工业视觉中级实训设备的制作方法

本发明涉及工业视觉教学技术领域，具体为工业视觉中级实训设备。

背景技术：

工业视觉作为机器视觉的一部分，主要用于测量、定位、检测、引导及识别的自动化检测，自动化检测可以高效快速的完成产品的检测，因此自动化检测代替人工检测是必然的发展趋势。工业视觉需求越来越多样，原先只用在生产线上的工业视觉，如今在制造、医疗、电子、仓储等各个领域都有各种各样的应用。随着工业视觉技术的快速发展，高校也开设了机器视觉、图像处理相关专业，着重培养工业视觉检测相关的技术人才。

现有的工业视觉教学设备的用途单一，学生在训练的过程中，只能够单一训练，从而使得训练效率较低，从而使得设备的使用成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供工业视觉中级实训设备，以解决上述背景技术中提出的现有的工业视觉教学设备的用途单一，学生在训练的过程中，只能够单一训练，从而使得训练效率较低，从而使得设备的使用成本较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：工业视觉中级实训设备，包括外框架体，所述外框架体的前壁上侧安装有显示器和触摸控制屏，所述外框架体的内部中下侧设置有操作平台，所述操作平台的上表面两侧均安装有前后伺服移动机构，两个所述前后伺服移动机构的上端之间安装有横向伺服移动机构，所述横向伺服移动机构的前壁安装有纵向伺服移动机构，所述纵向伺服移动机构的前部设置有安装架，所述安装架的前壁上侧设置有工业识别相机，所述安装架的内部上侧设置有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的输出端底部通过联轴器连接有转轴，所述转轴的底端连接有气动夹持吸附机构，所述气动夹持吸附机构为气动夹爪或者气动吸盘，所述操作平台的上表面设置有教学检测治具，所述气动夹持吸附机构位于教学检测治具的上侧，所述外框架体的内部后上端设置有工控机，所述外框架体的前壁下侧设置有供气装置，所述供气装置的出气口通过管道与气动夹持吸附机构的进气口连接，所述工控机与显示器、触摸控制屏、工业识别相机通信连接，所述工控机还与前后伺服移动机构、横向伺服移动机构、纵向伺服移动机构、旋转驱动机构、供气装置电性连接，所述外框架体的前壁下侧设置有治具存放格；

该工业视觉中级实训设备包括以下若干个教学场景应用，若干个教学场景应用对应若干个教学检测治具，若干个教学场景应用至少包括：螺母分拣应用、书签检测应用、脏污检测应用、颜色区分应用和飞拍检测应用，若干个教学检测治具存放在治具存放格内。

优选的，所述螺母分拣应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构为气动夹爪，将几种不同型号的螺母放置在教学检测治具的内部，学生基于显示器、触摸控制屏和工控机驱动工业识别相机扫描检测几种螺母的型号和位置，前后伺服移动机构、横向伺服移动机构、纵向伺服移动机构、旋转驱动机构配合气动夹爪三维移动和旋转，供气装置对气动夹爪驱动操作进行夹持和释放螺母，将不同型号的螺母夹起并放置到相应型号位置处。

优选的，所述书签检测应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构为气动吸盘，将多个书签a随意放置在教学检测治具的待检测区，学生基于显示器、触摸控制屏和工控机驱动工业识别相机对多个书签a扫描检测，每个书签a的缝隙尺寸都不同，预先设定要求，根据缝隙尺寸来排序书签a，工业识别相机根据每个缝隙尺寸测出多个书签a的相应尺寸数据，前后伺服移动机构、横向伺服移动机构、纵向伺服移动机构、旋转驱动机构配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，将书签a进行吸起并将书签a按照缝隙尺寸要求摆放在教学检测治具的成品区域。

优选的，所述脏污检测应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构为气动吸盘，将有脏污和无脏污的书签b随意放置在教学检测治具的原料区，学生基于显示器、触摸控制屏和工控机驱动工业识别相机对多个书签b定位检测，并识别书签b表面是否有脏污，当书签b表面没有脏污时，通过检测，前后伺服移动机构、横向伺服移动机构、纵向伺服移动机构、旋转驱动机构配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，通过气动吸盘将书签b吸起并放置在教学检测治具的通过区域，当书签b表面存在脏污时，通过气动吸盘将书签b吸起，并放置在另外相应的未通过区域。

