本實(shí)用新型涉及光電檢測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種智能檢測(cè)工業(yè)零件表面質(zhì)量的裝置。

背景技術(shù)：

零件的表面質(zhì)量檢測(cè)主要指的是檢測(cè)零件的表面有無劃痕、缺陷、損傷、凹坑等，也包括對(duì)零件外形尺寸以及安裝孔位置的檢測(cè)。在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，涉及到各種各樣的待測(cè)零件識(shí)別和檢測(cè)，例如電子元器件質(zhì)量檢測(cè)、瓶蓋質(zhì)量檢測(cè)、工業(yè)待測(cè)零件表面質(zhì)量檢測(cè)等。這些檢測(cè)的共同特點(diǎn)就是連續(xù)大批量生產(chǎn)、對(duì)產(chǎn)品外觀質(zhì)量有較高的要求。在國(guó)內(nèi)，通常這樣具有高重復(fù)性和智能性的工作只能由人工檢測(cè)來完成，經(jīng)常一些工廠的現(xiàn)代化流水線后面看到很多檢測(cè)工人執(zhí)行這道工序，這樣的話不僅給工廠增加巨大的人工成本，而且也并不能保證比較高的檢測(cè)合格率。機(jī)器視覺系統(tǒng)可代替人工檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)可靠、快速和精確。工業(yè)待測(cè)零件表面質(zhì)量智能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)一般采用CCD圖像傳感器攝取被檢測(cè)對(duì)象的圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像數(shù)字信號(hào)進(jìn)行圖像處理，從而得到所需要的各種圖像特征值，并由此實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別、缺陷分類等功能。

最近幾年，隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外的一些生產(chǎn)企業(yè)對(duì)在線檢測(cè)系統(tǒng)的需求日益突出，但是不同的企業(yè)所檢測(cè)的產(chǎn)品不盡相同，對(duì)所檢測(cè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求水平也不一樣，針對(duì)于不同待測(cè)零件的外觀質(zhì)量、形狀尺寸等檢測(cè)要素，會(huì)選擇不同類型的光源和成像鏡頭，以及配合拍攝角度、光照角度和強(qiáng)度等，光源會(huì)影響缺陷在圖像中的明顯度、顏色等，甚至很多缺陷只有在特定的環(huán)境下才能在圖像中顯現(xiàn)，控制部分與圖像處理系統(tǒng)相配合，需要達(dá)到高效、及時(shí)在線檢測(cè)的目的。

應(yīng)用機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠大幅度降低檢測(cè)成本，提高產(chǎn)品檢測(cè)質(zhì)量，加快檢測(cè)速度和效率。作為高精度、非接觸的檢測(cè)方式，整個(gè)機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)包括機(jī)械、光學(xué)、控制和圖像處理四大模塊，屬于光機(jī)電相結(jié)合的高度一體化、專業(yè)化產(chǎn)品。

目前，國(guó)內(nèi)一些企業(yè)所擁有的檢測(cè)裝置是針對(duì)于某一種待測(cè)零件表面質(zhì)量的檢測(cè)，現(xiàn)有的檢測(cè)方法需要大量的人員，檢測(cè)效率低，主動(dòng)失誤較多，檢測(cè)精度不高；檢測(cè)人員長(zhǎng)時(shí)間在強(qiáng)光環(huán)境下工作會(huì)造成一定的眼部職業(yè)病等等。

現(xiàn)有的檢測(cè)裝置通常只能專機(jī)專檢，局限性比較大、通用性比較差；所用的照明單元、成像鏡頭無法自動(dòng)調(diào)節(jié)，智能化程度比較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種智能檢測(cè)工業(yè)零件表面質(zhì)量的裝置。

這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是：可檢測(cè)的零件尺寸和類型多，通用性好；智能化程度高，待測(cè)零件從檢測(cè)到篩選剔除的過程均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所用的照明單元、成像鏡頭均可根據(jù)反饋信息進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，能有效地解決多種待測(cè)零件在同一平臺(tái)上進(jìn)行自動(dòng)化在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的問題，從而為企業(yè)創(chuàng)造更大的利潤(rùn)。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是：

一種智能檢測(cè)工業(yè)零件表面質(zhì)量的裝置，包括

支撐機(jī)構(gòu)，所述支撐機(jī)構(gòu)的作用是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)支撐各個(gè)功能單元；

