一种带机器视觉的PE管件电阻自动检测用移动定位装置的制作方法

本发明涉及机械结构装置，特别是一种带机器视觉的pe管件电阻自动检测用移动定位装置。

背景技术：

聚乙烯材质管道一般采用热熔或电熔方式对接，pe电熔管件是电熔对接的主要部件，其内壁表面嵌有螺旋式分布的电阻丝，当电阻丝通电后可加热融化聚乙烯材料将对接管道与其熔接在一起。因pe电熔管件在生产中可能出现环间短路、断丝、电阻值不均匀等状况，需要对电熔管件成品逐个进行电阻值检测以控制产品质量，而由于其产品形状尺寸、规格品种的多样性，目前多以人工方式将电阻检测设备的检测表笔对接pe电熔管件上的电阻丝接线柱读取电阻数据。

为了实现多种规格pe电熔管件电阻值的自动检测，需要解决定位电熔管件电阻接线柱位置和电阻检测设备检测表笔移动测取阻值两方面的问题。工业制造领域，为实现自动化，以机器视觉识别技术确定特定空间上的坐标点，并按需驱动机构动作的场合很多，从单一功能而言也有较多可参照技术和产品，但鉴于pe电熔管件产品参数及制造工艺等的特殊性，结合检测效率及动作可靠性等要求，仍需在自动检测装置的系统设计和部件结构上进行创新。

技术实现要素：

本发明的目的：旨在解决pe电熔管件电阻自动检测问题，提出一种依靠机器视觉识别pe电熔管件电阻接线柱位置，以x-y-z三维移动实现双测头接触取值的装置，为pe电熔管件电阻值自动在线检测提供技术支持。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案：一种带机器视觉的pe管件电阻自动检测用移动定位装置，设有用于识别被测pe电熔管件上电阻接线柱位置的摄像头，所述摄像头设置在装置安装架的固定位置，可在视频图像处理软件和坐标定位软件配合下，得到特定定义平面内的电阻接线柱中心点坐标。用于驱动测量表笔与pe电熔管件两个接线柱端的对应的移动驱动机构，包括由步进或伺服电机驱动的x轴向双丝杠机构和y轴向单丝杠机构，x轴向双丝杠机构的每个丝杠配置一测量表笔组件，测量表笔组件包括用于驱动测量表笔z轴方向移动的z轴向驱动器，电机驱动y轴丝杠机构将x轴向双丝杠机构移位到pe电熔管件两个接线柱的坐标对准位；在电熔管件两个接线柱视觉连线平行于x轴的条件下，电机分别驱动x轴双丝杠机构上的两个测量表笔组件移动到pe电熔管件两个接线柱的坐标对准位。z轴向驱动器带动测量表笔在z轴方向上移动到与pe电熔管件接线柱接触。

进一步地，所述测量表笔组件包括有用于安装测量表笔的伸缩杆，所述z轴向驱动器采用气动或电磁铁驱动方式驱动伸缩杆伸缩。

进一步地，为在pe电熔管件两个接线柱视觉连线不平行于x轴或x-y二维移动有实际对准误差时也能实现可靠地接触测量，伸缩杆端部设置用于固定表笔连线的表笔接线端子，测量表笔与表笔接线端子连接，测量表笔端部设锥形测头固定弹簧，锥形测头固定弹簧端部固定锥形测头。

进一步地，所述安装架包括两根平行于x轴的横向梁和两根平行于y轴的纵向梁，所述x轴向双丝杠机构安装在x轴移动梁上，x轴移动梁两端分别通过导轨机构安装在安装架的两根纵向梁上。装配在y轴向丝杠机构上的y轴移动块与x轴移动梁固定，两个测量表笔组件分别设置在装配于x轴向双丝杠机构上的两个x轴滑块上，所述x轴滑块通过导轨机构设置在x轴移动梁上。

进一步地，为了避免连接测头与万用表的导线被卡入导轨机构内，造成装置卡死、检测线路漏电、导线断线等故障。x轴移动梁两端分别设置一个表笔连线支撑轮，表笔连线支撑轮圆周面绝缘，两条表笔连线的第一端分别连接两个测量表笔，第二端分别绕过两个表笔连线支撑轮，表笔连线绕过表笔连线支撑轮的部分去绝缘套，两条表笔连线的第二端分别连接一绝缘连接件，两个绝缘连接件通过弹簧连接。安装架的两根纵向梁上分别设置一导电滑轨，两个导电滑轨分别通过导线连接万用表的两个测量接线端，每个表笔连线支撑轮外侧设置一弹性导电触片，弹性导电触片中部相对于x轴移动梁固定设置，弹性导电触片与x轴移动梁绝缘，弹性导电触片第一触端压靠在绕过表笔连线支撑轮的表笔连线上，第二触端弹性压靠在导电滑轨上。在表笔组件x轴向移动时，连接两个绝缘连接件的弹簧保持表笔边绷紧，避免表笔连线松落进而可能地被卡入导轨滑块中造成故障。

