專利名稱：定時器極片不良品自動分揀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)制造領(lǐng)域，涉及定時器極片不良品自動分揀裝置。
背景技術(shù)：
極片是定時器的關(guān)鍵零部件之一。其往往含有較復(fù)雜的非規(guī)則形狀且表面經(jīng)常存在鐵銹、毛刺等缺陷，致使尺寸及缺陷檢測較為困難。目前，主要以傳統(tǒng)的人工抽檢完成。一種方法是采用投影儀檢測法，將抽樣樣品進行投影，并與標準尺寸比較，判斷其質(zhì)量好壞。該方法不僅無法對缺陷特征進行檢測，而且很難進行精確的尺寸測量；另一種是采用萬能顯微鏡、輪廓儀等檢測。雖然這些儀器具有較高的測量精度，但需在特定的設(shè)備和環(huán)境下進行離線檢測，而且需要對零件進行多次檢測才能獲得其全面的尺寸特征，勞動強度大，效率低。傳統(tǒng)的人工檢測工作量巨大，不僅很難完成100%的檢測，而且極易受檢測員及環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致檢測的不穩(wěn)定，很難保證檢測的效率與精度。 目前，隨著機器視覺技術(shù)的不斷發(fā)展，利用該技術(shù)進行在線實時零件檢測得到了各國的普遍關(guān)注，并開發(fā)了一些相應(yīng)的檢測系統(tǒng)和設(shè)備。但在定時器極片的批量生產(chǎn)線的檢測中，完全針對性的視覺自動檢測分揀設(shè)備尚未見報道。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種定時器極片不良品自動分揀裝置，從而能夠?qū)Χ〞r器極片的尺寸及缺陷特征進行在線實時快速檢測，實現(xiàn)不良品的自動分揀。定時器極片不良品自動分揀裝置，包括輸送模塊、工作臺和圖像采集模塊。所述的輸送模塊，包括料板、卡料板和剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)、升降機構(gòu)、接近開關(guān)；所述的工作臺包括調(diào)節(jié)輪和機架；所述的圖像采集模塊，包括CCD攝像機、光源、照明箱。以長方體機架做支撐，底部安裝四個支撐腳，支撐腳上裝有調(diào)節(jié)輪，機架上面固定料板，料板上設(shè)置有八個接近開關(guān)，料板側(cè)面設(shè)有可運動的卡料板，卡料板上接有卡料氣缸和送料氣缸，料板上方從左到右分別設(shè)置有第一圖像采集系統(tǒng)、第一剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)、第二圖像采集系統(tǒng)、第二剔料機構(gòu)、第三圖像采集系統(tǒng)、第三剔料機構(gòu)，料板與剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)和第三圖像采集系統(tǒng)的相對位置處都設(shè)置為活動板，剔料機構(gòu)所對應(yīng)的活動板下方設(shè)置有出料口。翻面機構(gòu)為可旋轉(zhuǎn)的圓柱形并在端面開有矩形貫通口，貫通口的下平面與活動板的平面重合。升降機構(gòu)設(shè)置在第三圖像采集系統(tǒng)的活動板下方。所述的接近開關(guān)一個設(shè)置在第一圖像采集系統(tǒng)左側(cè)，其余的分別設(shè)置在圖像采集系統(tǒng)、剔料機構(gòu)和翻面機構(gòu)工作位。所述的第一圖像采集系統(tǒng)與第二圖像采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，包括第一照明箱、第一CXD攝像機和第一光源，第一 CXD攝像機固定在第一照明箱頂部，其中第一光源設(shè)置在第一CXD攝像機與極片之間。