專利名稱:一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，視覺系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、外部光源和圖像采集卡，工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭和外部光源均固定在安裝板上，安裝板與絲杠和導(dǎo)向桿相連；升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、同步帶和編碼器，升降電機(jī)通過同步帶控制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，并依靠編碼器讀取轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)值。本實(shí)用新型提供的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，使工人的操作簡(jiǎn)單，也使機(jī)器具備了自我保護(hù)、自我調(diào)整的功能，按照工廠要求自動(dòng)調(diào)整到位，從而保證了視覺系統(tǒng)的工作環(huán)境，保證了視覺系統(tǒng)能夠以最佳的工作狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)。
【專利說明】一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種木材檢測(cè)裝置的安裝結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)視覺系統(tǒng)的高速發(fā)展，現(xiàn)在工業(yè)視覺處理已經(jīng)被各個(gè)行業(yè)所認(rèn)識(shí)并接受。對(duì)于木材加工行業(yè)，工業(yè)視覺具有很廣泛的應(yīng)用。從對(duì)木材的表面缺陷檢測(cè)，到成品質(zhì)量的識(shí)別處理，均可以應(yīng)用到工業(yè)視覺檢測(cè)。工業(yè)視覺檢測(cè)的結(jié)果要達(dá)到精確，則焦距必須保證調(diào)整到位，因而必須保證工業(yè)相機(jī)與鏡頭的安裝位置需要隨材料厚度、寬度的不同進(jìn)行調(diào)整。傳統(tǒng)的調(diào)整是手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，這種調(diào)節(jié)的方式有以下三方面的不利之處:1、人工的隨意性很大，焦距沒有調(diào)整到最優(yōu)便停止調(diào)整，這造成視覺系統(tǒng)處理結(jié)果會(huì)存在瑕疵；2、由于要處理的木料有不同的厚度，因而需要經(jīng)常調(diào)整視覺系統(tǒng)的位置，工作量加大；3、當(dāng)需要經(jīng)常調(diào)整時(shí)，機(jī)器外罩需要經(jīng)常打開，則容易造成視覺系統(tǒng)的損壞。
[0003]因此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，有必要對(duì)現(xiàn)有木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)的調(diào)整方式進(jìn)行改進(jìn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，使工人的操作簡(jiǎn)單，也使機(jī)器具備了自我保護(hù)、自我調(diào)整的功能，能按照工廠要求自動(dòng)調(diào)整到位，從而保證了視覺系統(tǒng)的工作環(huán)境，保證了視覺系統(tǒng)能夠以最佳的工作狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)。
[0005]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其中，視覺系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、外部光源和圖像采集卡，工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭和外部光源均固定在安裝板上，安裝板與絲杠和導(dǎo)向桿相連；升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、同步帶和編碼器，升降電機(jī)通過同步帶控制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，并依靠編碼器讀取轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)值。
[0006]上述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其中，外部光源通過光源安裝板與安裝板相互固定，光源安裝板上設(shè)有光源固定孔和安裝角度調(diào)整孔，安裝角度調(diào)整孔為長(zhǎng)腰孔。
[0007]上述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其中，還包括兩個(gè)安裝橫梁，工業(yè)相機(jī)的兩端設(shè)有2個(gè)風(fēng)扇，風(fēng)扇通過風(fēng)扇安裝板安裝在安裝橫梁上。
[0008]上述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其中，還包括吹氣嘴，所述吹氣嘴斜對(duì)著工業(yè)鏡頭的表面。
[0009]上述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其中，所述兩個(gè)安裝橫梁之間安裝2個(gè)接近開關(guān)，上面的接近開關(guān)是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的上限，下面的接近開關(guān)是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的下限。
