基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置。本发明中的机架机构用于支撑、稳固整个装置，机架机构上有传送带机构，传送带机构的两侧装有紫铜管接件位置检测装置，传送带机构的正上方为相机高度调节机构和相机角度调节机构；其中相机高度调节机构用于调节工业相机的拍照距离；相机角度调节装置用于调节工业相机拍照的角度；三个工业相机对称布置在相机角度调节机构上。本发明中实现工业相机的拍摄距离和拍摄角度可调，提高了对紫铜管接件图像采集的准确性。
【专利说明】
基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种紫铜管接件焊接缺陷检测装置，尤其涉及一种基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线自动检测装置。
【背景技术】
[0002]紫铜管接件(见图7)是空调中大量使用的零件之一，主要用于空调中管路的连接，管路中通冷媒，密封性指标是紫铜管接件的最重要质量指标，由于紫铜管接件的结构比较复杂，一个紫铜管接件通常需要多个零件焊接制成，图7中的紫铜管接件是由紫铜管601和不锈钢圆环602通过焊接在一起加工成的，603是焊接完成后形成的焊带，而焊缝焊接的好坏直接决定了该紫铜管接件密封性的好坏，为了提高紫铜管接件的生产质量，对焊接好的紫铜管接件的焊缝进行检测成为紫铜管接件生产过程中的必要环节，焊缝缺陷的表现形式有焊带断裂，焊带缺口等，现在的紫铜管接件加工企业采用人眼观察来识别焊接缺陷，而人工识别缺陷存在主观标准不一，劳动强度大，效率低等缺点，因此在紫铜管接件的生产过程中需要一种有效的焊缝缺陷识别方法来代替人工识别，从而使的工作客观化、规范化、智能化。
【发明内容】
[0003]针对【背景技术】的不足，本发明的目的在于提供一种基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置。
[0004]本发明中解决其技术问题所采用的技术方案是:
本发明中的检测装置包括机架机构、传送带机构、紫铜管接件位置检测装置、相机高度调节机构、相机角度调节机构。
[0005]机架机构用于支撑、稳固整个装置，机架上有螺纹孔，用于安装传送带机构、紫铜管接件位置检测装置、相机高度调节机构和相机角度调节机构。
[0006]传送带机构包括:带轮、皮带、电机和其他连接件，用于将待检紫铜管接件从上料位置运送到检测位置；
紫铜管接件位置检测装置包含激光发射单元、激光接收单元，用于探测待检紫铜件是否到达检测位置。
[0007]相机高度调节机构用于调节工业相机的拍照距离;相机角度调节装置用于调节工业相机拍照的角度；由于需要对一个紫铜管接件采集三幅不同位置的照片才能得到完整的焊带图像，方法中采用三个工业相机，工业相机固定在相机角度调节机构上，对一副图像采集三幅照片，经过缺陷检测算法处理后，就可以识别焊带的缺陷，从而实现焊带缺陷的检测。
[0008]与【背景技术】相比，本发明的有益效果是:
1.本发明中采用自动化的方式实现对焊带缺陷的检测，可以提高紫铜管接件的生产效率。
[0009]2.本发明中实现工业相机的拍摄距离和拍摄角度可调，提高了对紫铜管接件图像采集的准确性。
[0010]3.本发明中对一个紫铜管接件从三个角度采集三幅不同的照片，减小了缺陷识别中的漏检率。
【附图说明】
[0011]图1是本发明装置总图。
[0012]图2是本发明中的紫铜管接件位置检测机构图。
[0013]图3是本发明中的相机角度调节机构图。
[0014]图4是本发明中的相机角度调节机构中的直线运动机构图。
[0015]图5是本发明中的相机角度调节机构中的相机安装机构图。
[0016]图6是本发明中的相机高度调节机构图。
[0017]图7是紫铜管接结构图。
【具体实施方式】
[0018]如图1所示，本发明中的基于机器视觉处理技术的紫铜管接件焊接缺陷检测装置包括传送带机构1、紫铜管接件位置检测机构2、机架机构3、相机角度调节结构4、相机高度调节机构5—共五个子机构，图中6是待检紫铜件。传送带机构I通过直角件和螺钉固定在机架3上，紫铜管接件位置检测机构2通过螺钉固定在机架3上，相机角度调节结构4通过螺母和相机高度调节机构5连接，相机高度调节机构5通过螺钉固定在机架3上，待检紫铜件6放置在传送带机构I上。
