一种有效提高图像清晰度的视觉检测装置的制作方法

文档序号:14749520发布日期:2018-06-22 10:51阅读:234来源:国知局

本发明涉及视觉检测技术领域,具体为一种有效提高图像清晰度的视觉检测装置。



背景技术:

视觉检测就是用机器代替人眼来做测量和判断。视觉检测是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分 CMOS 和CCD 两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作。是用于生产、装配或包装的有价值的机制。它在检测缺陷和防止缺陷产品被配送到消费者的功能方面具有不可估量的价值。

但是,现有的视觉检测装置在进行图像采集时,存在着采集的图像清晰度不佳,致使检测效率低与检测结果可靠性差的技术问题。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种有效提高图像清晰度的视觉检测装置,具备提高图像清晰度、高效检测出缺陷产品、提高检测效率与效果等优点,解决了现有的视觉检测装置,在进行图像采集时,采集的图像清晰度不佳,致使检测效率低与检测结果可靠性差的问题。

(二)技术方案

为实现上述提高图像清晰度的目的,本发明提供如下技术方案:

一种有效提高图像清晰度的视觉检测装置,包括工作平台,所述工作平台的下表面上均布有四个平台腿,工作平台上表面上的一端固定设置有机架,机架的一端面与工作平台的上表面固定连接,其另一端面上固定安装有限位器,机架的侧壁上设置有滑动套,滑动套的内侧壁与机架的外侧壁滑动连接,且为间隙配合,滑动套的两端通过螺栓固定连接成一体,螺栓的螺杆端上螺纹连接有螺母,滑动套的两端面与机臂的水平端面固定连接,机臂的竖直端上固定安装有图像获取装置,图像获取装置包括固定板,固定板的上表面与机臂的竖直端面固定连接,固定板的下表面上固定安装有外壳本体,外壳本体的腔体内设置有摄像装置,摄像装置的顶侧设置在固定架腔体内,固定架的顶端开口与固定板的下表面固定连接,固定架的底端开孔内设置有摄像装置的中部,摄像装置的底侧设置在固定架外部的正下方;

摄像装置包括图像传感器,图像传感器的上表面上设置有图像发射器,图像发射器的接收端通过导线与图像传感器的输出端连接,图像发射器发射图像信号到图像采集卡的接收器上,图像采集卡安装在电脑主机的插槽上,电脑主机通过第一数据线与电脑显示屏连接;

摄像装置底侧的底端设置有镜头装置,镜头装置包括镜头,该镜头固定安装在镜头固定器的底端面上,镜头固定器的外侧壁上设置有与摄像装置底侧的底端面固定连接的固定环套;

摄像装置中部的外侧壁上设置有第一光源发射器,第一光源发射器上安装有第一光源发射管,第一光源发射管的光源发射端的光区设置在待检测产品上;

图像获取装置的外壳本体的底端开口与遮光器的顶端开口固定连接,遮光器呈圆柱体形状,该圆柱体的两端均具有开口,其内部为空腔设置,该空腔与图像获取装置的外壳本体的腔体相连通,遮光器的内侧壁上设置有遮光涂层。

优选的,所述摄像装置包括位于其中部且与电源接头连接的电路板,电路板通过位于摄像装置中部的连接器与位于摄像装置底侧顶端开孔处的红外灯控制板连接,红外灯控制板的两侧设置有均与摄像装置的底侧顶端面固定连接且相互对称的两个固定杆,该两个固定杆的底端面与图像传感器上表面的两侧固定连接,图像传感器的上表面上设置有图像发射器,图像发射器的接收端通过导线与图像传感器的输出端连接。

优选的,所述镜头的正下方设置有红外灯板,该红外灯板的外侧壁与镜头装置的壳体内壁固定连接,红外灯板上均布有若干个阵列红外灯,红外灯板的底端设置有玻璃体,该玻璃体底端面的外侧设置有前盖。

优选的,所述外壳本体呈圆柱体形状,该圆柱体的两端均具有开口,其内部为空腔设置,外壳本体的内壁上涂覆有黑色涂层。

优选的,所述摄像装置中部外侧壁的两侧分别设置有带有第一光源发射管的第一光源发射器与带有第二光源发射管的第二光源发射器,第一光源发射管与第二光源发射管的光源发射端的光区均设置在待检测产品上。

优选的,所述遮光器的正下方设置有传送带,该传送带上表面上放置有待检测产品,传送带的两侧分别设置在机架的两侧,传送带的一个U型端设置在工作平台一端的上表面上。

优选的,所述电脑主机通过第二数据线与PLC控制器连接,PLC控制器通过第三数据线与剔除装置连接,剔除装置上设置有机械臂,机械臂通过转动轴与机械手连接。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明提供了一种有效提高图像清晰度的视觉检测装置,具备以下有益效果:

