本发明涉及视觉成像检测设备，尤其是一种纸浆制品表面缺陷检测装置。
背景技术：
纸浆制品在热压定型之后，一般还需要经过切边和检测程序，在检测程序中，主要是对纸浆制品的表面进行光学检测，如检查制品的表面否存在污点、边缘残缺和金属残留等，检验合格的产品便可装箱出货，不合格品则需要进行修复处理或直接返回打浆。现有的检测方法一般主要靠人眼观察检测，这种检测方法存在较大的主观性，并且工人长时间观察容易造成视觉疲劳，影响检测的准确性。申请号为201410546478.4的中国发明专利公开了一种纸杯缺陷视觉检测方法及系统装置，包括：用于拍摄纸杯(5)图像的ccd镜头(10)；用于采集ccd镜头数据的采集卡(11)；用于承托纸杯(5)的环形的纸杯座(4)，纸杯座(4)当前处理纸杯孔位位于ccd镜头(10)的下方；布置于纸杯座(4)上用于检测纸杯(5)是否到位的光电传感器(8)；嵌入式系统(7)，包括核心处理器armcortex-a10(19)，usb接口(14)，gpio接口(15,16,18)，rs485接口(17)；通过usb接口(14)连接采集卡(11)和嵌入式操作系统(7)，提供纸杯图像数据；通过gpio接口(15)连接光电传感器(8)和嵌入式操作系统(7)，在嵌入式操作系统(7)中执行所述各种算法；通过gpio接口(18)连接lcd显示器(3)显示图像信息；嵌入式操作系统(7)通过rs485接口(17)连接电机驱动(2)；电机驱动(2)驱动伺服电机(1)带动纸杯底座(4)运转；用于整个系统供电的模块电源(6)。该发明虽然实现了对纸杯的自动化光学检测，但由于其镜头只能单方向的对纸杯进行拍照，因此难以获得纸杯的全部图像，影响其检测的准确性。
鉴于此提出本发明。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可替代人工检测，并具有检测速度快，准确率高的纸浆制品表面缺陷检测装置。
为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：
一种纸浆制品表面缺陷检测装置，包括，机架，用于获取纸浆制品表面图像的成像装置，与成像装置连接用于判断纸浆制品是否合格的信号处理装置，其特征在于，还包括，一活动安装在所述机架上用于移动和抓取纸浆制品的搬运装置，所述搬运装置与信号处理装置连接，所述搬运装置通过移动纸浆制品使所述成像装置获得不同角度的纸浆制品图像。
进一步，所述成像装置包括，第一成像装置和第二成像装置，所述第一成像装置和第二成像装置所能获取的总面积与纸浆制品表面的面积相当。
进一步，所述机架具有一搁置平台，所述搁置平台上安装有产品放置平台，分别为，待检测品放置平台、合格品放置平台和不合格品放置平台，所述搬运装置安装在机架顶部，且可在待检测品放置平台、合格品放置平台和不合格品放置平台之间移动，所述第一成像装置设置在待检测品放置平台的正上方，以对待检测品的上表面进行成像，所述第二成像装置偏离第一成像装置一定距离设置，且位于搬运装置移动路径的下方，以对待检测品的下表面进行成像。
进一步，所述搬运装置包括，与机架转动连接的摇臂，驱动摇臂相对机架转动的动力装置，以及位于摇臂自由端的抓取部。
进一步，所述抓取部包括，一升降气缸，所述升降气缸的缸体与摇臂固定连接，升降气缸的活塞杆可相对缸体上下运动；
吸盘固定架，所述吸盘固定架的底部设置有多个吸盘，吸盘固定架与升降气缸的活塞杆固定连接，并由升降气缸驱动其上下移动；
导向机构，所述导向机构至少包括一与吸盘固定架固定连接的导向杆，所述摇臂上设有与该导向杆配合的通孔，以使该导向杆在所述通孔内滑动。
进一步，所述待检测品放置平台、合格品放置平台和不合格品放置平台分布于同一圆弧上，且为可升降结构，分别包括，一用于放置纸浆制品的平台板，驱动平台板升降移动的驱动机构，以及用于检测平台板到位和待检测品高度的传感器，所述搬运装置以所述圆弧的圆心为中心做旋转运动。
进一步，所述驱动机构包括，与机架固定连接的支撑架，所述支撑架位于平台板的下方，固定在支撑架上的电机，以及与电机连接的传动机构；所述电机的转动通过传动机构转化为平台板的升降运动。
