一种自动化光学检测系统的制作方法

本实用新型涉及光学检测系统的自动检测领域，特别涉及一种自动化光学检测系统。

背景技术：

随着工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，制造业产业结构的转型升级，汽车电子领域的高端智能工厂持续发展，对生产制造自动化的要求越来越高。在现代生产过程中，人员成本越来越高，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的应用发展已成为高技术领域的关键，并迅速发展起来成为一门新兴的技术，它更加促进了全自动化的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，单纯的手工劳作满足不了工业自动化的要求，必须利用先进自动化机械式的生产设备以取代人的劳动，满足工业自动化的发展需求，对未来的工业4.0制造业发展起着越来越重要的作用。

对于光学测试设备，目前还没有自动化测试系统，无法实现全自动化的光学测试，系统结构复杂，成本高，效率低。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种结构简单，效率高的自动化光学检测系统。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种自动化光学检测系统,包括光学测试设备，光学测试设备与PLC控制模块通信连接，所述PLC控制模块与机械手通信连接，所述光学测试设备与机械手交互通信连接，所述PLC控制模块连接DIO交互模块，DIO交互模块通过PLC控制模块分别与光学测试设备和机械手交互通信。

通过PLC控制模块、光学测试设备和机械手三者之间的交互通信实现各种机构的协同工作，实现在整个生产过程中取代操作人员拿放产品，机械手自动上下料进行光学检测。实现光学测试系统的自动化运作，提升了制造生产的自动化水平和生产效率，为未来的工业4.0发展做铺垫。

优选的，所述机械手为六轴机械手。六轴机械手是具备多关节、多自由度的机械手，具有动作多、灵活性强、重复精度高 、自动化程度高的特点，其响应时间内动作迅速、速度快，在运转过程中不停顿，提高自动化生产效率，自动化水平高；精确度高，制造过程中受影响因素较小，保证了产品的制造质量；并且可以降低人工成本，替代人员操作，降低成本实现效益的最优化设计；嵌入程序灵活性强，以适应不同产品的生产，缩短产品转型生产的周期及应用设备的投入；

优选的，所述PLC控制模块还通过伺服驱动器连接伺服电机，所述伺服电机连接上下料模块。通过伺服电机控制上下料模块自动上下料，全面自动化。

优选的，所述上下料模块包括气动双跑台上料输送控制模块和自动下料皮带线控制模块。气动双跑台上料输送控制模块精度高，机械手需要在上料位置精确定位取料，故选用了气动输送控制精度较好的方案；效率高，选用双跑台机构是因为提升生产效率考虑，一次性可以上料两台产品等待机械手取料，互不干扰，不用一直在上料位置等待上料，上料的频率次数减少；动作可靠、易损件少、机械寿命高。采用自动下料皮带线控制模块，减少了成本考虑，自动下料皮带线的结构简单，成本低；精度要求低，下一工站是由人员操作，只需经过自动皮带线流动到下一工站的取料位置由人员取料；空间考虑，下一工站占用较大的空间大小，下料机构的空间位置受限，自动皮带线结构简单，空间小；部件少，维护简单；

优选的，所述机械手通过其内置的DIO模块与光学测试设备连接交互通信。实现PLC控制模块、光学测试设备和机械手三者之间的交互通信，从而各种机构能高效地协同工作。

优选的，所述光学测试设备包括第一光学测试仪和第二光学测试仪。分别对产品的仪表图符的错、漏、反等缺陷进行检测,具体描述是产品图符的丝印、颜色、亮度三大项内容的测试。在达到自动化检测的同时，还保证了对产品检测的全面性和稳定性。

优选的，所述PLC控制模块还连接显示模块。实现系统的参数设置、状态显示及控制调试。

优选的，所述PLC控制模块还连接位置传感器。实现气动双跑台上料输送和自动下料皮带线的到位判断。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

