圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)、端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)和凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)；柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括柱面檢測(cè)相機(jī)及其固定架、平行光源、棒材放置架及驅(qū)動(dòng)棒材旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)臺(tái)及對(duì)稱(chēng)布置于檢測(cè)臺(tái)兩側(cè)的端面檢測(cè)相機(jī)及固定端面檢測(cè)相機(jī)的固定座，檢測(cè)臺(tái)和兩側(cè)端面檢測(cè)相機(jī)之間各安裝有一個(gè)光源；凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、凸輪、連桿和托叉。驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪帶動(dòng)連桿依次進(jìn)行托舉、前移、下降、返回周期性動(dòng)作。連桿上的托叉將棒材依次送往柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)和端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)處進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，通過(guò)柱面檢測(cè)相機(jī)和端面檢測(cè)相機(jī)拍下待檢測(cè)棒材的柱面和端面照片輸出給計(jì)算機(jī)記錄下來(lái)分析判斷有無(wú)缺陷。
【專(zhuān)利說(shuō)明】圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，具體涉及一種圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]硬質(zhì)合金PCB棒材是印刷電路板制作中廣泛使用的主要工具之一，且產(chǎn)品型號(hào)已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，如規(guī)格為Φ3.25X38.7的模壓棒材市場(chǎng)需求量持續(xù)增長(zhǎng)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，某公司本部2010年P(guān)CB棒材產(chǎn)量達(dá)到180噸以上，月平均產(chǎn)量15噸(約300萬(wàn)支)以上。為保證產(chǎn)品的外觀和尺寸的合格率，必須對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的模壓棒材進(jìn)行全檢。PCB棒材外觀缺陷主要為缺口、未磨起、磨面。外觀檢查時(shí)需在白識(shí)燈下逐支目視檢查，PCB棒材因經(jīng)過(guò)初磨加工，在燈光下棒材表面反光，對(duì)眼睛視力影響很大，長(zhǎng)期檢查導(dǎo)致視力下降，同時(shí)因長(zhǎng)期保持坐姿，不少檢查員工已出現(xiàn)視力下降、手麻木及頸椎病。因此迫切需要開(kāi)發(fā)一種對(duì)硬質(zhì)合金棒材外觀實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)的裝置，以便提高檢測(cè)效率，確保大批量生產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)減輕質(zhì)量檢測(cè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)他們的身體健康。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種基于機(jī)器視覺(jué)的柔性好、效率高的PCB棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置。
[0004]本發(fā)明公開(kāi)的這種圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，包括柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)、端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)和凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)；柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括柱面檢測(cè)相機(jī)及其固定架、平行光源、棒材放置架及驅(qū)動(dòng)棒材旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。棒材放置架安裝于固定架的相對(duì)側(cè)、柱面檢測(cè)相機(jī)的下方；平行光源位于固定架側(cè)和棒材放置架水平相對(duì)；端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)臺(tái)及對(duì)稱(chēng)布置于檢測(cè)臺(tái)兩側(cè)的端面檢測(cè)相機(jī)及固定端面檢測(cè)相機(jī)的固定座，檢測(cè)臺(tái)和兩側(cè)端面檢測(cè)相機(jī)之間各安裝有一個(gè)光源；凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、凸輪、連桿和托叉。