一种具有自适应耦合的管状工件多工位视觉检测装置的制作方法

本发明涉及管状工件的检测装置，尤其是涉及一种具有自适应耦合的管状工件多工位视觉检测装置。

背景技术：

一种具有自适应耦合的管状工件多工位视觉检测装置，其用途是对管状工件进行自动检测，主要检测参数为工件的长度和两端的内孔径。

管状工件制作完成后，有时需要对其进行尺寸检测，进而判断产品合格与否。目前的检测装置大多只能对单一参数进行检测，并且适应性较差，检测不同规格的管状工件时需要对装置进行人工调整，大大降低了检测效率。另外，利用视觉检测技术检测内孔径时，由于镜头的景深有限，当管状工件的长度变化较大时，往往会因端面与镜头的距离超出景深而无法清晰成像，影响检测精度。若采用景深较大的远心镜头，一方面会大大提高制作成本，另一方面所能增加的景深依然有限，无法很好的应对多规格检测问题。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有自适应耦合的管状工件多工位视觉检测装置。

采用的技术方案是：

本发明包括机架、主工作台、工位架、管长检测部件、管径检测部件、可编程逻辑控制器和计算机；机架上设有主工作台，主工作台台面上从左至右依次布置有管长检测部件和管径检测部件，主工作台的中部安装有工位架，工位架上制有三组v型槽，分别代表三个检测工位，分别为管长检测工位，可变端管径检测工位和基准端管径检测工位，管长检测部件和管径检测部件测得的数据传送给可编程逻辑控制器和计算机。

所述管长检测部件，包括第一手动微调滑台、第二手动微调滑台、定位气缸和位移传感器；定位气缸布置在工位架的一侧，依靠连接板固定在第一手动微调滑台的顶面，第一手动微调滑台的底面固定在主工作台上，定位气缸与可编程逻辑控制器电连接，位移传感器布置在工位架的另一侧，依靠安装板固定在第二手动微调滑台的顶面，第二手动微调滑台的底面固定在主工作台上，位移传感器与可编程逻辑控制器电连接；定位气缸对被测管状工件的一端进行轴向定位，该端称为基准端，被测管状工件的另一端称为可变端，位移传感器确定可变端的位置，将数据传送到可编程逻辑控制器和计算机中，得到管长数据。

所述管径检测部件，包括第三手动微调滑台、第一工业镜头、第二工业镜头、第一数字相机、第二数字相机、滑台伺服电机、丝杠滑台、第一led光源和第二led光源；管径检测包括检测可变端管径和检测基准端管径两个工位，检测可变端管径的第一工业镜头安装在第一数字相机上，第一数字相机通过连接板固定在丝杠滑台的移动块上，滑台伺服电机安装在丝杠滑台尾部，丝杠滑台固定在工位架一侧，第一led光源固定在工位架另一侧，检测基准端管径的第二工业镜头安装在第二数字相机上，第二数字相机通过连接板固定在第三手动微调滑台上，第三手动微调滑台固定在工位架一侧，第二led光源固定在工位架另一侧，滑台伺服电机经伺服驱动器，与可编程逻辑控制器电连接，两台数字相机也与可编程逻辑控制器电连接，两台数字相机拍摄截面图像，并传送到计算机中进行处理，得到管径数据。

所述工位架上的三组v型槽，为等距布置，且分别与管长检测工位，可变端管径检测工位和基准端管径检测工位一一对应。

所述定位气缸、第一led光源和第二数字相机位于工位架的同一侧。

所述位移传感器为电学差动变压式位移传感器。

本发明具有的有益效果是：

1、实现了管状工件的自动化检测，有效避免了人工检测的不稳定性，能够显著提高检测效率与检测准确性。

2、设置了三个检测工位，可以顺次完成管长与管径的检测，实用性强。

3、能自适应地检测不同规格的管状工件，检测管长时，位移传感器将数据传送至可编程逻辑器中，可编程逻辑器根据管长的变化控制伺服启动器，驱动伺服电机动作，调整后续工位中镜头与工件间的距离，从而能够弥补镜头景深的不足，保证成像的清晰度。因此，本发明中采用普通工业镜头即可实现精确测量，无需使用昂贵的远心镜头。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是主工作台的结构示意图。