[0019]如图2所示，本发明中的紫铜管接件位置检测机构包含激光发射模块(图中左边机构)和激光接收模块(图中右边机构)，对于激光发射模，由激光发射管201，第一紧固螺母202、直角安装片203、第二紧固螺母204构成，激光发射模块通过直角安装片203和螺栓安装在机架上;对于激光接收模块，由激光发射管207，第一紧固螺母205、直角安装片208、第二紧固螺母206构成，激光接收模块通过直角安装片208和螺栓安装在机架上;激光发射模块和激光接收模块在安装后，激光发射管的轴线和激光接收管的轴线处于同一条直线上。在工作时，激光发射模块用于发射出激光束，激光接收模块用于接收激光束，当紫铜管接件未到达检测位置时，激光接收模块能够接收到激光发射模块发出的激光束，当紫铜管接件到达检测位置时，紫铜管接件遮挡住了激光束，激光接收模块不能接收到激光发射模块发出的激光束，以此实现待检紫铜管接件的位置检测。
[0020]如图3中所示，本发明中的相机角度调节机构包含视觉光源机构41、第一相机安装机构42、直线运动机构43、第二相机安装机构44、第三相机安装机构45，视觉光源机构41通过螺钉固定在直线运动机构43上，第一相机安装机构42通过螺钉固定在直线运动机构43上，第二相机安装机构44通过螺钉固定在直线运动机构43上，第三相机安装机构45通过螺钉固定在直线运动机构43上。
[0021]如图4中所示，本发明中的直线运动机包含第一连接杆4301、定位杆4302、旋转手柄4303、第一含轴承轴承座4304、顶部定位盘4305、丝杠4306、丝杠螺母4307、三棱柱滑块4308、直齿条4309、第二连接杆4310、第二含轴承轴承座4311、第三连接杆4312、底部定位盘4313，第一连接杆4301、第二连接杆4310和第二连接杆4312通过螺纹和底部定位盘4313连接，通过螺母和顶部定位盘4305相连，且三个连杆的轴心线垂直于定位盘4313的上表面，旋转手柄4303通过螺纹和丝杠4306连接，丝杠螺母4307通过螺钉固定在三棱柱滑块4308上，直齿条4309通过螺钉固定在三棱柱滑块4308的柱面上，在三个柱面上均有和4309相同的齿条，含轴承轴承座4304通过螺钉固定在顶部定位板4305上，含轴承轴承座4311通过螺钉固定在底部定位板4313上，定位杆4302通过螺纹和底部定位板4313连接，通过螺母和顶部定位板4305连接，定位杆穿过三棱柱滑块4308的滑孔，直线运动机构的功能是通过旋转旋转手柄4303带动丝杠4308的转动，丝杠4308的转动通过丝杠螺母4307转换成滑块沿着丝杠轴心的上下直线运动，从而实现直齿条4309的上下运动。
[0022]如图5中所示，本发明中的相机角度调节机构中的相机安装机构包含U型底座4201、第一含轴承轴承支撑座4202、齿轮4203、第一光轴紧固件4204、U型连接件4205、相机安装板4206、工业相机4207、第二光轴紧固件4208、第二含轴承轴承支撑座4209、光轴4210，第一含轴承轴承支撑座4202和第二含轴承轴承支撑座4209通过螺钉固定在U型底座4201上，齿轮4203固定在轴4210上，第一光轴紧固件4204和第二光轴紧固件4208固定在轴4210的两端，第一光轴紧固件4204和第二光轴紧固件4208通过螺母和U型连接件4203相连，相机4207通过螺钉固定在相机安装板4206上，相机安装板4206通过螺钉和U型连接件4205相连，相机安装机构的功能是通过齿轮4203的转动实现相机4207的拍照角度的变化。
[0023]相机角度调节机构的工作原理是，通过旋转直线运动机构的旋转手柄(图4中4303号零件)，实现直线运动机构中的直齿条(图4中4309号零件)的上下运动，带动相机安装结构中齿轮(图5中4203号零件)的转动，从而带动相机(图5中4207号零件)拍照角度的变化。