第三圖像采集系統(tǒng)包括第二照明箱、第二 CXD攝像機和第二光源，第二 CCD攝像機固定在第二照明箱側(cè)面，第二光源設(shè)置在極片的上方，并高于第二 CCD攝像機。本實用新型所具有的有益效果(1)利用CCD視覺檢測技術(shù)，檢測極片的尺寸及缺陷特征，不需要批量人工抽檢，避免繁重的工作量、人眼疲勞、環(huán)境變化等因素的干擾，實現(xiàn)了 100%的檢測。(2)檢測尺寸及缺陷時，采用圖像處理方法進行在線測量主要的圓、距離、長度、角度等幾何尺寸和識別毛刺、鐵銹等缺陷，避免了采用萬能顯微鏡、輪廓儀等檢測儀器的離線檢測，提高了對不良品識別的精度和效率，檢測結(jié)果數(shù)據(jù)易于計算機處理和管理。
(3)采用雙端面、側(cè)面圖像采集檢測，實現(xiàn)了極片零件的立體檢測，提高了檢測的范圍和精度。(4)利用PLC與エ控機實時通信，實現(xiàn)了不良品的自動剔除及缺陷零件分類，有利于后續(xù)人工復(fù)檢，大大降低了勞動強度。

圖I為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為光源照明示意圖；圖3為輸送模塊示意圖；圖4為本實用新型工作流程圖。
具體實施方式
如圖I、圖3所示，定時器極片不良品自動分揀裝置，包括輸送模塊、工作臺和圖像采集模塊。其中輸送模塊包括料板3、卡料板4和剔料機構(gòu)9、翻面機構(gòu)11、升降機構(gòu)12、接近開關(guān)；工作臺包括調(diào)節(jié)輪2和機架I ;圖像采集模塊包括CXD攝像機、光源、照明箱。以長方體機架I做支撐，底部安裝四個支撐腳，支撐腳上裝有調(diào)節(jié)輪2，機架I上面固定料板3，料板3上設(shè)置有八個接近開關(guān)，料板側(cè)面設(shè)有可運動的卡料板4，卡料板上接有卡料氣缸16和送料氣缸17，料板3上方從左到右分別設(shè)置有第一圖像采集系統(tǒng)、第一剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)11、第二圖像采集系統(tǒng)、第二剔料機構(gòu)、第三圖像采集系統(tǒng)、第三剔料機構(gòu)，料板3與剔料機構(gòu)9、翻面機構(gòu)11和第三圖像采集系統(tǒng)的相對位置處都設(shè)置為活動板，剔料機構(gòu)所對應(yīng)的活動板下方設(shè)置有出料ロ 10。翻面機構(gòu)11為可旋轉(zhuǎn)的圓柱形并在端面開有矩形貫通ロ，貫通ロ的下平面與活動板的平面重合。升降機構(gòu)12設(shè)置在第三圖像采集系統(tǒng)的活動板下方。所述的接近開關(guān)ー個設(shè)置在第一圖像采集系統(tǒng)左側(cè)，其余的分別設(shè)置在圖像采集系統(tǒng)、剔料機構(gòu)9和翻面機構(gòu)11工作位。所述的第一圖像采集系統(tǒng)與第二圖像采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，包括第一照明箱8、第一CXD攝像機7和第一光源6，第一 CXD攝像機7固定在第一照明箱8頂部，第一 CXD攝像機距離極片5的高度為Hl
1 = /tan[min( ^,^)/2]其中，包含極片的最小圓區(qū)域的半徑為JSmm ,巧和。分別為CXD采集圖像的水平可視角和垂直可視角。于是，第一照明箱8的尺寸計算方式為U = S-RmJllhl>if I其中，i I為第一照明箱8正方形底面的長和寬，hi為第一照明箱8的高度。如圖2所示，其中第一光源與極片之間的距離Dl滿足
A- /
E'jk 一 2 TTJ W其中，E與為被照明極片所在視場平面內(nèi)任一點的照度。I為光強。為第
;個點光源Cli與視場平面點之間的距離。#為點光源的數(shù)量。i為表示點光源個數(shù)的變量。設(shè)O為空間坐標原點，#個光強都為I的點光源排列放置在光源平面，視場平面與光源平面的距離為見。點光源可表不為