[0010]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:現(xiàn)有技術(shù)中視覺系統(tǒng)的處理是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要調(diào)整白平衡、調(diào)整焦距、調(diào)整外部光源的亮度等等；這些工作在機(jī)器出廠前都已經(jīng)調(diào)整到使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，而此時(shí)工人僅僅調(diào)整一個(gè)參數(shù)，則打亂原本的平衡；工業(yè)鏡頭在調(diào)整到位后有一個(gè)鎖緊螺母會(huì)將鏡頭位置固定，如果人工進(jìn)行調(diào)整，則需要松開鎖緊螺母，這極易導(dǎo)致鏡頭損壞。本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案能夠快速有效地將視覺系統(tǒng)的高低位置隨原材料的厚度變化進(jìn)行調(diào)整，具有安全、高效、精確到位等特點(diǎn)，能夠徹底杜絕上述問題的出現(xiàn)。

【附圖說明】

[0011]圖1為一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0012]圖2為光源安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3為安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖中:
[0015]I工業(yè)相機(jī)2工業(yè)鏡頭3安裝板
[0016]4光源安裝板5光源固定孔6吹氣嘴
[0017]7升降電機(jī)8同步帶9編碼器
[0018]10安裝角度調(diào)整孔11安裝橫梁12風(fēng)扇
[0019]13風(fēng)扇安裝板14接近開關(guān)15導(dǎo)向桿孔位
[0020]16絲杠孔位17相機(jī)安裝孔

【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
[0022]圖1為一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)的示意圖，圖2為光源安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為安裝板的結(jié)構(gòu)示意圖。視覺系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)1、工業(yè)鏡頭2、外部光源和圖像采集卡，工業(yè)相機(jī)1、工業(yè)鏡頭2和外部光源均固定在安裝板3上，安裝板3上設(shè)有導(dǎo)向桿孔位15、絲杠孔位16和相機(jī)安裝孔17，安裝板3與絲杠和導(dǎo)向桿相連；升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)7、同步帶8和編碼器9，升降電機(jī)7通過同步帶8控制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，并依靠編碼器9讀取轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)值。外部光源通過光源安裝板4與安裝板3相互固定，光源安裝板4上設(shè)有光源固定孔5和安裝角度調(diào)整孔10，安裝角度調(diào)整孔10為長(zhǎng)腰孔，還包括兩個(gè)安裝橫梁11，工業(yè)相機(jī)I的兩端設(shè)有2個(gè)風(fēng)扇12，風(fēng)扇12通過風(fēng)扇安裝板13安裝在安裝橫梁11上，還包括吹氣嘴6，吹氣嘴6斜對(duì)著工業(yè)鏡頭2的表面。兩個(gè)安裝橫梁11之間安裝2個(gè)接近開關(guān)14，上面的接近開關(guān)14是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的上限，下面的接近開關(guān)14是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的下限。
[0023]視覺系統(tǒng)是指通過機(jī)器視覺產(chǎn)品，即圖像攝取裝置，將被攝取目標(biāo)轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)，傳送給專用的圖像處理系統(tǒng)，根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)；圖像系統(tǒng)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)的特征，進(jìn)而根據(jù)判別的結(jié)果來(lái)控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備動(dòng)作。
[0024]視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)是提高生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，在一些不適合于人工作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境或人工視覺難以滿足要求的場(chǎng)合，常用機(jī)器視覺來(lái)替代人工視覺；同時(shí)在大批量工業(yè)生產(chǎn)過程中，用人工視覺檢查產(chǎn)品質(zhì)量效率低且精度不高，用機(jī)器視覺檢測(cè)方法可以大大提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，而且機(jī)器視覺易于實(shí)現(xiàn)信息集成，是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)集成制造的基礎(chǔ)技術(shù)，可以在最快的生產(chǎn)線上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量、引導(dǎo)、檢測(cè)和識(shí)別，并能保質(zhì)保量的完成生產(chǎn)任務(wù)。
