视觉模块及加工设备的制作方法

1.本技术属于视觉定位技术领域，更具体地说，是涉及一种视觉模块及加工设备。


背景技术：

2.激光加工是利用激光束投射到材料表面产生的热效应来完成加工过程，激光加工的种类包括激光切割、激光焊接、激光打标、激光清洁、激光钻孔等。激光加工的工作原理为：激光作用于材料表面或内部，产生大量的热，可使激光作用位置处的材料达到气化或熔融状态，从而达到预期加工效果。激光加工优异的特性，使其应用越来越广泛，而随着自动化节奏的加快，各应用场景中对激光加工精度和加工效率的要求不断提高。
3.为了满足激光加工的精细化要求，目前一般采用高精度机械定位结合工业视觉相机定位来提高激光加工设备的定位及加工精度，并且可通过将视觉相机与激光光路同轴设置，以提高加工的精度同时避免产品在视觉系统与激光加工系统之间来回移动降低加工的效率，。但是上述方法仍然存在一些问题，例如，在使用过程中，视觉相机的视觉范围过大造成视觉相机的可接收光的范围有限，会造成视野范围内缺光而出现阴影部位，并且还会造成降低视觉相机的识别精度较低。
4.申请内容
5.本技术在于提供视觉模块及加工设备，以解决上述背景技术所提到的的技术问题。
6.本技术采用的技术方案是一种视觉模块，包括：视觉组件和调节组件，所述调节组件包括进光侧和出光侧，所述视觉组件设置于所述出光侧，所述调节组件包括同轴设置的底座、第一调节件、聚焦镜片及光栅，所述聚焦镜片和所述光栅沿从所述进光侧到所述出光侧的方向依次排布：其中，所述底座的靠近出光侧的一侧与所述视觉组件可拆卸连接；以及所述聚焦镜片通过所述第一调节件活动设置于所述底座靠近进光侧的一侧，所述底座和聚焦镜片之间能够在第一调节件的作用下沿第一方向相对运动，进而调节所述视觉组件的焦距。
7.上述视觉模块通过在视觉组件上连接调节组件，其中，调节组件包括底座、聚焦镜片和光栅，聚焦镜片通过第一调节件活动设置于底座内，底座和聚焦镜片能够在第一调节件的作用下沿第一方向相对运动，进而调节视觉模块的焦距，通过拉长视觉模块的焦距，以缩小视觉组件的视野范围，提高成像的精度。此外，由于光栅自身的结构特点，还可通过调节光栅的进光量，进而提高视觉组件成像的清晰度。
8.进一步地，还包括安装座，所述聚焦镜片和光栅分别设置于所述安装座上，并通过所述安装座与所述第一调节件连接。
9.进一步地，还包括第一压紧件和第二压紧件，所述聚焦镜片通过所述第一压紧件设置于所述安装座上，所述光栅通过所述第二压紧件设置于所述安装座上。
10.进一步地，还包括第二调节件，所述第二调节件分别与所述第一调节件和底座活动连接，以使所述第一调节件能够相对于所述第二调节件沿第一方向运动，以使所述底座
能够相对于所述第二调节件沿圆周方向运动。
11.进一步地，所述第一调节件套设于所述第二调节件上，并通过螺纹结构与所述第二调节件活动连接。
12.进一步地，所述第二调节件的外壁上沿着周向方向设置有导向槽，所述底座上活动设置有若干个定位导向件，并且每一所述定位导向件的一端抵接于所述导向槽上，其中，所述底座可沿着所述导向槽的方向相对于第二调节件转动。
13.进一步地，所述定位导向件包括活动部和抵接部，所述定位导向件通过所述活动部与所述底座活动连接，并通过调节所述定位导向件以使所述抵接部抵紧或松开所述导向槽的侧壁。
14.进一步地，所述第二调节件的外壁上沿着周向方向设置有若干条导油槽，每一所述导油槽内注入有润滑物质，以使所述底座与所述第二调节件之间的转动更顺滑。
15.进一步地，在所述第二调节件上靠近所述聚焦镜片的端部设置有密封槽，所述密封槽上设置有密封圈，以防止所述润滑物质溢出。
16.一种加工设备，包括以上所述的视觉模块、反射组件以及激光光路组件，所述视觉模块通过所述反射组件设置于所述激光光路组件上，以使待加工工件表面所反射的光线能够经过所述激光光路组件和反射组件进入到所述视觉模块内。