傳輸單元，所述傳輸單元用于對(duì)待測(cè)零件的傳送；

鏡頭轉(zhuǎn)向單元，所述鏡頭轉(zhuǎn)向單元的作用是在計(jì)算機(jī)的控制下旋轉(zhuǎn)，根據(jù)待測(cè)零件的檢測(cè)尺寸和檢測(cè)要求，選擇合適的檢測(cè)位置對(duì)應(yīng)選擇鏡頭；

機(jī)械手篩選單元，所述機(jī)械手篩選單元的作用是當(dāng)待測(cè)零件檢測(cè)判定不合格時(shí)，將不合格品投入不合格品區(qū)，與合格品分離；

光電成像模塊，所述光電成像模塊的作用是對(duì)處于檢測(cè)區(qū)域的待檢測(cè)零件成像，然后將圖像信息采集后傳輸給計(jì)算機(jī)；

計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)的作用是設(shè)有數(shù)據(jù)圖像信息處理程序，在光電成像模塊將采集到的圖像信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)的啟動(dòng)圖像對(duì)比程序，將采集到的待測(cè)零件圖像信息與標(biāo)準(zhǔn)合格零件的圖像信息進(jìn)行對(duì)比，判定待測(cè)零件是否合格，發(fā)出相應(yīng)的控制命令，計(jì)算機(jī)對(duì)各個(gè)功能單元實(shí)施控制，控制的內(nèi)容包括：a.傳輸單元的開停與傳輸速度、b.鏡頭轉(zhuǎn)向單元的旋轉(zhuǎn)與停止、c.機(jī)械手篩選單元的運(yùn)動(dòng)與夾持、d.光電成像模塊的成像與圖像信息的傳輸、e.光電成像模塊的圖像采集與傳輸、圖像信息的比對(duì)與判定結(jié)果的傳輸；g. 照明單元的控制，計(jì)算機(jī)可根據(jù)檢測(cè)場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)情況，適當(dāng)選擇合適的安裝位置；計(jì)算機(jī)通過數(shù)據(jù)線與照明單元實(shí)現(xiàn)雙向連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)照明單元的控制；

照明單元，所述照明單元的作用是在光電成像模塊對(duì)待檢測(cè)零件進(jìn)行光電成像時(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)光，保證成像的質(zhì)量，照明單元可在計(jì)算機(jī)的控制下實(shí)現(xiàn)豎直方向的移動(dòng)和沿著光源安裝軸的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)照明光強(qiáng)度和角度，使成像質(zhì)量最佳；

鏡頭轉(zhuǎn)向單元、機(jī)械手篩選單元和照明單元分別固接在支撐機(jī)構(gòu)上；光電成像模塊固接在鏡頭轉(zhuǎn)向單元上；計(jì)算機(jī)分別與傳輸單元、鏡頭轉(zhuǎn)向單元、機(jī)械手篩選單元、光電成像模塊和照明單元電連接。

所述支撐機(jī)構(gòu)包括第一支撐架和與之固接的支撐平臺(tái)。

所述支撐平臺(tái)為設(shè)有U形槽口的平板。

所述傳輸單元包括第二支撐架和與之固接電動(dòng)傳送裝置。

所述第二支撐架上設(shè)有導(dǎo)向裝置和紅外傳感器，導(dǎo)向裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送帶上待測(cè)零件傳輸姿態(tài)的調(diào)整與導(dǎo)向；紅外傳感器的作用為每當(dāng)有一個(gè)零件通過探測(cè)器時(shí)，就發(fā)出一個(gè)電脈沖信號(hào)，通知控制系統(tǒng)即將有一個(gè)待檢測(cè)零件到達(dá)檢測(cè)區(qū)域。

所述鏡頭轉(zhuǎn)向單元包括旋轉(zhuǎn)底盤和與之套接的底座，旋轉(zhuǎn)底盤可以在底座上做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，底座安裝在支撐機(jī)構(gòu)的支撐平臺(tái)上，可以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)底盤沿傳輸帶的傳輸方向水平滑動(dòng)。

所述機(jī)械手篩選單元為電動(dòng)智能機(jī)械手，能實(shí)現(xiàn)零件的分揀功能。

所述光電成像模塊包括成像鏡頭和鏡頭傳感器，光電成像模塊固定于鏡頭轉(zhuǎn)向單元的旋轉(zhuǎn)底盤上，可根據(jù)成像要求在豎直方向上下移動(dòng)，使成像質(zhì)量達(dá)到最佳效果；光電成像模塊通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向連接，將采集到的待測(cè)零件成像的圖像信息傳輸給計(jì)算機(jī)。

