分选机成像装置的制作方法

本实用新型涉及一种分选机成像装置。

背景技术：

目前，分选机是五金件、紧固件、电子元器件等产品的重要检测设备和分选装置，其用于将这些产品中的不合格产品和不确定产品从合格品中分离出来。

现有技术中的分选机都是依靠调节振动盘频率、输送带速度或增加专门用以使送料速度均匀的输送盘类部件，通过频率、速度控制达到输送检测零部件至透明转动盘或分度盘的零件间距离为一定值，再通过传感器感应被测零部件信号传递至PLC，同时PLC读取旋转编码器当前位置并保存，PLC反馈信号给上位机采集图像的相机组，实现对零部件图像的采集，并将图像处理系统结果发送给PLC，PLC进行内部数据比对，把控制信号传递至分选装置，以对零部件进行合格、不合格和漏检的分选。在此过程中，由于上位机与PLC之间数据交换存在时间差，图像采集精准度也会变差，就会影响最终的分选结果，容易造成零部件的错选，高速检测状态下此缺陷更为明显，且采用该检测方式为实现零部件之间的距离保持一致，零部件输送端需要增加程序控制或输送部件，从而极大地增加了成本。无论从经济性还是可操作性，此种检测方式均无法实现更为精准的图像采集，达到精准分选零部件的效果。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种分选机成像装置，它采用相机成像技术对紧固件进行成像，能够合理采集紧固件的尺寸，提高了检测精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种分选机成像装置，它用于对分选机的透明转动盘上的紧固件进行成像，它包括：

垂直方向成像部件，所述垂直方向成像部件包括用于拍摄透明转动盘上的紧固件在垂直方向上的图像的垂直成像相机；

水平方向成像部件，所述水平方向成像部件包括至少一个用于拍摄透明转动盘上的紧固件在水平方向上的图像的水平成像相机，所述水平方向成像部件和所述垂直方向成像部件沿着透明转动盘的转动方向设置。

进一步为了使垂直成像相机能够很好地对紧固件在垂直方向上成像，所述垂直方向成像部件上设置有与所述垂直成像相机相对设置的垂直成像相机光源，所述垂直成像相机设置在透明转动盘的上方，所述垂直成像相机光源设置在透明转动盘的下方。

进一步为了调节垂直成像相机的位置，使其达到合理的拍摄焦距，使其能够更好地拍摄紧固件在垂直方向上的图像，所述垂直方向成像部件还包括与垂直成像相机相连并用于调整垂直成像相机的位置的三维调节机构。

进一步提供了一种三维调节机构的具体结构，以便对垂直成像相机进行三维调节，所述三维调节机构包括垂直成像基座、垂直成像横向移动架、垂直成像纵向移动架和与所述垂直成像相机相连并用于驱动所述垂直成像相机在其周向上旋转的垂直成像相机周向旋转部件，垂直成像横向移动架安装在垂直成像基座上，所述垂直成像纵向移动架安装在垂直成像横向移动架上，所述垂直成像相机周向旋转部件安装在垂直成像纵向移动架上，所述垂直成像基座和所述垂直成像横向移动架之间设置有驱动所述垂直成像横向移动架在垂直成像基座上横向移动的垂直成像横向移动驱动机构，所述垂直成像横向移动架和所述垂直成像纵向移动架之间设置有驱动所述垂直成像纵向移动架在垂直成像横向移动架上纵向移动的垂直成像纵向移动驱动机构。

进一步提供了一种垂直成像横向移动驱动机构的具体结构，所述垂直成像横向移动驱动机构包括垂直成像横向齿条和垂直成像横向齿轮，所述垂直成像横向齿条安装在所述垂直成像基座上，所述垂直成像横向齿轮可旋转地安装在垂直成像横向移动架上，所述垂直成像横向齿轮与所述垂直成像横向齿条啮合；和/或所述垂直成像纵向移动驱动机构包括垂直成像纵向齿条和垂直成像纵向齿轮，所述垂直成像纵向齿条安装在所述垂直成像横向移动架上，所述垂直成像纵向齿轮可旋转地安装在垂直成像纵向移动架上，所述垂直成像纵向齿轮与所述垂直成像纵向齿条啮合。