图3是两个检测部件的电连接和检测工位示意图。

图中：1、机架，2、主工作台，3、工位架，4a.4b.4c、手动微调滑台，5、管长检测部件，6、管径检测部件，7、管状工件，8、伺服驱动器，9、可编程逻辑控制器，10、计算机，501、定位气缸，502、位移传感器，601a.601b、工业镜头，602a.602b、数字相机，603、滑台伺服电机，604、丝杠滑台，605a.605b、led光源。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1、图2、图3所示，本发明包括机架1、主工作台2、工位架3、管长检测部件5、管径检测部件6、可编程逻辑控制器9和计算机10；机架1上设有主工作台2，主工作台2台面上从左至右依次布置有管长检测部件5和管径检测部件6，主工作台2的中部安装有工位架3，工位架3上制有三组v型槽，分别代表三个检测工位，分别为管长检测工位，可变端管径检测工位和基准端管径检测工位，管长检测部件5和管径检测部件6测得的数据传送给可编程逻辑控制器9和计算机10。

如图2、图3所示，所述管长检测部件5，包括第一手动微调滑台4a、第二手动微调滑台4b、定位气缸501和位移传感器502；定位气缸501布置在工位架3的一侧，依靠连接板固定在第一手动微调滑台4a的顶面，第一手动微调滑台4a的底面固定在主工作台2上，定位气缸501与可编程逻辑控制器9电连接，位移传感器502布置在工位架3的另一侧，依靠安装板固定在第二手动微调滑台4b的顶面，第二手动微调滑台4b的底面固定在主工作台2上，位移传感器502与可编程逻辑控制器9电连接；定位气缸501对被测管状工件7的一端进行轴向定位，该端称为基准端，被测管状工件7的另一端称为可变端，位移传感器502确定可变端的位置，将数据传送到可编程逻辑控制器9和计算机10中，得到管长数据。

如图2、图3所示，所述管径检测部件6，包括第三手动微调滑台4c、第一工业镜头601a、第二工业镜头601b、第一数字相机602a、第二数字相机602b、滑台伺服电机603、丝杠滑台604、第一led光源605a和第二led光源605b；管径检测包括检测可变端管径和检测基准端管径两个工位，检测可变端管径的第一工业镜头601a安装在第一数字相机602a上，第一数字相机602a通过连接板固定在丝杠滑台604的移动块上，滑台伺服电机603安装在丝杠滑台604尾部，丝杠滑台604固定在工位架3一侧，第一led光源605a固定在工位架3另一侧，检测基准端管径的第二工业镜头601b安装在第二数字相机602b上，第二数字相机602b通过连接板固定在第三手动微调滑台4c上，第三手动微调滑台4c固定在工位架3一侧，第二led光源605b固定在工位架3另一侧，滑台伺服电机603经伺服驱动器8，与可编程逻辑控制器9电连接，两台数字相机602a和602b也与可编程逻辑控制器9电连接，两台数字相机602a和602b拍摄截面图像，并传送到计算机10中进行处理，得到管径数据。

所述工位架3上的三组v型槽，为等距布置，且分别与管长检测工位，可变端管径检测工位和基准端管径检测工位一一对应。

所述定位气缸501、第一led光源605a和第二数字相机602b位于工位架3的同一侧。

所述位移传感器502为电学差动变压式位移传感器。

本发明的工作原理如下：

首先在主工作台2上固定好工位架3，再在工位架的两侧固定好管长检测部件5和管径检测部件6，调节手动微调滑台4a、4b、4c，保证合适的检测距离。

工作时，待测的管状工件7通过上料装置和搬运装置运送到工位架的v型槽中，依次进行三个工位的检测，得到管长和两端面管径数据。检测完成后，计算机会根据检测数据对管状工件7进行类别判断。最后，采用下料装置对管状工件7进行分类下料。

管长检测时，管状工件7的一端被定位气缸501固定，该端的轴向位置始终不变，故称为基准端，管状工件7长度变化均表现在另一端，故该端称为可变端。检测分为三个工位，工位一进行管长检测，工位二进行可变端管径检测，工位三进行基准端管径检测。待测管状工件7搬运至工位一时，定位气缸501伸出，成为测量基准，然后位移传感器502向前伸出，检测可变端的位置，位移传感器502将位移信号传送到可编程逻辑控制器9中，可编程逻辑控制器9一方面将位移信号传送至计算机10中，记录管长信息，另一方面根据位移信号来控制伺服驱动器8，驱动滑台伺服电机602转动，调整工位二中第一工业镜头601a与可变端之间的距离，从而保证充分对焦。管长检测结束后，管状工件7被搬运至工位二，由第一数字相机602a拍摄可变端管径图像，并将信号传送至计算机10，计算机10处理图像得到可变端管径数据。可变端管径检测结束后，管状工件7被搬运至工位三，由第二数字相机602b拍摄基准端管径图像，并将信号传送至计算机10，计算机10处理图像得到基准端管径数据。最后，计算机10根据所有数据判断产品的类别。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。