號后，所述背面檢測裝置在第一模組上沿設(shè)定路線運動，兩個側(cè)面檢測裝置分別在第二模組和第三模組上沿設(shè)定路線運動。本發(fā)明將待檢測產(chǎn)品的檢測區(qū)域劃分為三部分，并針對每部分進行最優(yōu)掃描路徑規(guī)劃，根據(jù)規(guī)劃的路徑背面檢測裝置和兩個側(cè)面檢測裝置同時進行連續(xù)掃描，并將獲取的圖像與標(biāo)準(zhǔn)圖像進行對比，進而給出檢測結(jié)果
[0004]但是，其最終仍未達到全面檢測的理想效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種產(chǎn)品外觀檢測裝置及其檢測方法，已達到針對不同尺寸的產(chǎn)品，在同一工位即可高效的對該產(chǎn)品進行全面檢測，并具有低成本、高準(zhǔn)確性的優(yōu)點的目的。
[0006]為了達到以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種產(chǎn)品外觀檢測裝置，包括運動控制單元、伺服電機、底座和設(shè)置在所述底座一側(cè)的立板，所述運動控制單元與所述伺服電機相連接，所述底座上設(shè)置有導(dǎo)軌，所述運動控制單元包括PLC控制器或工控機，所述導(dǎo)軌包括有X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌，所述Y軸導(dǎo)軌通過滑塊設(shè)置在所述X軸導(dǎo)軌上，所述Y軸導(dǎo)軌上固定設(shè)置有夾具，所述X軸導(dǎo)軌控制所述夾具左右移動，所述Y軸導(dǎo)軌控制所述夾具前后移動，所述Z軸導(dǎo)軌通過Z軸氣缸設(shè)置有在底座上，其控制所述夾具上下移動；所述夾具上端設(shè)置有置料夾，所述夾具一側(cè)面的內(nèi)側(cè)設(shè)置有A轉(zhuǎn)軸，所述A轉(zhuǎn)軸控制所述置料夾360°旋轉(zhuǎn)，所述夾具另一側(cè)面的內(nèi)側(cè)設(shè)置有B軸導(dǎo)軌，所述B軸導(dǎo)軌限制所述置料夾與水平方向呈±35°夾角，所述X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌、Z軸氣缸、A轉(zhuǎn)軸和B軸導(dǎo)軌均與所述伺服電機相連接；所述立板上設(shè)置有第一視覺模塊、第二視覺模塊和第三視覺模塊，所述第一、第二和第三視覺模塊均包括工業(yè)相機和光源；所述運動控制單元內(nèi)設(shè)置有圖像處理器。本發(fā)明基于五軸六面特殊的導(dǎo)軌與視覺模塊相結(jié)合的設(shè)計，取代了以往產(chǎn)品外觀檢測系統(tǒng)多工位設(shè)計這種復(fù)雜的裝置，具有設(shè)計簡單，可靠性高的特點，同時，又克服了傳統(tǒng)檢測方法中無法做到全檢的缺點，具有精度高，全面無死角檢測的優(yōu)勢。
[0007]進一步地，所述伺服電機設(shè)置在所述底座的底端。以方便更好的控制各個導(dǎo)軌，并不占用工作的空間。
[0008]進一步地，所述X軸導(dǎo)軌設(shè)置有兩條，其分別設(shè)置為螺紋絲桿導(dǎo)軌。兩條X軸導(dǎo)軌使其運動更穩(wěn)定，而螺紋絲桿更進一步的提高穩(wěn)定性，也使其獲得更加精度的拍照和檢測結(jié)果。
[0009]進一步地，所述第一視覺模塊垂直于水平面設(shè)置，所述第二視覺模塊和第三視覺模塊分別設(shè)置在所述第一視覺模塊的兩側(cè)，其分別與所述第一視覺模塊呈30° -60°角度設(shè)置。視覺模塊的左邊、中間、右邊的設(shè)置，以使拍照的效果更多角度，更加全面。
[0010]一種產(chǎn)品外觀檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟:
[0011]A、先將待測產(chǎn)品固定在夾具的置料夾上，檢測裝置通過運動控制單元進行回零，同時對裝置異常進行監(jiān)控并發(fā)出相關(guān)指令；
[0012]B、夾具通過X軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌和Z軸導(dǎo)軌移動到第一視覺模塊的正上方，第一視覺模塊的工業(yè)相機對待測產(chǎn)品的第一個表面進行拍照并檢測輸出結(jié)果；然后由伺服電機控制A轉(zhuǎn)軸使待測產(chǎn)品順時針旋轉(zhuǎn)90°，同時經(jīng)過第一視覺模塊的工業(yè)相機獲取第二個表面的圖片并輸出檢測結(jié)果；然后由伺服電機控制A轉(zhuǎn)軸使待測產(chǎn)品繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)90°，獲取第三個表面的圖像并輸出檢測結(jié)果；然后由伺服電機控制A轉(zhuǎn)軸使待測產(chǎn)品繼續(xù)順時針旋轉(zhuǎn)90°，獲取第四個表面的圖像并輸出檢測結(jié)果；
[0013]C、由伺服電機控制A轉(zhuǎn)軸使產(chǎn)品逆時針旋轉(zhuǎn)270°回到初始狀態(tài)，伺服電機控制B軸導(dǎo)軌使待測產(chǎn)品向+35°方向上移，形成一定角度，第二視覺模塊的工業(yè)相機對待測產(chǎn)品上移的表面進行拍照獲取第五個表面的圖片并輸出結(jié)果，然后B軸導(dǎo)軌回到水平位置；伺服電機再次控制B軸導(dǎo)軌使待測產(chǎn)品向-35°方向下移，使產(chǎn)品另一側(cè)上移，形成一定角度，第三視覺模塊的工業(yè)相機對待測產(chǎn)品另一側(cè)上移的表面進行拍照獲取第六個表面的圖片并輸出結(jié)果；
[0014]D、完成待測產(chǎn)品六個面的拍照和檢測后，夾具回到初始狀態(tài)，待測產(chǎn)品出料后等待下一個待測產(chǎn)品送料。
[0015]本發(fā)明設(shè)計出五軸六面的外觀檢測與測量的方法，具有檢測簡單，可靠性高的特點，同時，又克服了傳統(tǒng)檢測方法中無法做到全檢的缺點，具有精度高，全面無死角檢測的優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實施例的夾具的示意圖。
[0018]圖中:
[0019]1-伺服電機；2-底座；3-立板；4-X軸導(dǎo)軌；5-Y軸導(dǎo)軌；6_Ζ軸導(dǎo)軌；7_滑塊；8-夾具；9_置料夾；1-A轉(zhuǎn)軸；I1-B軸導(dǎo)軌；12-第一視覺模塊；13-第二視覺模塊；14_第三視覺模塊；15_工業(yè)相機；16_光源。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0021]參見附圖1-2所示，本實施例的一種產(chǎn)品外觀檢測裝置，包括運動控制單元、伺服電機1、底座2和設(shè)置在底座2 —側(cè)的立板3，伺服電機I設(shè)置在底座2的底端，運動控制單元包括PLC控制器或工控機，運動控制單元與伺服電機I相連接，底座2上設(shè)置有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌包括有X軸導(dǎo)軌4、Y軸導(dǎo)軌5和Z軸導(dǎo)軌6，X軸導(dǎo)軌4設(shè)置有兩條，其分別設(shè)置為螺紋絲桿導(dǎo)軌'