所述成像鏡頭包括帶傳感器的雙遠(yuǎn)心成像鏡頭、變焦成像鏡頭和線陣CCD成像鏡頭，雙遠(yuǎn)心成像鏡頭用于對(duì)大鏡深，清晰度要求高的待測(cè)零件進(jìn)行成像的；變焦成像鏡頭用于同時(shí)對(duì)待測(cè)零件整體外觀質(zhì)量和局部細(xì)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)，尤其用于滾筒狀零件的檢測(cè)；線陣CCD成像鏡頭是為了得到極大的視野或極高的精度要求。

使用上述智能檢測(cè)工業(yè)零件表面質(zhì)量的裝置的方法為以下步驟：

1）選擇鏡頭：在計(jì)算機(jī)中輸入待檢測(cè)零件的待測(cè)指標(biāo)，計(jì)算機(jī)根據(jù)待測(cè)零件的尺寸、形狀和檢測(cè)要求，選擇合適的鏡頭；

2）傳送零件：將待測(cè)零件放置到電動(dòng)傳送裝置上，通過導(dǎo)向裝置對(duì)其傳輸方向進(jìn)行導(dǎo)向，使得待測(cè)零件在傳送到檢測(cè)區(qū)域時(shí)正好處于成像鏡頭的成像區(qū)域，保證成像質(zhì)量；

3）發(fā)射信號(hào)：在支撐架上有紅外傳感器，因傳送的速度一定，則待測(cè)零件通過傳感器后到達(dá)檢測(cè)區(qū)域的時(shí)間就是已知量，每當(dāng)一個(gè)待測(cè)零件通過傳感器后，傳感器都能檢測(cè)到待測(cè)零件的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)零件的定位，向計(jì)算機(jī)發(fā)出一個(gè)電脈沖信號(hào)，成像鏡頭即打開；

4）檢測(cè)零件：待測(cè)零件傳輸?shù)匠上駞^(qū)域時(shí)，通過步驟3）成像鏡頭剛好打開，CCD鏡頭采集圖像，再將采集到的圖像信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像分析處理；

5）判斷：計(jì)算機(jī)對(duì)待測(cè)零件的圖像信息進(jìn)行提取，識(shí)別出需要檢測(cè)的要素，然后與標(biāo)準(zhǔn)要素進(jìn)行比對(duì)，判斷待測(cè)零件是否為合格零件；

6）處理：當(dāng)計(jì)算機(jī)判定待測(cè)零件不合格時(shí)，計(jì)算機(jī)向機(jī)械手篩選單元發(fā)送一個(gè)抓取不合格品的信號(hào)，在不合格零件傳送到機(jī)械手篩選單元4的夾持區(qū)域時(shí)，機(jī)械手篩選單元執(zhí)行夾持命令，從電動(dòng)傳送裝置上將不合格零件夾走，投入廢品區(qū)；當(dāng)計(jì)算機(jī)判定待測(cè)零件合格時(shí)，待測(cè)零件繼續(xù)在電動(dòng)傳送裝置上傳送至合格品區(qū)。

這種裝置可檢測(cè)的零件尺寸和類型多，通用性好；智能化程度高，待測(cè)零件從檢測(cè)到篩選剔除的過程均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，所用的照明單元、成像鏡頭均可根據(jù)反饋信息進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，能有效地解決多種待測(cè)零件在同一平臺(tái)上進(jìn)行自動(dòng)化在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的問題，從而為企業(yè)創(chuàng)造更大的利潤(rùn)。

這種方法的降低了勞動(dòng)成本，提高了檢測(cè)效率和檢測(cè)精度；適用于危險(xiǎn)環(huán)境中工作，避免人工作業(yè)帶來的人體傷害。

附圖說明

圖1為實(shí)施例方法流程示意圖；

圖2為實(shí)施例裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為實(shí)施例裝置中傳輸單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為實(shí)施例裝置中鏡頭轉(zhuǎn)向單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中,1.支撐機(jī)構(gòu) 2.傳輸單元 3.鏡頭轉(zhuǎn)向單元 4.機(jī)械手篩選單元 5.光電成像模塊 6.計(jì)算機(jī) 7.照明單元 2-1.第二支撐架 2-2.傳送裝置 2-3.導(dǎo)向裝置 2-4.紅外傳感器 3-1.旋轉(zhuǎn)底盤 3-2.底座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型對(duì)的內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述，但不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。

