一种产品质量视觉检测教学系统的制作方法

1.本实用新型属于培训教学设备技术领域，特别涉及一种产品质量视觉检测教学系统。


背景技术：

2.视觉检测技术是精密测试技术领域内最具有发展潜力的新技术，它综合运用了电子学、光电探测、图像处理和计算机技术，将机器视觉引入到工业检测中，实现对产品三维尺寸或位置的快速测量，具有非接触、速度快、柔性好等突出优点，在现代制造业中有着重要的应用前景。
3.视觉检测出来的数据需要进行一个采集过程，采集视觉相机的产品检测数据是对产品的质量数据分析的很重要的一种环节，只有把数据集中采集回来进行分析才能把产品的质量数据分析出来。传统的视觉数据采集系统较为复杂，系统较为庞大，成本较高，显然不利于教学领域的实验教学的开展，也不利于学生的入门学习。
4.作为高等院校，在培养高技能人才的同时，也应时刻与时代需求相同步。高校在视觉检测技术方面具有非常丰富理论基础，然而理论的结果的验证也需要实际系统的技术验证，因此，在培养高技能，高技术人才的实际需求方面，既能满足实际需要，系统简单，又不造成资源浪费的产品质量视觉检测数据采集实验教学系统装置是一种良好的，非常切合实际需求的教学系统装置。目前，市面上并没有针对高校学生学习了解产品质量视觉检测数据采集实验教学系统装置。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种产品质量视觉检测教学系统，从而克服的现有技术缺乏有效的视觉检测教学系统的缺陷。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种产品质量视觉检测教学系统，包括：
7.教学平台，所述教学平台上可放置待检测工件；
8.视觉模块，所述视觉模块设置在所述教学平台上，用于对所述教学平台上的待检测工件进行视觉拍照数据采集；以及
9.控制与处理模块，所述控制与处理模块设置在所述教学平台上，与所述视觉模块数据通讯，用于获取所述视觉模块采集的产品数据，并将所述产品数据与预设的标准样本数据进行比较，判断被检测产品质量是否合格，得到检测结果。
10.优选的，上述技术方案中，所述视觉模块包括：
11.视觉相机，所述视觉相机用于对所述教学平台上的待检测工件进行拍照采集产品数据；
12.相机控制器，所述相机控制器用于控制所述视觉相机的工作，并将所述视觉相机采集的产品数据发送至所述控制与处理模块。
13.优选的，上述技术方案中，还包括：
14.支架，所述支架上可移动和/或可转动设置所述视觉相机。
15.优选的，上述技术方案中，所述支架上设有刻度，用于测量所述视觉相机与所述教学平台上待测工件的距离。
16.优选的，上述技术方案中，所述视觉相机的镜头方向与所述教学平台的工件放置平面垂直。
17.优选的，上述技术方案中，还包括：
18.补光光源，所述补光光源设置在所述教学平台上，用于照射所述教学平台上的待检测工件。
19.优选的，上述技术方案中，所述补光光源为条状补光灯，其围绕所述教学平台上的工件放置工位设置。
20.优选的，上述技术方案中，所述控制与处理模块包括：
21.计算机装置，所述计算机装置用于与所述视觉模块通讯，接收所述视觉模块发送的产品数据，并对所述产品数据进行分析，得到检测结果；
22.显示装置，所述显示装置用于将所述计算机装置接收的产品数据以及所述检测结果进行展示。
23.与现有的技术相比，本实用新型实施例中提供的产品质量视觉检测教学系统具有如下有益效果：
24.本实用新型实施例中，产品质量视觉检测教学系统通过设置视觉检测模块以及控制与处理模块对产品质量检测进行模拟，系统整体框架简单，将市面上复杂的检测系统简化，让学生更加清晰的理解视觉检测的原理，更加深入的了解到视觉检测数据采集的技术，不仅能提高学生的学习积极性，同时也能让学生在有限的时间内学到更多的视觉检测以及视觉检测数据采集的知识，并且能够让学生实际操作，更加有效的促进理论与实际的相结合。
附图说明
25.图1为本实用新型实施例中提供的产品质量视觉检测教学系统的结构示意图。
26.主要附图标记说明：
27.1、教学平台；2、视觉模块；21、视觉相机；22、相机控制器；3、控制与处理模块；31、计算机装置；32、显示装置；4、支架；5、补光光源。
具体实施方式
28.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
29.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。
30.实施例1
31.如图1所示，为本实用新型实施例中提供的一种产品质量视觉检测教学系统的结构示意图，具体地，在本实用新型实施例中，产品质量视觉检测教学系统包括：
32.教学平台1，教学平台1上可放置待检测工件；
33.视觉模块2，视觉模块2设置在教学平台1上，用于对教学平台1上的待检测工件进行视觉拍照数据采集；以及
34.控制与处理模块3，控制与处理模块3设置在教学平台1上，与视觉模块2数据通讯，用于获取视觉模块2采集的产品数据，并将产品数据与预设的标准样本数据进行比较，判断被检测产品质量是否合格，得到检测结果。
35.在本实用新型实施例中，教学平台1的形状结构可以根据实际需要进行简单设计，比如设置安装其他零部件的安装座、安装槽等，在本实用新型实施例中主要以台式结构教学平台进行示意和说明，在此不对其他的常用情形进行示意和解释。同时，本实用新型实施例中以台式结构作为教学平台，整体结构紧凑，能够很好地适应教学。
36.在本实用新型实施例中，视觉模块2包括：
37.视觉相机21，视觉相机21用于对教学平台1上的待检测工件进行拍照采集产品数据；