本实用新型提供一种自动化光学检测系统，通过PLC控制模块、光学测试设备和机械手三者之间的交互通信实现各种机构的高效协同工作，实现了全自动化传递的光学测试，光学测试设备对图像进行采集和分析处理，对产品图符缺陷进行检测，在整个系统过程中，无需人员的手动操作，全靠机械式的自动化生产，提升了制造生产的自动化水平和生产效率，性能的稳定性有了进一步的提升，并结合减少人员成本的投入，实现效益的最优化设计，为未来的工业4.0发展做铺垫。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的自动化光学检测系统结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的自动化光学检测系统结构示意图。

具体实施方式

下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。

实施例1

如图1所示，一种自动化光学检测系统，包括PLC控制模块，PLC控制模块连接光学测试设备、机械手和DIO交互模块，其中，PLC控制模块属于整个控制系统的核心，主要实现整个系统的逻辑控制、DIO信号的采取和处理、与光学测试设备和机械手的交互通信，同时，光学测试设备与机械手交互通信连接， DIO交互模块通过PLC控制模块分别与光学测试设备和机械手交互通信。

机械手受控于PLC控制模块，接收到PLC控制模块的上料信息后将产品抓取到光学测试设备进行光学测试，测试完成后，光学测试设备向机械手发送结果状态信息，机械手根据接收到的结果状态信息将产品相应地抓取到不合格品区或合格品区，DIO交互模块采集和处理光学测试设备和机械手的运行状态信息，发送给PLC控制模块，PLC控制模块根据系统各个模块的状态信息进行总控。

实施例2

如图2所示，一种自动化光学检测系统，包括PLC控制模块，PLC控制模块连接光学测试设备，与光学测试设备进行信息交互从而控制光学测试设备对产品的测试动作，获取光学测试设备对产品的测试结果状态信息，控制系统其余模块相应动作。PLC控制模块还连接机械手，本实施例采用六轴机械手，六轴机械手同时连接光学测试设备，实现与光学测试设备、PLC控制模块三者之间的交互交通，从而实现自动上下料拿放产品；PLC控制模块还连接DIO交互模块，DIO交互模块对系统各模块进行信息的采集和处理、运行状态的监控，为机械手与光学测试设备、PLC控制模块三者之间的交互通信提供信息支持。PLC控制模块还通过伺服驱动器连接伺服电机，伺服电机连接启动双跑台上料输送控制模块和自动下料皮带线控制模块，实现在PLC控制模块的控制下的自动输送产品。PLC控制模块还连接显示模块，本实施例采用触摸屏显示模块，实现系统的参数设置、状态显示及控制调试。PLC控制模块还连接显示模块还连接位置传感器，实现气动上料输送和自动下料皮带线的到位判断。