[0025]本專利提供的視覺系統(tǒng)包括:工業(yè)相機(jī)1、工業(yè)鏡頭2、外部光源、圖像采集卡等。工業(yè)相機(jī)1，據(jù)不同的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合選不同的相機(jī)和高分辨率相機(jī)、線掃描CCD和面陣CCD、單色相機(jī)和彩色相機(jī)。工業(yè)鏡頭2可依焦距、光圈和鏡頭伸縮調(diào)整等方式來(lái)選型。外部光源，除了是相機(jī)能夠拍攝到部件外，好的光源應(yīng)該能夠產(chǎn)生最大的對(duì)比度、亮度足夠且對(duì)部件的位置變化不敏感。圖像采集卡，采集卡直接決定了攝像頭的接口、黑白、彩色、模擬、數(shù)字等，它可以將圖像迅速地傳送到計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器進(jìn)行處理。
[0026]在木制品生產(chǎn)加工過程中，由于每一批材料的用途不同，如有些材料是制作桌子臺(tái)面，有些是制作大衣柜門的，那么這些材料的厚度也是不同的。利用工業(yè)視覺系統(tǒng)來(lái)處理木料表面的各種信息有一個(gè)很重要的前提就是需要將工業(yè)鏡頭2的焦距調(diào)整到最優(yōu)。如果焦距沒有調(diào)整到位，視覺系統(tǒng)捕獲到的圖像信息會(huì)出現(xiàn)重影、模糊、分辨率不高等情形，這就導(dǎo)致最終的處理結(jié)果存在偏差、瑕疵，從而影響到最終木制品成品的質(zhì)量。目前，調(diào)整視覺系統(tǒng)的方式主要是依靠人工手動(dòng)操作的方式，當(dāng)人工操作時(shí)，會(huì)存在調(diào)整不到位或者干脆不調(diào)整的情況。例如，第一批材料的厚度為22_，此時(shí)工人對(duì)視覺系統(tǒng)的高低位置進(jìn)行了調(diào)整；當(dāng)材料厚度變?yōu)?5_時(shí)，工人有可能認(rèn)為才差了 3_，干脆就不調(diào)整了。而這3_的差別則會(huì)對(duì)處理結(jié)果造成重大影響。另外，有時(shí)則會(huì)存在工人不想調(diào)整視覺系統(tǒng)的高低位置，而直接轉(zhuǎn)動(dòng)工業(yè)鏡頭2來(lái)調(diào)整焦距。這樣會(huì)導(dǎo)致兩方面的問題:1、視覺系統(tǒng)的處理是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要調(diào)整白平衡、調(diào)整焦距、調(diào)整外部光源的亮度等等；這些工作在機(jī)器出廠前都已經(jīng)調(diào)整到使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)，而此時(shí)工人僅僅調(diào)整一個(gè)參數(shù)，則打亂原本的平衡；2、工業(yè)鏡頭2在調(diào)整到位后有一個(gè)鎖緊螺母會(huì)將鏡頭位置固定，如果人工進(jìn)行調(diào)整，則需要松開鎖緊螺母，這極易導(dǎo)致鏡頭損壞。
[0027]本實(shí)用新型則能夠快速有效地將視覺系統(tǒng)的高低位置隨原材料的厚度變化進(jìn)行調(diào)整，具有安全、高效、精確到位等特點(diǎn)，能夠徹底杜絕上述問題的出現(xiàn)。視覺系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)如圖1所示，工業(yè)相機(jī)1、工業(yè)鏡頭2以及外部光源被固定在安裝板3上，安裝板3與絲杠和導(dǎo)向桿相連；升降電機(jī)7通過同步帶8控制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，并依靠編碼器9讀取轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)值，編碼器9的精度可以達(dá)到0.01mm。升降電機(jī)7由控制系統(tǒng)控制。安裝板3的結(jié)構(gòu)如圖2所示，工業(yè)相機(jī)1、工業(yè)鏡頭2以及外部光源均固定在安裝板3上，這樣就保證了當(dāng)調(diào)整高低時(shí)，整個(gè)視覺系統(tǒng)是統(tǒng)一調(diào)整的，不會(huì)打破整個(gè)系統(tǒng)原有保持的平衡，視覺系統(tǒng)在垂直方向位移。在整體結(jié)構(gòu)中，特別地添加了風(fēng)扇12的安裝位置，由于在實(shí)際工作過程中，視覺系統(tǒng)可能連續(xù)24小時(shí)工作，因而加裝散熱系統(tǒng)，即工業(yè)相機(jī)I的兩邊均安裝一個(gè)風(fēng)扇12，快速帶走工業(yè)相機(jī)I由于工作產(chǎn)生的熱量。在木材加工過程中，加工環(huán)境較差，整個(gè)工作環(huán)境中會(huì)存在木肩、粉塵等。因而，為保證視覺系統(tǒng)的工業(yè)鏡頭2成像清晰，需要定期清除粘在工業(yè)鏡頭2上的灰塵。本產(chǎn)品特別設(shè)計(jì)了一個(gè)吹氣嘴6的結(jié)構(gòu)，吹氣嘴6斜對(duì)工業(yè)鏡頭2表面，通過控制系統(tǒng)來(lái)控制電磁閥，使該吹氣嘴6每間隔5分鐘吹氣一次，從而保證了工業(yè)鏡頭2的清潔。由于整個(gè)視覺系統(tǒng)是精密度較高，而且諸如工業(yè)鏡頭2均為禁止撞擊的部件，所以為了防止整個(gè)系統(tǒng)的移動(dòng)超限而碰撞到上下限位，保證整個(gè)系統(tǒng)在一定的高低空間內(nèi)進(jìn)行位移，本實(shí)用新型特別加裝了上下兩個(gè)接近開關(guān)14。上面的接近開關(guān)14是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的上限，下面的接近開關(guān)14是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的下限。這就保證了整個(gè)系統(tǒng)在位移過程中有自我保護(hù)的功能。