{d\dj = (d^ rdf'),i = 1,2,…，N)其中，I 表示點光源個數(shù)的變量，< 為第i個點光源到坐標原點的I萬向的距離，
df為第個點光源到坐標原點的y方向的距離。( )為二維平面第i個光源的位置坐標。視場平面的任一點可由點光源與其在視場平面內(nèi)正投影的連線，繞點光源進行和7兩個方向的旋轉(zhuǎn)得到。于是，視場平面表示為
I Pjk 三(0廠％))其中4為沿X方向的旋轉(zhuǎn)角，涔為沿y方向的旋轉(zhuǎn)角。(士、得)為視場平面內(nèi)被
照點的位置坐標。由勾股定理有，
D^i = 'Jm2 +[Dltan(^)-df +[Dltari(4) —
=Dl^jl + [tan(0/)-d^! Dl]2 +[tan⑷-df /Dlf根據(jù)LED光源排列，即可求得視場平面均勻照度下LED光源離極片表面的高度Dl。第三圖像采集系統(tǒng)包括第二照明箱、第二 CXD攝像機和第二光源，第二 CXD攝像機固定在第二照明箱側(cè)面，第二光源設(shè)置在極片的上方，并高于第二 CCD攝像機。第二光源、第二 CXD攝像機和極片的距離計算方式與第一光源、第一 CXD攝像機和極片的距離計算方式一致。第二照明箱的尺寸計算方式為h2 _ DA L2 > H2其中D2為第二光源14與極片的距離，H2為第二 CXD攝像機13和極片的距離，L2為第二照明箱15正方形底面的長和寬，h2為第二照明箱15的高度。如圖4所示，通過調(diào)節(jié)輪調(diào)節(jié)裝置水平后，開啟按鈕后，卡料板4在卡料氣缸帶動下，由エ位A下方向A上方向運動。到達A后，當(dāng)接近開關(guān)檢測到Aエ位有極片吋，卡料板凹槽卡住極片，并在送料氣缸的驅(qū)動下，向右運動到エ位B。相應(yīng)的接近開關(guān)發(fā)出信號，驅(qū)動CCD攝像機采集圖像，并實時將所采集圖像送到圖像采集卡?？蠚飧紫蛳聨涌习逑蛳逻\動，碰到行程開關(guān)后，再由送料氣缸帶動卡料板向左運動到A的下方，碰到行程開關(guān)后，再向上運動，如此循環(huán)連續(xù)運動；在卡料板的循環(huán)運動過程中，極片5被卡料板上的凹槽逐次帶動并沿料板向右運動，在B點接近開關(guān)檢測到極片時，發(fā)出信號驅(qū)動CCD攝像機采集圖像，并實時將所采集圖像送到圖像采集卡，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后，將數(shù)字圖像傳送給エ控機，分揀程序系統(tǒng)對圖像進行去噪、ニ值化、邊界提取等處理，然后提取特征參數(shù)數(shù)據(jù)并標定該數(shù)據(jù)核，通過與實際數(shù)據(jù)對比分析判斷該特征數(shù)據(jù)核是否達標，最后エ控機將分析、判斷結(jié)果(合格Pass/不合格Fail)邏輯信號通過串ロ發(fā)送給PLC。通過在上位機通信協(xié)議設(shè)置工作位(如三菱的輸入點X0)，PLC能夠接受上位機的邏輯信號，用于梯形圖編程控制輸出。PLC 根據(jù)接收到的P/F邏輯信號作出相應(yīng)的響應(yīng)，如果是不良品信號就驅(qū)動エ位C的剔除機構(gòu)動作，打開該エ位料板上的活動板下方對應(yīng)的虛線框所示出料ロ，不良極片就沿出料ロ分離開料板；否則，首次端面檢測后的合格極片繼續(xù)在卡料板的運動下沿料板向右移至翻面エ位D，接近開關(guān)利用PLC驅(qū)動翻面氣缸帶動翻面機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，對極片翻轉(zhuǎn)換面。同理，在Eエ位采集另一端面圖像，檢測后，在Fエ位對不合格極片進行剔除，在Gエ位采集側(cè)面圖像，檢測后，在Hエ位對不合格極片進行剔除。為了保證有效采集側(cè)面圖像，在エ位G設(shè)置升降臺，可通過升降臺孔提升至拍攝高度?？紤]到極片零件的不對稱性，卡料板凹槽需要根據(jù)具體エ位情況設(shè)置。最后即為合格極片。如此循環(huán)工作，完成批量極片零件的自動視覺分揀。