进一步，所述传动机构包括，带传动机构、齿轮齿条机构和导轨机构；所述带传动机构包括，与电机转轴连接的小带轮，所述小带轮通过同步带与大带轮连接，所述齿轮齿条机构包括，与大带轮同轴连接的齿轮，与齿轮啮合且固定在平台板底部的齿条，所述齿条垂直于平台板向下延伸，所述导轨机构包括，设置在齿条背离齿面一侧的导轨，固定在支撑架上的滑块，所述导轨通过滑块与支撑架连接。
进一步，所述合格品放置平台和不合格品放置平台分别位于待检测品放置平台的两侧，且合格品放置平台与待检测品放置平台之间留有可容乃至少一个待检测品大小的间隙，所述第二成像装置设置在该间隙内，以对待检测品经过该间隙时对其进行成像。
进一步，所述待检测品放置平台的外围还设有纸浆制品分离器，所述纸浆制品分离器包括：一设置在待检测品放置平台外围且与机架固定连接的保持架，所述保持架向上延伸，且在其顶端设有一与待检测品形状相配的固定环，所述固定环与待检测品之间留有一定的间隙，在所述固定环的内侧设有多个与待检测品接触的螺纹杆，所述螺纹杆至少一端具有直接与待检测品的外边缘相咬合的外螺纹部分，以在待检测品与螺纹杆相对滑动时产生一定的阻力。
进一步，还包括，与所述成像装置配套的用于照亮待检测物表面的光源装置，所述光源装置为布置在成像装置外围的环形光源。
采用本发明所述的技术方案后，带来以下有益效果：
本发明利用成像装置对待检测的纸浆制品进行成像，并通过信号处理装置自动判断产品是否合格，克服了人眼检测中存在的视觉疲劳和易受主观因素影响等问题，具有判断结果准确、处理速度快的优点。另外，本发明的搬运装置可以替代人工，自动完成待检测品的搬运和分类放置等工作，并且搬运装置与成像装置相互配合，通过移动纸浆制品，使成像装置从不同角度获得完整的纸浆制品图像，大大提高了信号处理装置判断的准确性，使得其对不合格品的判断更加精确，有效减少了疏漏，提高了企业的产品质量形象。
附图说明
图1：本发明的连接原理图；
图2：本发明的整体结构示意图；
图3：本发明的主视图；
图4：本发明的俯视图；
图5：本发明搬运装置的结构示意图；
图6：本发明产品放置平台的结构示意图；
图7：本发明产品放置平台的另一视角的结构示意图；
图8：本发明搁置平台的结构示意图；
图9：本发明纸浆制品分离器的结构示意图；
其中：1、机架2、信号处理装置3、搬运装置4、第一成像装置5、第二成像装置6、光源装置7、待检测品放置平台8、合格品放置平台9、不合格品放置平台11、搁置平台20、盖体21、平台板22、支撑架23、电机24、小带轮25、大带轮26、同步带27、齿条28、导轨29、滑块31、摇臂32、动力装置33、升降气缸34、吸盘固定架35、吸盘36、导向杆111、保持架112、固定环113、螺纹杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
如图1至图4所示，一种纸浆制品表面缺陷检测装置，包括：一固定在地面上的机架1、固定在机架1旁的信号处理装置2(具体安装位置图中未示出)，与机架1相对固定的成像装置，以及一活动安装在所述机架1上的用于移动和抓取纸浆制品的搬运装置3，所述搬运装置3和成像装置通过电缆与信号处理装置2连接，所述信号处理装置2可以为安装有图像处理软件的计算机，并存储有合格品的图像信息，以用于与采集到的待检测品的图像对比，判断待检测品是否合格。一般的，所述待检测品的主要检测面包括，上表面和下表面，所述搬运装3通过移动纸浆制品使所述成像装置获得不同角度的纸浆制品图像，如从纸浆制品的上方和下方分别获取纸浆制品的上表面图像和下表面图像。通常情况下，待检测的纸浆制品会堆叠放置，其中，位于最顶端的纸浆制品的上表面图像可以直接通过拍照获取，其下表面由于与其他纸浆制品贴合，需要通过搬运装置3先将其与其他纸浆制品分离后，再对其下表面进行拍照获取图像。当上、下表面中的任意表面不合格时，则判断该纸浆制品为不合格产品。
优选地，所述成像装置包括，第一成像装置4和第二成像装置5，所述第一成像装置4和第二成像装置5所能获取的总面积与纸浆制品表面的面积相当。其中，第一成像装置4可以用于拍摄纸浆制品的上表面，第二成像装置5用于拍摄纸浆制品的下表面，信号处理装置2将拍摄到的纸浆制品的上表面和下表面分别与合格品的上表面和下表面进行对比，具体地，信号处理装置2的判断标准可以为，当待检测品的表面存在大于1mm2面积的污点或边缘残缺时，则判断该产品为不合格。