其中，光学测试设备包括第一光学测试仪AOI-1和第二光学测试仪AOI-2，六轴机械手内置DIO模块，六轴机械手通过其内置的DIO模块与光学测试设备连接交互通信。

系统正常工作时，首先PLC控制模块通过与六轴机械手的交互通讯，六轴机械手向PLC控制模块发出上料请求信号，PLC控制模块通过伺服驱动器控制伺服电机启动，伺服电机启动气动上料输送机构把整机产品输送到六轴机械手的上料取料位置，产品输送到位后六轴机械手接收到上料取料的命令并到取料区域取料，六轴机械手抓取产品放到第一光学测试仪AOI-1的夹具位置上，六轴机械手放好产品后第一光学测试仪AOI-1通过气动控制把产品夹紧上电进入通讯，产品通讯成功后第一光学测试仪AOI-1开始对产品进行光学测试，第一光学测试仪 AOI-1测试完成后输出测试完成的结果状态信息，六轴机械手会根据接收到的来自第一光学测试仪AOI-1的测试完成的结果状态信息，取料到下一个工站，如果第一光学测试仪AOI-1输出的结果状态信息为Failed，六轴机械手会把测试的不良品抓取到第一光学测试仪AOI-1的不良品区域，如果第一光学测试仪AOI-1输出的结果状态信息为Passed，六轴机械手接收到信号后到第一光学测试仪AOI-1的夹具中抓取产品到第二光学测试仪AOI-2的夹具区域，六轴机械手放好产品后第二光学测试仪AOI-2通过气动控制把产品夹紧上电进入通讯，产品通讯成功后第二光学测试仪AOI-2开始对产品进行光学测试，第二光学测试仪AOI-2测试完成后输出测试完成的结果状态信息，六轴机械手会根据接收到光学测试设备的测试完成状态信息取料到下一个工站，如果第二光学测试仪AOI-2输出的结果状态信息为Failed，六轴机械手会把测试的不良品抓取到第二光学测试仪AOI-2的不良品区域，如果第二光学测试仪AOI-2输出的结果状态信息为Passed，六轴机械手接收到信号后到第二光学测试仪AOI-2抓取产品到自动下料皮带线控制模块的放料区域，整个过程中DIO交互模块对六轴机械手进行信号的采集和处理，并在触摸屏显示模块上实时完成运行状态的监控。以下是本实施例所公开的基于六轴机械手的自动化光学测试系统的控制步骤：

（1）对整个系统进行初始化，主要包括PLC控制模块、伺服电机、DIO交互模块、光学测试设备、六轴机械手、上下料模块的初始化。

（2）PLC控制模块通过与六轴机械手的交互通讯：六轴机械手发出上料请求信号，PLC控制模块向伺服驱动器发出控制信号，再通过伺服电机控制气动双跑台上料输送控制模块自动上料；

（3）第一光学测试仪AOI-1向六轴机械手内置的DIO模块发送请求指令，请求六轴机械手到指定位置抓取产品；

（4）六轴机械手接收到第一光学测试仪AOI-1的请求指令后到上料的取料区域抓取产品；

（5）六轴机械手放好产品后，第一光学测试仪AOI-1发送请求机械手抓产品运送到第一光学测试仪AOI-1的扫描位；

（6）六轴机械手收到请求指令，将产品运送到第一光学测试仪AOI-1扫描位进行扫描；

（7）第一光学测试仪AOI-1扫描完成，六轴机械手抓取产品放入到第一光学测试仪AOI-1的测试夹具中；

（8）六轴机械手放好产品后，第一光学测试仪AOI-1开始对产品进行光学测试，第一光学测试仪AOI-1测试完成后输出测试完成的结果状态信息，六轴机械手会根据接收到的结果状态信息取料到下一个工站；

（9）如果第一光学测试仪AOI-1输出Failed，六轴机械手会把测试的不良品抓取到第一光学测试仪AOI-1的不良品区域；

（10）如果第一光学测试仪AOI-1输出Passed，六轴机械手接收到信号后到第一光学测试仪AOI-1的测试夹具中抓取产品到第二光学测试仪AOI-2设备的夹具区域中；

（11）六轴机械手放好产品后，第二光学测试仪AOI-2测试设备开始对产品进行第二轮光学测试，第二光学测试仪AOI-2测试完成后输出测试完成的结果状态信息，六轴机械手会根据接收到测试设备的结果状态信息取料到下一个工站；

（12）如果第二光学测试仪AOI-2输出Failed，六轴机械手会把测试的不良品抓取到第二光学测试仪AOI-2的不良品区域；

（13）如果第二光学测试仪AOI-2输出Passed，六轴机械手接收到信号后到第二光学测试仪AOI-2的测试夹具中抓取产品到自动下料皮带线控制模块的放料区域；

（14）自动下料皮带线控制模块上感应到有产品后，自动把产品流动到下一工序；

（15）六轴机械手判断自动上料区域中的产品是否取料完成，如取料完成，六轴机械手等待产品上料到六轴机械手取料区域；

（16）DIO交互模块对六轴机械手和光学测试设备进行信号的采集和处理，在触摸屏上实时完成运行状态的监控；

（17）如果上料区域中没有取料完成，则重复步骤（2）至（15）

以上为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。