權(quán)利要求1.定時器極片不良品自動分揀裝置，其特征在于該裝置包括輸送模塊、工作臺和圖像采集模塊，所述的輸送模塊，包括料板、卡料板和剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)、升降機構(gòu)、接近開關(guān)；所述的工作臺包括調(diào)節(jié)輪和機架；所述的圖像采集模塊，包括CCD攝像機、光源、照明箱； 以長方體機架做支撐，底部安裝四個支撐腳，支撐腳上裝有調(diào)節(jié)輪，機架上面固定料板，料板上設(shè)置有八個接近開關(guān)，料板側(cè)面設(shè)有可運動的卡料板，卡料板上接有卡料氣缸和送料氣缸，料板上方從左到右分別設(shè)置有第一圖像采集系統(tǒng)、第一剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)、第二圖像采集系統(tǒng)、第二剔料機構(gòu)、第三圖像采集系統(tǒng)、第三剔料機構(gòu)，料板與剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)和第三圖像采集系統(tǒng)的相對位置處都設(shè)置為活動板，剔料機構(gòu)所對應(yīng)的活動板下方設(shè)置有出料口，翻面機構(gòu)為可旋轉(zhuǎn)的圓柱形并在端面開有矩形貫通口，貫通口的下平面與活動板的平面重合，升降機構(gòu)設(shè)置在第三圖像采集系統(tǒng)的活動板下方； 所述的接近開關(guān)一個設(shè)置在第一圖像采集系統(tǒng)左側(cè)，其余的分別設(shè)置在圖像采集系統(tǒng)、剔料機構(gòu)和翻面機構(gòu)工作位； 所述的第一圖像采集系統(tǒng)與第二圖像采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，包括第一照明箱、第一 CCD攝像機和第一光源，第一 CCD攝像機固定在第一照明箱頂部，其中第一光源設(shè)置在第一 CCD攝像機與極片之間，第三圖像采集系統(tǒng)包括第二照明箱、第二 CXD攝像機和第二光源，第二CCD攝像機固定在第二照明箱側(cè)面，第二光源設(shè)置在極片的上方，并高于第二 CCD攝像機。
專利摘要本實用新型公布了一種定時器極片不良品自動分揀裝置，現(xiàn)有技術(shù)極易受檢測員及環(huán)境等因素的影響，導(dǎo)致檢測的不穩(wěn)定，很難保證檢測的效率與精度。本實用新型以長方體機架做支撐，底部安裝四個支撐腳，支撐腳上裝有調(diào)節(jié)輪，機架上面固定料板，料板上設(shè)置有八個接近開關(guān)，料板側(cè)面設(shè)有可運動的卡料板，卡料板上接有卡料氣缸和送料氣缸，料板上方從左到右分別設(shè)置有第一圖像采集系統(tǒng)、第一剔料機構(gòu)、翻面機構(gòu)、第二圖像采集系統(tǒng)、第二剔料機構(gòu)、第三圖像采集系統(tǒng)、第三剔料機構(gòu)，本實用新型檢測精度高，檢測范圍大，大大降低了人工勞動強度。
文檔編號B07C5/00GK202516783SQ20122011359
公開日2012年11月7日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者孫亞萍, 安康, 壽周翔, 張慧熙, 李靜, 王玉槐, 王琦暉, 胡克用, 陳永清 申請人:杭州師范大學(xué)