自动检测机构的制作方法

1.本发明涉及检验检测领域，特别是一种利用机器视觉进行检测的机构。


背景技术：

2.产品在生产过程中需要进行质检，对于产量非常大的产品，每个产品都检测需要大量的人工，因此，这类产品通常选用抽检的方式。但是抽检的方式容易导致产品缺陷不易被发现的问题。并且人工质检对人员的经验要求较高，存在质检稳定性差的情况。
3.随着机器视觉技术的发展，通过对产品进行拍摄从而利用机器视觉技术分析产品上存在的质量问题能够实现普检和极大地减小对人的经验依赖。
4.但上述方法需要配合一套自动检测机构实现整个过程以使得检测能够稳定的重复多次进行，目前尚缺乏这样的自动检测机构。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种自动检测机构，用于稳定实现利用机器视觉方法进行产品检测。
6.为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：
7.自动检测机构，包括：
8.图像摄取组件，用于对待测物品进行图像摄取；
9.承托组件，以斜面的方式提供对所述待测物品承托；
10.运动组件，带动所述承托组件进行运动以使得位于所述承托组件上的所述待测物品运动至预设的图像摄取工位；
11.限位组件，对位于所述承托组件上的所述待测物品进行限位以使得所述待测物品在第一过程中在所述承托组件上位置固定，以及对位于所述承托组件上的所述待测物品解除限位以使得所述待测物品在第二过程中相对所述承托组件可移动；
12.遮挡组件，保持对斜面下端位置提供遮挡直至所述限位组件解除限位后对斜面下端位置解除遮挡，以使得所述待测物品在第二过程中沿着所述斜面下滑；
13.所述限位组件和所述遮挡组件为机械联动结构，且所述遮挡组件解除遮挡的启动时间晚于所述限位组件解除限位的时间；
14.其中，所述第一过程以图像摄取完成后结束，所述第二过程以图像摄取完成后开始。
15.进一步的，所述限位组件，包括：
16.第一限位部，固定于所述承托组件的斜面一侧；
17.第二限位部，活动设置于所述承托组件的斜面的另一侧；
18.第一电机，机械连接于所述第二限位部并通过所述第一电机转动方向控制所述第二限位部改变与所述第一限位部之间的距离，从而实现所述限位组件对所述待测物品的限位与否。
19.进一步的，所述第一电机的输出轴上设置有一丝杠，所述输出轴与所述丝杠均设置于所述第二限位部与所述第一限位部二者的相对位移所在的方向上；
20.所述丝杠上设置有第一推动部，用于随着丝杠旋转沿着丝杠长度方向运动而推拉所述第二限位部以改变与所述第一限位部之间的距离。
21.进一步的，所述丝杠的一端设置有第一齿轮，所述第一齿轮上啮合设置有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮均中心轴固定；
22.所述遮挡组件上固定有第二被推动部；
23.所述第二齿轮同轴设置有第二推动部，用于随着第一电机按照第一方向转动预设角度后接触到所述第二被推动部并继续随着第一电机转动而推动所述遮挡组件自上而下运动直至所述遮挡组件对所述斜面下端位置解除遮挡，所述第一方向为控制所述第一限位部和所述第二限位部远离的方向。
24.进一步的，还包括：
25.回弹部，对运动至解除遮挡后的位置的所述遮挡组件提供回弹力。
26.进一步的，所述第一限位部上设置有第一导电部，所述第二限位部上设置有第二导电部；所述第一限位部与所述第二限位部对所述待测物品进行限位和解除限位时，所述第一导电部、所述第二导电部通过所述待测物品通断。
27.进一步的，还包括基座，所述承托组件、限位组件和遮挡组件均直接或间接设置在所述基座上；
28.所述运动组件，包括：
29.导轨，与所述基座配合以提供给所述基座运动导向；
30.第二电机，机械连接于所述基座并使得所述基座沿着所述导轨运动。