17.上述加工设备，将视觉模块通过反射组件设置于激光光路组件上，实现视觉模块与激光光路组件同轴设置，能够很好地满足市场高精度大范围打标、读码等要求。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本技术实施例提供的视觉模块的结构示意图；
20.图2为图1所示视觉模块中调节组件的爆炸示意图；
21.图3为图1所示视觉模块中底座的结构示意图；
22.图4为图1所示视觉模块中安装座的结构示意图；
23.图5为图1所示视觉模块中第一调节件的结构示意图；
24.图6为图1所示视觉模块中第二调节件的结构示意图；
25.图7为图1所示视觉模块中定位导向件的结构示意图。
26.附图标记：
27.100、视觉组件；
28.200、调节组件；210、底座；211、连接结构；212、调节窗口；220、聚焦镜片；230、光栅；240、第一调节件；241、调节部；242、连接部；243、第一安装孔；244、环形槽；250、安装座；251、容置槽；252、第一调节槽；253、第二安装孔；260、第一压紧件；270、第二压紧件；280、第二调节件；281、固定孔；282、第二调节槽；283、导向槽；284、导油槽；285、密封槽；290、定位导向件；291、活动部；292、抵接部；
29.300、反射组件。
具体实施例
30.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。
31.需要说明的是，当元结构被称为“固定于”或“设置于”另一个元结构，它可以直接在另一个元结构上或者间接在该另一个元结构上。当一个元结构被称为是“连接于”另一个元结构，它可以是直接连接到另一个元结构或间接连接至该另一个元结构上。
32.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在一些申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.本技术提供一种视觉模块，该视觉模块可应用于加工设备上，并可与加工设备中的光路同轴设置，以实现同轴定位的大范围打标、定位和读码等操作。示例性地，在激光加工设备中，通过将该视觉模块设置于激光加工设备的激光光路上，视觉模块的光路和激光光路同轴设置，经待加工工件表面反射的光线可通过激光光路进入而到视觉模块内成像。应理解，上述激光加工设备仅为示意性说明，不应对本技术构成限定，例如，加工设备还可以是其它具有光路的设备等。
35.参阅图1，视觉模块包括视觉组件100和调节组件200。其中，调节组件200包括进光侧和出光侧，视觉组件100设置于调节组件200的出光侧，光线经调节组件200的进光侧进入，经调节组件200调节后从调节组件200的出光侧射出，并最终进入视觉组件100内成像。
36.其中，调节组件200可用于调节光线的进光量，以提高视觉组件100的成像清晰度；此外，调节组件200还可用于调节视觉组件100的焦距，以缩小视觉组件100的视野范围进而提高视觉模块的识别精度。
37.具体地，参阅图2，调节组件200包括同轴依次设置的底座210、聚焦镜片220和光栅230，光线能够经过光栅230和聚焦镜片220传递至视觉组件100内成像。
38.其中，底座210的出光侧与视觉组件100可拆卸连接，聚焦镜片220通过第一调节件240活动设置于底座210的进光侧，底座210和聚焦镜片220能够在第一调节件240的作用下沿第一方向相对运动，进而使聚焦镜片220与视觉组件100之间的距离产生改变，以实现对视觉组件100焦距的调节。在本技术中，第一方向为光线的入射方向。
39.示例性地，底座210可以是中空筒状结构，聚焦镜片220通过第一调节件240活动套设于底座210的中空结构内，并能够沿第一方向与底座210相对移动。在该结构中光线经聚焦镜片220后通过该中空结构最终进入视觉组件100内。