进一步为了使水平成像相机能够很好地对紧固件在水平方向上成像，分选机成像装置还包括水平成像相机光源，所述水平成像相机光源与所述水平成像相机相对设置。

进一步为了调节水平成像相机的位置，使其达到合理的拍摄焦距，所述水平方向成像部件还包括与至少一个水平成像相机相连并用于调整水平成像相机的位置的三维调节结构。

进一步提供了一种三维调节结构的具体结构，所述三维调节结构包括水平成像基座、水平成像横向移动架、水平成像纵向移动架和至少一个与相应的水平成像相机相连并用于驱动相应的水平成像相机在其周向上转动的水平成像相机周向旋转部件，水平成像横向移动架安装在水平成像基座上，所述水平成像纵向移动架安装在水平成像横向移动架上，所述水平成像相机周向旋转部件安装在水平成像纵向移动架上，所述水平成像基座和所述水平成像横向移动架之间设置有驱动所述水平成像横向移动架在水平成像基座上横向移动的水平成像横向移动驱动机构，所述水平成像横向移动架和所述水平成像纵向移动架之间设置有驱动所述水平成像纵向移动架在水平成像横向移动架上纵向移动的水平成像纵向移动驱动机构。

进一步，所述水平成像横向移动驱动机构包括水平成像横向齿条和水平成像横向齿轮，所述水平成像横向齿条安装在所述水平成像基座上，所述水平成像横向齿轮可旋转地安装在水平成像横向移动架上，所述水平成像横向齿轮与所述水平成像横向齿条啮合；和/或所述水平成像纵向移动驱动机构包括水平成像纵向齿条和水平成像纵向齿轮，所述水平成像纵向齿条安装在所述水平成像横向移动架上，所述水平成像纵向齿轮可旋转地安装在水平成像纵向移动架上，所述水平成像纵向齿轮与所述水平成像纵向齿条啮合。

进一步为了使透明转动盘透光性好，更利于背光的穿透，使采集的图像更加清晰，检测尺寸更为精准，所述透明转动盘由光学玻璃制成。

进一步，所述紧固件为沉头铆钉，所述垂直成像相机设置有一个，所述垂直成像相机用于从在垂直方向上的图像中得到帽缘的直径D，所述水平成像相机设置有两个，其中一个水平成像相机用于从水平方向上的图像中得到钉体长度H、钉帽的锥角α和钉帽的高度h，另外一个水平成像相机用于从水平方向上的图像中得到钉体直径。

进一步为了合理驱动垂直成像相机和水平成像相机的动作，分选机成像装置还包括上位机以及当透明转动盘上的紧固件转动至其对应的位置时用于感应紧固件的位置感应传感器，所述位置感应传感器设置在成像部件的上游，所述垂直方向成像部件对应于透明转动盘上的垂直成像工位，所述水平方向成像部件对应于透明转动盘上的水平成像工位，所述透明转动盘由电机带动转动，并且所述电机的转动轴上设置有用于通过检测转动轴的转动角度从而得到透明转动盘的转动位置的转动位置检测器件，转动位置检测器件的信号输出端和位置感应传感器的信号输出端分别与所述上位机相连，所述上位机分别与所述水平成像相机和所述垂直成像相机的控制输入端相连，所述上位机根据接收到的感应装置发出的感应信号，读取此时的转动位置检测器件传递的紧固件在透明转动盘上的初始位置信号，并根据该初始位置信号得到相应的紧固件位于相应的垂直成像工位和水平成像工位的位置信号，当该紧固件在透明转动盘上转动至垂直成像工位或水平成像工位时，所述上位机控制相应的垂直成像相机或水平成像相机动作。

采用了上述技术方案后，本实用新型通过垂直成像相机拍摄紧固件在垂直方向上的图像，从而得到紧固件在垂直投影下的有关尺寸，通过水平成像相机拍摄紧固件在水平方向上的图像，从而得到紧固件在水平投影下的有关尺寸，从而得到紧固件分选时所需要的尺寸，有利于后续的分选工作。

附图说明

图1为本实用新型的分选机成像装置和透明转动盘的装配立体图；

图2为本实用新型的垂直方向成像部件的立体图；

图3为本实用新型的水平方向成像部件的立体图；

图4为本实用新型的位置感应器的安装立体图；

图5为本实用新型的沉头铆钉的结构示意图一；

图6为本实用新型的沉头铆钉的结构示意图二；

图7为本实用新型的沉头铆钉的结构示意图三。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1～7所示，一种分选机成像装置，它用于对分选机的透明转动盘10上的紧固件20进行成像，它包括：

垂直方向成像部件，所述垂直方向成像部件包括用于拍摄透明转动盘10上的紧固件20在垂直方向上的图像的垂直成像相机1；

水平方向成像部件，所述水平方向成像部件包括至少一个用于拍摄透明转动盘10上的紧固件20在水平方向上的图像的水平成像相机2，所述水平方向成像部件和所述垂直方向成像部件沿着透明转动盘10的转动方向设置。