31.进一步的，在所述基座的运动路径上的关键工位上设置有光电开关，所述关键工位包括以下至少之一：起点工位、终点工位、图像摄取工位。
32.进一步的，所述第一电机的轴向为第一方向，所述第二电机轴向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向平行；所述斜面的法向与所述第一方向垂直。
33.进一步的，所述图像摄取组件包括图像采集装置和位置调整装置，所述图像采集装置通过所述位置调整装置固定于所述图像摄取工位附近，所述位置调整装置用于调整所述图像采集装置与所述待测物品之间的距离和角度。有益效果：
34.由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了一种自动检测机构，包括：图像摄取组件，用于对待测物品进行图像摄取；承托组件，以斜面的方式提供对所述待测物品承托；运动组件，带动所述承托组件进行运动以使得位于所述承托组件上的所述待测物品运动至预设的图像摄取工位；限位组件，对位于所述承托组件上的所述待测物品进行限位以使得所述待测物品在第一过程中在所述承托组件上位置固定，以及对位于所述承托组件上的所述待测物品解除限位以使得所述待测物品在第二过程中相对所述承托组件可移动；遮挡组件，保持对斜面下端位置提供遮挡直至所述限位组件解除限位后对斜面下端位置解除遮挡，以使得所述待测物品在第二过程中沿着所述斜面下滑；所述限位组件和所述遮挡组件为机械联动结构，且所述遮挡组件解除遮挡的启动时间晚于所述限位组件解除限位的时间；其中，所述第一过程以图像摄取完成后结束，所述第二过程以图像摄取完成后开始。通过上述方案，自动化实现对待测物品的机器视觉检测和检测后的落料。
35.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
36.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
37.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
38.图1为本发明实施例的整体结构示意图；
39.图2为本发明实施例的固定组件的结构示意图；
40.图3为本发明实施例的固定组件的左视图；
41.图4为本发明实施例的固定组件的剖视图；
42.图中，各附图标记的含义如下：
43.第一相机1；第二相机2；第三相机3；第一光源4；第二光源5；第三光源6；导轨7；第二电机8；第一电机9；丝杠10；丝杠固定座11；第一齿轮12；第二齿轮13；承托组件14；第一限位部15；第二限位部16；减速器17；第二推动部18；第二被推动部19；遮挡组件20；回弹部21；遮光板22、24；光电开关23、25；第一联轴器26；旋转平台27；滑动平台28；第一滑块29；第二滑块30；第三滑块31；连接板32；第一导电部33。
具体实施方式
44.为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
45.在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定义在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
46.如图1所示，本技术实施例提供一种自动检测机构，用于对铁路轨道弹条的表面质量进行检测，检测内容包括尺寸、表面质量缺陷等，检测的手段是通过将弹条固定并通过拍摄的方式获得弹条表面的图片，并利用机器视觉技术分析上述获得的图片中是否有弹条质量问题，从而代替人工实现对弹条的检测。由于利用机器视觉的方式，通常会设定几个图像摄取工位，因此，为了实现上述自动化检测的一致性，本实施例中的自动检测机构需要能够在拍摄前固定住弹条、运送弹条至图像摄取工位以及在拍摄后放下弹条释放新的固定空间给下一个待检测的弹条并重复执行上述过程。