40.此外，需要说明的是，光栅230可采用标准件，光栅230自身带有调节光栅230进光量的推杆，通过调节该推杆，即可实现对光栅230进光量的调节，具体结构在此不作过多描述。
41.上述视觉模块中，通过在视觉组件100上连接调节组件200，其中，调节组件200包括底座210、聚焦镜片220和光栅230，聚焦镜片220通过第一调节件240活动设置于底座210内，底座210和聚焦镜片220能够在第一调节件240的作用下沿第一方向相对运动，进而调节视觉模块的焦距，通过拉长视觉模块的焦距，以缩小视觉组件100的视野范围，提高成像的精度；此外，还可通过调节光栅230的进光量，进而提高视觉组件100成像的清晰度。
42.进一步地，参阅图3，底座210位于出光侧的一端还可设置有连接结构211，底座210通过该连接结构211与视觉组件100可拆卸连接，其中，该视觉组件100可以是工业相机。
43.示例性地，在一些实施例中，连接结构211可以是螺纹结构，底座210上位于出光侧的一端可设置有连接凸起，在该连接凸起上可设置螺纹结构，底座210可通过该螺纹结构与视觉组件100可拆卸连接，以便于视觉组件100和调节组件200的安装和更换。在其他实施例中，连接结构211还可以是卡扣结构，底座210通过该卡扣结构与视觉组件100可拆卸连接。
44.进一步地，参阅图2，视觉模块还包括安装座250，聚焦镜片220和光栅230分别设置在安装座250上，并通过安装座250与第一调节件240连接。
45.示例性地，安装座250位中空筒状结构，聚焦镜片220和光栅230分别沿第一方向安装在安装座250内，并与安装座250同轴设置。
46.可选地，视觉模块还包括第一压紧件260和第二压紧件270，聚焦镜片220通过第一压紧件260安装于安装座250上，光栅230通过第二压紧件270安装于安装座250上。示例性地，第一压紧件260和第二压紧件270可以是压环，聚焦镜片220和光栅230通过压环设置于安装上，通过螺钉或销钉等方式将压环与安装座250固定连接。
47.可选地，参阅图2和图4，安装座250上靠近第一调节件240的一端还可设置有容置槽251，聚焦镜片220设置于该容置槽251内，并通过第一压紧件260压紧，以提高聚焦镜片220的安装精度，同时防止聚焦镜片220被外界杂质所污染。
48.进一步地，安装座250可通过容置槽251套设在第一调节件240上，以保证第一调节件240与安装座250的同轴性。
49.可选地，安装座250上远离第一调节件240的一端还可设置有第一调节槽252，光栅230设于安装座250上，并使光栅230上的推杆位于该第一调节槽252上，以便于调节光栅230的进光量，防止推杆在调节过程中与安装座250产生干涉。
50.参阅图2，视觉模块还包括第二调节件280，第一调节件240活动套设于第二调节件280上，并通过第二调节件280与底座210连接，其中，第一调节件240与第二调节件280可以在第一方向发生相对移动，进而实现视觉组件100与聚焦镜片220之间的相对移动。
51.示例性地，参阅图2和图5，在一些实施例中，第一调节件240和第二调节件280为中空筒状结构，第一调节件240与第二调节件280之间通过螺纹连接，例如，在第一调节件240的外壁上设置有外螺纹，在第二调节件280的内壁上设置有内螺纹，第一调节件240套设于第二调节件280上，并通过外螺纹和内螺纹配合连接。需要说明的是，在本技术中，以上述第一调节件240和第二调节件280的连接方式为例，但不限于上述连接方式，例如，第一调节件240与第二调节件280之间的螺纹连接还可通过在第一调节件240的外壁上设置有内螺纹，在第二调节件280的内壁上设置有外螺纹，第二调节件280套设于第一调节件240上，并通过外螺纹和内螺纹配合连接。
52.具体地，当需要对视觉模块的焦距进行调节时，通过转动第二调节件280，以使第