在本实施例中，如图5～7所示，所述紧固件20为沉头铆钉，沉头铆钉依次置于透明转动盘10上，其在透明转动盘10上，钉头朝上，钉身的底端抵在透明转动盘10，垂直方向即为透明转动盘10的轴向，水平方向即为对着沉头铆钉的侧面的方向，所述垂直成像相机1设置有一个，所述垂直成像相机1用于从在垂直方向上的图像中得到帽缘的直径D，所述水平成像相机2设置有两个，其中一个水平成像相机2用于从水平方向上的图像中得到钉体长度H、钉帽的锥角α和钉帽的高度h，另外一个水平成像相机2用于从水平方向上的图像中得到钉体直径。

为了使垂直成像相机1能够很好地对紧固件100在垂直方向上成像，如图2所示，所述垂直方向成像部件上设置有与所述垂直成像相机1相对设置的垂直成像相机光源3，所述垂直成像相机1设置在透明转动盘10的上方，所述垂直成像相机光源3设置在透明转动盘10的下方。

如图2所示，所述垂直方向成像部件还包括与垂直成像相机1相连并用于调整垂直成像相机1的位置的三维调节机构；所述三维调节机构包括垂直成像基座41、垂直成像横向移动架42、垂直成像纵向移动架43和与所述垂直成像相机1相连并用于驱动所述垂直成像相机1在其周向上旋转的垂直成像相机周向旋转部件44，垂直成像横向移动架42安装在垂直成像基座41上，所述垂直成像纵向移动架43安装在垂直成像横向移动架42上，所述垂直成像相机周向旋转部件44安装在垂直成像纵向移动架43上，所述垂直成像基座41和所述垂直成像横向移动架42之间设置有驱动所述垂直成像横向移动架42在垂直成像基座41上横向移动的垂直成像横向移动驱动机构，所述垂直成像横向移动架42和所述垂直成像纵向移动架43之间设置有驱动所述垂直成像纵向移动架43在垂直成像横向移动架42上纵向移动的垂直成像纵向移动驱动机构。

如图2所示，所述垂直成像横向移动驱动机构包括垂直成像横向齿条45和垂直成像横向齿轮，所述垂直成像横向齿条45安装在所述垂直成像基座41上，所述垂直成像横向齿轮45可旋转地安装在垂直成像横向移动架42上，所述垂直成像横向齿轮与所述垂直成像横向齿条45啮合；所述垂直成像纵向移动驱动机构包括垂直成像纵向齿条47和垂直成像纵向齿轮，所述垂直成像纵向齿条47安装在所述垂直成像横向移动架42上，所述垂直成像纵向齿轮可旋转地安装在垂直成像纵向移动架43上，所述垂直成像纵向齿轮与所述垂直成像纵向齿条47啮合；在本实施例中，垂直成像横向齿轮和垂直成像纵向齿轮可以由手动驱动其旋转，也可以由电动驱动其旋转；通过手动或电动转动垂直成像横向齿轮，就可以调节垂直成像相机1的横向位置，通过手动或电动转动垂直成像纵向齿轮，就可以调节垂直成像相机1的纵向位置；另外，垂直成像相机光源3安装在垂直成像横向移动架42上的，其也是可以沿着纵向移动的，方便和垂直成像相机1一起进行调节。

如图1、4所示，分选机成像装置还包括水平成像相机光源5，所述水平成像相机光源5与所述水平成像相机2相对设置。

如图3所示，所述水平方向成像部件还包括与至少一个水平成像相机2相连并用于调整水平成像相机2的位置的三维调节结构；所述三维调节结构包括水平成像基座61、水平成像横向移动架62、水平成像纵向移动架63和至少一个与相应的水平成像相机2相连并用于驱动相应的水平成像相机2在其周向上转动的水平成像相机周向旋转部件64，水平成像横向移动架62安装在水平成像基座61上，所述水平成像纵向移动架63安装在水平成像横向移动架62上，所述水平成像相机周向旋转部件安装在水平成像纵向移动架63上，所述水平成像基座61和所述水平成像横向移动架62之间设置有驱动所述水平成像横向移动架62在水平成像基座61上横向移动的水平成像横向移动驱动机构，所述水平成像横向移动架62和所述水平成像纵向移动架63之间设置有驱动所述水平成像纵向移动架63在水平成像横向移动架62上纵向移动的水平成像纵向移动驱动机构；所述水平成像横向移动驱动机构包括水平成像横向齿条65和水平成像横向齿轮，所述水平成像横向齿条65安装在所述水平成像基座61上，所述水平成像横向齿轮可旋转地安装在水平成像横向移动架62上，所述水平成像横向齿轮与所述水平成像横向齿条65啮合；和/或所述水平成像纵向移动驱动机构包括水平成像纵向齿条67和水平成像纵向齿轮，所述水平成像纵向齿条67安装在所述水平成像横向移动架62上，所述水平成像纵向齿轮可旋转地安装在水平成像纵向移动架63上，所述水平成像纵向齿轮与所述水平成像纵向齿条67啮合；在本实施例中，水平成像横向齿轮和水平成像纵向齿轮可以由手动驱动其旋转，也可以由电动驱动其旋转；通过手动或电动转动水平成像横向齿轮，就可以调节水平成像相机2的横向位置，通过手动或电动转动水平成像纵向齿轮，就可以调节水平成像相机2的纵向位置；当水平成像相机2为两个时，两个水平成像相机2分别通过水平成像相机周向旋转部件64安装在水平成像纵向移动架63的两侧，并在透明转动盘10的转动方向上有先后顺序。