优选的，所述颜色区分应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构为气动吸盘，将若干颜色不同的pom块任意放置在教学检测治具的原料区，且原料区中每4个pom块呈一排，pom块的颜色和表面的字符不同，学生基于显示器、触摸控制屏和工控机驱动工业识别相机对多个pom块定位检测，通过工业识别相机对不同颜色的pom块进行拍照获取各个pom块的位置，并判断出不同pom块的颜色，前后伺服移动机构、横向伺服移动机构、纵向伺服移动机构、旋转驱动机构配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，根据预先设定规则，将pom块根据颜色和字符移动，对pom块进行吸起并将产品移动到教学检测治具对应的区域，对不同颜色的pom块进行快速区分。

优选的，所述飞拍检测应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构为气动吸盘，教学检测治具上设置有待检区域和成品区域，将不同种类的纪念币放置在待检区域中，纪念币表面预先设定不同图案，用以拍摄区别，学生基于显示器、触摸控制屏和工控机驱动工业识别相机对多个纪念币扫描检测，工业识别相机连续拍摄时，会对纪念币上的图案进行识别检测，前后伺服移动机构、横向伺服移动机构、纵向伺服移动机构、旋转驱动机构配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，将拍摄到不同图案的纪念币移动到对应的成品区域。

优选的，所述外框架体的底部四角均安装有支撑腿。

优选的，所述外框架体的底部四角还安装有支撑滚轮，四个所述支撑滚轮位于四个所述支撑腿的内侧。

优选的，所述横向伺服移动机构安装在前后伺服移动机构的滑鞍上，所述纵向伺服移动机构安装在横向伺服移动机构的滑鞍上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)通过前后伺服移动机构、横向伺服移动机构、纵向伺服移动机构、旋转驱动机构的配合作用，能够带动气动夹持吸附机构进行三维空间移动和旋转移动，学生在训练时，可调节的空间较大；

2)通过更换教学检测治具及其上的教学产品，能够进行不同的教学训练，操作较为简单，一台设备能够进行多种教学训练，使用成本降低，通过气动夹爪、气动吸盘之间的切换使用，能够对不同教学对象进行吸附、夹持作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的左视结构示意图；

图3为本发明的俯视结构示意图；

图4为本发明的仰视结构示意图；

图5为本发明螺母分拣应用中教学检测治具的结构示意图；

图6为本发明书签检测应用中教学检测治具的结构示意图；

图7为本发明脏污检测应用中教学检测治具的结构示意图；

图8为本发明颜色区分应用中教学检测治具的结构示意图；

图9为本发明飞拍检测应用中教学检测治具的结构示意图。

图中：1外框架体、2显示器、3触摸控制屏、4工控机、5操作平台、6前后伺服移动机构、7横向伺服移动机构、8纵向伺服移动机构、9工业识别相机、10旋转驱动机构、11转轴、12气动夹持吸附机构、13教学检测治具、14治具存放格、15供气装置、16支撑滚轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-9，本发明提供技术方案：工业视觉中级实训设备，包括外框架体1，外框架体1的前壁上侧安装有显示器2和触摸控制屏3，显示器2和触摸控制屏3分别用于显示信息和触摸输入，学生通过显示器2和触摸控制屏3能够输入操作控制工业视觉中级实训设备，工业视觉中级实训设备根据学生输入的指令做出与指令相应的动作，外框架体1的内部中下侧设置有操作平台5，操作平台5的上表面两侧均安装有前后伺服移动机构6，两个前后伺服移动机构6的上端之间安装有横向伺服移动机构7，横向伺服移动机构7的前壁安装有纵向伺服移动机构8，纵向伺服移动机构8的前部设置有安装架，驱动安装架的前壁上侧设置有工业识别相机9，安装架的内部上侧设置有旋转驱动机构10，旋转驱动机构10为伺服电机，旋转驱动机构10的输出端底部通过联轴器连接有转轴11，转轴11的底端连接有气动夹持吸附机构12，在前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8的配合作用下能够驱动安装架、工业识别相机9横向、纵向和前后移动，前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8的结构相同，采用电机、丝杠螺纹驱动滑鞍的方式，使得滑鞍上的结构被驱动移动，气动夹持吸附机构12为气动夹爪或者气动吸盘(根据应用的不同针对性的选择气动夹爪或者气动吸盘)，气动夹持吸附机构12与转轴11的底端之间采用快拆装结构(现有的快拆装结构，此处不做赘述)，操作平台5的上表面设置有教学检测治具13，气动夹持吸附机构12位于教学检测治具13的上侧，外框架体1的内部后上端设置有工控机4，外框架体1的前壁下侧设置有供气装置15，供气装置15的出气口通过管道与气动夹持吸附机构12的进气口连接，工控机4与显示器2、触摸控制屏3、工业识别相机9通信连接，工控机4还与前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8、旋转驱动机构10、供气装置15电性连接，外框架体1的前壁下侧设置有治具存放格14；