47.满足上述功能的装置可以适用于多种对象的检测，不限于本实施例中所述的弹条检测。为了充分介绍上述装置，本实施例仍以弹条为检测对象进行检测。
48.如图1所示，本实施例的自动检测机构的具体结构如下，包括：
49.图像摄取组件，用于对待测物品进行图像摄取。图1中，图像摄取组件包括采集装
置和位置调整装置，所述图像采集装置通过所述位置调整装置固定于所述图像摄取工位附近，所述位置调整装置用于调整所述图像采集装置与所述待测物品之间的距离和角度。具体的，为了对弹条进行检测，本实施例中设置的采集装置包括第一相机1、第二相机2和第三相机3，上述各个相机按照需要分别布置，使得能够按照质量检测的要求以不同的角度对弹条进行拍摄。为了确保拍摄图像的质量可靠，还分别为上述采集装置对应设置有第一光源4、第二光源5、第三光源6。上述位置调整装置，包括但不限于旋转平台27和滑动平台28，如图1所示的第三相机3，所述第三相机3滑动设置在一滑轨上，所述滑轨理想的轨道方向为垂直于待测物品，所述第三相机3可以通过调节在所述滑轨上的位置，实现第三相机33的镜头与所述待测物品之间的距离，即通过滑轨式的滑动平台28实现了镜头与所述待测物品之间距离的改变。所述滑动平台28整体转动设置于一个转轴上，该转轴的轴向与所述滑轨的滑动方向垂直，因此可以通过所述转轴带动所述滑动平台28整体发生转动，从而实现滑轨的方向的调整，以满足在某些情况下拍摄角度需要调整的需求。上述旋转平台27和滑动平台28的具体实现方式包括但不限于本技术实施例上述描述的方式，本领域技术人员可以根据需要设计其他可能的方案。
50.在进行检测时，弹条需要有一承托物将其承托起来，因此本实施例中包括承托组件14，其主体结构为一承托板，所述承托板以斜面的方式提供对所述待测物品承托。上述弹条置于斜面上，是为了方便弹条检测结束后，能够沿着斜面下滑实现落料。斜面具体的斜度需要兼顾能够使得弹条顺利下滑和图像摄取方便。
51.在整个弹条的检测过程中，由于有多个图像摄取工位，因此需要带动弹条进行运动，因此本实施例包括运动组件，用于带动所述承托组件14进行运动以使得位于所述承托组件14上的所述待测物品运动至预设的图像摄取工位。本实施例通过设置光电开关25、遮光板24的配合使得上述图像摄取工位容易被识别，其中光电开关25设置有多个，每个光电开关25用于指示各个图像摄取工位，遮光板24设置在运动组件上，遮光板24随着运动组件同步运动至光电开关25处出使得光电开关25的电平发生变化，从而控制运动组件停止，随后图像摄取组件进行工作直至拍摄完图像后，重新控制启动运动组件继续向下一个工位运动。
52.上述运动组件除了在图像摄取工位之间运动外，考虑到整个装置能够持续稳定地重复工作，需要设置一起点工位和终点工位，其中起点工位用于弹条从整个装置以外被放置在所述承托组件14上的工位，该步骤通常是自动化实现的，因此需要固定起点工位，每次前一个弹条检测完毕后，需要将承托组件14回归至起点工位，即基座复位工序。其中，终点工位是为了控制承托组件14回归的工位，通过控制承托组件14按照每次先运动至终点工位后返回运动至起点工位，从而将整个承托组件14在工位之间的流转过程统一，方便重复对弹条进行检测。上述起点工位和终点工位的感应也可以通过在起点工位和终点工位设置光电开关25，并通过光电开关25与遮光板24的配合实现。
53.具体上述运动组件包括一导轨7和第二电机8，所述承托组件14通过一基座配合设置在所述导轨7上，所述第二电机8机械连接于所述基座并使得所述基座沿着所述导轨7运动，如图2所示，图中第二电机8的输出轴上设置有第一联轴器26，所述导轨7为一直线型导轨，所述直线型导轨内置有一丝杠，所述基座安装于所述丝杠上，所述直线型导轨其一端为起点工位、另一端为终点工位，所述第二电机8通过第一联轴器26带动所述基座在所述导轨
7上运动。所述基座上的固定有遮光板24，所述导轨7上的两端分别固定有光电开关25，通过所述遮光板24和所述光电开关25的配合从而获知目前基座在导轨7上的位置。