为了使透明转动盘10透光性好，更利于背光的穿透，使采集的图像更加清晰，检测尺寸更为精准，所述透明转动盘10由光学玻璃制成，这样就克服了普通玻璃或PC类制成的透明转动盘10存在的随时间延长透光度变差的缺陷。

分选机成像装置还包括上位机以及当透明转动盘10上的紧固件20转动至其对应的位置时用于感应紧固件20的位置感应传感器7，所述位置感应传感器7设置在成像部件的上游，所述垂直方向成像部件对应于透明转动盘10上的垂直成像工位，所述水平方向成像部件对应于透明转动盘10上的水平成像工位，所述透明转动盘10由电机带动转动，并且所述电机的转动轴上设置有用于通过检测转动轴的转动角度从而得到透明转动盘10的转动位置的转动位置检测器件，转动位置检测器件的信号输出端和位置感应传感器7的信号输出端分别与所述上位机相连，所述上位机分别与所述水平成像相机2和所述垂直成像相机1的控制输入端相连，所述上位机根据接收到的感应装置4发出的感应信号，读取此时的转动位置检测器件传递的紧固件在透明转动盘10上的初始位置信号，并根据该初始位置信号得到相应的紧固件20位于相应的垂直成像工位和水平成像工位的位置信号，当该紧固件20在透明转动盘10上转动至垂直成像工位或水平成像工位时，所述上位机控制相应的垂直成像相机1或水平成像相机2动作；在本实施例中，位置感应传感器7安装在一支架71上，其在透明转动盘10的转动方向上位于垂直方向成像部件的上游，同时，为了简化结构，所述水平成像相机光源5可以安装在该支架71上，位置感应传感器7和水平成像相机光源5可以在支架71上纵向移动，以便合理调节其各自的位置，位置感应传感器7至垂直成像相机1在透明转动盘10转动方向上的相对转动位置为一固定值，位置感应传感器7至水平成像相机2在透明转动盘10转动方向上的相对转动位置为另一固定值，这样就可以得到进入垂直成像相机1或水平成像相机2采集图像的视野范围内的圆周距离，待透明转动盘10转动至相应的垂直成像相机1或水平成像相机2所在的转动位置，上位机就会控制相应的相机进行响应拍摄，位置感应传感器7到垂直成像相机或水平成像相机2之间在透明转动盘10转动方向上的距离为一个定值，进而使得紧固件20在送料装置输送到透明转动盘10上时，无需保证紧固件20的上料频率，均可实现对每个紧固件20进行精准的图像采集，每次图像采集在相机成像视野范围内的位置偏差≤0.05mm，这种采集影像的方式结构简单，对紧固件20间的相对位置和送料频率无任何要求，采用这种图像采集方式，图像采集更为精准可靠，免去了前端对送料频率的调节控制、透明转动盘10的速度控制等，大大的节省了时间和成本。

在透明转动盘10转动的过程中，先通过位置感应传感器7采集其位置信号，然后在由垂直成像相机1拍摄紧固件20在垂直方向上的图像，得到帽缘的直径D，再由一个水平成像相机2拍摄紧固件20在水平方向上的图像，得到钉体长度H、钉帽的锥角α和钉帽的高度h；再由另外一个水平成像相机2拍摄紧固件20在水平方向上的另一张图像，得到钉体直径，可以对铆钉的小径d1、d2、d3进行检测，实现分档的方式有：1、可根据三个直径段的算术平均值,为输出分档值；2.可根据三个直径段中的最大直径为输出分档值；3.可根据三个直径段中的最小直径为输出分档值。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。