1、该视觉检测装置,通过图像获取装置的外壳本体的底端开口与遮光器的顶端开口固定连接,遮光器的空腔与图像获取装置的外壳本体的腔体相连通,遮光器的内侧壁上设置有遮光涂层,外壳本体的内壁上涂覆有黑色涂层,同时,摄像装置中部外侧壁的两侧分别设置有带有第一光源发射管的第一光源发射器与带有第二光源发射管的第二光源发射器,第一光源发射管与第二光源发射管的光源发射端的光区均设置在待检测产品上,当摄像装置进行图像采集时,遮光器向下移动直至使待检测产品位于遮光器的腔体内,当位于图像获取装置腔体内的摄像装置采集图像时,由于整个图像采集过程,在一个全黑色的腔体内进行,只有待检测产品上照射有光线,因此图像获取装置所采集的图像不仅能够获得最大的对比度,而且能够保证采集的图像清晰度更佳,且特征更明显,解决了现有的视觉检测装置,在进行图像采集时,采集的图像清晰度不佳,致使检测效率低与检测结果可靠性差的技术问题。

2、该视觉检测装置,通过在镜头的正下方设置有红外灯板,该红外灯板的外侧壁与镜头装置的壳体内壁固定连接,红外灯板上均布有若干个阵列红外灯,阵列红外灯在镜头进行采集图像时能够自动进行补光调光,使所采集的图像具有更佳清晰的技术效果。

3、该视觉检测装置,通过把图像获取装置设置在机架的机臂上,机臂上设置有活塞杆,通过气缸推动活塞杆作往复推拉运动,实现图像获取装置的上升和下降,从而实现当需要采集数据时,图像获取装置能够自动下降,使遮光器与传送带相接触,使图像采集在一个黑色的腔体内完成,当数据采集完毕时,图像获取装置能够自动上升,使遮光器与传送带相分离,既不影响传送带上已检测产品的传送,又能够获得较佳的图像采集效果,实现了在取得较佳视觉检测结果的同时提高工作效率的技术效果。

4、该视觉检测装置,通过在图像获取装置的正下方设置有传送带,该传送带上表面上放置有待检测产品,传送带的两侧分别设置在机架的两侧,传送带的一个U型端设置在工作平台一端的上表面上,待检测产品通过传送带传送到图像获取装置的正下方,经检测合格的产品则通过传送带传送到合格产品储存区,不合格的缺陷产品被剔除装置的机械手抓走,传送带起到提高检测工作效率的作用,从而有效地实现高效视觉检测的技术效果。

5、该视觉检测装置,通过把电脑主机通过第二数据线与PLC控制器连接,PLC控制器通过第三数据线与剔除装置连接,剔除装置上设置有机械臂,机械臂通过转动轴与机械手连接,当电脑主机上的图像分析处理软件通过进行各种运算来抽取待检测产品的特征,如果待检测产品存在缺陷,图像分析处理软件将产品存在缺陷的分析结果输出至PLC控制单元,通过PLC控制器传递给剔除装置,剔除装置的机械手将缺陷产品从传送带上抓走,如果待检测产品不存在缺陷,图像分析处理软件将产品合格,不存在缺陷的分析结果输出至PLC控制单元,通过PLC控制器传递给剔除装置,此时剔除装置不工作,实现了对缺陷产品的有效剔除的技术效果。

附图说明

图1为本发明一种有效提高图像清晰度的视觉检测装置的结构示意图;

图2为本发明的机架的剖面图;

图3为本发明的图像获取装置的剖视图;

图4为本发明的摄像装置的剖视图;

图5为本发明的图像获取装置的俯视图。

图中标示:1-工作平台,11-平台腿,2-机架,21-限位器,22-滑动套,23-螺栓,24-螺母,25-机臂,3-气缸,31-活塞杆;

4-图像获取装置,41-固定板,42-遮光器,421-遮光涂层,43-外壳本体,431-黑色涂层,44-固定架,47-第一光源发射器,471-第一光源发射管,48-第二光源发射器,481-第二光源发射管,49-电源接头;

45-摄像装置,451-电路板,452-连接器,453-红外灯控制板,454-固定杆,455-图像传感器,456-图像发射器;

46-镜头装置,461-镜头固定器,462-固定环套,463-镜头,464-阵列红外灯,465-玻璃体,466-前盖;