二调节件280相对于第一调节件240沿第一方向移动，进而带动视觉组件100沿第一方向移动，改变视觉组件100与聚焦镜片220之间的距离，实现对视觉模块焦距的调节。
53.在其他实施例中，第一调节件240和第二调节件280还可通过导轨等滑动装置连接，以实现第一调节件240和第二调节件280上第一方向上的相对运动。
54.可选地，参阅图3，为了便于对第二调节件280进行调节，在底座210上还可设置有若干个调节窗口212，工作人员可通过该调节窗口212对第二调节件280进行转动调节。
55.可选地，参阅图6，在第二调节件280上还可设置有若干个固定孔281，在每一固定孔281内可设置有调节螺钉(图中未标示)，该调节螺钉用于抵紧或松开第一调节件240的外壁。
56.具体地，当需要对视觉模块的焦距进行调节时，可通过调节窗口212对调节螺钉进行调节，使调节螺钉松开第一调节件240的外壁，并通过转动第二调节件280，使第二调节件280与第一调节件240之间发生相对运动进而实现对焦距的调节；当焦距调节完成后，可通过对调节螺钉进行调节，使调节螺钉抵紧第一调节件240的外壁，以实现第一调节件240与第二调节件280之间的固定。
57.可选地，在第二调节件280上还可设置有若干个第二调节槽282，该第二调节槽282以便于对第二调节件280进行转动(例如，当通过手部对第二调节件280进行转动时，第二调节槽282可以增加第二调节件280与手部之间的摩擦力)。
58.进一步地，参阅图5，第一调节件240还包括相互连接的调节部241和连接部242。调节部241的外壁上设置有外螺纹，第一调节件240可通过调节部241套设于第二调节件280上，并通过调节部241的外螺纹与第二调节件280上的内螺纹连接，实现第一调节件240与第二调节件280的活动连接；连接部242上设置有第一安装孔243，安装座250上设置有与第一安装孔243相配合的第二安装孔253，第一调节件240通过连接部242设置于安装座250的容置槽251内并与容置槽251壁紧密连接，并通过螺钉或销钉等将第一安装孔243和第二安装孔253进行固定，实现第一调节件240与安装座250之间的固定连接，并且能够保证第一调节件240与安装座250之间同轴设置。
59.可选地，在连接部242的外壁上还可设置有环形槽244，在环形槽244上还可设置有密封圈，当连接部242装入容置槽251后，密封圈起到密封的作用，防止外部杂质从连接部242与容置槽251壁之间间隙进入到聚焦镜片220上，污染聚焦镜片220。
60.上述结构中，通过将聚焦镜片220和光栅230设置于安装座250上，并通过安装座250与第一调节件240固定连接，第一调节件240活动套设于第二调节件280上，第二调节件280与底座210连接，通过转动第一调节件240或转动第二调节件280实现第一调节件240和第二调节件280之间的相对运动，进而改变聚焦镜片220与视觉组件100之间的距离，实现调节组件200对视觉模块焦距的调节。
61.参阅图2和图6，第二调节件280套设于底座210内，并且底座210可相对于第二调节件280沿圆周方向运动，进而带动视觉组件100沿圆周方向运动，实现对视觉方向的调节。
62.进一步地，在第二调节件280的外壁上沿圆周方向还可设置有导向槽283，在底座210上还可活动设置有若干个定位导向件290，并且每一定位导向件290的一端抵接于导向槽283上，其中，定位导向件290对底座210与第二调节件280之间起连接和导向作用，以使底座210能够相对于第二调节件280沿圆周方向转动，进而调节视觉组件100的视觉方向。
63.具体地，当需要调节视觉组件100的视觉方向时(例如，当该视觉模块设置于激光光路组件上时，调节视觉方向以使视觉方向与激光加工方向重合)，通过调节定位导向件290以使定位导向件290的一端松开导向槽283的侧壁但不脱离导向槽283，并通过底座210带动视觉组件100转动，而底座210在定位导向件290与导向槽283的导向作用下沿着导向槽283的圆周方向转动，实现对视觉方向调节。