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與凸輪連接，托叉固定于連桿上，連桿與凸輪的外沿接觸。驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪帶動(dòng)連桿依次進(jìn)行托舉、前移、下降、返回周期性動(dòng)作。連桿上的托叉將棒材依次送往柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)和端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)處進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。
[0005]所述棒材放置架包括支座及支座上由硬質(zhì)合金棒材作為固定軌道組成的支撐斜面。支撐斜面的上方有固定于支座上的橡膠輥輪。硬質(zhì)合金棒材與橡膠輥輪的布置方向垂直，待檢的圓柱形棒材沿橡膠輥輪平行方向置于支撐斜面和橡膠輥輪之間，橡膠輥輪和待檢的圓柱形棒材接觸，當(dāng)橡膠輥輪被驅(qū)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)橡膠輥輪和棒材之間的摩擦力使待檢的圓柱形棒材旋轉(zhuǎn)。橡膠輥輪的一端有連接軸。
[0006]所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)，其輸出軸通過(guò)皮帶輪及皮帶與所述橡膠輥輪的連接軸連接。
[0007]所述柱面檢測(cè)相機(jī)通過(guò)有滑槽的固定座連接于固定架上。
[0008]所述檢測(cè)臺(tái)包括旋轉(zhuǎn)氣缸、底座及壓緊裝置，底座置于旋轉(zhuǎn)氣缸的上端，壓緊裝置傾斜連接于底座的上側(cè)，底座對(duì)應(yīng)壓緊裝置的傾斜側(cè)有V型工作槽，棒材置于該槽口中通過(guò)壓緊裝置壓緊。
[0009]所述旋轉(zhuǎn)氣缸為九十度旋轉(zhuǎn)氣缸。
[0010]所述壓緊裝置包括壓緊氣缸和與壓緊氣缸活塞桿連接的橡膠壓頭。
[0011]所述V型工作槽的長(zhǎng)度方向與所述端面相機(jī)垂直設(shè)置。
[0012]本發(fā)明的工作原理如下:驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪帶動(dòng)連桿依次進(jìn)行托舉、前移、下降、返回周期性動(dòng)作，連桿上的托叉將待檢測(cè)的棒材依次送往柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)和端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)兩個(gè)檢測(cè)位置進(jìn)行相應(yīng)的外觀檢測(cè)。進(jìn)行柱面檢測(cè)時(shí)，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)使其帶動(dòng)橡膠輥輪旋轉(zhuǎn)。橡膠輥輪帶動(dòng)棒材旋轉(zhuǎn)的同時(shí)控制柱面檢測(cè)相機(jī)以一定的頻率連續(xù)拍照，得到的這一系列照片按照順序輸出給控制計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)將這些照片處理后以矩形圖像形式記錄下來(lái)。柱面檢測(cè)完成后托叉將棒材送至端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)的V型工作槽中，先控制壓緊氣缸動(dòng)作使橡膠壓頭壓緊棒材，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣缸控制檢測(cè)臺(tái)旋轉(zhuǎn)90度。旋轉(zhuǎn)到位后，通過(guò)相應(yīng)側(cè)的端面檢測(cè)相機(jī)同時(shí)記錄下兩側(cè)端面的外觀缺陷。記錄完成后再通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)氣缸的進(jìn)氣口控制檢測(cè)臺(tái)逆向旋轉(zhuǎn)90度回到初始位置。三個(gè)相機(jī)記錄的棒材外觀圖像分別通過(guò)計(jì)算機(jī)分析處理即可得出棒材的整體外觀信息，判斷該棒材是否有外觀缺陷后發(fā)出下一步工作指令。
[0013]柱面外觀檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)工位采用一個(gè)摩擦系數(shù)合適的橡膠輥輪的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)待檢棒材的旋轉(zhuǎn)，簡(jiǎn)單可靠地完成柱面到平面的轉(zhuǎn)變，使得棒材柱面缺陷的識(shí)別快速而可靠。
[0014]硬質(zhì)合金棒材以一定的傾斜角度排列成一排組成一個(gè)支撐斜面，堅(jiān)固耐磨且便于更換。
[0015]凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)的采用簡(jiǎn)單而可靠地解決了待檢棒材在各工位間的穩(wěn)定有序移動(dòng)的問(wèn)題。
[0016]端面外觀檢測(cè)時(shí)，旋轉(zhuǎn)檢測(cè)工位中通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)使得待檢棒材兩個(gè)端面的外觀檢測(cè)可同時(shí)完成，提高了檢測(cè)的效率。