[0024]如图6中所示，本发明中的相机高度调节机构包含连接板501、滑杆502、安装块503、手柄504、锁紧旋钮505，功能是当旋紧锁紧旋钮时，安装块503和滑杆之间摩擦力增大，不会发生相对移动，实现连接板501的位置固定，当旋出锁紧旋钮505时，安装块503和滑杆502之间摩擦力减小移动，安装块503和滑杆502之间可以相对滑动，实现连接板501的位置上调或下调。
[0025]本发明的工作过程如下:首先对相机的位置进行调节，打开工业相机对已处于检测位置的紫铜管接件进行图像采集，通过调节相机的拍照距离和角度确定最佳的拍照距离和角度，在完成调节后，接着将待检紫铜管接件放置于传送带上，当紫铜件位置检测机构探测到待检紫铜件已经处于检测位置时，触发三个工业相机进行采集紫铜件图像，再对图像进行处理，检测出焊带上缺陷。
【主权项】
1.基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置，包括机架机构、传送带机构、紫铜管接件位置检测装置、相机高度调节机构和相机角度调节机构，其特征在于: 机架机构用于支撑、稳固整个装置，机架机构上有传送带机构，传送带机构的两侧装有紫铜管接件位置检测装置，传送带机构的正上方为相机高度调节机构和相机角度调节机构； 其中相机高度调节机构用于调节工业相机的拍照距离;相机角度调节装置用于调节工业相机拍照的角度;三个工业相机对称布置在相机角度调节机构上； 所述相机角度调节机构包括视觉光源机构、直线运动机构和三个相机安装机构，视觉光源机构固定在直线运动机构底部，每个相机安装机构固定在直线运动机构上； 所述直线运动机包括第一连接杆、定位杆、旋转手柄、第一含轴承轴承座、顶部定位盘、丝杠、丝杠螺母、三棱柱滑块、直齿条、第二连接杆、第二含轴承轴承座、第三连接杆和底部定位盘;第一连接杆、第二连接杆和第二连接杆通过螺纹和底部定位盘连接，通过螺母和顶部定位盘相连，且三个连接杆的轴心线垂直于定位盘的上表面，旋转手柄和丝杠连接，丝杠螺母固定在三棱柱滑块上，直齿条固定在三棱柱滑块的每个柱面上，第一含轴承轴承座固定在顶部定位板上，第二含轴承轴承座固定在底部定位板上，定位杆通过螺纹和底部定位板连接，通过螺母和顶部定位板连接，定位杆穿过三棱柱滑块的滑孔，通过旋转手柄带动丝杠的转动，丝杠的转动通过丝杠螺母转换成三棱柱滑块沿着丝杠轴心的上下直线运动，从而实现直齿条的上下运动； 所述的相机安装机构包括U型底座、第一含轴承轴承支撑座、齿轮、第一光轴紧固件、U型连接件、相机安装板、工业相机、第二光轴紧固件、第二含轴承轴承支撑座和光轴，第一含轴承轴承支撑座和第二含轴承轴承支撑座分别固定在U型底座两侧上，齿轮固定在轴上，第一光轴紧固件和第二光轴紧固件固定在轴的两端，第一光轴紧固件和第二光轴紧固件与U型连接件相连，工业相机通过螺钉固定在相机安装板上，相机安装板和U型连接件相连，所述的齿轮与所述的直齿条配合，直齿条的上下运动带动齿轮的转动，实现工业相机的拍照角度的变化。2.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置，其特征在于:所述相机高度调节机构包括连接板、滑杆、安装块、手柄和锁紧旋钮;当旋紧锁紧旋钮时，安装块和滑杆之间摩擦力增大，不会发生相对移动，实现连接板的位置固定，当旋松锁紧旋钮时，安装块和滑杆之间摩擦力减小，安装块和滑杆之间可以相对滑动，实现连接板的位置上调或下调。3.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置，其特征在于:所述传送带机构包括带轮、皮带和电机，用于将待检紫铜管接件从上料位置运送到检测位置。4.根据权利要求1所述的基于机器视觉技术的紫铜管接件焊接缺陷在线检测装置，其特征在于:所述紫铜管接件位置检测装置包括激光发射单元、激光接收单元，激光发射单元和激光接收单元设置在两侧，用于探测待检紫铜件是否到达检测位置。
【文档编号】B23K103/12GK105904112SQ201610366670
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月30日
【发明人】王志强, 陈爱军, 李东升
【申请人】中国计量大学