[0028]本設(shè)備在出廠前，將整個(gè)視覺系統(tǒng)調(diào)整到最優(yōu)，調(diào)整的依據(jù)是，當(dāng)相機(jī)系統(tǒng)位于下面的接近開關(guān)14時(shí)，此時(shí)工業(yè)相機(jī)I與工業(yè)鏡頭2照射在進(jìn)料皮帶上，皮帶上不放置任何的材料，此時(shí)將系統(tǒng)的焦距、光圈、白平衡等均調(diào)整到最優(yōu)。當(dāng)客戶需要使用本設(shè)備時(shí)，在人機(jī)交互界面需要輸入木料的厚度；工人通過游標(biāo)卡尺獲知木料的厚度后，在人機(jī)交互界面的輸入欄輸入木料的厚度值，當(dāng)點(diǎn)擊設(shè)備的開機(jī)按鈕時(shí)，該數(shù)值通過工控機(jī)傳輸至PLC，PLC控制升降電機(jī)7的運(yùn)轉(zhuǎn)，首先整個(gè)視覺系統(tǒng)先找取零位，即先下降到下限位，然后在下限位的基礎(chǔ)上升至工人輸入的數(shù)值。例如，工人輸入材料厚度20mm，則點(diǎn)擊開機(jī)按鈕后，此時(shí)整個(gè)進(jìn)料皮帶均不會(huì)啟動(dòng)，待視覺系統(tǒng)調(diào)整到位后自動(dòng)啟動(dòng)；視覺系統(tǒng)開始找取零位，在升降電機(jī)7控制下整個(gè)系統(tǒng)下降至下限位；然后以下限位為原點(diǎn)，上升20mm ;當(dāng)視覺系統(tǒng)的位置到位以后，機(jī)器的進(jìn)料系統(tǒng)、出料系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)。當(dāng)生產(chǎn)加工中的材料更換時(shí)，工人也僅需要在人機(jī)交互界面中輸入新的待加工材料的厚度數(shù)值，此時(shí)視覺系統(tǒng)仍會(huì)先下降到下限位，然后再上升至預(yù)先輸入的數(shù)值高度處。每次調(diào)整厚度，視覺系統(tǒng)均需要先下降到零位再上升的原因是為了消除編碼器9的累積誤差，從而使精度更高，整個(gè)系統(tǒng)處理的結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0029]任何一款工業(yè)產(chǎn)品到達(dá)客戶現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)均需要滿足:1、使用、調(diào)整方便；2、使用效果好；3、不容易損壞。很多時(shí)候，客戶購(gòu)買機(jī)器后使用效果不理想均是由于對(duì)機(jī)器參數(shù)、位置等因素調(diào)整不到位造成的。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)則解決了這一問題，使工人的操作更簡(jiǎn)單，也使機(jī)器具備了自我保護(hù)、自我調(diào)整的功能，按照工廠要求自動(dòng)調(diào)整到位，從而保證了視覺系統(tǒng)的工作環(huán)境，也就保證了視覺系統(tǒng)能夠以最佳的工作狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)。同時(shí)，本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不需要工人打開外罩直接操作視覺系統(tǒng)，這樣降低了誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。
[0030]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于: 視覺系統(tǒng)包括工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、外部光源和圖像采集卡，工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭和外部光源均固定在安裝板上，安裝板上設(shè)有導(dǎo)向桿孔位、絲杠孔位和相機(jī)安裝孔，安裝板與絲杠和導(dǎo)向桿相連； 升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、同步帶和編碼器，升降電機(jī)通過同步帶控制絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，并依靠編碼器讀取轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)值。2.如權(quán)利要求1所述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:外部光源通過光源安裝板與安裝板相互固定，光源安裝板上設(shè)有光源固定孔和安裝角度調(diào)整孔，安裝角度調(diào)整孔為長(zhǎng)腰孔。3.如權(quán)利要求2所述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:還包括兩個(gè)安裝橫梁，工業(yè)相機(jī)的兩端設(shè)有2個(gè)風(fēng)扇，風(fēng)扇通過風(fēng)扇安裝板安裝在安裝橫梁上。4.如權(quán)利要求3所述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:還包括吹氣嘴，所述吹氣嘴斜對(duì)著工業(yè)鏡頭的表面。5.如權(quán)利要求4所述的一種木材檢測(cè)裝置視覺系統(tǒng)及升降機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述兩個(gè)安裝橫梁之間安裝2個(gè)接近開關(guān)，上面的接近開關(guān)是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的上限，下面的接近開關(guān)是整個(gè)系統(tǒng)移動(dòng)的下限。
【文檔編號(hào)】G01N21-01GK204269533SQ201420598864
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