[0017]本發(fā)明對(duì)棒材柱面及端面外觀的檢測(cè)均可控自動(dòng)進(jìn)行，無(wú)需質(zhì)檢人員人工目視檢測(cè)，節(jié)約人力，提高效率。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為圖1中柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)的主視示意圖。
[0020]圖3為圖2的俯視示意圖。
[0021]圖4為柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)的軸測(cè)結(jié)構(gòu)示意圖(未畫(huà)皮帶)。
[0022]圖5為圖1中端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)的主視示意圖。
[0023]圖6為圖5的俯視示意圖。
[0024]圖7為端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)的軸測(cè)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]如圖1至圖7所示，本發(fā)明公開(kāi)的這種圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，用于PCB棒材外觀檢測(cè)，包括凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)1、柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)2和端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)3。
[0026]凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)I包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)11、凸輪12、連桿13和托叉14。驅(qū)動(dòng)電機(jī)11的輸出軸與凸輪12連接，托叉14固定于連桿13上，連桿13與凸輪12的外沿接觸。
[0027]柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)2包括柱面檢測(cè)相機(jī)21、固定架22、平行光源23、步進(jìn)電機(jī)24、支座25、硬質(zhì)合金棒材26、橡膠輥輪27。柱面檢測(cè)相機(jī)21通過(guò)有滑槽的固定座連接于固定架22上，可沿固定架22滑動(dòng)以便于調(diào)整柱面檢測(cè)相機(jī)21的位置。硬質(zhì)合金棒材26在支座25上以一定的傾斜角排列組成一個(gè)支撐斜面，橡膠輥輪27的一端固定于支座25上支撐斜面的上方，另一端有連接軸。帶檢測(cè)棒材沿橡膠輥輪27的平行方向置于橡膠輥輪27和支撐斜面之間。步進(jìn)電機(jī)24的輸出軸通過(guò)皮帶輪28和皮帶29與橡膠輥輪27的連接軸連接。調(diào)整橡膠輥輪27與支撐斜面之間的距離，以橡膠輥輪27的旋轉(zhuǎn)能帶動(dòng)待檢測(cè)棒材旋轉(zhuǎn)為準(zhǔn)。
[0028]端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)3包括檢測(cè)臺(tái)31及對(duì)稱(chēng)布置于檢測(cè)臺(tái)31左右兩側(cè)的端面檢測(cè)相機(jī)32及固定端面檢測(cè)相機(jī)32的固定座33。端面檢測(cè)相機(jī)32和檢測(cè)臺(tái)31之間有光源34。檢測(cè)臺(tái)31包括旋轉(zhuǎn)氣缸311、底座312及由壓緊氣缸313和與其活塞桿連接的橡膠壓頭314組成壓緊裝置，底座312置于旋轉(zhuǎn)氣缸311的上端，壓緊氣缸311傾斜連接于底座312的上偵牝底座312對(duì)應(yīng)壓緊氣缸311的傾斜側(cè)有V型工作槽315，V型工作槽315的長(zhǎng)度方向與端面檢測(cè)相機(jī)32垂直設(shè)置，待檢測(cè)的棒材置于該槽口中通過(guò)橡膠壓頭314壓緊。旋轉(zhuǎn)氣缸311采用九十度旋轉(zhuǎn)氣缸。
[0029]工作原理如下:驅(qū)動(dòng)電機(jī)11帶動(dòng)凸輪12旋轉(zhuǎn)，凸輪12帶動(dòng)連桿13依次進(jìn)行托舉、前移、下降、返回周期性動(dòng)作，連桿13上的托叉14將待檢測(cè)的棒材依次送往柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)2和端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)3進(jìn)行相應(yīng)位置的檢測(cè)。進(jìn)行柱面檢測(cè)時(shí)，啟動(dòng)步進(jìn)電機(jī)24使其帶動(dòng)橡膠輥輪27旋轉(zhuǎn)，橡膠輥輪27帶動(dòng)棒材旋轉(zhuǎn)的同時(shí)控制柱面檢測(cè)相機(jī)21以一定的頻率連續(xù)拍照，將棒材柱面外觀以圖像記錄下來(lái)。柱面檢測(cè)相機(jī)21記錄的一系列照片按順序拼接即為棒材柱形外觀的展開(kāi)視圖，便于快捷分析柱面缺陷。柱面檢測(cè)完成后托叉14將棒材送至端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)3的V型工作槽315中，先控制壓緊氣缸313動(dòng)作使橡膠壓頭314壓緊棒材，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣缸311控制檢測(cè)臺(tái)31旋轉(zhuǎn)90度，通過(guò)兩側(cè)的端面檢測(cè)相機(jī)32同時(shí)記錄下待檢棒材兩側(cè)端面的外觀缺陷。通過(guò)改變旋轉(zhuǎn)氣缸311的進(jìn)氣口控制檢測(cè)臺(tái)31逆向旋轉(zhuǎn)90度回到初始位置為下一次檢測(cè)做好準(zhǔn)備。三個(gè)相機(jī)記錄的棒材外觀圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)分析處理得出棒材的整體外觀信息，判斷該棒材是否有外觀缺陷后發(fā)出下一步工作指令。
