一种长轴工件机器视觉检验装置

1.本发明主要涉及视觉检测领域，具体是一种长轴工件机器视觉检验装置。


背景技术：

2.对于船用螺栓、销子等长轴类零件，需要在加工完成后对其表面质量进行检测，以确保产品的表面质量，一旦表面质量不达标，则需要进行返工。利用机器视觉的检测机构能够高效的完成工件表面质量的检测工作，但是长轴类工件本身重量较大，无法为其匹配合适的检测生产线完成检测，且工件的吊装转运过程也增加了检测难度，增加了工件表面被磕碰、划伤的概率。因而对于现在的长轴类工件的检测，仍然需要依赖工作人员肉眼的检测，使得检测结果并不准确，无法保证对于长轴类工件表面质量的良好检测。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本发明提供了一种长轴工件机器视觉检验装置，它能够对存放状态的长轴类零件进行检测，在不对工件进行吊装与输送的前提下，完成对长轴类工件表面质量的视觉检测，提高了检测效率与检测精度。
4.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
5.一种长轴工件机器视觉检验装置，包括存放架以及检测架，所述存放架与检测架均为三角形，所述存放架两侧均设置若干用于放置长轴工件的承托部件，所述承托部件设置在存放架两端的承托架以及一对承托辊轮，两个所述承托辊轮铰接在承托架顶部，所述存放架底部设置对接槽；所述检测架底部铰接与对接槽相配合的连接杆，所述检测架底部铰接伸展架，所述检测架与伸展架之间设置伸展动力机构，所述检测架两侧水平设置调整滑轨，所述调整滑轨上滑动设置调整座，两个所述调整座同步运行，两个所述调整座上设置连接架，所述检测架上设置用于推动连接架上下滑动的调整动力机构，所述调整座上设置导轨，所述导轨上设置滑动座，所述导轨后侧设置直线位移驱动装置，所述直线位移驱动装置用于带动滑动座沿导轨往复直线运动，所述滑动座前端设置圆形的固定轴，所述固定轴上转动设置环套，所述环套上设置角度调整机构，所述环套上设置工业相机，所述检测架上与导轨相对一侧设置控制器，所述伸展动力机构、直线位移驱动装置、调整动力机构以及角度调整机构均与控制器电连接。
6.所述承托架底部设置驱动辊，所述驱动辊上设置把手，所述驱动辊与其中一个承托辊轮抵触接触。
7.所述伸展动力机构包括电推杆以及滑动支杆，所述电推杆的末端与检测架铰接，所述电推杆的前端与伸展架铰接，所述滑动支杆连接在检测架与电推杆之间。
8.所述直线位移驱动装置包括设置在检测架两端的延伸架，两侧的所述延伸架上分别转动设置主动带轮以及从动带轮，所述主动带轮与从动带轮之间张紧有同步带，所述主动带轮上设置伺服电机。
9.所述固定轴中部设置环槽，所述环套与环槽相适应，所述环套与环槽之间设置轴
承。
10.所述环套一侧设置环齿，所述角度调整机构为设置在滑动座上的角度调整电机，所述角度调整电机与环齿之间通过主动齿轮啮合。
11.所述伸展架中部设置中置安装杆，所述调整动力机构包括调整丝杠以及调整电机，所述调整丝杠转动设置在安装杆两端，所述调整丝杠上配合设置调整螺母，所述调整螺母与连接架中部固定连接，所述调整电机设置在安装杆底部，所述调整电机通过齿轮传动驱动调整丝杠。
12.所述连接杆前端设置卡槽，所述卡槽与对接槽插接配合。
13.对比现有技术，本发明的有益效果是：
14.长轴类工件通常在三角形的支架两侧通过两点式横担暂存，三角形的支架比较稳定，且通过三角形的设置方式，可以保证工件在存放时互不干涉，从而减少工件间的磕碰。本检测装置的检测架能够实现与存放架的对接，并且完成检测用工业相机的调整，从而完成对存放架上不同位置工件的检测。本检测装置可以避免工件的吊装运输，减少工件受到磕碰划伤的风险。本装置替代了人工检验的工作，提高了工件的表面质量检测效率与检测精度。
附图说明
15.附图1是本发明立体视角结构示意图；
16.附图2是本发明左视视角结构示意图；
17.附图3是本发明检测架第一立体视角结构示意图；
18.附图4是本发明检测架第二立体视角结构示意图；
19.附图5是本发明a部局部放大结构示意图；
20.附图6是本发明b部局部放大结构示意图。