该工业视觉中级实训设备包括以下若干个教学场景应用，若干个教学场景应用对应若干个教学检测治具13，若干个教学场景应用至少包括：螺母分拣应用、书签检测应用、脏污检测应用、颜色区分应用和飞拍检测应用，若干个教学检测治具13存放在治具存放格14内。工业识别相机9基于图像识别系统对螺母分拣应用、书签检测应用、脏污检测应用、颜色区分应用和飞拍检测应用中各个教学检测治具13上的物品进行识别分析。

如图5所示，为螺母分拣应用的教学检测治具13，螺母分拣应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构12为气动夹爪，将几种不同型号的螺母放置在教学检测治具13的内部，学生基于显示器2、触摸控制屏3和工控机4驱动工业识别相机9扫描检测几种螺母的型号和位置，前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8、旋转驱动机构10配合气动夹爪三维移动和旋转，供气装置15对气动夹爪驱动操作进行夹持和释放螺母，将不同型号的螺母夹起并放置到相应型号位置处。

如图6所示，为书签检测应用的教学检测治具13，书签检测应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构12为气动吸盘，将多个书签a随意放置在教学检测治具13的待检测区，学生基于显示器2、触摸控制屏3和工控机4驱动工业识别相机9对多个书签a扫描检测，每个书签a的缝隙尺寸都不同，预先设定要求，根据缝隙尺寸来排序书签a，工业识别相机9根据每个缝隙尺寸测出多个书签a的相应尺寸数据，前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8、旋转驱动机构10配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置15对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，将书签a进行吸起并将书签a按照缝隙尺寸要求摆放在教学检测治具13的成品区域。

如图7所示，为脏污检测应用的教学检测治具13，脏污检测应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构12为气动吸盘，将有脏污和无脏污的书签b随意放置在教学检测治具13的原料区，学生基于显示器2、触摸控制屏3和工控机4驱动工业识别相机9对多个书签b定位检测，并识别书签b表面是否有脏污，当书签b表面没有脏污时，通过检测，前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8、旋转驱动机构10配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置15对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，通过气动吸盘将书签b吸起并放置在教学检测治具13的通过区域，当书签b表面存在脏污时，通过气动吸盘将书签b吸起，并放置在另外相应的未通过区域。

如图8所示，为颜色区分应用的教学检测治具13，颜色区分应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构12为气动吸盘，将若干颜色不同的pom块任意放置在教学检测治具13的原料区，且原料区中每4个pom块呈一排，pom块的颜色和表面的字符不同，学生基于显示器2、触摸控制屏3和工控机4驱动工业识别相机9对多个pom块定位检测，通过工业识别相机9对不同颜色的pom块进行拍照获取各个pom块的位置，并判断出不同pom块的颜色，前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8、旋转驱动机构10配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置15对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，根据预先设定规则，将pom块根据颜色和字符移动，对pom块进行吸起并将产品移动到教学检测治具13对应的区域，对不同颜色的pom块进行快速区分。

如图9所示，为飞拍检测应用的教学检测治具13，飞拍检测应用具体为：此应用中气动夹持吸附机构12为气动吸盘，教学检测治具13上设置有待检区域和成品区域，将不同种类的纪念币放置在待检区域中，纪念币表面预先设定不同图案，用以拍摄区别，学生基于显示器2、触摸控制屏3和工控机4驱动工业识别相机9对多个纪念币扫描检测，工业识别相机9连续拍摄时，会对纪念币上的图案进行识别检测，前后伺服移动机构6、横向伺服移动机构7、纵向伺服移动机构8、旋转驱动机构10配合气动吸盘三维移动和旋转，供气装置15对气动吸盘驱动操作进行吸附和释放，将拍摄到不同图案的纪念币移动到对应的成品区域。

进一步地，外框架体1的底部四角均安装有支撑腿。

进一步地，外框架体1的底部四角还安装有支撑滚轮16，四个支撑滚轮16位于四个支撑腿的内侧，支撑腿、支撑滚轮16之间配合使用，支撑腿可折叠(采用现有的折叠方式，图中未示出)，且支撑腿竖直放置时，底端低于支撑滚轮16的底部，使得外框架体1稳定不会移动，使用支撑滚轮16时，将支撑腿折叠收纳起，支撑滚轮16方便外框架体1的移动。

进一步地，横向伺服移动机构7安装在前后伺服移动机构6的滑鞍上，纵向伺服移动机构8安装在横向伺服移动机构7的滑鞍上。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。