6-电脑主机,61-图像采集卡,62-鼠标发射器,63-键盘发射器,64-主机电源线,65-第一数据线,66-电脑显示屏,67-显示屏电源线,68-键盘,69-鼠标;

5-待检测产品,7-电源插排,8-PLC控制器,81-第二数据线,9-剔除装置,91-第三数据线,92-机械臂,93-转动轴,94-机械手,10-传送带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

一种有效提高图像清晰度的视觉检测装置,参见图1,包括工作平台1,工作平台1的下表面上均布有四个平台腿11,工作平台1上表面上的一端固定设置有机架2,机架2的一端面与工作平台1的上表面固定连接,其另一端面上固定安装有限位器21,如图2所示,机架21的侧壁上设置有滑动套22,滑动套22的内侧壁与机架21的外侧壁滑动连接,且为间隙配合,滑动套22的两端通过螺栓23固定连接成一体,螺栓23的螺杆端上螺纹连接有螺母24,滑动套22的两端面与机臂25的水平端面固定连接,机臂25的竖直端上固定安装有图像获取装置4,图像获取装置4包括固定板41,固定板41的上表面与机臂25的竖直端面固定连接,如图3所示,固定板41的下表面上固定安装有外壳本体43,外壳本体43呈圆柱体形状,该圆柱体的两端均具有开口,其内部为空腔设置,外壳本体43的内壁上涂覆有黑色涂层431,外壳本体43的腔体内设置有摄像装置45,摄像装置45的顶侧设置在固定架44腔体内,固定架44呈圆柱体形状,该圆柱体的顶端具有开口、底端具有开孔,其内部为空腔设置,固定架44的顶端开口与固定板41的下表面固定连接,固定架44的底端开孔内设置有摄像装置45的中部,摄像装置45的底侧设置在固定架44外部的正下方;

如图4所示,摄像装置45包括位于其中部且与电源接头49连接的电路板451,电路板451通过位于摄像装置45中部的连接器452与位于摄像装置45底侧顶端开孔处的红外灯控制板453连接,红外灯控制板453的两侧设置有均与摄像装置45的底侧顶端面固定连接且相互对称的两个固定杆454,该两个固定杆454的底端面与图像传感器455上表面的两侧固定连接,图像传感器455的上表面上设置有图像发射器456,图像发射器456的接收端通过导线与图像传感器455的输出端连接;

图像发射器456发射图像信号信息到图像采集卡61的接收器上,图像采集卡61安装在电脑主机6的插槽上,位于图像采集卡61插槽上方的两个电脑主机6插槽内分别设置有鼠标发射器62与键盘发射器63,鼠标发射器62与鼠标69的接收器相配合,键盘发射器63与键盘68的接收器相配合,电脑主机6通过主机电源线64与电源插排7连接,电脑主机6通过第一数据线65与电脑显示屏66连接,电脑显示屏66通过显示屏电源线67与电源插排7连接,电脑主机6通过第二数据线81与PLC控制器8连接,PLC控制器8通过第三数据线91与剔除装置9连接,剔除装置9上设置有机械臂92,机械臂92通过转动轴93与机械手94连接;

摄像装置45底侧的底端设置有镜头装置46,镜头装置46包括设置在摄像装置45底侧的底端开孔内的镜头463,该镜头463固定安装在镜头固定器461的底端面上,镜头固定器461的外侧壁上设置有与摄像装置45底侧的底端面固定连接的固定环套462;镜头463的正下方设置有红外灯板,该红外灯板的外侧壁与镜头装置46的壳体内壁固定连接,红外灯板均布有若干个阵列红外灯464,红外灯板的底端设置有玻璃体465,该玻璃体465底端面的外侧设置有前盖466;

摄像装置45中部外侧壁的两侧分别设置有带有第一光源发射管471的第一光源发射器47与带有第二光源发射管481的第二光源发射器48,第一光源发射管471与第二光源发射管481的光源发射端的光区均设置在待检测产品5上;

图像装置4的外壳本体43的底端开口与遮光器42的顶端开口固定连接,遮光器42呈圆柱体形状,该圆柱体的两端均具有开口,其内部为空腔设置,该空腔与图像获取装置4的外壳本体43的腔体相连通,遮光器42的内侧壁上设置有遮光涂层421;

遮光器42的正下方设置有传送带10,该传送带10上表面上放置有待检测产品5,如图5所示,传送带10的两侧分别设置在机架2的两侧,传送带10的一个U型端设置在工作平台1一端的上表面上。