21.附图中所示标号：1、存放架；2、检测架；11、承托部件；12、对接槽；13、承托架；14、承托辊轮；15、驱动辊；16、把手；21、连接杆；22、伸展架；23、伸展动力机构；24、导轨；25、滑动座；26、直线位移驱动装置；27、环套；28、角度调整机构；29、工业相机；31、调整滑轨；32、调整座；33、连接架；34、调整动力机构；35、安装杆；211、卡槽；231、电推杆；232、滑动支杆；251、环槽；252、角度调整电机；261、延伸架；262、主动带轮；263、从动带轮；264、同步带；265、伺服电机；271、环齿；341、调整丝杠；342、调整电机。
具体实施方式
22.结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所限定的范围。
23.如图1-6所示，本发明所述一种长轴工件机器视觉检验装置，包括存放架1以及检测架2，所述存放架1作为工件的暂存架，通常存放架1为三角形支撑结构，存放架1的两侧边上均安装若干用于放置长轴工件的承托部件11，通过存放架1两端的一对承托部件11，可以实现对长轴类工件的承托暂存。具体的，所述存放架1底部还可以安装轮组，轮组可实现长轴工件的转运，为工件的搬运提供基础。本发明所公布的长轴工件视觉检测装置，是基于存
放架1的结构而设计的配套装置，可以在长轴类工件暂存时对工件的表面质量进行检测。
24.所述检测架2为独立设置，检测架2本身为三角形架体支撑结构，为了方便转移，所述检测架2底部也安装万向轮组，轮组本身可锁死。
25.所述承托部件11为焊接在存放架1两端的承托架13以及一对承托辊轮14，两个所述承托辊轮14转动连接在承托架13顶部，两个所述承托辊轮14平行设置，两个所述承托辊轮14之间为长轴类工件的存放位置。通过承托辊轮14的设置，不会对工件外表划伤，且能够使长轴类工件更为方便的转动，从而对工件的外表进行视觉检测。在进行视觉检测时，为了保障工件整个圆周面都得到检测，因而需要对工件进行转动，至少需要旋转两次，使工件整个圆周均进行依次视觉识别才能完成工件的表面质量检测。为了使工件能够更为流畅的旋转，本实施方式中在所述承托架13底部转动安装驱动辊15，所述驱动辊15上具有把手16，所述驱动辊15与其中一个承托辊轮14抵触接触。通过转动把手16，可以带动驱动辊15带动其中一个承托辊轮14转动，从而带动工件的转动，使工件能够轻松的转动，从而完成不同角度下的视觉检测。
26.所述存放架1底部设置对接槽12，所述检测架2底部铰接与对接槽12相配合的连接杆21，所述连接杆21前端设置卡槽211，所述卡槽211与对接槽12插接配合。当卡槽211与对接槽12配合后，可插接销子进行固定，从而完成检测架2与存放架1的对接，从而完成后续工业相机29检测时的稳定性，保证检测相机29与工件之间的距离。
27.所述检测架2底部铰接伸展架22，铰接点在所述伸展架22的底部，所述检测架2与伸展架22之间设置伸展动力机构23，所述伸展动力机构23能够使伸展架22顶部展开，从而使伸展架22能够展开一定角度后与存放架1的侧边平行，使工业相机29在对每层的长轴类工件进行检测时，均能够保证与工件之间的距离。具体的，所述伸展动力机构23包括电推杆231以及至少两个滑动支杆232，所述电推杆231的末端与检测架2铰接，所述电推杆231的前端与伸展架22铰接，所述滑动支杆232铰接连接在检测架2与电推杆231之间。所述滑动支杆232作为支撑杆，可以对伸展架22进行稳定的支撑。所述电推杆231作为动力机构，若电推杆231设置至少两个，则多个电推杆231应当同步驱动。
28.所述检测架2两侧水平安装调整滑轨31，所述调整滑轨31上滑动安装调整座32，两个所述调整座32上连接有连接架33，两个所述调整座32同步运行，从而保障连接架33能够沿着调整滑轨31进行往复的直线运动。所述检测架2上设置用于推动连接架33上下滑动的调整动力机构34，所述伸展架22中部焊接安装中置安装杆35，所述中置安装杆35作为调整动力机构34的安装位置。具体的，本实施方式中所述调整动力机构34包括调整丝杠341以及调整电机342，安装杆35的两端安装轴承座，所述调整丝杠341转动安装在安装杆35两端的轴承座上。