實(shí)施例：

參照?qǐng)D2，一種智能檢測(cè)工業(yè)零件表面質(zhì)量的裝置，包括

支撐機(jī)構(gòu)1，所述支撐機(jī)構(gòu)1的作用是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)支撐各個(gè)功能單元；

傳輸單元2，所述傳輸單元2用于對(duì)待測(cè)零件的傳送；

鏡頭轉(zhuǎn)向單元3，所述鏡頭轉(zhuǎn)向單元3的作用是在計(jì)算機(jī)6的控制下旋轉(zhuǎn)，根據(jù)待測(cè)零件的檢測(cè)尺寸和檢測(cè)要求，選擇合適的檢測(cè)位置對(duì)應(yīng)選擇鏡頭；

機(jī)械手篩選單元4，所述機(jī)械手篩選單元4的作用是當(dāng)待測(cè)零件檢測(cè)判定不合格時(shí)，將不合格品投入不合格品區(qū)，與合格品分離；

光電成像模塊5，所述光電成像模塊5的作用是對(duì)處于檢測(cè)區(qū)域的待檢測(cè)零件成像，然后將圖像信息采集后傳輸給計(jì)算機(jī)6；

計(jì)算機(jī)6，所述計(jì)算機(jī)6的作用是設(shè)有數(shù)據(jù)圖像信息處理程序，在光電成像模塊5將采集到的圖像信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)自動(dòng)的啟動(dòng)圖像對(duì)比程序，將采集到的待測(cè)零件圖像信息與標(biāo)準(zhǔn)合格零件的圖像信息進(jìn)行對(duì)比，判定待測(cè)零件是否合格，發(fā)出相應(yīng)的控制命令，計(jì)算機(jī)6對(duì)各個(gè)功能單元實(shí)施控制，控制的內(nèi)容包括：a.傳輸單元2的開停與傳輸速度、b.鏡頭轉(zhuǎn)向單元3的旋轉(zhuǎn)與停止、c.機(jī)械手篩選單元4的運(yùn)動(dòng)與夾持、d.光電成像模塊5的成像與圖像信息的傳輸、e.光電成像模塊5的圖像采集與傳輸、圖像信息的比對(duì)與判定結(jié)果的傳輸；g. 照明單元7的控制，計(jì)算機(jī)6可根據(jù)檢測(cè)場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)情況，適當(dāng)選擇合適的安裝位置；計(jì)算機(jī)6通過數(shù)據(jù)線與照明單元7實(shí)現(xiàn)雙向連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)照明單元7的控制；

照明單元7，所述照明單元7的作用是在光電成像模塊5對(duì)待檢測(cè)零件進(jìn)行光電成像時(shí)對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)光，保證成像的質(zhì)量，照明單元7可在計(jì)算機(jī)6的控制下實(shí)現(xiàn)豎直方向的移動(dòng)和沿著光源安裝軸的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到調(diào)節(jié)照明光強(qiáng)度和角度，使成像質(zhì)量最佳；

鏡頭轉(zhuǎn)向單元3、機(jī)械手篩選單元4和照明單元7分別固接在支撐機(jī)構(gòu)1上；光電成像模塊5固接在鏡頭轉(zhuǎn)向單元3上；計(jì)算機(jī)6分別與傳輸單元2、鏡頭轉(zhuǎn)向單元3、機(jī)械手篩選單元4、光電成像模塊5和照明單元7電連接。

所述支撐機(jī)構(gòu)1包括第一支撐架和與之固接的支撐平臺(tái)。

所述支撐平臺(tái)為設(shè)有U形槽口的平板。

參照?qǐng)D3，所述傳輸單元2包括第二支撐架2-1和與之固接電動(dòng)傳送裝置2-2。

所述第二支撐架2-1上設(shè)有導(dǎo)向裝置2-3和紅外傳感器2-4，導(dǎo)向裝置2-3可實(shí)現(xiàn)對(duì)傳送帶上待測(cè)零件傳輸姿態(tài)的調(diào)整與導(dǎo)向；紅外傳感器2-4的作用為每當(dāng)有一個(gè)零件通過探測(cè)器時(shí)，就發(fā)出一個(gè)電脈沖信號(hào)，通知控制系統(tǒng)即將有一個(gè)待檢測(cè)零件到達(dá)檢測(cè)區(qū)域。

參照?qǐng)D4，所述鏡頭轉(zhuǎn)向單元3包括旋轉(zhuǎn)底盤3-1和與之套接的底座3-2，旋轉(zhuǎn)底盤3-1可以在底座3-2上做圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，底座3-2安裝在支撐機(jī)構(gòu)1的支撐平臺(tái)上，可以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)底盤3-1沿傳輸帶的傳輸方向水平滑動(dòng)。