64.优选地，定位导向件290沿与第一方向垂直的方向穿设在底座210上，并且抵接于导向槽283上，以防止底座210在相对于第二调节件280转动时，定位导向件290与导向槽283的侧壁产生干涉。
65.示例性地，参阅图7，定位导向件290还可包括相互连接的活动部291和抵接部292，定位导向件290通过活动部291与底座210活动连接，定位导向件290通过抵接部292与导向槽283抵接。具体地，当活动部291相对于底座210移动，活动部291能够带动抵接部292抵紧或松开导向槽283的侧壁。
66.其中，在本技术中，活动部291和抵接部292可以是一体成型设置。
67.此外，在一些实施例中，活动部291可以为螺纹结构，定位导向件290可通过该螺纹结构与底座210螺纹连接，以便于对于定位导向件290进行调节，其中，螺纹结构的长度可与抵接部292的长度相匹配，以防止抵接部292脱离导向槽283，造成底座210和第二调节件280之间脱落。在其他实施例中，活动部291还可以是肘夹结构，定位导向件290可通过肘夹结构设置于底座210上，并通过肘夹结构与抵接部292连接，以控制抵接部292抵紧或松开导向槽283。
68.可选地，参阅图6，在第二调节件280的外壁上沿着周向方向还可设置有若干条导油槽284，每一导油槽284内注入有润滑物质，当底座210和第二调节件280相对转动时，该结构可以使底座210和第二调节件280之间转动更加顺滑，以便于对视觉方向的调节。其中，在一些实施例中，润滑物质可以是润滑油。在其他实施例中，润滑物质还可以是润滑脂或润滑剂等。
69.可选地，在第二调节件280的外壁还可设置有密封槽285，其中，密封槽285位于第二调节件280靠近聚焦镜片220的端部上，密封槽285上设置有密封圈，当第二调节件280套设在底座210的内部时，密封圈可将设置有导油槽284的一侧与安装座250隔开，以防止润滑物质溢出进入到安装座250内污染聚焦镜片220和光栅230。
70.上述结构中，通过将第二调节件280套设于底座210内，并使第二调节件280与底座210之间可以沿圆周方向相对运动，以实现对视觉组件100中视觉方向的调节。此外，在第二调节件280的外壁上沿圆周方向还设置有导向槽283，在底座210上还活动设置有若干个定位导向件290，所以在视觉方向的调节过程中，底座210能够在导向槽283和定位导向件290的作用下始终沿着导向槽283的圆周方向转动，而不会在第一方向上产生位移影响焦距的变化。
71.可以看出，视觉模块通过旋转第二调节件280相对于第一调节件240转动，使第二调节件280带动底座210和视觉组件100沿第一方向移动，即可实现对视觉模块的焦距的调节；视觉模块通过旋转底座210相对于第二调节件280转动，使底座210带动视觉组件100沿圆周方向转动，即可实现对视觉模块的视觉方向的调节，调节方式简单、便捷，能够满足多种加工要求。
72.示例性地，在一些实施例的加工设备包括反射组件300、激光光路组件以及上述的视觉模块，视觉模块通过反射组件300设置于激光光路组件上，以使待加工工件的反射光线能够依次经过激光光路组件和反射组件进入到视觉模块内，并在视觉模块内成像。
73.上述加工设备，将视觉模块通过反射组件300设置于激光光路组件上，实现视觉模块与激光光路组件同轴设置，能够很好地满足市场高精度大范围打标、读码等要求。
74.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在一些申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在一些申请的保护范围之内。