一种多维检测机器人及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及视觉检测技术领域，具体涉及一种多维检测机器人及其检测方法。
【背景技术】
[0002]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。视觉检测通常被应用在产品的生产、装配或包装中。
[0003]传统检测技术视觉系统是固定不动的，只有被检测工件通过传送带到达指定位置，进行检测判别。传统检测技术存在以下缺点:
1、对传送带的运送精度要求高，工件的位置若有偏差会影响视觉系统的检测结果，降低了检测的有效性；
2、视觉系统只能满足工件检测的低端需求，在特定方向对工件进行检测，存在检测盲区，无法适应工件的多方位检测要求。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题，本发明提出一种多维检测机器人及其检测方法，该多维检测机器人不仅能实现工件的多维检测识别，而且对工件的运送装夹要求较低，可以根据工件的实际位置在一定范围做自适应调整和补偿，消除工件位置偏差的影响，提高检测效率。
[0005]本发明采用的技术方案是，设计一种多维检测机器人，包括:用于运送工件的流水线、用于检测工件的视觉检测系统、连接该视觉检测系统的多维运动控制系统，视觉检测系统设于流水线的上方，该视觉检测系统包括:可在多个方向调整输出轴位置和角度的多维运动机构、固定于所述输出轴末端的图像摄取装置。
[0006]其中，多维运动机构包括:立柱、连接于主柱一侧面可上下移动的移动座、一端与移动座铰接可水平摆动的臂杆、与所述臂杆另一端铰接可水平摆动的转动座、竖直设于转动座底面上可沿自身轴线转动的转动架、水平横向设于转动架上可沿自身轴线转动的输出轴，图像摄取装置固定在输出轴的末端。
[0007]立柱内设有可推动移动座上下移动的电动推拉装置，移动座内设有可带动臂杆摆动的第一电动旋转装置，转动座内设有带动转动座自身旋转的第二电动旋转装置、带动转动架旋转的第三电动旋转装置，转动架上水平横向固定有带动输出轴旋转的第四电动旋转装置。电动推拉装置、第一电动旋转装置、第二电动旋转装置、第三电动旋转装置和第四电动旋转装置均与多维运动控制系统连接。
[0008]控制系统包括:与视觉检测系统连接的多维运动控制器、与多维运动控制器连接的人机交互设备和手动操作设备。
[0009]流水线的中部设有一内部中空的机架，流水线的传送带穿过机架，视觉检测系统固定在机架上，机架底部设有位于传送带下方的电控箱，多维运动控制器设于该电控箱内。流水线两端和中部均设有用于检测工件位置的位置传感器，位置传感器与多维运动控制器连接，多维运动控制器还与用于驱动流水线运动的电动件连接。
[0010]流水线的输出端还间隔设有多组限位板组件，每组限位板组件包含两个相对设置在流水线上的限位板，两限位板之间的间距可容纳工件穿过。
[0011]机架罩有机壳，机壳上设有与人机交互设备尺寸配合的安装口，机壳底部侧面设有与电控箱位置配合的柜门，机壳的两端设有供流水线穿过的开口，开口位置设有吊帘。
[0012]多维运动控制器还连接一报警设备，报警设备设于机壳顶部。
[0013]本发明还公开了一种上述多维检测机器人的检测方法，包括:步骤1、将被测产品放置到流水线的待检区上；
步骤2、位置传感器检测到被测产品，并将信号传递至多维运动控制器；
步骤3、多维运动控制器控制流水线和多维运动机构配合运动，将图像摄取装置对准到被测产品的不同检测位置，并在各检测位置启动图像摄取装置分别采集图像，再进行处理运算后将数据输出；
步骤4、采集图像处理运算后的数据汇总形成质量报告。
[0014]与现有技术相比，本发明将图像摄取装置安装在多维运动机构的输出轴上，通过多维运动机构变换输出轴的位置和角度，实现了单一图像摄取装置的多个自由度运动，完成了对被检工件的多维检测识别，对工件的装夹运送要求低，而且在设定的维度空间内检测无盲区。
【附图说明】
[0015]下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中:
图1是本发明整体的外观示意图；
图2是本发明整体的内部结构图；
图3是本发明视觉检测系统的立体图；
图4是本发明视觉检测系统的平面图；
图5是本发明的检测过程示意图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、2所示，本发明提出的多维检测机器人，包括:用于运送工件的流水线1、用于检测工件的视觉检测系统、连接该视觉检测系统2的多维运动控制系统。
[0017]视觉检测系统2包括:可在多个方向调整输出轴位置和角度的多维运动机构21、固定于输出轴末端的图像摄取装置22。视觉检测系统2架设于流水线I的中部上方，工件通过流水线I送到视觉检测系统2的下方进行检测。其中，图像摄取装置22可以设为工业相机。
[0018]如图3、4所示，多维运动机构21包括:立柱211、移动座212、臂杆213、转动座214、转动架215和输出轴216。
[0019]立柱211的一侧面设有纵向设置的两条滑槽，移动座212的与立柱211相邻的侧面设有与滑槽配合的滑块，立柱211内设有可推动滑块上下移动的电动推拉装置，滑块穿过滑槽伸入立柱211内与电动推拉装置的推拉轴固定，由滑块的移动带动移动座212改变上下位置。
[0020]臂杆213的一端铰接在移动座212底面，移动座212内设有可带动臂杆213摆动的第一电动旋转装置，臂杆213与移动座212之间设有竖直的第一铰接轴，第一铰接轴的底端与臂杆213固定、顶端与第一电动旋转装置的转动轴连接，启动第一电动旋转装置即可摆动臂杆213。
[0021]转动座214铰接在臂杆213另一端的顶面，转动座214内设有带动转动座214自身旋转的第二电动旋转装置，第二电动旋转装置的壳体底部固定在臂杆213上、转动轴竖直与转动座214固定，启动第二电动旋转装置即可摆动转动座214。
[0022]转动座214的摆动端底面竖直向下设有转动架215，转动座214内设有带动转动架215沿自身轴线旋转的第三电动旋转装置，启动第三电动旋转装置即可转动转动架215。
[0023]输出轴216水平横向设置在转动架215上，转动架215上水平横向固定有第四电动旋转装置217，第四电动旋转装置217的转轴与输出轴216传动连接，启动第四电动旋转装置即可转动输出轴216。
[0024]其中，图像摄取装置22固定在输出轴216的末端，通过移动座214可以调整图像摄取装置22的高度位置，通过臂杆213和转动座214的摆动、及转动架215的转动可以调整图像摄取装置22在水平面的左右位置，通过输出轴216的转动可以调整图像摄取装置22与水平面的倾斜角度，从而实现单一图像摄取装置22的五自由度运动，同时，流水线也能调整工件在图像摄取装置22下方的前后位置，以便完成对被检工件的多维检测识别。在本实施例中，臂杆213长度为250mm，旋转范围为±90°，转动座214长度为150mm，旋转范围为±100°，移动座212的上下行程为200mm，旋转范围为±360°。
[0025]如图2所示，多维运动控制系统包括:与视觉检测系统