[0030]具體操作時(shí)，為了保證整個(gè)棒材柱面的外觀不出現(xiàn)漏檢和丟失的部分，橡膠輥輪27設(shè)計(jì)成帶動(dòng)待檢棒材旋轉(zhuǎn)一圈半。
[0031]本發(fā)明還適用于直徑在3mm?4mm、長(zhǎng)度在IOmm?50mm范圍內(nèi)其他材料制造的圓柱形產(chǎn)品的外觀檢測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:該檢測(cè)裝置包括柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)、端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)和凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)；柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括柱面檢測(cè)相機(jī)及其固定架、平行光源、棒材放置架及驅(qū)動(dòng)棒材旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；棒材放置架安裝于固定架的相對(duì)側(cè)、柱面檢測(cè)相機(jī)的下方；平行光源位于固定架側(cè)和棒材放置架水平相對(duì)；端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括檢測(cè)臺(tái)及對(duì)稱(chēng)布置于檢測(cè)臺(tái)兩側(cè)的端面檢測(cè)相機(jī)及固定端面檢測(cè)相機(jī)的固定座，檢測(cè)臺(tái)和兩側(cè)端面檢測(cè)相機(jī)之間各安裝有一個(gè)光源；凸輪轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、凸輪、連桿和托叉，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與凸輪連接，托叉固定于連桿上，連桿與凸輪的外沿接觸，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪帶動(dòng)連桿依次進(jìn)行托舉、前移、下降、返回周期性動(dòng)作，連桿上的托叉將棒材依次送往柱面檢測(cè)機(jī)構(gòu)和端面檢測(cè)機(jī)構(gòu)處進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述棒材放置架包括支座及支座上由硬質(zhì)合金棒材作為固定軌道組成的支撐斜面，支撐斜面的上方有固定于支座上的橡膠輥輪硬質(zhì)合金棒材與橡膠輥輪的布置方向垂直，待檢的圓柱形棒材沿橡膠輥輪平行方向置于支撐斜面和橡膠輥輪之間，橡膠輥輪和待檢的圓柱形棒材接觸，通過(guò)橡膠輥輪和棒材之間的摩擦力使待檢的圓柱形棒材旋轉(zhuǎn)；橡膠輥輪的一端有連接軸。
3.如權(quán)利要求2所述的圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)，其輸出軸通過(guò)皮帶輪及皮帶與所述橡膠輥輪的連接軸連接。
4.如權(quán)利要求1所述的圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述柱面檢測(cè)相機(jī)通過(guò)有滑槽的固定座連接于固定架上。
5.如權(quán)利要求1所述的圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述檢測(cè)臺(tái)包括旋轉(zhuǎn)氣缸、底座及壓緊裝置；底座置于旋轉(zhuǎn)氣缸的上端，壓緊裝置傾斜連接于底座的上側(cè)，底座對(duì)應(yīng)壓緊裝置的傾斜側(cè)有V型工作槽，棒材置于該槽口中通過(guò)壓緊裝置壓緊。
6.如權(quán)利要求5所述的圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)氣缸為九十度旋轉(zhuǎn)氣缸。
7.如權(quán)利要求5所述的圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述壓緊裝置包括壓緊氣缸和與壓緊氣缸活塞桿連接的橡膠壓頭。
8.如權(quán)利要求5所述的圓柱形棒材外觀自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于:所述V型工作槽的長(zhǎng)度方向與所述端面相機(jī)垂直設(shè)置。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK104076042SQ201410343460
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】彭誼輝, 毛善文, 劉新輝, 龔斌, 肖錦 申請(qǐng)人:株洲硬質(zhì)合金集團(tuán)有限公司