54.为了在恰当的时候固定弹条并适时解除对弹条的限制使得其能够顺利落料，本实施例的基座上还直接或间接设置有限位组件和遮挡组件20。
55.所述限位组件用于对位于所述承托组件14上的所述待测物品进行限位以使得所述待测物品在第一过程中在所述承托组件14上位置固定，以及对位于所述承托组件14上的所述待测物品解除限位以使得所述待测物品在第二过程中相对所述承托组件14可移动。
56.其中，所述第一过程为将待测物品位置固定直至完成图像摄取的过程，该过程需要保持待测物品的位置处于固定状态，第二过程为图像摄取完成之后，待测物品需要完成落料，因此，对待测物品的位置限定需要解除。
57.如图2所示，所述限位组件，包括：第一限位部15，固定于所述承托组件14的斜面一侧；第二限位部16，活动设置于所述承托组件14的斜面的另一侧。图中，承托组件14的斜面方向朝向纸面外侧，所述第一限位部15设置于所述斜面的左侧，所述第二限位部16设置于斜面的右侧且其上设置有第一滑块29用于与一滑轨配合滑动，所述第一限位部15与所述第二限位部16配合实现对所述待测物品的限位和解除限位，具体通过其中所述第二限位部16为活动设置从而使得所述第一限位部15与所述第二限位部16之间的空间大小可变，当二者之间的距离较小时，实现对待测物品的限位，当二者之间的距离较大时，解除对待测物品的限位。上述第二限位部16的活动通过第一电机9实现，所述第一电机9机械连接于所述第二限位部16并通过所述第一电机9转动方向控制所述第二限位部16改变与所述第一限位部15之间的距离，从而实现所述限位组件对所述待测物品的限位与否。具体的，如图2所示，所述第一电机9固定在图中左侧的第一限位部15的下部，图中右侧第二限位部16下方的基座上具有一固定侧板，所述第一电机9的输出轴上设置有一丝杠10，所述丝杠10的另一端穿过所述固定侧板，所述输出轴与所述丝杠10均设置于所述第二限位部16与所述第一限位部15二者的相对位移所在的方向上。所述丝杠10上设置有第一推动部，用于随着丝杠10旋转沿着丝杠10长度方向运动而推拉所述第二限位部16。如图4所示，具体的，所述第一推动部包括相互固连的丝杠固定座11、连接板32以及第三滑块31，所述丝杠固定座11套设在丝杠10上，所述第三滑块31通过轨道滑块结构与所述承托组件14上的承托板底部配合，所述第二限位部16的主体为一侧板，所述连接板32与所述第二限位部16的侧板固连，从而当所述第一推动部随着丝杠10运动而移动时，带动所述第二限位部16沿着丝杠10方向运动，从而使得第一限位部15与第二限位部16之间的距离发生变化，当该距离变大时且直到大到无法夹持待检测物体时，待检测物体被解除限位，当该距离变小且直到小到夹紧待检测物体时，待检测物体被限位。上述距离的变化主要受第一电机9的转向控制，正转和反转分别控制限位和解除限位。
58.为了方便控制系统判断限位完成和解除限位完成，在所述第一限位部15上设置有第一导电部33，所述第二限位部16上设置有第二导电部，图中所述第二导电部与所述第一导电部33相对设置；所述第一限位部15与所述第二限位部16对所述待测物品进行限位和解除限位时，所述第一导电部33、所述第二导电部通过所述待测物品通断。当第一导电部33和第二导电部能够导通时，认为限位完成，反之，认为解除限位。
59.与落料功能配合的遮挡组件20，具体见图2和图4，所述遮挡组件20用于保持对斜
面下端位置提供遮挡直至所述限位组件解除限位后对斜面下端位置解除遮挡，以使得所述待测物品在第二过程中沿着所述斜面下滑；所述限位组件和所述遮挡组件20为机械联动结构，且所述遮挡组件20解除遮挡的启动时间晚于所述限位组件解除限位的时间。