所述機(jī)械手篩選單元4為電動(dòng)智能機(jī)械手，能實(shí)現(xiàn)零件的分揀功能。

所述光電成像模塊5包括成像鏡頭和鏡頭傳感器，光電成像模塊5固定于鏡頭轉(zhuǎn)向單元3的旋轉(zhuǎn)底盤3-2上，可根據(jù)成像要求在豎直方向上下移動(dòng)，使成像質(zhì)量達(dá)到最佳效果；光電成像模塊5通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)6實(shí)現(xiàn)雙向連接，將采集到的待測(cè)零件成像的圖像信息傳輸給計(jì)算機(jī)6。

所述成像鏡頭包括帶傳感器的雙遠(yuǎn)心成像鏡頭、變焦成像鏡頭和線陣CCD成像鏡頭，雙遠(yuǎn)心成像鏡頭用于對(duì)大鏡深，清晰度要求高的待測(cè)零件進(jìn)行成像的；變焦成像鏡頭用于同時(shí)對(duì)待測(cè)零件整體外觀質(zhì)量和局部細(xì)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)，尤其用于滾筒狀零件的檢測(cè)；線陣CCD成像鏡頭是為了得到極大的視野或極高的精度要求。

本例帶傳感器的雙遠(yuǎn)心成像鏡頭為BT-23144型，鏡頭傳感器：MV-EM500型CMOS傳感器；變焦鏡頭鏡頭型號(hào)為HM2812MP3IR，鏡頭傳感器為MV-500UCUM；線陣CCD成像鏡頭型號(hào)為C125-2522-6M，鏡頭傳感器為MV-500UCUM。

參照?qǐng)D1，使用上述智能檢測(cè)工業(yè)零件表面質(zhì)量的裝置的方法為以下步驟：

1）選擇鏡頭：在計(jì)算機(jī)6中輸入待檢測(cè)零件的待測(cè)指標(biāo)，計(jì)算機(jī)根據(jù)待測(cè)零件的尺寸、形狀和檢測(cè)要求，選擇合適的鏡頭；

2）傳送零件：將待測(cè)零件放置到電動(dòng)傳送裝置2-2上，通過導(dǎo)向裝置2-3對(duì)其傳輸方向進(jìn)行導(dǎo)向，使得待測(cè)零件在傳送到檢測(cè)區(qū)域時(shí)正好處于成像鏡頭的成像區(qū)域，保證成像質(zhì)量；

3）發(fā)射信號(hào)：在支撐架2-1上有紅外傳感器，因傳送的速度一定，則待測(cè)零件通過傳感器后到達(dá)檢測(cè)區(qū)域的時(shí)間就是已知量，每當(dāng)一個(gè)待測(cè)零件通過傳感器后，傳感器都能檢測(cè)到待測(cè)零件的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)零件的定位，向計(jì)算機(jī)發(fā)出一個(gè)電脈沖信號(hào)，成像鏡頭即打開；

4）檢測(cè)零件：待測(cè)零件傳輸?shù)匠上駞^(qū)域時(shí)，通過步驟3）成像鏡頭剛好打開，CCD鏡頭采集圖像，再將采集到的圖像信息傳輸?shù)接?jì)算,6中，計(jì)算機(jī)6進(jìn)行圖像分析處理；

5）判斷：計(jì)算機(jī)6對(duì)待測(cè)零件的圖像信息進(jìn)行提取，識(shí)別出需要檢測(cè)的要素，然后與標(biāo)準(zhǔn)要素進(jìn)行比對(duì)，判斷待測(cè)零件是否為合格零件；

6）處理：當(dāng)計(jì)算機(jī)6判定待測(cè)零件不合格時(shí)，計(jì)算機(jī)6向機(jī)械手篩選單元4發(fā)送一個(gè)抓取不合格品的信號(hào)，在不合格零件傳送到機(jī)械手篩選單元4的夾持區(qū)域時(shí)，機(jī)械手篩選單元4執(zhí)行夾持命令，從電動(dòng)傳送裝置2-2上將不合格零件夾走，投入廢品區(qū)；當(dāng)計(jì)算機(jī)6判定待測(cè)零件合格時(shí)，待測(cè)零件繼續(xù)在電動(dòng)傳送裝置2-2上傳送至合格品區(qū)。