一種全自動abs齒圈缺陷視覺檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種全自動ABS齒圈缺陷視覺檢測裝置。本實用新型地面上兩張工作臺以直角形式垂直放置，機械手及其底座位于中心，齒圈的檢測由機械手與機械手夾具抓取帶動，并配合上位機的缺陷檢測軟件，檢測出ABS齒圈的缺陷類型，并將齒圈按類型分別放置于不同的下料框中。本實用新型為自動化模式，可大量減少人力財力在檢測步驟的投入，提高檢測的效率和檢測的成功率。
【專利說明】
一種全自動ABS齒圈缺陷視覺檢測裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種全自動檢測裝置，尤其涉及一種全自動ABS齒圈缺陷視覺檢測裝置。
【背景技術】
[0002]ABS齒圈是汽車ABS剎車系統的重要組成部分，它的質量對汽車的安全性能非常重要。因此，ABS齒圈在加工生產后必須進行質量檢測，才能應用于汽車生產。然而，傳統的齒圈質量檢測是人工檢測，由工人肉眼觀察齒圈表面是否存在缺陷，來判定該齒圈質量是否合格。這種方法耗時耗力，一旦檢測時間過長，對工人的身體也會造成極大的傷害，不僅如此，工人長時間的勞動會導致肉眼的疲勞，從而導致檢測效率和檢測成功率的下降。
[0003]為了迎合工業智能生產，智能車間，機器換人的大趨勢，設計一種能自動檢測齒圈缺陷，且檢測速度更快，檢測成功率更高，經濟性更強的檢測系統尤為重要。
【發明內容】
[0004]針對應用領域的需求和【背景技術】的不足，本實用新型的目的在于設計一種利用機器視覺原理自動檢測齒圈合格性的檢測裝置。
[0005]為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是:
[0006]本實用新型主要包括工作臺、儲料框、ABS齒圈檢測臺、機械手夾具、機械手、機械手底座、儲料框固定架。
[0007]所述的工作臺以直角方向垂直放置，第一個工作臺上放置上料儲料框、儲料框固定架及ABS齒圈檢測臺，第二個工作臺上放置下料儲料框及儲料框固定架。
[0008]所述的儲料框分為上料框和下料框，分別用于安放待檢測齒圈和已檢測齒圈，下料框分為四類，分別安放對應于情況:合格、缺齒、積液及其他;每個儲料框為可疊加式，齒圈為垂直臺面安放。
[0009]所述的機械手夾具為氣動夾具，分為上料夾具和下料夾具。
[0010]所述的機械手為六自由度關節臂機械手，由PLC控制，機械手底座與機械手的大小相匹配。
[0011]所述ABS齒圈檢測臺是以機器視覺技術為基礎建立起來的ABS齒圈檢測裝置;檢測臺背面裝有用于通訊的各類接口，檢測工位裸露在外部，其本身的檢測、通訊與控制由MSP430系列單片機電路來完成。
[0012]進一步說，四類下料框中的任一一類下料框可安放63個已檢測齒圈，采用3列21行形式排布。
[0013]進一步說，所述機械手的臂長為1.5米。
[0014]進一步說，所述的檢測臺內部旋轉電機處滑軌及推桿的設計，可以在更換直徑不同的齒圈型號時，更方便的使光源聚焦處回到齒圈前端中心處，并無需調節相機位置，提高效率，減小檢測誤差。
[0015]進一步說，所述的PC機上的在線軟件能夠自動采集數據并識別ABS齒圈缺陷進行分類，并根據分類結果控制機械手選擇對應的下料框進行下料。而PC機可置于任意方便的位置供工人進行操作。
[0016]與【背景技術】相比，本實用新型的增益效果為:
[0017]1.本實用新型實現了 ABS齒圈缺陷的識別分類，也實現了齒圈下料時的自動分揀，同時整個檢測過程為自動化模式，節省了大量人力財力，提高了效率和檢測成功率。
[0018]2.本實用新型將以機器視覺技術為基礎的ABS齒圈缺陷檢測技術應用于工業檢測，制成檢測臺，使得齒圈檢測更加方便與直接。
[0019]3.本實用新型的儲料框設計成可疊加式以節省空間，其齒圈垂直安放的方式充分利用了儲料框的空間，加長了儲料框更換所需的時間，提高了效率。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型三維示意圖。
[0021 ]圖2是本實用新型檢測臺三維示意圖。
[0022]圖3是本實用新型檢測臺內部結構示意圖。
[0023]圖4是本實用新型儲料框三維示意圖。
[0024]圖5是本實用新型機械手夾具模塊示意圖。
[0025]圖6是本實用新型電路模塊圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1所示，地面上兩張工作臺I以直角形式垂直放置，機械手底座7位于中心，底座上7上放置機械手6，在機械手6頂端連接有機械手氣動夾具5，夾具5用于夾取ABS齒圈3。工作臺1-1上放置上料框2及檢測臺4，工作臺1-2上放置下料框2，共4個，分別用于放置合格，缺齒，積液及其他共4類。每個儲料框2周圍都固定著4個儲料框固定架8來進行限位。PC機可根據工廠實際情況擺放在合適的位置，圖中先不畫出。