工作时,将待检测产品5放置在传送带10的上表面上,待检测产品5随传送带10传输到图像获取装置4的正下方,此时,气缸3拉动活塞杆31向正下方移动,使遮光器42的底端开口与传送带10的上表面相接触,打开第一光源发射器47与第二光源发射器48,第一光源发射管471与第二光源发射管481发射光源至待检测产品5上,摄像装置4的镜头463采集待检测产品5的图像,该图像呈现到图像传感器455上,图像传感器455将待检测产品5的光学图像转换成模拟电信号,并通过图像发射器456发射到图像采集卡61上,并通过图像采集卡61将模拟电信号采集到电脑主机6中,电脑主机6通过图像处理分析软件将模拟电信号转换成图像数据,并通过进行各种运算来抽取待检测产品5的特征,将分析结果输出至PLC控制单元,通过PLC控制器8传递给剔除装置9,此时,气缸3推动活塞杆31向正上方移动,使遮光器42的底端开口移动到待检测产品5的正上方,剔除装置9驱动机械臂92的机械手94将待检测的缺陷产品从传送带10上抓走,完成一个待检测产品5的检测过程。

综上所述,该视觉检测装置,通过图像获取装置4的外壳本体43的底端开口与遮光器42的顶端开口固定连接,遮光器42的空腔与图像获取装置4的外壳本体43的腔体相连通,遮光器42的内侧壁上设置有遮光涂层421,外壳本体43的内壁上涂覆有黑色涂层431,同时,摄像装置45中部外侧壁的两侧分别设置有带有第一光源发射管471的第一光源发射器47与带有第二光源发射管481的第二光源发射器48,第一光源发射管471与第二光源发射管481的光源发射端的光区均设置在待检测产品5上,当摄像装置45进行图像采集时,遮光器42向下移动直至使待检测产品5位于遮光器42的腔体内,当位于图像获取装置4腔体内的摄像装置45采集图像时,由于整个图像采集过程,在一个全黑色的腔体内进行,只有待检测产品5上照射有光线,因此图像获取装置4所采集的图像不仅能够获得最大的对比度,而且能够保证采集的图像清晰度更佳,且特征更明显,解决了现有的视觉检测装置,在进行图像采集时,采集的图像清晰度不佳,致使检测效率低与检测结果可靠性差的技术问题。

该视觉检测装置,通过在镜头463的正下方设置有红外灯板,该红外灯板的外侧壁与镜头装置46的壳体内壁固定连接,红外灯板上均布有若干个阵列红外灯464,阵列红外灯464在镜头463进行采集图像时能够自动进行补光调光,使所采集的图像具有更佳清晰的技术效果。

该视觉检测装置,通过把图像获取装置4设置在机架2的机臂25上,机臂25上设置有活塞杆31,通过气缸3推动活塞杆31作往复推拉运动,实现图像获取装置4的上升和下降,从而实现当需要采集数据时,图像获取装置4能够自动下降,使遮光器42与传送带10相接触,使图像采集在一个黑色的腔体内完成,当数据采集完毕时,图像获取装置4能够自动上升,使遮光器42与传送带10相分离,既不影响传送带10上已检测产品的传送,又能够获得较佳的图像采集效果,实现了在取得较佳视觉检测结果的同时提高工作效率的技术效果。

该视觉检测装置,通过在图像获取装置4的正下方设置有传送带10,该传送带10上表面上放置有待检测产品5,传送带10的两侧分别设置在机架2的两侧,传送带10的一个U型端设置在工作平台1一端的上表面上,待检测产品5通过传送带10传送到图像获取装置4的正下方,经检测合格的产品则通过传送带10传送到合格产品储存区,不合格的缺陷产品被剔除装置9的机械手94抓走,传送带10起到提高检测工作效率的作用,从而有效地实现高效视觉检测的技术效果。

该视觉检测装置,通过把电脑主机6通过第二数据线81与PLC控制器8连接,PLC控制器8通过第三数据线91与剔除装置9连接,剔除装置9上设置有机械臂92,机械臂92通过转动轴93与机械手94连接,当电脑主机6上的图像分析处理软件通过进行各种运算来抽取待检测产品的特征,如果待检测产品存在缺陷,图像分析处理软件将产品存在缺陷的分析结果输出至PLC控制单元,通过PLC控制器8传递给剔除装置9,剔除装置9的机械手94将缺陷产品从传送带10上抓走,如果待检测产品5不存在缺陷,图像分析处理软件将产品合格,不存在缺陷的分析结果输出至PLC控制单元,通过PLC控制器传递给剔除装置9,此时剔除装置9不工作,实现了对缺陷产品的有效剔除的技术效果。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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