所述调整丝杠341上配合有调整螺母，所述调整螺母与连接架33中部固定连接，所述调整电机342安装在安装杆35底部，所述调整电机342通过齿轮传动驱动调整丝杠341。所述调整电机342优选伺服电机，通过调整电机342的驱动，可使连接架33能够在调整滑轨31的限位下稳定的进行滑动，从而适配不同层安置的工件的高度。所述调整座32上安装导轨24，所述导轨24呈水平状态，从而与存放的长轴工件的轴线平行，从而为工业相机29的移动进行引导。所述导轨24上滑动安装有滑动座25，所述导轨24后侧安装直线位移驱动装置26，所述直线位移驱动装置26用于带动滑动座25沿导轨24往复直线运动。通过调整滑轨31以及导轨24的引导作用，可以使工业相机29在平面内移动，从而适配任意位置的长轴类工
件，完成存放架1上任意高度的长轴工件的表面质量检测。所述直线位移驱动装置26包括焊接在检测架2两端的延伸架261，延伸架261延长到导轨24端部一端，两侧的所述延伸架261上分别转动安装主动带轮262以及从动带轮263，所述主动带轮262与从动带轮263之间张紧有同步带264，所述主动带轮262上设置伺服电机265。所述同步带264与滑动座25背部固定连接，通过伺服电机265驱动主动带轮262转动，可利用同步带264带动滑动座25沿导轨24进行直线运动，从而实现工业相机29沿工件轴线方向的位移。
29.具体的，为了使工业相机29的姿态得到更好的调整，本实施方式还增加了工业相机29的摆动机构。所述滑动座25前端设置圆形的固定轴，所述固定轴上转动设置环套27，所述固定轴中部设置环槽251，所述环套27即配合安装在环槽251内，通过环槽251对环套27进行限位。所述环套27与环槽251之间设置轴承，从而使环套27能够更为顺畅的转动。所述环套27上设置角度调整机构28，工业相机29即安装在所述环套27上，通过角度调整机构28的驱动，可以带动环套27上的工业相机29转动一定的角度，从而微调工业相机29相对于工件的拍摄角度，确保良好的视觉识别效果，使工件的表面质量检测更为精确。具体的，所述环套27一侧具有环齿271，所述角度调整机构28为在滑动座25上固定安装的角度调整电机，所述角度调整电机与环齿271之间通过主动齿轮啮合。通过角度调整电机的驱动，可实现环套27在滑动座25上的转动，从而完成工业相机29的姿态调整。
30.所述检测架2上与导轨24相对一侧设置控制器，所述伸展动力机构23、直线位移驱动装置26、调整动力机构34以及角度调整机构28均与控制器电连接，通过控制器完成本装置中各动作元件的控制。工业相机29采集的图像传递到控制器，由控制器对图像进行识别比对并做出判断，给出工件表面质量的缺陷状况，并根据评判标准给出评级，完成工件的检测。以时间为顺序，本装置的检测逻辑为：首先将检测架2移动到与存放架1的平行位置，随后将连接杆21展开与存放架1底部的对接槽12完成对接。然后通过控制器控制伸展动力机构23伸展，将伸展架22展开一定角度，使伸展架22与存放架1侧边平行。随后通过控制器控制调整动力机构34推动连接架33在调整滑轨31的限位下滑动，使连接架33移动到最顶部工件一侧，随后通过控制器控制角度调整机构28动作，使工业相机29能够正对工件表面，随后控制器控制直线位移驱动机构26动作，带动滑动座25自导轨24一端移动到另一端，完成对长轴工件一面的视觉检测。随后通过驱动辊驱动工件转动120度，随后控制器控制直线位移驱动机构26反向动作，带动滑动座25自导轨24上返回，完成另一角度下的长轴工件的视觉检测，随后通过驱动辊驱动工件继续转动120度，然后控制器控制直线位移驱动机构26带动滑动座25继续自导轨24一端移动到另一端，完成该长轴工件的视觉检测。通过两侧的长轴工件转动以及工业相机29的三次直线位移，完成了长轴工件的表面视觉检测。随后，控制器控制调整动力机构34推动连接架33在调整滑轨31的限位下向下滑动，使连接架33移动到第二层的长轴工件一侧，随后重复上述的直线位移驱动机构26带动滑动座25自导轨24两端往复移动三次，长轴工件转动两次，最终完成该长轴工件的检测，重复上述操作，直至该侧长轴工件完全完成，随后通过控制器控制伸展动力机构23收缩，使伸展架22收回，松开连接杆21与对接槽12的连接，将检测架2移动到存放架1一侧或者另一存放架1所在位置，完成其他工件的检测。