本发明的特点：(1)x轴向配置了电机驱动的双丝杠，两个双丝杆的滑块上分别装有z轴向气动或电动驱动器；y轴向配置了电机驱动单丝杠，丝杠的滑块可带动x轴向双丝杠在y方向同时移动。(2)两z轴向驱动器伸缩杆上带有可固定测量表笔连线的锥形测头。(3)在装置安装架的固定位置配备摄像头，经图像处理得到的两个x、y二维移动坐标，驱动一个y轴向和两个x轴向电机，移动丝杠上的三个滑块到达给定坐标位。(4)上述特征的组合，是为了完成在pe电熔管件上接线柱位置被摄像头抓取和识别后按坐标移动电阻测量表笔测取电阻值，当pe电熔管件两个接线柱视觉连线与x轴平行度偏离较大时，可以再增加一个整个装置的旋转维度，从而实现平行度的微调整。

本发明的有益效果：借助摄像头和图像处理软件实现的机器视觉功能，实现电阻测量表笔按坐标移动到位，并可实现电阻值的自动测量。结构上考虑了实用中可靠性、兼容性等问题，为生产自动化改造提供有益的支持，也可为同类设计提供借鉴。

附图说明

图1是本发明装置的整体结构示意图。

图2是本发明装置x轴丝杠机构部分局部放大图。

图3是本发明装置中测量表笔组件结构示意图。

图4是测量表笔组件一端放大图。

图5是测量表笔中锥形测头形状及安装结构示意图。

图中，1—x轴驱动电机(两个)，2—x轴丝杠（两根），3—x轴滑块（两个），4—x轴向滑动导轨（一条两段）；5—y轴驱动电机，6—y轴丝杠，7—y轴移动块，8—y轴向滑动导轨（两条），9—y轴丝杠固定块（两块）；10—摄像头，11—摄像头安装杆；12—装置安装架，13—伸缩杆，14—表笔接线端子，15—锥形测头固定弹簧，16—锥形测头。

具体实施方式

如图1-5所示，装置主体为方形框架结构，方形的装置安装架12包括与y轴平行的两纵向梁和与x轴平行的两横向梁，两条y轴向滑动导轨8分别固定在两根纵向梁上。两根横向梁上分别设置一y轴丝杠固定块9，y轴丝杠6一端通过轴承装配在一y轴丝杠固定块9上，另一端连接y轴驱动电机5，y轴驱动电机5安装在另一y轴丝杠固定块9上。一条沿x轴向设置的x轴移动梁，其两端分别通过滑动块装配在两条y轴向滑动导轨8上。两段x轴向滑动导轨同轴固定在x轴移动梁上，两个x轴滑块分别可滑动装配在两段x轴向滑动导轨上，两个x轴滑块上分别安装一套测量表笔组件。一y轴移动块7固定在x轴移动梁中间位置，y轴移动块7装配在y轴丝杠上。两根x轴丝杠2内端分别通过轴承装配在y轴移动7上，外端分别连接一x轴驱动电机1。两个x轴驱动电机1分别固定在x轴移动梁两端。两个，摄像头10安装在摄像头安装杆11上，摄像头安装杆两端连接在两根横向梁上。如摄像头安装杆与横向梁之间采用可滑动连接结构，则在x轴向上平移摄像头安装杆11，可调节摄像头的位置。

测量表笔组件包括伸缩杆13，伸缩杆在z轴向驱动器（位置伸缩杆内部，图中未示出）驱动下伸缩。伸缩杆端部设置用于固定表笔连线的表笔接线端子14，测量表笔与表笔接线端子连接，测量表笔端部设锥形测头固定弹簧15，锥形测头固定弹簧端部固定锥形测头16。

本装置工作时，同时定位两个点，选定工件上的几何特征作定位对象特征，所述摄像头9获取该定位对象特征的图像信息并传送到单片机，单片机对图像进行图像处理，识别工件上的定位对象特征，并根据对象的几何特征及象素的比例关系计算对象的形状尺寸及位置坐标，再将坐标反映给x轴驱动电机1和y轴驱动电机5，通过x轴驱动电机1和y轴驱动电机5联动驱动丝杠2、6实现测量表笔在xy二维平面内移动进行定位，通过拔插驱动装置7实现pe管件电阻拔插，由导线连接的万用表反映自动检测信号。

x轴移动梁两端分别设置一个表笔连线支撑轮，表笔连线支撑轮圆周面绝缘，两条表笔连线的第一端分别连接两个测量表笔，第二端分别绕过两个表笔连线支撑轮，表笔连线绕过表笔连线支撑轮的部分去绝缘套，两条表笔连线的第二端分别连接一绝缘连接件，两个绝缘连接件通过弹簧连接。安装架的两根纵向梁上分别设置一导电滑轨，两个导电滑轨分别通过导线连接万用表的两个测量接线端，每个表笔连线支撑轮外侧设置一弹性导电触片，弹性导电触片中部相对于x轴移动梁固定设置，弹性导电触片与x轴移动梁绝缘，弹性导电触片第一触端压靠在绕过表笔连线支撑轮的表笔连线上，第二触端弹性压靠在导电滑轨上。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种带机器视觉的pe管件电阻自动检测移动定位装置且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰而适用于其他标准系列的皆应落入本发明的专利保护范围。