具体地，所述机架1具有一水平的搁置平台11，所述搁置平台11为半圆弧形，其上安装有三个可升降的产品放置平台，用于分类放置纸浆制品，分别为待检测品放置平台7、合格品放置平台8和不合格品放置平台9，所述搬运装置3安装在高于搁置平台11的机架顶部，且可在待检测品放置平台7、合格品放置平台8和不合格品放置平台9之间移动，用于搬运纸浆制品。
优选地，所述第一成像装置4设置在待检测品放置平台7的正上方，通过直接拍照的方式对放置在待检测品放置平台7上的待检测品的上表面进行成像，所述第二成像装置5偏离第一成像装置4一定距离设置，且位于搬运装置3移动路径的下方，搬运装置3先将待检测品从待检测品放置平台7上拿下，然后将待检测品移动至第二成像装置5的上方，在待检测品下表面无遮挡的情况下对待检测品的下表面进行成像。
如图5所示，具体地，所述搬运装置3包括，一与机架1转动连接的摇臂31，驱动摇臂31相对机架1转动的动力装置32，以及位于摇臂31自由端的抓取部。所述动力装置32包括固定安装在机架1上的伺服电机，以及与伺服电机连接的减速器，伺服电机的转轴通过减速器与摇臂31连接，以驱动摇臂31旋转。所述待检测品放置平台7、合格品放置平台8和不合格品放置平台9分布于同一圆弧上，该圆弧的圆心与摇臂31的旋转中心在同一竖直线上，所述摇臂31的长度与圆弧的半径相同或相近。
具体地，所述抓取部包括，一升降气缸33、吸盘固定架34、导向机构，所述升降气缸33的缸体与摇臂31固定连接，所述缸体上设有进气口和出气口，并与外部的供气系统连接，升降气缸33的活塞杆可相对缸体上下运动，用于带动吸盘固定架34上下移动；所述吸盘固定架34的底部设置有多个吸盘35，所述吸盘35用于与纸浆制品的表面接触，并利用产生的负压将纸浆制品抓牢。更具体地，所述吸盘35通过三通阀与高压气体管路和真空管路连接，当吸盘35与真空管路连通时用于抓起纸浆制品，当吸盘35与高压气体管路连通时用于放下纸浆制品。所述吸盘固定架34与升降气缸33的活塞杆固定连接，由升降气缸33驱动其上下移动；所述导向机构至少包括一与吸盘固定架34固定连接的导向杆36，导向杆36与升降气缸33平行设置，在摇臂31上设有与该导向杆36配合的通孔，导向杆36可在所述通孔内滑动，通过通孔与导向杆36的配合，保证了吸盘固定架34只在竖直方向上移动。
优选地，所述导向杆36为一对，并以升降气缸33为中心对称设置，所述吸盘固定架34的形状可以为“一”字形、“十”字形、“h”字形或其他可与纸浆制品相配的形状，所述吸盘35优选固定在吸盘固定架34的端部或边缘。
如图6和图7所示，所述待检测品放置平台7、合格品放置平台8和不合格品放置平台9为相同结构，分别包括，位于搁置平台11上方的圆形平台板21，位于平台板21下方的用于驱动平台板21升降移动的驱动机构，以及设置在特定位置，用于检测平台板21到位和待检测品高度的传感器(图中并未示出)，具体地，所述传感器为多个，包括上传感器和下传感器，所述下传感器设置在接近搁置平台11的上表面处，用于检测平台板21是否到达最低位置，由于平台板21一般为铁质材料制成，所述下传感器优选为磁性传感器，当平台板21下降至设定的最低位置时，将触发下传感器，使平台板21停止下降。所述上传感器距搁置平台11一定高度设置，该高度恰好为抓取部能够到达的最低高度，上传感器设置在平台板21的上方，用于检测平台板21上的待检测品的高度，当待检测品的高度超过设定值时，平台板将下降，优选地，所述上传感器为光学传感器。
具体地，所述驱动机构包括，与机架1固定连接的支撑架22，所述支撑架22位于平台板21的下方，固定安装在支撑架22上的电机23，与电机23连接的传动机构；所述电机23的转动通过传动机构转化为平台板21的升降运动。