[0027]如圖2所示為檢測臺三維示意圖，4-1為檢測臺外殼，頂層設置可旋轉頂蓋，掀起頂蓋可調節和查看內部儀器，4-2為4個結果指示燈，分別對應合格、缺齒、積液及其他共4類檢測結果，檢測完畢后，結果指示燈會對應亮起。4-3為檢測位調節推桿，可根據待測ABS齒圈型號大小調節旋轉電機位置以達到最佳檢測位置，正因如此，在旋轉電機處設計有空槽方便電機位置的調節。4-4為電源指示燈，4-5為電源開關。
[0028]如圖3所示為檢測臺三維內部示意圖，4-6為線掃描CCD相機，前端連接相機鏡頭4-7，相機4-6底部固定有相機固定件4-17，固定件4-17與滑軌4-16的滑塊相連，滑塊可前后移動調節相機初始安裝位置，鏡頭4-7左右兩側斜向各放置一個線陣光源4-13，光源4-13光的聚焦點對準ABS齒圈3前端中心，每個光源一側有一個光源固定件4-14進行固定，光源底下放置有小型風扇4-12用于散熱。鏡頭正前方為旋轉電機模塊，旋轉電機4-10固定在滑軌滑塊4-11上，旋轉電機4-10上方固定齒圈托臺4-9，托臺4-9用于放置待檢測的ABS齒圈3，旋轉電機前后位置可通過推桿4-3推動調節。4-15為底板，底板4-15將檢測臺分為上下兩層，上層如圖所示，下層用于放置各類電子器件，如單片機電路板，光源控制器，開關電源等等。整個檢測臺4是由線陣CCD相機4-6掃描ABS齒圈3表面，根據掃描后所呈圖像，再由檢測算法判斷齒圈合格與否的原理進行設計。當更換齒圈型號時，會出現齒圈直徑不一樣的情況，此時光源的聚焦點會偏離齒圈前端中心處，此種設計可以簡單的推動電機出的滑軌來使得聚焦處重新回到中心處，并且此時相機到待測點的距離也不會改變，如此就無需調節光源和相機位置，變得更加簡便，也不容易出錯。另外可在電機旁邊做個標記，這樣換齒圈型號的時候只要讓電機移動到固定位置即可。
[0029]如圖4所示為儲料框結構示意圖，每個儲料框2每排21個槽位，一共3排，共63個槽位，每個槽位可豎直放置ABS齒圈3，儲料框2低端開3排空槽，空槽的大小對應齒圈3的突出部分，可讓儲料框2往上疊加放置。
[0030]如圖5所示為機械手夾具模塊示意圖，5為機械手氣動夾具，夾取時外向夾取齒圈3，夾具5與關節臂機械手6的頂端連接。
[0031 ] 如圖6所示為電路模塊圖，上位機與MSP430電路板間利用RS232轉USB進行通信，電路板利用RS485與PLC進行通信進而控制機械手，再利用其他端口控制氣動夾具控制器，進而控制夾具的運動。
[0032]本實用新型工作流程:根據待測齒圈型號調節相應的儀器及一系列前期準備工作，開始工作后，機械手夾取第一個齒圈進檢測位，然后開始檢測，與此同時，機械手回上料位夾取第二個齒圈，將檢測完的上一個齒圈取走，將待測齒圈放入，然后根據檢測結果將檢測完的齒圈放入對應下料框，最后返回上料位夾取下一個齒圈，同時清空上一個檢測結果。在上料位夾取下一個齒圈之前，判斷上料框或下料框是否夾完或放滿并報警通知工人更換，更換完畢后，夾取下一個齒圈并同時開始進行檢測位上齒圈的檢測。反復循環，直至全部齒圈檢測完畢。
【主權項】
1.一種全自動ABS齒圈缺陷視覺檢測裝置，包括工作臺、儲料框、ABS齒圈檢測臺、機械手夾具、機械手、機械手底座、儲料框固定架;其特征在于: 所述的工作臺以直角方向垂直放置，第一個工作臺上放置上料儲料框、儲料框固定架及ABS齒圈檢測臺，第二個工作臺上放置下料儲料框及儲料框固定架； 所述的儲料框分為上料框和下料框，分別用于安放待檢測齒圈和已檢測齒圈，下料框分為四類，分別安放對應于情況:合格、缺齒、積液及其他;每個儲料框為可疊加式，齒圈為垂直臺面安放； 所述的機械手夾具為氣動夾具，分為上料夾具和下料夾具； 所述的機械手為六自由度關節臂機械手，由PLC控制，機械手底座與機械手的大小相匹配； 所述ABS齒圈檢測臺是以機器視覺技術為基礎建立起來的ABS齒圈檢測裝置;檢測臺背面裝有用于通訊的各類接口，檢測工位裸露在外部，其本身的檢測、通訊與控制由MSP430系列單片機電路來完成。2.根據權利要求1所述的一種全自動ABS齒圈缺陷視覺檢測裝置，其特征在于:四類下料框中的任一一類下料框可安放63個已檢測齒圈，采用3列21行形式排布。3.根據權利要求1所述的一種全自動ABS齒圈缺陷視覺檢測裝置，其特征在于:所述機械手的臂長為1.5米。
【文檔編號】G01N21/88GK205496098SQ201620220942
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月19日
【發明人】常旭, 胡佳成, 陳愛軍, 陸楓, 查新龍
【申請人】中國計量學院