60.所述遮挡组件20的主体为一个遮挡板且其上设置有第二滑块30用于与一导轨配合滑动，所述遮挡板的上沿的位置高于所述斜面的下端则可以对位于斜面上的待检测物体进行遮挡防止其滑落斜面，当遮挡板的上沿下降到所述斜面的下端以下后则无法对待检测物体进行遮挡，从而待检测物体在自重和摩擦力的共同作用下实现自动落料。由于弹条有一定的弹性，而限制组件对弹条的限制会导致弹条向遮挡板一侧有轻微的变形，所以弹条紧紧贴合住所述遮挡板，因此，在落料过程中，需要等待限制组件完全对弹条解除限制后再控制遮挡组件20解除遮挡，否则遮挡组件20和弹条之间的压力会妨碍遮挡组件20的运动。
61.本实施例中，实现所述遮挡组件20运动的机构的具体结构如下：
62.所述第一电机9的输出轴上设置有第一齿轮12，所述第一齿轮12上啮合设置有第二齿轮13，所述第一齿轮12和所述第二齿轮13均中心轴固定；所述遮挡组件20上固定有第二被推动部19；所述第二齿轮13同轴设置有第二推动部18，用于随着第一电机9按照第一方向转动预设角度后接触到所述第二被推动部19并继续随着第一电机9转动而推动所述遮挡组件20自上而下运动直至所述遮挡组件20对所述斜面下端位置解除遮挡，所述第一方向为控制所述第一限位部15和所述第二限位部16远离的方向。
63.具体如2和图4所示，所述第一齿轮12置于丝杠10的末端并位于所述固定侧板附近，第一电机9的转动通过丝杠10传递到第一齿轮12上，第二齿轮13与第一齿轮12同平面设置，所述第二齿轮13的输出轴穿过所述固定侧板位于所述承托板的下方，所述第二齿轮13的输出轴上优选设置有减速器17，将转速减速后传递给第二推动部18，如图所示，所述第二推动部18具有一轴孔，所述轴孔套设在所述减速器17的输出端，所述第二推动部18上具有一杆状物作为第二推动部18，所述遮挡板上的第二被推动部19位于与所述杆状物附近且能够使所述杆状物对所述第二推动部18施加有向下的推动力。如图4所示，在纸面方向上，所述杆状物顺时针旋转时，将第二被推动部19向下压，从而带动遮挡板向下运动。
64.当落料完成后，本装置需要准备下一个待测物品的检测，因此需要完成复位工序，包括遮挡组件20恢复到遮挡状态、限位组件复位和基座复位等过程，从而实现基座回到起始工位以及当下一个待测物品被置于承托组件14的承托板上时，限位组件重新对待测物品进行限位。其中遮挡组件20的下方设置有回弹部21，具体为多个沿遮挡板排列的弹簧杆，对运动至解除遮挡后的位置的所述遮挡组件20提供回弹力，同时第一电机9也进行回转，从而解除通过所述第二推动部18而施加给所述遮挡组件20的下压力，此时控制所述第一电机9的回转转速使得所述第二推动部18始终与所述遮挡组件20上的第二被推动部19接触但几乎无力或只有很小的力以免改变所述第二推动部18与所述第二被推动部19之间的相对位置关系。其中限位组件复位位于基座复位之前完成，为限位组件复位设置有光电开关23和遮挡板22，其中光电开关23有2个分别用于指示限位组件中第二限位部16与第一限位部15之间距离缩小到最小的状态即限位状态、以及第二限位部16与第一限位部15之间的距离扩大到最大的状态，限位组件复位时所述第二限位部16先向所述第一限位部15运动然后通过触发其中一个光电开关23后再远离直至触发到另一个光电开关23，从而完成限位组件复位。上述光电开关23被触发从而改变所述第二电机9的转向一实现限位组件复位工序。
65.在本实施例中，所述第一电机9的轴向为第一方向，所述第二电机8轴向为第二方向，所述第一方向与所述第二方向平行；所述斜面的法向与所述第一方向垂直。如此，限位组件的开合方向与整个基座的运动方向一致，且同时完成遮挡组件20的运动，整体结构设计紧凑，联动设计巧妙。
66.上述装置的控制通过控制系统完成，控制系统通过设置在装置中的若干感应信号感应机械结构的当前状态以控制下一步的运动，具体的感应装置包括如上文提及的光电开关的通断信号、导电的通断信号等，上述设计能够将整个机械装置进行有机控制并按照设定程序连续多次完成对待测物品的检测，自动化程度高。
67.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。