所述传动机构包括，带传动机构、齿轮齿条机构和导轨机构；所述带传动机构包括，与电机23转轴连接的小带轮24，所述小带轮24通过同步带26与大带轮25连接，所述齿轮齿条机构包括，与大带轮25同轴连接的齿轮(图中未示出，隐藏在支撑架内)，与齿轮啮合且一端固定连接在平台板21底部的齿条27，所述齿条27垂直于平台板21向下延伸，所述导轨机构包括，与齿条27等长且设置在齿条27背离齿面一侧的导轨28，固定在支撑架22上的滑块29，所述导轨28通过滑块29与支撑架22连接，优选的，所述滑块29设置为两个，以起到更好的定位和支撑作用。当电机23转动时，将带动小带轮24转动，小带轮24的转动通过同步带26传递至大带轮25，使大带轮25转动，同时与大带轮25同轴连接的齿轮将发生转动，齿轮的转动使与其啮合的齿条27做直线移动，以实现平台板21的上升或下降，在齿条28移动的同时，导轨28与滑块29发生相对移动，使平台板21保持直线移动。
为便于安装，优选地，所述搁置平台11上开有与平台板21大小相近的开口，该开口通过一可拆的盖体20封闭，所述盖体20上设有供齿条27和导轨28穿过的开孔，所述支撑架22可以直接固定连接在盖体20上，并作为一个整体可从机架1上拆下。
优选地，所述合格品放置平台8和不合格品放置平台9分别位于待检测品放置平台7的两侧，且合格品放置平台8与待检测品放置平台7之间留有可容乃至少一个待检测品大小的间隙，所述第二成像装置5设置在该间隙内，以在待检测品经过该间隙时对其进行成像。在第一成像装置4拍照后，当待检测品的上表面合格时，搬运装置3将该待检测品从待检测品放置平台7上取下，并移至第二成像装置5所在的间隙处，使第二成像装置5对待检测品的下表面进行拍照检测，当完成检测且合格后，搬运装置3将待检测品放置于合格品放置平台8上，若任一表面检测结果不合格，则搬运装置3直接将待检测品移至不合格品放置平台9上。
结合图8和图9所示，由于待检测品一般堆叠放置，因此在抓取最顶端的待检测品时，容易将其下方的待检测品一并带起，使检测结果不准确，为使抓取部每次只抓起一个待检测品，在所述待检测品放置平台7的外围还设有纸浆制品分离器，所述纸浆制品分离器包括：一设置在待检测品放置平台7外围且与机架1固定连接的保持架111，所述保持架111包括几根向上延伸的柱子，且在柱子的顶端设有一与待检测品形状相配的固定环112，所述固定环112的尺寸大于待检测品的尺寸，使固定环112与待检测品之间留有一定的间隙，固定环112的高度略小于待检测品的堆叠高度，在所述固定环112的内侧设有多个与待检测品接触的螺纹杆113，所述螺纹杆113竖直设置，且至少一端具有直接与待检测品的外边缘相咬合的外螺纹部分，以在待检测品与螺纹杆113相对滑动时产生一定的阻力。优选地，所述螺纹杆113上端具有外螺纹，下端为光滑表面，且所述螺纹杆113的下端向远离待检测品的方向偏离，以使待检测品能够顺利的滑至螺纹杆113的上端，起到导向作用。所述螺纹杆113的数量优选为四个，并均匀分布，待检测品在经过螺纹杆113的螺纹部分时，待检测品的边缘将与螺纹杆113发生摩擦，产生一定的阻力，只有直接与抓取部相连的待检测品才能克服该阻力，成功与螺纹杆113分离，因此，也就实现了使抓取部每次只能抓起一个待检测品的目的。
优选地，所述成像装置的外围还设有用于照亮待检测物表面的光源装置6，以提高成像质量，所述光源装置6为环绕在成像装置外围的环形光源，具体地，可为环形的led灯阵。
本发明的工作过程为：首先，将待检测的多个纸浆制品放置于待检测品放置平台7上，第一成像装置4先对最顶端的待检测品的上表面进行成像，并将该图像传输至信号处理装置2，信号处理装置2自动判断该表面是否合格，若不合格，则搬运装置3直接将该纸浆制品移动至不合格品放置平台9上，使成像装置继续对下一纸浆制品成像，若上表面合格，则搬运装置3将该纸浆制品移动至第二成像装置5的上方，使第二成像装置5对该纸浆制品的下表面进行成像，并将该图像传输至信号处理装置2，信号处理装置2自动判断下表面是否合格，若下表面检测结果合格，则搬运装置3将该纸浆制品放置于合格品放置平台8上，若下表面检测结果不合格，则将该纸浆制品放置于不合格品放置平台9上，然后重复上述步骤继续检测下一纸浆制品。
以上所述为本发明的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。