38.相机控制器22，相机控制器22用于控制视觉相机21的工作，并将视觉相机21采集的产品数据发送至控制与处理模块3。
39.具体的，在本实用新型实施例中，视觉相机21可以采用市场上的常用视觉相机，其中，比如可以选择华睿科技13mg-e/13cg-e视觉检测相机，当然其他常用的视觉相机也可以根据实际情况选用，在此仅作为优选实施例的举例说明。
40.同理的，相机控制器22可以选用与视觉相机21相匹配的类型，比如基于前述描述的视觉相机的类型，相机控制器可以选用与华睿科技13mg-e/13cg-e视觉检测相机的匹配的控制器，用于控制相机的信号触发以及数据通信。
41.在本实用新型实施例中，还包括：
42.支架4，支架4上可移动和/或可转动设置视觉相机21。
43.具体的，支架4可以是通过铝型材拼接安装而成，在本实用新型实施例中，仅以单根铝型材设计成支架的示意，在本实用新型的其他实施例中，还可以根据实际情况进行简单设计，比如设计三坐标滑动导轨支架，便于更大范围的移动视觉相机21，在此不进一步的展开描述。
44.另外，对于视觉相机21的移动安装可以是在支架的铝型材上设置滑轨，通过滑轨滑块进行配合，滑轨滑块配合实现移动是本领域的常用手段，在此不进一步的详细展开；转动安装可以是通过转轴转孔进行设置，本领域技术人员可以根据实际选择的视觉相机的类型以及其结构进行简单的变形设计，在此不进一步展开描述。同时，移动或者转动的具体实现方式既可以是手动，也可以是通过电机驱动，在此不进一步展开描述。
45.在本实用新型实施例中，支架4上设有刻度，用于测量视觉相机21与教学平台1上待测工件的距离。
46.具体地，每次进行测试之前，根据不同的待测试零部件，可以通过移动视觉相机21寻找最佳的拍照点，进而提高检测的精度和效率，同时也能够培训学生们的分析和校准能力，帮助他们能够快速的根据不同的工件调整视觉相机的位置。
47.在本实用新型实施例中，视觉相机21的镜头方向与教学平台1的工件放置平面垂直。在此情形中，主要是为了检测工件的表面形状或者结构是否质量达标，在其他情形中，本领域技术人员可以根据实际需要调整视觉相机的拍摄角度，在此不进一步的展开描述。
48.在本实用新型实施例中，还包括：
49.补光光源5，补光光源5设置在教学平台1上，用于照射教学平台1上的待检测工件。
50.其中，补充光源5的设置主要是给待检测工件进行补光，提高视觉相机21拍照的效果，本领域技术人员可以根据需要简单的设置补充电源5的位置以及形式，可以是设置成可调节亮度、照射方向等的灯源，具体实施时可以参考本领域对于灯光安装设置的常用方式实现，如图1中仅是将其设置安装至支架上，但在其他实施例中可以进行相应的调整，在此不进一步的展开描述。
51.具体地，本实用新型的一个实施例中以补光光源5为条状补光灯为例进行说明，其围绕教学平台1上的工件放置工位设置，围绕工件放置工位设置的方式有助于全方位的给待检测工件打光，提高补光效果。
52.在本实用新型实施例中，控制与处理模块3包括：
53.计算机装置31，计算机装置31用于与视觉模块2通讯，接收视觉模块2发送的产品数据，并对产品数据进行分析，得到检测结果；
54.显示装置32，显示装置32用于将计算机装置31接收的产品数据以及检测结果进行展示。具体的，显示装置32可以是计算机显示屏，在此不进一步展开。
55.具体地，计算机装置31具体可以是计算机主机等常用的计算机设备，可以在其上面安装wincc软件对产品数据进行处理和分析等，所述的wincc软件为西门子的wincc上位机编程软件，用于编写视觉检测数据采集的代码，及采集视觉检测数据，并以报表的样式来显示视觉检测的产品数据。当然，还可以采用其他类型的数据分析处理软件对产品数据进行分析，在此仅作为优选实施例的说明。
56.在本实用新型实施例中，视觉相机21与其匹配的相机控制器22主要通过网线连接，可以通过计算机装置31中的西门子wincc软件编好的控制程序控制视觉相机21进行拍照，也可以通过相机控制器22控制视觉相机21进行拍照，然后将图像上传到计算机装置31，在显示装置32上显示，也可以将视觉相机检测后的数据以文档存储下来上传到计算机装置31中的西门子wincc软件做好的程序组态界面上。产品质量视觉检测教学系统在使用的时候，每当一个产品经过视觉相机21检测位置之后，视觉相机21会对产品进行自动识别拍照，相机控制器收到产品数据之后，以文档形式存储到本地磁盘指定路径下，文档格式以日期命名，(例如20200518.csv)。此时西门子wincc软件程序编程好的系统与相机控制器22通过交换机接入同个局域网，将相机控制器22的文件路径共享，方便计算机装置31中的西门子wincc系统可以读取该检测文档，并实时进行数据解析与分析，计算机装置31中的西门子wincc软件程序编程好的系统通过局域网读取到共享文档之后，对其上传的产品数据进行解析，之后将产品数据以图形和数字可视化的形式或图表形式（例如柱形图、饼状图）在显示装置32中展示出来。
57.与现有的技术相比，本实用新型实施例中提供的产品质量视觉检测教学系统具有如下有益效果：
58.本实用新型实施例中，产品质量视觉检测教学系统通过设置视觉检测模块以及控制与处理模块对产品质量检测进行模拟，系统整体框架简单，将市面上复杂的检测系统简化，让学生更加清晰的理解视觉检测的原理，更加深入的了解到视觉检测数据采集的技术，不仅能提高学生的学习积极性，同时也能让学生在有限的时间内学到更多的视觉检测以及
视觉检测数据采集的知识，并且能够让学生实际操作，更加有效的促进理论与实际的相结合。
59.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。